Бумагоделательная машина сформующим органом типа кресцент для производства салфеточной бумаги

Когда говорят про машины для салфеточной бумаги с формующим органом типа кресцент, часто думают, что главное — это скорость. Но на деле, особенно с тонкими полотнами, ключевым становится баланс между обезвоживанием и сохранением пухлости. Многие установки гонят тонну, а на выходе получается что-то рыхлое, но хрупкое — пухлость есть, а прочности нет. Или наоборот. Вот здесь как раз и кроется основная работа.

Конструкция кресцент-формера: не только угол

Основная идея кресцент-формера, конечно, в зоне формирования между сеткой и сукном. Но если брать конкретно для салфеточной бумаги, то критически важен профиль вакуум-переходной зоны. Недостаточный вакуум на начальном этапе — и волокна плохо укладываются, полотно будет с повышенной пыльностью. Слишком агрессивный отбор воды сразу — можно ?запечатать? поверхность, и дальше обезвоживание пойдет хуже, потребуется больше энергии на прессование и сушку.

Вспоминается один проект, кажется, лет пять назад, где пытались адаптировать машину, изначально рассчитанную на более плотные бумаги-основы, под высокопористую салфетку. Увеличили угол охвата, но не пересчитали вакуумные коробки. В итоге на этапе прессования начались проблемы с отрывом полотна — оно просто не успевало достаточно уплотниться у формера, было слишком рыхлым и влажным. Пришлось возвращаться к вакуумной системе и фактически проектировать ее заново, с градиентом, нарастающим более плавно.

Именно поэтому некоторые производители, вроде АО Оукэ Технология (их сайт — nicepacker.ru), делают акцент на исследованиях в области интеллектуального оборудования для санитарно-гигиенических бумаг. Их статус ?провинциального специализированного малого гиганта? в Цзянси говорит о глубокой проработке именно таких технологических узлов. Не просто собрать машину, а настроить процесс формирования полотна под конкретные требования к пухлости и прочности на разрыв.

Связь формовки с последующими переделами

Частая ошибка — рассматривать формующий узел изолированно. А ведь то, как легло полотно, напрямую влияет на тиснение, перфорацию и даже намотку в рулоны-логи. Если формирование неравномерное по ширине, допустим, из-за неравномерного профиля вакуума или износа сетки, то на тиснильных валах будет разная глубина тиснения. Это видно невооруженным глазом на готовой салфетке — узор то четкий, то смазанный.

Был случай на одной фабрике: жаловались на частые обрывы при скоростной намотке. Смотрели на намоточное устройство, регулировали натяжение. Оказалось, корень проблемы — в микроскопических зонах ослабления полотна, которые закладывались еще на формовочном органе типа кресцент. Из-за небольшого перекоса отсасывающего ящика на одном краю формировалась чуть более тонкая и менее прочная полоса. Она выдерживала пресс и сушку, но рвалась при динамических нагрузках на высокой скорости намотки.

Это к вопросу о том, почему компании, входящие в профильные комитеты, как та же АО Оукэ Технология (постоянный член Комитета по санитарно-гигиеническим бумажным изделиям Ассоциации целлюлозно-бумажной промышленности Китая), имеют преимущество. Они видят полный цикл и знают, как проблема на одном конце линии аукнется на другом.

Материалы сеток и сукон: практические наблюдения

Для кресцент-формеров под салфетку выбор сукна — это отдельная наука. Нужна и высокая водоотводящая способность, и щадящее отношение к только что сформированному, еще непрочному полотну. Слишком жесткое сукно может оставить отпечаток, который проявится позже. Слишком мягкое — не обеспечит нужного начального обезвоживания.

Сетки тоже. Ставят на износостойкость, но иногда это приводит к тому, что сетка ?не дышит? так, как нужно для формирования высокопористой структуры. Помню, экспериментировали с разными плетениями и покрытиями. В одном случае перешли на сетку с немного большим коэффициентом открытой площади, но менее стойкую к абразиву. Пришлось усиливать систему очистки, зато выиграли в равномерности формирования и снизили пыльность готовой продукции. Экономический эффект от снижения брака перекрыл затраты на более частую замену сеток.

Здесь как раз пригождается статус предприятия, занимающегося ?новыми и уникальными технологиями?, как у упомянутой компании. Это не просто слова, а часто работа именно с такими материалами и компромиссами.

Настройка и ?чувство машины?

Ни одна, даже самая продвинутая бумагоделательная машина, не будет работать идеально ?из коробки?. Настройка кресцент-формера — это часто ручная, опытная работа. Датчики показывают вакуум, температуру, скорость, но итоговое качество полотна оператор-наладчик оценивает на глаз и на ощупь, отрывая пробу прямо с сетки.

Есть такой параметр, который в спецификациях не опишешь — как полотно отходит от сукна после формовочной зоны. Оно должно отходить ровно, без подергиваний. Если есть ?волна? или локальные отслоения, это сигнал. Может, проблема в разнице давлений, может, в геометрии, может, в составе массы. Инженеры АО Оукэ Технология, судя по их focus на интеллектуальное оборудование, вероятно, как раз работают над тем, чтобы оцифровать и эти, кажущиеся субъективными, параметры, снижая зависимость от человеческого фактора.

Но пока что без опытного мастера, который слышит и чувствует машину, не обойтись. Можно купить сертифицированное ?предприятие-пилот интеллектуального производства?, но тонкую салфеточную бумагу оно делать не научится само по себе. Нужны люди, которые понимают физику процесса в этой конкретной точке — в зоне контакта сетки, массы, сукна и вакуума.

Энергетический аспект и устойчивое развитие

Сегодня нельзя говорить о оборудовании, не касаясь эффективности. Правильно настроенный формующий орган типа кресцент — это первый и важнейший шаг к экономии энергии на всей линии. Чем эффективнее прошло начальное обезвоживание на сетке, тем меньше пара уйдет в сушильных цилиндрах.

Неудачные попытки как раз часто связаны с желанием сэкономить на первом этапе — поставить менее мощные вакуум-насосы или упростить систему регулировки вакуума по зонам. В итоге на сушку уходит на 15-20% больше энергии, что за год эксплуатации дает колоссальные цифры. Поэтому при выборе машины или модернизации узла формирования нужно считать не только капитальные затраты, но и этот операционный показатель.

Компании, которые всерьез занимаются R&D, как та, что имеет Городской исследовательский центр в Цзюцзяне, понимают это. Их разработки в ключевых технологиях, вероятно, направлены в том числе на оптимизацию именно этого баланса — качества формирования и энергопотребления. В конце концов, производство салфеточной бумаги — высококонкурентный рынок, и себестоимость, в которой энергия — крупная статья, решает многое.

Вот и получается, что эта, казалось бы, узкая тема — бумагоделательная машина сформующим органом типа кресцент для производства салфеточной бумаги — разворачивается в целый комплекс вопросов: от механики и гидродинамики до материаловедения и экономики производства. И решать их нужно не по отдельности, а системно, что и делают ведущие игроки в этой нише.