高浓打浆(磨浆)设备

出处：按学科分类—工业技术中国轻工业出版社《制浆造纸手册：第八分册纸料的准备》第163页（6028字）

高浓打浆(磨浆)(一般是指15%或20%以上的打浆浓度)主要是依靠两个作相对运动的部件对纸浆纤维的剧烈挤压和摩擦来磨浆的新型打浆(磨浆)工艺。实现这种新工艺的主要设备是高浓磨浆机(高浓打浆机)。

生产中使用的高浓磨浆机有两种类型：即圆柱形高浓磨浆机和圆盘形高浓磨浆机。它们均能在磨浆区实现高浓磨浆的工艺过程。其中，圆盘形高浓磨浆机的用途最为广泛，能对细浆进行高浓精浆，对粗浆进行高浓打浆，还可以用它来磨制化学机械浆和机械浆。而圆柱形高浓磨浆机主要是用于细浆、软浆的高浓打浆。

1．圆柱形高浓磨浆机

(1)圆柱形高浓磨浆机的工作原理

圆柱形高浓磨浆机的工作原理如图10—1—104所示。当水和纤维的悬浮液以2～6%的浓度进入分浆圆筒1的进浆口A的时候，由于转动磨环2沿逆时针方向回转时，纤维悬浮液以一定的压头(由浆泵提供)穿过转动磨环上的锥形孔而到达转动磨环上可调的定子压板3之间的圆弧形缝隙，于是圆弧形缝隙中的浆料一边由定子压板的锥形孔脱水，一边受到磨浆处理。这时磨浆过程是在较高的浓度下进行(大量的水通过定子压板的锥形孔跑掉的缘故)。高浓磨浆所获得的合格纤维也随着沿定子压板圆锥孔流出的水一起排出。不合格的纤维则随着转动磨环2的回转离开了定子压板3，回流到圆柱形高浓磨浆机的进浆口，按照上述的过程进一步受到磨浆处理。通过定子压板锥形孔出来的合格纤维与排出的水混合在一起，恢复了原来进浆时的低浓状态。

图10—1—104 圆柱形高浓磨浆机工作原理示意图

1—分浆圆筒 2—转动磨环 3—可调的定子压板 4—调节手轮

因此，圆柱形高浓磨浆机的磨浆操作是低浓进浆、高浓磨浆、低浓出浆的过程。磨浆区的浆料浓度一般可达到20%以上。

这样的磨浆原理，使得浆料既可以在高浓度下进行磨浆处理，但又不需要另外配套高浓进浆机构，设备流程简化，有利于现有低浓打浆系统的改造。

(2)圆柱形高浓磨浆机的类型、规格

圆柱形高浓磨浆机有机械调节的圆柱形高浓磨浆机和液压调节的圆柱形高浓磨浆机两大类型。

①机械调节式圆柱形高浓磨浆机：机械调节式的圆柱形高浓磨浆机的磨浆间隙(定子压板与转动磨环之间的缝隙)的调节是通过手轮和螺杆螺母机构使定子压板沿转动磨环的直径方向作径向位移来实现的。这种调节机构适用于小型的圆柱形高浓磨浆机。图10—1—104所示的圆柱形高浓磨浆机的调节机构属于这一类。

我国研制的ZDY11型圆柱形高浓磨浆机属于机械式调节圆柱形高浓磨浆机，它的主要技术特征如表10—1—56所示。

表10—1—56

②液压调节式圆柱形高浓磨浆机：液压调节式圆柱形高浓磨浆机(图10—1—105)的工作原理与机械调节式圆柱形高浓磨浆机相同，但它的磨浆间隙是通过与定子压板连接在一起的液压缸来调节的(图10—1—106)。这种液压式调节机构操作起来方便、省力，并可在一定程度上实现定压打浆，从小型号到大型号的圆柱形高浓磨浆机都适用。

图10—1—105 液压调节式圆柱形高浓磨浆机(瑞典产品)

图10—1—106 液压调节式圆柱形高浓磨浆机结构示意图

1—分浆圆筒 2—进浆口 3—转动磨环 4—可调的定子压板 5—液压缸

(3)国外圆柱形高浓磨浆机

①表10—1—57为瑞典威尔克圆柱形高浓磨浆机(Eur—Co—Control Vargo Refiner)的主要技术特征。

表10—1—57

②各种型号的威尔克圆柱形高浓磨浆机如图10——1—107至图10—1—109所示。

图10—1—107 600型威尔克圆柱形高浓磨浆机外形图

图10—1—108 650型威尔克圆柱形高浓磨浆机外形图

图10—1—109 1000型威尔克圆柱形高浓磨浆机外形图

2圆盘形高浓磨浆机．(高浓盘磨机)

(1)圆盘形高浓磨浆机的用途和分类

圆盘形高浓盘磨机一般称为高浓盘磨机。高浓盘磨机的应用范围广泛，可用于化学浆(CP)、半化学浆(SCP)、化学机械浆(CMP)、化学热磨机械浆(CTMP)和热磨机械浆(TMP)的流程中，作为高浓打浆设备或磨浆设备；也可以安放于造纸机之前作为纸料的高浓精整设备。

高浓盘磨机是由一般的盘磨机发展而来的，有卧式单盘磨机、卧式双盘磨机和立式盘磨机三种(如图10—1—110所示)。还有克密(夕シ)偏心盘磨机，也属于圆盘形高浓盘磨机这一类型。其中，卧式的高浓盘磨机用得最为广泛。

图10—1—110 高浓盘磨机的类型

α—卧式单盘磨机 b—卧式双盘磨机 c—立式盘磨机

表10—1—53、表10—1—54和表10—1—55中所列的部分国外的盘磨机，它们均可在高浓度下操作。

(2)圆盘形高浓磨浆机的结构要点

①高浓盘磨机与通常的盘磨机比较，整体结构强固，刚性大。

高浓磨浆时轴向压力很大，几吨到几十吨。在这样大的轴向力作用下，要保持磨盘之间良好的平行度，机台结构必须有足够的刚度。因此，必须把盘磨机的机座做成整体的箱式机座(或裙式机座)，然后把主轴的轴承滑座直接固定在箱式机座上，磨室壳体也直接支承和固紧在箱式机座上。这样，机座、轴承滑座和磨室壳体便成为一个整体，并通过箱式机座安装在底板上或者把箱式机座直接安装在基础上。

磨室壳体必须有足够的厚度和加强筋，以保证磨浆机在加压操作时形体稳定而不致变形。

②要求盘磨机主体结构匀称、热影响小。

高浓盘磨机磨浆时产生大量的热，迅速传递到磨室壳体和机座上。为了尽量避免由于壳体和机座受热变形而影响磨盘的平行度，壳体和机座的几何形状必须力求对称。对于大型的高浓盘磨机，机座可通过恒温装置而保持一定的温度。

③高浓盘磨机必须配备有良好的加料器和喂料螺旋。

高浓浆料的流动性很差，而连续、均匀和定量的加料和喂料是高浓磨浆的前提，才能保证磨浆负荷稳定，最后达到稳定产量和质量的目的，因此在从浓缩设备来的高浓浆料先进入加料器，在此贮存、缓冲，并连续、均匀和定量地推送到盘磨机喂料螺旋的进口；然后由喂料螺旋连续、均匀和定量地把高浓浆料推向磨区。

在结构上容许的情况下，喂料螺旋的直径尽可能大些，以利高浓浆料一经到达磨区，便获得较高的离心加速度，顺利地导入磨区。

④要有起良好甩浆作用的转盘轴头锁紧螺母。

用来固定转动磨盘的底盘(或称托盘)通常与主轴一端以一定的锥度配合，然后用一个螺母锁紧。这个螺母称为转盘轴头锁紧螺母。它一方面是用来把转盘与主轴紧固，另一方面是协助喂料螺旋把高浓浆料连续而均匀地送入磨区。因此这个锁紧螺母的四周设有与浆泵的泵翼相似的甩浆翼片，才能有效地把浆料甩入两个磨盘之间的有限空间。但翼片不宜过多，否则起封浆作用，达不到送浆的目的。

⑤磨盘的齿纹面之间应有较大的配合锥度。

高浓磨浆的两个磨盘，齿纹面相对配合而构成磨区。为了使高浓浆料从磨盘内区(中心区)向磨盘的中间区和外区顺利通过，以形成连续的磨浆过程，齿纹面之间必须有足够大的配合锥度。由于高浓浆料的流动性比低浓浆料差得多，因此高浓磨盘的配合锥度往往比低浓磨盘的配合锥度要大很多，才不会产生堵塞现象。

由于通过磨区的浆料的性质和状态不同，这个锥度值也不相同。相应的合适锥度值需通过试验来确定。

⑥高浓磨盘的磨纹除了有良好的材质之外，并且可以分区布置，单独更换。

高浓磨浆的磨盘国外大多采用Ni—Cr合金钢磨盘。另外，有的国家还在研究陶瓷、塑料等非金属磨盘的生产应用。

由于磨盘齿纹面的内区、中间区和外区的线速度不同，因此磨损量也不相同。高浓磨浆时，它们之间磨损量的差异更为明显。例如，金属磨纹内区和中间区的磨损量往往只是外区的～。因此，磨片中各个区域可以根据工艺要求布置不同的磨纹，并且可以单独更换，从而提高磨盘使用的经济性。

⑦高浓磨浆磨室的排料口需通畅无阻。

低浓操作的盘磨机，浆料流动性较好，浆料出口有一定的压头，因而排料一般不成问题。而高浓操作的盘磨机，由于浆料流动性差，浆料难以排放。热磨时，浆料靠蒸汽压力排放；非压力排放的则必须在磨室下方设有足够大的排放口；对于小型的非压力排放的高浓盘磨机则可以在磨室下方设全开式的垂直排放口。排放口与磨室弧形连接的地方必须圆滑过渡，以避免任何阻浆现象的发生，保证浆料排出畅通无阻。

3．高浓浆料的输送设备——高浓浆泵

高浓打浆(磨浆)流程中，以下所列的一些国产的高浓浆泵可供选用：

(1)ZBG11(12，3)Φ200(Φ300，Φ400)高浓浆泵

①ZBG11(12，3)Φ200(Φ300，Φ400)高浓浆泵的主要技术参数如表10—1—58所示。

表10—1—58 ZBG11(12，3)Φ200(Φ300，Φ400)高浓浆

泵主要技术参数等