专利名称：一种用于在造纸机/纸板机的干燥部以及位于干燥部后的整饰设备中处理纤维纸幅的方法
技术领域：
本发明涉及一种在纸或纸板生产线的在线干燥部、随后的纸幅传递部(transfer section)以及在该干燥部之后的诸如压光机或涂布机(coatingdevice)之类的在线整饰设备中处理纤维纸幅的方法。该压光机可以例如为金属带压光机(metal belt calender)、长压区压光机(long-nip calender)、多压区压光机(multi-nip calender)、软压光机(soft calender)或机械压光机(machine calender)等。
背景技术：
在现代造纸机概念中，干燥部和诸如压光之类的整饰处理是相分开的子工序，在这两个子工序之间，纸幅通常以敞式牵引(open draw)的方式传递，其中纸幅表面暴露于环境之下。由于敞式牵引的结果，特别是在干燥后将纸幅传送至压光机或其它整饰设备时，大量的水分将从纸幅中蒸发并使纸幅冷却。在作为整体考虑所述工序时，发生在干燥机和压光机之间的蒸发则是不希望的，这是因为纤维纸幅在压光时要湿润并加热。由于蒸发的结果，纸幅急剧冷却，由此例如在线压光机不得不调整尺寸以使它们的容量足以处理这种局部冷却的纸幅。蒸发还造成制造车间的空气调节器的负担并且不经济。
由于蒸发以及需要再湿润所谓的过干的纸幅，在纸张或纸板生产线上经常采用洒水装置，且所述洒水装置一般设置于干燥部和压光机之间。洒水的方式通常为细微的水雾或水蒸气。通过过干及再湿润纸幅的目的在于更好地控制纸幅的湿度分布(moisture profile)以及获得更稳定的纸张结构。
在目前的工序中，将纸张过干并随后再湿润，从而单位能耗以及由此每吨纸张的成本大于在不进行过干的工序中的能耗以及成本。事实上，造纸中能耗最显著的对象之一便是通过蒸发而进行的干燥。对于首先在干燥部将纸幅干燥至湿度约为2-4％、接着将纸幅湿润至湿度约为8-10％、最后在压光机上将纸幅干燥至约为5％的最终湿度的方法，显然从能耗的角度来看是非常不利的。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种尤其能够降低生产线上的能耗的方法，而且该方法还能够缩短干燥机组且由此产生的空间节约使成本降低。
为达到本发明的目的，根据本发明的方法的特征在于在本发明中，待处理的纤维纸幅设置成在该干燥部和该整饰设备之间、在温度和湿度受控的环境下行进，通过所述环境来调节从该纤维纸幅中所散失的水分和热量，该纤维纸幅在该干燥部中以下述方式进行干燥所述纤维纸幅在干燥部之后保留着高于常规的含水率且最终干燥通过该整饰设备来进行。
在根据本发明的方法中，通过使从处于干燥部和压光机之间的区域内的纸幅中传递的热量和水分达到防止或最小化，来利用纤维纸幅中的水分和热能。该待处理的纤维纸幅设置成在该干燥部和该压光机之间、与车间空气相隔离的且温度及湿度受控的环境下行进，通过这种方式来控制从该纤维纸幅中所散失的水分和热量。根据本发明，该纤维纸幅在该干燥部中干燥以保持高于常规的含水率，而且最终干燥通过压光机来进行。在根据本发明的方法中，就温度及水分控制而言，干燥和压光结合在一起并通过以下方式相配合即该干燥部仅干燥所要求的量、在将纸幅从该干燥部传递至该压光机时调节水分和热量的散失以使纸幅在到达该压光机时具有足够的水分和温度、以及在该压光机进行最终的部分干燥。
下面通过参考附图的实例来更详细地说明本发明，在附图中图1示意地示出了用于实施根据本发明的方法的设置；以及图2示意地示出了实施根据本发明的方法的另一种形式。
具体实施例方式
图1示意地示出了在生产线上的一个部分，其中附图标记1表示以金属带压光机的形式来实施的整饰设备，而附图标记3表示干燥部的末端部分。附图标记2表示封闭空间，经由该空间，纸幅可以在干燥部和压光机1之间的区域中在温度及水分受控的环境下被引导。该封闭空间可以延伸在处于该干燥部的末端部分和该压光机之间的整个区域上，或仅延伸在所述区域的一部分上。
该整饰设备还可以以例如长压区压光机、多压区压光机、软压光机或机械压光机的形式来实现。该整饰设备还可是诸如干式涂布机之类的涂布机。
在根据本发明的方法中，通过限制在干燥部3之后的纸张中的水分和热量的散失，纤维纸幅中所含有的水分及热能可被利用，这样根据压光机1的要求对纤维纸幅进行加热及湿润的需求减少。由于在任何情况下纸幅在压光时或压光后都将进行干燥和冷却，因此更利于利用这种干燥工序。因此，在涉及本发明的方法中，干燥部3、纸幅传送机构2以及压光机1的运行协调为干燥部的部分干燥功能分配给压光机，而且该方法整体上尽可能经济地利用热量和水。
参考图1，根据本发明上述对纸幅的热量及水分的控制可通过调节处于压光机1和末端的干燥筒3之间的周围环境与纤维纸幅之间的水分和热能的传递来实现。根据本发明，这些传递现象能够通过将纸幅设置成在干燥部和压光机之间在温度和湿度受控的环境下行进而得到调节。如果希望避免蒸发或冷却，则在纸幅外表面处的或在纸幅附近处的环境湿度(空气相对湿度或蒸气压力)和温度调整到大致与纤维纸幅的湿度和温度相吻合的平衡状态。这意味着在纸幅和其周围环境之间不存在显著的温度差或湿度差，并且由此不会形成水分或温度的传递流。
如果需要且方便时，还可以通过调节紧邻纸幅处的环境的方式来获得纸幅与其紧邻的周围环境之间的所需量的热量流或水分流。例如，沿纸幅方向的热量流(附加加热)可通过使环境温度升高至高于纸幅温度的水平来产生。沿纸幅方向的水分流(附加湿润)也可以通过使环境湿度增加至高于纸幅的平衡水分含量的水平来产生。显然，通过使纸幅和周围环境之间相应的湿度差及温度差反向可产生相应的但相反的传递现象。
根据本发明的上述控制纸幅温度和水分的方案例如可以通过将纤维纸幅设置成穿过固定的管道结构或罩结构来实现。所述管道结构或罩结构的壁的内部限定了具有湿度和温度环境的空间，所述湿度和温度可调节以利于作业。所述壁结构能够避免温度和水分的损失，且所述空间充分密封并与制造车间中的空气相隔离。
本发明另一种实施方式是将纸幅的行进设置在移动的支撑结构之间，其中所述支撑结构以所需方式调节水分和热量向紧邻的周围环境传递。最可行的方案是通过能够一侧旋转或者能够两侧旋转的线圈或带圈来支撑纸幅的传送。所述线或带子可不具有渗透性或者具有一定的渗透性(水分传递控制)，并且必要时对所述线或带子进行与整体相适合的加热或冷却(温度控制)。
原则上第三种用于控制纤维纸幅温度和湿度的方案是控制流动及传热边界层。通过用受控的且湿度和/或温度受调节的空气将通常通过涡流与车间空气相混合的边界层的空气进行置换，则纸幅的湿度和温度通过发生在纸幅和其周围环境之间的传递现象而产生变化。例如，为控制纸幅的湿度，潮湿的空气或处于水蒸气饱和状态的空气可吹向移动的纤维纸幅的边界层。通过对在先的边界层的刮除(doctoring off)，可以确保所述空气进入到边界层中。图2示意地示出了该类型的方案，其中利用刮刀刀片4将在先的边界层6去除，并且通过送风装置5将形成新边界层7的空气吹向纸幅W的表面。
在上述的实施例中，纸幅和其周围环境之间的水分及热量的传递既可以沿纵向进行调整，也可在需要时尤其沿横向进行调整。此外，除了在干燥部和整饰设备之间的牵引之外，还可在整饰设备的不同部分之间(诸如在软压光机的不同压区之间、多压区压光机中的不同轧辊组(roll stack)之间、或合适的位置等)对水分和热量的传递进行调节。
在本发明的一个优选实施例中，纸张并未在干燥部中干燥至低于最终使用的含水率的水平(约5％)，因此最终干燥至所述含水率将在压光机中进行。
根据本发明的方法适用于纸张和纸板的生产线，在该生产线中需要热量和水分由诸如压光之类的进一步处理，以在线方式设置于生产线上。该方法尤其适用于金属带压光机和长压区压光机，这两种压光机与传统的压光机相比，压光的效果更显著地建立在对纤维纸幅的温度软化作用(softening effect)上。
本发明还适于由替代压光机的其它设备来处理纸幅的过程，其中控制纸幅的温度和水分是必须的。这种设备可以是涂布机，尤其是干式涂布机和用于容置干式涂布剂的固定压机(fixing press)，即施胶压机(sizer press)。
根据本发明的方法相对于现有制造工序的优点首先在于所述的可观的能源节约。由于本方法保留了纸幅所含的水分，从而无需单独的水或软化剂洒注或再湿润。这意味着由于省略了二次蒸发步骤导致整个生产线需要的设备更少且作业效率得以提高。由于从纸幅中蒸发的水显著减少，因此纸幅保持更高的温度，并由此在压光机上无需向纸幅提供太多的热能。
本发明的另一个优点在于更好地将水或软化剂分布于纸张结构中并且在对整个传递进行蒸发控制时更易于设置对湿度水平的控制。例如，通过控制烘缸的运行或通过调节纸幅在传递过程中所产生的蒸发可以影响到水分在厚度方向上的分布。
权利要求
1.一种用于在造纸机或纸板机的干燥部、在该干燥部(3)之后的纸幅传递部以及该干燥部后面的在线整饰部将纤维纸幅处理以干燥至特定含水率的方法，其特征在于在本方法中，待处理的纤维纸幅设置成在该干燥部和该整饰设备之间、在温度和湿度受控的环境(2)下行进，通过所述环境来调节从该纤维纸幅中所散失的水分和热量，而且该纤维纸幅在该干燥部中以下述方式进行干燥该纤维纸幅在该干燥部(3)之后保留着高于常规的含水率且最终干燥通过该整饰设备(1)来进行。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于该纸幅设置成在该干燥部(3)和该整饰设备(1)之间和/或在该整饰设备的不同部分之间，且至少部分处于由支撑结构所形成的封闭空间内的方式行进，所述支撑结构以减缓或避免水分从纤维纸幅散失的控制方式来设置。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于所述支撑结构为带子，在所述带子之间该纸幅以被支撑的方式传送。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于所述支撑结构为板状构件，在所述板状构件之间该纸幅以被支撑的方式传送。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于该纸幅设置成在该干燥部(3)和该整饰设备(1)之间和/或在该整饰设备的不同部分之间，且至少部分处于由管道结构或罩结构所形成的封闭空间(2)内的方式行进。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述纸幅以下述方式设置成在该整饰设备(1)的任意部分和该干燥部(3)之间行进即该纸幅的边界层的湿度或温度通过将调节温度或湿度的空气经由机械引导装置或喷管结构(5)供给至所述边界层来进行控制。
7.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于该方法采用金属带压光机作为整饰设备。
8.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于该方法采用长压区压光机作为整饰设备。
9.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于该方法采用多压区压光机作为整饰设备。
10.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于该方法采用软压光机或机械压光机作为压光机。
11.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于该方法采用涂布机作为整饰设备。
12.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于该方法采用干式涂布机作为整饰设备。
全文摘要
本发明涉及一种用于在造纸机/纸板机的干燥部和位于该干燥部(3)后的整饰设备(1)中将纤维纸幅处理以干燥至特定含水率的方法。在该方法中，纤维纸幅所含的水分以这样的方式被利用即待处理的纤维纸幅设置成在该干燥部和该整饰设备之间、在温度和湿度受控的环境(2)下行进；通过所述环境来调节从该纤维纸幅中所散失的水分。该纤维纸幅在该干燥部中以下述方式进行干燥所述纤维纸幅在干燥部(3)之后保留着高于常规的含水率且最终干燥通过该整饰设备(1)来进行。
文档编号D21G1/00GK1856619SQ200480027537
公开日2006年11月1日 申请日期2004年11月12日 优先权日2003年11月20日
发明者卡里·海塞宁, 米卡·维尔扬马, 蒂莫·托尔维, 塔皮奥·梅恩佩, 雷约·皮耶蒂凯宁, 马蒂·泰尔沃宁, 亨利·瓦伊蒂宁 申请人:美卓造纸机械公司