年产5万吨凸版印刷纸造纸车间工艺初步设计--大学论文.doc

年产5万吨凸版印刷纸造纸车间工艺初步设计

前言

凸版印刷纸简称凸版纸。凸版纸一般供凸版印刷机印刷书籍、期刊、课本等，在我国是应用很广泛的书刊印刷用纸。   
国内生产凸版纸的主要原料是草类纤维，可用100％的稻麦草浆、苇浆、蔗渣浆、龙须草浆等抄制凸版印刷纸。生产凸版纸，一般采用漂白化学浆。配用部分机械木浆，可改善凸版印刷纸的抄造性能，增加成品纸张的吸墨性、可压缩性和不透明度。[1]
抄造凸版印刷纸，可以不施胶或轻微施胶。不施胶的凸版印刷纸，在印刷过程中往往掉粉、掉毛，堵塞印版上的网点间隙或文字笔画间的细小间隙，产生糊版故障。轻施胶可使凸版印刷纸具有一定的表面强度，从而改善凸版印刷纸的掉毛、掉粉的弊病，减少或避免糊版故障的发生。同时，轻施胶还可大大改善凸版印刷纸的书写性能，防止洇纸现象产生，方便读者在书页空白处作笔记。
抄造凸版印刷纸的填料加入量一般在10％左右。考虑到不过于强烈地刺激阅读者的眼睛，凸版印刷纸不应漂得过白，可略带黄头，但供印刷彩色图像时，纸张应具有相当的白度。
凸版印刷压力较大，故对凸版印刷纸的可压缩性有一定的要求。在漂白草浆中加入适量磨木浆可增加纸张的可压缩性。同时，凸版印刷纸应具有一定的平滑度，全幅、正反面的平滑度应趋于一致，否则印出的图文清晰度不一致，色调深浅不一，影响书刊的印刷质量。
凸版印刷的书刊，两面都有印迹，而凸版印刷油墨大都是渗透干燥型油墨，多靠纸张本身的吸收使印迹固结。所以要求凸版印刷纸要具有相当的不透明度，以防止透印等弊病的产生。凸版印刷纸的抄造，大多采用长网造纸机，也有采用圆网造纸机的。
1.凸版纸特征
凸版纸的性能是纸质柔软，纸面平整，厚薄均匀，吸墨性好，不掉毛，不透印等。具有质地均匀、不起毛、略有弹性、不透明，稍有抗水性能，有一定的机械强度等特性。
凸版纸的白度一般要求65~72％，这种纸白度较高时，对读者并无好处，容易造成眼睛疲劳，白度过低，也会产生同样效果，故白度应有一个适当的范围。
为了提高凸版纸的适印性和平整性，填料加入量要大，一般在10~25％，所以这种纸的不透明度很高，一般要求88~90％。[2]
凸版印刷纸要求对油墨的吸收性好，而对墨水书写洇水与否不要求。故有时可不予施胶或微施胶。
凸版印刷纸对打浆的要求不高，一般属于半游离状打浆，成浆打浆度通常控制在32—40°SR。打浆可采用盘磨打浆机、圆柱打浆机、荷兰式打浆机等打浆设备。
2.凸版印刷纸的规格
凸版印刷纸有卷筒纸和平板纸之分。
卷筒纸的宽度为880mm，787mm、850mm，专业标准(ZBY32026—90)规定宽度偏差不许超过土3mm，卷筒直径为8004-50mm。
平板纸尺寸为880×1230mm、787×1092mm、850×1168mm，专业标准(ZBY32026—90)规定尺寸偏差不许超过士3mm，偏斜度不许超过3mm。
定量为52g/㎡、60g/㎡和70g/㎡。
重量：（49－60）± 2 g/㎡
长度约为6000m－8000m
专业标准(ZBY32026—90)把凸版印刷纸按质量水平分为三等，即B、C、D三等。B等为国内先进水平产品。
3.凸版印刷纸的主要技术指标
根据1990年10月1日开始实施的专业标准ZBY32026—90的规定，国产凸版印刷纸应符合所列的各项技术指标的要求。其它技术要求及有关试验方法、检验规则及包装规定详见该标准。
在“九五”前，国内还有许多书刊印刷采用凸版印刷，那种纸称之为凸板纸。但是凸版印刷工作效率低，劳动强度大，且铅污染环境，从2000年算起，5年后凸版纸基本上被胶印书刊纸和其他纸种(如LWC纸等)所取代。从这几年的发展来看，胶版印刷正在逐步取代凸版印刷。
现在，中国印刷品采用凸版印刷的已是很少，凸版印刷几乎全部被胶版印刷替代。中国纸业虽仍把凸版印刷纸作为行业统计的重点产品，但实际生产的已不是过去的凸版印刷纸，大多数是胶印书刊纸。 

1 总论

1.1 设计依据
本课题来源于《长沙理工大学2010届毕业设计任务书》。
1.2 设计规模与品种
1.2.1 产品品种和规模
本方案设计产品为年产5万吨凸版印刷纸，定量为52g/m2，年工作日为335天，日工作时间为22.5小时，全幅宽为3190mm，可允许有少量副品。
1.2.2产品特点
凸版纸的纸质柔软，纸面平整，厚薄均匀，吸墨性好，不掉毛，不透印等。具有质地均匀、不起毛、略有弹性、不透明，稍有抗水性能，有一定的机械强度等特性。
凸版纸的白度一般要求65~72％，纸的不透明度很高，一般要求88~90％。凸版印刷纸要求对油墨的吸收性好，而对墨水书写洇水与否不要求。故有时可不予施胶或微施胶。
凸版印刷纸对打浆的要求不高，一般属于半游离状打浆，成浆打浆度通常控制在32—40°SR。打浆可采用盘磨打浆机、圆柱打浆机、荷兰式打浆机等打浆设备。
凸版印刷纸的技术指标见表1-1。
表1-1 凸版印刷纸的技术指标
指标名称
单位
规定
B等
C等
D等
定量
g/m2
52±2.5
60±3.0
70±3.5
52±2.5
60±3.0
－
52±2.5
－
－
紧度 不大于
g/cm3
0.85
白度 不小于
％
65.0
60.0
55.0
续表1-1
52 g/m2
不透明度 60 g/m2 不小于
70 g/m2
％
80.0
82.0
82.0
78.0
80.0
－
78.0
－
－
平滑度
正反面平均 不小于
正反面差 不大于
％

35
30.0

30
35.0

20
45.0
裂断长
卷筒（纵向） 不小于
平板（纵横平均） 不小于
km

2.60
2.30

2.40
2.00

2.20
1.80
施胶度 不小于
mm
0.25
耐折度纵横平均 不小于
次
4
3
2
尘埃度
0.3～2.0 mm2 不多于
其中1.0～2.0 mm2 黑色不多于
大于2.0 mm2
个/ m2

160
4
不许有

200
6
不许有

300
8
不许有
交货水分
％
4.0－8.0
1.3 课题设计范围
设计题目：日产149.25吨凸版印刷纸造纸车间的工艺初步设计。内容包括设计方案的确定、工艺计算、设备选型及计算、车间布置、技术经济与概算、编写设计说明书，并画出工艺流程图和车间布置图。重点是打浆（包括辅料）工段、抄造工段、完成工段的设计，包括工艺部分的设计和非工艺部分的设计。
1.4 指导思想和基本原则
本设计中综合运用所学专业理论知识，结合实习收集到的资料，进行本项目设计。设计中，技术工艺先进可行、建设上简单方便、经济上合理有利。在设计中应具体作到：
（1）尽可能的利用国内先进合理的工艺流程和工艺条件[3]，结合国内外大型纸厂设计和生产的成功经验。
（2）尽可能的采用国内现有先进技术和设备装置，所选的设备及工艺条件力求于稳妥、先进、可靠。使生产的产品品种和产量应符合批准的设计任务书的要求，产品质量应符合国家标准，并且产品还要具有良好的经济效益。
（3）所选用的设备要均一，使整个系统处于平衡。并尽可能的考虑以后的设备改造和流程变革，并留有扩建的余地。
（4）从原材料方面考虑，在保证凸版印刷纸性能的前提下，因为我国的资源比较紧缺，特别是木材现在还很紧张，因此在设计过程中选择草浆，以解决资源紧张问题，同时可以降低纸的成本。
（5）从环境方面考虑，进行白水回收，节能节资，降低成本。排放达到国家标准。
（6）另外，还要考虑到全厂的合理规划，特别是运输道路合理规划。

2工艺论证及流程设计

2.1 生产流程的论证
生产凸版印刷纸的简要流程如下：
来浆→浓缩机→盘磨机→成浆池→冲浆泵→三段除渣器→压力筛→流浆箱+纸机→压光→卷取→复卷。
这是目前比较成熟的一条工艺流程[4]。详细来说是来浆经浓缩机，磨浆机后在成浆，再由冲浆泵送浆，从而进入浆料的净化筛选阶段。纸料先通过锥形除渣器组净化后，再通过压力筛筛选。这种排列的方法不但除杂质和排气的效果好，而且还有稳定和分散上网纸料的作用，有利于制成均匀分散的纤维悬浮液，并可以减轻压力筛的负荷，保持筛板不受杂质沙粒的损坏。纸料经一段压力筛后直接进入稀释水流浆箱，它采用稀释水浓度控制调节技术，在堰板全副横向的小范围内改变纸料的浓度，可以控制纸机的横向定量波动，避免采用唇板调节所带来的偏流和横流等问题。纸料进入网部经案板、案辊和真空吸水箱脱水成型，变成具有一定湿强度的湿纸幅。湿纸页从真空伏辊，真空吸移辊进入五辊三压加正压的复合压榨区，与一般的四辊三压相比，五辊三压具有高压榨的脱水效率和进烘缸部纸页的干度，因此它能更好地节约能源以及节省造纸机车间的长度和建筑面积，降低生产成本，提高效率。最后，纸幅分别经干燥、压光卷曲、复卷切边打包而进入成品库。这最后的几道工序使用了现在比较先进的双辊软压光技术。该技术能够有效地减少纸页的松厚度损失，减少两面差，增加印刷适应性。
2.1.1 纤维原料的选择
原料的种类可以影响纸张的伸缩性。半纤维素含量少、木素含量多、细胞壁较厚的长纤维所抄纸张尺寸稳定性好，伸缩率较低。而短纤维的草浆则容易吸水润胀，伸缩率大。这是因为纸张在干燥过程中纤维会在纸张平面或厚度方向收缩。较长的纤维在成形过程中纤维间挠合较多，干燥时纤维收缩产生移动，但平面内位移较小，而短纤维收缩时，在纸平面产生的位移较大。在相同打浆度下，对不同长度纤维，抄纸样测试证明，纤维长短是影响纸张伸缩率的主要因素。
生产凸版印刷纸所用的纤维原料范围很广，主要纤维原料为漂白竹浆、草浆、苇浆为主，掺配一定量的木浆。生产时需要保证其成纸尺寸的稳定、掉毛掉粉少、吸油墨性好，对强度的要求不是很高，所以在原料的配比方面趋向于以更经济的草类原料为主,草类纤维细而短，成纸匀度较好，纸面平滑细腻，这些都是抄造胶印书刊纸的有利条件。同时，作为印刷用纸，纸张的印刷表面强度是一个很重要的指标，特别是对高质量的胶印书刊纸，还必须具备一定的耐破，耐折等强度指标，并且为提高抄造效率，改善草浆滤水性能的不足等方面的要求，就必须配比相应的木材纤维为原料进行生产。
本设计中采用10%的漂白木浆板，90%的漂白麦草浆配抄凸版纸。
2.1.2 打浆工艺
凸版印刷纸对打浆度的要求不高，一般属于半游离打浆，成浆打浆度通常控制在32~40°SR[5]。在保证纤维有良好结合的情况下应适当降低打浆度，对木浆可采取游离状或半游离状打浆，草浆打浆度本身就较高，可采取轻刀疏解，目的在于提高其表面活性。
就打浆工艺而言，影响浆料性质的因素：一为打浆流程及设备选择；二为打浆过程中工艺控制及操作调节。由于麦草浆与木浆特性差异较大，且配比悬殊，要使其达到合乎纸质量的浆料性能则必须分别进行打浆，然后配浆抄纸。
对于短纤维草浆，由于纤维粗硬短小，杂细胞多易吸水润胀，因此打浆度易上升，而纤维未帚化，故主要以分丝帚化为主。由于浆料纤维均整性差会导致纸页匀度不好造成尺寸不稳定，为此长纤维针叶木浆打浆就应该注意其浆料纤维均整及纤维湿重不能过大。比较不同品种的木浆，证明原浆纤维越长越不易切断，且打浆后纤维均整性差，故以切断作用为主。
因此，漂白木浆板打浆：采用ø450mm双盘磨串联，以轻刀细磨方式打浆，目的在于加强纤维疏解帚化，减少切断，同时避免较高打浆度而影响成纸伸缩率。其打浆度控制在32°SR~40°SR，湿重1.5~2.0g为了提高浆料的帚化度保留纤维长度应尽量提高打浆浓度，控制在3.5%左右为好。
漂白麦草浆打浆：双盘磨打浆，以控制打浆度为主，使其打浆度达到32~34°SR，湿重5~6g为宜。
2.1.3 供浆系统
经过打浆和调料的纸料，一般还不能直接用来抄纸。要抄出匀度良好的纸页，一般都需要把纸料稀释成很稀的纤维悬浮液，以保证充分良好的分散，经网部滤水后才能形成均匀的纸页。同时，纸料中还含有一些杂质，这些杂质对成纸的质量、铜网及设备的保养，以及纸机的操作都有影响。因此要求纸料在上网以前必须做相应处理。
（1）浆料混合
浆料的混合在配浆箱中进行。由于生产原料是木浆和麦草浆，还包含一部分损纸浆组成的。因此在通过流送系统把已制备好的浆料送往造纸机前，必须按正确的比例做好不同纸浆的配浆和混合。
（2）浆料贮存
要维持纸机的正常生产，要求连续不断地供应质量稳定的浆料。由于是采用两种纸浆混合抄造纸，在纸机抄造过程中，为了使由打浆设备或配料设备间断或连续供应的浆料能满足纸机连续生产的要求，避免因打浆设备或配料设备暂时停机而影响纸机生产，就需要有一定数量的贮存浆料的设备，即贮浆池，其中装有搅拌器对浆料进行搅拌，其作用如下：
① 使各台打浆设备或配料机送来的浆料配比、浓度、打浆度、胶料等混合均匀。
② 防止纤维和填料发生沉淀，使供给纸机的浆料浓度稳定。
③ 贮存一部分浆料，在配浆机或造纸机偶然停机时不致影响生产。
贮存池同时起到混合和贮存的作用。混合浆池后成浆池的大小主要取决于纸机的生产能力和浆料浓度。在浆料浓度为3.5%时，一般要求其容量能维持纸机连续生产的时间是：一般中、小型工厂应能维持各工序2~4h的生产用浆，对于要求较高的纸种，贮存池的容积应增大一点[6]，这样有利于减少各种配浆、浓度和打浆度的波动，以免影响纸机生产和成纸质量，在大型生产的系统，一般都配有自动调节和检测装置，其停留时间一般0.5~1h或更短，一般不需要建立特大容积的贮浆池，所以根据以上原因以及连续式配浆的特点，本次设计中采用1个成浆池。成浆池用卧式浆池，它相对立式浆池来说更能使浆料混合均匀。
（3）浆料净化筛选
经打浆和配浆的浆料中，往往含有砂石、浆团和纤维絮等杂质。为了保证纸机的正常运转，保证成纸的质量，必须将杂质除去，采用的设备是620锥形除渣器、压力筛。两者结合可达到较好的效果。
净化的目的在于除掉浆料中的相对密度较大的杂质，如沙砾、金属屑、煤渣等。
筛选的目的在于除掉浆料中相对密度小而体积大的杂质，如浆团、纤维、草屑等。
送往造纸间的纸料内含有矿物质、金属、浆团、纤维束、橡胶和塑料等。这些杂物的来源是矿物质，多是沙子，它是从填料和原料备料不净夹带来的。金属粒来自打浆设备刀片磨损以及工艺设备受腐蚀剥落下来的碎片。浆团，多是从打浆、配料、除渣及输浆管道等设备内壁上脱落下来的。纤维束是来自打浆和精磨过程中没有磨散的纤维束。
纸料中各种杂质的存在，会使造纸厂以及印刷厂的设备损坏。含有沙砾的纸张，在压光后会出现砂眼，同时会损坏压光机的辊筒。纸料中的浆团和纤维束，会给纸张造成斑点，以及在压榨部分产生洞眼或断裂。纸料中的金属杂质会给设备造成一定的损害。因此，纸料在进入造纸机之前进行精选是非常重要的。
现代造纸中的除杂方法主要有两种：一是重力沉降，二是离心沉降。由于采用的原料主要是自制化木浆及自制化机浆，辅以少量的损纸浆，因而杂质较少，故采用锥形除渣器除渣就可以了。为了达到一定的质量指标，采用一级三段除渣。另外，相对密度大而体积小的杂质大多比较坚硬，对设备有所磨损，所以把净化放在筛选前面，以延长筛板寿命。
（4）流送上网
作为纸料流送系统和纸页成型系统结合的全部上网系统是造纸机的第一部分，也是造纸机的最重要的部分，可视为“造纸的的心脏”。纸浆上网系统送来的大股浆料流，经过上网系统的处理，均匀稳定的沿着纸机横幅全宽流送上网。为纸页成型以至生产优质的产品创造良好的条件。
本次设计选用的是OptiFlo高速水力流浆箱。它由抛物体形的锥形布浆总管、管束布浆器和配有稀释谁控制系统构成的布浆装置组成，以及用于控制纤维横幅定向分部的边缘浆流控制系统，能够提供均匀横行定量分部和良好的纤维定向分布；有集体扩散器，其前段的稳定收缩和后段的原型扩展的流化作用，以及在湍流发生器的加速和在堰板箱的继续加速作用，就导致形成具有高湍流强度、有限制的湍流规模、小的扰动和少的絮聚的上网喷射纸料流，在湍流发生器出口设置与欧飘片，其作用是控制流浆箱的湍流状况，限制湍流规模。
2.1.4 网部
网部是浆料悬浮液形成纸页的部分，成纸质量和纸机的正常生产与网部的操作密切有关。它可以分为上网区、成行区、脱水区、高压差脱水区。在刚上网时，细小纤维与填料流失很大，故脱水能力也逐步增大，包括真空吸水箱的真空度也是如此。纸页离开真空伏辊时干度可以在18%~25%。因此脱水元件一般排列为：案辊、案板、真空吸水箱、真空伏辊。在网部要用高压水针洗涤网子，保证浆料的顺利脱水
本设计采用的是复合式上网成型器（混合成型器）。
2.1.5 压榨部
当前，由成型部至压榨部的引纸已获得圆满解决，而在更高车速系影响纸页断头和运行稳定性的部位主要在压榨部，从伏辊处引出来的湿纸幅通常含有80%左右的水分，强度也不高，如果直接把它送到烘缸部干燥，不仅消耗大量的蒸汽，也容易导致断头。故从网部来的湿纸需要先经过压榨工序，再送到烘缸部干燥。
压榨部的作用：a.脱除纸页中的水分；b.增加纸页中纤维的结合力，提高纸页的紧度和强度；c.将来自网部的湿纸幅传送到烘缸部干燥；d.消除纸幅上的网痕，提高纸面的平滑度并减少纸页的两面性。
本设计采用五辊三压，其可以两面脱水，同时对纤维的损伤小，保证纸张的松厚度。
2.1.6干燥部
湿纸页经过压榨部的最后一道压榨，一般干度只有30%~40%，因此必须借助于烘缸进行蒸发水分，使成纸的干度提高到90%[7]。本设计在干燥部采用三段通汽，这样使干燥曲线稳定，保证了整个烘缸部温度均匀，提高了干燥效率。同时各段烘缸的蒸汽压力逐渐降低，因而可以节省干燥蒸汽。当纸页中的水分在10%左右时，纸页脱离烘缸进入表面施胶装置，表面施胶剂为阳离子淀粉。通过施胶可提高纸页的表面强度，减少印刷时的掉毛掉粉现象。出烘缸的纸页干度可达到93%以上。为了改进纸页的性能，需经过冷缸冷却。
2.1.7 压光
压光机主要用以提高纸的平滑度，光泽度、厚度和纸幅的均匀性。本设计中采用软压光技术。
2.1.8 卷取
采用辊式卷纸机，它是目前广泛使用的一种卷纸设备。这种卷纸机适合各种车速的造纸机，其卷成的纸筒比较结实，纸幅受到的张力也较少，在生产中不易产生断头。
2.1.9白水回收
考虑到成本、环境，白水回收是非常重要的一个环节
白水回收的意义：合理设计和使用白水回收，有利于造纸机正常生产和稳定纸张的质量，避免原材料的流失，节约能源，减少对环境的污染，同时降低生产成本。
2.1.10 损纸的处理
抄纸过程中各部断头产生湿损纸和干损纸，整饰过程中的纸边和不合格品也产生损纸。为了充分利用原材料，往往需要把损纸经过处理，送回浆水系统供抄纸用。一般湿部断头产生的湿损纸处理容易，而干燥和整饰过程的干损纸则较难处理。
设计的损纸系统是：干损纸经高频疏解机后和湿损纸一起浓缩脱水，进入损纸浆池供配浆使用。
2.2辅料的选择
2.2.1助留剂的选择
加入助留助滤剂后，能使上网浆料在上网及脱水过程中通过电荷中和作用，使Zeta负电位下降，形成补丁吸附，产生聚凝和絮凝，因而滤层结构疏松且孔大，毛细管作用小，提高了滤水性能，使细小纤维和填料较大量吸附、留着在湿纸页上,填料留着率从可提高到57. 0 %左右；由于留着率提高，使上网浆浓度由下降至0.87 %左右，网下白水的浓度由下降至0.174 %。
使用助剂后，由于留着率提高，不透明度由88.5 %提高到90.8 %，纸张的匀度和平滑度有所改善；同时表面强度进一步改善，正面基本不起毛，反面也比只加淀粉时有所提高，提高了印刷性能，在一段除渣后加入PAM 。
2.2.2填料的选择
造纸常用的填料一般有滑石粉、碳酸钙和高岭土，虽然滑石粉能赋予纸张很高的平滑度，如印刷方法并不要求纸张很高的表面强度，那么滑石粉会给予纸张很好的印刷性能。但滑石粉颗粒边沿暴露有镁离子，带正电荷，呈憎水性，由于胶版印刷对纸张表面强度要求较高，因此对用于胶版印刷的纸张来说，滑石粉并非理想的填料 ,
沉淀碳酸钙(PCC)比研磨碳酸钙(GCC)更能改善纸张不透明度。但将大大降低纸张强度。研磨碳酸钙和滑石粉相比，对提高纸张不透明度并无更大优势，而沉淀碳酸钙则比滑石粉能更有效地提高不透明度，即使使用部分沉淀碳酸钙，纸张的不透明度也有明显的提高。无论是沉淀碳酸钙还是研磨碳酸钙，它们对纸张强度的不良影响都要比滑石粉严重得多，尤以沉淀碳酸钙为甚。本设计选择研磨碳酸钙作为填料。
2.2.3 施胶剂的选择
采用中性AKD进行内部施胶。
AKD即烷基烯酮二聚体，是一种反应型施胶剂。采用AKD中性造纸,上网浆料的总留着率高,成纸的灰分含量也高，一般中性造纸成纸的灰分含量要比酸性纸高出3%~8%，相对而言每生产1t纸可以节约30~80kg造纸纤维，其综合经济效益要比酸性纸高。另外，由松香酸性造纸向AKD中性造纸转换，系统不需改造，除添置几只助剂溶解计量槽以外，不必增加其它设备,操作工艺方便简洁。
2.2.4 干强剂的选择
干纸强度是纸的一个重要的特性指标，干纸页强度一般是依赖于打浆，改变纤维的结合力来实现。而对于凸版印刷纸来说，由于其生产原料是以草类纤维为主，其打浆度不能过大以避免纸机网部的脱水困难，同时，还可以通过干强剂的应用来改善浆料的配比，在相对降低针叶木浆用量的情况能同样生产出强度要求较高的纸张，从而降低了生产成本。所以在生产中可以使用增干强剂。阳离子淀粉是一类经过化学变性的淀粉衍生物，通过变性而使淀粉带有阳离子基团，从而具有正电性，使淀粉性质大大改变，如糊化温度大大降低，糊液稳定性增加等，克服了原淀粉的凝沉作用，使用效率大大提高。其一般用做湿部添加剂。在造纸湿部系统中加入阳离子淀粉，由于正负电荷相互吸引，使纸浆悬浮液中离子电荷达到新的平衡，负电粒子间静电排斥大大减小，纤维一纤维间桥链和氢键总数成倍增加。除了原有的纤维一纤维、纤维一填料-施胶剂等之间的键得以加强外，阳离子淀粉还和它们之间形成了新的大量的电化学键一静电键，从而提高了纸张强度，增加了助留、助滤效果和加速纸页成形。
2.2.5辅料的使用及加入方式
（1）阳离子淀粉：糊化后配成1.5%的浓度，过筛加入高位箱中，用量0.5%。
（2）AKD胶：用2份清水按1∶2比例稀释，在一段压力筛后计量连续加入，用量0.2%。
（3）助留剂：PAM溶解后配成0.05%的浓度，在一段除渣器后计量连续加入，用量0.2%。
（4）填料：研磨碳酸钙GCC配成2%浓度后，过一段压力筛计量连续加入稳浆箱中，加填量5%。
2.3 工艺流程方框图

配浆箱
成浆池
高位箱
冲浆泵
一段除渣器
三段除渣器
压榨部
流浆箱
一段压力筛

二段除渣器
完成整理
卷取部
压光部
干燥部
二段压力筛
凸版印刷纸工艺流程图
贮浆池
侧压浓缩机
盘磨机
水力碎浆机
盘磨机

贮浆池

漂白麦草浆
漂白木浆板

3 浆水平衡计算

3.1 注意事项及工艺参数
（1）填料按水算，但数量为最终在纸页中的留着率，而不是按其加入量算。
（2）最终收支平衡表中纤维量允许误差为1kg；浆水量误差为100kg。[8]
（3）根据凸版纸质量指标及纸机特点,并结合生产实践选定相关工艺参数。工艺参数详见下表：
序号
指标名称
单位
定额
备注
1
定量
g/m2
52

2
浆料配比（麦草浆：木浆）

90：10

3
抄宽
mm
3190

4
车速
m/min
723

5
净纸宽
mm
3150

6
抄造率
%
97

7
成品率
%
95

8
合格率
%
97

9
干损纸率
%
1.5
对理论抄造量
10
湿损纸率
%
1.5
对理论抄造量
11
成纸干度
%
93

12
进烘缸纸页干度
%
38

13
进压榨纸页干度
%
20

14
进伏辊纸页干度
%
12

15
进真空箱纸页干度
%
3

16
上网含量
%
0.6

17
网的冲边宽
mm
2x25

表3-1 年产万5吨凸版印刷纸浆水平衡有关工艺技术参数
续表3-1
序号
指标名称
单位
定额
备注
18
流浆箱溢流量
%
10
对进口浆量
19
案板、案辊带出纤维率
%
45
对进浆
20
真空箱带出纤维率
%
2.5
对进浆
21
真空伏辊带出纤维率
%
0.2
对进浆
22
压榨带出纤维率
%
0.15
对进浆
23
水力碎浆机浆含量
%
2.0

24
一段除渣器排渣率
%
25
对进口浆量
25
二段除渣器排渣率
%
10
对本段入口浆量
26
三段除渣器排渣率
%
18
对本段入口浆量
27
二段除渣器进浆含量
%
0.8

28
三段除渣器进浆含量
%
0.6

29
一段除渣器渣浆含量
%
1.2

30
二段除渣器渣浆含量
%
1.0

31
三段除渣器渣浆含量
%
1.0

32
横向收缩率
%
4.0

33
一段压力筛排渣率
%
8
对进口浆量
34
二段压力筛排渣率
%
0.1
对本段入口浆量
35
一段压力筛排渣含量
%
1.2

36
二段压力筛排渣含量
%
3

37
二段压力筛良浆含量
%
0.8

38
圆网浓缩机进浆含量
%
0.2~1.0

39
圆网浓缩机出浆含量
%
3.5

40
圆网浓缩机白水含量
%
0.05

41
网前箱喷水
kg/t纸
2500

42
冲边水
kg/t纸
3000

43
GCC留着率
%
70

44
GCC用量
%
20
对成品
续表3-1
序号
指标名称
单位
定额
备注
45
GCC浓度
%
2

46
AKD用量
%
0.2
对成品
47
AKD浓度
%
2

48
助留剂PAM用量
%
0.2
对成品
49
PAM浓度
%
0.05

50
阳离子淀粉用量
%
0.5
对成品
51
阳离子淀粉浓度
%
1.5

52
断纸喷水
kg/t成品
4000

53
真空水封水
kg/t成品
350

54
真空伏辊水封水
kg/t纸
4000

55
拦边水
kg/t纸
2000

56
圆网浓缩机喷水
kg/t纸
3000

57
配浆箱回流量
%
10

58
草浆浓度
%
3

59
出侧压浓缩机浓度
%
8

60
侧压浓缩机纤维损失率
%
0.5

61
侧压浓缩机喷水量
kg/t纸
4000

3.2 浆水平衡计算过程
以1t成品纸为计算基础，单位为kg。将非纤维添加剂视为清水。从成品按流程顺序逆向推算。纸同其它产品不同，一般来说，其他产品是不允许有副产品出厂的，但是对于纸产品来讲，在某种场合副品也同样可以使用。比如，生产卷筒纸，有些卷筒有褶子，或接头多一些，列为不合格品。不能用于轮转印刷机印刷，如果这些纸都要进入水力碎浆机碎解回抄，不但浪费纸机能力、损伤纤维、浪费水电气等，而且也没有必要。如果把这些纸切成平板纸，可作为一般的杂志、书籍的印刷用纸。当生产平板纸出现不合格时，可将其切成小裁纸，作为书写办公等用纸，也同样具有使用价值，因此，在造纸工厂设计时，可以考虑到有少量副品。现对各设备的浆水平衡计算如下：

完成整理
合格品
（1） 成品库平衡
副品
已知：成纸水分7%
V0=1000.0000
成品库
Q0= 930.0000
C0 = C1’= C1”=92%
合格率K1=97%
成品出库
计算：
由于合格率K1=

所以，合格产品量V1’=V0K1=970.0000
V1”= V0－V1’=30.0000
Q1’= V1’C1’=970.0000×93%=902.1000
Q1”=V1”C1”=30×93%=27.9000
水力碎浆机
卷取部

（2） 完成整理部平衡
完成整理
已知：Q1’=902.1000
合格品
副品
Q1”=27.9000
V1’=970.0000
成品库
V1”=30.0000
C3 = C1’= C1”=C2=93%
成品率K2=95%
计算：
由于成品率K2=
所以，抄造量V3=V0/K2 =1052.6316
Q3=V3C3=1052.6316×93%=978.9474
V2= V3－V1’ －V1”=52.6316
Q2=Q－Q1=48.9474

（3） 压光、卷取部平衡
干燥部
已知：Q3=978.9474
水力碎浆机
V3=1052.6316
C3 = C4= C5=93%
卷取部

抄造率K3=97%
干损纸率d1=1.5%

计算：
完成整理

设G=抄造量+抄造损纸量，所以：
G=V3/K3=1085.1872
设G中绝干纤维为H=Q3/K3=1009.2241
假设干损纸全部出在压光卷取部，则
Q4=Hd1=15.1384
V4=Q4/C4=16.2778
Q5=Q3 +Q4=994.0858
V5=V3+V4=1068.9094
压榨部

（4） 干燥部平衡
蒸发水
已知：进干燥部纸页干度C6=38%
W1
干燥部

Q5=994.0858
V5=1068.9094
卷取部
C5=93%
计算：
Q6= Q5=994.0858
V6=Q6/C6=2616.0153
W1= V6－V5=1547.1059

（5） 压榨部平衡
真空伏辊

已知：Q6=994.0858
V6=2616.0153
C9=20%
压榨部

伏损池
压榨部湿损纸率d2=0.5%
排地沟
压榨部带出纤维率d3=0.15%
计算：
湿损纸进入伏损池，则
Q8=Hd2=5.0461
损纸平均干度为30%，即
V8=Q8/C8=16.8203
压榨带出纤维量Q7=Q9d3
Q9=Q8+Q6+Q7
V9=Q9/C9=5003.1640
Q7=Q9－Q8－Q6=1.5009
V7 =Q9－Q8－Q6=2370.3284

真空伏辊

W2
（6） 真空伏辊平衡
伏损池
W3
已知：Q9=1000.6328
水封池
W4
V9=5003.1640
C9=20%
进真空伏辊纸页干度C12=12%
压榨部

伏辊带出纤维率d4=0.2%（对本段进浆）
伏辊湿损纸率d5=1.0%
横向收缩率ε=4.0%
冲边水W3=3000.0000
伏辊水封水W4=4000.0000
冲边宽度b=2×25mm
抄宽Bm=3190mm
计算：
纸页在压榨和干燥过程中，随着纸页中水分的除去而不断收缩，因此网上纸页的宽度比实际抄宽要宽。而为了获得在伏辊上的冲边量，必须求出时纸页在网上的宽度。根据纸页收缩率得湿纸页宽度：
Bn=Bm/（1－ε）=3323mm
湿纸边占整个湿纸幅宽比率X=[50/（50+3323）]×100%=1.4824%
即进入付损池的湿纸边量占进入伏辊的纸页量的1.4824%，由于伏辊处湿损纸率是对抄造量和全部损纸量而言，因此进入损纸池的湿损纸为：
Q11’=Hd5=10.0922
冲边量： Q11”=XQ12
所以： Q11= Q11’+ Q11”=10.0922+XQ12
另外，伏辊在脱水过程中白水要带走一部分纤维，这部分纤维随同水进入真空室，从而进入水封池，所以：
Q10=d4Q12
对伏辊进行纤维平衡 ：
Q12=Q10+Q11+Q9= d4Q12+10.0922+XQ12+ Q9
所以Q12=1028.0204
Q11=25.3316
Q10=Q12-Q11-Q9=2.0560
V12=Q12/C12=8566.8367
湿纸切边及引纸水针使用的是7kg/cm2以上的高压水，水针喷孔直径为1mm则每支水针喷水量W=0.00105m3/min，本设计为年产149.25万吨纸机，设每年工作335天，每天工作22.5h ,则生产每吨纸时为：
t=9.05min
W2=9.05×0.00105×3=28.5100L/t纸
水针切下的湿纸边用冲边水冲入伏损池内，而伏辊内需喷水作水封并起润滑作用，随同白水进入真空室，进而进入水封池。所以：
V11=Q11/C9+W2+W3 =3155.1680
V10=V12+W4-Q11/C9-V9=7437.0147
C11=Q11/V11=0.8029%
C10=Q10/V10=0.02765%
（7） 真空箱平衡
已知：Q12=1028.0204
V12=8566.8367
案板、案辊
、
进真空箱干度C14=3%
真空箱白水带出纤维率d6=2.5%
W5
真空箱水封水W5=350.0000
水封池
真空箱

计算：
水封水
Q13=Q14d6
Q14=Q12+Q13
真空伏辊
Q14=Q12/(1-d6)=1054.3799
Q13=26.3595
V14=Q14/C14=35145.9967
V13=V14+W5－V12=26929.16