Другие, реже применяемые, методы размола

Категория:
Производство древесноволокнистых плит


Другие, реже применяемые, методы размола

Размол щепы на прутковых мельницах. Прутковые мельницы применяются двух основных типов: а) с одной общей размалы вающей камерой и б) с камерами, разделенными на отдельные секции («секционные»).

Железный кожух покрыт изнутри волнообразной или ци линдрической футеровкой из стали или бронзы с деревянной про кладкой между кожухом и футеровкой. Прутки изготовляются из нержавеющей стали и имеют диаметр 60—80—100 мм. Срок их службы 3—4 месяца, а футеровки — 3—4 года. Число оборотов мельницы не должно превышать 13—28 в минуту, так как при дальнейшем увеличении числа оборотов непроизводительно возрастает расход энергии, а затем размол и вовсе прекращается из-за разбрызгивания массы по стенкам кожуха. Прутковая мель ница может работать периодически и непрерывно. Масса (или щепа) поступает в мельницу с одного ее конца (в данной схемо слева), размолотая масса вытекает с противоположного (по схеме — справа). Регулирование степени помола производится изменением концентрации массы, скорости ее прохождения, а также весом прутков и их диаметром (более легкие прутки дают более жирный размол и применяются на второй ступени размола). Наиболее благоприятна концентрация массы при размоле 7—8%.

Рис. 1. Прутковая мельница

При размоле щепы до 10—12° по ШР расход энергии составляет 200 квч на 1 т волокна.

В прутковых мельницах можно получить очень высокое качество размола при минимальных затратах электроэнергии по сравнению с другими размалывающими аппаратами.

Более совершенным типом прутковой мельницы по сравнению с описанным является секционная мельница. Она состоит из барабана диаметром 1200 мм и шириной 900 мм, с четырьмя секциями, заполненными прутками длиной 850 мм и диаметром 75 мм, весом 842 «г в каждой (общий вес прутков 3368 кг). Мельница пригодна для размола щепы, а также сучков — отходов целлюлозного производства. Волокнистый материал поступает для размола в середину мельницы, свободно проходит в секции, заполненные прутками, и выходит после измельчения через перфорированную поверхность барабана.

Мельница занимает площадь 4 м2. Несмотря на высокое качество размола и низкий удельный расход электроэнергии на размол, прутковые мельницы не получили широкого распространения из-за большой затраты металла на их изготовление и вследствие издаваемого при работе шума.

Измельчение методом «взрывов». Сырьем при измельчении древесины этим методом является древесная щепа длиной (вдоль волокна) 20 мм. Отсортированная щепа из бункера загружается в небольшой вертикальный стальной автоклав, схема которого приведена на рис. 2. «Пушка» диаметром 50 см, высотой 150 см, с геометрическим внутренним объемом 0,28 м3 имеет сверху загрузочное отверстие и снизу гидравлический быстродействующий клапан для выдувания пропаренной щепы. После загрузки щепы в автоклав верхний люк закрывается особым клапаном, находящимся под верхней крышкой, т. е. внутри автоклава, и плотно прижимающимся к крышке снизу под действием давления пара. После загрузки щепой в автоклав пускают пар давлением 25 ат (191°) в течение 30—40 секунд, а затем пар высокого давления — 70 ат в течение 5 секунд (температура греющего пара соответственно равна 280°). После пропарки при помощи дистрибутора выпускают воду из гидравлического цилиндра разгрузочного клапана, являющегося поршнем указанного гидравлического цилиндра. По окончании выпуска воды разгрузочный клапан опускается и открывает часть дна автоклава, которую он перекрывал до спуска давления в гидравлическом цилиндре. В момент образования зазора между нижним клапаном и дном «пушки» щепа под действием пара высокого давления выдувается в широкий трубопровод, а затем в циклон. Вследствие наличия разности давлений внутри кусочков щепы и снаружи происходит «взрывание» щепы на волокно. Последнее представляет собой весьма грубую массу, которая перерабатывалась в особо жесткие плиты только в первое время после изобретения описанного метода. В настоящее время из этой массы изготовляются все основные типы древесно-волокнистых плит, но при условии дополнительного размола полученной в «пушках» массы на размалывающих машинах второй ступени, в частности на быстроходных рафинерах или на прутковых мельницах. Недостатками пушечного метода являются: периодичность работы, необходимость применения пара высокого давления (70 ат) и потребность в дополнительном размоле массы.

Размол щепы после пропарки в камере В-К. Дефибратор, описанный выше, первый аппарат, при помощи которого был осуществлен непрерывный процесс размола щепы с одновременным ее пропариванием. Способ размола щепы в дефибраторе является в основном не химическим, а механическим, так как из-за малого времени пребывание щепы в дефибраторе (1—2 минуты) процессы химического изменения древесины выражены очень слабо (потеря в весе древесины составляет 3—5%), а добавление химикатов в подогреватель малоцелесообразно из-за недостаточного их использования за время пребывания в дефибраторе. Поэтому волокнистая масса, получаемая на дефибраторе, в основном сохраняет свойства волокон естественной ^древесины, отличаясь хрупкостью и малой склонностью к фибриллированию при дальнейшем размоле. Эти недостатки дефибраторного волокна отчасти устраняются комбинированием дефибратора или быстроходного рафинера со специально пристроенной камерой для пропарки древесной щепы. Скорость прохождения щепы через камеру, в которую одновременно со щепой подаются химикаты и пар либо только один пар, регулируется. В результате такого способа обработки древесная масса получается мягче, чем дефибратсрная, более склонной к фибриллированию и вследствие этого является пригодной для изготовления не только обычных типов древесно-волокнистых плит, но и особо прочных, а также некоторых сортов картона и некоторых сортов бумаги. Выход массы с увеличением времени пропарки и расхода химикатов, разумеется, уменьшается, но одновременно снижается и удельный расход энергии на размол щепы. Схема камеры В-К изображена на рис. 3.

Рис. 2. «Пушка» Месона (автоклав с высоким давлением пара): 1 — бункер щепы; 2 — шибер бункера; 3 — регулятор загрузочного клапана; 4 — вентиль пара высокого давления; 5 — паропровод; 6 — рычаг гидравлического клапана; 7 — автоклав; 8 — трубопровод от насоса; 9 — гидравлический клапан; 10 — слив; 11 —- поршень; 12 — разгрузочный трубопровод

Рис. 3. Схема камеры В-К

Как видно из рисунка, камера В-К представляет собой систему параллельно расположенных друг над другом труб, изготовленных из нержавеющей стали и соединенных в одну общую систему. В каждой трубе находится шнек, транспортирующий щепу от отверстия загрузки к отверстию разгрузки. Скорость вращения шнека и его шаг определяют время пребывания щепы в камере, которое может колебаться от 2 до 15 минут, в зависимости от породы обрабатываемой древесины и желаемого качества массы. Исходная щепа поступает в загрузочное отверстие верхней трубы, куда она попадает из бункера с вибрационным питателем. Щепй забирается шнеками и постепенно проталкивается ими к краю верхней трубы, откуда ссыпается во вторую трубу. Здесь подача щепы производится от правого края к левому, откуда она проваливается в третью (считая сверху) трубу и т. д. В первую и вторую трубы производится подача греющего пара, а также раствора химикатов: обычно едкого натра, реже соды или сульфита натрия, а также отработавшего черного сульфатного щелока. Пройдя систему труб со шнеками, пропаренная и проваренная в щелочи щепа поступает в размалывающую камеру дефибратора или быстроходного рафинера, измельчается и направляется на дальнейшую обработку.

Химическая обработка в камере В-К дает значительное увеличение производительности дефибратора (до 50 т/сутки) и снижение удельного расхода электроэнергии до 75—100 квтч на тонну. Регенерация химикатов возможна обычными методами, применяемыми в производстве сульфатной целлюлозы. При работе в камерах В-К открывается возможность комплексного использования древесины, например смолистой сосны, на получение одновременно канифоли и волокна, что невозможно в дефиб-раторах из-за недостаточного времени соприкосновения реагирующего раствора едкого натра со щепой (максимум 2 минуты).

Размол массы на роллах непрерывного действия. Роллы непрерывного действия применяются в производстве древесно-во-локнистых плит в качестве размалывающего аппарата второй ступени для повышения степени размола дефибраторной массы, что требуется при изготовлении пористых и многопористых плит. Исходная масса, поступающая из дефибраторов, имеет степень помола по ШР около 8—10°, для производства пористых плит ее повышают обычно до 14—20°, а в некоторых случаях и выше.

Из существующих типов можно указать на спиральный ролл системы советского конструктора Б. А. Рубекина. Размольный агрегат состоит из размалывающего барабана, четырех рифленых валиков, четырех-восьми планок, пневматически прижимаемых к размалывающему барабану, кожуха, в который заключена вс!? размалывающая гарнитура, привода, а также небольшого компрессора для снабжения воздухом пневматического прижима планочных коробок к барабану. Размалывающий барабан D= 1000 мм включает три чугунных диска с ножами, закрепленными обычным способом, т. е. при помощи деревянных клиньев и железных колец. Планочный механизм имеет от четырех до восьми планок и охватывает барабан по дуге 180°. Коробка состоит из цилиндра, прикрепленного к чугунным балкам, и поршня, к которому прикреплена базальтовая гарнитура. Максимальный ход поршня 5 мм Подача сжатого воздуха происходит от ресивера компрессора по воздухопроводам.

Рифленые валики имеют окружную скорость на поверхности 90 м/сек, т. е. равную окружной скорости барабана. Под последним рифленым валиком расположена система направляющих наклонных плоскостей, выполненных из алюминия, для передвижения массы из одной зоны в другую, вследствие чего масса последовательно проходит по окружности весь барабан 12 раз по числу направляющих зон, имеющих угол наклона в двух плоскостях. В первую зону масса поступает в жидком виде из резервуара, находящегося выше размольного агрегата. Работу можно вести под давлением и без него. Масса выходит из последней зоны с самой верхней части окружности барабана в патрубок, а отсюда направляется в бассейн для готовой массы, расположенный ниже размольного агрегата. Привод барабана осуществляется от электродвигателя через ременную передачу. Не исключается возможность осуществления привода через редук-торную передачу. Привод рифленых валиков запроектирован от отдельного электродвигателя.

Рис. 3. Ролл непрерывного действия

Масса (концентрация 5—6%) подается в приемный патрубок, проходит между ножами шара и базальтовой гарнитурой планок и с большим напором (скорость 18—20 м/сек) ударяется о быстро вращающийся рифленый валик, отражается и попадает опять на барабан. Отраженная от размалывающего барабана масса снова получает начальную скорость, равную окружной скорости барабана, Одаряется о второй рифленый валик и, отражаясь от него, попадает опять на размалывающий барабан, от которого отбрасывается на третий рифленый валик. С последнего масса попадает, как и раньше, на размалывающий барабан, чтобы быть затем отброшенной к четвертому рифленому валику. От последнего рифленого валика масса отбрасывается на размалывающий барабан, а оттуда в направляющие каналы, которые подают ее к ножам барабана и планки. Отсюда масса по наклонной плоскости передвигается на ширину потока по длине барабана и повторяет прежний путь, т. е. подвергается воздействию ножей барабана и планки, затем ударам рифленых валиков и после этого поступает снова в направляющие каналы. Таким образом, масса, обойдя вокруг барабана 12 раз, уже готовая, при требуемой жирности выходит из агрегата через выходной патрубок. Агрегат работает непрерывно. Обслуживание сводится к наблюдению за приборами — манометром, ваттметром и амперметром и к определению жирности массы. Давление на каждой планке держится согласно программному графику, который устанавливается всякий раз вновь, когда меняется градус размола.

Схема движения массы в ролле того же типа зарубежной конструкции показана на рис. 4.

Размол на конических мельницах. В качестве размалывающего аппарата непрерывного действия на второй ступени размола могут быть использованы конические мельницы различных систем.

Коническая мельница, изображенная на рис. 5, состоит из двух основных частей: статора и ротора.

Статор представляет собой неразъемный корпус. Жесткая конструкция обеспечивает наилучшее совпадение осей ножей статора и ротора. На внутренней поверхности статора с помощью специальных болтов закреплены пакеты стальных ножей. Внутри статора помещен конический ротор, на наружной поверхности которого также укреплены ножи при помощи специальных стальных колец, насаженных в горячем виде на соответствующие заточки. Привод ротора осуществлен от электродвигателя, непосредственно соединенного с валом ротора при помощи. эластичной муфты. Регулирование зазора между ножами ротора и статора производится путем смещения ротора по оси мельницы. Для этого в мельнице предусмотрен присадочный винтовой механизм. С целью уменьшения усилия, требуемого от рабочего, и более точной присадки в присадочный механизм введена червячная пара с двумя штурвалами, насаженными на вал червяка. Ввод массы в мельницу осуществляется со стороны меньшего диаметра конуса. Масса через трубу поступает в большую камеру, где успокаивается и уже после этого входит в промежуток между ротором и статором. Выход размолотой массы из мельницы происходит через патрубок со стороны большего диаметра конуса. Мельница имеет следующую характеристику.

Рис. 4. Схема движения массы в спиральном ролле

Рис. 5. Коническая мельница: 1 — статор; 2 — ножи; 3 — ротор; 4 — винтовой механизм; 5 — труба; 6 — патрубок

Описанная мельница дает за один проход повышение степени помола максимум на 8—9° по ШР при размоле сульфатной целлюлозы. Кроме описанной мельницы отечественной конструкции,, применяются конические мельницы других размеров и типов: типа «Миами» и «Гидрофайнер». Мельница последнего типа снабжается более широкими ножами и применяется для получения более жирной массы. Последовательное включение мельниц двух указанных типов дает возможность регулировать укорачивание и ужирнение волокон при размоле.

Размол на крестовых мельницах. Для размола второй ступени, а также для размола отходов с сортировок при небольшой производительности могут быть использованы крестовые мельницы,, снабженные базальтовой гарнитурой.

Крестовая мельница (рис. 6), предназначенная для непрерывного размола при концентрации 2—5% абсолютно сухого волокна, состоит из двух основных частей: статора и ротора. Статор представляет собой цилиндрический чугунный корпус, отлитый из двух половин. Внутренняя его поверхность выложена камнями из базальтовой лавы, имеющими насечку. Торцовые части статора закрыты двумя крышками. Крышка на приводной стороне мельницы имеет патрубок для ввода массы и трубку для ввода чистой воды на промывку мельницы. В крышке по лицевой стороне мельницы имеется люк, закрытый стеклом, который служит для наблюдения за работой мельницы, и отверстие 5 для отвода размолотой массы. Ротор мельницы состоит из стального вала, на котором закреплены две чугунные отливки в виде крестов. К крестам крепится вся конструкция, несущая камни 6 ротора, который представляет собой сегменты из базальтовой лавы, прикрепленные болтами к особым башмакам, по своей форме напоминающим букву Г. Башмаки, в свою очередь, при помощи угловых рычагов соединяются с крестами и взаимно друг с другом.

Рис. 6. Мельница типа МК.0 (крестовая): 1 — ртатор; 2 — ротор; 3 — патрубок; 4 — люк; 5 — отверстие для отвода размолотой массы; 6 — камни роторэ

Рис. 7. Рафииатор — общий вид

Связь осуществляется посредством шарниров, эксцентрично закрепленных в металлических втулках с амортизаторами из вулканизированной резины. Во время работы мельницы базальтовые камни ротора под влиянием центробежной силы перемещаются в радиальном направлении и входят в соприкосновение с камнями статора. Происходит эластичный прижим вращающихся камней ротора к камням статора, в результате чего и осуществляется размол массы в мельнице. Для создания гона массы по периферии статора к камням ротора прикреплены лопасти из листового железа. Привод крестовой мельницы осуществлен от электродвигателя с диапазоном регулировки около 25% за счет регулирования сопротивления в цепи фазного ротора.

Мельница работает при концентрации 2—6%. Градус помола зависит от продолжительности пребывания массы в мельнице, причем он повышается при уменьшении пропуска количества массы через мельницу. С изменением концентрации изменяется и характер, размола. При малых концентрациях происходит более сильное укорачивание волокон, а при больших — ужирнение волокна. Наилучшие результаты получаются при концентрации 3—5%. Мельница снабжается регулирующим ящиком, устанавливаемым рядом с мельницей, после выхода массы из мельницы. Высота подпора регулируется высотой перегородки в ящике. При увеличении высоты подпора размол волокна в мельнице получается более жирным и равномерным.

Это — мощный рафинер горизонтального типа, устанавливаемый после дефибраторов; при этом отпадает промежуточное сортирование и сгущение массы. Пропускная способность рафинатора 40 т/сутки; он обслуживает два дефибратора типа L. Рафинатор снабжен электродвигателем в 500 л. с. и имеет один вращающийся диск D = 800 мм. Регулировка прижима диска ротора к неподвижному истирающему диску с точностью до 0,01 мм осуществляется путем осевого перемещения главного вала при помощи ручного маховичка. Регулировка давления истирания производится при помощи гидравлического устройства. Масса подается в рафинатор шнеком.


Реклама:



Читать далее:



Статьи по теме:


Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум