作者张臣湘,高级工程师，辽宁营口造纸厂原副总工程师，现辽阳造纸机械有限公司顾问。 1996年获国务院特殊津贴。提键要：近几年，我国相继引进了数套上网成形器，辽阳造纸机械有限公司也着手制造；不仅应用于生产纸板，也应用于生产新闻纸、文化用纸等。本文综述了上网成形器的的优点、脱水原理，论述了各种类型的上网成形器的特点、性能及其工艺参数，可供选择、使用、设计、制造加工上网成形器时参考。关键词：上网成形器；曲面顶网成形器；脉冲脱水;静止脱水元件；恒定脱水；辊子脱水元件由于普通长网纸机网部纸料经过一定距离脱水后，在长网顶部再加一个短长网，两个网子夹着湿纸上、下两面脱水，这个短长网称为上网成形器(或称为夹网成形)。国内金城纸厂引进了DuoFormer H上网成形器；岳阳纸业集团引进了B.F(Bel-Former)成形器，武陟红麻纸厂引进了B.F曲面顶网成形器；辽阳纸板厂在四叠网纸板机上引进了DuoFormer D型上网成形器；辽阳造纸机械厂为漯河银鸽公司的纸机生产了类似Bel-Bond上网成形器，还为浙江永泰四叠网纸板机芯网顶上加了一个上网成形器，利用反真空箱向上脱水。最近驻马店白云纸业公司也向辽机订购一台上网成形器，生产高档文化用纸。从国外资料和国内使用情况看，上网成形器都收到较好的效果。　1稳上网成形器的优点1.1加增加脱水能力由于湿纸在两个网中夹着脱水，上网脱水量根据设备的布置和生产情况，占整个网部脱水的30%～60%，在不改变车速情况下，流浆箱的浓度从0.8%降到0.65%，改善了生产条件，提高了纸的匀度。1.2加提高车速，增加产量由于在上网浓度相同的情况下，上网浆量增加20%以上。某厂未改上网成形器前抄速658m/min，改造后平均抄速增加到826m/min。金城纸厂用苇浆生产52g/m2胶印书刊纸，普通长网机只能开到264m/min，使用上网成形器后车速开到了370m/min，产量有了很大提高。1.3加填料及细小纤维分配均匀，减少了两面差由于湿纸两面受力,两面排水，纸层内细小纤维和填料差别不大。如图1所示,普通长网网面纸的灰分8%，正面灰分20%，而使用上网成形器后，网面和正面灰分均为16%，纸中层灰分略高。1.4加改进纸的质量由于上网成形器两面脱水，纸上、下两面细小纤维、填料、胶料分配差别减少，纸两面平滑度差减小，纸的卷曲现象减少。絮聚的纤维在夹网中受到分散均整,纤维重新排列，Z向纤维排列比较合理，因此纤维纵、横排列改善，平均裂断长增加，物理强度指标提高，印刷性能如表面吸墨图1 灰分及填料分布A-普通长网纸机 B-带上网成形的纸机及油墨干燥速度都很好，印刷时纸的收缩率减少，两面字迹清楚，不会产生上面印刷清晰，反面印刷模糊的现象。1.5加节省动力由于上网成形器Bel-Roll，上网不用动力，由网子带动，减少动力40%。两个网子夹着湿纸紧贴曲面脱水箱，利用网子张力加压于纸层使其脱水，可以减少湿吸箱的个数和抽力，真空泵数量减少，网部总功率降低。　2稳上网成形器脱水原理2.1加恒定脱水由于两个网子包绕转动的成形辊或静止的曲面成形板，如果不计两网内悬浮体的厚度，湿纸在恒定压力下脱水。设R为成形辊半径或成形板曲率半径，R=0.75m，T为外网张力，T=6kN/m，则纸幅成形过程脱水压力P=T/R。若T值不变，整个脱水过程中压力是恒定的，即：P=6/0.75=8kN/m2。2.2加脉冲脱水由于脱水板有一定角度，两网夹着湿纸在其顶上通过，脱水板顶端悬浮体中将产生一种反作用力。如脱水板角度为α，网子张力为T，则反作用力F=2T·Sinα。如果采用多块脱水板，各顶板接触处产生反作用力，而两脱水板之间则会出现压力降，再接触下一个顶板又产生反作用力，形成脉冲脱水，如图2。图2 脉冲脱水示意图2.3加真空脱水由于Bel-Bond上网成形器设有倒置真空箱，由于网子张力的挤压，排除的水用真空抽走。Bel-Former上网成形器底网也设有曲面脱水箱，用真空抽水。2.4加离心力脱水由于两网夹着湿纸，网子包缠着辊子，一方面受网子张力挤压，另一方面也受辊子转动产生离心力，将水甩到接水槽。　3 上网成形器的类型由于上网成形器种类很多，按脱水元件使用情况可分为三类：(1)静止元件脱水的上网成形器；(2)辊子转动的上网成形器；(3)混合元件的上网成形器。3.1 静止元件脱水的上网成形器由于静止元件是以湿吸箱、曲面倒吸真空箱为主，真空箱静止不动进行抽吸脱水。Bel-Bond成形器属此类。又可分为以下三种：3.1.1 倒置真空箱元件为曲面无加压装置由于上网有传动和真空系统，反抽真空箱有3～4室，每室有单独调节抽力的阀门，使抽力由小到大，网子张力产生一种压力压向真空箱面，箱面受到真空抽力和网子压力使湿纸向上反向脱水，真空箱缝为条形。当真空脱水时，负压脉冲引起微湍动，使纤维分散改善成形效果。如表1。表1 各部分真空抽力和脱水量　唇口第一真空室第二真空室抽力 kPa抽气量 m3/min·m2脱水量 %(以全脱水量为100%)0～51～230～706.9～202～320～5020～353～45～103.1.2 倒置真空箱箱面平直，下面有加压装置由于湿纸夹在两网中间平直通过倒吸真空箱。为了使两网夹着紧密接触真空箱，不能因网子松驰而产生漏气和滑动，因此在下网设有加压成形板，用气胎加压，压力不能太大，网子紧密接触倒吸真空箱面即可。如果压力大于牵引力，容易使网子停止转动。上、下两网板条错开布置，下网板条最好接触反真空箱的缝隙，下成形板可以向上施加压力，并可分段调节，操作控制灵活。上成形板有3～4个白水收集箱与低真空抽力管连接，真空度5～30kPa。如SymFormer MB叠网成形器。3.1.3 倒置真空箱底面平直倾斜放置由于倒置真空箱第一块导入板压向底网14mm，最后一个导出板压向底网24mm，反抽真空箱倾斜压向网子，湿纸与箱面紧密接触，压力从小到大。流浆箱喷出浆的浓度0.3%～0.5%，经过下网脱水板浓度增加到1.5%左右，然后进入夹网成形器，导入辊可以上、下调节，使湿纸平稳进入两网之中。唇板可根据脱水量调节开度，每个真空室有自控阀门控制真空度。3.2 辊子转动的上网成形器由于基本上无静止元件，不需要传动和真空抽力，动力比较节省，两个网子夹着湿纸包绕成形辊，利用网子的压力将水压入成形辊内，辊子转动产生离心力将水甩入接水槽。参看图3。 图3 DuoFormer成形器结构示意图1-成形辊 2-导辊 3-压网辊 4-分离辊 5-张紧辊 6-测量辊 7-清洗辊 8-导向辊 9-刮水板 图4 三种成形器抄造定量与车速关系由于#1成形辊类似圆网笼结构，有不锈钢片支承，外包10目塑料网。湿纸经过下网脱水板后，基本上形成纸胎，干度1%～2%。湿纸到成形辊时，上、下两网夹着湿纸包覆在成形辊上，这时成形辊受到网子的张力产生一种压力，压向成形网，使水进入成形网内，形成向上反向脱水。另外成形辊转动产生一种离心力，将水甩入白水槽。湿纸在成形辊处由于方向转变，网子与湿纸间发生摩擦剪切等作用，使絮聚的纤维重新组合排列，特别是Z向纤维的排列得到合理的处理。纸页离开成形辊和刮刀来到#2辊(实心包胶辊)，此时方向发生变化，成形辊脱出的水大部分到此已经排除。#2辊受到离心力和网子张力的作用也将水甩入白水槽。#3辊为实心压网辊，使湿纸和网子再次改变方向，便于#2辊排水。#3辊与#4辊密切配合，使双网在分离前将湿纸胎进一步压紧。#4辊为包胶辊，上网在#4辊分开。由于#4辊在出口楔区产生真空吸力，使湿纸吸附在下网上。由于金城纸厂使用DuoFormer H型辊式上网成形器，用苇浆生产胶印书刊纸。从表2对比中看出，抄速有很大提高，质量有很大改进，纸两面平滑度较好，印刷性能好，掉毛个数显著降低。表2 上网成形器与普通长网质量对比机型车速m/min定量g/m2滑石粉加入量kg/h填料保留率%纸页灰分 %填料含有率 %平滑度 s掉毛个数上层中层下层上层中层下层正面反面两面差正面反面两面差 %普通长网上网成形器24637051.552.5465.5536.272.874.25.510.79.714.15.410.65.429.793.6612.093.539.0748.478.736.871.2249.55783467454540921.412.43.3 混合元件上网成形器由于静止脱水元件和辊子转动脱水元件都用，这种上网成形器综合上述两种上网成形器的优点而设计。其结构比Bel-Bond成形器简单，顶网部分不需要传动和真空系统，成纸质量很好。　4高三类上网成形器适用范围4.1 适用范围4.1.1 静止脱水元件(Bel-Bond)由于适应抄造高定量、速度稍低的纸板机，也可以抄造书刊纸、新闻纸、瓦楞纸，纤维留着率低，但成形质量很好，采用真空脱水可用于二次成形。辽阳纸板厂和永泰纸业公司都在四叠网芯网顶上加上一个短长网，利用倒置真空箱向上脱水。抄造定量与车速的关系如图4。4.1.2 辊子转动元件脱水(Bel-Roll)由于适用于低定量尤其是薄页纸机，其纤维留着率高，动力消耗少，抄速可达到2100m/min，纸幅成形比普通长网好，结构简单，操作方便，并能采用多层流浆箱抄造多层纸板。除抄薄纸外，还能抄新闻纸、杂志纸、书刊纸，根据夹网走向朝上或朝下，分别适应高速或低速。4.1.3 混合脱水元件由于综合了B.B(Bel-Bond)和B.R(Bel-Roll)成形器的优点，纤维留着率高，成形质量好，适应于抄造低定量和中定量产品的纸机。4.2 各种成形技术数据(表3、表4)表3 各种上网成形器工艺参数成形器型式夹网段纸干度 %朝上脱水比例 %传动真空需要纸幅成形定量动力需要纤维留着率网辊数量进口出口Bel-BondBel-RollBel-FormerDuoformerSymFormer RTopFlyteFormer0.9～1.51～1.51～1.51～1.21～1.20.9～1.410～1510～138.5～9.510～156～1010～1250～60～4030～4035～4030～45～30+--+--+-/++-/+--最好好最好　低到高低低到高　不变(重新分配)减40%(同一速度)减20%(同一速度)　减10%减20%减5%　476666　注：传动“+”表示有传动，“-”表示无传动；真空“+”表示有真空，“-”表示无真空。 表4 几种上网成形器质量测定　Bel-BondBel-RollBel-FormerDuoFormerSymFormer RTopFlyteFormer改前改后改前改后改前改后改前改后改前改后改前改后成形(NUI)透气度 ml/min不透明度 %横向撕裂度 g耐破度 kg/cm2上面粗糙度（Bendtsen）网子长度:上网 m由于由于下网 m网子寿命:上网 d由于由于下网 d车速 m/min13.46009531077.6  　    6589.636094.729875.6 12404060826 11594　9.7133   　    716　12093.5  9.0110143410010076210.826095.12088.4106     75010.115095.52097.910116.838.511390784119095302.578100  　     61910.59095295  9018.5331069164811.230595.6332  104   　   8909.226595.9332  9822.117.612943.589810.824893.0275  108  　     6768.620793.5273  761832.512095691注：NUI为不均匀指数，小为好。Bendtsen为粗糙度测定数。4高三类上网成形器适用范围由于上网成形器按照脱水元件分类:(1)静止脱水元件倒置曲面真空箱，适应高定量、低速度纸板机，成形效果好，但纤维留着率低，上网有传动和真空系统，结构复杂，不省动力。倒置曲面真空箱由于网子张力产生压向网子的压力，使网子紧贴箱面，但曲面真空箱制造加工困难。采用平直真空箱面，下面设加压成形板，使网子紧贴箱面，结构复杂，不如将平直真空箱倾斜放置压向下网，使平直真空箱也能受到网子张力压向箱面。(2)辊子转动元件的上网成形器适应高速簿页纸机，两网包绕着辊子，由网子带动，没有传动和真空系统，节省动力，纤维留着率高，成形效果不如静止元件。(3)混合脱水元件的上网成形器采用静止元件和辊子元件脱水，吸收了以上两种成形器的优点，可适应各种情况。纸板机一般采用静止元件倒吸真空箱，薄纸机一般采用混合脱水元件，曲面真空箱加工制造难度大，可采用多块脱水板组成。　参考文献　［1］张展鹤.夹网成形器脱水原理及其选用.国际造纸，1998，(2)［2］李岩.Duoformer夹网纸机采用100%亚硫酸盐苇浆生产胶印书刊纸的实践.中国造纸，1995，(4)［3］教富伟.Duoformer-H上网成形在我厂的应用.辽宁造纸，1995，(4)［4］张承武，卢谦和等.制浆造纸手册第九分册，纸张抄造:279～298［5］杨伯钧.印刷纸机新技术.中国造纸，1994，(5)［6］李修安.谈轻量涂布纸的试生产.中华纸业，2001，(1)、(2)