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双螺杆制浆机磨浆研究的新进展——SLG制浆机的开发与应用■陈安江1葛云河1邵玲美2于磊1（1.汶瑞机械（山东）有限公司山东安丘；2.山东省造纸工业研究设计院山东济南）天津和昆山的造纸企业，分别引进了法国公司制造的BIVIS双螺杆磨浆制浆设备，用于棉纤维的生产。我国研科部门及有关生产单位对此设备的结构进行了深入研究和试制，已生产出不同型号规格和名称的同类设备，同时也积累了用于不同原料和生产不同纸种的应用经验。本文对安丘汶瑞机械制造有限公司通过多年来吸收消化国内外双螺杆制浆设备技术，所研制的双螺杆制浆机(称SLG多功能制浆机，简称SLG)的基本原理以及制浆效果作一简单介绍，以利于双螺杆制浆设备的应用与发展。陈安江，工程师，现就职于汶瑞机械（山东）有限公司研究所，主要从事制浆造纸工艺研究与工程设计工作。1SLG制浆机的基本结构双螺杆制浆机主要由传动装置和两个相互平行、彼此啮合、转向相同的特殊螺杆及与其配合的机壳以及加药口、出液口等部分组成。其双螺杆据原料性质和成浆指标不同有2～4级结构形式，每级螺旋分为两部分，即压缩区和揉碎区，前部分是变距螺旋，物料在前进过程被压缩，称为压缩区；后部分为反向螺旋，产生剪切力和压缩力，并使浆、液得到充分混合，同时在反向螺旋的表面开有由轴心向外延伸的沟槽，可控制物料在此区的运动和磨浆质量，称为揉碎区。

又根据物料性质和磨浆质量要求将磨浆机分为2～4个磨区亦称2～4级，即将各级不同螺旋结构的两区螺旋用连接件串联在一起，并可据磨浆要求更换各级螺旋。在正向螺旋低压区的机壳上开有加药口，可用高压泵加入药液，简化了加药浸渍流程。摘要：SLG双螺杆制浆机具有磨浆质量好、电耗低、浆液混合效果好、磨浆过程产生的热量少等优点。本文主要介绍了这一新型磨浆设备的结构、原理以及在棉秆、韧皮纤维、木材纤维的试验结果。用于木材试验表明，SLG磨浆机可代替高浓或中浓盘磨用于半化学浆、化机浆的磨浆，但目前关键是其生产能力是否能适用于大规模的工业化生产。关键词：SLG双螺杆制浆机；双螺杆；磨浆；木材纤维；进展SLG制浆机磨浆的基本原理通过改变传统磨浆时对纤维产生的压缩/减压循环过程，应用新的工艺和磨浆设备，以木材轴向受压时产生皱曲作用使纤维分离，生产出纤维长而结合力好的纸浆为基本原理，而诞生了双螺杆磨浆机。双螺杆制浆机磨浆时，物料自进料段被变距螺杆输送并逐渐压缩而进入下一段揉碎区，由于该区螺旋反向2中图分类号:TS733+.3文献标识码:B文章编号:1007-9211(2007)06-0061-&.28,No.6Jun.,●机械设备●积累了大量物料，因而产生很大的压缩力和剪切力，反向螺旋上的沟槽可控制物料在揉碎区的运动和磨浆质量，即可将磨解变细的浆料向前运动，把较粗浆料截留在里面继续磨解，根据原料性质和制浆质量采用不同的螺旋结构和采用2～4级磨区磨浆，最终达到理想的磨浆效果。

为6％～8％。其双螺杆磨浆效果与其它磨浆方式的效果对比见表1。3.2韧皮纤维类的试验目前，我国引进的以BIVIS为主要生产设备的生产线，主要用于棉浆生产，根据其应用情况，结合韧皮纤维性质，以SLG为主要磨浆设备，对光叶楮和桑皮韧皮纤维进行了试验。此试验方案以HAP与APMP制浆方法的化学药品处理为试验基础，用SLG为主要磨浆设备对物料进行粗磨，配套精浆设备对浆料疏解匀整。其化学处理过程和条件基本相同。以光叶楮为例（其工艺过程和工艺条件已在《中华纸业》2004年第7期作了详细介绍），用SLG粗磨物料，磨后粗浆采用低浓半游离、半粘状打浆方式，打浆至打浆度为60～70°SR，所抄制纸样的裂断长5800～6300m，耐破指数3.0～3.2kPa·m2/g，撕裂指数24～25.6mN·m2/g，白度最佳值为87％ISO，可用于书画纸、高强度过滤纸等高档纸种的生产。3.3木材纤维的试验此试验也是以磨浆试验结果SLG制浆机作为机械制浆的高浓磨浆设备，其磨浆质量与制浆原料的预处理及磨浆过程加入的化学药品等工艺条件密切相关，因此必须与制浆工艺紧密结合。汶瑞公司以双螺杆制浆，在CTMP、APMP制浆线上代替高浓盘磨进行了磨浆试验。

3.1用全棉秆制造高强瓦楞原纸浆取自山东某厂NaOH-CTMP化机浆中浓磨前经过NaOH预处理的全棉秆物料，用SLG制浆机高浓磨浆。该制浆条件为：NaOH用量5％～6％，汽蒸温度90～99℃，汽蒸时间2.5～3h，蒸后物料硬度100～110卡伯值。在APMP浆线上采用SLG制浆机进行磨浆试验，NaOH用量3表1全棉秆不同制浆法和磨浆方式成浆性质对比HAP与APMP制浆方法的化学药品处理为试验基础，将木片洗涤浸渍，通过汽蒸仓软化纤维，用APMP制浆工艺中的第一段挤压撕裂机将木片撕裂成条块状，并通过浸渍机吸收药液进入反应仓，一级反应后的物料先经过1SLG（在此＃设备内加入药液）、二段反应仓、＃2SLG和消潜罐，将消潜后浆料用低浓盘磨疏磨和匀整，然后经过表2木材纤维用双螺杆磨浆试验与其它磨浆方式对比原料种类磨浆设备62第28卷第6期2007年6月打浆度纤维平均长度定量白度撕裂指数抗张指数裂断长耐破指数°SRmmg/m2%ISOmN·m2/gN·m/gmkPa·m2/g超短期黑杨SLG+低浓磨590..060.02.5毛白杨SLG+低浓磨580.85 83 60 5.06 71.21 3.47 青杨 S L G + 低浓磨 50 0.70 82.5 61 6.6 64.6 毛白杨C T M P 高浓磨 59.33760 2.1 白、青杨A P M P 高浓磨+ 低浓磨 64.67 54 3.9 37 制浆方法 N a O H - C T M P N a O H - C T M P A S P 亚铵半化学浆 化学预处理或蒸煮设备 汽蒸仓和反应仓 汽蒸管（瑞典） 汽蒸仓和反应仓 蒸球 物料卡伯值 110 100～110 120 102 磨浆设备及方式 S L G + 低浓磨 中浓磨+ 低浓磨 S L G + 低浓磨 疏解机+ 低浓磨 粗浆性质 磨浆浓度 ％ 25～30 10～15 25～30 4～5 打浆度 °SR 20～24 15～18 16～18 13～15 湿重 g 4～6 4～6 3～5 6～6.5 粗浆得率 % 65～70 65～70 75～80 60～70 细浆性质 打浆浓度 ％ 3～4 3～4 3～4 3～4 打浆度 °SR 28～32 27～30 28～30 30 湿重 g 5～6 5～7 4～5 4 纸样或抄片定量 g/m2 125 127 128 130 裂断长 m 4500 4600 4460 4326 环压指数 N·m / g 7.4 7.5 7.6 7.5 生产或试验单位 汶瑞公司试验 山东某厂生产 汶瑞公司试验 河南某厂生产 技术进步●机械设备● 筛选成浆而抄片试验。

其试验工艺条件范围为：汽蒸温度 90～95℃，时间15～30min；反应仓温度70～75℃，时间 25～45min ；消潜温度60 ～75℃，时间30 ～40min，浆浓 套的浸渍器。与盘磨相比，混合均匀，使得磨浆过程的化 学反应均匀，成浆质量好。 4.4 磨浆过程产生的热量少，不易达到木素玻璃化温度， 成浆挺硬度小，有利于后序低浓盘磨的打浆。 通过我国引进设备的生产和试验，SLG 磨浆机用于 棉纤维、韧皮纤维等柔性长纤维的磨解已非常成熟，而 用于木材试验表明，SLG 磨浆机可代替高浓或中浓盘磨 用于半化浆、化机浆的磨浆，但目前关键是其生产能力 是否能适用大规模的工业化生产。据资料介绍，目前我 国生产的双螺杆最大直径为1 2 0 m m ，年生产能力为1 万 吨，而法国 公司生产的双螺杆直径为240mm ， 年生产能力为 2.5 万吨。汶瑞公司在开发双螺杆直径为 76mm ，年产能力2500 吨用于试验室试验成功的基础上， 又继而开发生产了螺杆直径为 180mm 的磨浆机，经过试 验改进年产能力可达2 万吨。现组织设计的螺杆直径为 2 4 0 m m 和 3 0 0 m m 大规格双螺杆磨浆机，已投入样机生 产，其预计年产粗浆能力可达到 3 万吨和 5 万吨。

同时为 使开发与生产紧密结合，公司正在筹建年产 1 万吨到1.5 万吨的中试基地，为双螺杆制浆机由试验向大工业化生 产转化奠定基础。□ 4 % ～5 % ；N a O H 用量 7 ％～9 ％，H O 用量 4 ％～6 ％， 2 2 DTPA 用量0.5% ～0.6％，Na SiO 用量1.5％～2.0％， 2 3 MgSO 用量0.5 ％～0.8％。 4 试验结果见表2 。 4分析与讨论 4 . 1磨浆质量好，成纸强度高。据试验观察，纤维不是在 胞间层而是在纤维壁上 S1-S2 层间分离，因而 SLG 磨浆的 细纤维化程度好，对纤维损伤小，细小纤维含量少。同时 与盘磨相比，对浆料均匀连续通过的影响小，所得浆料均 匀性好，成浆游离度差异小，整体磨浆质量不低于高浓盘 磨的磨浆质量。 4.2 磨浆电耗少。根据对木材纤维磨浆试验，电能消耗比 高浓盘磨低约30 ％以上。 4 . 3浆、液混合效果好。由于纤维在机内停留的时间较 长，加之其通道的特殊性和反向螺旋所产生的高压缩搅 拌性，使得浆料和药液混合均匀，可省去挤压撕裂机所配 A new of the study of twin screw — The and of SLG An-, GE Yun-he1, SHAO Ling-mei2, YU Lei1(1. () Co., Ltd., Anqiu , , China;2. of & of Paper of , Jinan , , China) :SLG twin screw has such as in , low in power , good in pulp-