Литература -->  Доменное производство металла 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 [ 30 ] 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155

о слегка сотрясают сукно и тем помогают спрыску удалить волоконца из его пор. Для того чтобы вода из ящика могла проходить только сквозь сетку барабана и не уносила волокна через щели между горловинами барабана и стенками ящика, машина снабжена сальником (см. Картонное производство).

Сгуститель представ.тяет собою только упрощенный тип папочной машины. Д. м. моясет быть снимаема с папочной машины помощью шабера в виде мелких кусков сырого волокнистого листа или же накатываться на верхний ва.л слоем в несколько лип; разрезав последний деревянным или медным ножом, можно снять Д. м. в форме .листа, длиною соответственно рабочей ширине сеточного барабана, а шириною соответственно окружности верхнего прессового вала. В этом случае на поверхности вала имеется продольная борозда в 3-4 мм шириной и 5 мм глубиной, по которой рабочий быстро проводит ножом на ходу машины. Иногда устраивается такясе особое приспособление, позволяющее устанавливать определенную толщину листа и дающее рабочему звонком знать, когда эта толщина достигнута.

6. Сушка. Если Д. м. предназначается для транспортирования на большое расстояние, то она д. б. высушена до воздушно-сухого состояния. На небольших з-дах это де.тается в особых сушилках, где листы развешиваются рядами и просушиваются в токе подогретого воздуха, нагреваемого печами п.ш ка.лориферомЪод решетчатым полом сушилки; в крупных же предприятиях Д. м. сушится в особых механических сушилках (см. Картонное производство).

Хранение Д. м. Основной причиной порчи Д. м. ири ее хранении являются грибки и другие микроорганизмы, которые попадают в нее из дерева. При известной влажности Д.м. и других условиях мице.тий гриба портит волокна, при чем в исключите.льных случаях потеря моясет достигать 20-25%, волокна, ослабляются, цвет Д. м. темнеет и .листы покрываются пятнамп. Главная мера для предупреждения порчи Д. м.-содержание балансовой биржи в должном состоянии, для чего ее необходимо часто очищать и хорошо проветривать. Грибки не могут развиваться при влажности дерева ншке 20% и выше 65%. Наиболее надеяшый способ сохранения Д. м.-держать ее в виде водной суспензии при возможно низкой темп-ре.

Качества Д. м. и факторы производства. Дрёвесномассное производство требует громадной затраты энергии, при чем на полез-нук работу измельчения древесины идет то.тьк.0 часть расходуемой энергии, остальная же преодолевает вредные сопротивления и обращается в теплоту. Если бы дефибрирование производилось в сухом состоянии, то от этого выделения тепла дерево загорелось бы. При смачивании нее водой теплота отчасти поглощается водой, повышая t° ее тем сильнее, чем меньше подается воды. Содержание влаги в дереве уже само но себе изменяет его свойства, а t° влияет еще сильнее. Из свойств дерева, влияющих на количество Д.м иа первом месте стоят его уд. в. и плотность. Кроме того, всякая древесина неоднородна в своей структуре: в зависимо-

сти от ширины годичных колец получается то более плотная и тяжелая, то мягкая и легкая древесина. Это сопровождается и раз-НЫЛ1 сопротивлением скалыванию и измельчению. Сучки уменьшают выход Д. м., увеличивают расход энергии, портят поверхность камня и загрязняют продукт. Из вышесказанного понятно, что для получения Д.м. требуемого качества необходимо знать свойства дерева, подобрать камень и подготовить его рабочую поверхность так, чтобы обеспечить нужное соотношение между скалыванием (скоблением), разрезанием и перетиранием волокон, а затем установить давление меяеду камнем и деревом и обеспечить необходимую для данного случая t° подачеГ! определенного количества воды.

Д. м. различают: в зависимости от породы дерева-хвойную и лиственную; по размерам элементов-длинноволокнистую, ко-ротковолокнистую, тонко- и толсто-(грубо-) волокнистую, по характеру размола-тoщyI<J (садкую) и жирную; по механич. свойствам- крепкую и слабую; по методу производства и цвету-белую и бурую. Между пазванны-мп крайними качествами находится бесчисленное множество разновидностей. Ф. Мюллер разделяет Д. м. по качеству, нежности, назначению и способу производства на 4 сорта: I-высший, для самых лучших сортов печатной, художественной и автотипной бумаг; II-высокий, для хороших глазированных печатных и писчих бумаг;111- норма.т1Ьный, для газетной и обойной бумаг, и 1Л-обыкновенный торговый, а также для картона (грубая Д. м.). Качество Д. м. зависит от породы, качества, возраста и влажности дерева, от рода камня и характера насечки, от давления на поверхность шлифования, длины шлифования по окружности камня, количества подаваемой на камень воды и t° шлифования, от окруяшой скорости камня и от размеров отверстий сортировки. В конечном счете все качества Д.м., как и других волокнистых масс для бумаги, зависят от размеров элементарных волокон и их формы, т. е. от отношения их диаметра к длине. Чем длиннее и толще волокна, тем грубее масса; чем больше отношение длины к диаметру, тем, при достаточно ма.тых абсолютных их размерах, масса жирнее и крепче, т. к. при этом сумма площадей поверхностей отде.тьных волокон в единице пх веса (удельная поверхность) больше, и сами волокна плотнее укладываются и связываются между собой, обусловливая ббльшую крепость слоя и затрудняя пропускапие воды. Наоборот, при малом отношении длины к диаметру, и особенно ести волокна крупны и недостаточно изолированы друг от друга, удельная поверхность будет мала, укладка волокон рыхла и связь между ними слаба, вследствие чего образуются относительно крупные поры и канальцы, через к-рые легко проходит вода; такая масса называется т о-щ е й. Размеры волокна в Д. м. грубо предопределяются величиной диаметра отверстий решеток сортировок. Уде.льная же поверхпость, причина яеирности Д. м., проявляющаяся в большей связи между волокнами в слое Д. м., обеспечивает большее сопротивление волокон разъединению, растаскиванию,



н тем самым 66льшую крепость листа Д. м. Исходя из вполне допустимого предположения, что при многократном физическом делении однородного твердого тела (в данном случае древесины) внешняя работа, потребная для преодоления внутренних сил сцепления, на единицу площади поверхности остается постоянной, можно считать, что расход полезной работы на дефибрирование единицы массы д. б. пропорционален удельной поверхности волокна, т. е. сумме площадей поверхностей элементарных волокон, образующих единицу массы. При одних и тех же условиях, одинаковой древесине, одном и том же оборудовании, а, следовательно, при постоянной потере работы на вредные сопротивления и вспомогательные машины JVg IP/w или Ад kWh/m (в 24 ч.), получаем простую формулу удельного расхода энергии при гидравлическом многопрессовом дефибрере:

ААо + 6-l kWh

В 24 ч. на 1 m Д. м. нетто, т. е. за вычетом отхода от сортировок, при чем качество определяется параметрами: J°-градусами жирности и 9?-диаметром отверстия сортировки, т. е. размерами волокна. Обычно в настоящее время io=50 HP или =900 kWh. При непрерывных дефибрерах весь расход энергии на 15-20% меньше. Отношение г=-К молено назвать характеристикой сорта древесной массы (табл. 3).

Табл. 3.-П роизводственные данные (по Мюллеру и др.).

Производств, данные

Сорта древесной массы

<Р в мл1.........

Средн. <р в мм ....

А в kWh........

Камень........

Насечка........

Древесина-ель ....

Выход в кг/мз (склад.). Средняя жирность J°

Ш. Р..........

Отношение J°:(p . . . .

0,8-0,9

1,1-1,2

1,2-1,5

0,36

0,73

1,33

1,82

1 900

1 400

1170

1 100

Аооо-Аоо

А-оо-

Ао-Ai

Ai-Аа

Весьма

тщат.

Плотная

Плотная

Обыкнов.

Всякая

отборная

хорошая

300-320

280-300

260-280

Наиболее серьезные опыты по изучению дефибрирования были произведены в Мадиссоновской (Madis-son) лаборатории по поручению Лесного департамента С. Ш. А. и дали следующие результаты: 1) чем больше производительность дефибрера в единицу времени, тем меньше расход энергии на единицу вырабатываемой Д. м., и наоборот; 2) расход энергии на единицу выработки тем меньше, чем больше окружная скорость камня, но тем ниже и качество Д. м.; 3) то же имеет место и при увеличении давления между деревом и камнем; 4) при увеличении окружной скорости камня соответственным уменьшением давления между камнем и деревом можно достигнуть постоянного расхода энергии на дефибрер; 5) крепость бумаги, изготовленной из Д. м., тем больше, чем больше был удельный расход энергии на эту Д.М.; 6) определенный удельный расход энергии дает, в общем, определенное качество Д. м.; 7) при неизменном удельном расходе энергии, при большом давлении между деревом и камнем, при слабой насечке его получается тонкое и короткое волокно, а при слабом давлении и острой насечке камня- более грубое и длинное; 8) качество Д. м. предопределяется, в первую очередь, состоянием поверхности камня (род камня, род насечки и свежесть ее), потом-величиной давления между деревом и камнем

и мало зависит от окружной скорости камня. Большинство этих выводов действительно в определенных пределах, обусловливаемых отчасти природными причинами, отчасти состоянием техники. Скорость камня не может превосходить 20-25 м1ск, так как при дальнейшем увеличении ее центробеяная сила может разорвать камень. Слишком слабое давление совсем не вызывает на поверхности камня достаточной сипы трения, чтобы преодолеть сопротивление дерева срезанию волокон, а слишком высокое давление приводит к разрушению кампя, не говоря уже о понижении качества Д. м. Удельный расход энергии ограничивается максимальной жирностью Д. м., при чем крепость изготовленной из нее бумаги не может превзойти крепости дерева, из к-рого была выработана Д. м. Род камня, характер и свежесть его насечки влияют на производительность, качество Д. м. и удельный расход энергии совместно и нераздельно. Несоответствие камня требуемому качеству Д. м. возмоллно устранить путем целесообразно выбранной насечки. На твердом камне насечка дернштся дольше, но ее труднее делать, при чем для лучшего качества Д. м. приходится затуплять ее острые режущие кромки. На мягком камне насечка скорее срабатывается, но ее легче производить. В каждом частном случае следует экспериментальпым путем искать оптимального соотношения всех факторов для достижения требуемого качества. При одинаковой насечке твердый крупнозернистый камень дает грубую массу, мягкий мелкозернистый-тонкую. При одном и том же камне глубокая, частая насечка дает ббльшую производительность, но тощую, плохо разработанную массу при меньшем удельном расходе энергии. Мелкая и редкая насечка, наоборот, дает более жирную тонкую массу с уменьшешем производительности и увеличением удельного расхода энергии. Не меньшее влияние оказывают тип и расположение нарезок на поверхности камня. В настоящее время повсеместно применяются четыре выработанных в Америке основных типа шарошек или роликов разной крупности: винтовой, прямой, шипо-образный и спиральный, с комбинированием их в случае надобности (табл. 4).

Опыты с деревом, длиной 610 мм, при скоростикамня 16,1 MJCK и 225 об/м. и при давлениях между камнем и деревом 870, 1 160, 1 740 г/с.и, показали, что с увеличением остроты насечки производительность Д. м. увеличивается, удельный расход энергии падает, но крепость готовой бумаги уменьшается, при чем с увеличением давления влияние характера насечки на удельный расход энергии ослабляется.

Давление между деревом и камнем является главным фактором в процессе дефибрирования дерева. При одинаковых прочих условиях потребная для дефибрирования мощность прямо пропорциональна давлению; выход Д. м. в единицу времени также увеличивается с возрастанием давления и при этом быстрее, чем мощность, а потому удельный расход энергии в известных пределах уменьшается. Качество Д. м.-жирность и крепость - с повышением давления снижается. Вследствие переменной площади соприкосновения между деревом и камнем при круглых чура-ках давление на единицу этой площади сильно колеблется, и, следовательно, нельзя получить идеально однородной по качеству древесной массы; приходится довольствоваться тем, что ее элементы, хотя и разных размеров, состоят количественно в постоянных отношениях. Бумага из такой древесной массы лучше, т. к.

Табл. 4.-Т ипы роликов для насечки.

Получаемый результат

волокно

щепа

потеря в сточных водах

Винтовой . .

Корот., грубое

Большая

Прямой . . .

Длин., грубое

Много

Спиральный .

Лучше прямого

Меньше

Шипообразн.

Короткое

То же

Меньшая

часть волокон образует ее основную ткань, а более мелкие волокна служат заполнителем. Для расчетов среднего давления принимают площадь соприкбс-новения дерева и камня для мелких дров 0,66, для крупных - 0,75 рабочей поверхности прессовой коробки дефибрера. Высокие давления (2,6 кг1см*)



применяют, когда энергия дешева; при дорогой энергии представляет интерес получать не столько максимум валовой выработки Д. м., сколько наибольший выход Д. м. на единицу затраченной энергии. Теоретич. анализ показывает, что между давлением х и выработкой Д. м. (на единицу энергии) у должна иметься зависимость:

г/у { п= + .х\ ц = - ?п---,

где rj-коэфф-т укладки дров в прессовой коробке, Y-плотность (удельная масса) дерева 0,8 г/сл1 , п- постоянное число в единицах давления г/см, т- некоторый коэфф-т, зависящий от твердости камня и равный 2,5 для мягкого и 3,5 для жесткого. Отсюда наибольшее значение у будет при х=п, а именно

y iax Увеличение скорости камня, как и давления, вызывает пропорциональное увеличение потребной мощности и еще большее возрастание производительности в единицу времени, отчего уменьшается удельный расход энергии. Качество Д. м. с уменьшением скорости вращения камня улучшается. Из ф-лы, аналогичной формуле для динамометра Прони, имеем:

яРПр УР U(pP

~ 60 -5 ~ 60-75 где По-число об/м., D -диам. камня в .*(., Р - сила давления дерева на камень, и - окружная скорость в м/мин, <р-модуль относите.чьной производительности дефибрера ( коэфф. шлифования в нем. литературе, подобно коэфф-ту трения). Мы видим, что при неизменных N, D и <р скорость и обратно пропорциональна общему давлению, а, следовате.льно, и среднему удельному давлению. Величина <р находится из условия равенства работ силы Р, подающей дерево нормально к камню на величину Ь. cmjck и силы Т, касательной к окружности камня и срезающей слой древесины на протяжении и см/ск,т. е. P-h= Т-и,

откуда Г = 1 Р. Обозначая = получим Т = ч> - Р,

т. е. касательная сила Т равна нормальному давлению Р, умноженному на отвлеченное число я> , к-рое можно рассматривать как аналогичное коэффициенту трения; оно несколько падает с увеличением давления, напр., f = 0,27 при давлении 0,6 кг/см и = 0,23 при давлении 1,76 ml см площади пресса, но при этом <р оказывается прямо пропорциональным максимальной величине удельной производительности Д.м.; так. обр., установив возможный максимум отношения

- = <р, можно тем самьш отрегулировать дефибрер на

оптимальную работу. Отсюда вытекает весьма важный теоретический вывод, что ?> = оопри w = О, т. е. производительность на единицу энергии бесконечно велика. Практически это подтверждается тем, что при раздавливании нецодвижного дерева сжатием расход энергии много ниже, чем при дефибрировании. На этом основан ряд способов получения Д. м. ра.зда-вливанием древесины в полусухом состоянии (напр., давильный способ Раша и Кирхнера).

Фактически ПОЛНОГО равенства работ внешней и сопротивлений внутренних сил древесины нет; энергии затрачивается больше, чем требуется, и этот избыток, равный 40н-60% всей работы, обраш;ается в теплоту, идущую на нагревание. Тепловая энергия содействует размягчению инкрустантов дерева и облегчает дефибрирование,уменьшая удельный расход энергии и улучшая качество Д. м. Для получения повышенной t° при шлифовании достаточно уменьшить приток воды, но уже ири 80° Д. м. получается настолько сухая, что облепляет камень и сваливается с него кусками. Обычно t° горячего дефибрирования 55-65°. Опыты показали, что между t-температурой на камне дефибрера, tf,-темп-рой воды в спрысках и г-кратным разжижением Д. м. имеется зависимость (<-У-г = С (из опытов С=2 ООО) и что крепость а образцов папки из Д. м. при разных темп-рах, выраженная произведением т. и. разрывной длины на относительное удлинение ири разрыве, м. б. выражена в пределах опыта формулой:

а = A-kVt-to; в данном частном случае A=S7, /с=0,42.5,

f=60°. При обыкновенном давлении и температуре воды в спрысках fu=10°, достаточная температура дефибрирования получается уже при 50-кратном разжижении; 100-кратное разжижение ставит условную грань между холодным и горячим способами. В табл. 5 показано соотношение между концентрацией и t° дефибрирования.

Табл. 5 .-с тепени разжижения и t° дефибрирования (по Гофману).

I Трехпрессовый дефибрер, I на 450 kW*i

Непрерывный дефибрер на 250 kW*2

Кон-

Степень

Кон-

Степень

цен-

разжп-

цен-

раз/ки-

трация

Ил-СПИЯ

трация

жеиия

0,87

1 : 115

0,84

1 : 120

1.56

1 : 64

2,40

1 : 44

1,40

1 : 72

2,89

1 : 35

3,63

1 : 2S

1,55

1 : 65

4,58

1 : 22

1 : 50

4,90

1 : 20

1 : 22

5,20

1 : 19

1 : 19

1 : 18

*1 Шир. поверхностп пресса 1 .и, высота 0,563 м; давление на 1 прес. поверхности 0,684 кг.

*з Камень искусственный А ; ширина шахты 0,550 МЛ1, длина 1 -И.

Ббльшая эффективность как в количественном, так и в качественном отношении магазинных и непрерывных дефибреров, в частности значительно меньший процент рафинерной массы (2-6% против 10-12% прессовых), объясняется тем, что теплота от дефибрирования и пар подогревают и распаривают находящиеся выше в шахте дрова. В настоящее время в целях экономии применяют для спрысков заранее подогретую (каким-либо отбросным теплом) воду и даже затопляют дрова в шахте и самый камень теплой водой. Имеются предложения и на подогрев дров в отдельном аппарате.

ОтбелкаД.м. Как продукт механическ, производства белая Д, м, сохраняет большую часть физич. и химич. свойств древесины, из к-рой она получена, не исключая и цвета. Естественный цвет древесины желтовато-белый с оттенками для разных пород. Цвет Д. м., по данным Вииклера, в непрессованном виде при доступе воздуха и t° О-10° изменяется след. обр.;

Попппа ттрпрва свежеприго- Через несколько порода дерева овлен. виде недель хранения

Пихта .... Светложелтый То же, но темнее

Ель..... Желтый

Сосна .... Зеленовато-бел. Грязновато-белый

Лиственница . Светложелтый То же, но темнее

Осина .... Желто-белый Шелто-белый

Липа..... Серо-белый Серо-белый

Клен..... Желтовато-бел. То же, но темнее

Бук..... Горохово-желт. С поверхн. Краснов.

Береза .... Желто-белый Мясно-красный

Ольха .... Глубоко желтый Кирпично-красный

Для придания Д. м. более белого цвета прибегают к отбелке ее сернистою к-тою или растворами кислых сернистокислых солей кальция или натрия(бисульфит). Этот способ основан на способности SOg бисульфитов реагировать с естественными красяпщми веществами древесины, давая более светлые и легче растворимые соединения. При этом



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 [ 30 ] 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155