提升纸机刮刀系统运行性能的优化解决方案

凯登公司为全球的制造工业提供基于先进技术和高附加值的系统和设备，其产品、技术及服务可帮助客户全面提高生产效率、优化设备使用性能和降低能源消耗，极大地提高了生产力。作为一个在浆料制备、流体输送与控制、刮刀系统和清洁过滤系统等方面的全球领导者，凯登的设计和产品已经广泛用于造纸、塑料、纺织和橡胶等行业。凯登公司总部在美国马萨诸塞州韦斯特福德市，全球拥有1900余名员工，在纽约证券交易所的股票交易代码为KAI。凯登品牌的产品和服务已经遍及北美、南美、欧洲和亚洲各地的子公司营销于世界的各个行业。

凯登的设备几乎从纸张生产到废纸回收的每一个阶段起着关键作用，为客户提高操作效率和产品质量。见图1。凯登公司的主要业务包括浆料制备、水系统业务、刮刀业务、流体控制和干网/背辊清洗系统。

1 浆料制备KBC

图1 浆料制备KBC    

2 水处理、过滤/清洗技术

凯登公司的主要包含喷淋系统、过滤器和清洗系统，如图2所示。喷淋系统是专门利用清水或过滤水，进行循环清洗织物和辊面的系统。凯登公司拥有丰富的造纸织物清洗的专业经验和应用知识，凯登喷嘴、喷淋管和GENESIS摆动器可以帮助客户降低生产成本，减少织物消耗，提高纸品的性能和质量。过滤器是为纸机过滤各种工艺中产生的白水并回用于纸机喷淋而设计的，能去除直径在50-250微米的固体颗粒物、压榨白水中的毯毛、制浆和脱墨工艺中的纤维等杂物，能处理洗浆机水、多盘出水、螺旋挤压机出水及纸厂污水系统并回用。纤维、水等能源的回用，加上低操作成本可以很快的回收投资成本并创造更多地剩余价值。

图2 凯登水处理——过滤/清洗技术

3 干网清洗技术

凯登M-clean是行业公认的的领导者，其产品应用于清洁干网、成形网及涂布背辊等，能有效去除辊子和织物上的纤维和胶粘物，对清除沥青类的化学物同样有效。M-clean干网清洗系统可有效提高织物透气度、减少纸病、大幅度降低断纸次数和显著提高低克重产品的生产效率。见图3。

图3 凯登织物清晰——M-Clean技术

4 刮刀业务

凯登刮刀业务是凯登公司非常重要的部分，占总业务的30%，凯登的刮刀业务见图4。

图4凯登公司的刮刀业务

本文主要介绍凯登刮刀产品在纸机优化中的几个典型应用。近几年，业内的人频频反映纸越来越难生产，这其中的原因除了生产过程中环保、节约能源的高压外，原料也是重要的一部分，原料洁净度不高导致后续生产的问题越来越过。凯登公司从生产过程中的细节优化着手，解决生产中看似细小但却非常关键的问题。凯登的刮刀业务包括刀片、刮刀夹具、刮刀系统、刮刀系统专用轴承、刮刀系统摆动器和刮刀系统专用维护工具。刮刀在纸机生产中的作用主要有去除水分,细小纤维；清洁辊面，剥离纸幅；协助传递纸幅, 导向纸幅进入碎浆机或则下一工段；起皱, 涂布, 计量等。

判断刮刀性能是否优秀的主要标准有刀片的材料适合辊面的材质；刀片的加载角度适合辊面及应用的位置；刀片的加载压力适合辊面及应用的位置；刮刀必须和辊面保持水平；刀体的设计必须符合标准及运用的场合 (偏斜, 振动, 等.)；易于维护和保养；使用寿命等。纸机上重要位置的刮刀主要有胸辊、伏辊、中心压榨辊、大辊径压榨辊、靴压辊、第一、二组烘缸、施胶后的初始烘缸、尾缸、压光机、卫生纸机真空托辊、扬克缸刮刀系统（断纸、起皱、清洁）。

4.1湿部脱水部位刮刀系统

湿部脱水部位刮刀系统主要功能：去除辊面残留物质；有效去除辊面水分。湿部脱水部位刮刀系统的典型应用部位：胸辊、伏辊、压榨辊、真空吸移辊和卫生纸机真空托辊。提高湿部刮刀脱水效率的意义有节约能源消耗；改善横幅水分；提高纸页干度，湿强度提高，有助于减少由此造成的断纸；降低压榨部的线压或降低脱水箱的真空度，就可达到同样的出压榨干度。

湿部脱水部对刮刀系统提出的要求有：杂质和残留物相对容易去除；加载压力小；多为非金属辊面，辊面容易损伤；辊面的孔眼和沟纹容易堵塞，需要定期清理和维护；刮刀系统的设计、安装需要特别注意；加载均匀性特别重要；双刮刀设计常被采用；特殊的刮刀夹具设计有助于加强脱水并保持辊面清洁。目前普遍存在的问题有伏辊和压榨辊的甩水问题，而凯登的解决方案主要是KADANT 湿部刮刀系统优化方案：“MILL DESIGN” + “AIR-SET”，深入到有待优化的生产线，进行现场的优化提升。

凯登公司的刮刀系统有近百年的设计、制造、服务历史，是刮刀领域专业解决方案提供，可为客户提供量身定制的服务。特殊设计的刮刀系统有助于提供伏辊、吸移辊、盲孔辊以及沟纹辊等的脱水效率。图9为凯登“AIR-SET”空气辅助脱水刮刀夹具。“AIR-SET”空气辅助脱水刮刀夹具的应用场合主要有伏辊、大辊径压榨、真空辊、真空压榨辊、卫生纸机托辊等。

图5 凯登“AIR-SET"空气辅助脱水刮刀夹具

图16为三种不同刮刀夹具的真空度对比。

图6 三种不同刮刀夹具的真空度对比

凯登公司采用的脱水双刮刀系统，其中第一把刮刀去除水分和表面附着物的同时，在刀背形成一定程度的真空，去除水分的同时也吸除孔眼和沟纹内的填充物；

这些水分和填充物将被第二把刀刮除；传统双刮刀系统在高速纸机上能运行良好；在车速低于550m/min的纸机上，分体式的双刮刀系统有更好的运行性能；

4.2 烘干部刮刀系统

烘干部刮刀系统主要功能有去除缸面胶粘物，保持缸面清洁；纸页剥离和传递等。烘干部刮刀系统的典型应用部位为前烘胶粘物负荷大的部位和尾缸等纸页剥离部位。

烘干部因胶粘物比较顽固，且负荷大；胶粘物堆积不容易清理；胶粘物在刮刀夹具内部的堵塞，造成刮刀系统加载失效；刮刀夹具顶板变形等特点使得对刮刀系统的设计、刮刀夹具材质、安装调试需要特别注意，加载均匀性特别重要，个别部位双刮刀设计常被采用并且需要采用一些特殊材质和工艺的清洁刀片。另外烘缸内冷凝水的排放效率、冷凝水层的厚度、烘缸材质和烘缸表面的纸毛、胶粘物等都能对烘缸传热性能产生影响。烘干部刮刀系统常见问题：胶粘物严重、刮刀系统设计不合理、清洁维护困难、刮刀夹具变形、刮刀加载贴合性能不好，易造成过纸或卡纸等。对于这些问题，凯登公司的解决方案为烘干部刮刀系统优化方案“MILL DESIGN” + “UNI-CLEAN-S” 。

凯登UNI-CLEAN-S 抽拉式刮刀夹具具有以下特点：凯登UNI-CLEAN单向碳纤维顶板材料

各向异性材料；加载追随性能良好，不容易发生塑性变形；指状夹前移设计，气囊与顶板全面接触，减少纸毛堆积；抽拉式设计，便于维护清理。见图11。

图7 UNI-CLEAN-S抽拉式刮刀夹具

另外，凯登公司还在不断的研发新的刮刀技术，并且不断的有新产品的问世。如凯登纳米增加型刮刀片。其刮刀材料突破性创新；刀片寿命与清洁效果同步优化；刀片不易分层变形；强度增加，有效去除胶黏物；韧性增强，与缸面贴合更紧；摩擦力减小，具有节能降耗等效果。