Чем более равномерной поддерживается масса 1 м2 бумаги, тем, как
правило, более равномерной оказывается бумага и по другим показателям
качества: влажности, толщине, плотности, просвету, показателям
механической прочности и др. Поддержание постоянства массы 1 м2
изготовляемой бумаги является поэтому важной задачей
технологов-бумажников. Допустимые колебания массы 1 м2 бумаги
регламентируются нормами действующих стандартов, и бумага с колебаниями
массы 1 м2, выходящими за пределы норм стандартов, не является
кондиционной.
Чрезмерно низкая масса 1 м2 бумаги связана часто с
ее ослаблением, повышением светопроницаемости (что нежелательно для
писчей бумаги или бумаги для печати) и с ухудшением других
потребительских свойств бумаги. Чрезмерно высокая масса 1 м2 бумаги
также часто ухудшает ее потребительские свойства и прежде всего приводит
к перерасходу волокон, применяемых для изготовления бумаги. Поэтому
желательно вырабатывать бумагу с нормой массы 1 м2, соответствующей
нижнему пределу, допускаемому стандартом. Однако существующая технология
изготовления бумаги не позволяет ее вырабатывать строго калиброванной по
массе 1 м2 и те или иные колебания величины этого показателя неизбежны.
Стараются лишь ограничить эти колебания нормами, стандарта,
соответствующего виду изготовляемой бумаги.
Колёбания массы 1 м2 бумаги могут носить систематический или
неорганизованный характер. В первом случае могут наблюдаться либо
неравномерная масса 1 м2 по ширине бумажного полотна с постоянным
характером колебаний этого показателя (например, большая величина массы
у какой-либо из кромок или в середине полотна), либо через определенные
промежутки времени повторяющиеся количественно изменения массы 1 м2
бумаги в одном и том же месте по ширине рулона. При неорганизованных
колебаниях массы 1 м2 изготовляемой бумаги невозможно установить нужную
закономерность в изменении колебаний этого показателя качества бумаги.
Очень часто оба вида колебаний массы 1 м2 бумаги случаются одновременно.
Случайные колебания массы 1 м2 бумаги могут маскировать систематические
колебания величины этого показателя.
Необходимость изготовления однородной бумаги диктуется не только
требованиями полиграфистов и других потребителей бумаги. При
значительных колебаниях в массе 1 м2 бумаги нельзя создать устойчивый
технологический режим изготовления ее на бумагоделательной машине,
особенно работающей при высокой скорости. Увеличивается число обрывов
бумажного полотна на машине, затрудняется получение ровной и плотной
намотки его на накате, возрастает число внутрирулон-ных дефектов.
Чем шире и быстроходнее бумагоделательная машина, тем труднее обеспечить
выработку на ней равномерной по массе 1 м2 бумаги. Прежде всего
необходимо создать постоянный технологический режим производства. Это
достигается оснащением всего технологического потока соответствующей
контрольно-из-мерительной и автоматически регулирующей аппаратурой:
регуляторами концентрации и композиции массы, поступающей на
бумагоделательную машину, указателями и регуляторами уровня массы,
регуляторами количества массы, влажности бумажного полотна и др.
Существуют и специальные регуляторы массы 1 м2 бумаги, которые следует
устанавливать. Однако необходимо иметь в виду, что они будут эффективно
работать
только в сочетании с хорошей работой упомянутых
выше регуляторов, в частности регулятора влажности бумаги, так как
колебания во влажности бумаги отразятся и на колебаниях ее массы 1 м2.
Создание постоянного технологического режима производства в немалой
степени зависит от устойчивости физико-механических показателей
используемых полуфабрикатов, постоянства скорости бумагоделательной
машины, отсутствия колебаний концентрации массы при поступлении ее на
сетку, постоянства величины, напора и высоты выпускной щели и др.
Необходимо следить за тем, чтобы скорость истечения бумажной массы по
ширине машины была равномерной.
Немаловажную роль играют и расположение узлоловителей, установка
распределителей потока массы, конструкция напорных ящиков и напускных
устройств. Практически установлено, что на линии продольных осей
узлоловителей скорость потока обычно выше, чем на осевой линии
промежутков между ними. Замена обычных узлоловителей вертикальными
сортировками (селектифайерами) или центриклинерами полностью еще не
может обеспечить постоянства скорости по ширине потока массы,
поступающей в напорный ящик. Очень часто колебания 1 м2 вырабатываемой
бумаги по ширине бумажного полотна зависят от профиля выпускной щели
напускного устройства. Поэтому выпускная насадка должна иметь достаточно
жесткую конструкцию и обеспечить возможность плавного регулирования
открытия щели по всей ширине машины. Масса должна поступать на сетку
спокойным потоком, направленным по возможности параллельно ходу сетки
без ясно видимых струй и разбрызгивания.
Профиль выпускной щели напорного устройства регулируется с помощью
регулировочных винтов, расположенных на одинаковом расстоянии друг от
друга по всей ширине машины. Каждый из винтов имеет свой номер,
отмеченный на поперечной траверзе над каландром и у наката. Таким
образом, по определениям проб бумаги, взятых в конце машины по всей ее
ширине, можно легко установить, какой из винтов напускного устройства
требует регулирования.
Для обеспечения равномерного отжима бумажного полотна по его ширине в
прессовой части бумагоделательной машины необходимо, чтобы давление в
прессах по всей ширине машины было равномерным. Контролировать это легче
при наличии пневматической системы прижима прессовых валов.
Неравномерный отжим бумажного полотна в прессах может наблюдаться в
случаях дефектов прессовых сукон, а также при неправильной бомбировке
прессовых валов.
В сушильной части бумагоделательной машины необходимо следить за подачей
пара и отводом конденсата для создания постоянной температуры
поверхности сушильных цилиндров и равномерной влажности сушильных сукон
по ширине машины.
Повысить равномерность влажности бумаги по ширине
полотна можно установкой устройств для вентиляции карманов между
сушильными цилиндрами, а также заменой сушильных сукон на сетки из
синтетических волокон.
Одной из причин неравномерной влажности бумажного полотна по его ширине
и изменений при этом массы 1 м2 бумаги может быть также неравномерная
температура поверхности сушильных цилиндров вследствие неправильной
установки неподвижных сифонных труб внутри цилиндров. Необходимо, чтобы
сифоны имели минимальный зазор до внутренней поверхности цилиндров и
были бы установлены под надлежащим углом.
При очистке бумажной массы в узлоловителях под влиянием вибрации ванн
часто наблюдается волнообразное движение потока массы в сборном желобе
от узлоловителей. Это приводит к неоднородности течения потока,
поступающего в напорный ящик. Для предотвращения этого явления
рекомендуется синхронизировать привод всех узлоловителей с одновременным
сдвигом фаз тряски узлоловителей. Нежелательное совпадение фаз тряски
узлоловителей вызывает явление резонанса, при котором могут наблюдаться
значительные пульсации потока, определяющие уровень систематических
колебаний массы 1 м2 бумаги в ее машинном направлении и зависящие также
от частоты собственных колебаний всей системы подачи и распределения
бумажной массы. Эффективной мерой борьбы с пульсациями в системе подачи
бумажной массы может быть тщательное балансирование роторов насосов и
сортировок, а также центровка осей полумуфт.
Рекомендуется обратить внимание также на придание напорному ящику
достаточной жесткости во избежание его вибрации.
На колебания массы 1 м2 бумаги оказывает влияние и вибрация регистровых
валиков. Причиной пульсации может быть также захват воздуха массным
насосом или насосом, подающим воду, а также другие неполадки в работе
бумагоделательной машины, например вибрация формующего ящика.
Колебания концентрации массы в напорном ящике могут происходить и при
повышенном содержании воздуха в потоке массы. Они происходят из-за
флотации волокон, которая влечет за собой неравномерный отлив бумажного
полотна и, следовательно, колебания массы 1 м2 вырабатываемой бумаги.
Масса 1 м2 бумаги может колебаться, когда задвижка, которой регулируется
подача массы на бумагоделательную машину, имеет несовершенную
конструкцию и отсутствует возможность тонкого регулирования количества
подаваемой на машину массы.
В этих случаях при небольшом открытии массной задвижки наблюдается
постепенное уменьшение сечения проходящего через задвижку потока из-за
забивания сечения массой. Это приводит к уменьшению массы 1 м2
вырабатываемой бумаги.
После того как образовавшаяся пробка из массы
пробивается потоком, масса 1 м2 бумаги резко повышается.
Изменения массы 1 м2 бумаги в значительной степени зависят от работы
электропривода бумагоделательной машины, его постоянной и переменной
частей. При этом колебания частоты тока влекут за собой и колебания
массы 1 м2 бумаги. Достигнутые за последнее время успехи в области
стабилизации частоты тока способствовали уменьшению колебаний массы 1 м2
изготовляемой бумаги. Изменения напряжения в сети, питающей главный
приводной двигатель машины, скольжение ремней главного электродвигателя
или привода сетки машины — все это также влечет за собой колебания массы
1 м2 изготовляемой бумаги. Тем не менее современный привод
бумагоделательной машины обеспечивает возможность выработки бумаги с
допусками по величине массы 1 м2 в пределах существующих стандартов.
К числу других причин, вызывающих колебания массы 1 м2 бумаги на
бумагоделательной машине, следует также отнести изменения концентрации
массы в машинном бассейне, приводящие к колебаниям количества абсолютно
сухого вещества, поступающего на сетку. Эта концентрация обычно
изменяется во время перекачивания массы из подготовительного цеха при
плохой работе регуляторов или при их отсутствии. Колебания концентрации
могут быть и при перекачивании в машинный бассейн мокрого брака из
мешалки, находящейся под гауч-валом. Для выравнивания концентрации
рекомендуется предварительный пропуск мокрого брака из мешалки через
сгуститель.
Изменение массы 1 м2 вырабатываемой на бумагоделательной машине бумаги
можно определить и без отбора ее проб с последующим взвешиванием их на
квадратных весах. Основные признаки, влияющие на постоянство массы 1 м2
бумаги: изменения в месторасположении на сеточном столе границы перехода
блестящего зеркала бумажной массы в матовую поверхность, в величине
вакуума в отсасывающих ящиках и в камерах отсасывающего гауч-вала, а
также в степени натяжения бумаги между гауч-валом и первым прессом.
При увеличении массы 1 м2 бумаги граница изменения блестящей поверхности
массы на сетке бумагоделательной машины перемещается в сторону гауч-вала,
вакуум в отсасывающих ящиках и в камерах отсасывающего гауч-вала
увеличивается, увеличивается и натяжение бумажного полотна между гаучем
и первым прессом.
С уменьшением массы 1 м2 бумаги указанные три признака проявляют себя в
обратном направлении. По этим признакам определять качественное
изменение массы 1 м2 бумаги можно лишь в том случае, если есть
уверенность, что прочие факторы технологического процесса (и в первую
очередь степень помола бумажной массы, а также ее композиция) остались
неизменными.
В промышленности получила признание система
одновременного измерения массы 1 м2 и влажности полотна, применяемая в
сочетании с регулировкой указанных показателей с помощью ЭВМ. Эта
система измерений успешно осуществляется при выработке различных видов
бумаги.
При измерении с высокой точностью массы 1 м2 и влажности бумажного
полотна применяются комбинированные приборы с вычислительными
устройствами, обеспечивающими одновременно коррекцию информации о массе
1 м2 по влажности и информацию о влажности по массе 1 м2 контролируемого
бумажного полотна.
Для измерения и регулирования влажности бумажного полотна существует
много видов различной аппаратуры, основанной на использовании
разнообразных принципов действия, среди которых наибольшее
распространение приобрел принцип регистрации влажности бумаги по
изменению емкости электрического конденсатора, между пластинами которого
проходит бумажное полотно.
Дополнительные сведения о методах борьбы с колебаниями 1 м2 бумаги
имеются в книге [20, с. 614—623].