DE4416585C2 - Trockenpartie einer Papiermaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Trockenpartie einer Papiermaschine mit den im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen.

Eine solche Trockenpartie ist bekannt aus der DE 43 28 554 A1. Trockenpartien dieser bekannten Bauart eignen sich insbesondere für Papiermaschinen, die mit hoher Arbeitsgeschwindigkeit betrieben und auf denen beispielsweise grafische Papiere hergestellt werden sollen. Ein wesentliches Merkmal der bekannten Trockenpartie ist, daß wenigstens eine einreihige Trockengruppe vorhanden ist. Eine solche einreihige Trockengruppe hat nur eine einzige Zylinder-Reihe und zwischen je zwei Zylindern eine Umlenkwalze, die eine Saugwalze sein kann. Die zu trocknende Papierbahn wird in einer solchen einreihigen Trockengruppe dauernd durch ein endloses Anpreßband (z. B. ein Trockensieb) geführt, das einerseits die Papierbahn an die Trockenzylinder andrückt und andererseits von einem Trockenzylinder über die nachfolgende Umlenkwalze zum nächsten Trockenzylinder führt. Hierdurch wird vermieden, daß die Papierbahn frei, d. h. ungestützt, von einem Zylinder zum nachfolgenden Zylinder laufen muß. Die Gefahr von Papierbahn-Abrissen wird hierdurch deutlich reduziert.

Zur Verbesserung des Wärmeübergangs vom Trockenzylinder zur Papierbahn empfiehlt hierzu das Lehrbuch der Papier- und Kartonerzeugung/Autorenkollektiv, 2. Aufl., Leipzig, VEB Fachbuch-Verlag, 1987, Seiten 286 und 287 eine Längsspannung des Anpreßbandes von 3-5 KN/m.

Die vorliegende Erfindung befaßt sich nunmehr mit dem Problem, eine Trockenpartie 4 anzugeben, die hauptsächlich für das Herstellen von relativ dicken Papierbahnen oder von Kartonbahnen geeignet ist, wobei - verglichen mit herkömmlichen Trockenpartien - für diese Bahnsorten eine erhöhte Festigkeit der fertigen Bahn erzielbar sein soll.

Gemäß der Erfindung wird dieses Problem gelöst durch die Anwendung des im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmals. Es wurde nämlich erkannt, daß man durch die Anwendung einer ungewöhnlich hohen Längsspannung des Anpreßbandes in einem Bereich von 10 bis 100 KN/m in einer einreihigen Trockengruppe (in einer sogenannten "Hochpressungsgruppe"), also durch die Kombination der Merkmale besonders hohe Anpressung der Bahn an die Zylinder und Vermeiden offener Bahnzüge von Zylinder zu Zylinder eine beträchtliche Verdichtung der Papierbahn erreichen kann.

Aus einer solchen Verdichtung resultiert eine beträchtliche Steigerung der Festigkeit des fertigen Papiers. Eine solche Festigkeitssteigerung wird beispielsweise deutlich durch den sogenannten Ring-Crash-Test.

Eine noch höhere Verdichtung kann erzielt werden, wenn man (gegenüber bisher) relativ kleine Zylinderdurchmesser wählt, beispielsweise von höchstens 1 m. Ferner kann eine weitere Verbesserung dadurch erzielt werden, daß man die Umlenkwalzen der "Hochpressungsgruppe" als Saugwalzen ausbildet und wenn man die Höhe des Unterdruckes in den Saugwalzen auf mind. 0, 5 m WS einstellt, vorzugsweise zwischen 1 und 4 m WS.

Im Gegensatz zu den einreihigen Trockengruppen der eingangs erwähnten bekannten Trockenpartien für grafische Papiere ist das Ausbilden der Hochpressungs-Trocken­ gruppe als einreihige Trockengruppe nicht primär erforderlich, um Bahnabrisse zu vermeiden, sondern wie oben erläutert, um im Zusammenwirken mit der hohen Anpreßband-Längsspannung eine hohe Verdichtung der Bahn zu erzielen. Ein derartiges Verdichten der Bahn braucht nicht auf der gesamten Länge der Trockenpartie zu geschehen, sondern kann sich aus Gründen der Platzersparnis auf die sogenannte Hauptschrumpfungszone beschränken. Dies bedeute, daß man die übrigen Teile der Trockenpartie in herkömmlicher Weise ausbilden kann, entweder komplett zweireihig oder gemischt ein- und zweireihig.

Mit anderen Worten:

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der oben beschriebenen "Hochpressungsgruppe" wenigstens eine herkömmliche zweireihige Trockengruppe vorge­ schaltet; deren Hauptaufgabe ist es, die in die Trocken­ partie einlaufende Bahn aufzuheizen. Bei der Trocknung relativ empfindlicher Papierbahnen kann es jedoch zweck­ mäßig sein, vor der zweireihigen Trockengruppe noch eine herkömmliche einreihige Trockengruppe vorzusehen, worin also eine relativ niedrige Anpreßband-Längsspannung vor­ gesehen wird. Mit dieser herkömmlichen einreihigen Trockengruppe wird also dafür gesorgt, daß die noch re­ lativ feuchte und unmittelbar aus der Pressenpartie kommende Papierbahn (mit noch relativ geringer Festig­ keit) ohne Gefahr von Papierbahn-Abrissen aufgeheizt wird.

Nach einem weiteren Gedanken zur Ausgestaltung der Er­ findung kann im Anschluß an die "Hochpressungsgruppe" ebenfalls eine herkömmliche zweireihige Trockengruppe angeordnet werden. Diese ermöglicht es, mit relativ ge­ ringem Platzbedarf die Papierbahn vollends auf den ge­ wünschten End-Trockengehalt zu bringen.

Die Erfindung ist bevorzugt anwendbar bei der Her­ stellung von relativ dicken Papiersorten, z. B. von Packpapieren, Wellpappen-Rohpapieren und von technischen Papieren verschiedener Art, beispielsweise Schleifband- Rohpapier.

Während des gesamten Trocknungsprozesses kann das erfin­ dungsgemäße Verdichten der Papierbahn in einer einzigen "Hochpressungsgruppe" stattfinden. In diesem Fall ist für alle Trockenzylinder der "Hochpressungsgruppe" nur ein einziges endloses Anpreßband vorgesehen, das vor­ zugsweise über den oberen Bereich der Zylindermäntel läuft, so daß nur die Bahn-Unterseite mit den Zylinder­ mänteln in Kontakt kommt.

Es können aber auch zwei oder mehrere solcher "Hochpressungsgruppen" hintereinander geschaltet sein, so daß die Trockenzylinder aller "Hochpressunggruppen" nur mit der Bahn-Unterseite in Kontakt kommen. Dies kann vorteilhaft sein, wenn es erwünscht ist, daß die fertige Papierbahn auf einer ihrer beiden Bahnseiten (also auf der Unterseite) eine höhere Glätte aufweist als auf der anderen Seite.

Wünscht man dagegen ungefähr gleich hohe Glätte auf beiden Bahnseiten, so ist es besser, zwei unterschied­ liche "Hochpressungsgruppen" hintereinander zu schalten, nämlich eine, bei der ein erstes Anpreßband über den oberen Bereich der Zylinder läuft, und eine nach­ folgende, bei der ein zweites Anpreßband über den unteren Bereich der Zylinder läuft (oder umgekehrt). Durch diese Maßnahme kann zugleich auch noch eine höhere Verdichtung erwartet werden.

Eine weitere zusätzliche Verdichtung der Papierbahn kann durch ungewöhnlich hohe Zylindertemperaturen erzielt werden, z. B. dadurch, daß die Zylinder (oder ein Teil der Zylinder) nicht mit Hilfe von Dampf, sondern durch Verbrennen von Heizgasen geheizt werden. Zusätzlich können auch noch, wie an sich bekannt, "Heißluftblaskästen" angeordnet werden, vorzugsweise in den Zonen, wo die Bahn mit dem Anpreßband über die Um­ lenkwalzen läuft.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können die Durchmesser der beheizten Trockenzylinder ungefähr gleich groß sein wie die Durchmesser der als Saugwalzen ausgebildeten Umlenkwalzen. Mit anderen Worten: Relativ kleine Zylinderdurchmesser werden gepaart mit relativ großen Saugwalzen-Durchmessern.

Hierdurch erzielt man einerseits eine besonders hohe Um­ schlingung der Trockenzylinder durch die Bahn, also einen erhöhten Wärmeübergang von den Trockenyzlindern auf die Bahn. Andererseits erzielt man gleichzeitg eine relativ hohe Steifigkeit der Saugwalzenmäntel, obwohl diese bekanntlich perforiert sein müssen. Die Saugwalzen können somit besser der erfindungsgemäß extrem hohen An­ preßband-Längsspannung standhalten.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nach­ folgend anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigt jede der Fig. 1 bis 4 eine Trockenpartie in einer schematischen Seitenansicht.

Die Fig. 1 zeigt eine Trockenpartie mit folgendem Auf­ bau:

Nach der Pressenpartie 1 kommt eine herkömmliche ein­ reihige Trockengruppe 2, gefolgt von einer ebenfalls herkömmlichen zweireihigen Trockengruppe 3, und der er­ findungsgemäßen Hochpressungsgruppe 4. Den Schluß bildet eine herkömmliche zweireihige Trockengruppe 3. Am Anfang der Gruppe 2 wird die Faserstoffbahn, z. B. Papierbahn 8 aus der Pressenpartie 1 in die Trockenpartie aufge­ nommen. Diese Trockengruppe 2 ist oben "befilzt", d. h. das Anpreßband (z. B. Trockensieb 9 oder Trockenfilz) um­ schlingt den oberen Teil der Trockenzylinder 14 und um­ schlingt die zwischen und unterhalb der Trockenzylinder 14 angebrachten Umlenkwalzen, z. B. Trockensiebsaug­ walzen 13.

Das Trockensieb 9 erfährt nur die übliche normale Band­ spannung, symbolisch dargestellt durch ein kleinen Pfeil 16. In der nachfolgenden zweireihigen Trockengruppe sind die oberen Zylinder 14' oben "befilzt" und die unteren Trockenzylinder 14" unten "befilzt". Auch hier entspricht die Trockensiebspannung (Pfeil 16) den bisher üblichen Werten. Nun folgt die erfindungsgemäße Hochpressungs­ gruppe 4. Sie entspricht vom Aufbau her der einreihigen oben "befilzten" Trockengruppe 2, d. h. die Trocken­ zylinder 11 sind obenliegend angeordnet, während die Trockensiebsaugwalzen 12 unten liegend angebracht sind. Im Unterschied zu der herkömmlichen einreihigen Trocken­ gruppe 2 haben in der Gruppe 4 Trockenzylinder 11 einen relativ kleinen Durchmesser von z. B. 1 m oder weniger. Dagegen sind die Trockensiebsaugwalzen 12 in ihrem Durchmesser wesentlich größer als bei einer herkömm­ lichen einreihigen Trockengruppe. Ihr Durchmesser ent­ spricht etwa demjenigen der Trockenzylinder 11. Ein wei­ teres wesentliches Merkmal dieser Hochpressungstrocken­ gruppe ist die gravierend höhere Längsspannung des An­ preßbandes 9', symbolisch dargestellt durch einen großen Pfeil 17.

Auch das Anpreßband 9' kann ein Trockensieb sein. Wegen der aus der erhöhten Bandspannung resultierenden größeren Kräfte auf die Trockensiebleitwalzen 7 sind deren Durchmesser wesentlich größer als die Durchmesser der Leitwalzen 10 der anderen Trockengruppen 2, 3 und 3'.

Zum Abschluß dieser Trockenpartie folgt dann noch einmal eine konventionelle zweireihige Trockengruppe 3', die dann die Endtrocknung des Papieres vornimmt. Hier ist die Bahnspannung (Pfeil 16) wiederrum in den bekannten Größenordnungen. Die Papierbahn 8 erreicht hier in der Trockengruppe 3 ihren Endtrockengehalt.

In der Fig. 2 ist ein anderer Aufbau einer Trockengruppe dargestellt. Dieser Aufbau ist vorzugsweise für schwere Papiere und Karton geeignet. Die aus der Pressenpartie 1 kommende Faserstoffbahn 8 geht als erstes in eine zwei­ reihige Trockengruppe 3 mit herkömmlicher Trockensieb­ spannung 16 hinein. Danach folgt eine erste Hoch­ pressungsgruppe 4, die oben befilzt ist. Das Trockensieb 9 ist mit einer erhöhten Bandspannung 17 beaufschlagt. Nach dieser Trockengruppe folgt eine zweite Hoch­ pressungsgruppe 5, die allerdings unten befilzt ist. Zum Abschluß dieser Trockenpartie folgt eine herkömmliche zweireihige Trockengruppe 3', die die Faserstoffbahn auf ihren Endtrockengehalt bringt.

Die Fig. 3 zeigt eine weitere Variante einer Trocken­ partie mit Hochpressungsgruppe 4. Nach der Pressenpartie 1 wird die Faserstoffbahn 8 in mindestens zwei ein­ reihigen obenbefilzten Trockengruppen 2 und 2' ge­ trocknet. Erst danach wird die Bahn in wenigstens einer Hochpressungsgruppe 4 getrocknet, auf die wie in Fig. 1 oder 2 eine nicht dargestellte herkömmliche zweireihige Trockengruppe folgt.

Eine weitere Variante wird in Fig. 4 gezeigt. Die Faser­ stoffbahn wird zunächst von einer einreihigen obenbe­ filzten Trockengruppe 2 getrocknet. Nach dieser schonenden Eingangstrocknung erfolgt eine weitere inten­ sivere Trocknung mit einer zweireihigen Trockengruppe 3. Diese wird in der sogenannten Hauptschrumpfungszone von wenigstens einer ebenfalls zweireihigen Trockengruppe 6 gefolgt, worin die oberen und unteren Trockensiebe in der erfindungsgemäßen Weise hoch gespannt werden (dicke Pfeile 17). Dieses macht die größeren Durchmesser der Trockensiebleitwalzen 7 erforderlich (siehe Anspruch 15). Den Schluß der Trockenpartie kann wieder eine nicht dargestellte herkömmliche zweireihige Trockengruppe bilden.

Claims (14)

1. Trockenpartie einer Papermaschine

• a) mit mehreren Trockengruppen (2-4); von denen jede eine Vielzahl von heizbaren Trockenzylindern (14, 11) aufweist sowie ein endloses Anpreßband (9, 9') das die zu trocknende laufende Bahn (8) an die Trockenzylinder andrückt;
• b) wenigstens eine Trockengruppe (4) ist einreihig (d. h. sie hat eine Zylinderreihe und eine Umlenkwalzenreihe);
• c) dadurch gekennzeichnet, daß in wenigstens einer einreihigen Trockengruppe ("Hochpressungsgruppe" 4) die Längsspannung des endlosen Anpreßbandes (9') 10-100 KN/m beträgt.

2. Trockenpartie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der "Hochpressungs gruppe" (4) die Durchmesser Trockenzylinder (11) höchstens 1 m betragen.

3. Trockenpartie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der "Hoch­ pressungsgruppe" (4) die Umlenkwalzen (12) als Saugwalzen ausgebildet sind und daß der Unterdruck in den Saugwalzen mindestens 0,5 m WS beträgt.

4. Trockenpartie nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterdruck in den Saugwalzen 1 bis 4 m WS beträgt.

5. Trockenpartie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der "Hochpressungsgruppe" (4) wenigstens eine herkömmliche zweireihige Trockengruppe (3) vorgeschaltet ist.

6. Trockenpartie nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweireihigen Trockengruppe (3) eine unmittelbar auf die Pressenpartie (1) folgende (herkömmliche) einreihige Trockengruppe (2) vorgeschaltet ist.

7. Trockenpartie nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der "Hochpressungsgruppe" (4) wenigstens eine herkömmliche zweireihige Trockengruppe (3') nachgeschaltet ist.

8. Trockenpartie nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die (Hochpressungsgruppe" (4) für alle Trockenzylinder (11) nur ein einziges endloses Anpreßband (9') aufweist.

9. Trockenpartie nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der "Hochpressungsgruppe" (4) bzw. in den "Hochpressungsgruppen" das Anpreß­ band (9') bzw. die Anpreßbänder über den oberen Bereich der Zylindermäntel läuft bzw. laufen (d. h. die Zylinder berühren die Bahn-Unterseite).

10. Trockenpartie nach einem der Ansprüche 1 bis 8 mit wenigstens zwei "Hochpressungs­ gruppen", dadurch gekennzeichnet, daß das Anpreßband (9') einer "Hochpressungs­ gruppe" (4) über den oberen und das Anpreßband (9') der anderen Hochpressungs­ gruppe" (5) über den unteren Bereich der Zylindermäntel läuft.

11. Trockenpartie nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in der "Hochpressungsgruppe" (4) der Zylinderdurchmesser etwa gleich dem Umlenkwalzen­ messer ist.

12. Trockenpartie nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in der "Hochpressungsgruppe" (4) die Zylinderaußentemperatur mindestens 130°C beträgt.

13. Trockenpartie nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderaußentem­ peratur mindestens 150°C beträgt.

14. Trockenpartie einer Papiermaschine

• a) mit mehreren Trockengruppen (2, 3, 6), von denen jede eine Vielzahl von heizbaren Trockenzylindern (14) sowie wenigstens ein endloses Anpreßband (9, 9') aufweist, das die zu trocknende laufende Bahn an die Trockenzylinder andrückt;
• b) dadurch gekennzeichnet, daß in wenigstens einer der Trockengruppen, die ein- oder zweireihig ausgebildet ist, die Längsspannung des endlosen Anpreßbandes (9') 10-100 KN/m beträgt.