基于比边缘负荷理论的等距直齿磨片齿型参数设计的研究

直齿磨盘在制浆过程中应用十分广泛，但没有统一的设计方法。本课题在广泛研究现有直齿磨盘及前人研究的基础上，基于比边缘负荷理论（SEL）提出了等距直通齿磨盘及等距环形多级分区直齿磨盘的设计方法，对于直齿磨盘的参数化高效设计具有积极意义。     

等距直齿磨盘磨齿倾角与磨齿表征参数的关联性研究

等距直齿磨盘是磨浆过程最为常见的磨盘之一,磨齿倾角作为其典型的齿型参数直接影响浆料在磨区的流动及对浆料的泵送作用,进而影响磨浆质量及效率。本文提出了磨齿静态交错角并分析了等距直齿磨盘设计时磨齿倾角的大致范围,分析了不同磨齿倾角的等距直齿磨盘相关表征参数的变化,并推测了其磨浆特性,但其实际磨浆质量及效率还需要进一步的实验研究。     

磨齿倾角对等距直齿磨盘磨区流动参数影响的数值模拟研究

磨齿倾角是直齿磨盘的重要参数之一,其会直接影响磨区浆料流动及磨浆质量。本课题运用Fluent软件对9种不同磨齿倾角的等距直齿磨盘磨区的浆料流动进行了研究,分析了磨齿倾角对出口平均速度、磨盘间隙和沟槽间浆料流动的影响,并结合实验数据与模拟结果推测磨齿倾角对磨浆质量和效率的影响。结果表明,出口和沟槽的平均流速随着磨齿倾角的增大而增大,磨齿倾角过大会使得磨区内浆料螺旋运动减少,虽可提高磨浆产量,但磨浆质量会有所下降。因此,通过合理选择磨齿倾角,可以调控浆料在磨区的停留时间及流动参数进而提升磨浆的质量。     

磨盘结构和转速对磨浆强度及纤维结构的影响

研究了两段磨浆工艺中，在第一段磨浆时，采用不同结构的磨盘和转速对纤维结构，如纤维细胞壁厚、分丝以及纤维长度等的影响。实验结果表明：改变磨盘结构可以控制纸浆在磨区内的停留时间，改善纤维结构；提高磨盘转速或者采用齿形为切断型的磨盘，磨浆强度更高，纤维细胞壁被破除得更多、分丝更多，但纤维长度下降。实验结果还表明：提高温度可以使纤维更好地受热润胀和软化，从而更多的保留纤维长度，获得更多的薄壁纤维；采用磨浆强度较高的磨盘还可以有效的节省能耗。     

盘磨机低浓磨浆过程强度表征的有效性及应用

本课题采用理论分析方法研究了现有低浓磨浆强度对于不含挡坝等距直齿磨盘低浓磨浆过程的强度表征效果。结果表明,单个磨齿交错区域的净法向力（f_n^net）及切向力（f_t^net）是目前唯一具有实际意义的有效低浓磨浆强度,其不仅适用于不含挡坝等距直齿磨盘低浓磨浆过程的表征,并可扩展至含挡坝磨盘及弧形齿磨盘。而具有实际意义的比边缘负荷（SEL_C及SEL_T）的应用具有一定的局限性,仅适用于恒定参数磨盘低浓磨浆过程的强度表征。实际上,低浓磨浆强度的合理建立、选择及应用不仅反映对磨浆机理的认知,且直接影响低浓磨浆过程的优化控制、齿型参数设计及选择。     

盘磨机比接触面积负荷磨浆强度理论的研究

从磨齿边缘长度出发,依据盘磨机的磨浆机理,将磨齿接触面积引入磨浆强度的研究中。结合影响磨浆质量的磨齿主要参数如齿宽、槽宽、磨齿倾角、磨盘内径及磨盘外径等,在磨浆强度理论研究基础上,推导了比接触面积负荷（specific contact surface load,SCSL）的磨浆强度理论,并通过7个不同齿宽、槽宽、磨齿边缘长度及转速的磨盘对漂白针叶木浆进行低浓打浆实验,验证了SCSL的正确性。研究结论不仅在一定程度上改进了现有磨浆强度理论,而且也可为盘磨机磨盘选型和齿形设计提供指导。     

盘磨机磨区力学研究及进展

盘磨机是机械制浆的关键设备,磨浆过程中能量通过磨齿传递给纸浆,在复杂力的作用下,使得纸浆纤维分丝、帚化,性能得以提升。不同的磨盘转速、纸浆浓度、磨盘间隙等都会影响纤维及齿面受力,从而影响磨浆效果。研究磨齿齿面及纤维的受力,对于磨浆机理的深入研究、磨浆过程的节能降耗具有积极作用。本文介绍了国内外对于盘磨机磨区内齿面及纤维受力的理论及实验研究的最新进展,并对今后的研究进行了展望。     

陶瓷磨盘磨料粒度对甘蔗渣浆料的磨浆特性及能量消耗的影响

在相同的磨浆条件下,选用了五种不同磨料粒度的陶瓷磨盘,对甘蔗渣浆料进行了磨浆试验。测定了不同打浆度(°SR)时的纤维平均长度、筛分析,浆料抄纸后的物理性能及磨浆能量消耗,并与金属磨盘,尼龙磨盘的磨浆性能进行了比较。实验结果及回归分析表明:陶瓷磨盘的磨料粒度是影响磨浆性能及能量消耗的重要因素,最佳磨料粒度与所磨浆料的种类有关(对甘蔗渣浆料为815μm)。在一般情况下,磨浆能耗随磨料粒度的增大而下降。与金属磨盘相比,陶瓷磨盘的细纤维化作用较好,对纤维的切断较少。但在磨浆后期,陶瓷磨盘的细纤维化作用不及尼龙磨盘,与金属磨盘相比,在达到同一打浆度时,陶瓷磨盘的磨浆能耗约减少9.2～82.9％。 初步研究了陶瓷磨盘的表面形貌,并探讨了陶瓷磨盘的磨浆机理。认为:陶瓷磨盘独特的表面构造而产生的纤维附着作用,是陶瓷磨盘的磨浆性能常常优于其它磨盘的原因之一。     

磨浆机磨片的优化

磨浆机打浆时,磨片是对纤维原料直接进行多重作用的核心元件,是影响打浆质量的关键因素。黄所新等通过优化磨片齿形以改善阔叶木浆打浆为目的对银鸽特种纸公司的磨片齿轮进行了优化。优化内容具体有：（1）齿沟宽比。原进口磨片齿窄沟宽,打浆过程中纤维切断过多而帚化率不足,通过计算将齿沟宽比作了合理调整,从优化前的齿形直齿、齿宽2．5mm、     

新型齿磨盘对再造烟草浆料的解纤效果

由于烟草纤维的特异性,采用传统的磨盘使得解纤效果差,解纤效率低,对抄造过程以及最终的成品质量也存在着不利的影响。本文在0.2mm、0.5mm、0.8mm、1.1mm、1.4mm、1.7mm和2.0mm 7种磨盘间距下用传统齿磨盘和新型齿磨盘对烟梗浆料进行解纤作用,并且检测了烟梗浆料的打浆度和湿重以及纤维筛分和纤维的形态分析,新型齿磨盘对浆料的解纤效果明显,且远好于传统齿磨盘,使解纤后的浆料分布范围向易打浆的方向移动,并且浆料纤维形态特征在磨盘间距为1mm附近出现最优的现象。     

Design Method of Curved-bar Refining Plates for Disc Refiner

Straight- and curved-bar refining plates are two important types of plates commonly used in disc refiners in the papermaking industry. Theoretically, the curved-bar refining plate has a relatively uniform bar interaction angle, which indicates uniform refining effects. The bar angle of the curved bar was proposed and two typical curved-bar plates, the three-stage radial curved-bar plate and isometric curved-bar plate, were designed in this paper. The arc equations of the curved-bar center line and curved-bar edges were established and finally, the specific edge load (SEL) of the curved-bar plate was derived. The determination of bar parameters was discussed, which provides a theoretical basis for the design of curved-bar plates.     

磨片齿高对打浆质量和能耗的影响

用三对材质和磨纹相同但齿高不同的磨片，对同样的草浆进行低浓打浆，模拟实验研究了盘磨机打浆过程中由于磨片磨损使齿高降低、齿槽变浅，对打浆质量和动力消耗的影响。     

磨片齿宽对短纤维中浓打浆成浆质量和打浆能耗的影响

探讨了不同齿宽的盘磨磨片对短纤维浆中浓打浆的成浆物理强度、纤维形态和打浆能耗等的影响。结果表明:随着磨片齿宽的增加,成浆物理强度改善;纤维长度保留较好,纤维内部细纤维化改善;打浆能耗下降。对于短纤维中浓打浆,适宜的磨片齿宽为5.0mm。     

采用粒子追踪技术的盘磨机微观磨浆机理研究

采用有限元数值分析中的粒子追踪技术,通过模拟追踪微观纤维粒子在磨浆区域的运动,对盘磨机的微观磨浆机理进行了系统研究,通过改变磨齿数量和磨齿形状,对比分析了直磨齿与弯曲磨齿、少磨齿与多磨齿的情况下浆料纤维的微观流动特性,验证了齿形对纤维流动特性产生的影响。有限元分析仿真表明,纤维在磨浆区域呈絮聚状分布,采用多螺旋弯曲磨齿可以增加浆料纤维在磨区中的停留时间,提高打浆质量,但会增加盘磨机的功耗。     

进口双盘磨浆机磨片国产化与打浆实践

结合造纸生产过程中的打浆案例,介绍南通华严磨片研究中心与纸厂共同探索,分析纸浆纤维的特性,在对进口双盘磨浆机磨片国产化实践中优化齿型及打浆工艺,采用粗表面多元合金磨片,改善纸浆纤维分丝帚化,同步降低打浆电耗的思路与实践过程。     

三盘单动盘磨机磨片结构对纸浆纤维特性的影响

材料硬度低、耐磨性差的盘磨机磨片失效的主要形式是磨刀前刃钝化磨圆,进而导致磨片剪切能力急剧下降.采用优质镍铬合金钢且经过一定热处理工艺加工制成的圆环分区直齿型磨片具有较强的剪切纤维的能力.在φ450mm盘磨机上安装φ480mm磨片的同时,分环设计磨片齿型以及加设挡浆环都可以有效提高盘磨机的磨浆效果.     

Simulation of the Flow Conditions in Different Types of Bar Structures of Disc Refiner

Disc refiner is a critical equipment in the pulping and papermaking industry, pulp is refined in the refining zone, and different bar structures of refining disc constitute the different refining zones. With the use of the 3D modeling software SOLIDWORKS, five different refining discs that are commonly used in low consistency pulping, were built. The five refining discs were simulated and analyzed using the Computational Fluid Dynamics(CFD)software. The distribution of pulp velocity and surface shear stress, which is displayed between the bar and groove structures, can indirectly show the stress conditions on the refining discs. This paper provides a theoretical basis for research on the bar and groove failure of the refining discs.     

物理细化工艺对黄麻纤维性能的影响

 介绍黄麻化学物理联合精细化工艺过程,为提高黄麻纤维的可纺性,研究不同物理细化路线、工艺参数及细化步骤对黄麻纤维力学性能的影响规律,通过对比分析黄麻纤维的线密度、长度和力学性能指标得出:梳理工艺对黄麻纤维线密度、长度和强力都有非常大的影响,是黄麻物理精细化过程中控制的关键因素;经过预处理—长麻牵切—梳理工艺得到的黄麻纤维线密度为16.65 dtex,长度为30.16 mm,可用于棉纺工艺流程。