DE102023101609A1

DE102023101609A1 - Maschine und Verfahren zur Herstellung oder Behandlung einer Faserstoffbahn

Info

Publication number: DE102023101609A1
Application number: DE102023101609.1A
Authority: DE
Inventors: Andreas Ziegelwanger; Christoph Adams
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2023-01-24
Filing date: 2023-01-24
Publication date: 2024-04-18

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Maschine und ein Verfahren zur Herstellung oder Behandlung einer Faserstoffbahn (F), insbesondere Papier- oder Kartonbahn, vorzugsweise einer Verpackungspapierbahn, umfassend eine Siebpartie, eine Pressenpartie (14) und mindestens eine Trockenpartie (16), wobei die Trockenpartie (16) mindestens drei Trockengruppen (161, 162, 163) umfasst, und wobei die mindestens drei Trockengruppen (161, 162, 163) jeweils ein eigenes Trockensieb (40) und mindestens eine Stabilisierungswalze (42) und mindestens einen Trockenzylinder (30) umfassen, und wobei die Trockenzylinder (30) mit mindestens einem Dampf- und Kondensatsystem (51) versorgbar sind, und an den mindestens ersten vier Stabilisierungswalzen (42) jeweils eine separate Hochleistungstrockenvorrichtung (50) umfasst ist, und wobei die Faserstoffbahn (F) eine Ausgangstemperatur (T0) am Eintritt in die Trockenpartie (16) aufweist, welche im Wesentlichen der Faserstoffbahntemperatur am Ausgang der Pressenpartie (14) entspricht.Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das mindestens eine Dampf- und Kondensatsystem (51) zur Versorgung der ersten vier, vorzugsweise fünf, insbesondere sechs, insbesondere sieben, Trockenzylinder (30) je Trockenzylinder (30) eine separate, regelbare Luft-Zumischleitung (52), zur Partialdruckabsenkung in den zugeordneten Trockenzylindern (30), umfassen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Maschine, insbesondere Hochgeschwindigkeits-Maschinen, zur Herstellung oder Behandlung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- und Kartonbahn, vorzugsweise einer Verpackungspapierbahn, umfassend eine Siebpartie, eine Pressenpartie, vorzugsweise eine Pressenpartie umfassend mindestens zwei Schuhpressnips, und mindestens eine Trockenpartie, wobei die Trockenpartie mindestens drei Trockengruppen umfasst, und wobei die mindestens drei Trockengruppen jeweils ein eigenes Trockensieb und mindestens eine Stabilisierungswalze und mindestens einen Trockenzylinder umfassen, und wobei die Trockenzylinder mit mindestens einem Dampf- und Kondensatsystem versorgbar sind, und wobei die Trockenpartie an den mindestens ersten vier Stabilisierungswalzen jeweils eine separate Hochleistungstrockenvorrichtung umfasst, welche derart angeordnet ist, dass die Faserstoffbahn in einem Umschlingungsbereich der Faserstoffbahn um eine Stabilisierungswalze getrocknet werden kann, und wobei die Faserstoffbahn eine Ausgangstemperatur am Eintritt in die Trockenpartie aufweist, welche im Wesentlichen der Faserstoffbahntemperatur am Ausgang der Pressenpartie entspricht.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Maschine.
Herkömmliche Hochgeschwindigkeits-Maschinen für Papier- und Kartonbahnen, vorzugsweise für Verpackungspapierbahnen, besitzen meistens eine geschlossene Bahnführung oder Bahnführung ohne freien Zug zwischen der Pressenpartie und der Trockenpartie. Die Faserstoffbahn wird durch ein Trockensieb der ersten Trockenstrecke entweder von einem Transferband oder einem Filz übernommen. Bevorzugt wird die Faserstoffbahn von einer unteren Bespannung abgenommen. Dies ist unter anderem auch bei Maschinen zur Herstellung von Verpackungspapierbahnen der Fall. Mit solchen bisher üblichen Lösungen kann eine Faserstoffbahn bei Maschinengeschwindigkeiten über 1500 bis maximal 1700 m/min produziert werden.
Mittels eines Hochleistungstrockenvorrichtungen kann die Maschinengeschwindigkeit um ca. 50 bis 100 m/min auf maximal 1800 m/min ohne Verlust an Laufzeitwirkungsgrad weiter gesteigert werden.
Das Dokument EP 3384081 A1 , offenbart eine Maschine und ein Verfahren zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Karton- und Verpackungspapierbahn, mit wenigstens drei separaten, innerhalb einer der ersten beiden Trockengruppen einer einreihigen Vortrockenpartie angeordneten Hochleistungstrockenvorrichtungen, die jeweils an einer Stabilisierungswalze der einreihigen Vortrockenpartie angeordnet sind.
Die genannten bisherigen Lösungen besitzen jedoch eine Reihe von Nachteilen. So bilden sich in den Trockenpartien, vorzugsweise in einreihigen Trockenzylinderanordnungen, an den Trockenzylindern durch die hohen Anteile an recyceltem Faserstoff in der neuen Faserstoffbahn üblicherweise Ablagerungen bzw. Verschmutzungen, welche die Laufzeit der Maschine negativ beeinflussen. Ebenso sind die erreichbaren höheren Maschinengeschwindigkeiten mit Hochleistungstrockenvorrichtungen durch diese Ablagerungen nicht voll ausschöpfbar, da sich ein erhöhter Bahnzug an der Faserstoffbahn oder den Faserstoffbahnrändern bzw. eine erhöhte Bahnzugdifferenz bei einer Übergabe von einer vorhergehenden zu einer nachfolgenden Trockengruppe und/oder einer Pressenpartie zur ersten Trockengruppe einstellen kann.
Weiter nachteilig kann die erhöhte Bahnzugdifferenz dazu führen, dass die gesamte Faserstoffbahn überdehnt wird, und Festigkeit verliert. Unter Festigkeit verliert wird verstanden, dass die Faserstoffbahn bzw. das Faserstoffnetzwerk gestört wird.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, die Produktionsgeschwindigkeit der Maschine, insbesondere bei Verpackungspapieren, durch eine Anpassung der Trocknung am Anfang der Trockenpartie zu erhöhen, wobei die Faserstoffbahn und/oder die Faserstoffbahnränder keine erhöhten Bahnzüge erfahren und somit das Risiko eines Bahnabrisses niedrig gehalten wird.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, die Verschmutzungsneigung, insbesondere die Ablagerungen, die sogenannten „Stickies-Ablagerungen“, an den Trockenzylindern am Anfang der Trockenpartie zu reduzieren oder zu vermeiden.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Maschine und ein Verfahren entsprechend den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung finden sich in den Unteransprüchen
Die erfindungsgemäße Maschine zeichnet sich dadurch aus, dass das mindestens eine Dampf- und Kondensatsystem zur Versorgung der ersten vier, vorzugsweise fünf, insbesondere sechs Trockenzylinder, je Trockenzylinder eine separate, regelbare Luft-Zumischleitung, zur Absenkung einer Oberflächentemperatur der zugeordneten Trockenzylinder, umfassen.
In einer alternativen Ausführungsform zeichnet sich die Maschine dadurch aus, dass an den mindestens ersten fünf Stabilisierungswalzen, vorzugsweise sechs, insbesondere sieben, jeweils eine separate Hochleistungstrockenvorrichtung umfasst ist.
Vorteilhafterweise kann die Erfindung auf bestehende, konventionelle, vorzugsweise einreihigen, Trockenpartien ohne Eingriff in die Bahnführung und das Stabilisierungskonzept angewendet werden. Dies ermöglicht eine einfach Nachrüstung und Modernisierung bestehender Maschinen mit der Erfindung.
In einer alternativen Ausführungsform zeichnet sich die Maschine dadurch aus, dass jede der Luft-Zumischleitungen ein separates Luft-Mengenmesssystem und/oder Luft-Mengenregelsystem umfasst, geeignet dafür, dass eine individuelle und kontinuierliche Steuerung einer Oberflächentemperatur des zugeordneten Trockenzylinders eingestellt werden kann.
In einer alternativen Ausführungsform zeichnet sich die Maschine dadurch aus, dass die Hochleistungstrockenvorrichtung an der Stabilisierungswalze absenkbar oder abschwenkbar, vorzugsweise automatisch absenkbar oder automatisch abschwenkbar, befestigt ist.
Vorteilhafterweise kann die Maschine einfach für die Herstellung von robusteren Faserstoffbahnsorten eingestellt werden und durch eine absenkbare Befestigung die Hochleistungstrockenvorrichtungen gesamt oder teilweise deaktiviert werden und somit eine Betriebskostenreduzierung erreicht werden.
Ebenso vorteilhaft ist die abschwenkbare Befestigung für regelmäßige Wartungsarbeiten oder Arbeiten nach einem Störungsfall, beispielsweise einem Faserstoffbahnabriss.
Vorteilhafterweise werden die Hochleistungstrockenvorrichtungen beim Überführen einer Faserstoffbahn, beispielsweise beim Streifenüberführen, in eine abgesenkte und deaktivierte Position gefahren, um Schwierigkeiten beim Überführen zu vermeiden.
In einer alternativen Ausführungsform zeichnet sich die Maschine dadurch aus, dass das mindestens eine Dampf- und Kondensatsystem zur Versorgung der ersten vier, vorzugsweise fünf, insbesondere sechs, Trockenzylinder als ein eigenständiges Dampf- und Kondensatsystem, vorzugsweise mit einem Vakuum beaufschlagt ist, gegenüber dem restlichen Dampf- und Kondensatsystem der Trockenpartie ausgeführt ist, derart, dass keine Beeinflussung des restlichen Dampf- und Kondensatsystems der Maschine durch die Luftzumischung erfolgt.
Für eine Beaufschlagung mit einem Vakuum wird beispielsweise eine externe, regelbare Vakuumpumpe am entsprechenden Dampf- und Kondensatsystem vorgesehen.
Vorteilhafterweise kann durch das mit einem Vakuum beaufschlagte, separate Dampf- und Kondensatsystem sehr einfach die Luft-Zumischung über die Luft-Zumischleitungen ohne weitere erforderliche Fördersystem beigemischt werden, indem durch einen geeigneten Filtervorsatz die Luft aus der Umgebung in das mit Vakuum beaufschlagte Dampf- und Kondensatsystem in den jeweiligen zugeordneten Trockenzylinder zugemischt wird und somit eine Partialdruckabsenkung in diesem Trockenzylinder stattfindet und somit die Oberflächentemperatur des Trockenzylinders, sowie die abfließende Kondensattemperatur erniedrigt werden.
In einer alternativen Ausführungsform zeichnet sich die Maschine dadurch aus, dass die Hochleistungstrockenvorrichtung wenigstens einen Prallströmungstrockner und/oder wenigstens einen Infrarottrockner umfassen.
Vorteilhafterweise kann für Faserstoffbahnen mit Flächengewichten von kleiner gleich 100 g/m², vorzugsweise kleiner gleich 90 g/m², vorzugsweise kleiner gleich 80 g/m², vorzugsweise kleiner gleich 70 g/m², und größer gleich 50 g/m² und einem gleichzeitigen hohen Altpapieranteil von mehr als 80% in der Faserstoffsuspension, beispielsweise OCC Rohstoffware, das Bahnklebeverhalten deutlich reduziert und die Produktionsgeschwindigkeit der Maschine erhöht werden.
In einer weiteren möglichen Ausführungsform zeichnet sich die Maschine dadurch aus, dass die Maschine geeignet ist eine Faserstoffbahn bei einer Produktionsgeschwindigkeit von mehr als 1500 m/min, insbesondere von mehr als 1700 m/min, vorzugsweise 1800 m/min oder von mehr als 1800 m/min, herzustellen.
In einer weiteren möglichen Ausführungsform ist die Maschine geeignet dazu, eine Faserstoffbahn mit einem Flächengewicht im Bereich von 50 g/m² bis 200 g/m², insbesondere im Bereich von 50 g/m² bis 100 g/m² herzustellen.
In einer weiteren möglichen Ausführungsform ist die Maschine geeignet dazu, eine Faserstoffbahn aus einer Faserstoffsuspension mit einem Anteil aus Frischfasern, insbesondere Holzstoff, Zellstoff oder Einjahrespflanzen und einem Anteil an recycelten Faserstoffanteilen, vorzugsweise Altpapier, zwischen 50% und 100%, insbesondere von größer als 80%, herzustellen.
In einer weiteren möglichen Ausführungsform ist die Maschine geeignet dazu, eine Faserstoffbahn aus einer Faserstoffsuspension mit einem Anteil an recycelten Faserstoffanteilen, vorzugsweise Altpapier, von mindestens 80%, vorzugsweise von 100% herzustellen.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform zeichnet sich die Maschine dadurch aus, dass der letzte Pressnip der Pressenpartie in Bahnlaufrichtung verlängert ist, wobei er bevorzugt durch einen Schuhpressnip gebildet ist und der Schuhpressnip zwischen einer obenliegenden Schuhpresswalze, einem Filz und einer von der unteren Bespannung umschlungenen untenliegenden Gegenwalze gebildet ist. Vorteilhafterweise ist die Pressenpartie so ausgeführt, dass eine hohe Entwässerung der Faserstoffbahn vor der Übergabe in die erste Trockenpartie erreicht werden kann, was den thermischen Energieverbrauch senken kann und einen Trockengehalt der Faserstoffbahn von mehr als 50% ermöglicht.
Vorteilhafterweise ist der letzte Pressnip der Pressenpartie in Bahnlaufrichtung verlängert, wobei er bevorzugt durch einen Schuhpressnip gebildet ist. Mit einem solchen verlängerten bzw. Schuhpressnip ergibt sich eine höhere und effizientere Entwässerung der Faserstoffbahn.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform zeichnet sich die Maschine dadurch aus, dass die Pressenpartie mindestens zwei Pressnips aufweist und beide Pressnips der Pressenpartie in Bahnlaufrichtung verlängert sind, wobei diese bevorzugt durch einen Schuhpressnip gebildet sind. Damit ist bei diesem Aufbau der Pressenpartie eine optimale Entwässerung der Faserstoffbahn gewährleistet.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform zeichnet sich die Maschine dadurch aus, dass die Pressenpartie bis zum letzten Pressnip eine geschlossene Bahnführung aufweist. Mit einer solchen geschlossenen Bahnführung ergibt ein insgesamt sicherer Betrieb bei reduzierter Gefahr von Bahnabrissen.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform zeichnet sich die Maschine dadurch aus, dass die Pressenpartie vorteilhafterweise einen Dampfblaskasten zum Vorwärmen der Faserstoffbahn umfassen, womit die Entwässerung weiter unterstützt wird.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform zeichnet sich die Maschine dadurch aus, dass die Stabilisierungswalzen mit Hochleistungstrockenvorrichtungen einen Durchmesser von größer gleich 1200 mm bis kleiner gleich 1800 mm aufweisen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass das mindestens eine Dampf- und Kondensatsystem zur Versorgung der ersten vier, vorzugsweise fünf, insbesondere sechs, insbesondere sieben, Trockenzylinder je Trockenzylinder eine separate, regelbare Luft-Zumischleitung umfassen, und die Luft-Zumischung je Trockenzylinder derart geregelt wird, dass sich eine Oberflächentemperatur der entsprechenden Trockenzylinder von maximal 30°C, vorzugsweise von maximal 20°C, insbesondere von maximal 10°C, über der Ausgangstemperatur der Faserstoffbahn einstellt.
Vorteilhafterweise kann durch eine Einstellung der Oberflächentemperatur der Trockenzylinder im Wesentlichen oder geringfügig über der Temperatur der Faserstoffbahn das Faserstoffbahnablöseverfahren vom Trockenzylinder erleichtern und die Verschmutzungsneigung am Trockenzylinder der Faserstoffbahn auf den ersten Trockenzylindern minimieren. Dadurch soll vorallem auch die „Belastung“ auf die Faserstoffbahnränder bzw. der Faserstoffbahnzug reduziert werden. Die Trockenzylinder dienen dann am Anfang der Trockenpartie daher als Leitwalze mit einer sehr geringen Temperaturübertragung an die Faserstoffbahn.
Weiter vorteilhaft lassen sich durch die verbesserte Ablösung der Faserstoffbahn vom Trockenzylinder auch höhere Oberflächenqualitäten erreichen, da durch die verbesserte Ablösung die Oberfläche weniger aufgerauht wird und somit auch weniger Staub in den nachfolgenden Maschinenpartien anfallen kann.
In einer alternativen Ausführungsform zeichnet sich das Verfahren dadurch aus, dass die Oberflächentemperatur des ersten Trockenzylinders zwischen im Wesentlichen der Ausgangstemperatur und maximal 2°C, vorzugsweise maximal 1°C, über der Ausgangstemperatur eingestellt wird.
Vorteilhafterweise kann durch die geringe Temperaturerhöhung am ersten Trockenzylinder eine Reduzierung der Ablagerungen, der sogennanten „Stickie-Ablagerungen“, an der Oberfläche des Trockenzylinders reduziert werden. Durch die Kombination mit der nachfolgenden Hochleistungstrockenvorrichtung, kann die Faserstoffbahn erfolgreich ohne Ablagerungen an den Trockenzylindern getrocknet werden.
In einer alternativen Ausführungsform zeichnet sich das Verfahren dadurch aus, dass die Oberflächentemperatur eines nachfolgenden Trockenzylinders zwischen einer vorhergehenden Oberflächentemperatur und maximal 5°C, vorzugsweise maximal 4°C, über der vorhergehenden Oberflächentemperatur eingestellt wird.
In einer alternativen Ausführungsform zeichnet sich das Verfahren dadurch aus, dass die Faserstoffbahn bis zum Verlassen der letzten Stabilisierungswalze mit Hochleistungstrockenvorrichtung auf einen Trockengehalt zwischen 50% und 60% getrocknet wird.
Vorteilhafterweise kann durch die Reduktion der Oberflächentemperatur der Trockenzylinder weniger Trockenleistung an die Faserstoffbahn übertragen und erfolgreich die Ablagerungen verringert oder vermieden, die Trockenleistung wird durch die umfassten Hochleistungstrockenvorrichtungen übernommen.
In einer alternativen Ausführungsform zeichnet sich das Verfahren dadurch aus, dass der spezifische Energieeintrag einer jeweiligen Hochleistungstrockenvorrichtung, beispielsweise eines Prallströmungstrockners, so gewählt wird, dass er maximal 200 kW/m Blasbreite beträgt.
In einer alternativen Ausführungsform zeichnet sich das Verfahren dadurch aus, dass die Betriebstemperatur einer jeweiligen Hochleistungstrockenvorrichtung, beispielsweise eines Prallströmungstrockners, bevorzugt so gewählt wird, dass sie im Bereich von 150 °C bis 450 °C und vorzugsweise im Bereich von 200 °C bis 400 °C liegt.
Die Erfindung erstreckt sich ausdrücklich auch auf solche Ausführungsformen, welche nicht durch Merkmalskombinationen aus expliziten Rückbezügen der Ansprüche gegeben sind, womit die offenbarten Merkmale der Erfindung - soweit dies technisch sinnvoll ist - miteinander kombiniert sein können.
Korrespondierende Elemente der Ausführungsbeispiele in den Figuren sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Funktionen solcher Elemente in den einzelnen Figuren entsprechen einander, sofern nichts anderes beschrieben ist und es nicht zu Widersprüchen führt. Auf eine wiederholte Beschreibung wird daher verzichtet. Es wird auch darauf hingewiesen, dass die sich unterscheidenden Merkmale der gezeigten Ausführungsbeispiele gegeneinander ausgetauscht und miteinander kombiniert werden können. Die Erfindung ist daher nicht auf die gezeigten Merkmalskombinationen der gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand zwei Figuren erläutert:

1 zeigt eine beispielhafte, schematische Ausführungsform einer Maschine 1 zur Herstellung oder Behandlung einer Faserstoffbahn F in einem Ausschnitt mit einer Pressenpartie 14 und einer Trockenpartie 16 mit angeordneten Hochleistungstrockenvorrichtungen 50;
2 zeigt einen Ausschnitt des Anfangs einer Trockenpartie 16 mit umfassten Hochleistungstrockenvorrichtungen 50 und einer Versorgung von Trockenzylindern 30 mit einem Dampf- und Kondensatsystem 51.

Zur Verdeutlichung der einzelnen Richtungen ist in den Figuren ein kartesisches Koordinatensystem angelegt, an welchem die einzelnen Richtungen verdeutlicht werden können. Die x-Richtung verdeutlicht dabei die Erstreckung in Längsrichtung, welche auch als Maschinenlaufrichtung MD (Machine-Direction) bezeichnet wird. Die y-Richtung entspricht der Richtung senkrecht zur Maschinenrichtung und wird als Maschinenquerrichtung CD (Cross-Direction) benannt, während die z-Richtung der Höhenrichtung entspricht.
Der in 1 dargestellte Ausschnitt einer Maschine 1 zur Herstellung oder Behandlung einer Faserstoffbahn F umfasst eine, nicht im Detail dargestellte, Siebpartie 12, eine Pressenpartie 14 und eine Trockenpartie 16, wobei die Trockenpartie 16 mindestens drei Trockengruppen 161, 162, 163 umfasst.
Die hergestellte Faserstoffbahn F läuft in Maschinenrichtung MD von links nach rechts durch die Maschine 1 und tritt aus der Siebpartie 12 kommend in die Pressenpartie 14 ein. Die Pressenpartie 14 ist dabei vorteilhaft als eine Tandempressenpartie 14 mit zwei Pressnips 141, 142 ausgeführt.
In einer alternativen Ausführungsform kann auch eine Pressenpartie 14 mit drei Pressnips zum Einsatz kommen.
Vorteilhafterweise sind der erste Pressnip 141 und der letzte Pressnip 142 der Pressenpartie 14 in Bahnlaufrichtung L verlängert ausgeführt und im vorliegenden Fall durch einen ersten Schuhpressnip 141 und einen letzten Schuhpressnip 142 gebildet.
Dabei sind die beiden Schuhpressnips 141, 142 beim dargestellten Ausführungsbeispiel zwischen einer obenliegenden Schuhpresswalze, welche von einer oberen Bespannung, vorzugsweise einem oberen Pressfilz, umschlungen ist, und einer untenliegenden Gegenwalze einer Schuhpresse, welche von einer unteren Bespannung umschlungen ist, gebildet.
Die Faserstoffbahn F verlässt die Pressenpartie 14 mit einem bestimmten Trockengehalt und einer bestimmten Temperatur T0, bzw. Ausgangstemperatur T0, welche durch die Einstellungen der Pressenpartie 14 im Wesentlichen bestimmt werden. Die Faserstoffbahn F wird üblicherweise geschlossen an die nachfolgende Trockenpartie 16 übergeben und behält im Wesentlichen die Ausganstemperatur T0 bei.
Bei der Trockenpartie 16 kann es sich auch um eine sogenannte erste Vortrockenpartie 16 handeln, wobei danach dann üblicherweise eine nicht mehr dargestellte Streichpartie, eine Nachtrockenpartie und eine Aufrollung folgen kann. Da sich die Erfindung im Anfang der Vortrockenpartie 16 bzw. der dargestellten Trockenpartie 16 abspielt, werden nur die Komponenten in unmittelbarer Umgebung dargestellt.
Die Trockenpartie 16 umfasst mindestens ein Trockensieb 40, mindestens einen Stabilisator 41, mindestens eine Stabilisierungswalze 42 und mindestens einen Trockenzylinder 30. Weiter umfasst die Trockenpartie 16 am Anfang, bzw. den ersten vier bis sechs Stabilisierungswalzen 42 mindestens vier, vorzugsweise fünf, insbesondere sechs, Hochleistungstrockenvorrichtungen 50.
Die Trockenpartie 16 kann dabei in sogenannte Trockengruppen 161, 162, 163 aufgeteilt werden, wobei jede Trockengruppe 161, 162, 163 dabei ein eigenes, umlaufendes Trockensieb 40, mindestens einen Stabilisator 41, mindestens eine Stabilisierungswalze 42 und mindestens einen Trockenzylinder 30 umfasst.
Die einzelnen Trockengruppen 161, 162, 163 bzw. die Trockenpartie 16 ist als eine einreihige Trockenzylinderanordnung ausgeführt. Wie anhand der 1 zu erkennen ist, sind im vorliegenden Fall die Stabilisierungswalzen 42 der einreihigen Vortrockenpartie 16 unten und die Trockenzylinder 30 der einreihigen Vortrockenpartie 16 oben angeordnet.
Die erste Trockengruppe 161 umfasst in der dargestellten Variante drei Trockenzylinder 30, zwei Stabilisatoren 41 und zwei Stabilisierungswalzen 42. Weiter sind in der ersten Trockengruppe 161, zwei Hochleistungstrockenvorrichtungen 50 an den beiden Stabilisierungswalzen 42, vorzugsweise abschwenkbar, angeordnet.
Die zweite Trockengruppe 162 umfasst in der dargestellten Variante vier Trockenzylinder 30, vier Stabilisatoren 41 und vier Stabilisierungswalzen 42. Weiter sind in der zweiten Trockengruppe 162, vier Hochleistungstrockenvorrichtungen 50 an den vier Stabilisierungswalzen 42, vorzugsweise abschwenkbar, angeordnet.
Es sind jedoch auch andre Kombinationen denkbar, dabei kann die erste Trockengruppe bis zu sieben Trockenzylinder 30 und sechs Stabilisierungswalzen 42 mit bis zu sechs Hochleistungstrockenvorrichtungen 50 umfassen.
Die der zweiten Trockengruppe 162 nachfolgende dritte Trockengruppe 163 umfasst ebenso ein Trockensieb 40, mindestens einen Stabilisator 41, mindestens eine Stabilisierungswalze 42 und mindestens einen Trockenzylinder 30. Jedoch zeichnet sich die dritte Trockengruppe 163 dadurch aus, dass sie keine Hochleistungstrockenvorrichtungen 50 umfasst.
Der dritten Trockengruppe 163 können weitere Trockengruppen folgen oder sich weitere nachfolgende Maschinenpartien anschließen.
Die Hochleistungstrockenvorrichtungen 50 ermöglichen eine direkte Trocknung der, auf dem die Stabilisierungswalze 42 umschlingenden Trockensieb 40 liegenden Faserstoffbahn F. Die Hochleistungstrockenvorrichtungen 50 können insbesondere wenigstens einen Prallströmungstrockner und/oder wenigstens einen Infrarottrockner umfassen. Mit einer solchen Hochleistungstrockenvorrichtung 50 wird die Faserstoffbahn F zumindest einseitig mit einer Heißluft- und/oder einer Infrarotstrahlung beaufschlagt.
Die in 1 dargestellten Stabilisatoren 41 können dabei als Vakuum-Bahnstabilisatoren 41 ausgeführt sein. Die dargestellten Stabilisierungswalzen 42 können beispielsweise als Saugumlenkwalze 42 ausgeführt sein.
2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des Anfangs einer Trockenpartie 16 mit umfassten Hochleistungstrockenvorrichtungen 50 und einer umfassten Versorgung von den Trockenzylindern 30 mit mindestens einem Dampf- und Kondensatsystem 51. Es sind die am Anfang der Trockenpartie 16 angeordneten ersten sieben Trockenzylinder 30 dargestellt. Diese können sich beliebig in zwei Trockengruppen 161, 162 mit zwei separaten Trockensieben 40 aufteilen. Weiter sind die umfassten sechs Stabilisatoren 41 und Stabilisierungswalzen 42 und den an den Stabilisierungswalzen 42 angeordneten sechs Hochleistungstrockenvorrichtungen 50 dargestellt.
Jeder Trockenzylinder 30 wird dabei über mindestens ein, gemeinsames Dampf- und Kondensatsystem 51 versorgt. Vorzugsweise handelt es sich bei dem für die Versorgung der ersten Trockenzylinder 30 um ein vom restlichen Dampf- und Kondensatsystem der Maschine 1 getrenntes Dampf- und Kondensatsystem 51, da durch die zusätzlich umfasste Luft-Zumischleitungen 52 ein sonst nicht übliche Luft-Zumischung ins Dampf- und Kondensatsystem 51 stattfindet, was in einem dafür nicht ausgelegten Dampf- und Kondensatsystem 51 zu beispielsweise Kavitation und weiteren Problemen führen kann. Eine Anpassung der im Dampf- und Kondensatsystem 51 enthaltenen Komponenten, wie beispielsweise der umfassten Kondensatoren, kann dafür notwendig sein.
Jeder der ersten vier, vorzugsweise fünf, vorzugsweise sechs, vorzugsweise sieben, Trockenzylinder 30 sind mit einer Luft-Zumischleitung 52 verbindbar und jedem Trockenzylinder 30 ist jeweils eine eigene Regelung mit einem kontinuierlich arbeitenden Luft-Mengenmesssystem 53 und einer Luft-Mengensteuersystem 54 zugeordnet, um die erforderlichen Oberflächentemperaturen T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7 bzw. Tn oder T1-7 des jeweils zugeordneten Trockenzylinders 30 einzustellen. Die Steuerung der Oberflächentemperaturen erfolgt über ein verbindbares übergeordnetes Maschinenregel- und Steuerungssystem.
Die Faserstoffbahn F verlässt die Pressenpartie 14 mit einem bestimmten Trockengehalt und einer bestimmten Temperatur T0, bzw. Ausgangstemperatur T0, welche durch die Einstellungen der Pressenpartie 14 im Wesentlichen bestimmt werden. Die Faserstoffbahn F wird üblicherweise geschlossen an die nachfolgende Trockenpartie 16 übergeben und behält im Wesentlichen die Ausganstemperatur T0 bei.
Die Luft-Zumischung über die Luft-Zumischleitung 52 wird derart geregelt, so dass sich eine Oberflächentemperatur T1, Tn der entsprechenden Trockenzylinder 30 von maximal 30°C, vorzugsweise von maximal 20°C, insbesondere von maximal 10°C, über der Ausgangstemperatur T0 der Faserstoffbahn F einstellt.
In einer beispielhaften Ausführungsform werden die Luft-Zumischleitungen 52 derart geregelt, so dass sich beispielsweise folgende Oberflächentemperaturen T1-7 an den zugeordneten Trockenzylindern 30 einstellen. Ausgehend von der Ausganstemperatur T0 am Anfang der Trockenpartie 16 wird beispielsweise die Oberflächentemperatur T1 auf T0 plus maximal 2°C, vorzugsweise plus maximal 1°C eingestellt. Die folgende Oberflächentemperatur T2 auf T1 plus maximal 5°, vorzugsweise plus maximal 4°C. Die folgende Oberflächentemperatur T3 auf T2 plus maximal 5°, vorzugsweise plus maximal 4°C.
So kann sich beispielsweise folgende maximale Zusammensetzung ergeben Tn_max = ((n - 1) * (5°C) + 2°C + T0); welche bei n=4 somit T4 = T0 + 17°C oder bei n=6 somit T6 = T0 +27°C ergibt.
Bei einer beispielsweisen minimalen Zusammensetzung kann sich ergeben Tn_min = ((n - 1) * (4°C) + 1°C + T0); welche bei n=5 somit T5 = T0 + 17°C oder bei n=7 somit T7 = T0 +25°C ergibt.
Bezugszeichenliste

1: Maschine
12: Siebpartie
14: Pressenpartie
141: erster Pressnip, Schuhpressnip
142: letzter Pressnip, Schuhpressnip
16: Trockenpartie
161: erste Trockengruppe
162: zweite Trockengruppe
163: dritte Trockengruppe
30: Trockenzylinder
40: Trockensieb
41: Stabilisator
42: Stabilisierungswalze, Stützwalze, Umlenksaugwalze
50: Hochleistungstrockenvorrichtung
51: Dampf- und Kondensatsystem zur Versorgung der Trockenzylinder
52: Luft-Zumischleitung
53: Luft-Mengenmesssystem
54: Luft-Mengenregelsystem
CD: Maschinenquerrichtung
F: Faserstoffbahn
MD: Maschinenlaufrichtung
T0: Ausgangstemperatur, Faserstoffbahntemperatur aus Pressenpartie
T1: Oberflächentemperatur am ersten Trockenzylinder
T2: Oberflächentemperatur am zweiten Trockenzylinder
Tn: Oberflächentemperatur am n-ten Trockenzylinder
x, y, z: Koordinaten

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 3384081 A1 [0005]

Claims

Maschine (1) zur Herstellung oder Behandlung einer Faserstoffbahn (F), insbesondere Papier- oder Kartonbahn, vorzugsweise einer Verpackungspapierbahn, umfassend eine Siebpartie (12), eine Pressenpartie (14), vorzugsweise eine Pressenpartie (14) umfassend mindestens zwei Schuhpressnips (141, 142), und mindestens eine Trockenpartie (16), wobei die Trockenpartie (16) mindestens drei Trockengruppen (161, 162, 163) umfasst, und wobei die mindestens drei Trockengruppen (161, 162, 163) jeweils ein eigenes Trockensieb (40) und mindestens eine Stabilisierungswalze (42) und mindestens einen Trockenzylinder (30) umfassen, und wobei die Trockenzylinder (30) mit mindestens einem Dampf- und Kondensatsystem (51) versorgbar sind, und wobei die Trockenpartie (16) an den mindestens ersten vier Stabilisierungswalzen (42) jeweils eine separate Hochleistungstrockenvorrichtung (50) umfasst, welche derart angeordnet ist, dass die Faserstoffbahn (F) in einem Umschlingungsbereich der Faserstoffbahn (F) um eine Stabilisierungswalze (42) getrocknet werden kann, und wobei die Faserstoffbahn (F) eine Ausgangstemperatur (T0) am Eintritt in die Trockenpartie (16) aufweist, welche im Wesentlichen der Faserstoffbahntemperatur am Ausgang der Pressenpartie (14) entspricht, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Dampf- und Kondensatsystem (51) zur Versorgung der ersten vier, vorzugsweise fünf, insbesondere sechs, Trockenzylinder (30) je Trockenzylinder (30) eine separate, regelbare Luft-Zumischleitung (52), zur Absenkung einer Oberflächentemperatur der zugeordneten Trockenzylindern (30), umfassen.
Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an den mindestens ersten fünf Stabilisierungswalzen (42), vorzugsweise sechs, insbesondere sieben, jeweils eine separate Hochleistungstrockenvorrichtung (50) umfasst ist.
Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Luft-Zumischleitungen (52) ein separates Luft-Mengenmesssystem (53) und ein separates Luft-Mengenregelsystem (54), insbesondere ein kombiniertes Luft-Mengenmess- und Regelsystem (53, 54), umfasst, derart angeordnet, dass eine individuelle Oberflächentemperatur (T1, Tn) des jeweils zugeordneten Trockenzylinders (30) kontinuierlich gesteuert wird.
Maschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochleistungstrockenvorrichtung (50) an der Stabilisierungswalze (42) absenkbar oder abschwenkbar, vorzugsweise automatisch absenkbar oder automatisch abschwenkbar, befestigt ist.
Maschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Dampf- und Kondensatsystem (51) zur Versorgung der ersten vier, vorzugsweise fünf, insbesondere sechs, Trockenzylinder (30) als ein eigenständiges Dampf- und Kondensatsystem (51), vorzugsweise mit einem Vakuum beaufschlagbar ist, gegenüber dem restlichen Dampf- und Kondensatsystem der Trockenpartie (16) ausgeführt ist.
Maschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochleistungstrockenvorrichtung (50) wenigstens einen Prallströmungstrockner und/oder wenigstens einen Infrarottrockner umfassen.
Verfahren zur Herstellung oder Behandlung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, vorzugsweise einer Verpackungspapierbahn, in einer Maschine (1), insbesondere nach einem der vorherigen Ansprüche, umfassend eine Siebpartie (12), eine Pressenpartie (14), vorzugsweise eine Pressenpartie (14) umfassend mindestens zwei Schuhpress-Nips (141, 142), und mindestens eine Trockenpartie (16), wobei die Trockenpartie (16) mindestens drei Trockengruppen (161, 162, 163) umfasst, und wobei die mindestens drei Trockengruppen (161, 162, 163) jeweils ein eigenes Trockensieb (40) und mindestens eine Stabilisierungswalze (42) und mindestens einen Trockenzylinder (30) umfassen, und wobei die Trockenzylinder (30) mit mindestens einem Dampf- und Kondensatsystem (51) versorgbar sind, und wobei die Trockenpartie (16) an den mindestens ersten vier Stabilisierungswalzen (42) jeweils eine separate Hochleistungstrockenvorrichtung (50) umfasst, welche derart angeordnet ist, dass die Faserstoffbahn (F) in einem Umschlingungsbereich der Faserstoffbahn (F) um eine Stabilisierungswalze (42) getrocknet wird, und wobei die Faserstoffbahn (F) eine Ausgangstemperatur (T0) am Eintritt in die Trockenpartie (16) aufweist, welche im Wesentlichen der Faserstoffbahntemperatur am Ausgang der Pressenpartie (14) entspricht, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Dampf- und Kondensatsystem (51) zur Versorgung der ersten vier, vorzugsweise fünf, insbesondere sechs, insbesondere sieben, Trockenzylinder (30) je Trockenzylinder (30) eine separate, regelbare Luft-Zumischleitung (52) umfassen, und die Luft-Zumischung je Trockenzylinder (30) derart geregelt wird, dass sich eine Oberflächentemperatur (T1, Tn) der entsprechenden Trockenzylinder (30) von maximal 30°C, vorzugsweise von maximal 20°C, insbesondere von maximal 10°C, über der Ausgangstemperatur (T0) der Faserstoffbahn (F) einstellt.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächentemperatur (T1) des ersten Trockenzylinders zwischen im Wesentlichen der Ausgangstemperatur (T0) und maximal 2°C, vorzugsweise maximal 1 °C, über der Ausgangstemperatur (T0) eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächentemperatur (T2, Tn) eines nachfolgenden Trockenzylinders zwischen einer vorhergehenden Oberflächentemperatur (T1, Tn) und maximal 5°C, vorzugsweise maximal 4°C, über der vorhergehenden Oberflächentemperatur (T1, Tn) eingestellt wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffbahn (F) bis zum Verlassen der letzten Stabilisierungswalze (42) mit Hochleistungstrockenvorrichtung (50) auf einen Trockengehalt zwischen 55% und 65% getrocknet wird.