DE69917453T2

DE69917453T2 - Integrierte papiermaschine

Info

Publication number: DE69917453T2
Application number: DE69917453T
Authority: DE
Inventors: Reima Kerttula
Original assignee: Metso Paper Oy
Current assignee: Metso Paper Oy
Priority date: 1998-06-10
Filing date: 1999-05-27
Publication date: 2005-06-23
Anticipated expiration: 2019-05-28
Also published as: FI104100B; FI981330A; US6428655B1; DE69917453D1; EP1086271A1; WO1999064671A1; EP1086271B1; ATE267290T1; AU4268599A; FI981330A0; FI104100B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Papiermaschine gemäß der Definition in dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Während der letzten 25 Jahre betrug die Zunahme bei dem Verbrauch an Papier und Karton ungefähr 3,2% pro Jahr und es wird abgeschätzt, dass diese Zunahme ungefähr 2,8% pro Jahr während der nächsten 15 Jahre sein wird. Selbst obwohl die Gesamtproduktion an Papier und Karton konstant zugenommen hat, ist die Anzahl an Maschinen, die diese Erzeugnisse herstellen, niedriger geworden. Dies ist auf den Umstand zurückzuführen, dass neue Maschinen stets effizienter als deren Vorgänger sind. Eine typische Zeitungsdruckpapiermaschine aus den 1960-iger Jahren erzeugt ungefähr 100 000 Tonnen an Papier in einem Jahr, wohingegen eine typische Papiermaschine der 1990-iger Jahre ungefähr 300 000 Tonnen in einem Jahr herstellt. Eine derartige Zunahme der Produktivität ist auf eine konstante Produktentwicklung bei sämtlichen Teilgebieten der Papierherstellung gegründet.
Die maximale Breite einer Papiermaschine beträgt derzeit ungefähr 10 Meter und es wird abgeschätzt, dass diese Breite nicht zunimmt, bis die Probleme in bezug auf die massiven Konstruktionen, wie beispielsweise die hohe Trägheit, die Beschränkungen in bezug auf die Herstellverfahren und die hohen Kosten gelöst worden sind. Dies macht eine erhebliche Entwicklung auf den Gebieten der Materialwissenschaften und Produktionsprozesse erforderlich.
Im Gegensatz dazu nimmt die Laufgeschwindigkeit der Papiermaschine noch zu. Die Geschwindigkeit ist in dem Verlauf der letzten 30 Jahre zu dem dreifachen geworden und es sind keinerlei Anzeichen in bezug auf ein Verlangsamen der Zunahme der Geschwindigkeit ersichtlich. Die Geschwindigkeit von gegenwärtigen Papiermaschinen beträgt ungefähr 1800 Meter pro Minute und Geschwindigkeitsrekorde werden fast täglich aufgestellt. Die Produktivität nimmt zu durch eine Zunahme der Laufgeschwindigkeit der Maschine trotz des Umstandes, dass die sich auf das Papierherstellen beziehenden Probleme annährend exponential zusammen mit einer Zunahme der Geschwindigkeit zunehmen.
In dem Vortrag „Future Paper Production Line Concepts Regardig Energy and Environmental Aspects" von Talja R., et al, vom 23...26 Juni 1997, Baden-Baden, XXVI EUCEPA Conference (eine Kopie desselben ist der vorliegenden Patentanmeldung beigefügt) sind zukünftige Perspektiven der Entwicklung von Papiermaschinen aufgezeigt. In Tabelle 3 von dieser Druckschrift ist die Vision der Anmelderin in bezug auf eine Papiermaschine der nahen Zukunft aufgezeigt, deren Laufgeschwindigkeit 2000 Meter je Minute beträgt. Die Papiermaschine hat einen Mehrlagenverdünnungsstoffauflaufkasten, einen Spaltformer SpeedFormer, eine Schupresse SymBelt, bei der eine geschlossene Übertragungsriemenübertragung zu der Trockenpartie vorhanden ist, eine Trockenpartie JetSym Run II, bei der Hochleistungstrocknungseinheiten und herkömmliche Zylindertrockner vorhanden sind, einen in der Fertigungslinie befindlichen Weichkalander OptiLoad und einen Zentralantriebsaufroller OptiReel.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Papiermaschine zu konstruieren, durch die es möglich ist, bei einer Geschwindigkeit zu laufen, die höher als 2000 Meter je Minute ist, und die kürzer als gegenwärtige Papiermaschinen ist, deren Gesamtlänge ungefähr 130 Meter beträgt. Des Weiteren muss es außerdem möglich sein, als ein Rohmaterial recycelten Faser oder ein anderes Faserrohmaterial anzuwenden, dessen papiertechnische Eigenschaften unterlegen sind.
Die Druckschrift DE 19 648 045 A offenbart eine integrierte Papiermaschine mit dem Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
Die hauptsächlichen Kennzeichen der Papiermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung gehen aus dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 hervor.
Mittels einer Papiermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, Papier mit einer guten Qualität bei einer Geschwindigkeit herzustellen, die höher als 2000 Meter je Minute beträgt. Die Länge einer Papiermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung ist kürzer als die Länge von gegenwärtigen Papiermaschinen.
Die vorliegende Erfindung bringt eine Anzahl an Merkmalen mit sich, durch die die Geschwindigkeitsleistung der Papiermaschine beeinflusst werden. Zunächst ist es mittels eines Mehrlagenstoffauflaufkastens innerhalb des Umfangs der qualitätstechnischen Grenzen des Papiers möglich, die Formierung von Ganzstoffkomponenten als Lagen so zu optimieren, dass eine maximale Wasserablaufleistung bei dem Former erhalten wird. Ein Spaltformer schafft eine überlegene Qualität und ein überlegenes Laufverhalten bei hohen Laufgeschwindigkeiten. Sein Problem ist die begrenzte Wasserablauffähigkeit insbesondere bei höheren Basisgewichten. Eine Vorpresse erhöht den Trockengehalt vor der Übertragung der Bahn zu der Presse. Dies gestaltet die Aufnahmeübertragung noch zuverlässiger insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten. Wenn der Hauptteil des Wassers bereits in der Vorpresse entfernt wird, wird das Laufverhalten der eigentlichen Pressenpartie ebenfalls verbessert. Herkömmlich haben Papiermaschinen eine offenen Zug von der Presse zu der Trockenpartie. Da der Trockengehalt der Bahn zu dem Zeitpunkt der Übertragung von der Presse zu der Trockenpartie ungefähr 50% oder niedriger ist, hat die Bahn eine geringe Festigkeit und ist gegenüber einem Bahnreisen anfällig. Das größte Problem eines herkömmlichen Zylindertrocknens ist die Lauffähigkeit bei den ersten Zylindern. Die Situation wird durch eine geschlossene Übertragung zu der Trockenpartie weiter verschlechtert, da die Bahn nicht in einem Zug einer offenen Übertragung gespannt worden ist. Eine Vortrocknungseinheit, die gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt ist, beseitigt dieses Problem, da die Einheit die Bahn weiter trocknet, bevor die Bahn das Zylindertrocknen eintritt. Ein bei der Trockenpartie integrierter Kalander ermöglicht ein Kalandrieren der Bahn in einer derartigen Weise, dass die Bahn konstant gestützt ist. Natürlich verbessert dies auch das Laufverhalten, da es das Flattern und Knittern der Bahn beseitigt, die bei offenen Spalten typisch sind. Insbesondere unterstützt ein geschlossener Kalander das Aufführen der Bahn bei hohen Geschwindigkeiten. Die gleichen Argumente gelten auch bei einem geschlossenen Zug zu dem Aufroller.
Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen sind lediglich Teilverbesserungen für die verschiedenen Teile der Maschine vorgeschlagen worden, jedoch lediglich durch eine Kombination der vorstehend erwähnten Faktoren bei ein und dem gleichen Konzept ist es möglich, die durch diese Faktoren vorgesehenen Vorteile für eine Anwendung in vollem Umfang umzusetzen.
Mittels einer Papiermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung ist es außerdem möglich, einen positiven Effekt auf die Qualität des Papiers auszuüben. Ein Mehrlagenstoffauflaufkasten schafft eine Unmenge an Möglichkeiten für ein Optimieren der Papierqualität entweder mittels Formierung von Faserlagern oder mittels Formierung von Lagen aus Beimengungen/Chemikalien insbesondere in Kombination mit einem Walzenschuhspaltformer. In dieser Weise ist es möglich, einen positiven Effekt insbesondere auf die Druckqualität von Papier aufzubringen. Im Vergleich zu anderen Formern schafft ein Spaltformer bei weitem das beste Papier (Formierung, Gleichförmigkeit des Basisgewichtes, Ausrichtungsprofil, Verteilung der Fasern, Füllstoffe und Feinstoffe in der Richtung der Dicke, etc.), wobei aus diesem Grund der Spaltformer in hohem Maße andere Formertypen bei Hochgeschwindigkeitsmaschinen ersetzt hat. Sofern dies erforderlich ist, schafft eine Langspaltpresse eine Wirtschaftlichkeit bei dem spezifischen Volumen und der Porösität der Bahn. Wenn die Bahn nicht zwischen der Presse und der Trockenpartie gezogen werden muss, werden die Eigenschaften der Festigkeit des Papiers verbessert. Ein günstiges Laufverhalten in der Trockenpartie beseitigt mögliche Knitterungen und schafft ein gleichmäßiges Spannungsprofil. Durch einen in der Trockenpartie integrierten Kalander wird eine höhere Trocknungsleistung im Vergleich zu einer Trockenpartie ohne Vorkalendrieren erzielt. Mittels des Vorkalendrierens ist es außerdem möglich, die Eigenschaften der Festigkeit, der Glätte und des Glanzes von dem Papier zu verbessern. Ein Aufpralltrocknen ermöglicht das Nutzen eines Trocknens, dass ein Schrumpfen effizienter als bei dem Stand der Technik verhindert, und somit wird beispielsweise eine Bahn geschaffen, deren Maßstabilität in der Querrichtung gleichmäßig ist. Das Ausbilden von Wellen wird außerdem vermindert.
Die Länge einer Papiermaschine ist durch die folgenden Merkmale gemäß der vorliegenden Erfindung kürzer gestaltet:

– ein Vorpressen entfernt eine Unmenge an Wasser direkt in der Siebpartie, wobei in diesem Fall unter günstigen Bedingungen lediglich ein Pressenspalt in der Pressenpartie erforderlich ist,
– in der Pressenpartie wird bei einem Ausführungsbeispiel ein Impulstrocknen oder Heißpressen genutzt, die jeweils den Trockengehalt nach der Pressen erhöhen, was den erforderlichen Bedarf an einem Trocknen vermindert,
– zu Beginn der Trockenpartie ist eine effiziente Vortrocknungseinheit vorhanden,
– in der Pressenpartie werden die Relativproportionen der Zylinder und Saugwalzen optimiert,
– in der Trockenpartie ist eine Aufpralltrocknungseinheit vorhnden, die unterhalb der Bodenhöhe sitzt, wobei ihre Trocknungsleistung im Vergleich zu dem Zylindertrocknen das Mehrfache beträgt,
– das Kalandrieren in der Trockenpartie verbessert den Kontakt zwischen der Bahn und den Zylindern, wobei in diesem Fall die Trocknungseffizienz der nach dem Kalander angeordneten Zylindern erhöht wird,
– bei einer Papiermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung werden herkömmliche lange Züge in Verbindung mit dem Kalander vermieden.

Es ist eine wesentliche Erkenntnis bei der vorliegenden Erfindung, dass das Gesamtergebnis nicht einmal annährend optimal ist, wenn die aus dem Stand der Technik bekannten Verbesserungen einzeln verwirklicht werden. Beispielsweise wird das Geschwindigkeitspotenzial der Papiermaschine unabhängig davon, wie hoch die Laufgeschwindigkeiten des Formers und der Presse sind, überhaupt nicht erhöht, wenn die Bahn nicht durch die Trockenpartie oder durch eine Finishingvorrichtung läuft. In einer ähnlichen Weise werden beispielsweise mittels Mehrlagenformierung bestimmte Verbesserungen bei den Eigenschaften des Papiers erzielt, jedoch ist es das Vorkalendrieren in der Trockenpartie, dass die maximalen Vorteile schafft.
Der Trockengehalt bei der erfindungsgemäßen Papiermaschine beträgt typischerweise:

– nach dem Stoffauflaufkasten 0,3...3%,
– vor der Presse 18...30%,
– nach der Presse 45...65% in Abhängigkeit von der angewendeten Technik,
– nach dem Vortrockner 55...70% und
– nach der Trockenpartie 92...98% in Abhängigkeit von der Papiersorte.

Nachstehend sind die Komponenten, die für eine erfindungsgemäße Papiermaschine geeignet sind, unter Bezugnahme auf an sich bekannte und in der Patentliteratur und in anderen Veröffentlichungen vorgeschlagenen Lösungen beschrieben. Als Verweis sind die betreffenden Veröffentlichungen in der vorliegenden Patentanmeldung umfasst.
In bezug auf den Mehrlagenstoffauflaufkasten, der für die erfindungsgemäße Papiermaschine geeignet ist, wird auf die in der finnischen Patentanmeldung 964 704 der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung beschriebenen Lösung verwiesen. Bezug genommen wird auf einen Mehrlagestoffauflaufkasten, der Ganzstoffeinlassköpfe, eine Röhrenbank, Zwischenkammern, einen Turbulenzgenerator und einen Auslaufdüsenkonus aufweist. Der Mehrlagenstoffauflaufkasten weist des weiteren eine Einrichtung für ein Liefern der Verdünnungsflüssigkeit zu einer Verteilungsplatte auf, die zwischen dem Einlasskopf und der Röhrenbank angeordnet ist. Bei diesem Stoffauflaufkasten treten die Ganzstoffe separat voneinander zu dem Ende des Auslaufdüsenkonus, wo sie schließlich kombiniert werden, wenn sie zu dem Bahnformer befördert werden. Somit kann für diesen Mehrlagenstoffauflaufkasten die Bezeichnung Faserlagenkopf verwendet werden.
Bei einer erfindungsgemäßen Papiermaschine ist es außerdem möglich, einen in dem finnischen Patent 92 729 der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung beschriebenen Mehrlagenstoffauflaufkasten anzuwenden. Bei dieser Lösung wird in jeden Einlasskopf bei dem Mehrlagenstoffauflaufkasten ein Ganzstoffkonzept geliefert, das aus dem gleichen frischen Ganzstoff hergestellt worden ist, indem zu dem frischen Ganzstoff erforderliche Chemikalien und Füllstoffe hinzugefügt worden sind. Für diesen Mehrlagenstoffauflaufkasten kann somit die Bezeichnung Chemikalien-Füllstofflagenstoffauflaufkasten verwendet werden.
Die Dichte des Ganzstoffes, der von der Auslaufdüsenöffnung des Stoffauflaufkastens einer Papiermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung in den Spaltformer zugeführt wird, kann 1...3% betragen, wohingegen eine normale Dichte des Ganzstoffes ungefähr 0,3...1 beträgt. Das Verfahren, auf das bei der Bahnbildung aus einem Hochdichteganzstoff Bezug genommen werden kann, ist beispielsweise in der Druckschrift „High consistency sheet forming, Teil 1: Research and development of headboxes, Teil 2: Pilot plant test, und Teil 3: Sheet quality and engineering data" von Tadayoshi Nomura et al, Januar 1989, Tappi Journal, Seiten 115...122, 171...176, und 187...192 beschrieben (eine Kopie ist der vorliegenden Patentanmeldung beigefügt). In diesem Zusammenhang wird außerdem auf den Vortrag „New Developments in High Consistency Forming" von Sandgren B., auf der Konferenz SPCI vom 4...7 Juni 1996 verwiesen (eine Kopie ist der vorliegenden Patentanmeldung beigefügt).
Der Umfang der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung umfasst außerdem eine Lösung, bei der lediglich ein Teil der Ganzstoffe bei einem Mehrlagenstoffauflaufkasten eine höhere Dichte hat, wie dies beispielsweise in dem US Patent 4 376 014 vorgeschlagen worden ist.
Bei einer Papiermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen Walzenspaltformer, einen Schuhspaltformer oder einen Walzenschuhspaltformer anzuwenden. Ein vorteilhafter Spaltformer, der für eine Papiermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet ist, ist der Walzenschuhspaltformer, der durch die Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung unter dem Erzeugnisnamen SpeedFormer auf dem Markt gebracht worden ist, wobei in dieser Hinsicht beispielsweise auf den Vortrag „Benchmarks in the Forming of Printing Grades" von Ahonen P., bei der Konferenz Valmet Paper Machine Days vom 13...14 Juni 1996 verwiesen wird (eine Kopie ist der vorliegenden Patentanmeldung beigefügt). Der Spaltformer kann außerdem mit Wasserablaufelementen versehen sein, die belastet werden können, wobei von ihnen ein Ausführungsbeispiel in dem finnischen Patent 98 540 der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung beschrieben ist.
In bezug auf Former, die bei einer Papiermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet werden können, wird außerdem auf das US Patent 4 790 909 (Beloit Corporation) verwiesen, in dem ein Walzenschuhspaltformer beschrieben ist, auf das US Patent 5 201 999 (Beloit Corporation) verwiesen, in dem ein Schuhspaltformer beschrieben ist, und auf das Patent DE 41 17 597 (J.M. Voith GmbH) verwiesen, in dem ein Spaltformer außerdem beschrieben ist.
In dem US Patent 5 160 583 (Beloit Corporation) ist eine integrierte Lösung aus einem Stoffauflaufkasten/Spaltformer beschrieben, bei der der Ganzstoff konstant in einem geschlossenen Raum ist, wenn er sich von dem Stoffauflaufkasten in den Spalt zwischen den Sieben bewegt. Bei dieser Lösung gibt es keinen freien Abgabestrahl und keine freie Ganzstoffoberfläche, die unstabil sein könnte und in einer nachteilhaften Weise bei hohen Geschwindigkeiten zersetzt werden könnte. Bei einer Papiermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine einstückige Lösung aus einem Stoffauflaufkasten/Spaltformer von dieser Art ebenfalls angewendet werden.
Eine zweite Lösung der einstückigen Gestaltung aus einem Stoffauflaufkasten und einem Former, die in günstiger Weise bei einer Papiermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, ist in dem Vortrag „The Contro Flo Former" von Sorma O., TAPPI Engineering Conference 1983 beschrieben (eine Kopie ist der vorliegenden Patentanmeldung beigefügt).
Die vorstehend erwähnten Spaltformer sind vertikal so angeordnet, dass die Bahn des Ganzstoffes im wesentlichen bei einer vertikalen Ebene ist. Bei einer Papiermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung ist es außerdem möglich, einen horizontalen Spaltformer anzuwenden, wobei in diesem Fall die Laufbahn des Ganzstoffes im wesentlichen horizontal ist.
Bei einer Papiermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Vorpressen bei dem Former angewendet. Das Vorpressen findet vorzugsweise mittels einer Langspaltpresse statt, jedoch kann ein Walzenspalt ebenfalls angewendet werden. Die Schuhwalze der Vorpresse kann innerhalb von einer der beiden Siebschleifen in Abhängigkeit von den Einzelheiten des Aufbaus von dem Former und der Pressenpartie angeordnet sein.
In bezug auf das mittels eines Langspaltes stattfindende Vorpressen wird auf das finnische Patent 96 789 der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung verwiesen, in dem eine Pressenpartie und eine Pressstufe, die bei dem Former mittels einer Langspaltpresszone verwirklicht ist, beschrieben sind. In der Langspaltpresszone wird vorzugsweise ein Kompressionsdruck von 0,5...3 MPa angewendet und die Länge der Langspaltpresszone ist vorzugsweise in einem Bereich von 100...300 mm.
In bezug auf ein mittels eines Walzenspaltes stattfindendes Vorpressen wird auf das finnische Patent 98 843 der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung verwiesen, bei dem die Vorpressgewebe aus einem Sieb und einem Übertragungsriemen, das kein Wasser aufnimmt, bestehen, und es wird auf das US Patent 5 522 959 der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung verwiesen, bei dem die Gewebe der Vorpresse, die an dem Ende des Formers angeordnet ist, aus zwei Sieben oder einem Sieb und einem Pressenfilz bestehen.
In dem US Patent 4 879 001 (Beloit Corporation) ist ein Spaltformer beschrieben, bei dem eine Vorpresse auf der Grundlage eines Walzenspaltes vorhanden ist und bei dem der Pressenfilz, der durch die Vorpresse läuft, weiter in den folgenden Schuhspalt läuft.
Bei einer Papiermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Pressenpartie angewendet, bei der zumindest eine Langspaltpresse vorhanden ist.
In bezug auf die Pressenpartie wird auf das finnische Patent 96 789 und auf die Veröffentlichungen des Standes der Technik, auf die in diesem Patent Bezug genommen wird, verwiesen. In dem Patent ist eine Pressenpartie einer Papiermaschine beschrieben, die zumindest zwei separate Pressenspaltzonen aufweist. Zumindest durch die erste Pressenspaltzone laufen zwei Pressengewebe, die Wasser aufnehmen, und die Bahn läuft zwischen diesen Geweben durch die Spaltzone. Die zu pressende Papierbahn hat einen geschlossenen Zug, der durch ein Pressengewebe von dem Aufnahmepunkt zu der Trockenpartie ohne freie ungestützte Züge gestützt ist.
In dem finnischen Patent 81 854 der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung ist eine Idee dahingehend vorgeschlagen worden, dass ein Übertragungsgewebe, das kein Wasser aufnimmt, bei der Presse angewendet wird. Außerdem ist in dem US Patent 4 483 745 (Beloit Corporation) eine Pressenpartie beschrieben, bei der die Bahn durch die Pressenpartie zwischen einem Riemen, der kein Wasser aufnimmt, und einem Pressenfilz läuft. Der Spalt oder die Spalte bei der Pressenpartie können Langspalte oder Walzenspalte sein. Bei einer Papiermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung können diese Übertragungsgewebe, die kein Wasser aufnehmen, in einer an sich bekannten Weise verwendet werden.
In bezug auf die Walzen, die bei der Pressenpartie in einer Papiermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden, wird auf das US Patent 5 084 137 der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung und auf die finnischen Patente 75 217 und 79 177 der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung verwiesen. In diesen Patentanmeldungen sind verschiedene Lösungen von einer Walze mit variabler Bombierung oder einer Walze mit einstellbarer Bombierung beschrieben.
Bei den Walzen der Pressenpartie können Gleitlager ebenfalls verwendet werden. Lösungen mit Gleitlagern sind in dem finnischen Patent 97 565 der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung und in der finnischen Patentanmeldung 970 624 der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung beschrieben.
Bei einer Papiermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung ist es außerdem möglich, ein Impulstrocknen bei der Pressenpartie anzuwenden.
In bezug auf das Impulstrocknen wird auf das finnische Patent 89 284 der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung verwiesen, in dem ein Verfahren zum Impulstrocknen und ein Impulstrockner beschrieben sind.
Ein Impulstrocknen ist außerdem in dem US Patent 4 324 613 (Wahren) in dem WO Patent 95/10 659 (Beloit Corporation) und in dem EP Patent 0 296 730 (Pulp and Paper Research Institute of Canada et al) beschrieben.
Anstelle des Impulstrocknens ist es bei der Pressenpartie außerdem möglich, ein Heißpressen anzuwenden. Ein Heißpressen ist in restlicher Hinsicht ähnlich einem Impulstrocknen, jedoch werden bei einem Heißpressen niedrigere Temperaturen angewendet. Bei einem Heißpressen ist die Oberflächentemperatur der Gegenwalze in einem Bereich von ungefähr 60...170°C und bei einem Impulstrocknen ist sie höher als 170°C.
Bei einer Papiermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Vortrockenpartie angewendet, die zwischen der Pressenpartie und der eigentlichen Trockenpartie angeordnet ist. Die Vortrockenpartie kann aus einem Aufpralltrocknungs- und/oder Durchtrocknungszylinder bestehen, der einen sehr großen Durchmesser hat und der mit einem perforierten Mantel versehen ist. Die Vorpressenpartie kann außerdem aus einer im wesentlichen ebenen Trockenpartie bestehen, bei der ein Aufpralltrocknen angewendet wird, oder sie kann aus einer Trockenpartie der Condebelt-Art bestehen.
In bezug auf die ebene Vortrockenpartie, die mit dem Aufpralltrocknen versehen ist, wird auf die finnische Patentanmeldung 954 714 der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung verwiesen. In dieser Patentanmeldung ist eine Vortrockenpartie beschrieben, bei der die Bahn in einer im wesentlichen horizontalen Ebene zwischen einem oberen und einem unteren Trocknungssieb läuft und bei der ein Aufpralltrocknen bei der Bahn durch das obere Sieb mittels einer oberen Aufpralltrockeneinheit angewendet wird, und das Aufpralltrocknen wird bei der Bahn durch das untere Sieb mittels einer unteren Trocknungseinheit angewendet.
In dem US Patent 4 361 466 (Beloit Corporation) ist eine ebene geringfügig nach oben gekrümmte relativ lange Vortrockenpartie beschrieben. Hierbei läuft die Bahn an einer Riemenschleife, die gegenüber Luft durchlassfähig ist und von unten durch Walzen gestützt ist. Oberhalb der Bahn befinden sich Aufpralltrocknungseinheiten, durch die Trocknungsluft zu der Bahn hin geblasen wird.
Bei dem Condebelttrocknen laufen die Bahn und der Trocknungsfilz, der die Bahn stützt, zwischen zwei Metallbändern, die Schleifen ausbilden. Das Metallband, das mit der Bahn in Kontakt steht, wird erwärmt, damit das Wasser aus der Bahn verdampft, und das Metallband, das mit dem Trocknungsfilz in Kontakt steht, wird gekühlt, damit das Wasser, das von der Bahn in den Trocknungsfilz verdampft ist, kondensiert.
In bezug auf das Condebelttrocknen wird auf die finnischen Patente 59 439, 80 102 und 96 790 der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung und auf den Vortrag verwiesen, der bei dem Seminar bei The Helsinki Symposium on Alternate Methods of Pulp and Paper drying „An Assessment of the Quality Aspects of Condebelt Dried Board and Paper" von Unkila K., et al, Tampella Papertech Oy (eine Kopie ist der vorliegenden Patentanmeldung beigefügt) gehalten wurde.
Die Trockenpartie bei einer Papiermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung beginnt in vorteilhafter Weise mit einer normalen Zylindertrocknungsgruppe, die einen Einzelsiebzug anwendet, bei der die Trocknungszylinder oben angeordnet sind und die Umkehrsaugwalzen unten angeordnet sind.
Nach der ersten Zylindertrocknungsgruppe bei der Trockenpartie ist ein Anwenden einer Trocknungseinheit möglich, die in dem finnischen Patent 100 013 beschrieben ist und die aus einem Aufpralltrocknungs- und/oder Durchtrocknungszylinder mit einem großen Durchmesser besteht, wobei an jeder der Seiten Kontakttrocknungszylinder eingesetzt sind. Bei der Trockenpartie kann eine oder können mehrere derartige Trocknungseinheiten vorhanden sein. In diesem Zusammenhang wird außerdem auf die Druckschrift „Neue Trockenpartiekonzepte für Papiermaschinen" („New dryer section concepts for paper machines") von Yli-Kauppila J., Ilvespää H., Das Papier, Heft 10A, 1995 verwiesen (eine Kopie ist der vorliegenden Patentanmeldung beigefügt).
In bezug auf den Ort eines Aufpralltrocknungs- und/oder Durchtrocknungszylinders mit einem großen Durchmesser wird außerdem auf die finnische Patentanmeldung 971 713 der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung verwiesen, bei der der Aufpralltrocknungs- und/oder Durchtrocknungszylinder mit dem großen Durchmesser in einem Raum unterhalb der Bodenhöhe der Papiermaschinenhalle eingesetzt ist und mit einer Gebläsehaube versehen ist, die geöffnet und geschlossen werden kann.
In bezug auf Aufpralltrocknungseinheiten wird auf die finnische Patentanmeldung 951 746 der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung verwiesen, bei der erwärmte Luft mittels einer Aufpralltrocknungseinheit, die oberhalb eines Trocknungszylinders eingebaut ist, durch das Trocknungssieb gegen die Bahn geblasen wird, die an der Seite des Trocknungszylinders läuft.
Bei einem Aufpralltrocknen wird heiße Luft oder überhitzter Dampf angewendet. In der Aufpralltrocknungshaube sind Erwärmungs- und Gebläseeinrichtungen integriert, wie dies in der finnischen Patentanmeldung 980 766 der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung beschrieben ist.
Das Endstückende der Trockenpartie einer Papiermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung besteht aus Trocknungsgruppen, die einen Einzelsiebzug anwenden, und wobei bei diesen Gruppen die Trocknungszylinder oben angeordnet sind und die Umkehrsaugwalzen unten angeordnet sind.
Bei der Trockenpartie wird außerdem eine Regulierung des Rollens der Papierbahn ausgeführt. Dies wird in einer an sich bekannten Weise mittels Dampfkästen und/oder mittels Aufpralltrocknungseinheiten ausgeführt, die in Verbindung mit Trocknungszylindern eingesetzt sind.
Bei einer Papiermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung ist es außerdem möglich, eine Oberflächenbehandlungspartie anzuwenden, beispielsweise eine Oberflächenleim- und Pigmentiervorrichtung, die von der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung mit dem Erzeugnisnamen SymSizer auf dem Markt gebracht worden ist.
Bei einer Papiermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung ist es bei der Oberflächenleimanlage ebenfalls möglich, ein Riemenstützen anzuwenden, wobei in dieser Hinsicht auf die finnische Patentanmeldung 970 387 der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung verwiesen wird.
Das Rollen einer Papierbahn wird in den Weisen gesteuert, die beispielsweise in der finnischen Patentanmeldung 964 830 der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung oder in den Veröffentlichungen vorgeschlagen worden sind, auf die in dieser Patentanmeldung bezug genommen wird. In der Trockenpartie ist die Regulierung des Rollens mittels Dampfkästen verwirklicht worden, jedoch ist es anstelle von und/oder zusätzlich zu den Kästen möglich, Aufpralltrocknungskästen anzuwenden, die an den Trocknungszylindern in der Trockenpartie sitzen.
Bei einer Papiermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Vorkalendrieren oder irgendein anderes Vorfinishing in der Trockenpartie ausgeführt. In bezug auf das Vorkalendrieren wird auf die finnische Patentanmeldung 960 925 der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung verwiesen. Innerhalb einer Trocknungsgruppe, die einen normalen Einzelsiebzug anwendet, oder in Verbindung mit dem letzten Trocknungszylinder ist ein freier Raum eingerichtet, in dem eine Kalendrierwalze sitzt. Zusammen mit einem Trocknungszylinder oder einer Trocknungswalze bildet die Kalendrierwalze einen Kalendrierspalt aus. Die Kalendrierwalze kann außerdem eine Langspaltwalze sein.
Die vorstehend erwähnte Oberflächenbehandlung kann auch in der Trockenpartie ausgeführt werden.
In bezug auf die bei der Trockenpartie verwendeten Umkehrsaugwalzen kann auf die in dem finnischen Patent 83 680 der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung beschriebene Walzenlösung verwiesen werden. Es wird auf eine Walze bezug genommen, die von der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung unter dem Erzeugnisnamen VacRoll auf dem Markt gebracht worden ist, wobei diese Walze mit einem perforierten Mantel versehen ist und wobei bei der Walze kein separater Saugkasten vorhanden ist, sondern der gesamte Innenraum in dem Walzenmantel wird bei einem Unterdruck gehalten. Natürlich können herkömmliche Saugwalzen ebenfalls als Umkehrwalzen arbeiten.
Bei einer Papiermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung ist es ebenfalls möglich, einen Weichkalander OptiSoft, der durch die Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung auf den Markt gebracht worden ist, oder einen Superkalander OptiLoad, der von der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung auf den Markt gebracht worden ist, zu verwenden, wobei der Kalander in dem finnischen Patent 96 334 der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung beschrieben ist.
Die Übertragung der Papierbahn von der Trockenpartie zu dem Kalander ist vorzugsweise als ein geschlossener Zug verwirklicht worden. In dieser Hinsicht wird auf die finnischen Patentanmeldung 973 725 der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung verwiesen, in der ein geschlossener Zug von einem Trocknungszylinder der Trockenpartie zu einem Superkalander beschrieben ist.
Bei einer Papiermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, für den Aufroller einen Aufroller OptiReel zu verwenden, der von der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung auf den Markt gebracht worden ist, wobei dieser Aufroller in dem finnischen Patent 96 334 der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung beschrieben ist.
Die Übertragung der Papierbahn zu dem Aufroller wird vorzugsweise ebenfalls als ein geschlossener Zug verwirklicht. In dem Patent DE 43 28 310 (Voith) ist ein geschlossener Zug der Bahn zu dem Aufroller bereits beschrieben.
Nachstehend ist die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei die vorliegende Erfindung jedoch keineswegs auf die Einzelheiten der Darstellungen allein beschränkt sein soll.
1 zeigt eine Papiermaschine des Standes der Technik.
2 zeigt eine Papiermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung.
3 zeigt eine vergrößerte Ansicht von dem Anfangsende der in 2 gezeigten Papiermaschine.
4 zeigt eine vergrößerte Ansicht von dem mittleren Teil der in 2 gezeigten Papiermaschine.
5 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Endstückendes der in 2 gezeigten Papiermaschine.
6 zeigt eine vergrößerte Ansicht von einem zweiten Endstückende der in 2 gezeigten Papiermaschine, wobei dieses Endstückende mit einem Superkalander versehen ist.
7 zeigt die Anwendung der Prinzipien einer Papiermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung bei einer Nachtrockenpartie.
1 zeigt eine Papiermaschine, die den Stand der Technik darstellt, wobei bei der Maschine ein Verdünnungsstoffauflaufkasten 100, der durch die Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung unter dem Markennamen SymFlo auf den Markt gebracht worden ist, ein Spaltformer 200, der durch die Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung unter dem Markennamen SpeedFormer auf den Markt gebracht worden ist, eine Pressenpartie 300, die mit einem Langspalt versehen ist und von der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung unter dem Markennamen SymPress auf den Markt gebracht worden ist, eine Trockenpartie 500, die zu dem Boden hin offen ist und die einen Einzelsiebzug anwendet und die durch die Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung unter dem Markennamen SymRun auf den Markt gebracht worden ist, einen mit zwei Spalten versehenen Weichkalander 700, der durch die Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung unter dem Markennamen OptiSoft auf den Markt gebracht worden ist, und einen Aufroller 600, der unter dem Markennamen OptiReel von der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung auf den Markt gebracht worden ist, vorhanden sind. Die Zielgeschwindigkeit einer derartigen Zeitungsdruckpapiermaschine des Standes der Technik beträgt ungefähr 1800 Meter je Minute und ihre Gesamtlänge L beträgt ungefähr 130 Meter.
2 zeigt eine Papiermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei bei der Maschine ein Mehrlagenstoffauflaufkasten 100, ein Spaltformer 200, der mit einer Vorpresse versehen ist, eine Pressenpartie 300, die mit einer Langspaltpresse versehen ist, eine Vortrockeneinheit 400, eine Trockenpartie 500 und ein Aufroller 600 vorhanden sind. Die Zielgeschwindigkeit einer derartigen Papiermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung beträgt ungefähr 2500 Meter je Minute und ihre Gesamtlänge L beträgt gerade ungefähr 70 Meter.
3 zeigt das Anfangsende der in 2 gezeigten Papiermaschine mit einem Stoffauflaufkasten 100, einem Spaltformer 200 und einer Pressenpartie 300. Bei dem Spaltformer 200 sind eine erste Siebschleife 201 und eine zweite Siebschleife 202 vorhanden, zwischen denen eine im wesentlichen vertikale Formerzone A ausgebildet ist. Von dem Stoffauflaufkasten 100 wird der Ganzstoff in den Zwischenraum, der durch die Siebe 201, 202 ausgebildet ist, zwischen die Formerwalze 203 und die Brustwalze 204 zugeführt. Nach der Formerzone A wird die Laufrichtung der Bahn W, die ausgebildet wird, mittels einer Saugwalze 205 gedreht, wobei mittels deren Saugvorgang die Bahn W von dem ersten Sieb 201 getrennt wird und dazu gebracht wird, dass sie an dem zweiten Sieb 202 anhaftet, an dessen Fläche die Bahn W in einen Vorpressenspalt N₁ befördert wird. Der Vorpressenspalt N₁ ist ein so genannter Langspalt, der durch eine Schuhwalze 304 und eine Gegenwalze 303 ausgebildet ist. In dem Vorpressspalt N₁ läuft die Bahn W zwischen einem ersten Pressenfilz 301 und dem zweiten Sieb 202. Von dem Vorpressenspalt N₁ läuft die Bahn W zwischen dem zweiten Sieb 202 und dem ersten Pressenfilz 301 zu dem Aufnahmepunkt B, an dem die Bahn W von dem zweiten Sieb 202 mittels einer Aufnahmesaugwalze 305 abgetrennt wird und gestützt von dem ersten Pressenfilz 301 in die Pressenpartie befördert wird.
In der Pressenpartie tritt die Bahn W zwischen dem ersten Pressenfilz 301 und dem zweiten Pressenfilz 302, wobei dort die Bahn W in den ersten eigentlichen Pressenspalt N₂ läuft. Dieser eigentliche Pressenspalt N₂ ist ein so genannter Langspalt, der durch eine Schuhwalze 308 und eine Gegenwalze 309 ausgebildet ist. Nach dem eigentlichen Pressenspalt N₂ wird die Bahn W von dem zweiten Pressenfilz 302 getrennt und gestützt von dem ersten Pressenfilz 301 zu einer Umkehrsaugwalze 310 befördert. An der Umkehrsaugwalze 310 wird die Laufrichtung des Pressenfilzes 301 und der Bahn W, die dem Pressenfilz 301 folgt, zu einer im wesentlichen vertikalen Ebene gedreht. An dem Abschnitt zwischen der Umkehrsaugwalze 310 und der Führungswalze 311 des ersten Pressenfilzes, die nach der Umkehrsaugwalze 310 folgt, wird an dem Punkt C die Bahn W zu einem Aufpralltrocknungs- und/oder Gegenströmungstrocknungszylinder mit einem großen Durchmesser bei dem Vortrockner befördert.
4 zeigt den mittleren Abschnitt der Papiermaschine mit einer Vortrockenpartie 400 und einer Trockenpartie 500. Die Vortrockenpartie 400 besteht aus einem Saugzylinder 401, der einen sehr großen Durchmesser hat und mit einem perforierten Mantel versehen ist, wobei für diesen Zylinder nachstehend die Bezeichnung großer Zylinder verwendet wird. Ein Trocknungssieb 403 läuft um den großen Zylinder 401 herum, wobei dieses Trocknungssieb 403 von der Flächen des großen Zylinders 401 an dem Bodenabschnitt des großen Zylinders 401 mittels Führungswalzen 404 abgetrennt wird. An dem großen Zylinder 401 sitzt eine Aufpralltrocknungsvorrichtung 402, durch die Trocknungsluft gegen die Bahn W geblasen werden kann. Mittels eines derartigen Aufpralltrocknungs- und/oder Durchtrocknungszylinders 400 mit einem sehr großen Durchmesser ist die Länge zum Trocknen der Bahn in bezug auf das Voranschreiten der Bahn in der Maschinenlängsrichtung der Papiermaschine optimal.
Der Durchmesser des großen Zylinders wird in der Regel so gewählt, dass er größer als 8 Meter, vorzugsweise ungefähr 8...20 Meter, beträgt. Ein ausreichend großer Durchmesser des großen Zylinders und ein ausreichend großer Hüllsektor des Trocknungssiebes und der Bahn, ungefähr 200...300° vorzugsweise ungefähr 220...280°, haben die Wirkung, dass die Bahn eine ausreichend lange Entfernung und Zeit für ein Aufpralltrocknen/Durchtrocknen an dem großen Zylinder sogar bei hohen Geschwindigkeiten hat. Ein großer Durchmesser erhöht außerdem die kritische Geschwindigkeit des großen Zylinders und hat dadurch eine günstige Wirkung auf die Schwingungseigenschaften des großen Zylinders.
Die Bahn W wird von der Pressenpartie zu dem großen Zylinder 401 der Vortrocknungspartie 400 an dem Punkt C übertragen. An dem Punkt C folgt der erste Pressenfilz 301 der Pressenpartie der Fläche des großen Zylinder 401 eine bestimmten Entfernung, wobei danach der Saugvorgang des großen Zylinders 401 die Bahn W von dem ersten Pressenfilz 301 abtrennt und bewirkt, dass die Bahn W an dem Trocknungssieb 403 anhaftet, das um den großen Zylinder 401 herum läuft.
Der Vortrockenpartie 400 folgt die eigentliche Trockenpartie 500, bei der drei Trocknungsgruppen R₁, R₂, R₃ mit lediglich einem Einzelsiebzug vorhanden sind. Die erste Gruppe ist eine Trocknungsgruppe R₁, die zu dem Boden hin offen ist, bei der die Trocknungszylinder 501, 502, 503, 504 oben angeordnet sind und die Umkehrsaugwalzen 505, 506, 507, 508 unten angeordnet sind. In bezug auf die Bodenhöhe LT der Papiermaschinehalle sind die mittleren Trocknungszylinder 502, 503 in der obersten Reihe angeordnet und die äußeren Trocknungszylinder 501, 504 sind in einer Reihe angeordnet, die bei einer geringfügig niedrigeren Höhe angeordnet sind. Die äußersten Umkehrsaugwalzen 505, 507 sind wiederum in der Reihe bei der niedrigsten Höhe angeordnet, und die mittlere Umkehrsaugwalze 506 ist in einer Reihe angeordnet, die bei einer geringfügig höheren Höhe angeordnet ist. Der Durchmesser der mittleren Trocknungszylinder 502, 503 ist geringfügig größer als der Durchmesser der äußeren Trocknungszylinder 501, 504. Durch einen derartigen Aufbau ist die Trocknungslänge der Bahn in bezug auf das Voranschreiten der Bahn in der Maschinenrichtung optimiert.
An dem ersten Umkehrsaugzylinder 508 in der ersten Trocknungsgruppe R₁ wird die Bahn W von dem Trocknungssieb des großen Zylinders 401 abgetrennt und an dem Trocknungssieb 509 der ersten Trocknungsgruppe R₁ befestigt, wobei danach die Bahn W sich schlängelnd zwischen den Umkehrsaugwalzen 505, 506, 507 und den Trocknungszylindern 501, 502, 503 läuft.
Von dem letzten Trocknungszylinder 504 der ersten Trocknergruppe R₁ wird die Bahn W in dem Spalt zwischen dem Trocknungszylinder 504 und dem Trocknungssieb 524 der zweiten Trocknergruppe R₂ zu dem Trocknungssieb 524 der zweiten Trocknergruppe R₂ und zu der ersten Umkehrsaugwalze 521 bei der zweiten Trocknergruppe R₂ übertragen. Von der Umkehrsaugwalze 521 wird die Bahn W zu dem ersten Trocknungszylinder 522 in der zweiten Trocknergruppe R₂ und von diesem Zylinder weiter zu einem Aufpralltrocknungs- und/oder Durchtrocknungszylinder 523 mit einem großen Durchmesser übertragen, der unterhalb der Bodenhöhe IT der Papiermaschinenhalle angeordnet ist. Die Aufpralltrocknungseinheiten des Aufpralltrocknungszylinders 523 sind mit den Bezugszeichen 525 und 526 bezeichnet. Von dem Aufpralltrocknungszylinder 523 wird die Bahn W zu dem Trocknungszylinder 531 übertragen, der zwischen der zweiten Trocknergruppe R₂ und der dritten Trocknergruppe R₃ angeordnet ist. Mittels des Aufpralltrocknungs- und/oder Durchtrocknungszylinders 523, der unter der Bodenhöhe LT der Papiermaschinenhalle angeordnet ist, wird eine lange Trocknungslänge für die Bahn in Bezug zu dem Vorschreiten der Bahn in der Maschinenrichtung erhalten.
Die Bahn W wird zu dem Trocknungszylinder 531, der zwischen der zweiten Trocknergruppe R₂ und der dritten Trocknergruppe R₃ angeordnet ist, an dem Trocknungssieb 524 der zweiten Trocknergruppe R₂ übertragen, wobei dieses Sieb eine bestimmte Entfernung an der Fläche des Trocknungszylinders 531 läuft. Nachdem das Trocknungssieb 524 der zweiten Trocknergruppe R₂ von dem Trocknungszylinder 531 weggegangen ist, tritt die Bahn W in den Kalendrierspalt N_k zwischen dem Trocknungszylinder 531 und der Walze 532. Hierbei bilden der Trocknungszylinder 531 und die Walze 532 eine Oberflächenbehandlungsvorrichtung P aus. Nach dem Kalendrierspalt N_k wird die Bahn W zu dem Trocknungssieb 549 der dritten Trocknergruppe R₃ übertragen, das eine bestimmte Entfernung an der Fläche des Trocknungszylinder 531 läuft, der zwischen der zweiten Trocknergruppe R₂ und der dritten Trocknergruppe R₃ angeordnet ist.
Die dritte Trocknergruppe R₃ ist ähnlich der ersten Trocknergruppe R₁. Von dem letzten Trocknungszylinder 544 bei der dritten Trocknergruppe R₃ überträgt das Trocknungssieb 549 der dritten Trocknergruppe R₃ die Bahn W zu dem Aufroller, wobei danach das Sieb zu der ersten Umkehrsaugwalze 545 bei der dritten Trocknergruppe R₃ zurückkehrt. Oberhalb des Zylinders 543 sitzt eine Aufpralltrocknungshaube 580, durch die es möglich ist, sowohl das Trocknen zu verstärken als auch ein doppelseitiges Trocknen in günstiger Weise in Hinblick auf die Steuerung des Rollens vorzusehen.
5 zeigt das Endstückteil einer Papiermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem Aufroller 600. Die Bahn W, die an dem Trocknungssieb gestützt ist, wird in den Spalt N₁₀ zwischen dem Aufrollzylinder 601 und der Ausrichtwalze 602 gebracht, wobei an diesem Spalt die Bahn W von dem Trocknungssieb 549 der dritten Trocknergruppe R₃ abgetrennt wird und an der Fläche des Aufrollzylinders 601 befestigt wird, der im Spalt N₁₀ unten angeordnet ist. Dieser untere Aufrollzylinder 601 bildet auch den Aufrollspalt N₁₁ mit der auszubildenden Maschinenrolle MR₀. In der Zeichnung ist eine vollendete Maschinenrolle MR₁ ebenfalls dargestellt, wobei diese Rolle darauf wartet, dass sie zu einem Speicher befördert wird.
6 zeigt eine Situation, bei der die Bahn W von der dritten Trocknergruppe R₃ zu einem in der Fertigungslinie befindlichen Superkalander 700 befördert wird. Hierbei wird die Bahn W als ein offener Zug von dem letzten Trocknungszylinder 544 bei der dritten Trocknergruppe R₃ zu dem oberen Spalt N_y des Superkalanders befördert. Danach läuft die Bahn über Entnahmeführungswalzen und durch die Spalte bei dem Superkalander und wird von dem unteren Spalt N_a des Superkalanders zu dem Aufroller 600 befördert. Bei dem Aufroller wird die Bahn W durch den Spalt N₁₁ zwischen dem Aufrollzylinder 601 und der auszubildenden Rolle MR₀ zu der Rolle MR₀ befördert. Natürlich kann auch in Verbindung mit einem in der Fertigungslinie befindlichen Superkalander der Zug beispielsweise in der vorstehend beschriebenen Weise als ein geschlossener Zug verwirklicht werden.
7 zeigt eine Nachtrockenpartie bei einer Papiermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung. Wie dies in der Zeichnung gezeigt ist, tritt die Bahn in die Oberflächenleim-Pigmentiereinheit P beispielsweise zu einer Vorrichtung, die durch die Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung unter dem Erzeugnisnamen SymSizer auf den Markt gebracht worden ist, die beide Seiten der Bahn gleichzeitig oberflächenbehandelt. Danach tritt die Bahn über eine Drehvorrichtung 515 zu der Nachtrockenpartie, die im wesentlichen aus Gruppen R₁₀, R₁₁, R₁₂ besteht, die zu dem Boden hin offen sind und die mit einem Einzelsiebzug versehen sind. Die Übertragung zu der Oberflächenleimeinheit und weiter zu der Nachtrockenpartie kann auch in einer aus dem Stand der Technik bekannten Weise gestützt werden. In der Nachtrockenpartie sitzt ein Kalander 532, 533. Die Kalanderwalze 532 kann einen Kalendrierspalt mit einem Trocknungszylinder oder in höchst geeigneter Weise mit einer erwärmbaren zweiten Walze 533 ausbilden. An dem Ende der Trockenpartie sitzt eine Aufpralltrocknungseinheit 590, wobei durch diese Einrichtung die Trocknungsleistung erhöht wird und das Rollen der Bahn, das ansonsten von dem einseitigen Trocknen herrühren würde, gesteuert wird. Die Aufpralltrocknungswalze 591 ist mit ihrer eigenen Siebzirkulation 592 versehen. Die Übertragung von der Trockenpartie zu dem Aufroller 600 ist geschlossen, während ein Sieb 595 oder dergleichen die Bahn stützt. Natürlich kann die Übertragung zu dem Aufroller 600 auch im Hinblick auf beispielsweise ein Einsetzen von Vorrichtungen, die die Eigenschaften des Papiers durch die Bahn in diesem Bereich messen, offen sein. In diesem Fall wird bevorzugt, dass zumindest ein Trocknungs- oder Kühlzylinder nach der Saugwalze 596 angeordnet ist, die die Bahn von dem Sieb der Aufpralltrocknungseinheit 600 aufnimmt, so dass bei der Übertragung zu dem Aufroller 600 es möglich ist, Lösungen des Standes der Technik anzuwenden, die als betreibbar befunden worden sind, beispielsweise Lösungen, die in 2 der vorliegenden Patentanmeldung dargestellt sind. Die in der Zeichnung gezeigte Aufpralltrocknungseinheit 590 kann ebenfalls für die Steuerung des Feuchtigkeitsprofils oder des Spannungsprofils der Bahn verwendet werden.
Nachstehend sind die Patentansprüche dargelegt und die Einzelheiten der vorliegenden Erfindung können Variationen innerhalb des Umfangs der erfinderischen Idee aufzeigen, die in den Ansprüchen definiert ist, und sich von den vorstehend dargelegten Angaben in lediglich beispielartiger Weise unterscheiden.

Claims

Integrierte Papiermaschine, die in der Laufrichtung der Bahn Folgendes aufweist: – einen Mehrlagenstoffauflaufkasten (100), – eine Pressenpartie (300), bei der zumindest eine Langspaltpresse (308, 309) vorhanden ist, – eine Trockenpartie (500), bei der zumindest eine Trocknergruppe (R₁, R₂, R₃), die einen Einzelsiebzug anwendet, und auch eine Oberflächenbehandlungsvorrichtung (P) für die Bahn vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine des weiteren Folgendes aufweist: – einen Spaltformer (200), bei dem zumindest eine Vorpresse (303, 304) vorhanden ist, – eine Vortrockenpartie (400), bei der die Bahn (W) mittels einer Hochleistungstrocknereinheit vor der Trockenpartie (500) getrocknet wird, und – die Papiermaschine mit einem geschlossenen Bahnzug zumindest bis zu dem Ende der Trockenpartie (500) versehen ist.
Papiermaschine gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mehrlagenstoffauflaufkasten (100) ein Stoffauflauf kasten für Füllstofflage/chemische Lage ist.
Papiermaschine gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mehrlagenstoffauflaufkasten (100) ein Faserlagenstoffauflaufkasten ist.
Papiermaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Spaltformer (200) Wasserablaufelemente hat, die belastet werden können.
Papiermaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorpresse bei dem Spaltformer (200) aus einer Langspaltpresse (303, 304) besteht.
Papiermaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Pressenpartie (300) ein Impulstrockner oder eine Heißpressvorrichtung vorhanden ist.
Papiermaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Gewebe bei der Pressenpartie (300) ein Übertragungsriemen ist, der kein Wasser aufnimmt.
Papiermaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Pressenpartie (300) mit zwei Filzen versehen ist.
Papiermaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Pressenpartie (300) mit einem Filz versehen ist.
Pressenpartie gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vortrockenpartie (400) aus Aufpralltrockenvorrichtungen besteht, die oberhalb und/oder unterhalb der Bahn (W) sitzen.
Papiermaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vortrockenpartie (400) aus einem Saugzylinder (401) mit großem Durchmesser, der mit einem perforierten Mantel versehen ist, und aus einer Aufpralltrockeneinheit (402) besteht, die mit diesem Zylinder verbunden ist.
Papiermaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vortrockenpartie (400) aus einer Trockenpartie der Condebelt-Art besteht.
Papiermaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Trockenpartie (500) Zylindertrockengruppen (R₁, R₂, R₃) aufweist, die einen Einzelsiebzug anwenden und die zu dem Boden hin offen sind.
Papiermaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Trockenpartie (500) zumindest eine Walze (523) mit großem Durchmesser aufweist, wobei in diesem Zusammenhang eine Aufpralltrockenanlage (525, 526) eingesetzt ist.
Papiermaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei Trocknungsgruppen (R₁, R₃), die einen Einzelsiebzug anwenden und die zu dem Boden hin offen sind, die Trockenpartie (500) eine Trocknungsgruppe (R₂) aufweist, die einen Einzelsiebzug anwendet und die einen Trocknungszylinder (523) mit einem großen Durchmesser hat, der unterhalb der Bodenebene (LT) der Papiermaschinenhalle eingesetzt ist, wobei in Verbindung mit diesem Zylinder eine Aufpralltrockenanlage (525, 526) eingesetzt ist.
Papiermaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest an dem Endstückende der Trockenpartie eine Durchtrocknungsvorrichtung (580) vorhanden ist, die durch das Sieb bläst, wobei durch diese Einrichtung das Rollen der Bahn reguliert wird.
Papiermaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Endstückende der Trockenpartie eine Aufpralltrockeneinheit (590) vorhanden ist, wobei durch diese Einrichtung das Rollen der Bahn reguliert wird.
Papiermaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Trockenpartie (500) außerdem eine Bahnoberflächenbehandlungsanlage (P) vorhanden ist.
Papiermaschine gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenbehandlungsanlage (P) aus einer Kalendrieranlage (531, 532) besteht, bei der das Kalendrieren gegen einen Zylinder (531) ausgeführt wird.
Papiermaschine gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenbehandlungsanlage (P) aus einer Kalendrieranlage (531, 532) besteht, bei der das Kalendrieren zwischen zwei Walzen ausgeführt wird.
Papiermaschine gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenbehandlungsanlage (P) aus einer Oberflächenleimvorrichtung besteht.
Papiermaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoffauflaufkasten (100) und die Siebpartie (200) eine derartige integrierte Einheit ausbilden, bei der der Auslaufdüsenstrahl keine freie Oberfläche hat.
Papiermaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Papiermaschine des weiteren einen in der Fertigungslinie befindlichen Superkalander (700) aufweist.
Papiermaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Papiermaschine des weiteren einen in der Fertigungslinie befindlichen Weichkalander aufweist.
Papiermaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Kalander ein sogenannter Schuhkalander ist.
Papiermaschine gemäß einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Zug der Bahn von der Trockenpartie (500) zu dem Kalander (700) ein geschlossener Zug ist.
Papiermaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Papiermaschine des weiteren einen Aufroller (600) aufweist.
Papiermaschine gemäß Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Zug der Bahn von der Trockenpartie (500) zu dem Aufroller (600) ein geschlossener Zug ist.