EP1586697B1 - Papiermaschine - Google Patents

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EP1586697B1
EP1586697B1 EP05101588A EP05101588A EP1586697B1 EP 1586697 B1 EP1586697 B1 EP 1586697B1 EP 05101588 A EP05101588 A EP 05101588A EP 05101588 A EP05101588 A EP 05101588A EP 1586697 B1 EP1586697 B1 EP 1586697B1
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EP
European Patent Office
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fibrous web
cylinder
drying
calendering
drying arrangement
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EP05101588A
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English (en)
French (fr)
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EP1586697A1 (de
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Rüdiger Dr. Kurtz
Jörg Dr. Rheims
Udo Gabbusch
Joachim Hinz
Ingolf Cedra
Holger Humberg
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Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
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Publication date
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F5/00—Dryer section of machines for making continuous webs of paper
    • D21F5/02—Drying on cylinders
    • D21F5/04—Drying on cylinders on two or more drying cylinders
    • D21F5/042—Drying on cylinders on two or more drying cylinders in combination with suction or blowing devices
    • D21F5/044—Drying on cylinders on two or more drying cylinders in combination with suction or blowing devices using air hoods over the cylinders
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G1/00—Calenders; Smoothing apparatus

Definitions

  • the invention relates to a machine for producing a paper, board, tissue or other fibrous web from a pulp suspension with a heated cylinder and a pressure hood comprising a dry assembly and a calender for smoothing the fibrous web.
  • moisture gradient calendering In known paper machines, the paper web is guided with uniform moisture distribution in all three spatial directions within the paper web to the calender. Subsequently, for effective calendering to produce a moisture gradient in the direction of the web thickness (z direction) ("moisture gradient calendering"), a steam blower box for condensate film formation is usually used on the paper web side associated with the hot roll in the calender nip.
  • the WO01 / 14637 discloses a paper machine in which the fibrous web is first passed over a Yankee drying cylinder and then through a smoothing assembly. According to this document, in this case the side facing the Yankee drying cylinder, which also faces the hard roller of the smoothing arrangement.
  • the US6,207,019 discloses a machine for treating a paper web in which the paper web is first passed over a drying cylinder and then via a smoothing arrangement with rollers.
  • this object is achieved in that the smoothing unit (13, 32) comprises one or more nips and that the hard and heatable roller (s) (14, 33, 35) of the calender (13, 32) the side facing away from the cylinder (6) of the drying arrangement (5, 31) faces the fibrous web (1, 21) and that the pressure hood (7, 30) is cooled.
  • the circulating screen of the dry arrangement cools sufficiently so that it cools on the side facing away from the drying cylinder on contact with the fibrous web in the drying arrangement to such an extent that there is more on this side Moisture in the fibrous web remains as on the other side.
  • the drying arrangement may be arranged downstream of the calendering unit, a device for wetting the fibrous web on the side remote from the drying cylinder in order to further increase the already existing moisture profile.
  • a steam blow box or a spray dampening unit is particularly suitable.
  • a shoe calender is advantageously used, in which the moister side of the fibrous web wraps around a heatable roller against which a non-heated press shoe presses.
  • a calender can be used, in which between the Heatable rollers each a soft roller is interposed.
  • the temperature and the contact pressure of the drying cylinder in the drying arrangement are selected such that the side of the fibrous web facing the drying cylinder receives the smoothness state required for the reeling of the fibrous web when passing through the drying arrangement.
  • the invention thus provides the combination of a dry arrangement and a calender in such a way that the moist and the cold side of the drying arrangement, ie the side facing the pressure hood, generated by the condensation of the water from the fibrous web and through the cold sieves is characterized and is also adversely provided with strong screen marks, in the immediately following calender, preferably in a hot shoe calender, is performed on the hot calender roll in the nip.
  • the smooth and hot paper side produced by the dryer assembly often does not require further additional treatment or smoothering.
  • the moisture of the fibrous web at the exit from the drying arrangement on the side facing the sieve is to be optimized so that the resulting sieve mark can be removed by the smoother still by a very hot side of the roll meets this side in the nip.
  • a machine for producing a fibrous web 1 ( Fig. 1 ) comprises a drying device 4 comprising a plurality of drying cylinders 2 and deflection rollers 3. The latter is arranged downstream of a drying arrangement 5 with a heated drying cylinder 6 and a pressure hood 7 with a cooling medium contained therein.
  • the dry content of the fibrous web 1 before entry into the drying arrangement 5 is between 70 and 80%. After leaving the dryer, it is between 92 and 95%.
  • the fibrous web 1 is passed between the drying cylinder 6 and the pressure hood 7.
  • the sieves 8, 9 are discharged via guide rollers 10 upwards to deliver the moisture absorbed by them.
  • the fibrous web 1 is forwarded to deflection rollers 11, 12 to form a shoe calender designed as calender 13.
  • This comprises a heatable cylinder 14, which forms a prolonged nip with a shoe roll 15.
  • the fibrous web 1 is passed between the cylinder 14 and the shoe roll 15 such that the moist side provided with the marks of the wire 9 passes over the shell side of the cylinder 14 and is smoothed by the hot cylinder 14.
  • a device for moistening the fibrous web 1 facing the upper side of the fibrous web 1 can additionally be arranged, if it already has too high a dry content on the upper side. After the fibrous web 1 has passed through the calender 13, it is wound into a roll in a winding apparatus.
  • a drying arrangement 5 according to Fig. 1 equipped paper machine ( Fig. 2 ) is fed from a headbox 16 a pulp suspension to a gap between two screens 17 and 18 of a Doppelsiebformers 19.
  • the wires 17, 18 run towards each other in a wedge shape and enclose the pulp suspension between them.
  • there is a first dewatering of the pulp suspension and it forms a fiber mat from which a paper web 21 is formed.
  • the twin-wire former 19 is followed by a press section 20.
  • the press section 20 comprises, for example, three press points 21, 22, 23 as shown.
  • the first two press points 21, 22 form a tandem Nipco-Flex press section, in each of which a roller 23, 24 cooperates with a shoe press roll 25, 26.
  • the paper web 21 is passed between a drying cylinder 29 and a pressure hood 30 a drying assembly 31 which is constructed as the drying assembly 5 according to Fig. 1 ,
  • the paper web 21 enters a calender 32, in which it is smoothed.
  • the calender 32 is on the type of from the EP 0 732 445 B1 constructed calender and includes only rollers that smooth the paper web 21 on one side on the upper side, which has received 31 screen marks when passing through the drying assembly.
  • the calender 32 has a roll stack with four rolls 33, 34, 35 and 36.
  • the roller 33 is heated, deflection-controlled and has a hard surface.
  • the roller 34 has a soft surface.
  • the roller 35 is heated and has a hard lateral surface, while the roller 36 again has a soft lateral surface.
  • the paper web 21 is smoothed on one side on the marks having side and simultaneously heated until it has the same degree of dryness and gloss and same smoothness obtained on this page as the opposite side.
  • the paper web 21 is forwarded via further pulleys to a winding machine 37, in which it is wound into a roll.
  • the winding machine 37 can also be arranged offline from the machine for producing the paper web 21 from the pulp suspension.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zum Herstellen einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn aus einer Faserstoffsuspension mit einer einen beheizten Zylinder und eine Druckhaube umfassenden Trockenanordnung und einem Glättwerk zum Glätten der Faserstoffbahn.
  • Aus der WO 99/22067 ist beispielsweise eine Papiermaschine zur Herstellung einer Papierbahn aus einer Faserstoffsuspension bekannt.
  • Bei bekannten Papiermaschinen wird die Papierbahn mit gleichmäßiger Feuchteverteilung in allen drei Raumrichtungen innerhalb der Papierbahn zum Kalander geführt. Anschließend wird zur effektiven Kalandrierung zur Erzeugung eines Feuchtegradienten in Richtung der Bahndicke (z - Richtung) ("moisture gradient calendering") üblicherweise ein Dampfblaskasten zur Kondensat-Filmbildung auf derjenigen Papierbahnseite eingesetzt, die der heißen Walze im Kalandernip zugeordnet ist.
  • Die WO01/14637 offenbart eine Papiermaschine bei der die Faserstoffbahn zuerst über einen Yankee-Trockenzylinder und anschließend durch eine Glättanordnung geführt wird. Gemäß dieser Druckschrift ist hierbei die Seite dem Yankee-Trockenzylinder zugewandt, die auch der harten Walze der Glättanordnung zugewandt ist.
  • Die US6,207,019 offenbart eine Maschine zur Behandlung einer Papierbahn bei dem die Papierbahn zuerst über einen Trockenzylinder und anschließend über eine Glättanordnung mit Walzen geführt wird.
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Maschine der eingangs genannten Art zu schaffen, in der die Papierbahn während ihrer Herstellung für die Glättung in einem zu der Maschine gehörenden Glättwerk optimiert ist, wobei die Trockenanordnung unmittelbar vor dem Glättwerk angeordnet ist.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass das Glättwerk (13,32) einen oder mehrere Nips umfasst und dass die harte(n) und beheizbare(n) Walze(n) (14,33,35) des Glättwerks (13,32) der von dem Zylinder (6) der Trockenanordnung (5,31) abgewandten Seite der Faserstoffbahn (1,21) zugewandt ist bzw. sind und dass die Druckhaube (7,30) gekühlt ist.
  • Mit Hilfe der Trockenanordnung gelingt es, eine Faserstoffbahn, insbesondere eine Papierbahn, mit in z - Richtung unterschiedlicher Feuchte und Temperatur, d. h. mit einem Feuchte- und Temperaturprofil, zu erzeugen und dann direkt dem Kalander zuzuführen, ohne dass eine zusätzliche Befeuchtung mit einem Kondensatfilm oder mit einem Wassersprühfilm notwendig ist.
  • Das umlaufende Sieb der Trockenanordnung ist aufgrund der Kühlung in der Druckhaube und/oder durch eine zusätzliche Kühlung genügend kalt, so dass es bei der Berührung mit der Faserstoffbahn in der Trockenanordnung diese auf der von dem Trockenzylinder abgewandten Seite soweit abkühlt, dass auf dieser Seite mehr Feuchtigkeit in der Faserstoffbahn verbleibt als auf der anderen Seite.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
  • Zusätzlich zur Erzeugung des Feuchtigkeitsprofils in der Trockenanordnung kann dieser vor dem Glättwerk eine Einrichtung zum Befeuchten der Faserstoffbahn auf der von dem Trockenzylinder abgewandten Seite nachgeordnet sein, um das bereits vorhandene Feuchtigkeitsprofil noch weiter zu erhöhen.
  • Für die Vergrößerung des Feuchtigkeitsprofils eignet sich insbesondere ein Dampfblaskasten oder ein Sprühfeuchtwerk.
  • Nach einer Ausgestaltung wird mit Vorteil ein Schuhkalander eingesetzt, in dem die feuchtere Seite der Faserstoffbahn eine beheizbare Walze umschlingt, gegen die ein nicht-beheizter Pressschuh drückt.
  • Mit Vorteil lässt sich auch ein Glättwerk einsetzen, bei dem zwischen den beheizbaren Walzen jeweils eine weiche Walze zwischengeschaltet ist.
  • Mit Vorteil lässt sich auch vorsehen, dass die Temperatur und der Anpressdruck des Trockenzylinders in der Trockenanordnung so gewählt sind, dass die dem Trockenzylinder zugewandte Seite der Faserstoffbahn den für die Aufrollung der Faserstoffbahn erforderlichen Glättezustand beim Durchlaufen der Trockenanordnung erhält. Durch eine richtige Wahl dieser beiden Parameter lässt sich der gewünschte Endzustand der Faserstoffbahn in Hinblick auf deren Glätte erreichen.
  • Durch die Erfindung wird somit die Kombination aus einer Trockenanordnung und einem Kalander in der Weise geschaffen, dass die feuchte und die kalte Seite der Trockenanordnung, also die der Druckhaube zugewandte Seite, die durch die Kondensation des Wassers aus der Faserstoffbahn und durch die kalten Siebe erzeugt wird und dadurch auch nachteilig mit starken Siebmarkierungen versehen ist, im direkt folgenden Kalander, bevorzugt in einem heißen Schuhkalander, auf die heiße Kalanderwalze im Nip geführt wird. Die von der Trockenanordnung erzeugte glatte und heiße Papierseite benötigt oft keine weitere zusätzliche Behandlung oder Nachglättung.
  • Die Feuchte der Faserstoffbahn am Austritt aus der Trockenanordnung auf der dem Sieb zugewandten Seite ist dabei so zu optimieren, dass die entstandene Siebmarkierung durch die Nachglättung noch entfernt werden kann, indem eine sehr heiße Walzenseite auf diese Seite im Nip trifft.
  • Die Vorteile der Erfindung bestehen insgesamt darin, dass die Nachteile der Zweiseitigkeit der Trockenanordnung und der sich stark ausbildenden Siebmarkierung kompensiert werden. Eine Nachkalandrierung ist nur oder insbesondere für die die Markierungen aufweisende Seite der Faserstoffbahn erforderlich, da die dem Trockenzylinder zugewandte Seite bereits einen hervorragenden Glanz und eine ausreichende Glätte hat.
  • Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend in zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    ein Schema einer Trockenanordnung mit einem dieser in Laufrichtung der Faserstoffbahn 1 nachgeordneten Schuhglättwerk 13 und
    Fig. 2
    eine Papiermaschine mit einer Trockenanordnung gemäß Fig. 1 und einem eine Mehrzahl von Walzen aufweisenden Kalander.
  • Eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn 1 (Fig. 1) umfasst eine eine Vielzahl von Trockenzylindern 2 und Umlenkwalzen 3 umfassende Trockeneinrichtung 4. Dieser ist eine Trockenanordnung 5 mit einem beheizten Trockenzylinder 6 und einer Druckhaube 7 mit einem in dieser enthaltenden kühlenden Medium nachgeordnet. Der Trockengehalt der Faserstoffbahn 1 beträgt vor dem Eintritt in die Trockenanordnung 5 zwischen 70 und 80 %. Nach dem Verlassen der Trockenanordnung liegt er zwischen 92 und 95 %.
  • Zusammen mit einem groben Sieb 8 und einem feinen Sieb 9 sowie einem (hier nicht dargestellten) wasserundurchlässigen Band wird die Faserstoffbahn 1 zwischen dem Trockenzylinder 6 und der Druckhaube 7 hindurchgeführt. Die Siebe 8, 9 werden über Leitwalzen 10 nach oben zur Abgabe der von ihnen aufgenommenen Feuchtigkeit abgeführt.
  • Im Anschluss an die Trockenanordnung 5 wird die Faserstoffbahn 1 um Umlenkwalzen 11, 12 zu einem als Schuhglättwerk ausgebildeten Glättwerk 13 weitergeleitet. Dieser umfasst einen beheizbaren Zylinder 14, der mit einer Schuhwalze 15 einen verlängerten Nip bildet. Die Faserstoffbahn 1 wird zwischen dem Zylinder 14 und der Schuhwalze 15 derart hindurchgeführt, dass die feuchte und mit den Markierungen des Siebs 9 versehene Seite über die Mantelseite des Zylinders 14 läuft und von dem heißen Zylinder 14 geglättet wird. Zwischen den Umlenkwalzen 11, 12 kann zusätzlich noch eine der oberen Seite der Faserstoffbahn 1 zugewandte Einrichtung zum Befeuchten der Faserstoffbahn 1 angeordnet werden, wenn diese auf der oberen Seite schon einen zu hohen Trockengehalt aufweist. Nachdem die Faserstoffbahn 1 das Glättwerk 13 durchlaufen hat, wird sie in einem Wickelapparat zu einer Rolle aufgewickelt.
  • In einer ebenfalls mit einer Trockenanordnung 5 gemäß Fig. 1 ausgestatteten Papiermaschine (Fig. 2) wird aus einem Stoffauflauf 16 eine Faserstoffsuspension einem Spalt zwischen zwei Sieben 17 und 18 eines Doppelsiebformers 19 zugeführt. Auf dem Radius einer Formierwalze 20 laufen die Siebe 17, 18 keilförmig aufeinander zu und schließen die Faserstoffsuspension zwischen sich ein. Dabei erfolgt eine erste Entwässerung der Faserstoffsuspension, und es bildet sich eine Fasermatte, aus der eine Papierbahn 21 entsteht.
  • An den Doppelsiebformer 19 schließt sich eine Pressenpartie 20 an. Die Pressenpartie 20 umfasst beispielsweise, wie dargestellt, drei Pressstellen 21, 22, 23. Die ersten beiden Pressstellen 21, 22 bilden eine Tandem-Nipco-Flex-Pressenpartie, in der jeweils eine Walze 23, 24 mit einer Schuhpresswalze 25, 26 zusammenwirkt.
  • Der Pressenpartie 20 folgt in Bahnlaufrichtung eine Umlenkwalzen 27 und Trockenzylinder 28 aufweisende Trockenpartie 29. Nach der Trockenpartie 29 wird die Papierbahn 21 zwischen einem Trockenzylinder 29 und einer Druckhaube 30 einer Trockenanordnung 31 hindurchgeführt, die aufgebaut ist wie die Trockenanordnung 5 gemäß Fig. 1.
  • Über Umlenkwalzen gelangt die Papierbahn 21 in einen Kalander 32, in dem sie geglättet wird. Der Kalander 32 ist nach der Art des aus der EP 0 732 445 B1 bekannten Kalanders aufgebaut und umfasst lediglich Walzen, die die Papierbahn 21 einseitig auf der oberen Seite glätten, die beim Durchlaufen der Trockenanordnung 31 Siebmarkierungen erhalten hat.
  • Der Kalander 32 weist einen Walzenstapel mit vier Walzen 33, 34, 35 und 36 auf. Die Walze 33 ist beheizbar, durchbiegungsgesteuert und weist eine harte Oberfläche auf.
  • Die Walze 34 hat eine weiche Oberfläche. Die Walze 35 ist beheizbar und hat eine harte Mantelfläche, während die Walze 36 wieder eine weiche Mantelfläche aufweist. Auf diese Weise ergeben sich drei Arbeitsspalte, die jeweils durch eine mit einer weichen Walze zusammenwirkende harte, beheizbare Walze gebildet werden. In allen drei Arbeitsspalten wird die Papierbahn 21 einseitig auf der Markierungen aufweisenden Seite geglättet und gleichzeitig erwärmt, bis sie auf dieser Seite denselben Trocknungsgrad und Glanz sowie dieselbe Glätte erhalten hat wie die gegenüberliegende Seite.
  • Anschließend wird die Papierbahn 21 über weitere Umlenkrollen zu einer Wickelmaschine 37 weitergeleitet, in der sie zu einem Wickel aufgewickelt wird. Die Wickelmaschine 37 kann auch offline von der Maschine zur Herstellung der Papierbahn 21 aus der Faserstoffsuspension angeordnet sein.

Claims (6)

  1. Maschine zum Herstellen einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn (1, 21) aus einer Faserstoffsuspension mit einer einen beheizten Zylinder (6, 29) und eine Druckhaube (7, 30) umfassenden Trockenanordnung (5, 31) und einem Glättwerk (13, 32) zum Glätten der Faserstoffbahn (1, 21), wobei die Trockenanordnung (5, 31) unmittelbar vor dem Glättwerk (13, 32) angeordnet ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Glättwerk (13, 32) einen oder mehrere Nips umfasst und dass die harte(n) und beheizbare(n) Walze(n) (14, 33, 35) des Glättwerks (13, 32) der von dem Zylinder (6) der Trockenanordnung (5, 31) abgewandten Seite der Faserstoffbahn (1, 21) zugewandt ist bzw. sind und dass die Druckhaube (7, 30) gekühlt ist.
  2. Maschine nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zwischen der Trockenanordnung (5, 31) und dem Glättwerk (13, 32) eine Einrichtung zum Befeuchten der Faserstoffbahn (1, 21) auf der von dem Zylinder (6) abgewandten Seite angeordnet ist.
  3. Maschine nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Einrichtung ein Dampfblaskasten oder ein Sprühfeuchtwerk ist.
  4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Glättwerk ein Schuhglättwerk (13) ist.
  5. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zwischen den beheizbaren harten Walzen (33, 35) jeweils eine weiche Walze (34, 36) zwischengeschaltet ist.
  6. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Temperatur und der Anpressdruck des Zylinders (6) in der Trockenanordnung (5, 31) so gewählt sind, dass die dem Zylinder (6) zugewandte Seite der Faserstoffbahn (1, 21) den für die Aufrollung der Faserstoffbahn (1, 21) erforderlichen Glättezustand beim Durchlaufen der Trockenanordnung (5, 31) erhält.
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