WO2006067039A1 - Method and machine for producing a fibrous web - Google Patents

Method and machine for producing a fibrous web Download PDF

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WO2006067039A1
WO2006067039A1 PCT/EP2005/056551 EP2005056551W WO2006067039A1 WO 2006067039 A1 WO2006067039 A1 WO 2006067039A1 EP 2005056551 W EP2005056551 W EP 2005056551W WO 2006067039 A1 WO2006067039 A1 WO 2006067039A1
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WO
WIPO (PCT)
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web
machine
fibrous web
tension
fibrous
Prior art date
Application number
PCT/EP2005/056551
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German (de)
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Inventor
Kerstin Bechtel
Michael Schwarz
Niels Hardt
Original Assignee
Voith Patent Gmbh
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G9/00—Other accessories for paper-making machines
    • D21G9/0009—Paper-making control systems
    • D21G9/0036—Paper-making control systems controlling the press or drying section
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F7/00—Other details of machines for making continuous webs of paper
    • D21F7/02—Mechanical driving arrangements

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a paper, board, tissue or another fibrous web from a pulp suspension, taking into account the web tension in a machine.
  • DE 199 56 752 A1 discloses a method for controlling or regulating drives in a machine for producing and / or finishing a fibrous web, in particular a paper, board or tissue web, with a press section, in which the fibrous web for dewatering running together with at least one band through at least one, formed by two press rolls press nip, and with a subsequent drying section, in which the fibrous web is passed with at least one band on heated drying cylinder.
  • the fibrous web is transferred to at least one transfer point between two accompanying transfer elements.
  • the receiving transfer element in this case has a higher speed than the transferring transfer element.
  • the known method is characterized in that the speed difference of the transfer elements at the transfer point is set at least substantially as a function of the moisture content of the fibrous web.
  • a paper web must be kept under tension from sheet formation to reeling to a web roll. This is done by incremental increase in train, d. H. Elongation, in web direction. If the web tension is too low, the web run will be affected by the formation of wrinkles or web flutter. If the web tension is too high, the strength of the paper web is exceeded; the consequence is a reduction in the quality of the paper web, for example increased porosity, or even web breaks. According to the current state of the art, the train must be adjusted manually. However, a measurement of the applied force or the associated web tension is not possible. However, the modulus of elasticity, ie the relationship between the web tension and the web tension, depends on both the properties of the material and the settings of the machine.
  • this object is achieved in a method of the type mentioned above in that the web train during production of the fibrous web obtained from data related to the production, ie calculated and adjusted.
  • the invention optimizes the web-pulls in a paper machine, so that the web-pulls are only just as high as minimally required, even with different production types and conditions.
  • the minimum required web tension can be determined.
  • the invention is based on the finding that the required web tension is not only dependent on the dry content of the fibrous web, but also on its basis weight. This is surprising, since the strength is approximately proportional to the weight per unit area with the same composition of matter and the same sheet structure and thus centrifugal forces would have to be compensated. Although the strength of the fibrous web increases in proportion to the increase in basis weight, the centrifugal force is dependent on the percentage of water.
  • the invention achieves better runnability of the paper web (runnability), better utilization of the substance potential and higher quality consistency.
  • the invention enables the calculation of the minimum required as well as the maximum allowable tension as a function of the material properties, the paper properties and machine settings at critical points in the paper machine.
  • the maximum permissible web tension is determined as a function of properties of the pulp suspension or the fibrous web produced from the pulp suspension.
  • an embodiment of the method is advantageous in which the maximum permissible web tension is determined particularly at the points at which there is the risk of a web break of the fibrous web.
  • the method is also characterized in that a range of parameters of the pulp suspension, the fibrous web and / or the machine is determined within which the machine can be operated trouble-free.
  • the web tension is determined as a function of the basis weight and the dry content of the fibrous web as well as the speed of the machine.
  • the elongation of the fibrous web during production can be taken into account for determining the web tension or the web tension or the web forces in the fibrous web.
  • the relationship between the web tension and the elongation of the fibrous web is determined either in the laboratory or by determining the transverse contraction of the fibrous web.
  • Such a method is advantageously further developed by taking into account factors in the production of the fibrous web in determining the relationship between the web tension and the elongation of the fibrous web, in particular the fiber orientation in the machine direction and fiber orientation the transverse direction and / or the filler content of the fibrous web.
  • the minimum required as well as the maximum permissible web tension are determined by a mathematical comparison between the required web tension of the fibrous web and the elongation associated with the respective web tension (substance and type-dependent).
  • the web tension is determined by means of a calculation program in which values of the machine and / or the fibrous web obtained during the production process and / or values known from laboratory measurements from previous production processes of fibrous webs, in particular on the same machine, in particular stored in a variety memory values are taken into account.
  • the invention also relates to a machine for producing a fibrous web according to one of the methods specified above.
  • the machine comprises measuring devices and / or sensors and a computing device for determining operating parameters of the machine during operation and / or properties of the fibrous web.
  • the machine has at least one control device for controlling the web tension as a function of operating parameters determined in the computing device and / or the properties of the machine or the fibrous web.
  • Fig. 1 the beginning of a single-row dryer section
  • Fiber web 1 is used.
  • a fibrous web 1 can be accelerated to a higher speed V 2 by the fibrous web 1 to a
  • Dry felt 4 or another conveyor belt is passed, which is the higher
  • FG means the basis weight of the fibrous web measured by a scanner at the end of the paper machine from the reel.
  • the factor v is the paper machine speed.
  • the factor TG is the dry content of the fibrous web 1, which can be measured, for example, as a function of the vapor pressure in the dryer group.
  • the factor f (l / q) is a function of the breaking length ratio of the breaking length of the fibrous web 1 in the longitudinal direction in relation to the breaking length in the transverse direction.
  • a, b, c coefficients which are valid for a particular paper machine concept, for example, for a paper machine with a tandem Nipcoflex press section, for each type of paper, such as LWC paper (Light Weight Coated Paper), and for a Fabric model, for example, 50% TMP (T hermomechanical pulp) and 25% LF (long fiber pulp) are valid for a particular Stoffentrtrag or a given type of paper.
  • LWC paper Light Weight Coated Paper
  • TMP T hermomechanical pulp
  • LF long fiber pulp
  • the required train is also different depending on the TG of the fibrous web 1, which is taken into account by the factor g.
  • the minimum required web tension for given paper machine parameters is compared with the maximum possible web tension.
  • the flow Web properties Because a papermaker can no longer individually know the web-critical locations in a paper machine, it is necessary to automate the papermaking process.
  • a dependence on the material properties of the roll surface can be taken into account.
  • the same applies to the material influences such as the freeness or for online measurements in the pulp suspension, by means of which also the freeness can be determined.
  • These values can also be used for the automatic correction of the coefficients a, b, c or other coefficients which are not explicitly stated (multidimensional multivariate modeling). Since the coefficients are material-dependent, a minimum web tension with coefficients ai, bi, Ci and a maximum web tension with coefficients a2, b2, C2 can be calculated for each type of pulp suspension.
  • the formula is evaluated for a specific paper machine configuration, for the respective paper type and for a specific paper machine speed and the maximum permissible web tension, ie the elongation of the paper web Fibrous web faced, ie compared with this.
  • the maximum elongation of the fibrous web can be determined by a tensile test in the laboratory. Likewise, safety factors can be taken into account, whereby, for example, only 80% of the maximum elongation or the maximum tensile stress is used for comparison. If the comparison now shows that the required web tension is higher than the permitted comparison value, then countermeasures must be taken, otherwise web run disturbances and breaks may occur.
  • a countermeasure may be, for example, to adjust the speed difference at this point in the paper machine.
  • the dry content at the critical point can be increased (by additional drying of the fibrous web 1) so as to reduce the required web tension.
  • the actual web tension is determined from the velocities of the fibrous web 1 before and after the critical point.
  • the critical point may, for example, be a free draw and / or the release point of the fibrous web 1 on a smooth surface, for example a press roll or a drying cylinder 3, 6.
  • a paper web 1 coming from a press section is transported by a transfer belt 2 onto a first drying cylinder 3 and delivered to it.
  • the paper web 1 has a speed vi.
  • the paper web 1 is transferred on the circumference of the drying cylinder 3 to a moving at a speed V 2 dry felt 4 and transferred via ayersiebsaugwalze 5 to a further drying cylinder 6.
  • sensors 7, 8 are preferably arranged in this area, which measure the different web speeds vi, V 2 .
  • the speeds can be directly via the surface tension, for example by means of the two sensors 7, 8 or via speed sensors, before and after the critical point K be determined.
  • the determined by the sensors 7, 8 speed values vi, V 2 are supplied to a control device 9 which an actuator 10 is actuated in consideration of the values vi, V 2 for adjusting the speed or for example, to adjust the steam pressure.
  • an actuator 10 is actuated in consideration of the values vi, V 2 for adjusting the speed or for example, to adjust the steam pressure.
  • other factors, coefficients, strength values or parameters of the paper machine or fibrous web 1 also flow into the regulating process in the regulating device 9.

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Abstract

The invention relates to a method for producing a paper, cardboard, tissue or other fibrous web (1) from a fiber suspension while taking into consideration the tensile stress in the machine. The inventive method is characterized by obtaining the tensile stress during production of the fibrous web (1) from data related to the production of the web.

Description

VERFAHREN UND MASCHINE ZUR HERSTELLUNG EINER FASERSTOFFBAHN METHOD AND MACHINE FOR PRODUCING A FIBROUS WEB
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn aus einer Faserstoffsuspension unter Berücksichtigung des Bahnzugs in einer Maschine.The invention relates to a method for producing a paper, board, tissue or another fibrous web from a pulp suspension, taking into account the web tension in a machine.
In der älteren, nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung DE 103 50 970.4 wird eine in mehrere Abschnitte unterteilte Papiermaschine vorgeschlagen, die mit einer Regeleinrichtung zur Regelung von Bahnzügen ausgestattet ist, die in einer Materialbahn, die in der Papiermaschine hergestellt wird, in den einzelnen Abschnitten herrschen. Dabei ist in dieser Papiermaschine vorgesehen, dass die Bahnzüge unter Berücksichtigung hinterlegter Mindestwerte für die in den einzelnen Abschnitten herrschenden Bahnzüge unter Berücksichtigung hinterlegter Mindestwerte für einen entlang der gesamten Papiermaschine herrschenden Bahnzug und unter Berücksichtigung einer Festigkeitsgrenze der Materialbahn aufeinander abgestimmt und geregelt werden. Jedoch wird nicht angegeben, wie groß der erforderliche Bahnzug in Abstimmung mit dem maximal möglichen Wert sein muss.In the older, non-prepublished patent application DE 103 50 970.4, a paper machine subdivided into several sections is proposed, which is equipped with a control device for regulating web tracks which prevail in the individual sections in a material web which is produced in the paper machine. It is provided in this paper machine that the train trains are matched and controlled taking into account deposited minimum values for the prevailing in the individual sections web trains taking into account deposited minimum values for a prevailing along the entire paper machine web train and taking into account a strength limit of the web. However, it is not specified how large the required web tension must be in agreement with the maximum possible value.
Ferner ist aus der DE 199 56 752 A1 ein Verfahren zur Steuerung oder Regelung von Antrieben in einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredelung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn, mit einer Pressenpartie bekannt, in der die Faserstoffbahn zur Entwässerung gemeinsam mit mindestens einem Band durch wenigstens einen, von zwei Presswalzen gebildeten Pressspalt läuft, und mit einer nachfolgenden Trockenpartie, in der die Faserstoffbahn mit zumindest einem Band über beheizte Trockenzylinder geführt wird. Dabei wird die Faserstoffbahn an wenigstens einer Übergabestelle zwischen zwei mitlaufenden Transferelementen übergeben. Das übernehmende Transferelement weist hierbei eine höhere Geschwindigkeit als das übergebende Transferelement auf. Um eine sichere Übergabe der Faserstoffbahn auch bei hohen Geschwindigkeiten zu ermöglichen, zeichnet sich das bekannte Verfahren dadurch aus, dass die Geschwindigkeitsdifferenz der Transferelemente an der Übergabestelle zumindest im wesentlichen in Abhängigkeit vom Feuchtegehalt der Faserstoffbahn eingestellt wird.Furthermore, from DE 199 56 752 A1 discloses a method for controlling or regulating drives in a machine for producing and / or finishing a fibrous web, in particular a paper, board or tissue web, with a press section, in which the fibrous web for dewatering running together with at least one band through at least one, formed by two press rolls press nip, and with a subsequent drying section, in which the fibrous web is passed with at least one band on heated drying cylinder. In this case, the fibrous web is transferred to at least one transfer point between two accompanying transfer elements. The receiving transfer element in this case has a higher speed than the transferring transfer element. To one To enable safe transfer of the fibrous web even at high speeds, the known method is characterized in that the speed difference of the transfer elements at the transfer point is set at least substantially as a function of the moisture content of the fibrous web.
Eine Papierbahn muss von der Blattbildung bis zur Aufrollung zu einer Bahnrolle unter Spannung gehalten werden. Dies erfolgt durch schrittweise Zugerhöhung, d. h. Dehnung, in Bahnlaufrichtung. Bei zu niedrigem Bahnzug wird der Bahnlauf durch die Bildung von Falten oder durch Bahnflattern beeinträchtigt. Bei zu hohem Bahnzug wird die Festigkeit der Papierbahn überschritten; die Folge ist eine Verringerung der Qualität der Papierbahn, beispielsweise erhöhte Porosität, oder es kommt sogar zu Bahnabrissen. Nach dem heutigen Stand der Technik muss der Bahnzug manuell angepasst werden. Eine Messung der dabei aufgebrachten Kraft oder der zugehörigen Bahnspannung ist jedoch nicht möglich. Der Elastizitätsmodul, also die Beziehung zwischen dem Bahnzug und der Bahnspannung, ist aber sowohl von Stoffeigenschaften als auch von Einstellungen der Maschine abhängig.A paper web must be kept under tension from sheet formation to reeling to a web roll. This is done by incremental increase in train, d. H. Elongation, in web direction. If the web tension is too low, the web run will be affected by the formation of wrinkles or web flutter. If the web tension is too high, the strength of the paper web is exceeded; the consequence is a reduction in the quality of the paper web, for example increased porosity, or even web breaks. According to the current state of the art, the train must be adjusted manually. However, a measurement of the applied force or the associated web tension is not possible. However, the modulus of elasticity, ie the relationship between the web tension and the web tension, depends on both the properties of the material and the settings of the machine.
Während heute das Personal zur Bedienung einer Papiermaschine noch versucht den Bahnzug nach Gefühl und, wenn möglich, nach optischer Bewertung einzustellen, ist dies in Zukunft kaum mehr möglich, da die kritischen Stellen in der Papiermaschine oft nicht mehr einsehbar sind, da bedingt durch die hohen Geschwindigkeiten, die höher als 1500 m/min oder sogar höher als 1800 m/min liegen, lange freie Züge vermieden werden müssen und die Papiermaschine zur Vermeidung von Verschmutzungen oft abgedeckt wird.While today the staff for operating a paper machine still tries to adjust the web tension by feel and, if possible, by visual evaluation, this is hardly possible in the future, since the critical points in the paper machine are often no longer visible because of the high Speeds higher than 1500 m / min or even higher than 1800 m / min, long free trains must be avoided and the paper machine is often covered to avoid soiling.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer Faserstoffbahn so auszugestalten, dass die Qualität der Faserstoffbahn verbessert wird.It is the object of the invention to design a method for producing a fibrous web in such a way that the quality of the fibrous web is improved.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Bahnzug während der Herstellung der Faserstoffbahn aus mit der Herstellung in Verbindung stehenden Daten gewonnen d. h. berechnet und angepasst wird.According to the invention, this object is achieved in a method of the type mentioned above in that the web train during production of the fibrous web obtained from data related to the production, ie calculated and adjusted.
Durch die Erfindung werden die Bahnzüge in einer Papiermaschine optimiert, so dass auch bei unterschiedlichen Produktionssorten und -bedingungen die Bahnzüge nur gerade so hoch sind wie minimal erforderlich. Durch die Erfindung lässt sich der mindestens erforderliche Bahnzug bestimmen. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der erforderliche Bahnzug nicht nur vom Trockengehalt der Faserstoffbahn abhängig ist, sondern auch von ihrem Flächengewicht. Dies ist überraschend, da die Festigkeit bei gleicher Stoffzusammensetzung und gleichem Blattaufbau ungefähr proportional dem Flächengewicht ist und somit Fliehkrafteinflüsse ausgeglichen werden müssten. Obwohl die Festigkeit der Faserstoffbahn proportional mit der Zunahme des Flächengewichts steigt, ist die Fliehkraft abhängig vom prozentualen Wasseranteil. Durch die Erfindung werden eine bessere Lauffähigkeit der Papierbahn (Runnability), eine bessere Ausnutzung des Stoffpotentials und eine höhere Qualitätskonstanz erreicht.The invention optimizes the web-pulls in a paper machine, so that the web-pulls are only just as high as minimally required, even with different production types and conditions. By means of the invention, the minimum required web tension can be determined. The invention is based on the finding that the required web tension is not only dependent on the dry content of the fibrous web, but also on its basis weight. This is surprising, since the strength is approximately proportional to the weight per unit area with the same composition of matter and the same sheet structure and thus centrifugal forces would have to be compensated. Although the strength of the fibrous web increases in proportion to the increase in basis weight, the centrifugal force is dependent on the percentage of water. The invention achieves better runnability of the paper web (runnability), better utilization of the substance potential and higher quality consistency.
Im Ergebnis kommt es zu einer Reduzierung von Produktionsstörungen und damit zu einer Erhöhung der Produktivität.As a result, there is a reduction in production disturbances and thus an increase in productivity.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.Advantageous developments emerge from the subclaims, the description and the drawings.
Durch die Erfindung wird die Berechnung des mindestens erforderlichen sowie des maximal zulässigen Zuges in Abhängigkeit von den Stoffeigenschaften, den Papiereigenschaften und Maschineneinstellungen an kritischen Stellen in der Papiermaschine ermöglicht. Dabei wird der maximal zulässige Bahnzug in Abhängigkeit von Eigenschaften der Faserstoffsuspension oder der aus der Faserstoffsuspension hergestellten Faserstoffbahn ermittelt.The invention enables the calculation of the minimum required as well as the maximum allowable tension as a function of the material properties, the paper properties and machine settings at critical points in the paper machine. In this case, the maximum permissible web tension is determined as a function of properties of the pulp suspension or the fibrous web produced from the pulp suspension.
Ebenso ist eine Ausgestaltung des Verfahrens von Vorteil, bei dem der maximal zulässige Bahnzug besonders an den Stellen ermittelt wird, an denen die Gefahr eines Bahnrisses der Faserstoffbahn besteht. Mit Vorteil ist das Verfahren auch dadurch gekennzeichnet, dass ein Bereich von Parametern der Faserstoffsuspension, der Faserstoffbahn und/oder der Maschine bestimmt wird, innerhalb dessen sich die Maschine störungsfrei betreiben lässt.Likewise, an embodiment of the method is advantageous in which the maximum permissible web tension is determined particularly at the points at which there is the risk of a web break of the fibrous web. Advantageously, the method is also characterized in that a range of parameters of the pulp suspension, the fibrous web and / or the machine is determined within which the machine can be operated trouble-free.
In vorteilhafter Weise wird vorgesehen, dass die Parameter zur automatischen Regelung oder zur manuellen Einstellung des Bahnzugs in der Maschine durch Bedienungspersonal herangezogen werden.It is advantageously provided that the parameters for automatic control or for manual adjustment of the web tension in the machine are used by operating personnel.
Zusätzlich ist es von Vorteil, wenn der Bahnzug in Abhängigkeit vom Flächengewicht und vom Trockengehalt der Faserstoffbahn sowie von der Geschwindigkeit der Maschine ermittelt wird.In addition, it is advantageous if the web tension is determined as a function of the basis weight and the dry content of the fibrous web as well as the speed of the machine.
Ebenso ist es vorteilhaft, den Bahnzug unter Berücksichtung der Geometrien des Bahnlaufs der Faserstoffbahn in der Maschine zu ermitteln.Likewise, it is advantageous to determine the web tension taking into account the geometries of the web run of the fibrous web in the machine.
In vorteilhafter Weiterbildung des Verfahrens lässt sich zur Ermittlung des Bahnzugs oder der Bahnspannung oder der Bahnkräfte in der Faserstoffbahn die Dehnung der Faserstoffbahn während der Herstellung berücksichtigen.In an advantageous development of the method, the elongation of the fibrous web during production can be taken into account for determining the web tension or the web tension or the web forces in the fibrous web.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Beziehung zwischen dem Bahnzug und der Dehnung der Faserstoffbahn entweder im Labor oder durch Ermittlung der Querkontraktion der Faserstoffbahn ermittelt wird.In a further advantageous embodiment of the method it is provided that the relationship between the web tension and the elongation of the fibrous web is determined either in the laboratory or by determining the transverse contraction of the fibrous web.
Ein derartiges Verfahren wird in vorteilhafter Weise dadurch weitergebildet, dass bei der Ermittlung der Beziehung zwischen dem Bahnzug und der Dehnung der Faserstoffbahn sich in der Maschine bei der Herstellung der Faserstoffbahn ergebende Faktoren berücksichtigt werden, insbesondere die Faserorientierung in der Faserstoffbahn im Verhältnis zwischen der Maschinenrichtung und der Querrichtung und/oder des Füllstoffgehalts der Faserstoffbahn. Zusätzlich ist es von Vorteil, wenn durch einen rechnerischen Abgleich zwischen der erforderlichen Bahnspannung der Faserstoffbahn und der zu der jeweiligen Bahnspannung zugehörigen Dehnung (stoff- und sortenabhängig) der minimal erforderliche sowie der maximal zulässige Bahnzug ermittelt werden.Such a method is advantageously further developed by taking into account factors in the production of the fibrous web in determining the relationship between the web tension and the elongation of the fibrous web, in particular the fiber orientation in the machine direction and fiber orientation the transverse direction and / or the filler content of the fibrous web. In addition, it is advantageous if the minimum required as well as the maximum permissible web tension are determined by a mathematical comparison between the required web tension of the fibrous web and the elongation associated with the respective web tension (substance and type-dependent).
Vorteilhaft ist auch eine Ausgestaltung des Verfahrens, bei der der Bahnzug mittels eines Berechnungsprogramms bestimmt wird, in dem während des Herstellungsprozesses gewonnene Werte der Maschine und/oder der Faserstoffbahn und/oder aus Labormessungen bekannte Werte aus vorangegangenen Herstellungsprozessen von Faserstoffbahnen, insbesondere auf derselben Maschine, insbesondere in einem Sortenspeicher gespeicherte Werte, berücksichtigt werden.Also advantageous is an embodiment of the method in which the web tension is determined by means of a calculation program in which values of the machine and / or the fibrous web obtained during the production process and / or values known from laboratory measurements from previous production processes of fibrous webs, in particular on the same machine, in particular stored in a variety memory values are taken into account.
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn nach einem der oben angegebenen Verfahren.The invention also relates to a machine for producing a fibrous web according to one of the methods specified above.
Hierbei lässt sich mit Vorteil vorsehen, dass die Maschine Messgeräte und/oder Sensoren und eine Recheneinrichtung zur Ermittlung von Betriebsparametern der Maschine während des Betriebs und/oder von Eigenschaften der Faserstoffbahn umfasst.In this case, it can advantageously be provided that the machine comprises measuring devices and / or sensors and a computing device for determining operating parameters of the machine during operation and / or properties of the fibrous web.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Maschine wenigstens eine Regeleinrichtung zur Regelung des Bahnzugs in Abhängigkeit von in der Recheneinrichtung ermittelten Betriebsparametern und/oder der Eigenschaften Maschine oder der Faserstoffbahn auf.According to a further advantageous embodiment, the machine has at least one control device for controlling the web tension as a function of operating parameters determined in the computing device and / or the properties of the machine or the fibrous web.
Nachstehend wird die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen näher erläutert.The invention will be explained in more detail in an embodiment with reference to the drawings.
Im einzelnen zeigen Fig. 1 : den Anfang einer einreihigen Trockenpartie undIn detail, Fig. 1: the beginning of a single-row dryer section and
Fig. 2: einen schematischen Aufbau einer Regeleinrichtung. Gemäß der Formel2 shows a schematic structure of a control device. According to the formula
Λv/v = (V2 - V1) / V1 = (a + (b • v+c ■ % ■ v2) f(l/g)) • g(TG) wird eine Geschwindigkeitsdifferenz Δv ermittelt, die zur Erzielung eines gewünschten Bahnzugs einer sich ursprünglich mit einer Geschwindigkeit V1 bewegendenΛv / v = (V 2 - V 1 ) / V 1 = (a + (b • v + c ■ % ■ v 2 ) f (l / g)) • g (TG) a speed difference Δv is determined which is used for Achieving a desired train of trains initially moving at a speed V 1
Faserstoffbahn 1 dient. Beispielsweise lässt sich eine Faserstoffbahn 1 auf eine höhere Geschwindigkeit V2 beschleunigen, indem die Faserstoffbahn 1 an einFiber web 1 is used. For example, a fibrous web 1 can be accelerated to a higher speed V 2 by the fibrous web 1 to a
Trockenfilz 4 oder ein anderes Transportband übergeben wird, das die höhereDry felt 4 or another conveyor belt is passed, which is the higher
Geschwindigkeit V2 aufweist und die Faserstoffbahn mitführt. Der Quotient Δv/v gibt ein Maß für den erforderlichen Bahnzug an.Speed V 2 and entrains the fibrous web. The quotient Δv / v gives a measure of the required web tension.
FG bedeutet das Flächengewicht der Faserstoffbahn, das von einem Scanner am Ende der Papiermaschine von der Aufrollung gemessen wird. Der Faktor v ist die Papiermaschinengeschwindigkeit. Der Faktor TG ist der Trockengehalt der Faserstoffbahn 1 , der beispielsweise als eine Funktion des Dampfdrucks in der Trockengruppe gemessen werden kann. Der Faktor f(l/q) ist eine Funktion des Reißlängenverhältnisses aus der Reißlänge der Faserstoffbahn 1 in Längsrichtung im Verhältnis zur Reißlänge in Querrichtung. Hierbei sind a, b, c Koeffizienten, die jeweils für ein bestimmtes Papiermaschinenkonzept gültig sind, beispielsweise für eine Papiermaschine mit einer Tandem-Nipcoflex-Pressenpartie, für jeweils eine Papiersorte, beispielsweise LWC-Papier (Light Weight Coated-Papier), und für ein Stoffmodell, beispielsweise 50 % TMP (T hermomechanical pulp) und 25 % LF (Langfaserzellstoff) für einen bestimmten Stoffeintrag oder eine vorgegebene Papiersorte gültig sind. Diese Koeffizienten werden zunächst in einer Recheneinrichtung voreingestellt und lassen sich anschließend über Kalibrierläufe der Papiermaschine fein einstellten (multivariate Modellierung).FG means the basis weight of the fibrous web measured by a scanner at the end of the paper machine from the reel. The factor v is the paper machine speed. The factor TG is the dry content of the fibrous web 1, which can be measured, for example, as a function of the vapor pressure in the dryer group. The factor f (l / q) is a function of the breaking length ratio of the breaking length of the fibrous web 1 in the longitudinal direction in relation to the breaking length in the transverse direction. Here, a, b, c coefficients, which are valid for a particular paper machine concept, for example, for a paper machine with a tandem Nipcoflex press section, for each type of paper, such as LWC paper (Light Weight Coated Paper), and for a Fabric model, for example, 50% TMP (T hermomechanical pulp) and 25% LF (long fiber pulp) are valid for a particular Stoffentrtrag or a given type of paper. These coefficients are initially preset in a computing device and can then be finely adjusted via calibration runs of the paper machine (multivariate modeling).
Dabei ist der erforderliche Zug auch in Abhängigkeit vom TG der Faserstoffbahn 1 unterschiedlich, was durch den Faktor g berücksichtigt wird.The required train is also different depending on the TG of the fibrous web 1, which is taken into account by the factor g.
Dann wird der bei gegebenen Papiermaschinenparametern mindestens erforderliche Bahnzug mit dem maximal möglichen Bahnzug verglichen. Hierbei fließen die Bahneigenschaften ein. Weil ein Papiermacher die für den Bahnzug kritischen Stellen in einer Papiermaschine nicht mehr einzeln kennen kann, ist es erforderlich, den Prozess der Papierherstellung zu automatisieren.Then the minimum required web tension for given paper machine parameters is compared with the maximum possible web tension. Here are the flow Web properties. Because a papermaker can no longer individually know the web-critical locations in a paper machine, it is necessary to automate the papermaking process.
Es muss eine Vielzahl von Maschineneinstellungen berücksichtigt werden, beispielsweise die Strahlform und Strahlgeschwindigkeit der Faserstoffsuspension im Stoffauflauf oder die Siebeigenschaften in der Siebpartie. Zur Korrektur der hieraus gewonnenen Werte für die Koeffizienten lassen sich übergeordnete Algorithmen heranziehen.A variety of machine settings must be taken into account, for example the jet shape and jet velocity of the pulp suspension in the head box or the sieving properties in the wire section. To correct the values obtained for the coefficients, higher-level algorithms can be used.
Beispielsweise kann in der Größe a in der oben angegebenen Formel eine Abhängigkeit von den Materialeigenschaften der Walzenoberfläche berücksichtigt werden. Das Gleiche gilt für die Stoffeinflüsse wie den Mahlgrad oder für Online- Messungen in der Faserstoffsuspension, mittels deren sich ebenfalls der Mahlgrad ermitteln lässt. Auch diese Werte können zur automatischen Korrektur der Koeffizienten a, b, c oder weiterer nicht expliziert aufgeführter Koeffizienten herangezogen werden (mehrdimensionale multivariate Modellbildung). Da die Koeffizienten stoffabhängig sind, lässt sich für jede Art von Faserstoffsuspension ein minimaler Bahnzug mit Koeffizienten a-i, b-i, Ci und ein maximaler Bahnzug mit Koeffizienten a2, b2, C2 berechnen. Die oben angegebene Formel führt so zu einem Betriebsfenster, in dem sich die Papiermaschine betreiben lässt mit einer maximal zulässigen Geschwindigkeitsdifferenz Δvmax mit den Koeffizienten a-i, b-i, Ci und mit einer minimal erforderlichen Geschwindigkeitsdifferenz Δvmin mit den Koeffizienten a2, b2, C2. Diese Werte lassen sich in einem Online-Modellierungsprogramm ermitteln.For example, in the size a in the formula given above, a dependence on the material properties of the roll surface can be taken into account. The same applies to the material influences such as the freeness or for online measurements in the pulp suspension, by means of which also the freeness can be determined. These values can also be used for the automatic correction of the coefficients a, b, c or other coefficients which are not explicitly stated (multidimensional multivariate modeling). Since the coefficients are material-dependent, a minimum web tension with coefficients ai, bi, Ci and a maximum web tension with coefficients a2, b2, C2 can be calculated for each type of pulp suspension. The formula given above thus leads to an operating window in which the paper machine can be operated with a maximum permissible speed difference Δv max with the coefficients ai, bi, Ci and with a minimum required speed difference Δv min with the coefficients a 2 , b 2 , C 2 . These values can be determined in an online modeling program.
Der durch die oben wiedergegebene Formel dargestellte Zusammenhang lässt sich auch zur Regelung des Bahnzugs verwenden.The relationship represented by the above formula can also be used to control the train.
Dabei wird die Formel für eine bestimmte Papiermaschinen-Konfiguration, für die jeweilige Papiersorte und für eine bestimmte Papiermaschinengeschwindigkeit ausgewertet und dem maximal zulässigen Bahnzug, d. h. der Dehnung der Faserstoffbahn gegenübergestellt , d. h. mit diesem verglichen. Die maximale Dehnung der Faserstoffbahn kann durch einen Zugversuch im Labor ermittelt werden. Ebenso können Sicherheitsfaktoren berücksichtigt werden, wodurch beispielsweise nur 80 % der maximalen Dehnung bzw. der maximalen Zugbeanspruchung zum Vergleich herangezogen werden. Ergibt nun der Vergleich, dass der erforderliche Bahnzug höher ist als der erlaubte Vergleichswert, so müssen Gegenmaßnahmen ergriffen werden, da sonst Bahnlaufstörungen und Abrisse eintreten können.The formula is evaluated for a specific paper machine configuration, for the respective paper type and for a specific paper machine speed and the maximum permissible web tension, ie the elongation of the paper web Fibrous web faced, ie compared with this. The maximum elongation of the fibrous web can be determined by a tensile test in the laboratory. Likewise, safety factors can be taken into account, whereby, for example, only 80% of the maximum elongation or the maximum tensile stress is used for comparison. If the comparison now shows that the required web tension is higher than the permitted comparison value, then countermeasures must be taken, otherwise web run disturbances and breaks may occur.
Eine Gegenmaßnahme kann beispielsweise darin bestehen, die Geschwindigkeitsdifferenz an dieser Stelle in der Papiermaschine anzupassen. Oder es kann beispielsweise der Trockengehalt an der kritischen Stelle erhöht werden (durch zusätzliche Trocknung der Faserstoffbahn 1 ), um so den erforderlichen Bahnzug zu reduzieren.A countermeasure may be, for example, to adjust the speed difference at this point in the paper machine. Or, for example, the dry content at the critical point can be increased (by additional drying of the fibrous web 1) so as to reduce the required web tension.
Bei der Regelung wird der Ist-Bahnzug aus den Geschwindigkeiten der Faserstoffbahn 1 vor und nach der kritischen Stelle ermittelt. Die kritische Stelle kann beispielsweise ein freier Zug und/oder die Ablösestelle der Faserstoffbahn 1 an einer glatten Fläche, beispielsweise einer Presswalze oder eines Trockenzylinders 3,6, sein.In the regulation, the actual web tension is determined from the velocities of the fibrous web 1 before and after the critical point. The critical point may, for example, be a free draw and / or the release point of the fibrous web 1 on a smooth surface, for example a press roll or a drying cylinder 3, 6.
Gemäß Fig. 1 wird eine aus einer Pressenpartie kommende Papierbahn 1 von einem Transferband 2 auf einen ersten Trockenzylinder 3 transportiert und an diesen abgegeben. Dabei hat die Papierbahn 1 eine Geschwindigkeit v-i. Anschließend wird die Papierbahn 1 auf dem Umfang des Trockenzylinders 3 an einen sich mit einer Geschwindigkeit V2 bewegenden Trockenfilz 4 überführt und über eine Trockensiebsaugwalze 5 zu einem weiteren Trockenzylinder 6 überführt. Im Bereich vor der Überführung auf den Trockenfilz 4 liegt eine für den Bahnzug kritische Stelle; daher werden vorzugsweise in diesem Bereich Sensoren 7, 8 (Fig. 2) angeordnet, die die verschiedenen Bahngeschwindigkeiten v-i, V2 messen. Die Geschwindigkeiten können direkt über die Oberflächenspannung, beispielsweise mittels der beiden Sensoren 7, 8 oder über Drehzahl-Sensoren, vor und nach der kritischen Stelle K ermittelt werden. Die von den Sensoren 7, 8 ermittelten Geschwindigkeitswerte v-i, V2 werden einer Regeleinrichtung 9 zugeführt, die unter Berücksichtigung der Werte v-i, V2 einen Aktuator 10 zur Einstellung der Geschwindigkeit oder beispielsweise zur Einstellung des Dampfdrucks betätigt. In den Regelungsvorgang in der Regeleinrichtung 9 fließen zusätzlich auch andere Faktoren, Koeffizienten, Festigkeitswerte oder Kenngrößen der Papiermaschine oder der Faserstoffbahn 1 ein. According to FIG. 1, a paper web 1 coming from a press section is transported by a transfer belt 2 onto a first drying cylinder 3 and delivered to it. The paper web 1 has a speed vi. Subsequently, the paper web 1 is transferred on the circumference of the drying cylinder 3 to a moving at a speed V 2 dry felt 4 and transferred via a Trockensiebsaugwalze 5 to a further drying cylinder 6. In the area before the transfer to the dry felt 4 is a critical location for the train; Therefore, sensors 7, 8 (FIG. 2) are preferably arranged in this area, which measure the different web speeds vi, V 2 . The speeds can be directly via the surface tension, for example by means of the two sensors 7, 8 or via speed sensors, before and after the critical point K be determined. The determined by the sensors 7, 8 speed values vi, V 2 are supplied to a control device 9 which an actuator 10 is actuated in consideration of the values vi, V 2 for adjusting the speed or for example, to adjust the steam pressure. In addition, other factors, coefficients, strength values or parameters of the paper machine or fibrous web 1 also flow into the regulating process in the regulating device 9.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Herstellen einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn (1 ) aus einer Faserstoffsuspension unter Berücksichtigung des Bahnzugs in einer Maschine, dadurch gekennzeichnet, dass der Bahnzug während der Herstellung der Faserstoffbahn (1 ) aus mit der Herstellung in Verbindung stehenden Daten gewonnen wird.1. A method for producing a paper, cardboard, tissue or another fibrous web (1) from a pulp suspension, taking into account the web tension in a machine, characterized in that the web train during the production of the fibrous web (1) with the production related data.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der maximal zulässige Bahnzug in Abhängigkeit von Eigenschaften der Faserstoffsuspension oder der aus der Faserstoffsuspension hergestellten Faserstoffbahn (1 ), insbesondere deren Flächengewicht, ermittelt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the maximum permissible web tension is determined as a function of properties of the pulp suspension or of the fibrous web (1) produced from the pulp suspension, in particular its weight per unit area.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der maximal zulässige Bahnzug in Abhängigkeit von Einstellungen der Maschine, insbesondere an solchen Stellen, an denen besonders die Gefahr eines Bahnrisses der Faserstoffbahn (1 ) besteht, ermittelt wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the maximum permissible web tension depending on settings of the machine, in particular at those points where especially the risk of a web break of the fibrous web (1) is determined.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bereich von Parametern der Faserstoffsuspension, der Faserstoffbahn (1) und/oder der Maschine bestimmt wird, innerhalb dessen sich die Maschine störungsfrei betreiben lässt.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that a range of parameters of the pulp suspension, the fibrous web (1) and / or the machine is determined within which the machine can be operated trouble-free.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Parameter zur automatischen Regelung oder zur manuellen Einstellung des Bahnzugs in der Maschine durch Bedienungspersonal herangezogen werden.5. The method according to claim 4, characterized in that the parameters for automatic control or manual Adjustment of the web tension in the machine to be used by operating personnel.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Bahnzug in Abhängigkeit vom Flächengewicht und vom Trockengehalt der Faserstoffbahn (1 ) sowie von der Geschwindigkeit der Maschine ermittelt wird.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the web tension is determined in dependence on the basis weight and the dry content of the fibrous web (1) and on the speed of the machine.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Bahnzug unter Berücksichtung der Geometrien des Bahnlaufs der Faserstoffbahn (1 ) in der Maschine ermittelt wird.7. The method according to claim 6, characterized in that the web tension is determined taking into account the geometries of the web run of the fibrous web (1) in the machine.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des Bahnzugs oder der Bahnspannung oder der Bahnkräfte in der Faserstoffbahn (1 ) die Dehnung der Faserstoffbahn (1 ) während der Herstellung berücksichtigt wird.8. The method according to claim 6 or 7, characterized in that for the determination of the web tension or the web tension or web forces in the fibrous web (1), the elongation of the fibrous web (1) is taken into account during manufacture.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Beziehung zwischen dem Bahnzug und der Dehnung der Faserstoffbahn (1 ) entweder im Labor oder durch Ermittlung der Querkontraktion der Faserstoffbahn (1 ) ermittelt wird.9. The method according to claim 8, characterized in that the relationship between the web tension and the elongation of the fibrous web (1) is determined either in the laboratory or by determining the transverse contraction of the fibrous web (1).
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung der Beziehung zwischen dem Bahnzug und der Dehnung der Faserstoffbahn (1) Faktoren der Maschine berücksichtigt werden, insbesondere die Faserorientierung in der Faserstoffbahn (1 ) im Verhältnis zwischen der Maschinenrichtung und der Querrichtung und/oder des Füllstoffgehalts der Faserstoffbahn (1 ).10. The method according to claim 9, characterized in that in determining the relationship between the web tension and the elongation of the fibrous web (1) factors of the machine are taken into account, in particular the fiber orientation in the fibrous web (1) in proportion between the machine direction and the transverse direction and / or the filler content of the fibrous web (1).
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass durch einen rechnerischen Abgleich zwischen der erforderlichen Bahnspannung der Faserstoffbahn (1 ) und der zu der jeweiligen Bahnspannung zugehörigen Dehnung (stoff- und sortenabhängig) der minimal erforderliche sowie der maximal zulässige Bahnzug ermittelt werden.11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that by a mathematical comparison between the required web tension of the fibrous web (1) and the respective web tension associated elongation (material and species-dependent) of the minimum required and the maximum allowable web tension be determined.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Bahnzug mittels eines Berechnungsprogramms bestimmt wird, in dem während des Herstellungsprozesses gewonnene Werte der Maschine und/oder der Faserstoffbahn (1 ) und/oder aus Labormessungen bekannte Werte aus vorangegangenen Herstellungsprozessen von Faserstoffbahnen, insbesondere auf derselben Maschine, insbesondere in einem Sortenspeicher gespeicherte Werte, berücksichtigt werden.12. Method according to claim 1, characterized in that the web tension is determined by means of a calculation program, in the values of the machine and / or the fibrous web (1) obtained during the production process and / or values known from laboratory measurements from previous production processes of fibrous webs, in particular on the same machine, in particular stored in a variety memory values are taken into account.
13. Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn (1 ) nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12.13. Machine for producing a fibrous web (1) according to a method according to one of claims 1 to 12.
14. Maschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie Messgeräte und/oder Sensoren (7, 8) und eine Recheneinrichtung zur14. Machine according to claim 13, characterized in that it comprises measuring devices and / or sensors (7, 8) and a computing device for
Ermittlung von Betriebsparametern der Maschine während des Betriebs und/oder von Eigenschaften der Faserstoffbahn (1 ) umfasst.Determining operating parameters of the machine during operation and / or properties of the fibrous web (1).
15. Maschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens eine Regeleinrichtung (9) zur Regelung des Bahnzugs in Abhängigkeit von in der Recheneinrichtung ermittelten Betriebsparametern und/oder der Eigenschaften aufweist. 15. Machine according to claim 14, characterized in that it comprises at least one control device (9) for controlling the web tension in Has dependence on determined in the computing device operating parameters and / or the properties.
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