Paperin poikkisuuntaisen ominaisuushajonnan hallinta ja pienentäminen paperintuotantolinjalla

Abstract

Paperiteollisuuden haastava ja kiristyvä kilpailutilanne pakottaa paperitehtaita kehittämään prosesseista entistä tehokkaampia. Nopeiden paperikoneiden myötä myös nopea reagointi paperin laadullisiin muutoksiin korostuu. Paperin heikko CD-profiilin hallinta on yhteydessä konelinjan ajettavuusongelmiin ja hylyn syntymiseen. Asiakkaalle päätyessään huono paperin profiili aiheuttaa reklamaatioita.

Työn tavoitteena oli selvittää CD-profiiliin ominaisuushajontojen vaikutusta paperiin, tarkastella Kirkniemen PK3-linjan profiilinhallinnan nykytasoa, määrittää reklamaatioiden pohjalta 2-sigmarajat profiilinhallinnalle, etsiä ratkaisu profiilien parempaan mallintamiseen sekä hallita profiilin vaihteluita pituusleikkurilla.

CD-profiilin osalta ongelmallisin tekijä oli kosteusvaihtelut. 1–2 %:n kosteusvaihtelut aiheuttivat paperiin aaltoilua ja löysyyttä, jotka johtivat kalanterilla kuormituseroihin ja paperin rynkkäämiseen. Huomattiin, että profiili- ja rynkkyreklamaatiot ovat Kirkniemen PK3- linjan suurimpia yksittäisiä reklamaatiosyitä. Työssä määritettiin normaalin profiilinhallinnan suoritustaso kahdelle PK3-linjan päälajille. Reklamaatioiden pohjalta määritettävien tarkkojen asiakasrullakohtaisten 2-sigmarajojen määrittäminen osoittautui haasteelliseksi, sillä tietomäärän käsittelyyn ei ollut työkaluja. Työkalun kehitys alkoi tämän työn aikana ja jatkuu työn jälkeen. Profiilien tarkasteluun luotiin työkalu, jolla halutun konerullan profiilia voidaan tarkastella 3D-mallina missä tahansa konevaiheessa. Pituusleikkurin koeajossa tarkasteltiin lajin M profiilia, luotiin sille uusi leikkausresepti ja löydettiin parametrit parirullien ajamiselle. Onnistuneille parirullille kosteuden 2-sigmat olivat välillä 0,04–0,13 % ja paksuuden 2-sigmat välillä 0,14-0,44 µm.

The challenging and tightening competitive situation in the paper industry forces paper mills to develop even more efficient processes. With fast paper machines, quick reaction to paper qualitative changes is also emphasized. Paper's weak CD profile management is related to the drivability problems of the machine line and the creation of broke. When paper with a bad profile reaches the customer, it results in complaints.

The goal of this work was to find out the effect of characteristic deviations on the CD profile of the paper, check the current level of profile management on the PK3 line in Kirkniemi, determine the 2-sigma limits for profile management based on complaints, find a solution for better modeling of profiles and manage profile variations at winder slitter.

As for the CD profile, the most problematic was moisture changes. Moisture variations of 1- 2% caused corrugation and bagginess in the paper, leading to load differences and creasing of the paper on the calander. It was noticed that complaints from profile and creases are the most common reasons for complaints on the PK3 line in Kirkniemi. This work determined the performance level of normal profile management for the two main grades of the PK3 line. Determining precise customer-specific 2-sigma limits based on complaints proved challenging, as there were no tools to process the data. The development of such a tool started during this work and will continue afterward. A tool was created for viewing profiles, with which the profile of the desired machine roll can be viewed as a 3D model at any machine stage. In the trial run of the winder slitter, the profile of the grade M was examined, a new cutting recipe was created and the parameters for driving double rolls were found. For successful double rolls, the 2-sigma of moisture was between 0,04-0,13 % and the 2-sigma of thickness was between 0,14-0,44 µm.