Prosessimuuttujien vaikutus märän rainan irrotustapahtumaan

Abstract

Työn tavoitteena oli selvittää rainan irrotukseen puristinosan keskitelalta vaikuttavat tärkeimmät tekijät. Työn avulla pyrittiin ymmärtämään tuotantokoneella esiintyvien prosessimuuttujien vaikutusta rainan irrotustapahtumaan ja puristin- ja kuivatusosan väliseen vetoerotarpeeseen. Samalla tutkittiin märkävetojen vaikutusta paperin laatuun ja fluting-käyttäytymiseen HSWO-painossa.

Kirjallisuusosassa käsiteltiin märän rainan irrotuksen perusteoriaa sekä rainan ja telapinnan väliseen adheesioon vaikuttavia tekijöitä. Kirjallisuusviitteiden avulla koottiin yhteen tärkeimmät rainan irrotukseen ja keskitelan ajettavuuteen vaikuttavat tekijät. Kirjallisuuden antamien viitteiden perusteella valittiin seurattavat prosessimuuttujat kokeelliseen osaan.

Työn kokeellinen osa suoritettiin tuotantokoneella prosessiseurantana. Irrotusta tutkittiin rainan irrotuskohdan muutosten ja puristin- ja kuivatusosan välisen vetoeron avulla. Seurannan perusteella pyrittiin löytämään normaalissa ajotilanteessa rainan irrotusetäisyyteen suurimmat vaihteluita aiheuttavat tekijät. Lisäksi suoritettiin muutamia koeajoja, joiden uskottiin vaikuttavan irrotukseen. Valikoiduista koepisteistä analysoitiin myös vaikutus paperin laatusuureisiin.

Työn perusteella selvitettiin suurin osa kyseisellä koneella irrotukseen vaikuttavista muuttujista. Tutkituista viira- ja puristinosan mekaanisista muuttujista eniten irrotukseen vaikuttivat koneen nopeus ja suihkuviirasuhde. Myös viiraosan vedenpoistoelementeillä ja puristinosan höyrylaatikolla havaittiin olevan vaikutusta irrotukseen. Prosessiin lisätyistä raaka-aineista irrotukseen vaikuttivat eniten CTMP:n osuus tuoremassasta, kationinen retentioaine sekä massatärkkelys. Massojen jauhatuksella sekä pohjapaperin täyteainepitoisuudella oli myös selvä vaste irrotukseen. Prosessin kemiallista tilaa kuvaavista suureista irrotukseen vaikutti selvimmin massasysteemin varaustila.

Puristin- ja kuivatusosan välisen vetoeron korvaaminen viira- ja puristinosan välisellä vetoerolla helpotti irrotusta keskitelalta, mutta ei tuonut etuja paperin laatuominaisuuksiin eikä vähentänyt fluting-käyttäytymistä.

The purpose of the study was to determine the most important factors affecting web release from center roll surface. The aim was to better understand the effect of process variables on wet web release and draw difference between press and drying section. At the same time the effect of draw on paper quality and fluting tendency in HSWO press were investigated.

The basic theory of wet web release and adhesion between the web and the roll surface were presented in the literature part. The most important parameters affecting wet web release and center roll runnability were summarized and the experimental part was planned according to theory.

In the experimental part the papermaking process at a fine paper machine was intensively followed up. The changes in web release line from center roll were on-line monitored and linked to draw difference between press and drying section. The aim was to find the most significant variables affectig web release in common production line. In addition a few trials were performed in order to find out their effects on paper quality and link the quality properties to the changes in release line.

The most of the variables affecting web release at this particular machine were discovered. In the wire section most relevant parameters were machine speed and jet-wire ratio. Also the drainage elements in wire section and steam box in press section had an effect on release. Raw materials, especially the fraction of CTMP, starch and cationic retention polymer showed to be important parameters affecting release. From parameters that describe process chemistry, charge level of the web was the most significant quantity for changes in web release.

The compensation of draw difference between press and drying section with draw difference between wire and press section improved the release from center roll, but did not show any positive effect on paper quality or fluting tendency.