中浓磨片中浓打浆机理

打浆过程是纸浆纤维通过两个作相对运动的机械元件(如盘磨机的两个磨盘)的微小间隙时，机械元件表面的齿纹对纤维的直接作用，以及纤维与纤维之间的内摩擦作用，结果使纤维束分解、浆团纸片碎解以及单根纤维横断、纵裂、分丝、帚化直至细纤维化的过程。

在这一过程中以上这些作用是同时发生的。不过，由于打浆浓度、打浆元件相对运动速度、打浆元件磨片齿型的布置和磨盘间隙等因素不同，以上这些作用的大小、强弱也不同，打浆的效果也就不一样。

不同浓度纸浆纤维，通过磨盘齿纹间隙时，会得到不同的效果。在3% 一4%低浓度下打浆，主要依靠齿纹对纤维的直接作用，才能使纤维分丝、帚化、细纤维化，但同时纤维也必然受到较多的切断。而在6% ~15%中浓度下打浆，主要依赖于纸浆纤维的内部摩擦使纤维分丝、帚化、细纤维化，齿纹的直接作用退为第二位，纤维少切断或避免切断。这种中浓打浆机理称之为"内摩擦效应"。

中浓磨片设计要解决的主要问题根据"内摩擦效应"理论，要实现纤维内摩擦效应，浆料的浓度≥6% ，与低浓3% 一4% 的浆料相比，浆料的粘性增加，流动性较差，所以，与低浓磨片不同，设计中浓磨片要解决浆料在磨区中的流动问题，要在磨片的梯度、齿的倾角、槽宽及槽深等磨片结构上加以考虑，在满足打浆质量要求的前提下，尽可能地增大浆料在磨区的通过量。

其次，根据"内摩擦效应"理论，中浓打浆主要依赖于纸浆纤维之间的摩擦，来实现纤维的分丝、帚化、细纤维化等打浆作用，齿纹对纤维的直接作用减弱，因此，中浓磨片的结构上要促进中浓打浆纤维之间的摩擦，使中浓打浆的作用充分发挥，要解决这个问题，选择适当的齿倾角和适当的磨面面积是必要的。

再者，中浓打浆由于浓度增高，浆层增厚，容易造成内摩擦作用在整个浆层上不匀，造成打浆质量不匀，所以，中浓磨片的设计要确保通过磨区的浆料都受到同等的打浆作用，适当延长浆料在磨区的停留时间，要解决上述问题，要对磨片的分区、挡坝的设置等结构上加以改进。

多元合金磨片具有较高的耐磨性与抗冲击韧性，可根据打浆浓度、打浆度、湿重及通过量等指标选择磨片齿型，其中有中浓磨浆机磨片，高浓磨浆机磨片，低浓磨浆机磨片:

HY Cut fin切割鳍

---适宜偏游离状打浆，较低动力消耗状态下快速降低长纤维湿重，利于提高匀度。

HY Broom fin 扫帚鳍

---适宜于偏粘状打浆，对纤维分丝帚化作用较强，利于打浆度的提升。

HY Soft fin软鳍

---适宜于短纤维浆种，切断作用较弱，保持纤维长度，利于减少湿重流失。

HY Ease fin 疏解鳍

---适宜于多浆种，疏解与泵送能力强，降低电耗，利于提高出率。

磨片是盘磨机的核心元件，磨片的设计合理与否，直接影响到盘磨机的打浆效能，依据"内摩擦效应"和流变效应理论，中浓单盘磨片的设计与低浓双盘磨片的设计也有相同之处，但应根据中浓打浆的特点，设计适宜的中浓磨盘，充分发挥中浓打浆的效能，提高打浆质量，具有十分重要的意义。

中浓磨作为中浓打浆设备的核心易损元件，华南理工、南通华严铸造有限公司、南通华严磨片研究中心等公司机构研发并生产，以节能为主要设计理念。

磨片的设计主要是对磨齿的几何形状的设计，包括了齿形、齿的排列、齿宽、齿槽、齿倾角、挡坝等的设计。齿形有直形齿和弧形齿，齿的排列有扇块分区排列和圆环分区排列，本文主要讨论直齿圆环分区的中浓磨片的设计。

磨片的分区

磨片分区的主要作用是为了解决沿径向内外齿槽宽度相差太大的问题，如果不进行分区，在盘面排列的齿就会出现外侧槽宽过大，而内槽宽过窄的现象，槽宽过窄的圆环上，容易造成浆料的堵塞，特别对中浓浆料，情况更加严重，所以，应该避免这种槽宽过窄的情况，尽量使槽宽均匀。

另外，由于磨片内外圆周长的差别，内外齿槽的过浆量存在差异，以及为了实现磨区由内到外压力增加，都需要对磨片划分若干圆环区域，每个圆环区域分别设置不同的齿宽和槽宽。Soft fin软鳍34-S17型多元合金磨片设计三个分区，由内到外依次为疏解区、磨浆区和精整，加强内摩擦效应，提高打浆质量，不仅适合中浓磨浆、高浓磨浆，在低浓打浆中也获得好的效果，降低打浆电耗，分丝帚化效果好，且利于保持纤维湿重。

齿宽、槽宽和齿高

中浓磨片的齿宽可在4~8mm之间选择，一般低浓磨片的齿宽多在3.5~6.5mm范围，中浓磨片要增强齿面的挤压摩擦作用，需要适当增大齿宽。槽宽要依据处理的纤维种类、打浆强度的不同来确定，对于长纤维浆，由于纤维长度比较长，槽宽可选择纤维长度的2~3倍，在打浆强度要求比较低时，例如串联打浆中，前面机台的打浆强度比后面机台的强度相对要低，此时槽宽要增大，即齿宽与槽宽的比值相对较小。

齿高影响浆料在磨区的通过量和磨片的使用寿命。齿高过高，不利于将浆料在打浆时挤至两磨片之间，降低了纤维之间的摩擦作用，影响打浆质量;齿高过低，磨片的使用寿命短，不经济。一一般可将齿高定在8~10mm之间。合理的齿宽、槽宽和齿高，有利于中浓打浆的内摩擦效应和浆料适中的通过量。

齿倾角

齿的倾角是指齿与半径的夹角。齿的倾角与盘磨机的泵送作用有关，倾角越大，泵送作用越强，对自吸式的中浓盘磨机，合适的齿倾角是必需的。齿的倾角还与打浆作用有关，齿的倾角有利疏解，同时减少磨齿对纤维的切断作用，对中浓磨片的设计，齿的倾角可以适当增加，但倾角越大，盘磨机的泵送功率增加，消耗的无用功比例增大。

挡坝

挡坝的作用，是为了使齿槽中的纤维与齿面的纤维之间发生交换，防止纤维未经打浆直接通过磨区，挡坝的设计主要考虑挡坝的数量、高度及分布形式三个方面，数量越多、高度越高，盘磨机的通过量越小，纤维在磨区的停留时间越长，浆料所受的压力越大。挡坝的分布要避免挡坝的弧心与磨片的圆心同心，要保持一定的偏心。

为了便于浆料的流动，挡坝的内侧设计一定的斜度，使浆料易于从槽底爬到槽顶。例如HY Broom fin扫帚鳍系列多元合金磨片适宜于偏粘状打浆，对纤维分丝帚化作用较强，利于打浆度提升的挡坝设置，有利于浆料在保持一定的通过量时，加强纤维在磨区的内摩擦作用，提高打浆质量。

据报道 广东某纸厂使用中浓液压盘磨机取代原有的低浓双盘磨机，采用中浓磨片在中浓盘磨机中的使用是成功的。电耗下降了35% ~40% ，瓦楞原纸裂断长提高了25% ~30% ，紧度、横向环压强度提高了15% ~20%。

随着中浓打浆理念的影响与发展，国内也有不少厂家采用中浓磨磨浆，也有在使用中对原有中浓磨片齿型进行了不断优化，以更好地体现中浓打浆的"内摩擦效应"理论特点。