Le choix des disques de raffineur appropriés dépend des caractéristiques de la fibre, des objectifs de raffinage, de la géométrie du disque, de la charge spécifique par arête, de la consistance de fonctionnement et de la consommation d'énergie. La pâte de bois feuillus nécessite généralement un raffinage plus doux pour préserver les fibres courtes, tandis que la pâte de bois résineux nécessite une fibrillation contrôlée sans raccourcissement excessif des fibres. La pâte recyclée nécessite une conception de disque équilibrée qui s'adapte à la qualité variable des fibres, aux fines et aux contaminants.

Le disque de raffineur le plus adapté n'est pas nécessairement l'option la plus dure, la plus agressive ou la plus chère. C'est la conception qui permet d'obtenir les propriétés de pâte requises à un coût énergétique acceptable, tout en maintenant un fonctionnement fiable et une durée de vie raisonnable.

Pour les papeteries produisant du papier tissue, du papier d'impression et d'écriture, du papier kraft, du carton ondulé ou du médium ondulé, une sélection appropriée des disques de raffineur peut influencer de manière significative la liaison des fibres, le drainage, la résistance de la feuille et la maniabilité de la machine à papier et de ses pièces.

Réponse rapide

Choisissez les disques de raffineur en faisant correspondre la géométrie du disque au type de fibre, à l'objectif de raffinage et aux contraintes énergétiques. Les bois feuillus nécessitent des conceptions à fines arêtes avec une faible charge spécifique par arête. Les bois résineux nécessitent une fibrillation contrôlée avec un transport adéquat des fibres. La pâte recyclée nécessite des disques équilibrés et résistants à l'usure qui gèrent les contaminants. Vérifiez la compatibilité, la qualité du matériau et le coût d'exploitation total avant l'achat.

Points clés à retenir

• Faire correspondre le motif du disque à la pâte : bois feuillus, bois résineux ou recyclé.

• Les disques à fines arêtes favorisent le raffinage à faible intensité pour les fibres courtes.

• La largeur des rainures et l'angle des arêtes affectent le transport de la pâte et la capacité hydraulique.

• La charge spécifique par arête (SEL) décrit l'intensité du raffinage.

• Calculez l'énergie nette de raffinage spécifique en kWh/tonne sèche.

• Surveillez la longueur des fibres, les fines, la résistance à la traction, la résistance au déchirement et le drainage.

• Comparez les fournisseurs sur le coût d'exploitation total, pas seulement sur le prix.

• Vérifiez le modèle du raffineur, les dimensions du disque et la qualité du matériau avant de commander.

Tableau récapitulatif : Sélection des disques de raffineur par type de pâte

1. Faire correspondre le motif du disque à la pâte

Différentes pâtes réagissent différemment au raffinage mécanique. Avant de sélectionner un motif de disque de raffineur, il est important de comprendre la morphologie des fibres et le grade de papier visé.

Pâte de bois feuillus

La pâte de bois feuillus, y compris l'eucalyptus, le bouleau et d'autres pâtes à fibres courtes, contient généralement des fibres plus courtes que la pâte de bois résineux. L'objectif principal du raffinage est souvent d'améliorer la flexibilité des fibres, la fibrillation de surface et le potentiel de liaison sans coupe excessive des fibres ni perte de volume.

Pour de nombreuses applications de raffinage de bois feuillus à faible consistance, les disques à fines arêtes ou ultra-fines arêtes peuvent fournir des interactions fréquentes et relativement peu intenses avec les fibres. Les considérations importantes comprennent des arêtes plus étroites et des rainures conçues de manière appropriée, une longueur de tranchant plus élevée, une faible charge spécifique par arête, une génération contrôlée de fines et la préservation de la longueur des fibres et du volume du papier.

Une intensité de raffinage excessive peut augmenter la production de fines, réduire les performances de drainage et affecter négativement certaines propriétés du papier. Pour les usines traitant de la pâte d'eucalyptus pour le papier tissue ou le papier d'impression, la conception de disque préférée doit refléter l'équilibre requis entre la résistance à la traction, la douceur, le volume et le drainage.

Pâte de bois résineux

La pâte de bois résineux, telle que la pâte kraft de pin ou d'épicéa, contient généralement des fibres plus longues avec un potentiel de renforcement plus élevé. L'objectif est souvent d'améliorer la fibrillation externe et interne tout en préservant une longueur de fibre suffisante pour la résistance au déchirement et le renforcement de la feuille.

Comparativement au raffinage de bois feuillus, les applications de bois résineux peuvent tolérer ou nécessiter une intensité de raffinage plus élevée, en fonction de la pâte et du grade de papier. La sélection du disque doit tenir compte de la largeur des arêtes et des rainures, de l'angle de croisement des arêtes, de la longueur effective du tranchant, des caractéristiques de passage et de pompage des fibres, ainsi que de la charge spécifique par arête et de l'énergie nette de raffinage.

Des rainures plus larges ou des motifs de disque plus ouverts peuvent être appropriés lorsque le transport des fibres et la capacité hydraulique sont importants. Cependant, un motif grossier n'est pas automatiquement le meilleur choix pour toutes les applications de bois résineux. Des conceptions à fines arêtes à faible intensité peuvent également être appropriées lorsque la préservation des fibres et l'efficacité énergétique sont prioritaires.

Pâte recyclée

La pâte recyclée, y compris les vieux cartons, les vieux papiers mixtes et les papiers d'impression récupérés, présente des défis supplémentaires. Les fibres recyclées ont déjà subi des cycles de mise en pâte, de séchage et de fabrication de papier précédents. Leur capacité de liaison, leur longueur de fibre et leur flexibilité peuvent différer de celles des fibres vierges. La pâte recyclée peut également contenir des charges, des fines, des collants, du sable et d'autres contaminants.

Les disques de raffineur sélectionnés doivent assurer un développement suffisant des fibres tout en minimisant la coupe inutile des fibres et la génération excessive de fines. Pour la pâte recyclée, considérez la composition de la pâte et la qualité des fibres recyclées, la longueur des fibres existante et la teneur en fines, la charge de contaminants, la résistance à l'usure des disques, la résistance du papier et le drainage requis, ainsi que la consommation d'énergie de raffinage.

Un motif de disque très agressif peut augmenter la consommation d'énergie sans produire une amélioration proportionnelle de la résistance du papier fini.

Pour différentes applications de raffinage, HUATAO GROUP fournit des disques et des garnitures de raffineur pour les usines de pâte et de papier, y compris des conceptions pour les raffineurs à disque et coniques.

2. Comprendre la largeur des arêtes, la largeur des rainures et la charge spécifique par arête

La géométrie du disque de raffineur détermine comment les fibres interagissent avec le rotor et le stator pendant le raffinage. Trois paramètres géométriques importants sont la largeur des arêtes, la largeur des rainures et l'angle des arêtes.

La largeur des arêtes affecte la géométrie de contact du raffinage, tandis que la largeur et la profondeur des rainures influencent le transport de la pâte, la capacité hydraulique et le mouvement des fibres dans la zone de raffinage.

Les conceptions à fines arêtes peuvent fournir plus de croisements d'arêtes et une plus grande longueur de tranchant dans une zone de raffinage donnée. Les motifs plus grossiers peuvent fournir une plus grande capacité hydraulique et un meilleur passage des fibres longues ou des pâtes difficiles, selon l'application. La conception correcte doit équilibrer l'action de raffinage avec le flux de pâte et la durabilité mécanique.

La charge spécifique par arête est un paramètre largement utilisé pour décrire l'intensité du raffinage. Elle est calculée comme la puissance nette de raffinage divisée par la longueur du tranchant. Une SEL plus élevée représente généralement une plus grande énergie appliquée par unité de longueur d'arête de croisement, tandis qu'une SEL plus faible indique des interactions de raffinage plus douces.

Cependant, la SEL ne décrit pas tous les aspects du traitement des fibres. La largeur des arêtes, l'angle de croisement, la consistance de la pâte, le jeu des disques et les propriétés des fibres influencent également le résultat réel du raffinage.

La recherche publiée sur le raffinage discute couramment de valeurs de SEL plus faibles pour les pâtes chimiques de bois feuillus que pour celles de bois résineux. Par exemple, les études sur le raffinage de bois feuillus ont examiné des valeurs autour de 0,2 à 0,6 J/m, tandis que le raffinage de bois résineux peut fonctionner à des intensités plus élevées selon l'application. Ces chiffres doivent être considérés comme des références d'ingénierie plutôt que comme des objectifs de fonctionnement universels.

La longueur du tranchant décrit la longueur totale effective du tranchant de croisement générée par seconde. À puissance de raffinage nette égale, l'augmentation de la CEL effective réduit la SEL calculée. C'est l'une des raisons pour lesquelles les disques de raffineur à fines arêtes peuvent supporter un raffinage à faible intensité. Cependant, maximiser simplement la CEL n'est pas suffisant. Le disque doit toujours fournir une capacité hydraulique acceptable, un flux de pâte stable et une résistance mécanique adéquate.

Pour différentes configurations de raffineur à disque, explorez les disques de raffineur et les disques de remplacement.

3. Réduire la consommation d'énergie de raffinage sans sacrifier la qualité de la pâte

Le raffinage est une opération importante consommatrice d'énergie dans la préparation de la pâte. L'objectif ne doit pas être de minimiser la puissance du moteur à tout prix, mais d'obtenir les propriétés de fibre requises en utilisant l'apport d'énergie nette le plus bas possible.

L'énergie nette de raffinage spécifique peut être calculée comme la puissance nette de raffinage divisée par le débit de pâte sèche à l'étuve. Cette valeur peut être utilisée pour comparer les performances de raffinage lorsque les caractéristiques de la pâte et les conditions de fonctionnement sont comparables.

Plus de raffinage ne produit pas toujours un papier plus résistant. Un raffinage excessif peut raccourcir les fibres, générer des fines supplémentaires, réduire le drainage et augmenter la demande de séchage. Pour certains grades de papier, un sur-raffinage peut améliorer une propriété de résistance tout en en réduisant une autre.

Une stratégie de raffinage réussie doit équilibrer le développement des fibres, la résistance du papier, le drainage, le volume et la consommation d'énergie.

Le Freeness Standard Canadien et le Degré Schopper-Riegler sont couramment utilisés pour évaluer les caractéristiques de drainage de la pâte. Cependant, obtenir le même CSF ou SR ne signifie pas nécessairement que deux conceptions de disques de raffineur produisent une qualité de fibre équivalente. Une évaluation complète devrait inclure la distribution de la longueur des fibres, la teneur en fines, l'indice de traction, l'indice de déchirement, l'indice d'éclatement, le freeness, la consommation d'énergie nette spécifique et les performances de drainage de la machine à papier.

Par exemple, deux motifs de disque peuvent tous deux augmenter le raffinage de la pâte de 20°SR à 35°SR, mais l'un peut produire une plus grande fibrillation tandis que l'autre provoque plus de coupe de fibres. Les propriétés finales du papier peuvent donc différer même lorsque le CSF mesuré est identique.

4. Comparer les fournisseurs de disques de raffineur sur les performances, la résistance à l'usure et les coûts de remplacement

Lors de l'achat de disques de raffineur de remplacement, le prix et les dimensions nominales ne doivent pas être les seuls critères de sélection. Un fournisseur fiable doit être en mesure de confirmer la compatibilité dimensionnelle, les spécifications des matériaux, la pertinence du motif du disque et la qualité de fabrication.

Avant de commander, confirmez le fabricant et le modèle du raffineur, le diamètre extérieur et intérieur du disque, les configurations du rotor et du stator, le nombre de segments, l'épaisseur des segments, les positions des trous de montage, les dimensions des trous de boulons, le sens de rotation et de pompage, ainsi que le motif de disque existant ou le numéro de dessin.

Même lorsque deux disques de raffineur ont le même diamètre nominal, ils peuvent ne pas être interchangeables. Les dimensions de montage, l'orientation des segments et la géométrie du disque doivent être vérifiées avec soin.

Les disques de raffineur sont fabriqués à partir de différents alliages résistants à l'usure et de différentes nuances d'acier inoxydable. La sélection du matériau dépend des conditions de fonctionnement, de l'exposition à la corrosion, des charges d'impact et de l'abrasion. Les options courantes peuvent inclure l'acier coulé à haute teneur en chrome, l'acier inoxydable coulé résistant à l'usure, l'acier inoxydable martensitique, l'acier inoxydable à durcissement par précipitation et d'autres alliages spécifiques à l'application.

Une dureté plus élevée ne garantit pas automatiquement une durée de vie plus longue. Un matériau approprié doit fournir la combinaison requise de résistance à l'usure, de résistance à la corrosion, de ténacité et de stabilité dimensionnelle.

Une comparaison utile devrait considérer le coût d'exploitation total, y compris le coût d'achat, le coût de l'énergie, le coût de la maintenance, le coût des temps d'arrêt et les pertes liées à la qualité. Un disque de raffineur moins cher peut devenir plus cher s'il nécessite un remplacement fréquent, consomme plus d'énergie ou produit une qualité de pâte incohérente.

Lors de l'évaluation d'un fournisseur de disques de raffineur, demandez des dessins de fabrication détaillés, les spécifications de la qualité du matériau et de la dureté, les dessins ou photographies du motif du disque, l'identification du rotor et du stator, les enregistrements d'inspection dimensionnelle, l'expérience pertinente en matière d'application, les recommandations basées sur la pâte et les conditions de fonctionnement, ainsi que les instructions de remplacement et d'installation.

Si possible, effectuez un essai de production contrôlé et comparez les résultats avec les disques de raffineur existants.

Questions fréquemment posées

1. Puis-je utiliser le même motif de disque de raffineur pour la pâte de bois feuillus et de bois résineux ?
Un motif commun peut être utilisable dans certaines applications à pâte mixte, mais il n'est pas nécessairement optimal pour les deux types de fibres. Les bois feuillus et résineux ont des exigences de raffinage différentes, la géométrie du disque doit donc être sélectionnée en fonction de la pâte et des propriétés du papier visées.

2. Les disques de raffineur à fines arêtes sont-ils toujours plus économes en énergie ?
Non. Les conceptions à fines arêtes peuvent supporter un raffinage à faible intensité, mais leurs performances dépendent du flux de pâte, de la consistance, de la configuration du raffineur et du développement de fibre requis. L'efficacité énergétique doit être vérifiée dans les conditions de fonctionnement réelles.

3. Quel matériau de disque de raffineur est le meilleur pour la pâte recyclée ?
Le meilleur matériau dépend de la charge de contaminants, des conditions de corrosion, de l'intensité du raffinage et des exigences de fonctionnement. Des alliages résistants à l'usure ou des nuances d'acier inoxydable appropriées peuvent être envisagés, mais le traitement en amont des contaminants est tout aussi important.

4. Comment savoir quand les disques de raffineur doivent être remplacés ?
Les signes d'alerte courants incluent une consommation d'énergie accrue à qualité de pâte comparable, une baisse des performances de raffinage, une usure excessive des disques, des arêtes endommagées, des vibrations anormales et des conditions de fonctionnement instables.

5. Quelles informations dois-je fournir lorsque je demande des disques de raffineur de remplacement ?
Fournissez la marque et le modèle du raffineur, les dessins des disques existants, les dimensions, les exigences en matière de matériaux, le type de pâte, la capacité de production, la consistance de la pâte, la puissance de fonctionnement et les résultats de raffinage souhaités.

6. Qu'est-ce que la charge spécifique par arête et pourquoi est-elle importante ?
La charge spécifique par arête est la puissance nette de raffinage divisée par la longueur du tranchant. Elle décrit l'intensité du raffinage. Une SEL plus faible signifie des interactions de fibres plus douces ; une SEL plus élevée applique plus d'énergie par croisement d'arête. Elle aide à comparer les conceptions de disques mais ne capture pas tous les aspects du traitement des fibres.

7. Comment la largeur des rainures affecte-t-elle le raffinage ?
La largeur et la profondeur des rainures influencent le transport de la pâte, la capacité hydraulique et le mouvement des fibres dans la zone de raffinage. Des rainures plus larges peuvent convenir aux applications à haut débit ou à fibres longues ; des rainures plus étroites conviennent au raffinage à faible intensité.

8. Puis-je réduire l'énergie de raffinage sans perdre en résistance ?
Oui, en sélectionnant une géométrie de disque qui atteint le développement de fibre cible à une énergie spécifique nette plus faible. Surveillez la longueur des fibres, les fines et le drainage — pas seulement le freeness — et évitez le sur-raffinage.

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