Бумажный брак

Бумажный брак

БУМАЖНЫЙ БРАК. При производстве бумаги следует различать двоякого рода бумажный брак: 1) свой, или оборотный, бумажный брак, неизбежно получающийся на самих бумажных фабриках в процессе производства, и 2) поступающую на бумажные фабрики в качестве сырья старую, использованную по своему прямому назначению бумагу, которая также называется бумажным браком (или макулатурой или бумажными обрезками).

I. Свой, или оборотный, бумажный брак получается: 1) при выработке бумаги на бумагоделательных машинах - в виде мокрого бумажного брака (на мокрых прессах) и в виде срывов (на сушильных цилиндрах, глезере и накатном станке); 2) при отделке бумаги - в виде сухого машинного бумажного брака (на каландрах, перемотных станках и саморезках); 3) в виде паккамерного бумажного брака - при сортировке бумаги в паккамере. Обрезки, получающиеся в процессе выработки и отделки бумаги, обычно также относятся к бумажному браку. Количество бумажного брака, получающегося в различных стадиях производства, зависит от сорта вырабатываемой бумаги, состояния машин и станков, опытности и внимательности обслуживающего персонала, постановки технического надзора и пр. Точно нормировать количество бумажного брака трудно; в среднем можно считать, что на новых, совершенных бумагоделательных машинах мокрого и сухого бумажного брака и срывов не должно получаться больше 0,5—1%, а на машинах, уже проработавших ряд лет, 1—1,5%. Количество получающегося машинного и паккамерного бумажного брака колеблется при обычных сортах бумаги в пределах от 3 до 10%: на фабриках газетной ротационной бумаги можно считать как норму 3%; на фабриках низких сортов печатной бумаги (с отделкой) нормальным количеством бумажного брака считают 5—6%; на фабриках, вырабатывающих различные сорта ниже среднего и средние небеленые бумаги, 6,5—8%; на средних сортах полубелых бумаг 7,5—9%; на высоких сортах бумаги (белых целлюлозных и частично тряпичных) 8,5—10%.

Большее количество бумажного брака при выработке высших сортов бумаги получается гл. обр. за счет паккамерного бумажного брака. При изготовлении писчих сложенных и обрезных бумаг количество бумажного брака увеличивается примерно на 5,5% (обрез от стопы). При изготовлении ротационной ролевой некаландрированной бумаги нормальный выход бумажного брака процента на 2 ниже, чем при изготовлении листовых бумаг. При выработке некоторых специальных сортов бумаги количество бумажного брака больше; так, например, по данным одной из наших фабрикк, при выработке папиросных бобин (филиграна) количество бумажного брака составляет: на прессах машины 3,5%, при размотке и резке бумаги 5%, при резке бобин 8%, при сортировке 4%, а всего при перечисленных операциях 20,5%. Следует оговориться, что приводимые цифры являются лишь примерными, установленными нашей практикой при современном состоянии оборудования. При хорошей постановке дела удается получить и в настоящее время значительно более низкие проценты брака. На устарелых и запущенных фабриках нормы бумажного брака бывают еще выше. Для понижения процента бумажного брака хорошие результаты дает система нормирования и премирования рабочих. Свой, или оборотный, бумажный брак на бумажных фабриках обычно сейчас же снова поступает в производство на переработку. Впрочем, часть паккамерного бумажного брака на фабриках более высоких сортов бумаги поступает в виде «брака листового сложенного» в продажу как бумага второго разбора.

Переработка оборотного бумажного брака производится довольно примитивно; чаще всего бумажный брак размалывается на бегунах и затем поступает в ролы, а далее обычным путем вместе со свежим волокнистым материалом направляется на бумагоделательную машину. Подача бумажного брака к бегунам и от бегунов к ролам обычно производится вручную, в корзинках или на вагонетках; бегуны при такой системе очень часто помещаются в рольном отделении; взамен бегунов нередко применяют месильные машины или бракомолки (например, системы Вурстера). На современных фабриках, в особенности при машинах, работающих с большой скоростью, переработка бумажного брака производится более совершенно. Бегуны чаще всего ставят непосредственно у бумажной машины (в нижнем полуэтаже, если машина располагается в 2 полуэтажах); перед обработкой на бегунах бумажный брак измельчают на механических разрывателях. Передвижение бумажного брака механизируется; при этом размолотый в бегунах бумажный брак поступает в небольшие метальные чаны, где размешивается с водой, и далее перекачивается насосами при концентрации в 3—4% в ролы или в сборные бассейны. Применяется также пневматическая подача бумажного брака по трубам или подача его ленточными транспортерами и шнеками.

При переработке газетного брака и вообще неклееных бумаг, легко распадающихся на отдельные волокна, вместо бегунов могут применяться ролы особой конструкции, располагаемые обычно рядом с бумажной машиной или под ней. Масса из рола спускается в небольшой чан, снабженный мешалкой, из которого перекачивается насосом в рольное отделение. При раздельной зарядке волокнистых материалов, когда только целлюлоза размалывается в ролах, а древесная масса примешивается к ней в смешивающих ролах, масса из бумажного брака обрабатывается так же, как древесная масса. Для клееных сортов бумаги непосредственная загрузка в ролы сухого бумажного брака нерациональна: сухой бумажный брак при этом разбивается на кусочки, которые проходят под ножовым барабаном (шаром), не претерпевая дальнейшего измельчения; это понижает качество готовой бумаги и вызывает выход лишнего брака при отливке и отделке бумаги.

II. Старая, использованная бумага (макулатура) поступает на бумажные фабрики извне. При современном уровне потребления бумаги в культурных странах ежегодно накапливается большое количество использованной бумаги, и ее переработка на бумажных фабриках приобретает характер серьезной экономической проблемы, тем более, что стоимость производства бумаги из бумажного брака невысока благодаря малому количеству потребной механической энергии и относительной простоте применяемых технологических процессов.

Наиболее полное использованиестарой бумаги имеет место в Америке. Так, например, в 1919 г. в Америке на бумажных фабриках было переработано около 1500000 т покупного бумажного брака на сумму свыше 80 млн. р.; это количество составляет 27,5% от всего количества волокнистого сырья, израсходованного в том же году на выработку бумаги. В СССР бумажный брак используется пока в меньшей степени. В 1925/26 г., например, у нас было переработано покупного бумажного брака около 25000 т, что составляет примерно 10% от всего переработанного волокнистого сырья. В дореволюционные годы у нас крупные городские заготовители бумажного брака рассортировывали его на 10—12 сортов, и бумажные фабрики имели возможность закупать определенные сорта бумажного брака, как это практикуется и сейчас в культурных странах с высоким душевым потреблением бумаги. В настоящее время в СССР сортировка бумажного брака заготовителями не производится. Получаемый фабриками бумажный брак подразделяется лишь по источникам его происхождения на четыре главнейшие группы.

А. Брак типографский, издательский и брошюровочный; к этой группе относятся типографские обрезки, книги, брошюры, журналы, газеты, летучие объявления, корректуры и т. п.

Б. Брак архивный, как-то: конторские книги, дела и различные документы учреждений, бланки, железнодорожные квитанции, дубликаты и т. д.

В. Брак фабрично-заводской, как-то: брак табачных фабрик, картонажный, переплеты, всякого рода обрезки картона, шпули и т. д.

Г. Сборка - магазинная, канцелярская и городская, собираемая мусорщиками.

Так как основой такого подразделения сортов служит происхождение бумажного брака, то в одной и той же партии его встречаются сорта с совершенно различными с точки зрения производства свойствами. Получая сравнительно небольшое количество бумажного брака, отдельные фабрики не могут производить рассортировку его на большое число сортов, т. к. некоторых сортов получилось бы при этом настолько мало, что их переработка была бы нерациональна. Поэтому фабрики вынуждены разбирать бумажный брак лишь на 3-4 сорта и использовать ценность материала не в полной мере. Для большинства наших фабрик бумажный брак является материалом второстепенного значения и применяется в качестве добавки в композицию тех или иных сортов бумаги. На тех фабриках, где бумажный брак служит основным видом сырья, он обычно идет на выработку одного сорта серой обертки или картона, часто с примесью низших сортов тряпья. Лишь очень немногие фабрики отсортировывают более высокие сорта бумажного брака и используют их на сравнительно более ценные сорта бумаги, как-то: цветные обложечные, цветные для кассовых лент, шпульные и т. п.

Переработка покупного бумажного брака сходна с описанной выше переработкой оборотного бумажного брака; нормальная схема обработки состоит из: 1) сортировки бумажного брака, 2) размола его в бегунах или в бракомолке, 3) сортировки молотого бумажного брака для удаления посторонних примесей и 4) легкого размола в ролах. Бумажный брак поступает на фабрики обычно в кипах весом около 100 кг. Вес 1 м3 бумажного брака в кипах составляет в среднем 300 кг, поэтому для его хранения требуется много места. Сортировка на наших фабриках производится на столах. Норма сортировки колеблется в зависимости от качества бумажного брака и числа сортов, которое принято на фабрике. В среднем одна сортировщица сортирует 130—170 кг в смену. Если на фабрике вырабатывается только один сорт обертки или картона, разбивка на сорта не производится, и сортировщицы лишь удаляют посторонние предметы, металл, отрывают корешки, разрывают книги на части и т. д.

При крупном рационализированном производстве перед размолом на бракомолках целесообразно равномерно пропитать весь бумажный брак водой, чтобы облегчить работу размола и сделать массу бумажного брака более однородной. Пропитывание водой часто производят в специальных вращающихся барабанах. Такой барабан в комбинации с бракомолкой изображен на фиг. 1.

Пропитывание водой бумаги производят в специальных вращающихся барабанах

Барабан А вращается от шкива посредством зубчатой передачи С и D. Загрузка бумажного брака и воды на чертеже обозначена стрелками. При выходе бумажного брака из барабана он автоматически поступает в бракомолку. Производительность такого барабана составляет 0,25—0,5 т/ч при расходе силы в 20—35 л. с. Длина барабана 4—5 м, диаметр 1,25 м. Размолотый в бегунах или на бракомолках бумажный брак рекомендуется отсортировать для удаления посторонних предметов, могущих в нем присутствовать. Эта операция производится на сетчатых барабанных или плоских сортировках. Барабанная конусная сортировка для бумажного брака изображена на фиг. 2.

Барабанная конусная сортировка для бумажного брака

Размолотый бумажный брак поступает через воронку С в узкую часть конуса А; при вращении барабана он поднимается продольными планками кверху и падает на сетку, которой покрыт барабан; размолотый бумажный брак проваливается через сетку, а не размолотые частицы и крупные посторонние примеси продвигаются к широкому концу барабана и вываливаются из него. При правильном размоле в бегунах или бракомолках масса, полученная из бумажного брака, почти не требует обработки в ролах, и нормально время пребывания его в роле не превышает 1 часа. Зарядка рола м. б. значительно гуще, чем при размоле свежего материала, например, сульфитной целлюлозы. Масса из бумажного брака при одной и той же продолжительности размола и при одинаковых прочих условиях получается более жирной по сравнению с такой же зарядкой, но из свежих волокон, так как волокна в бумажном браке, по меньшей мере, один раз уже подвергались рольной обработке. Если в композицию бумаги кроме бумажного брака входят и другие волокнистые материалы, то вопрос о способе размола является очень серьезным. В большинстве случаев лучшим способом оказывается раздельный размол свежего волокнистого материала и бумажного брака и последующее смешивание масс в смешивающем роле или метальном чане. Такой способ становится обязательным, если к бумажному браку добавляется тряпье. Если бумажный брак в зарядке рола составляет незначительную часть, то часто размол того и другого материала производят в одном роле; при этом свежее волокно размешивается раньше, а бумажный брак - в конце размола, когда присадка ножового барабана уже облегчена. Сказанное здесь о размоле покупного бумажного брака относится и к размолу оборотного брака.

В США, в отличие от нашей и европейской практики, высокие сорта бумажного брака (не содержащие древесной массы) перерабатываются в белые бумаги, низшие же сорта преимущественно идут на выработку картона, кровельных бумаг и т. п. Сущность переработки бумажного брака для изготовления белой бумаги заключается в удалении типографской краски; последняя состоит из краски (обычно сажи), смешанной с олифой или лаком. Лак разрушают путем омыления щелочью, а затем краску удаляют механической обработкой и промывкой. Из реагентов для разрушения краски наиболее широко пользуются кальцинированной содой; в последнее время предложены и другие реагенты, как, например, раствор мыла. Бумажный брак доставляется на американские фабрики тщательно рассортированным поставщиками; число торговых сортов насчитывается свыше 20. На выработку белых бумаг идет бумажный брак, не содержащий древесной массы, так как последняя при обработке щелочью темнеет.

Обычный порядок производственных операций, применяемых в Америке при переработке бумажного брака на белые бумаги, следующий. Полученный на фабрике бумажный брак еще раз сортируется; при сортировке отделяют цветную бумагу, корешки и бумагу, содержащую древесную массу; для определения последней сортировщицы применяют сернокислый анилин, дающий с древесной массой желтое окрашивание, или флороглюцин, дающий фиолетово-красную окраску. При сортировке на столах средняя норма выработки сортировщицы равна 90 кг бумажного брака в час. В последнее время в Америке получила распространение сортировка на транспортерных лентах, двигающихся со скоростью до 20 м в мин. На ленту шириной в 750 мм одновременно подается бумажный брак из 7 кип, на каждую кипу приходится по 2 сортировщицы; при такой системе одна работница отсортировывает около 140 кг бумажного брака в час. После сортировки для освобождения от пыли бумажный брак проходит последовательно через два отпылителя, сходных с теми, которые употребляются при обработке тряпья. На некоторых фабриках вместо первого отпылителя ставят измельчитель, разрывающий бумагу на куски величиной в 25—50 см2. Один из типов такого измельчителя изображен на фиг. 3.

Измельчитель бумаги

Валы Q служат для разрыхления и разрывания бумажного брака и для подачи его к двум измельчающим валам R; зубчатый вал Р служит для очистки валов от кусков застрявшего бумажного брака. Производительность такой машины составляет около 1,2 т книжного брака в час; затрата энергии 6—10 л. с. После измельчения и отпыловки бумажный брак подвергается варке.

Способов варки существует очень много. Самый старый способ - варка в открытых железных чанах. Чан имеет ложное дырчатое днище и в центре циркуляционную трубу, в которую снизу впускается пар. Обычная емкость одного чана составляет около 20 м3. Варка производится с 5,5—7,5%-ным раствором кальцинированной соды; на 1 т бумажного брака берется около 3,7 м3 щелока такой крепости. Варка слабоклееной бумаги длится в открытом чане в среднем 7 ч. Загрузка - около 2 ч. При окончании варки с помощью особого приспособления ложное днище вместе с вареным бумажным браком поднимается почти до верхнего уровня чана, щелок стекает обратно в чан и используется для последующих варок. Потеря соды достигает примерно 30% от взятого количества. Вареный бумажный брак сгружается с ложного днища вручную вилами в вагонетки. Описанный способ сопряжен с большой затратой пара и тяжелой работой при разгрузке.

Более совершенным и более распространенным является способ варки во вращающихся закрытых котлах. Загрузка измельченного и отпыленного бумажного брака в котел производится чаще всего транспортером через загрузочный люк; на каждый м3 емкости котла вмещается от 140 до 190 кг бумажного брака. Количество щелока составляет примерно 3 м3 на 1 тонну бумажного брака. Варка производится прямым паром, подобно варке тряпья в шаровых котлах. Давление пара и продолжительность варки колеблются в очень широких пределах: варка - от 1 до 10 ч. и давление - от 1,6 до 4,5 atm. Затрата щелока - около 9—10% от веса загружаемого в котел бумажного брака. На фиг. 4 изображен цилиндрический котел емкостью 36,5 м3 (длиной 7,5 м и диаметром 2,5 м) для загрузки 5—7 т бумажного брака.

Цилиндрический котел емкостью для загрузки бумажного брака

Котел R вращается со скоростью 1 оборот в 2,5 минуту при помощи шестеренной передачи G. Под котлом расположен приемный чан Р, куда автоматически выгружается вареный бумажный брак после варки. При подаче вареного бумажного брака в промывку волокнистая масса смывается из приемного чана в расположенный под ним цилиндр с мешалкой и из него перекачивается в промывные ролы.

В последнее время в Америке для варки и разделения бумажного брака на волокна нашли применение более сложные аппараты. Один из них, предложенный Уайнстоком (Winestock), изображен на фиг. 5.

Аппарат Уайстока для варки и разделения бумажного брака на волокна

Внутренняя труба А переходит в трубу В, в которой вращаются пропеллеры С и C1, делающие около 200 об/мин. Пропеллеры засасывают волокнистую массу через D в пространство Н (движение материала показано стрелками). В аппарате т. о. создается постоянная энергичная циркуляция, благодаря которой бумажный брак разбивается на волокна. Загрузка аппарата составляет 400 кг бумажного брака. Варка производится в течение 50 минут при густоте зарядки 5% и температуре 70—80°. Щелок представляет собой 5%-ный раствор кальцинированной соды. Расход силы достигает 75 л. с., расход пара – около 2,7 т на 1 т бумажного брака. Вареная бумажная масса выпускается далее в промывные аппараты.

Кроме трех описанных нами способов варки, в Америке применяется целый ряд других, более или менее сложных, например варка в закрытых ролах, варка в стационарных котлах с принудительной циркуляцией массы при помощи насосов и др.

Третьей операцией обработки бумажного брака на американских фабриках является промывка, которая наиболее часто производится в промывных ролах. Применяется и непрерывный способ промывки, при котором установка состоит из мешального чана с черпальным колесом, песочницы, центробежной сортировки и промывного аппарата, состоящего из трех барабанов, из которых каждый работает как сгуститель; сгущенная масса снимается скребком и поступает в чан следующего барабана и т. д. После промывки масса из бумажного брака, предназначаемая для выработки белых бумаг, отбеливается хлорной известью. Расход хлорной извести для отбелки бумажного брака не велик и составляет для средних сортов бумажного брака не больше 2—3%. Концентрация белящего раствора обычно отвечает содержанию 60 г активного хлора на 1 л. Продолжительность отбелки в среднем 30—45 мин. После отбелки бумажный брак очищается на чистителях и нередко пропускается через песочницу. В результате всего цикла переработки бумажного брака, потери достигают 30 и даже 40%.

Бумажная масса, полученная описанным способом из бумажного брака, находит применение в Америке для выработки многих сортов бумаги: печатной, писчей, книжной и др., - словом, почти всех сортов бумаги, кроме самых высших, для которых требуется длинное волокно.

 

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 3 - 1928 г.