Die Geheimnisse der Kalanderausrüstung bei der Papierherstellung lüften

Obwohl der Kalandrierprozess in der Papierindustrie von entscheidender Bedeutung ist, wird er häufig übersehen. Der Kalandrierprozess der Papierherstellungsanlage konzentriert sich in erster Linie auf die Verbesserung bestimmter Papiereigenschaften wie Oberflächenglätte und Glanz sowie die Gleichmäßigkeit der Papierdicke. Es ist klar, dass die Anlage eine ganz bestimmte Funktion erfüllt; doch was ist ihre Funktion? Welche Parameter sind für ihren Betrieb am wichtigsten? In diesem Artikel untersuchen wir die Mechanik von Kalandrieranlagen, ihren Einfluss auf die Eigenschaften des Papiers nach der Produktion und wie die Hersteller die Leistung verbessern wollen. Diese Untersuchung der Kalandriertechnologie ist sowohl für Branchenmitarbeiter als auch für Interessierte von Nutzen. Prozesse der Papierherstellung.

Non-Profit Kalander in der Papierproduktion?

Ein Kalander in der Papierproduktion ist eine Veredelungsmaschine, die die Papieroberfläche glättet und die Dicke mithilfe von Walzen kontrolliert. Er verbessert die Oberflächenbeschaffenheit, den Glanz und die Bedruckbarkeit des Papiers und steigert so seinen Wert für verschiedene Anwendungen, darunter Druck und Verpackung. Konsistenz ist bei der Papierproduktion entscheidend, und der Kalandrierschritt ist grundlegend für die Erzielung einer gleichmäßigen Qualität des kalandrierten Papiers.

Verständnis der Rolle von Kalandrieren

Das Kalandrieren ist ein entscheidender Schritt bei der Papierbahnherstellung, da hier im letzten Produktionsschritt die Qualität und das Erscheinungsbild des Papiers verfeinert und verbessert werden. Die Informationsbeschaffung zeigt ein wachsendes Interesse sowohl professioneller als auch industrieller Anwender am Kalandrieren und seinen Auswirkungen auf Prozessoptimierung und Produktionsergebnisse. Bei der Papierherstellung ermöglicht das Präzisionskalandrieren eine gleichmäßige Dicke, was insbesondere für anspruchsvolle Anwendungen wie Verpackungen und hochwertige Drucke von Vorteil ist. Darüber hinaus schärft und glättet das Kalandrieren die Papieroberfläche, was die Druckschärfe und die Ästhetik des Papiers verbessert. Dies erhöht die Präzision in Branchen wie Verlagswesen und Werbung und trägt gleichzeitig der steigenden Nachfrage nach Produkten aus hochwertigen Papieren Rechnung.

Bestandteile einer Kalandermaschine

Die Hauptteile einer Kalandermaschine bestehen aus einer Reihe schwerer Walzen oder Schalen aus Stahl, Gusseisen oder Polymerverbundstoffen sowie einem stabilen Rahmen, der die Walzen trägt, Heiz- oder Kühlsystemen für die Walzen und Reglern für Druck, Geschwindigkeit und Temperatur.

Wie Kalandrieren Beeinflusst die Papiereigenschaften

Durch das Kalandrieren werden Glätte, Glanz und Bedruckbarkeit des Papiers verbessert und seine Dicke und sein Volumen verringert; allerdings kann es seine Festigkeit und Dimensionsstabilität beeinträchtigen.

Wie funktioniert ein Kalandermaschine Arbeit?

Der Prozess von Kalandrieren im Detail

Der Kalandrierungsprozess beginnt damit, dass ein Blatt oder eine Bahn eines Materials, beispielsweise Papier, durch eine Reihe von Walzen geführt wird. Diese Walzen üben spezifischen Druck und Wärme aus, wie Temperatur und Kraft, wodurch die Oberflächen- und Dickeneigenschaften des Materials verändert werden. In der Regel sind die Walzen in parallelen Stapelpaaren angeordnet, die fein eingestellt werden können, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen.

• Zuführung des Materials: In der Maschine befinden sich Biegekomponenten und Vorrichtungen, die das Papier mit einer bestimmten linearen Geschwindigkeit in die Maschine einführen. Diese Systeme regeln die Spannung, sodass ein gleichmäßiger und kontrollierter Einzug der Bahn erreicht wird.
• Für Kalandrierungsvorgänge: Druckausübung: Die Walzen, die oft aus Stahl bestehen oder mit Kunststoff oder Verbundwerkstoff beschichtet sind, üben einen erheblichen Druck auf das Papier aus. Je nach Produktanforderungen und Kalandertyp kann der Druck zwischen 20 und 1000 N/mm² variieren.
• Kontrolle der Temperatur: Um Feuchtigkeit zu entfernen und die Oberflächeneigenschaften des Papiers zu verbessern, kann Wärme mithilfe beheizter Walzen zugeführt werden. Je nach Material und gewünschtem Ergebnis kann die Temperatur zwischen 80 °C und über 500 °C liegen.
• Optimierung der Walzengeschwindigkeit: Der kritische Problembereich besteht in der Abstimmung von Temperatur, Druck und Qualität bei gleichzeitiger Feinabstimmung der Temperatur auf einen Höchstwert von etwa 2000 m/min für den Produktionswert.
• Feuchtigkeitskontrolle: TDer Grenzwert für den Feuchtigkeitsanteil liegt bei 4–7 %. Eine Schräglage in beide Richtungen führt zu einer spröden Bahn und einem ungleichmäßigen Finish aufgrund von Trockenheit bzw. übermäßiger Feuchtigkeit.
• Glätten und Finishen: Durch Hitze und Druck wird die Spannung im Material erhöht, wodurch dessen Dicke verringert und gleichzeitig die Glätte erhöht wird, während bei Bedarf eine matte oder glänzende Oberfläche entsteht.
• Ausgabeprüfung: RDie Ergebnisse nach dem Kalandrieren erfordern eine Nachprüfung auf Gleichmäßigkeit der Dicke, der Oberflächendetails und der Dimensionsstabilität. Die Messung des Glanzes (gemessen in Glanzeinheiten, GU) und der Glätte (gemessen über PPS oder Sheffield-Einheiten) dient ebenfalls als Maßstab für die Einhaltung gesetzlicher Standards.

Kalandrieren zeichnet sich durch reduzierte Porosität, Bedruckbarkeit, höchste Präzision und Oberflächeneigenschaften aus. Der Prozess macht Kalandrieren zu einem zentralen und gefragten Verfahren in den Bereichen hochwertiges Papier, Textilien und Verpackungen, wo veredelte technische Folien hergestellt werden.

Arten von Kalandermaschinen

Hauptmerkmale eines Papierkalandermaschine

• Hochdruckwalzen: Besteht aus mehreren Walzen, die einen gleichmäßigen Druck ausüben, um die gewünschte Glätte und den gewünschten Glanzgrad der Oberfläche zu erreichen.
• Temperaturkontrollsystem: Wendet kontrolliert Wärme auf die Walzen an und sorgt so für eine optimale Oberflächenbearbeitung des verarbeiteten Materials.
• Einstellbare Walzenspalteinstellungen: Passt den Abstand zwischen den Walzen an, um bei Partikelmaterialien eine präzisere Einstellung zu erreichen.
• Automatisierungs- und Steuerungssysteme: Implementiert automatisierte Systeme wie speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) für eine genauere Steuerung und Messung festgelegter Betriebsparameter.
• Hochgeschwindigkeitsbetrieb: Ermöglicht Genauigkeit und Konsistenz bei der Bearbeitung von Materialien mit hoher Geschwindigkeit.
• Materialhandhabungsfunktionen: Beinhaltet Materialzufuhr, Ausrichtung und Spannungskontrolle während des Verarbeitungsschritts für einen reibungsloseren Betrieb.
• Langlebige Konstruktion und Verschleißfestigkeit: Hergestellt aus hochwertigen Materialien, sodass die Maschine im Dauerbetrieb laufen kann und weniger Pflege und Wartung benötigt.
• Verträglichkeit mit Beschichtungen: Kann Oberflächen verarbeiten, die einer Vorbeschichtung unterzogen wurden, und stellt gleichzeitig sicher, dass die erforderliche Oberflächenbeschaffenheit nicht verloren geht.

Warum ist Kalandriertechnologie Wichtig?

Die Verbesserung Papierqualität und Oberflächenglätte

Die Qualität und Glätte der Papieroberfläche lässt sich durch die Anwendung von Kaolinton verbessern, und auch das Polieren der Kalanderwalzen verbessert die Gleichmäßigkeit und Bedruckbarkeit.

Auswirkungen auf verschiedene Papiersorten

Kalandrierungsprozesse sind für die Erfüllung der Glätte-, Glanz-, Volumen-, Steifigkeits- und sortenspezifischen Steifigkeitsparameter für verschiedene Papiersorten von entscheidender Bedeutung.

Rolle bei der Produktion Beschichtetes Papier und Seidenpapier

Der Kalandrierungsprozess ist von zentraler Bedeutung bei der Herstellung von gestrichenem Papier und Tissue-Papier, da er die Gleichmäßigkeit und den Glanz der Oberflächen verbessert und gleichzeitig ihre Bedruckbarkeit erhöht. Darüber hinaus optimiert er die Beschichtungsdeckung und kontrolliert die Dicke, um die Gesamtqualität und Funktionalität zu verbessern.

Was sind die verschiedenen Arten von Kalandrierlösungen?

Möglichkeiten sondieren Weicher Kalender und Harter Kalender

Beim Softkalandrieren werden Walzen mit einer weichen, elastischen Beschichtung verwendet, die die Gleichmäßigkeit, Dichte und Bedruckbarkeit des Papiers verbessert, während beim Hardkalandrieren harte Walzen zum Einsatz kommen, um eine glatte Oberfläche, Volumenkontrolle, konstante Dicke und Gleichmäßigkeit zu erreichen.

Ohne fundierte Kenntnisse zu Superkalender und Bandkalender

Superkalander verwenden abwechselnd Walzen aus hartem Stahl und weiche Faserbezüge, um die Dichte, Glätte und den Glanz eines Papiers zu verbessern, während Bandkalander eine Band- und Walzenvorrichtung verwenden, die erhitzt wird, um eine längere Verweilzeit zu ermöglichen, das Volumen zu erhalten und hochwertige Oberflächen zu erzielen.

Das richtige wählen Kalandrierlösung für Ihre Bedürfnisse

Wie bei jedem Gerät bestimmen die Anwendungsanforderungen meine Entscheidung für die am besten geeignete Kalandrierlösung. Um Hochglanz und Glätte von hochwertigem Druckpapier zu erreichen, ist in manchen Fällen ein Superkalander erforderlich. Ist hingegen die Erhaltung des Volumens bei gleichzeitiger Erzielung eines hochwertigen Finishs wichtig, ist ein Bandkalander aufgrund seiner langen Verweilzeit vorzuziehen. Diese trägt dazu bei, das Volumen zu erhalten und gleichzeitig erstklassige Ergebnisse zu erzielen. Meine Wahl richtet sich stets nach den Ergebnisanforderungen und dem Kompromiss zwischen den konkurrierenden Leistungsparametern.

Wer sind die führenden Hersteller von Kalandermaschinen?

Top-Unternehmen in der Papiermaschinen Branche

Das weltweite Markt für Papiermaschinen Dank der fortschrittlichen Kalandriertechnologie mehrerer großer Unternehmen ist die Branche äußerst wettbewerbsfähig. Zu den neuesten Erkenntnissen gehören:

• Valmet Oyj – Valmet ist weltweit führend in der Papierproduktion und im Zellstoffmaschinenbau und zählt mit seinen Technologien für Papierproduktionsprozesse, einschließlich Kalandriersystemen, zu den Branchenführern. Valmet ist für seine zuverlässige Nachhaltigkeit und betriebliche Effizienz bekannt und aktualisiert sein Produktportfolio kontinuierlich, um den sich ändernden Anforderungen der Branche gerecht zu werden.
• Andritz AG – Andritz ist vor allem für sein umfassendes Angebot in der Papierindustrie bekannt. Die fortschrittlichen Kalandriermaschinen zur Veredelung von Premiumpapieren zielen auf eine hohe Produktwertschöpfung ab. Dank seiner Innovationskraft und Energieeffizienz zählt Andritz zudem zu den wichtigsten Zulieferern für Hersteller.
• Voith Group – Als einer der traditionsreichen Akteure im Papiermaschinenbau bietet Voith moderne Produktion mit hochpräzisen Kalandermaschinen. Das Portfolio ist breit gefächert und deckt sowohl Standard- als auch Spezialpapiere ab.
• BMB SpA – OBMB ist in Europa tätig und konzentriert sich auf fortschrittliche Kalandriersysteme mit längerer Lebensdauer und besserer Qualität. Der Fokus liegt auf Flexibilität, die es Kunden ermöglicht, Papier mit den gewünschten Eigenschaften herzustellen. Die Jagenberg Group – bekannt für effiziente Kalandrier- und Beschichtungstechnologien – bietet robuste Maschinen, die auf industrielle Hochleistungsanforderungen zugeschnitten sind. Der Fokus auf die Reputation als Ingenieursunternehmen ist einer der wichtigsten Treiber ihres Markenimages in der Branche.

Diese Unternehmen fördern Innovationen und schaffen Vertrauen in die Papiermaschinenindustrie, indem sie auf die unterschiedlichen Wertanforderungen der Kunden eingehen und dabei gleichzeitig den Schwerpunkt auf Umweltverträglichkeit und Betriebseffizienz legen.

Innovationen in Kalandriertechnologie

Zu den Entwicklungen in der Kalandriertechnologie gehören Elektrodenkalandrierung, automatisierte Hochtemperatur-Reinigungssysteme, neue Walzendesigns mit Schwerpunkt auf gleichmäßigem Druck und Präzision sowie die Verbesserung der Betriebsabläufe durch Modelle des maschinellen Lernens, die die Effizienz, Nachhaltigkeit und Produktqualität steigern.

Zukünftige Trends in Kalandrierlösungen

Breyer GmbH, TRANSMATIC, Coatema Coating Machinery und Reliable Rubber & Plastic Machinery gehören zu den führenden Herstellern von Kalandermaschinen. Zukunftstrends setzen auf Automatisierung, Nachhaltigkeit und fortschrittliche Reinigungstechnologien wie das EPIC-System von BW Converting.

Häufig gestellte Fragen (FAQs)

F: Welchen Zweck erfüllt eine Papierkalandermaschine im Rahmen eines Papierherstellungsprozesses?

A: Um die Oberflächeneigenschaften der Papierbahn zu verbessern, wird bei der Papierherstellung ein Papierkalander eingesetzt. Er poliert die rauen Oberflächen von Karton oder Papier und sorgt für ausreichend Glätte und Glanz, sodass er für verschiedene Papier- und Kartonsorten verwendet werden kann.

F: Was ist der Unterschied zwischen einem Hardnip-Kalander und einem Softnip-Kalander?

A: Bei einem Hardnip-Kalander sorgt der Druck durch harte Walzen für mehr Glanz und Glätte der Oberfläche. Ein Softnip-Kalander hingegen verwendet weichere Walzen, die mehr Flexibilität im Kalandrierprozess bieten und für weichere Kartonsorten verwendet werden.

F: Worauf kann der Schwerpunkt des Kalanderabschnitts einer Papiermaschine liegen?

A: Der Kalander einer Papiermaschine steuert die Dicke, den Glanz und die Glätte des Papiers und reguliert so die Oberflächenbeschaffenheit. Dieser Teil enthält mehrere Walzen, durch die die Papierbahn läuft, um die gewünschte Oberflächenqualität zu erzielen.

F: Warum ist das Kalandrieren für gestrichenes Papier und gestrichenen Karton wichtig?

A: Beschichtetes Papier und Karton profitieren vom Kalandrieren, da es gleichzeitig Oberflächenrauigkeit und Glanz verbessert. Das Erscheinungsbild des Papiers kann eine entscheidende Voraussetzung für den Druck sein. Daher bietet das Kalandrieren eine für eine bestimmte Papier- oder Kartonsorte bessere Rauheit der Oberfläche.

F: Welchen Einfluss hat die Hartnip-Kalandrierung auf die Papier- und Kartoneigenschaften?

A: Die Hartwalzkalandrierung verbessert Glanz und Glätte durch die Kompression der Papierbahn zwischen harten Walzen. Dies ist ein entscheidender Prozess, um die gewünschten Papier- und Kartoneigenschaften für hochwertige Druck- und Verpackungsanwendungen zu erreichen.

F: Welche Vorteile bietet der Einsatz eines Maschinenkalanders in einer Papierfabrik?

A: Der Einsatz von Maschinenkalandern in Papierfabriken trägt zur Verfeinerung der Endbearbeitung bei und führt zu einer gleichmäßigen Dicke und einer verbesserten Oberflächenbeschaffenheit des Papiers. Eine verbesserte Druckqualität und ein besseres Erscheinungsbild sind für Kraftpapier sowie gestrichene Papier- und Kartonprodukte wichtig.

F: Auf welche Weise sind Kartonmaschinen in den Kalandrierungsprozess bei der Papierherstellung integriert?

A: Kartonmaschinen arbeiten parallel zum Kalandrierprozess, um die Oberflächeneigenschaften des produzierten Kartons und Papiers zu erzielen. Das Kalandrieren trägt auch dazu bei, die erforderliche Dicke, Glätte und Politur für die Eigenschaften des Kartons und die Produktqualität zu bestimmen.

F: Welchen Einfluss hat die Durchbiegung auf die Funktionsweise einer Papierkalandermaschine?

A: In einer Papierkalandermaschine kann Durchbiegung als Biegen der Walzen unter Last beschrieben werden, was die Gleichmäßigkeit der Papierbahn beeinträchtigen kann. Die Genauigkeit der kalandrierten Oberfläche und die Konsistenz des Papiers bzw. Kartons hängen stark von der Durchbiegungskontrolle ab.

F: Gibt es noch andere Mängel, die durch Kalandrieren nicht behoben werden können?

A: Die Herausforderungen hinsichtlich Oberflächenbeschaffenheit, Glätte und Glanz lassen sich durch Kalandrieren bewältigen. Allerdings lassen sich nicht alle Fehler in Papier oder Karton auf diese Weise beheben. Kalandrieren ist oft Teil einer klar definierten Papierherstellungsstrategie und nicht die einzige Lösung. Es kommen auch andere Methoden und Qualitätssicherungsverfahren zum Einsatz.

F: Welche Faktoren beeinflussen die Wahl der Kalandrieranlage bei der Papierherstellung?

A: Die Auswahl der Kalandrieranlage richtet sich nach der Oberflächenbeschaffenheit und Glätte des Papiers und Kartons. Die Anforderungen an die Oberflächenbeschaffenheit und die Glätte des produzierten Papiers oder Kartons bestimmen ebenfalls die für die Kalandrierung zu verwendende Anlage. Darüber hinaus sind die Art des zu produzierenden Papiers oder Kartons, z. B. Kraftpapier oder gestrichenes Papier, die Produktionsrate und strenge Qualitätsstandards entscheidend für die Wahl der Kalandrieranlage.

Referenzquellen

1. Untersuchung des In-situ-Schleifprozesses von Kalanderwalzenmaschinen mit innovativen Werkzeugen  

• Autoren: S. Ayyappan, R. Subramaniam
• Tagebuch: Materialien und Herstellungsverfahren
• Veröffentlichungsdatum: Seit dem 11. Juni 2019
• Zitationstoken: (Ayyappan & Subramaniam, 2019, S. 1136–1142)

Abstract:  

• In diesem Artikel wird das Schleifen von Kalanderwalzen für die Herstellung von Gummiprodukten wie Reifen und Papier behandelt. Besonderes Augenmerk wird auf die bei Kalanderwalzenmaschinen auftretenden Fehler wie Bahnfaltenbildung und Schnittfehler gelegt.
• Methodik: Die Studie basierte auf der Entwicklung und Konstruktion von Schleifvorrichtungen für Schleifwalzen, die vor Ort gewölbt werden mussten. Die Ergebnisse zeigten, dass durch das Schleifen von Walzen vor Ort bessere Ergebnisse erzielt werden können, da die Maschinenstillstandszeiten im Vergleich zu herkömmlichen Walzenschleifverfahren um das Dreifache reduziert werden. Zudem werden häufig auftretende systematische Fehler, die durch übermäßiges Endspiel der Walzen entstehen, effektiv eliminiert.
• Schlussfolgerungen: Die neuen Geräte erleichterten die Herstellung beschichteter Gewebe aus Gummi oder verstärkten Fasern mit Abweichungen von der Nenndicke von 1–2 Mikrometern, was die Effizienz und Qualität der Produktion deutlich steigerte.

2. Optimale Mengenplanung und -steuerung der Papierproduktion mit fließenden Sortenwechseln

• Autoren: R. Voronov et al.
• Quelle: Elektronik
• Veröffentlichungsdatum: Juli 25, 2023
• Zitationstoken: (Voronov et al., 2023)

Zusammenfassung:

• Dieser Artikel befasst sich mit der Problematik der Auftragsplanung bei der Papierproduktion auf mehreren Papiermaschinen, wobei besonderes Augenmerk auf die Verbesserung des Mengenkalenderplans im Hinblick auf Verschnittverluste und reibungslose Übergänge zwischen verschiedenen Produktqualitäten gelegt wird.
• Methodik: Die Autoren entwickelten ein mathematisches Modell, das Parameter wie Grammatur, Rollendurchmesser und Produktart berücksichtigt. Optimale Zeitpläne wurden durch eine Kombination aus Simplex-, Spaltengenerierungs- und lokalen Suchalgorithmen ermittelt.
• Wichtige Erkenntnisse: Die neue Planungsstrategie wurde anhand tatsächlicher Produktionsdaten validiert und es wurde nachgewiesen, dass die Papierproduktionsabläufe im Vergleich zu manuell erstellten Plänen besser auf die Auftragsfristen der Kunden abgestimmt waren.

3. Forschungs- und Evaluierungstechnik zur Echelon-Nutzung von Double-Life-Geräten im Hinblick auf das Kalenderleben

• Autoren: Pisheng Qin et al.
• Tagebuch: Angewandte Wissenschaften
• Veröffentlichungsdatum: 28 Januar 2023
• Zitierungstoken: (Qin et al., 2023)

Abstract:

• Diese Forschung befasst sich mit der Bewertung von Geräten mit doppelter Lebensdauer, ihrer Nutzung und kalendarischen Lebensdauer, was aus Sicht der Optimierung der Gerätenutzung in Fertigungsumgebungen wichtig ist.
• Forschungsansatz: Die Autoren verwendeten einen rekursiven Ansatz zur Berechnung der steuerbaren Lebensdauer bei gestaffelter Nutzung und erarbeiteten eine Methode zur Bewertung der Lebenszeitwertverteilung, die die Kalenderlebensdauer einbezieht.
• Wichtige Erkenntnisse: Der entwickelte Ansatz verbessert die Genauigkeit der Lebensdauerbewertung der Geräte und zeigt, dass die Verwaltung von Geräten mit doppelter Lebensdauer stark von der Berücksichtigung der kalendarisch bedingten Lebensdauer profitiert, was die Effizienz verbessert.

4. Kalander

5. Papier