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Fachartikel Papiertechnik

Performance gesteigert

Die Trocknung der Tissuepapierbahn über den beheizten Yankee-Zylinder und die Heißlufthaube ist ein sehr energieintensiver Prozess. Angesichts stetig steigender Energiekosten werden die Bestrebungen, den Energiebedarf in der Tissueherstellung über eine Verbesserung der mechanischen Entwässerung zu reduzieren, intensiver. Dies stellt besondere Anforderungen an die Walzenbezüge.

Dipl. – Ing. (FH) Torsten BellaireAnwendungstechnik SchäferRollswww.schaeferrolls.com

Ein erhöhter Trockengehalt nach dem Pressvorgang macht sich unmittelbar in einer Senkung der Energiekosten und damit in einer Steigerung der Anlageneffizienz bei der Herstellung von Tissue bemerkbar. Anpress- und Sauganpresswalzen sollen die Papierbahn möglichst effizient und trotzdem volumenschonend entwässern.

Die Walzenbezüge unterliegen dabei jedoch besonderen Einsatzbedingungen: Das extreme Durchmesser-/Längenverhältnis des Yankee-Zylinders und die dadurch bedingte dynamische Verformung des Yankees unter Dampfdruck, Temperatur und Linienbelastung stellen höchste Anforderungen an die Auslegung der optimalen Nipgeometrie der Walzenbezüge.

Hohe Linienlasten und Nipfrequenzen bedingt durch hohe Betriebsgeschwindigkeiten moderner Tissuemaschinen bei vergleichsweise geringen Walzendurchmessern, führen zu extremen thermo-dynamischen Belastungen der Walzenbezüge. Die in der Tissueherstellung eingesetzten Walzenbezüge müssen dabei maximale Langlebigkeit, Stabilität und gleichbleibende Qualität, was Elastizität, Rückstellvermögen und Querprofileigenschaften angeht, gewährleisten.

Sauganpresswalzen in Yankee-Maschinen leisten den Löwenanteil der mechanischen Entwässerung der Stoffbahn und bestimmen somit im Wesentlichen den Energiebedarf und die
Gesamtperformance der Tissueanlage. Schlüsseleigenschaften von Sauganpresswalzenbezügen sind daher eine möglichst hohe Wasseraufnahmekapazität durch optimale Oberflächendesigns mit hohen offenen Flächen und hohem Speichervolumen, ausreichende Nipbreiten für schonende Entwässerung und Abriebfestigkeit für hohe Laufzeiten und konstante Betriebsbedingungen.

Für höchste Linienlasten geeignet

Speziell für besonders schnell laufende Tissuemaschinen, deren Fokus auf höchster Entwässerungsleistung und Energieeffizienz liegt, hat SchäferRolls den tisQ.X Sauganpresswalzenbezug entwickelt. tisQ.X Bezüge sind ausgelegt auf maximale Beständigkeit gegen Feuchtigkeit, Temperatur und Verschleiß und geeignet für höchste Linienlasten und Geschwindigkeiten. Das für tisQ.X entwickelte Polyurethanmaterial hat eine noch nie erreichte mechanische, dynamische und chemische Stabilität. Die herausragende Belastbarkeit der Funktionsschicht erlaubt mehr Freiheiten beim Design von Oberflächenausführungen wie Saugbohrungen, Blindbohrungen und Rillierungen, ohne dass dabei die Stabilität der Bezugsoberfläche beeinträchtigt wird. So können das Wasserspeichervolumen vergrößert und die Entwässerungswege verkürzt werden. tisQ.X eröffnet damit Potenziale zur Steigerung von Trockengehalt und Erhöhung der Betriebsgeschwindigkeit für höhere Maschineneffizienz.

Erfahrungen von WEPA Leuna

Bei der WEPA Leuna GmbH konnte man durch den Einsatz eines tisQ.X Sauganpresswalzenbezugs mit optimierter Oberflächengestaltung die Maschinenperformance und die Entwässerungsleistung der PM 10 deutlich steigern. Die PM 10 in Leuna produziert mit einer Geschwindigkeit von 1.800 bis 1.950 m/min auf einer Arbeitsbreite von 5500 mm überwiegend Toilettenpapier (70%) und Küchenpapier (30%). Der Grammaturbereich bewegt sich zwischen 15,4 und 18 g/m².

Bei WEPA Leuna hatte man das Ziel,
den Trockengehalt durch verbesserte mechanische Entwässerung über die Sauganpresswalze zu steigern, um hierdurch weitere Energieeinsparungen zu erreichen. Da man mit den bisher
eingesetzten blind- und sauglochgebohrten Standardgummibezügen keinerlei Probleme hinsichtlich Querprofilunregelmäßigkeiten oder Standzeit hatte, ließen sich zusätzliche Potenziale zur Steigerung der Entwässerungsleistung über eine Optimierung des Oberflächendesigns durch die Anbringung einer Rille statt der bisherigen Blindbohrung heben. Durch seine hervorragende mechanische Oberflächenstabilität bietet der tisQ.X Polyurethansauganpresswalzenbezug hierfür beste Voraussetzungen.

Zur Festlegung des finalen Oberflächendesigns führte die SchäferRolls Anwendungstechnik eine komplette Maschinenaufnahme vor Ort inklusive Abnahme des Oberflächendesigns der sich im Einsatz befindlichen Gummisauganpresswalze durch (vgl. Abbildung 3).

Basierend auf den Ergebnissen der anwendungstechnischen Analyse wurde mit Unterstützung des SchäferRolls SurfaceOptimizers, einer Software zur Auslegung und Planung von Oberflächendesign und Entwässerungsleistung von Walzenbezügen, ein neues Oberflächendesign ermittelt. Im Vergleich zu dem sich im Einsatz befindlichen Gummisauganpresswalzenbezug mit Blind- und Sauglochbohrung, konnte dem Kunden aufgezeigt werden, dass beim tisQ.X Bezug mit einer konservativen Rillenausführung im ersten Schritt eine Erhöhung der offenen Fläche von 29,8 auf 39,3% erreicht werden kann. Das freie Wasserspeichervolumen vergrößert sich mit dieser Maßnahme um ca. 15% von 1063 ml/m² auf 1223 ml/m² (vgl. Abbildung 4).

Mit dem Wechsel auf einen tisQ.X Polyurethanbezug sah man von Seiten des Kunden ganz klar die Möglichkeit, ohne großen Aufwand die Entwässerungsleistung der Sauganpresswalze zu steigern und dadurch Energiekosten einzusparen.

Lange Laufzeit

Nachdem die Sauganpresswalze mit tisQ.X Bezug in die PM 10 bei WEPA Leuna eingebaut wurde, konnte man eine Trockengehaltssteigerung um 1% otro von 42 auf 43% gegenüber der bisher eingesetzten Gummibeschichtung feststellen. Selbst nach einer Laufzeit von respektablen 413 Tagen hinterlässt der Walzenbezug einen hervorragenden Eindruck, so dass dieser nicht geschliffen wird und voraussichtlich Ende des Jahres erneut eingesetzt wird (vgl. Abbildung 5). Derzeit ist die Schwesterwalze im Einsatz, die angesichts dieses Erfolgs ebenfalls einen tisQ.X Bezug erhielt.

„Da die Ziellaufzeit von zwölf Monaten übertroffen wurde, wird nun ein Intervall von 18 Monaten angestrebt“, so Dipl.-Ing. Lars Helge Peters, Mill Manager bei WEPA Leuna. So leisten tisQ.X Sauganpresswalzenbezüge einen wertvollen Beitrag zur Senkung von Energie- und Betriebskosten und tragen so maßgeblich zur Verbesserung der Anlageneffizienz bei der Herstellung von Tissue bei.


Abbildung 1: tisQ.X Sauganpresswalzenbezug