Archiv Papiertechnik

Produktionsstätte der Superlative

Im August 2003 entschloss sich die Zhenjiang Star Group in der chinesischen Provinz Jiangsu den Standort Dagang um eine weitere Produktionsanlage auszubauen. Voith erhielt den Zuschlag zum Bau der neuen PM 3, die von Gold East Paper betrieben wird.

Thomas Frühauf, Klaus Meier und Jörg Albrecht

Bereits seit dem Jahr 1999 sind bei Gold East Paper, Dagang/China, die beiden von Voith gelieferten Produktionsanlagen PM 1 und PM 2 für gestrichene Feinpapiere in Betrieb. Die Papiermaschinen haben eine Siebbreite von 10 400 mm. Bis heute hat diese Anlage immer wieder Produktions- und Geschwindigkeitsweltrekorde für die produzierten Papiersorten aufgestellt.

Mit der neuen Anlage PM 3 wird Dagang zum größten Standort in China zur Produktion von doppelt gestrichenen Feinpapieren. „Dagang“ ist eine Greenfield-Anlage und liegt drei Autostunden von Shanghai entfernt am Jangtsekiang („Jangtse“), dem größten Fluss Chinas und ganz Asiens. In Dagang, in der Provinz Jiangsu, betreibt Gold East Paper heute Papierproduktionsanlagen mit einer Kapazität von über 2 000 000 Tonnen Papier pro Jahr. Die 1999 von Voith gelieferten Produktionsanlagen PM 1 und PM 2 produzieren Kunstdruckpapiere, Bogenoffset- und Rollenoffset-Druckpapiere mit einer Kapazität von je 500 000 t/Jahr. Die Mitte 2005 in Betrieb genommene neue Voith Anlage PM 3 ist für die Produktion ähnlicher beziehungsweise noch hochwertigerer Papiersorten konzipiert und besitzt die eindrucksvolle Kapazität (bei 100 Prozent Effizienz) von 1 100 000 Tonnen pro Jahr.

Der sehr stark steigende Papierverbrauch in China von rund acht Prozent jährlich veranlasste die Zhenjiang Star Group, die Produktionskapazitäten in Dagang zu erweitern, um den vorhandenen Bedarf zu decken.

Die Rohstoffversorgung ist über den Fluss Jangtse, der in direkter Verbindung zum Meer steht, gesichert. Faserstoffe, Streichfarbenrohstoffe, Chemikalien und Hilfsmittel werden über den betriebseigenen Hafen in Dagang umgeschlagen beziehungsweise in eigenen Lagerstätten abgebaut.

Das Projekt
Voith wurde im August 2003 vom chinesischen Kunden beauftragt, dieses kühne und innovative Projekt vollverantwortlich durchzuführen. Vom Zellstoff-Ballenhandling bis zur geschnittenen Rolle lieferte Voith alle entscheidenden Komponenten der neuen Produktionsanlage PM 3.

Die online Papiermaschine für doppelt gestrichene Feinpapierqualitäten im Flächengewichtsbereich von 70–128 g/m², nach dem „One Platform Concept“ konstruiert, ist das Herz der Produktionsanlage. Bewährte Schlüsselkomponenten bilden bei Gold East Paper PM 3 die Basis. Ebenso kommen die aktuellsten Technologien zum Einsatz, um den hohen Anforderungen einer stabilen Produktion und hoher Rentabilität zu entsprechen.

Die PM 3 ist mit einer Siebbreite von 10 600 mm zwar nicht die breiteste der Welt, aber längst ist unter Fachleuten einschlägig bekannt, dass nicht die Siebbreite von Maschinen ausschlaggebend für deren Leistung ist, sondern vielmehr der Durchsatz und der Gesamtwirkungsgrad der Produktionslinie. Mit einer gigantischen Kapazität (100 Prozent Effizienz) von 1 100 000 t/Jahr und einer Konstruktionsgeschwindigkeit von 2000 m/min ist die PM 3 die leistungsstärkste Papiermaschine der Welt.

Im Vergleich zu den Produktionsanlagen PM 1 und PM 2 ist die neue Anlage in der Entwicklung ein „Quantensprung“ hinsichtlich Kapazität und Geschwindigkeit. Eine weitere Herausforderung ist auch der online Betrieb der PM 3 mit integrierter Streichmaschine (ein SpeedSizer und zwei JetFlow F Streichaggregate). Die Anlagen PM 1 und PM 2 produzieren gestrichenes Papier noch im offline Verfahren.

Die Stoffaufbereitung
Zwei komplette Faserlinien für gebleichten Kurzfaser-Zellstoff, jeweils mit Ballen-Handling und Pulper-Beschickungssystem, sowie die bewährte TwinFlo Doppelscheibenrefiner-Technologie sichern zusammen mit einer ebenfalls komplett gelieferten Faserlinie für gebleichten Langfaser-Zellstoff die benötigte hohe Fertigstoffqualität in der Mischzentrale. Zu den bewährten Prozessbausteinen gehören Pulper der Baureihe VS und Entstipper der Baureihe E.

Periphere Reinigungs-, Sortier- und Aufbereitungsstufen veredeln den Faserstoff, bevor er verdünnt in den MasterJet-Stoffauflauf gelangt. Im Konstanten Teil befinden sich die beiden bisher größten von Voith gelieferten Drucksortierer mit einer Bruttosiebfläche von jeweils 13 m².

Die Papiermaschine
Der DuoFormer TQv ist bestückt mit einem MasterJet Stoffauflauf mit OnQ ModuleJet Verdünnungswasserregelung. Die Formiereinheit erzeugt ein homogenes Blatt, indem die Fein- und Füllstoffverteilung unter Verbesserung der Formation so umgeschichtet wird, dass eine nahezu symmetrische Entwässerung stattfindet.

Nach der Blattbildung im DuoFormer TQv wird die noch feuchte Bahn von der ersten Pick-up Walze vom Untersieb abgenommen und in die Tandem-NipcoFlex Pressenpartie geleitet, die durch ihre völlig geschlossene Bahnführung ein Höchstmaß an Runability ermöglicht. Hier wird die Bahn weiter entwässert und verdichtet. Der Schuhlänge kommt dabei eine besondere Bedeutung zu, damit bei dem schwer entwässerbaren Faserstoff keine Verdrückungen entstehen.

In der TopDuoRun Trockenpartie, die mit einem seillosen Überführsystem ausgestattet ist, wird die Bahn auf einen Restfeuchtegehalt von vier Prozent getrocknet. In die erste Trockengruppe wurde ein von Voith Paper Automation gelieferter EnviroScan integriert, der es ermöglicht, Trockengehaltswerte und Feuchtequerprofile direkt nach der Pressenpartie online zu ermitteln. Genau das richtige Tool, das sich Papiermacher immer schon gewünscht haben.

Damit die Farbaufnahme der Bahn im SpeedSizer immer gleichmäßig erfolgt, wird die Bahn nach der Trockenpartie auf einem EcoCal Kalander mit einer FlexiTherm Oberwalze (Oberflächentemperatur 80 Grad Celsius) und einer 52-zonigen Nipcorect Unterwalze vorkalandriert und erhält so ihr gewünschtes exzellentes CD-Profil.

Der SpeedSizer, der wahlweise mit Stärkeleim, Streichfarbe oder sogar in der Kombination Stärke/Streichfarbe einseitig betrieben werden kann, veredelt das Rohpapier mit dem ersten Vorstrich. Nachfolgende Strahlungs- und Konvektionstrocknung ermöglicht es, gezielt Balance zu fahren und so Einfluss auf Migration und Penetration der Farbbindemittel zu nehmen.

Im Anschluss wird die Papierbahn online in zwei Dynamic Blade Coatern (Bauart Voith JetFlow F) gestrichen. Als Neuentwicklung sind die Coaterbalken komplett aus CFK (Carbon Fiber Compound) gefertigt. Sie wurden weltweit erstmalig in dieser Breite geliefert. Für die Spezialpapiersorte Kalenderpapier wird am Coater 1 anstelle von Streichfarbe sogar konventioneller Leim eingesetzt, der sonst nur in Filmpressen zu finden ist. Der neue Dynamic Coater kommt damit völlig problemlos zurecht.

Die drei TopDuoRun Nachtrockenpartien nach dem SpeedSizer und den beiden Blade Coatern sind konventionelle Nachtrockenpartien, die mit offenen Hauben bestückt sind. Zu einem sauberen Streichergebnis gehört eine optimale Infrarottrocknung. Nach den hervorragenden Erfahrungen des Kunden mit den bereits seit Jahren in Betrieb befindlichen Krieger-Infrarotanlagen an den Papiermaschinen 1 und 2 fiel auch dieses Mal die Wahl auf Aggregate aus dem Hause Krieger. Installiert wurden ein IntegratedDryer nach dem SpeedSizer sowie vier weitere InfraAir-Trocknungssysteme nach den beiden JetFlow Streichaggregaten.

Zur Feuchtequerprofilierung sind diese mit dem Krieger InfraMatic-System ausgestattet. Mit den Infrarot-Trocknungsanlagen an der PM 3 steht eine installierte Infrarot-Leistung von mehr als 15 000 kW auf engstem Raum zur Verfügung.

Am Ende der Papiermaschine wird die doppelt gestrichene Bahn im bewährten Sirius Aufrollsystem zu Jumbo-Rollen gewickelt, die 130 Tonnen schwer sind. Der Tambourwechsel erfolgt über den Voith patentierten EcoChange W, eine Wechselvorrichtung, die mit zwei traversierenden Wasserstrahl-Hochdruckdüsen die Bahn blitzschnell auftrennt, bevor sie vom neuen Leertambour übernommen wird.

Um das Abrissrisiko vor allem während des Streichvorgangs zu minimieren, erhielt die Papiermaschine ein Bahninspektionssystem. Voith Paper Automation steuerte darüber hinaus auch Querprofilregelungen entlang der Anlage, ein komplettes Lagerüberwachungssystem (Monitoring System) sowie das gesamte MSR-Engineering zum Lieferumfang bei.

Finishing (Ausrüstung)
Die Ausrüstung setzt sich aus einem Tambourhandlingsystem, zwei Janus MK 2 Kalandern und zwei VariPlus Rollenschneidmaschinen zusammen. Das Tambourhandlingsystem umfasst drei Tambourwagen, drei Magazine für Volltamboure und vier Magazine für Leertamboure.

Zum Lieferumfang gehören zwei riesige 10-Walzen Offline Janus MK 2 Kalander. Dank der 45-Grad-Anordnung der Walzen sind schnelle Walzenwechsel möglich und eine gute Zugänglichkeit zu allen relevanten Baugruppen ist gegeben. Die Maximalgeschwindigkeit beträgt 1 500 m/min. Als Ober- und Unterwalzen sind Nipcowalzen eingesetzt. Die elastischen Walzen sind mit Rubin G Kunststoffbezügen versehen, die eine hohe Markierungsunempfindlichkeit und große Verschleißfestigkeit besitzen. Dank des patentierten NipProtect Systems lassen sich alle Walzen in deutlich weniger als 0,5 Sekunden öffnen und sanft ablegen. Schnelle Tambourwechselzeiten werden durch die Abroll-Splicevorrichtungen erreicht. Für feinfühlig aufgewickelte Rollen sorgt jeweils ein Sensomat Plus. Neben dem normalen 9-Nip Janus-Betrieb können beide Maschinen auch im Single-Nip Modus gefahren werden; die Bahn wird dann im obersten und im untersten Walzenspalt satiniert. Die Janus Kalander verleihen den Papieroberflächen optimale Glanz- und Glättewerte, was sich in einer exzellenten Bedruckbarkeit der Papiere niederschlägt.

Die beiden hoch automatisierten VariPlus Rollenschneidmaschinen schneiden die 10 m breite Papierbahn in kleinere Einzelbahnen und wickeln diese zu Fertigrollen je nach Größenwunsch der Endkunden auf. Für die in Dagang produzierten Papiersorten ist der VariPlus die ideale Maschine: Bei ihr stützen sich die Wickelrollen jeweils in 3- und 9-Uhr Position an der Zentralwalze ab. Die Nipkräfte lassen sich deshalb besonders feinfühlig steuern, was sich insbesondere bei Papieren mit „delikater“ Oberfläche positiv auswirkt. Verstärkt wird dieser günstige Effekt noch durch die Beschichtung der Zentralwalze mit dem patentierten MultiDrive Belag, der bewirkt, dass die spezifische Nipbelastung auf die Wickelrollen stark reduziert wird. Selbst wenn Fertigrollen mit 6 Tonnen bei einer Arbeitsgeschwindigkeit von 2500 m/min produziert werden, laufen die VariPlus ruhig. Das Ergebnis sind einwandfrei gewickelte Rollen mit optimaler Härtestruktur. Weil beide Rollenschneidmaschinen in der Abrollung über eine Butt-Splice Vorrichtung verfügen, stören Splicestellen in den Fertigrollen nicht; die Rollen lassen sich vielmehr problemlos weiterverarbeiten.

Relevante Daten zeigen noch einmal die Dimensionen der Papiermaschine auf:

· Produktionskapazität 1 100 000 t/Jahr

· Konstruktionsgeschwindigkeit 2000 m/min

· Siebbreite 10 600 mm

· Länge der Anlage vom Former bis zu den Rollenschneidern 352 m

· Gesamtanzahl der gefertigten Einzelteile 1 585 900 Stück

· Anzahl der angelieferten Container 1300 Stück

· Anzahl der angelieferten Collis 9200 Stück

· Gesamtgewicht aller gelieferten Anlagenteile 37 600 Tonnen.

Projekte dieser Größenordnung sind nur erfolgreich durchzuführen, wenn von Anfang an eine partnerschaftliche Zusammenarbeit zwischen Auftraggeber und Lieferant zustande kommt. Gold East Paper und Voith haben sich dieser gemeinsamen Herausforderung erneut gestellt. Die Erfolge sprechen für sich. Nachdem beide Partner das endgültige Maschinenkonzept festgelegt hatten, konnte mit dem Engineering begonnen werden. Es herrschte Zeitdruck, denn der Start-up Termin war bereits festgelegt. Deshalb wurde auch das Basis- und Detailengineering für die gesamte Anlage an Voith vergeben.

Die Erwartungen wurden erfüllt und die notwendigen Engineeringunterlagen konnten termingerecht über geben werden.Die Montage der Gesamtanlage übernahm der Kunde, wie damals schon bei der PM 1 und PM 2. Zehntausende von Maschinen- und Anlagenteilen wurden von Gold East Paper unter Supervision von Voith montiert – eine absolute Spitzenleistung.

Zwischenzeitlich wurde das lang im Voraus geplante Schulungsprogramm durchgeführt. Zwölf Wochen wurden theoretische Kenntnisse vermittelt, gepaart mit Rundgängen an der in der Entstehung befindlichen Anlage. Die praktische Schulung erfolgte im Anschluss direkt an der Maschine und während der Inbetriebnahme- und Start-up Phase.

Vertragsgerecht konnten auch die ersten Funktionschecks beginnen. Nachdem das erste Mal Faserstoff auf die Siebpartie gegeben wurde, erreichte man wenige Tage später bahnbreit den Sirius Aufroller. Der Start-up Termin wurde sieben Tage vor der Vertragsvorgabe erzielt.

In kürzester Zeit Papiere bester Qualität
Anschließend stand die Feinoptimierung der Qualitäten auf dem Programm. Mit der PM 3 wurde in vielerlei Hinsicht eine Punktlandung erreicht. Alle technologischen Qualitätsgarantien konnten innerhalb von sechs Wochen nach Start-up erreicht werden. Mitte Dezember 2005 erfolgte die „Operation Test Acceptance“. Die Papiere sind für den Inlandsbedarf und für den Export bestimmt.

Die Geschwindigkeitssteigerungen wurden schneller erreicht als geplant. Im Augenblick läuft die Anlage mit einer stabilen Geschwindigkeit von 1500 m/min und produziert Kunstdruckpapier in geforderter Topqualität. Rollenoffset-Papiere befinden sich gerade im Test. Derzeit laufen weitergehende Qualitätsoptimierungen und Effizienzsteigerungsaktionen auf Hochtouren, um zügig 1800 m/min stabile Produktionsgeschwindigkeit zu erreichen.

Gekürzter Artikel aus twogether Nr. 21;

Nachdruck mit freundlicher Genehmigung von Voith Papier. Den vollständigen Artikel lesen Sie unter

www.papierundtechnik.de