造纸打浆过程中，浆料在磨区受力具有复杂性和多变性，打浆理论颇有争议，对于磨浆机打浆机理目前主要也是由假说支撑，打浆相关研究文献主要集中于打浆浓度、设备对比、磨片选型和“有效缘角载荷”等方面的阐述，对如何控制打浆过程和优化打浆方式较少涉及。民通华瑞纸业与南通华严磨片研究中心协作，在PM9生产线开展的磨片和打浆方式优化实践取得了良好成效。
PM9生产线以化学针叶木浆和化机浆为主要原料，硫酸盐针叶木浆、针叶木化机浆和杨木化机浆分别打浆，因磨片啮合状波浪形磨损，且易损坏，长期以低负荷运行，难以一次达到既定叩后指标，只能采用循环打浆方式。
循环打浆方式往往是在打浆设备能力不足情况下采取的一种方法，经磨浆机打半浆进入浆池，再循环泵送至磨浆机打浆，直至达到既定的合格指标，这种循环打浆方式可以解决打浆设备不足的问题，但是循环打浆的过程造成纸浆不均匀，部分纸浆过度打浆，还有部分纸浆打浆不充分，影响纸机抄造和成纸匀度等指标。[1-4] 南通华严磨片研究中心与民通华瑞纸业技术团队共同研究分析，认为PM9生产线打浆系统与设备配置较高，完全具备一次成浆的硬件条件，不需要再循环打浆。因此，针对每个浆种和工艺特点，进行了磨片齿型优选和打浆工艺的优化。
2.1 硫酸盐针叶木浆打浆优化
硫酸盐针叶木浆NBKP打浆系统，采用1台ZM460锥形磨浆机→2台DD600双圆盘磨浆机串联打浆，因为原配磨片进刀时容易损坏、磨损不均匀，磨片经常出现断齿及锯齿状、波浪形剧烈磨损，所以设定的有效打浆功率较低，难以一次成浆，需长时间循环打浆以达到既定的打浆度和湿重指标，导致打浆电耗高，且影响打浆匀度、打浆效率和稳定性。
根据PM9生产线NBKP打浆工艺指标和硬件条件，充分考虑用浆量、打浆时间、设备动力配置及管线分布等方面因素，配给DD600-E15型和DD600-L3型多元合金磨片安装于两台DD600双盘磨，处理针叶木浆，带浆档磨片齿型，杜绝生浆泵出，且有助于打浆匀度和打浆度提升，此磨片齿型打浆面积大，打浆度上升较快，分丝帚化效果良好;经过车间现场调试后，关停一台锥形磨浆机(250kw/h)，仅开两台DD600双盘磨浆机，浓度4.2%，不需要循环打浆即可一次成浆，达到既定叩后指标(打浆度42±1 ºSR，湿重10±0.5g)，减少了一台磨浆机电耗;多元合金磨片整个使用周期经定期观察，磨损均匀、平整，打浆电流稳定，磨片下机时未出现意外断齿现象。
表1：针叶木浆打浆优化前后参数对比
磨片改型前/后
打浆优化前（开启3台磨浆机）
打浆优化后（开启2台磨浆机）
打浆方式
循环打浆
一次成浆
打浆浓度 %
4.0
4.2
打浆总负荷kw/h
480
380
叩后打浆度0SR
42±2
42±1
叩后湿重g
11±1
10±0.5
2.2 针叶化机浆打浆优化
PM9针叶木化机浆打浆系统，使用DD600双盘磨→DD600双盘磨→DD600双盘磨,3台盘磨串联打浆。优化前磨片也存在断齿及锯齿状、波浪形剧烈磨损现象，循环打浆,打浆电耗高。优化后配给DD600-E15型和DD600-L3型多元合金磨片安装于3台DD600双盘磨，仅需开两台DD600双盘磨浆机，不需要循环打浆即可一次成浆，达到既定叩后指标;生产高定量纸张时，仅需开1台磨浆机就可以达到既定指标，节省了大量电耗成本。
表2：化机浆打浆优化前后参数对比
磨片改型前/后
打浆优化前（开启3台磨浆机）
打浆优化后（开启1-2台磨浆机）
打浆方式
循环打浆
一次成浆
打浆浓度 %
4.5
4.5
打浆总负荷kw/h
480
190-380
NBKP打浆系统关停1台锥形磨浆机这一项节电效果很明显，针叶化机浆打浆系统从开启3台盘磨降到只用1-2台盘磨，节省了大量电耗，按照低定量纸种打浆总负荷降低100 kw/h(高定量纸种节电数值更大)，每天打浆16小时， 300天运行计算，峰、平、谷平均电价0.5元统计，全年至少可节省36万元电耗成本，节电计算式如下:
100kw/h×16h×300d×0.5元÷10000=24(万元/年)
2.3 杨木化机浆打浆优化
杨木化机浆打浆系统，使用DD550双盘磨→DD550双盘磨，两台双盘磨串联打浆。原来使用D型和G型磨片，也是因为加压进刀时经常打坏磨片，并出现严重的啮合状磨损，打浆电流波动大，无法一次成浆达到既定打浆指标;优化后使用DD550-L3型多元合金磨片，可以提高双盘磨有效使用负载，不经循环打浆，一次即可达到36-42ºSR，降低打浆空载功率所占比例;多元合金磨片整个使用周期磨损均匀平缓，解决了断齿和啮合状磨损问题。

3 优化前后的情况对比
打浆方式的差异或磨片选型不同会带来不同的打浆指标和纤维性质，也会影响不同纸机的抄造适配性。打浆优化包括流体设备选型、管线布置、打浆设备启用数量、串并联形式、磨片选型、打浆方式等，打浆方式的优化包括打浆浓度、功率分配、压力控制、流量控制、温度控制等，打浆在纸厂电耗所占比例很高，但是因为打浆过程在整个纸厂流程中所占比例较小，装备形式相对简单，使管理者常常忽略打浆工段的作业流程细化和优化，导致打浆电耗高、打浆指标不稳定和成纸品质波动。
民通华瑞纸业技术团队从管理细节入手，强化过程控制的优化，改循环打浆为一次成浆，使打浆质量得到改善，最直观的收益是打浆电耗下降，纸机车速提高而纸机断纸次数却得以减少，成纸品质也得到进一步提升和稳定，以下表格作简单表述：(见表3)
表3：循环打浆优化为一次成浆前后成纸指标对比
打浆优化前/后
打浆优化前
打浆优化后
定量 g/㎡
57
57
厚度 um
106
105
平滑度 S
7.35
8.05
透气度 ml/min
1200
900
裂断长（纵向） m
2900
3150
表面强度蜡棒值 A
12
12
纸机车速 m/min
290
295
断纸次数 次/D
1-2
0-1
以上表格数据对比可见，循环打浆优化为一次成浆后，因为纤维帚化率的改善使成纸紧度提高，物理强度指标上升，PM9生产线纸机断纸次数也明显减少。
4 总结
通过轻型纸生产线打浆系统节能优化、磨片齿型优选，打浆方式由循环打浆优化为一次成浆的优化实践，对打浆指标、成纸物理指标、纸机稳定性、打浆电耗等方面的分析，对磨片优选和打浆方式优化前后数据对比，充分证实了一次成浆的打浆方式在造纸工业生产中能够提高成纸品质、降低打浆电耗，并能够减少断纸，提高纸机的稳定性。