DE3804869A1 - Verfahren zur regelung eines holzschleifers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung eines Holzschleifers, bei dem Holzknüppel mittels eines ggf. in den Trogstoff tauchenden Schleifersteines unter Zugabe von Spritz- und/oder Trogverdünnungswasser zu einer Holzschliffsuspension verschliffen werden, wobei die Temperatur des Spritz- und/oder Trogverdünnungswassers so gesteuert wird, daß die Temperaturerhöhung in der Schleifzone unterhalb des Verdampfungspunktes gehalten wird.

Aus der DE-OS 33 25 049 ist ein Verfahren zur Regelung eines Holzschleifers bekannt, bei dem die Trogstofftemperatur und/oder die Schachtwassertemperatur unterhalb eines oberen Grenzwertes gehalten wird, d. h., daß durch Variieren der Temperatur des Trogverdünnungswassers oder des Schleiferspritzwassers die Trogstofftemperatur beeinflußt wird. Durch die vorgenannten Maßnahmen hat man versucht, die Qualität des Schliffes von Pressen- oder auch von Stetigschleifern weiter zu verbessern, da seit langem bekannt ist, daß die Temperatur im Bereich der Schleifzone einen besonderen Einfluß auf die Schliffqualität hat. Es war ferner bekannt, zur Erweichung des Lignins und damit zur einfacheren Ablösung der Faser vom Holz die Temperatur möglichst hoch zu halten, um einerseits das Herauslösen der Fasern aus dem Holzverband zu erleichtern, andererseits den Energieaufwand zu verringern. Diese sogenannten Heißschliffverfahren erbrachten zwar eine gewisse Verbesserung der Holzschliffqualität, sie war jedoch nicht einheitlich, sondern unterlag größeren Schwankungen, die sich trotz zahlreicher Bemühungen nicht vermeiden ließen. Mit der DE-OS 33 25 049 wurde der Versuch unternommen, die Trogstofftemperatur konstant zu halten und dadurch die Qualität des Schliffes zu verbessern. Da aber rein von der Überlegung her die Trogstofftemperatur erst dann sich erhöhen kann, wenn bereits in der Schleifzone eine Erhöhung der Temperatur erfolgt ist, setzt der Lösungsvorschlag gemäß der DE-OS 33 25 049 an einem relativ späten Zeitpunkt an, nämlich dann, wenn bereits eine Schädigung der Fasern durch den Schleifprozeß bei zu hoher Temperatur erfolgt ist.

Der Erfindung lag damit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, das es ermöglicht, die Gefahr des Anstiegs der Schleiftemperatur in der Schleifzone möglichst frühzeitig zu erkennen und die Bildung von Dampfblasen in der Schleifzone durch geeignete Maßnahmen zu vermeiden. Bei einem gattungsgemäßen Verfahren wird das durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gegebene Merkmalskombination erreicht.

Ausgehend von der Überlegung, daß die Erhitzung des Stoffes in jedem Fall in der Schleifzone auftritt und daß das Auftreten von Dampfblasen durch die Zufuhr von kälterem Spritzwasser zum Stein vermieden werden kann, ergab sich die Frage nach frühzeitig erkennbaren Merkmalen.

Aus dem Vortrag "Thermogrinding" von Meinecke, veröffentlicht in "Proceedings International Mechanical Pulping Conference 1985", Seite 136 ff., geht hervor, daß es bis zum heutigen Tag nicht möglich ist, die Temperatur im Schleifbereich direkt zu messen. Man geht daher nach wie vor davon aus, daß man die Temperatur des Trogstoffes im Schleifertrog mißt, um Anhaltswerte für die Temperatur in der Schleifzone zu erhalten. Dem Vortrag ist weiter zu entnehmen, daß die kombinierte Aufzeichnung der spezifischen Energie des Schleifersteines - und der Temperatur des Trogstoffes eine Steuerung ermöglicht. Diese Steuerung, die mit der in der DE-OS 33 25 049 beschriebenen identisch ist, führt aber nach wie vor zu einer ungleichen Stofferzeugung, d. h. zu einem Pendeln des Schleifers. Da aufgrund der vorhandenen großen Stoffmassen im Trog des Schleifers eine meßbare Erwärmung des Trogstoffes wesentlich später einsetzt als die Überhitzung in der Schleifzone und damit die Verschlechterung des erhaltenen Schliffes, mußte ein anderer Weg gegangen werden.

Überlegungen führten zu der Erkenntnis, daß die Temperaturerhöhung auf eine Veränderung des Reibungswiderstandes zwischen Stein und Holz zurückzuführen sind. Der Reibungskoeffizient ist eine Funktion der Steinrauhigkeit. Mit größerer Steinrauhigkeit wird der Reibungskoeffizient größer. Daraus folgt, daß sich eine empirisch zu bestimmende Kurve erstellen läßt - Reibungskoeffizient in Abhängigkeit von der Steinrauhigkeit -. Diese Kurve kann man aufbauend auf den Analysen von Steenberg, Analysis of Grinding Process Variables", veröffentlicht in "Svensk Papperstidning", Nr. 11 vom 15. Juni 1957, Seite 409 ff., definieren als

worin
µ der Reibungskoeffizient,
L die Leistung des Schleifmotors,
V der Holzvorschub und
L _v die Leistung des Vorschubmotors

ist.

Alle drei Größen zur Ermittlung des Reibungskoeffizienten können ohne Schwierigkeiten gemessen und ihre Werte kontinuierlich in einen Rechner eingegeben werden, der den jeweils auftretenden Reibungskoeffizienten μ berechnet. Erhöht sich μ liegt also der Arbeitspunkt des Schleifers oberhalb der auf einem Oszillographen darstellbaren μ-Linie, so muß eine Wasserverdampfung stattgefunden haben und damit die Schleiffläche trockene Streifen aufweisen. Der Rechner kann damit automatisch ein Signal auslösen, das zur Herabsetzung der Spritzwassertemperatur führt. Liegt andererseits der Arbeitspunkt unterhalb der gezeichneten Linie, also unterhalb der μ-Kurve, so ist zwar genügend kaltes Spritzwasser vorhanden, die Schleiftemperatur aber nicht optimal, d. h. zu weit unter dem Siedepunkt. In diesem Fall wird dafür gesorgt, daß die Spritzwassertemperatur angehoben wird um den Schleifer wieder im optimalen Bereich zu fahren.

Da die Veränderung des Arbeitspunktes des Schleifers unmittelbar bei ihrem Auftreten erfaßt werden kann, also lange, bevor sich eine Änderung der Temperatur im Trog des Schleifers bemerkbar macht, bleibt der Schliff konstant, d. h., es tritt keine trockene Reibung zwischen Stein und Holz mit dem gefürchteten Verbrennen des Stoffes auf und es wird auch die optimale Schleiftemperatur eingehalten.

Um jegliches Pendeln des Schleifers auszuschalten, sieht eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung vor, daß der Festwert μ der als Kurve vorliegt, einen Toleranzbereich einschließt, wobei dieser Toleranzbereich zweckmäßig wählbar ist. Dadurch ist sichergestellt, daß es nicht durch kurzfristige Schwankungen in der Holzbeschaffenheit, die sich von allein innerhalb kürzester Frist ausgleichen, zu einem Regelvorgang kommt, sondern nur dann, wenn die Toleranzgrenze nach oben oder unten überschritten wird.

Claims (3)

1. Verfahren zur Regelung eines Holzschleifers, bei dem Holzknüppel mittels eines ggf. in den Trogstoff tauchenden Schleifersteines unter Zugabe von Spritz- und/oder Trogverdünnungswasser zu einer Holzschliffsuspension verschliffen werden, wobei die Temperatur des Spritz- und/oder Trogverdünnungswassers so gesteuert wird, daß die Temperaturerhöhung in der Schleifzone unterhalb des Verdampfungspunktes liegt, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale vom Antriebsmotor des Holzschleifers wird die momentane Leistungsaufnahme abgefragt und auf die spezifische Leistungsaufnahme umgerechnet, vom Antriebsmotor des Holzvorschubaggregates wird die momentane Leistungsaufnahme sowie der Vorschub abgefragt, die spezifische Leistungsaufnahme des Holzschleifermotors und der Vorschub wird in Relation zur Leistungsaufnahme des Antriebsmotors des Holzvorschubaggregates gesetzt, das daraus erhaltene Resultat wird mit einem wählbaren Festwert verglichen, wobei bei Abweichung des Resultates vom Festwert nach oben die Temperatur des Spritzwassers abgesenkt, bei Abweichung nach unten die Temperatur des Spritzwassers erhöht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Festwert ein Wert mit einem Toleranzbereich gewählt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Toleranzbereich wählbar ist.