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紙漿造紙工業用不銹鋼
來源:中國特鋼企業協會不銹鋼分會會刊《不銹》第46期 | 作者:prod6a71f | 發布時間: 2018-11-12 | 7282 次瀏覽 | 分享到:

    文明發展對紙的看法處于一種矛盾的心態。一方面,它是生活中許多最美好事物的載體,如詩歌和水彩畫;我們也用它來寫信、記錄電話、羅列購物單等。另一方面,紙常常和官僚主義、紅頭文件聯系在一起,“文書工作”已經成了一個貶意詞。同時,造紙也被認為是一個造成環境污染的工業,會大量消耗樹木、能源和水。

1、需求的增長

    對原料的需求正在增長。在IT革命剛剛開始的1980年,全球紙的需求量為1.7億噸;據SPG傳媒公司的統計,2010年全球紙需求量將增長到4.01億噸,而到2015年將增長到4.53億噸。看來計算機的出現刺激而不是降低了對紙張的需求,預期的“無紙化社會”并未實現。市場在以每年約2.1%的速率緩慢但穩定地增長。由于亞洲、東歐及拉美的需求強勁,2006年全球紙張、紙板的需求量增長了3.3%。由于“特色”食品,特別是奶制品,對包裝材料需求的增長,拉動包裝行業成為紙制品市場的主要增長點之一。

2、行業趨勢

   造紙業已逐漸從北美、西歐、日本這樣的傳統造紙國轉移到成本較低的發展中國家,如俄羅斯、印度和中國,這些地區的需求增速最快。Andritz公司指出:“新制漿機及產能增加項目(2006年)持續集中在南半球(南美、南非、澳大利亞及東南亞)和中國。”而歐洲和北美則主要集中在對現有工廠的現代化升級和改造方面。2006年中國達到了一個驚人的增速,僅上海紙的產量就增加了14%。中國的包裝業現已成為繼美國和日本之后世界最大的包裝材料生產國。

    近年來南美已成為林業、造紙及包裝工業的全球主要工業區。Pricewaterhouse Coopers預測,到2011年,全球10大制漿企業將有5家落戶南美。而2006年年底只有兩家。智利、阿根廷、哥倫比亞和烏拉圭都有制漿造紙工業,但影響最大的國家是巴西。在巴西南馬托格羅索州的Tres Lagoas正在建設世界上最大的制漿廠,承建商中包括Andritz和Metso Paper這兩家在全球紙漿造紙廠改造、新建中占有重要地位的公司。

    在歐洲,紙漿及紙張生產商們承受著急需提高效率、降低成本的巨大壓力。根據Frost &Sullivan的研究分析師分析,歐洲ACS (自動化和控制系統) 市場增長的驅動力將主要來自“為提高效益改進現有制漿和造紙設備”這一需求的增長。對更新落后技術的推動,引發大量設備改造,特別是在芬蘭和瑞典,在法國、西班牙、葡萄牙、英國、德國和波蘭等國也有這方面的需求。

    在北美,2000年到2006年間,紙和紙板的產能實際上在以年均0.7%的速率減少,但預計2009年會有小幅增長。同歐洲一樣,出于對效率和成本的考慮,在美國和加拿大已有數個廠宣布對設備進行改造。同時,Kimberly-Clark已于2007至2008年投資3.5億美元在墨西哥建廠。


 3、不銹鋼的使用

    奧托昆普的Lena Wegrelius估算,一家大型制漿造紙綜合企業要使用1萬噸不銹鋼。在蒸煮(硫酸纖維消化器)、洗滌、過篩、漂白、化學藥品回收、紙漿回收及造紙機等不同工序用到多種不同的合金材料。硫酸纖維消化器以及洗滌、過篩工序采用了封閉式系統以減少污染排放,這增強了生產環境的腐蝕性。因此從使用非合金鋼轉向采用不銹鋼(首選316L或雙相鋼,其次選用304L或316L)。在Cl2和ClO2漂白工序也采用了高鉬奧氏體不銹鋼254 SMO?來解決封閉式處理系統帶來的腐蝕問題;且根據不同的環境條件,可選擇SAF 2507或2205作為替代材料。另一處用奧氏體不銹鋼或雙相不銹鋼替代碳鋼的部位是化學藥品回收的藥液貯槽,這里因腐蝕需對設備進行較多的維護。

4、泵

    運行泵是造紙加工中的基本設備,因此泵制造商非常重視采用特殊材料來應對腐蝕和磨損問題。例如,作為造紙工業標準設備的GouldsModel 3175泵,所用的材料有鑄鐵、316不銹鋼或317、317L、316L、20合金、CD4MCu、904L、254 SMO?、鈦及Hastelloy B&C合金等各種可進行機加工的合金材料。Flowserve公司在合金開發方面處于領先地位,可生產多種用于制漿造紙工業的泵。該公司已采用了多種合金材料,包括20合金(CN7M)——高耐蝕性奧氏體合金、X-Cavalloy——耐氣蝕專利材料、Durcomet 100(CD4MCuN)——第一個雙相不銹鋼、DC8——鈷基專利合金等。該公司還設計了用于造紙工業的第一臺環氧樹脂泵和第一臺全聚四乙烯襯體泵。

5、雙相鋼用量增加

    奧氏體不銹鋼可能仍將是制漿造紙工業使用的主要合金材料,但如果鎳和鉬的價格持續保持在高位的話,這種情況就有可能改變。1988年,新西蘭一家造紙廠在硫酸纖維消化器上使用雙相不銹鋼,這是雙相鋼首次使用于造紙工業。現在,用于蒸煮木片的蒸煮器和氧脫木質處理及漂白處理中的反應器都已采用了雙相鋼。所有其他工藝設備中,雙相鋼的使用量也在增加。在競爭激烈的行業,降低成本是非常緊迫的問題。由于雙相鋼具有高的強度/重量比,與碳鋼相比可使設備壁厚減薄50%,與復合鋼相比可使設備壁厚減薄35%。因此很多造紙廠在大量設備中用雙相鋼替代奧氏體不銹鋼以降低成本。例如,硫酸鹽法制漿設備廣泛采用316L,但2205、LDX 2101和2304等雙相鋼具有較高的耐蝕性。在洗滌和過篩設備中采用表面硬度極高的2304、2205和LDX2101雙相鋼可以降低維護成本。在氧化反應設備中,2205和2304雙相鋼由于能夠抵抗外部應力腐蝕裂紋(SCC)而成為應用最廣泛的材料。在化學藥品回收裝置、機械制漿及廢漿處理設備、流漿箱、造紙機吸水輥外殼等設備中,雙相鋼的用量也在增加。2205雙相鋼在分批蒸煮和連續蒸煮器中得到普遍使用,該鋼種也適用于氧脫木質器和加壓式過氧化反應器。
    奧托昆普的LDX 2101雙相不銹鋼對SCC、點蝕和縫隙腐蝕具有很高的抵抗力,已應用于造紙機(用于流漿箱并作為框體和內襯材料替代復合鋼板)。該鋼種在堿性環境中也具有耐蝕性,可用于硫酸鹽法制漿機中與堿性物接觸的部件。因LDX 2101較高的強度(與2205相當),還可用于制造空心結構件、欄桿、通道、支柱和樓梯等。
    (來源:中國特鋼企業協會不銹鋼分會會刊《不銹》第46期)

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