Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Materialbahn

Abstract

 Bei einem Verfahren sowie einer Vorrichtung zur Herstellung einer Materialbahn wie insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn wird eine zur Erzeugung der Materialbahn verwendete Stoffsuspension mittels eines Stoffauflaufs über die Maschinenbreite verteilt einer wenigstens ein Siebband umfassenden Bahnbildungszone zugeführt. Zur Beeinflussung der Bahnzusammensetzung über die Maschinenbreite wird dem Stoffauflauf zusätzlich sektionsweise jeweils wenigstens ein zumindest eine Komponente der Stoffsuspension enthaltender Dosierstoffstrom zugeführt, dessen Volumenstrom entsprechend einstellbar ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Materialbahn wie insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, bei dem eine zur Erzeugung der Materialbahn verwendete Stoffsuspension mittels eines Stoffauflaufs über die Maschinenbreite verteilt einer wenigstens ein Siebband umfassenden Bahnbildungszone zugeführt wird. Sie betrifft ferner eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 14 angegebenen Art.

[0002] Bei der Papierherstellung ist man u.a. bestrebt, möglichst gleichmäßige bzw. gewünschte Quer- und Längsprofile von Qualitätsmerkmalen zu erhalten, zu denen beispielsweise die Flächenmasse, Faserorientierung, Asche, Feinstoff, Glanz usw. zählen. Es sind bereits Verfahren und Vorrichtungen bekannt, bei denen das Flächenmassequerprofil am Ende der Papiermaschine gemessen wird und bei einer auftretenden Soll-Ist-Abweichung im Bereich des Stoffauflaufs vorgesehene Aktuatoren im Sinne einer Kompensation der Abweichung betätigt werden. Dabei kann eine Steuerung oder eine Regelung erfolgen.

[0003] Zur Einstellung des Flächenmassequerprofils sind zwei Verfahren bekannt. Bei einem dieser beiden bekannten Verfahren wird der Auslaufspalt des Stoffauflaufes durch örtliches Verbiegen einer Blende über die Maschinenbreite derart profiliert, daß die zuvor genannte Soll-Ist-Abweichung des Flächenmassequerprofils kompensiert wird (Verdrängungsregelung). Dagegen bleibt bei dem anderen bekannten Verfahren der Auslaufspalt des Stoffauflaufes über die Breite im wesentlichen konstant. Das Flächenmassequerprofil wird hier dadurch beeinflußt, daß über die Breite des Stoffauflaufes die lokalen Feststoffkonzentrationen der Stoffsuspension sektional eingestellt werden. Dies geschieht dadurch, daß im Stoffauflauf zwei Suspensionen unterschiedlicher Konzentration in dem gewünschten Verhältnis gemischt werden. Dabei wird die Konzentration des Mischvolumenstroms der betreffenden Sektion so eingestellt, daß die dieser Sektion zugeordnete gewünschte Flächenmaße im produzierten Papier erreicht wird. Dieses Prinzip der Verdünnungswasserregelung ist in der DE 40 19 593 C2 beschrieben.

[0004] Zwischen dem Ort der Einstellung des gewünschten Flächenmassequerprofils im Bereich des Stoffauflaufs und dem Ort der Messung am Ende der Papiermaschine wirken Störgrößen auf den Papierherstellungsprozeß ein. So wird beispielsweise nur ein Teil der Masse, die über den Stoffauflauf auf ein Entwässerungssieb aufgegeben wird, auf dem Sieb weitertransportiert. Ein bestimmter Teil der Masse fällt beim Entwässerungsprozeß durch das Sieb bzw. im Fall eines Gap-Formers die Siebe hindurch. Wieviel Masse verlorengeht und wieviel auf dem Sieb verbleibt (Retention), hängt unter anderem zu einem wesentlichen Teil von der Zusammensetzung der Suspension im Stoffauflauf, von der Gestaltung des Entwässerungsbereichs, der Leisten und Siebe usw. ab. Neben den Zellstoff- bzw. Holzstoffasern können je nach Papiersorte größere oder kleinere Mengen von Füllstoffen (z.B. Asche), Feinstoffe, Aufheller vorhanden sein. Diese Zuschlagstoffe können sich untereinander in Größe und Form unterscheiden.

[0005] So fällt bei Papiersorten mit kurzen Fasern und hohem Asche- bzw. Füllstoffanteil mehr Feststoffmasse durch das Entwässerungssieb als bei Papiersorten mit langen Fasern und einem geringen Asche- bzw. Füllstoffanteil. Entsprechend umgekehrt verhält sich die vom Entwässerungssieb zurückgehaltene Feststoffmasse. Der Anteil der vom Sieb zurückgehaltenen Masse zur gesamten auf das Entwässerungssieb aufgebrachten Masse wird als Retention bezeichnet. Es ist bekannt, daß die Retention der Feststoffmasse über die Breite des Entwässerungsbereiches nicht gleichmäßig ist. Diese Ungleichmäßigkeiten führen zu einem schlechten Flächenmassequerprofil und werden durch die zuvor genannten Prinzipien zur Flächenmassequerprofilregelung kompensiert.

[0006] Mit den bekannten Verfahren und Vorrichtungen erreicht man somit zwar gute Flächenmassequerprofile, von Nachteil sind jedoch ungleichmäßige Papiereigenschaften in der Blattebene.

[0007] Ziel der Erfindung ist es, das Verfahren sowie die Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß eine höhere Gleichmäßigkeit der Materialbahn- bzw. Papiereigenschaften in der Blattebene, insbesondere bessere Eigenschafts- und Zusammensetzungsquerprofile, und damit eine höhere Materialbahn- bzw. Papierqualität erzielbar sind. Dabei soll eine Verbesserung der Material- bzw. Papierbahnzusammensetzung in Quer- und Längsrichtung erreicht werden.

[0008] Bezüglich des Verfahrens wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dem Stoffauflauf zur Beeinflussung der Bahnzusammensetzung über die Maschinenbreite zusätzlich sektionsweise jeweils wenigstens ein zumindest eine Komponente der Stoffsuspension enthaltender Dosierstoffstrom zugeführt wird, dessen Volumenstrom entsprechend einstellbar ist.

[0009] Damit wird insbesondere dem Umstand Rechnung getragen, daß die Retention der in der Fasersuspension enthaltenen Fest- und Zuschlagstoffkomponenten zeitlich und örtlich über die Maschinenbreite unterschiedlich sind. Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung können die dadurch bedingten nachteiligen Auswirkungen auf die Qualität der erzeugten Materialbahn zumindest im wesentlichen kompensiert werden. Die gewünschte Qualität der erzeugten Materialbahn ist insbesondere auch bei höheren Bahngeschwindigkeiten (z.B. V > 1500 m/min, insbesondere V > 1800 m/min) noch sichergestellt. Es ist somit insbesondere auch möglich, die Zusammensetzung der Materialbahn über die Breite einzustellen.

[0010] Bei einer bevorzugten praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dem Stoffauflauf zur Beeinflussung des Bahnflächengewichts über die Maschinenbreite die Stoffsuspension sektionsweise zugeführt, wobei die verschiedenen Sektionsströme jeweils durch Mischen eines Suspensionsstromes höherer Stoffdichte und eines Suspensionsstromes geringerer Stoffdichte entsprechend eingestellt werden. Es ist somit insbesondere auch eine kombinierte Einstellung des örtlichen Flächengewichts und der Konzentration bzw. der Anteile der Komponenten in der Materialbahn möglich.

[0011] Dabei werden die sektionalen Dosierstoffströme vorzugsweise den jeweiligen Sektionsströmen zugemischt.

[0012] Bei einer bevorzugten zweckmäßigen Ausführungsform wird in wenigstens einer Sektion einem Suspensionsstrom höherer Stoffdichte an in Strömungsrichtung hintereinanderliegenden Stellen ein Suspensionsstrom geringerer Stoffdichte und wenigstens ein Dosierstrom zugemischt. Hierbei kann sich insbesondere eine Art Reihenschaltung ergeben.

[0013] In bestimmten Fällen ist es von Vorteil, wenn in wenigstens einer Sektion einem Suspensionsstrom höherer Stoffdichte ein Suspensionsstrom geringerer Stoffdichte und dem Suspensionsstrom geringerer Stoffdichte zumindest ein Dosierstoffstrom zugemischt wird. Damit ist insbesondere eine kaskadenartige Anordnung möglich. Dabei können dem Suspensionsstrom geringerer Stoffdichte kaskadenartig auch zwei oder mehrere Dosierstoffströme zugemischt werden.

[0014] Grundsätzlich ist auch eine solche Anordnung denkbar, bei der dem Suspensionsstrom geringerer Stoffdichte an in Strömungsrichtung hintereinanderliegenden Stellen wenigstens zwei Dosierstoffströme zugemischt werden. Es sind somit insbesondere auch beliebige Mischformen der Reihenschaltung und kaskadenartigen Anordnung möglich.

[0015] Bei einer vorteilhaften praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die sektionalen Dosierstoffströme (D₁ - D_i) zur Regelung wenigstens eines Eigenschaftsquerprofils der Materialbahn (12) entsprechend ein- oder nachgestellt. Die Regelung erfolgt vorzugsweise automatisch, was bedeutet, daß die sektionalen Dosierstoffströme automatisch entsprechend ein- oder nachgestellt werden.

[0016] Zweckmäßigerweise werden ein jeweiliges Eigenschaftsquerprofil der Materialbahn gemessen, die erhaltenen Meßwerte mit einer Führungsgröße verglichen und die sektionalen Dosierstoffströme im Sinne einer Annäherung oder Angleichung an die Führungsgröße entsprechenden ein- oder nachgestellt. Dabei werden die erhaltenen Meßwerte vorzugsweise mit wenigstens einer Führungsgröße verglichen, die auf einer Eigenschaftskonzentration, einer sektionalen Siebwasserzusammensetzung und/oder dergleichen basiert.

[0017] Zur Regelung eines jeweiligen Eigenschaftsquerprofils wird vorzugsweise nach einem Regelalgorithmus vorgegangen, bei dem der Volumenstrom eines jeweiligen Dosierstoffstroms in Abhängigkeit von dem Produkt aus einer betreffenden Eigenschaftsgröße und einem Faktor ein- oder nachgestellt wird, der von der Retention abhängig ist. Das den Volumenstrom eines jeweiligen Dosierstoffstroms beeinflussende Ventil kann somit insbesondere entsprechend einem Regelalgorithmus ein- oder nachstellbar sein, nach dem die Ventilstellung eine Funktion des Produktes aus einer betreffenden Eigenschaftsgröße und einem Faktor ist, der wieder eine Funktion der Retention darstellt.

[0018] Bei Verwendung eines Mehrschichtstoffauflaufs oder eines Einschichtstoffauflaufs mit verschiedenen Schichten kann durch eine entsprechende Sektionierung die Bahnzusammensetzung auch in Richtung der Bahndichte beeinflußt werden. Die Erfindung ist somit insbesondere auch auf einen Mehrschichtstoffauflauf oder einen Einschichtstoffauflauf mit verschiedenen Schichten anwendbar, wodurch sich die Verteilung der Komponenten nicht nur in Querrichtung, sondern auch in z-Richtung, d.h. in Richtung der Materialdicke einstellen läßt. Es können somit insbesondere auch die Querprofile solcher Qualitätsmerkmale der produzierten Materialbahn wie z.B. die Opazität, Helligkeit, Festigkeit, Glanz, Farbstellung, Feuchte, usw. in der gewünschten Weise beeinflußt werden.

[0019] Bezüglich der Vorrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für eine zusätzliche Speisung des Stoffauflaufs sektionsweise jeweils wenigstens eine Dosierleitung zum Zuführen eines zumindest eine Komponente der Stoffsuspension enthaltenden Dosierstoffstroms vorgesehen ist, dessen Volumenstrom einstellbar ist, um die Bahnzusammensetzung über die Maschinenbreite entsprechend zu beeinflussen.

[0020] Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.

[0021] Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:

Fig. 1

eine schematische Draufsicht einer möglichen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stoffauflaufs,

Fig. 2

ein beispielhaftes Diagramm, in dem der Durchfall von Partikeln über der Partikelgröße dargestellt ist,

Fig. 3

ein beispielhaftes Diagramm für holzhaltige Papiere, in dem die Asche-Retention über der Faser-Retention dargestellt ist,

Fig. 4

eine mögliche erfindungsgemäße Anordnung von Dosierleitungen in einer betreffenden Sektion, durch die eine Art Reihenschaltung gebildet wird,

Fig. 5

eine weitere mögliche erfindungsgemäße Anordnung von Dosierleitungen in einer betreffenden Sektion, durch die sich insgesamt ein kaskadenartiger Aufbau ergibt,

Fig. 6

eine weitere mögliche erfindungsgemäße Anordnung von Dosierleitungen in einer betreffenden Sektion, die sich aus einer Kombinationen der in den Fig. 5 und 6 gezeigten Anordnungen ergibt,

Fig. 7

eine weitere mögliche erfindungsgemäße Anordnung von Dosierleitungen in einer betreffenden Sektion, die sich aus einer Kombination der in den Fig. 5 und 6 gezeigten Anordnungen ergibt, und

Fig. 8

ein Beispiel für eine lokale Änderung der Retention.

[0022] Fig. 1 zeigt in schematischer Draufsicht eine mögliche Ausführungsform des Stoffauflaufs 10 einer Vorrichtung zur Herstellung einer Materialbahn 12, bei der es sich im vorliegenden Fall um eine Papier- oder Kartonbahn handelt.

[0023] Mittels des Stoffauflaufs 10 wird eine zur Erzeugung der Materialbahn 12 verwendete Stoffsuspension über die Maschinenbreite verteilt einer wenigstens ein Siebband 14 umfassenden Bahnbildungszone 16 zugeführt. Im vorliegenden Fall wird die Stoffsuspension dem Siebband 14 aufgegeben. Die Bahnbildungszone 16 kann grundsätzlich ein oder mehrere Siebbänder und dabei insbesondere auch einen Doppelsiebformer oder Gap-Former umfassen.

[0024] Wie anhand der Fig. 1 zu erkennen ist, wird die Stoffsuspension einem sektionierten Abschnitt 18 des Stoffauflaufs 10 in verschiedenen Sektionsströmen Q_S1 - Q_Sn zugeführt. Zwischen dem sektionierten Abschnitt 18 und einem beispielsweise düsenartigen Auslauf 20 ist ein Turbulenzeinsatz 22 vorgesehen.

[0025] Fig. 2 zeigt beispielhaft ein Diagramm, in dem der Durchfall von Partikeln beispielsweise durch das Siebband 14 oder beispielsweise durch zwei einander gegenüberliegende Siebbänder eines Gap-Formers über der Partikelgröße dargestellt ist. Danach steigt der Verlust bei kleiner werdenden Partikeln bei der Filtration überproportional an. Asche- und Feinstoffpartikel liegen in einem Größenbereich mit einer Untergrenze von beispielsweise etwa 1 - 2 µm. Dagegen können Fasern Längen im mm-Bereich besitzen.

[0026] Fig. 3 zeigt beispielhaft ein Diagramm für holzhaltige Papiere, in dem die Asche-Retention über der Faser-Retention (jeweils in %) dargestellt ist. Dabei ist der Unterschied zwischen der Asche-Retention und der Faser-Retention für holzhaltige Papiere mit unterschiedlicher Flächenmasse aufgezeigt. Diese Zusammenhänge sind von der Beschaffenheit des bzw. der Entwässerungssiebe, der Entwässerungsgeschwindigkeit, der abgelegten Feststoffmasse auf dem Sieb, den Druckstößen der Entwässerungselemente usw. abhängig. Diese rein beispielhafte Aufzählung verdeutlicht die Vielzahl der auf den Blattbildungsprozeß möglicherweise einwirkenden Störfaktoren. Diese Störfaktoren wirken sich nicht gleichmäßig über die Breite der Papiermaschine aus. So kann beispielsweise die Siebbeschaffenheit über die Breite unterschiedlich sein, oder die Entwässerungsleisten können über die Breite unterschiedliche Radien an den Vorderkanten aufweisen, die für die Höhe des Impulses des Entwässerungsdruckes entscheidend sind.

[0027] Um eine höhere Gleichmäßigkeit der Papiereigenschaften in der Blattebene, d.h. insbesondere bessere Eigenschafts- und Zusammensetzungsprofile, und damit eine höhere Papierqualität zu erreichen, ist gemäß den Fig. 4 bis 7 für eine zusätzliche Speisung des Stoffauflaufs 10 sektionsweise jeweils wenigstens eine Dosierleitung l₁ - l_i zum Zuführen eines zumindest eine Komponente der Stoffsuspension enthaltenden Dosierstoffstroms D₁ - D_i vorgesehen, dessen Volumenstrom jeweils durch ein gesteuertes und/oder geregeltes Ventil V₁ - V_i einstellbar ist. Entsprechend ist die Bahnzusammensetzung über die Maschinenbreite beeinflußbar.

[0028] Für eine Beeinflussung des Bahnflächengewichts über die Maschinenbreite können die verschiedenen Sektionsströme Qs jeweils durch Mischen eines Suspensionsstromes HC höherer Stoffdichte C_H und eines Suspensionsstromes LC geringerer Stoffdichte C_L entsprechend eingestellt werden. Die sektionalen Dosierstoffströme D₁ - D_i werden den jeweiligen Sektionsströmen Q_S zugemischt.

[0029] Fig. 4 zeigt eine mögliche Anordnung von Dosierleitungen l₁ - l_i in einer betreffenden Sektion, durch die eine Art Reihenschaltung gebildet wird. Dabei ist in einer jeweiligen Sektion die betreffende Sektionsleitung ls (vgl. auch Fig. 1) mit dem Suspensionsstrom HC höherer Stoffdichte C_H gespeist, dem an in Strömungsrichtung L hintereinander liegenden Mischstellen M₁, M₂, M_i der Sektionsleitung 1_S über einen jeweiligen Mischer der Suspensionsstrom LC geringerer Stoffdichte C_L und die Dosierstoffströme D₁ - D_i zumischbar sind. Der Suspensionsstrom LC geringerer Stoffdichte C_L wird über die Leitung I₀ mit zugeordnetem Ventil V₀ zugeführt. Die Dosierstoffströme D₁ - D_i werden über Leitungen l₁ - l_i zugeführt, in denen jeweils wieder ein Ventil V₁ - V_i angeordnet ist. Über die Ventile V₀ - V_i können die jeweiligen Volumenströme entsprechend eingestellt werden.

[0030] Fig. 5 zeigt eine mögliche Anordnung von Dosierleitungen in einer betreffenden Sektion, durch die sich insgesamt ein kaskadenartiger Aufbau ergibt. Dabei ist die betreffende Sektionsleitung ls wieder mit dem Suspensionsstrom HC höherer Stoffdichte C_H gespeist. Diesem Suspensionsstrom HC höherer Stoffdichte C_H wird an einer Mischstelle M₁ ein Teilstrom Q_LD zugeführt, der durch die Mischung des Suspensionsstromes LC geringerer Stoffdichte C_L mit einem Dosierstoffstrom D_1,i an der Mischstelle M₂ gebildet wurde. Der Dosierstoffstrom D_1,i wird wieder durch Mischen der Dosierstoffströme D₁, D_i an der Mischstelle M_i gebildet. Der Suspensionsstrom LC geringerer Stoffdichte C_L wird wieder über eine mit einem Ventil V₀ versehene Leitung I₀ zugeführt. Die Dosierstoffströme D₁, D_i werden über jeweils mit einem Ventil V₁, V_i versehene Dosierleitungen I₁, I_i zugeführt.

[0031] Wie der Fig. 5 zu entnehmen ist, liegt das Ventil V₀ in Strömungsrichtung L hinter der Mischstelle M₂ und das Ventil V₁ hinter der Mischstelle M_i. Im vorliegenden Fall ergibt sich somit eine kaskadenartige Anordnung.

[0032] Die in der Fig. 6 gezeigte weitere Anordnung von Dosierleitungen in einer betreffenden Sektion ergibt sich aus einer Kombination der in den Fig. 5 und 6 gezeigten Anordnungen. Dabei wird der über die Leitung l₀ zugeführte Suspensionsstrom LC geringerer Stoffdichte C_L an der Mischstelle M₁ wieder dem Suspensionsstrom HC größerer Stoffdichte C_H zugemischt. In Strömungsrichtung L vor dem der Leitung l₀ zugeordneten Ventil V₀ werden dem Suspensionsstrom LC geringerer Stoffdichte C_L hintereinander über die Dosierleitungen l₁, l_i die Dosierstoffströme D₁ - D_i zugeführt. Auch in den Dosierleitungen l₁ - l_i ist jeweils wieder ein Ventil V₁, V_i vorgesehen.

[0033] Auch die in Fig. 7 gezeigte weitere mögliche Anordnung von Dosierleitungen in einer betreffenden Sektion ergibt sich wieder aus einer Kombination der in den Fig. 5 und 6 gezeigten Anordnungen. Dabei wird der über eine Leitung l₀ zugeführte Suspensionsstrom LC geringerer Stoffdichte C_L an einer Mischstelle M₁ wieder dem Suspensionsstrom HC höherer Stoffdichte C_H zugemischt. In Strömungsrichtung L vor dem Ventil V₀ wird dem Suspensionsstrom LC geringerer Stoffdichte C_L an der Mischstelle M₂ über die Dosierleitung l₁ der Dosierstoffstrom D₁ zugeführt, dessen Volumenstrom wieder über ein Ventil V₁ einstellbar ist. In Strömungsrichtung L hinter der Mischstelle M₁ wird dem Suspensionsstrom HC höherer Stoffdichte C_H an der Mischstelle M_i über die Dosierleitung L_i ein weiterer Dosierstoffstrom D_i zugeführt, dessen Volumenstrom wieder über ein Ventil V_i einstellbar ist.

[0034] Darüber hinaus sind beliebige Kombinationen z.B. der in den Fig. 4 bis 7 gezeigten Anordnungen möglich. Bei sämtlichen Ausführungsformen können die Ventile V₀ - V_i wieder einen solchen Aufbau besitzen, wie er in der DE-A-44 02 516 beschrieben ist.

[0035] Der Suspensionsstrom LC geringerer Stoffdichte C_L kann beispielsweise Siebwasser und/oder Wasser enthalten. Die verschiedenen Dosierstoffströme können eine unterschiedliche Konzentration aufweisen. Ein jeweiliger Dosierstoff D_i kann beispielsweise Asche, organischen Feinstoff, Faserstoff, Retentionsmittel, Stärke, Aufheller, Chemikalien und/oder dergleichen enthalten. An einer jeweiligen Mischstelle M_i kann jeweils ein Mischer vorgesehen sein.

[0036] Mit den beschriebenen Anordnungen ist es möglich, die Zusammensetzung der Papierbahn über die Breite einzustellen. Die Erfindung ist auch auf einen Mehrschicht-Stoffauflauf oder einen Einschicht-Stoffauflauf mit verschiedenen Schichten anwendbar. Damit läßt sich die Verteilung der Komponenten nicht nur in Querrichtung, sondern auch in z-Richtung, d.h. in Richtung der Papierdicke, einstellen, wodurch auch die Querprofile solcher Qualitätsmerkmale der produzierten Papierbahn wie beispielsweise Opazität, Helligkeit, Festigkeit, Glanz, Farbstellung, Feuchte, usw. beeinflußt werden können.

[0037] Die Einstellung der Ventile V_i der Dosierleitungen kann beispielsweise über Regeleinheiten erfolgen. Hierzu wird in der betreffenden Sektion ein Ist-Wert der Konzentration bzw. des Anteils der Komponenten eines betreffenden Dosierstoffstroms D_i bzw. des Qualitätsmerkmals des Papiers oder stellvertretend der Suspension gemessen. Dieser Ist-Wert wird in der Regeleinheit mit einem Soll-Wert verglichen. Bei einer Abweichung zwischen dem Soll- und dem Ist-Wert wird das zugehörige Ventil V_i in der Dosierleitung D_i um einen vorausberechneten Wert derart verstellt, daß die Soll-Ist-Abweichung wieder kleiner oder gar kompensiert wird.

[0038] In manchen Fällen ist es ausreichend, die Ventile beispielsweise von Hand zu steuern. Ein solches Vorgehen ist für solche Komponenten sinnvoll, deren Anteil sich während des Herstellungsprozesses nur langsam oder wenig ändert.

[0039] Die sektionalen Dosierstoffströme D₁ - D_i können beispielsweise so einoder nachgestellt werden, daß sich zumindest annähernd ein oder mehrere vorgebbare Eigenschaftsquerprofile ergeben. Die Einstellung kann manuell oder automatisch und vorzugsweise geregelt erfolgen.

[0040] So können die sektionalen Dosierstoffströme D₁ - D_i insbesondere zur Regelung eines oder mehrerer Eigenschaftsquerprofile der Materialbahn 12 entsprechend ein- oder nachstellbar sein. Ist beispielsweise eine automatische Regelung vorgesehen, so werden die sektionalen Dosierstoffströme D₁ - D_i automatisch entsprechend ein- oder nachgestellt.

[0041] Wie sich aus der Figur 1 ergibt, können insbesondere eine entsprechende Meßeinrichtung 24 und eine entsprechend ausgelegte Steuereinrichtung 26 vorgesehen sein, die es beispielsweise ermöglichen, ein jeweiliges Eigenschaftsquerprofil der Materialbahn 12 zu messen, die erhaltenen Meßwerte mit einer Führungsgröße zu vergleichen und die sektionalen Dosierstoffströme D₁ - D_i im Sinne einer Annäherung oder Angleichung an die Führungsgröße entsprechenden ein- oder nachzustellen.

[0042] Die erhaltenen Meßwerte können z.B. mit wenigstens einer Führungsgröße verglichen werden, die auf einer Eigenschaftskonzentration, einer sektionalen Siebwasserzusammensetzung und/oder dergleichen basiert.

[0043] Insbesondere zur Regelung eines jeweiligen Eigenschaftsquerprofils kann das den Volumenstrom eines jeweiligen Dosierstoffstroms D₁ - D_i beeinflussende Ventil V₁ - V_i beispielsweise entsprechend einem Regelalgorithmus ein- oder nachgestellt werden, nach dem die Ventilstellung eine Funktion des Produktes aus einer betreffenden Eigenschaftsgröße und einem Faktor ist, der wieder eine Funktion der Retention darstellt.

[0044] Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft die kombinierte Einstellung des örtlichen Flächengewichts und der Konzentration der Anteile der Komponenten im Papier.

[0045] Wird das Flächengewichtsquerprofil der produzierten Papierbahn beispielsweise durch retentionsbedingte Störungen beeinträchtigt, so werden die Flächengewichtsabweichungen an den entsprechenden Stellen, beispielsweise gemäß Fig. 5 (ohne die Komponente D_i) durch Verstellen des Ventiles V₀ korrigiert. Dadurch ändert sich der Teilstrom bzw. Volumenstrom Q_LD. Dabei kann das Verhältnis der Volumenströme Q_LD und D_1,i bzw. D₁ vor und nach dem Regelungseingriff konstant gehalten werden (Verhältnisregelung).

[0046] Besitzt das Flächengewichtsquerprofil über die Breite beispielsweise keinen konstanten Wert, da z.B. ein bestimmtes Sollquerprofil vorgegeben wurde und/oder die Papierbahn während des Trocknungsprozesses in Querrichtung unterschiedlich stark geschrumpft ist (gemäß Fig. 5 ohne die Komponente D_i), so ändert sich für eine konstante Zusammensetzung der Papierbahn über die Breite die Relation zwischen Q_LD und D₁ bei der örtlichen Korrektur des Flächengewichts. Die Ventile V₀ und V₁ werden somit unabhängig voneinander eingestellt. Hierzu muß neben dem lokalen Flächengewicht bzw. der Stoffdichte zusätzlich die lokale Konzentration bzw. der lokale Anteil der Komponente D₁ gemessen und als Ist-Wert einer Regelungseinheit zugeführt werden.

[0047] Die beiden zuletzt angestellten beispielhaften Betrachtungen gelten für konstante Konzentrationen C_Di der Dosierstoffströme.

[0048] In der Fig. 8 ist rein schematisch das Prinzip für eine beispielhafte lokale Änderung der Retention dargestellt. Dabei ist die Retention über dem Flächengewicht dargestellt. Die durchgezogene Kurve gibt den Verlauf bei normaler Retention an. Mit der gestrichelten Kurve ist der Verlauf bei gestörter Retention angedeutet. Mit "1" ist der Soll-Wert, mit "2" eine gestörte Stelle und mit "3" die entsprechende Korrektur angegeben. In der folgenden Tabelle sind rein beispielhaft einige repräsentative Größen für eine solche lokale Änderung der Retention zusammengestellt:

	① Sollwert	② Gestörte Stelle	③ Korrektur auf 50 g/m2
FG Papier g/m2	50	45,8	50
Retention gesamt %	60	55	57
FG aus Stoffauflauf g/m2	83	83	1,06 · 83 = 88
Retention Asche %	30	25	27
FG Asche g/m2	15	12,5	14,3
rel. Asche im Papier %	30	27,3	28,6
Asche aus Stoffauflauf g/m2	50	50	1,06 · 50 = 53

[0049] Es sei folgendes angenommen:

1) Die relative Änderung der Ascheretention sei 1,5 bis 2 x größer als die relative Änderung der Gesamtretention.

2) Vereinfachend sei die Mischung Gesamtstoff aus dem Stoffauflauf konstant gehalten. Dies entspricht Module Jet mit Klarfiltrat, oder Blendenregulierung.

[0050] Im Ergebnis folgt daraus, daß zur Korrektur leichterer Stellen zusätzlich Asche dotiert werden muß.

Bezugszeichenliste

[0051] 

10

Stoffauflauf

12

Materialbahn

14

Siebband

16

Bahnbildungszone

18

sektionierter Abschnitt

20

Auslauf

22

Turbulenzeinsatz

24

Meßeinrichtung

26

Steuereinrichtung

l₀

Leitung

l₁

Dosierleitung

l_i

Dosierleitung

l_S

Sektionsleitung

D₁ - D_i

Dosierstoffströme

D_1,i

Dosierstoffstrom

HC

Suspensionsstrom höherer Stoffdichte C_H

L

Strömungsrichtung

LC

Suspensionsstrom geringerer Stoffdichte C_L

Q_LD

Teilstrom

Q_S

Sektionsstrom

V₀ - V_i

Ventile

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung einer Materialbahn (12) wie insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, bei dem eine zur Erzeugung der Materialbahn (12) verwendete Stoffsuspension mittels eines Stoffauflaufs (10) über die Maschinenbreite verteilt einer wenigstens ein Siebband (14) umfassenden Bahnbildungszone (16) zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß dem Stoffauflauf (10) zur Beeinflussung der Bahnzusammensetzung über die Maschinenbreite zusätzlich sektionsweise jeweils wenigstens ein zumindest eine Komponente der Stoffsuspension enthaltender Dosierstoffstrom (D₁ - D_i) zugeführt wird, dessen Volumenstrom entsprechend einstellbar ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß dem Stoffauflauf (10) zur Beeinflussung des Bahnflächengewichts über die Maschinenbreite die Stoffsuspension sektionsweise zugeführt wird und die verschiedenen Sektionsströme (Q_S) jeweils durch Mischen eines Suspensionsstromes (HC) höherer Stoffdichte (C_H) und eines Suspensionsstromes (LC) geringerer Stoffdichte (C_L) entsprechend eingestellt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die sektionalen Dosierstoffströme (D₁ - D_i) den jeweiligen Sektionsströmen (Q_S) zugemischt werden.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß in wenigstens einer Sektion einem Suspensionsstrom (HC) höherer Stoffdichte (C_H) an in Strömungsrichtung (L) hintereinanderliegenden Stellen (M₁ - M_i) ein Suspensionsstrom (LC) geringerer Stoffdichte (C_H) und wenigstens ein Dosierstoffstrom (D₁ - D_i) zugemischt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß in wenigstens einer Sektion einem Suspensionsstrom (HC) höherer Stoffdichte (C_H) ein Suspensionsstrom (LC) geringerer Stoffdichte (C_L) und dem Suspensionsstrom (LC) geringerer Stoffdichte (C_L) zumindest ein Dosierstoffstrom (D₁ - D_i) zugemischt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß dem Suspensionsstrom (LC) geringerer Stoffdichte (C_L) kaskadenartig wenigstens zwei Dosierstoffströme (D₁-D_i) zugemischt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß dem Suspensionsstrom (LC) geringerer Stoffdichte (C_L) an in Strömungsrichtung (L) hintereinanderliegenden Stellen (M₂, M_i) wenigstens zwei Dosierstoffströme (D₁-D_i) zugemischt werden.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die sektionalen Dosierstoffströme (D₁ - D_i) zur Regelung wenigstens eines Eigenschaftsquerprofils der Materialbahn (12) entsprechend ein- oder nachgestellt werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Regelung automatisch erfolgt und die sektionalen Dosierstoffströme (D₁ - D_i) automatisch entsprechend ein- oder nachgestellt werden.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein jeweiliges Eigenschaftsquerprofil der Materialbahn (12) gemessen, die erhaltenen Meßwerte mit einer Führungsgröße verglichen und die sektionalen Dosierstoffströme (D₁ - D_i) im Sinne einer Annäherung oder Angleichung an die Führungsgröße entsprechenden ein- oder nachgestellt werden.

11. Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens eine Führungsgröße verwendet wird, die auf einer Eigenschaftskonzentration, einer sektionalen Siebwasserzusammensetzung und/oder dergleichen basiert.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Regelung eines jeweiligen Eigenschaftsquerprofils nach einem Regelalgorithmus vorgegangen wird, bei dem der Volumenstrom eines jeweiligen Dosierstoffstroms (D₁ - D_i) in Abhängigkeit von dem Produkt aus einer betreffenden Eigenschaftsgröße und einem Faktor ein- oder nachgestellt wird, der von der Retention abhängig ist.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei Verwendung eines Mehrschichtstoffauflaufs oder eines Einschichtstoffauflaufs mit verschiedenen Schichten durch eine entsprechende Sektionierung die Bahnzusammensetzung auch in Richtung der Bahndicke beeinflußt wird.

14. Vorrichtung zur Herstellung einer Materialbahn (12) wie insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, bei der eine zur Erzeugung der Materialbahn (12) verwendete Stoffsuspension mittels eines Stoffauflaufs (10) über die Maschinenbreite verteilt einer wenigstens ein Siebband (14) umfassenden Bahnbildungszone (16) zugeführt wird, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß für eine zusätzliche Speisung des Stoffauflaufs (10) sektionsweise jeweils wenigstens eine Dosierleitung (l₁ - l_i) zum Zuführen eines zumindest eine Komponente der Stoffsuspension enthaltenden Dosierstoffstroms (D₁ - D_i) vorgesehen ist, dessen Volumenstrom einstellbar ist, um die Bahnzusammensetzung über die Maschinenbreite entsprechend zu beeinflussen.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß für eine Beeinflussung des Bahnflächengewichts über die Maschinenbreite die Stoffsuspension dem Stoffauflauf (10) sektionsweise über Sektionsleitungen (l_s) zuführbar ist, und daß Mittel vorgesehen sind, um die verschiedenen Sektionsströme (Q_s) jeweils durch Mischen eines Suspensionsstromes (HC) höherer Stoffdichte (C_H) und eines Suspensionsstromes (LC) geringerer Stoffdichte (CL) entsprechend einzustellen.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß Mittel vorgesehen sind, um die sektionalen Dosierstoffströme (D₁ - D_i) den jeweiligen Sektionsströmen (Q_S) zuzumischen.

17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß in wenigstens einer Sektion die betreffende Sektionsleitung (l_S) mit einem Suspensionsstrom (HC) höherer Stoffdichte (C_H) gespeist ist, dem an in Strömungsrichtung (L) hintereinanderliegenden Mischstellen (M₁, M₂, M_i) der Sektionsleitung (l_S) ein SuspensionsStromes (LC) geringerer Stoffdichte (C_L) und wenigstens ein Dosierstoffstrom (D₁ - D_i) zumischbar ist.

18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß in wenigstens einer Sektion die betreffende Sektionsleitung (l_s) mit einem Suspensionsstrom (HC) höherer Stoffdichte (C_H) gespeist ist, dem an einer Mischstelle (M₁) der Sektionsleitung (l_s) ein Suspensionsstrom (LC) geringerer Stoffdichte (C_L) zumischbar ist, wobei diesem Suspensionsstrom (LC) geringerer Stoffdichte (C_L) zumindest ein Dosierstoffstrom (D₁ - D_i) zumischbar ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß dem Suspensionsstrom (LC) geringerer Stoffdichte (C_L) kaskadenartig wenigstens zwei Dosierstoffströme (D₁-D_i) zumischbar sind.

20. Vorrichtung nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß dem Suspensionsstrom (LC) geringerer Stoffdichte (C_L) an in Strömungsrichtung (L) hintereinanderliegenden Stellen (M₂, M_i) einer diesen Suspensionsstrom (LC) führenden Zuleitung (l₀) wenigstens zwei Dosierstoffströme (D₁-D_i) zumischbar sind.

21. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Volumenstrom wenigstens eines über eine Dosierleitung (l₁ - l_i) zugeführten Dosierstoffstromes (D₁ - D_i) durch ein gesteuertes und/oder geregeltes Ventil (V₁ - V_i) einstellbar ist.

22. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Volumenstrom des dem Suspensionsstrom (HC) höherer Stoffdichte (C_H) zumischbaren Suspensionsstromes (LC) geringerer Stoffdichte (C_L) durch ein gesteuertes und/oder geregeltes Ventil (V₀) einstellbar ist.

23. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die sektionalen Dosierstoffströme (D₁ - D_i) zur Regelung wenigstens eines Eigenschaftsquerprofils der Materialbahn (12) entsprechend ein- oder nachstellbar sind.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine automatische Regelung vorgesehen ist und die sektionalen Dosierstoffströme (D₁ - D_i) automatisch entsprechend ein- oder nachstellbar sind.

25. Vorrichtung nach Anspruch 23 oder 24,
dadurch gekennzeichnet,
daß Mittel (24, 26) vorgesehen sind, um ein jeweiliges Eigenschaftsquerprofil der Materialbahn (12) zu messen, die erhaltenen Meßwerte mit einer Führungsgröße zu vergleichen und die sektionalen Dosierstoffströme (D₁ - D_i) im Sinne einer Annäherung oder Angleichung an die Führungsgröße entsprechenden ein- oder nachzustellen.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25,
dadurch gekennzeichnet,
daß die erhaltenen Meßwerte mit wenigstens einer Führungsgröße verglichen werden, die auf einer Eigenschaftskonzentration, einer sektionalen Siebwasserzusammensetzung und/oder dergleichen basiert.

27. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Regelung eines jeweiligen Eigenschaftsquerprofils das den Volumenstrom eines jeweiligen Dosierstoffstroms (D₁ - D_i) beeinflussende Ventil (V₁ - V_i) entsprechend einem Regelalgorithmus einoder nachstellbar ist, nach dem die Ventilstellung eine Funktion des Produktes aus einer betreffenden Eigenschaftsgröße und einem Faktor ist, der wieder eine Funktion der Retention darstellt.

28. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Fall eines Mehrschichtstoffauflaufs oder eines Einschichtstoffauflaufs mit verschiedenen Schichten durch eine entsprechende Sektionierung die Bahnzusammensetzung auch in Richtung der Bahndicke beeinflußbar ist.

Zeichnung