Verfahren zum Erstellen einer standardisierten Zustandsanalyse von bei der Herstellung einer Faserstoffbahn die Qualität der herzustellenden Faserstoffbahn beeinflussenden Parametern und/oder Betriebszuständen und Maschine zur Durchführung des Verfahrens

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erstellen einer standardisierten Zustandsanalyse von bei der Herstellung einer Faserstoffbahn die Qualität der herzustellenden Faserstoffbahn beeinflussenden Parametern und/oder Betriebszuständen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein derartiges Verfahren ist aus der US-A-6024835 bekannt.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn.

[0002] Es ist bekannt, im Konstantteil und in den Maschinenaggregaten einer Maschine, insbesondere einer Papier- oder Kartonmaschine, zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, Untersuchungen und Messungen unabhängig voneinander und zeitlich versetzt durchzuführen und die relevanten Parameter und/oder Betriebszustände erfassen. Dabei werden beispielsweise Auslegungs-Bilanzierungen, Druck-, Stoffdichte-, Gasgehalts-, Schwingungs-, Transmissions-, Flächengewichts-, Stoffdichte-, pH-Wert-, Retentions-, Retentionsmittel/Typ, Entschäumermenge/Typ, Leitfähigkeits-, kationische Bedarfs-, Zetapotenzial- und Mahlgradmessungen durchgeführt. Aufgrund der unabhängig voneinander und zeitlich versetzt durchgeführten Untersuchungen und Messungen gab es bisher kein durchgängig standardisiertes Untersuchungsprinzip (Auswertemethode), das eine vergleichbare Erfassung und Aufbereitung aller erfassten Parameter und/oder Betriebszustände ermöglicht. Aus diesem Grund gab es bisher keine einheitliche Datenbasis und somit auch keine zuverlässige und fundierte Beurteilung der erfassten und aufbereiteten Parameter und/oder Betriebsstände. In der Vergangenheit wurden vielmehr viele Einzelmessungen durchgeführt; ein direkter Vergleich mit vorherigen Erfassungen beziehungsweise Erfassungen an anderen Maschinen war nicht möglich.

[0003] Es ist Aufgabe der Erfindung, eine umfassende Analyse-Methodik samt entsprechender Maschine darzustellen, mittels derer Einflüsse auf die Qualität der gebildeten Faserstoffbahn aufgedeckt und bewertet werden können. Insbesondere soll diese umfassende Analyse-Methodik dazu dienen, die Qualität der Faserstoffbahn zu beurteilen, insbesondere Stabilität des Flächengewichtes in Maschinelaufrichtung (MD) und in Maschinenquerrichtung (CD), Zustandsanalysen im Konstantteil und Nassteil, beispielsweise Stoffauflauf oder Siebpartie, durchzuführen und mögliche Störungen im Konstantteil und an der Maschine zu erfassen und zu bewerten, die ursächlich für Schwankungen insbesondere des Flächengewichtslängs- und -querprofils der gebildeten Faserstoffbahn verantwortlich sind.

[0004] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Durch die erfindungsgemäße Analyse-Methodik werden Parameter und/oder Betriebszustände für eine bestimmte Maschine bei einem bestimmten Produktionszustand erfasst und aufbereitet. Durch die Hinterlegung der aufbereiteten Parameter und/oder Betriebszustände in einer Datenbank, die vorzugsweise früher erfasste und aufbereitete Parameter und/oder Betriebszustände enthält, und die Korrelation mit den Parametern der herzustellenden Faserstoffbahn wird es ermöglicht, eine umfassende Bewertung über den Zustand der jeweiligen Maschine, den Stand der Qualität der Faserstoffbahn sowie über vorzugsweise alle möglichen Einflussgrößen abzugeben. Durch den Vergleich der aktuellen Daten mit historischen Daten aus der Datenbank können Ursachen für Störungen der Qualität der Faserstoffbahn schneller identifiziert und damit auch schneller und kostengünstiger beseitigt werden.
Es wird also eine umfassende WEP-(Wet End Process-) Analyse-Methodik vorgeschlagen, mittels derer standardisierte Erfassungsabläufe an standardisierten Erfassungspositionen an der Maschine durchführbar sind.

[0005] Im Rahmen der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Parameter und/oder die Betriebszustände mindestens einer zur Herstellung der Faserstoffbahn verwendeten Faserstoffsuspension und deren mindestens einen Additivs und der Maschine zur Herstellung der Faserstoffbahn und des Konstantteils erfasst. Damit wird sichergestellt, dass auch wirklich alle möglichen Einflussgrößen auf die Qualität der Faserstoffbahn erfasst werden. Die Parameter der herzustellenden Faserstoffbahn werden vorzugsweise entlang des Herstellungsprozesses erfasst.

[0006] Die Parameter und/oder die Betriebszustände werden mehrheitlich, vorzugsweise gesamtheitlich, zeitgleich über festgelegte Zeiträume, online erfasst. Damit wird die Erstellung einer sogenannten betrieblichen Momentaufnahme des Konstantteils und der Maschine ermöglicht, wodurch eine eindeutige Auswertung der Einflussgrößen auf die Qualität der Faserstoffbahn und eine mögliche Zuordnung von Fehlerursachen und/oder Problembereichen ermöglicht wird.

[0007] Die Parameter und/oder die Betriebszustände können dabei mittels standardisierter Datenblätter erfasst werden.

[0008] Ferner ist es von Vorteil, wenn für die mittels standardisierter Auswertemethoden aufbereiteten Parameter und/oder Betriebszustände frequenzbereichsspezifisch Grenzwerte ermittelt und festgelegt werden, basierend auf mindestens einem ermittelten Parameter der herzustellenden Faserstoffbahn.

[0009] Die erfassten Parameter und/oder die Betriebszustände der Faserstoffsuspension und/oder deren mindestens einen Additivs können erfindungsgemäß insbesondere die Stoffzusammensetzung, der Mahlgrad, der pH-Wert, die Temperatur und dergleichen mittels Stoffeigenschaftsuntersuchungen sein. Weiterhin können die erfassten Parameter und/oder die Betriebszustände der Faserstoffsuspension und/oder derer mindestens einen Additivs erfindungsgemäß die Ladungen, das Zeta-Potenzial und dergleichen mittels chemischer Analysen sein.
Und die erfassten Parameter und/oder die Betriebszustände des Konstantteils können erfindungsgemäß insbesondere Pulsations-, Stoffdichteschwankungs-, Gasgehalts-, Schwingungs-, pH-Wert-, Drehzahl-, Temperatur-, Durchflussmengenmessungen und dergleichen mittels Konstantteilmessungen sein.
Überdies können die Parameter und/oder die Betriebszustände der Maschine zur Herstellung der Faserstoffbahn erfindungsgemäß mittels Schwingungsmessungen, vorzugsweise im Bereich des Stoffauflaufs oder der Siebpartie, mittels Vakuummessungen oder mittels Geschwindigkeitsmessungen des Strahls oder von Bespannungen, insbesondere von Sieben und Filzen, erfasst werden. Zudem werden vorzugsweise die Parameter und/oder die Betriebszustände der Maschine zur Herstellung der Faserstoffbahn, insbesondere Maschineneinstellungen, Maschinen- und Gerätetypen, Maschinenkonfigurationen, erfasst, insbesondere in Abhängigkeit von festgelegten Erfassungspositionen und unter festgelegten Produktionseinstellungen.

[0010] In vorteilhafter Weise werden die Parameter und/oder die Betriebszustände der Maschine zur Herstellung der Faserstoffbahn und/oder des Konstantteils mittels mindestens einer, vorzugsweise mehrerer Stoff- und Wasserkreislauf-Bilanzierungen erfasst, wobei die für die Stoff- und Wasskreislaufbilanzierung notwendigen Daten, insbesondere Stoffdichten, Durchflussmengen, Retention, Retentionsmittelmenge/Typ, Entschäumermenge/Typ, Entlüftermenge/Typ, Leitfähigkeitswerte, kationische Bedarfswerte, Zetapotenzialwerte, Mahlgradwerte und Hilfsstoffzugabemengen, erfasst werden, insbesondere in Abhängigkeit von festgelegten Erfassungspositionen und unter festgelegten Produktionseinstellungen.

[0011] In weiterer erfindungsgemäßer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass mögliche Automatisierungseinflüsse verschiedener Systeme, insbesondere schwingende Regelkreise, identifiziert und träge und/oder sensible Systeme optimiert werden.

[0012] Die Parameter der herzustellenden Faserstoffbahn werden bevorzugt mittels Qualitätsuntersuchungen, wie beispielsweise Online-Transmissionsmessungen der Faserstoffbahn und Offline-Probenmessungen der Faserstoffbahn, insbesondere nach den Messmethoden von Tapio und/oder Boyle, erfasst. Derartige Messungen haben sich bereits in der Vergangenheit durch gute Genauigkeiten und Reproduzierbarkeiten ausgezeichnet.

[0013] Die Parameter und/oder die Betriebszustände werden vorteilhafterweise als Funktionen der Frequenz dargestellt und die erfassten Werte der Parameter und/oder der Betriebszustände werden frequenzbereichsabhängig beurteilt, wobei die erfassten Werte der Parameter und/oder der Betriebszustände vorzugsweise mit festgelegten Tief-, Hoch- oder Bandpassfrequenzen gefiltert werden.

[0014] Durch den erfindungsgemäßen Vergleich der erfassten Werte der Parameter und/oder der Betriebszustände mit vorgebbaren Soll-Werten können etwaige Abweichungen Verursachern zugeordnet werden.

[0015] Die erfindungsgemäße Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Faserstoffbahn, zeichnet sich durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens aus.

[0016] Weitere erfindungswesentliche Ausgestaltungen der Maschinen sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.

[0017] Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung.

[0018] Es zeigt die einzige Figur eine schematisierte Seitenansicht einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn und dazugehörigem Konstantteil.

[0019] Eine Maschine 1 zur Herstellung einer Faserstoffbahn 5 umfasst eine Siebpartie 10, der über einen Stoffauflauf 11 mindestens eine Faserstoffsuspension 12 zugeführt wird. Die Faserstoffbahn 5 ist insbesondere eine Papier- oder Kartonbahn. Die Siebpartie 10 weist gemäß der Ausführung der Figur ein Untersieb 13 und ein Obersieb 14 auf und ihr ist im Verlauf des Herstellungsprozesses der Faserstoffbahn 5 eine Pressenpartie 15 und eine Trockenpartie 16 mit mehreren Trockenzylindern 17 und Umlenkzylindern 18 nachgeordnet. Der Trockenpartie 16 folgt in Laufrichtung L (Pfeil) der Faserstoffbahn 5 ein Streichwerk 19 mit nachgeschalteter Trocknungseinrichtung 20, ein Kalander 21 und eine Wickelmaschine 22 zum Aufwickeln der fertigen Faserstoffbahn 5 auf eine Wickelrolle 23.
Der grundsätzliche Aufbau einer derartigen Maschine 1 zur Herstellung einer Faserstoffbahn 5, wie sich in der Figur lediglich beispielhaft dargestellt ist, ist aus einer Vielzahl von Druckschriften bestens bekannt.

[0020] Der Maschine 1 ist ein Konstantteil 24 zur Aufbereitung mindestens einer Faserstoffsuspension 12 vorgeordnet. Der Konstantteil 24 dient generell dazu, der Maschine 1 mindestens eine Faserstoffsuspension 12 mit zeitlich konstanter Menge, konstantem Druck, konstanter Stoffdichte und konstanter Zusammensetzung zuzuführen.
Der Konstantteil 24 umfasst eine Bütte 25 zur Aufbereitung und Bevorratung der Faserstoffsuspension 12 aus den Rohmaterialien in hoher Konsistenz (HC = high consistency) und Wasser, ein Leitungssystem 26 zur Förderung der Faserstoffsuspension 12 zu einer Reinigungseinheit 27 und zu einem Entlüftungsbehälter 28. Nicht dargestellt ist hier ein ebenfalls vorhandenes System von Leitungen zur Rückführung von Siebwasser aus dem Bereich der Siebpartie 10, das nur zu einem geringen Teil Faserstoff enthält (LC = low consistency). Innerhalb des Konstantteils 24 wird durch die Beimischung der LC-Flüssigkeit zur HC-Flüssigkeit die für den Betrieb der Maschine 1 gewünschte Faserstoffdichte erreicht.

[0021] Es ist nun vorgesehen, dass die einzelnen Parameter und/oder Betriebszustände in der Maschine 1 und im Konstantteil 24 mittels standardisierter Abläufe erfasst und mittels standardisierter Auswertemethoden aufbereitet werden und dass die aufbereiteten Parameter und/oder Betriebszustände in einer angedeuteten Datenbank 29 hinterlegt und mit den Parametern der herzustellenden Faserstoffbahn 5, insbesondere dem Flächengewicht, korreliert werden. Dadurch wird die Erstellung einer standardisierten Zustandsanalyse von bei der Herstellung einer Faserstoffbahn 5 die Qualität der herzustellenden Faserstoffbahn 5 beeinflussenden Parametern und/oder Betriebszuständen, ermöglicht.

[0022] Dabei werden die Parameter und/oder die Betriebszustände mindestens einer zur Herstellung der Faserstoffbahn 5 verwendeten Faserstoffsuspension 12 und deren mindestens einen Additivs und der Maschine 1 zur Herstellung der Faserstoffbahn 5 und des Konstantteils 24 mehrheitlich, vorzugsweise gesamtheitlich, zeitgleich über festgelegte Zeiträume online erfasst. Die Parameter und/oder die Betriebszustände werden dabei vorzugsweise mittels standardisierter Datenblätter erfasst. Die Parameter der herzustellenden Faserstoffbahn 5 werden dabei vorzugsweise entlang des Herstellungsprozesses erfasst.

[0023] Und für die mittels standardisierter Auswertemethoden aufbereiteten Parameter und/oder Betriebszustände werden frequenzbereichsspezifisch Grenzwerte ermittelt und festgelegt, basierend auf mindestens einem ermittelten Parameter der herzustellenden Faserstoffbahn 5.

[0024] Die Parameter und/oder die Betriebszustände der Faserstoffsuspension 12 und/oder deren mindestens einen Additivs werden mittels Stoffeigenschaftsuntersuchungen oder mittels chemischer Analysen, die des Konstantteils 24 mittels Konstantteilmessungen und die der Maschine 1 zur Herstellung der Faserstoffbahn 5 mittels Schwingungsmessungen, mittels Vakuummessungen oder mittels Geschwindigkeitsmessungen des Strahls oder von Bespannungen erfasst. Überdies werden die allgemeinen Parameter und/oder die Betriebszustände der Maschine 1 zur Herstellung der Faserstoffbahn 5 erfasst werden, insbesondere in Abhängigkeit von festgelegten Erfassungspositionen und unter festgelegten Produktionseinstellungen.

[0025] Die Parameter und/oder die Betriebszustände der Maschine 1 zur Herstellung der Faserstoffbahn 5 und/oder des Konstantteils 24 werden mittels mindestens einer, vorzugsweise mehrerer Stoff- und Wasserkreislauf-Bilanzierungen erfasst, wobei die bereits erwähnten notwendigen Daten erfasst werden, insbesondere in Abhängigkeit von festgelegten Erfassungspositionen und unter festgelegten Produktionseinstellungen.

[0026] Dabei werden mögliche Automatisierungseinflüsse verschiedener Systeme, insbesondere schwingende Regelkreise, identifiziert und träge und/oder sensible Systeme optimiert.

[0027] Ferner werden die Parameter der herzustellenden Faserstoffbahn 5 mittels Qualitätsuntersuchungen, wie beispielsweise Online-Transmissionsmessungen der Faserstoffbahn 5 und Offline-Probenmessungen der Faserstoffbahn 5, insbesondere nach den Messmethoden von Tapio und/oder Boyle, erfasst.

[0028] Alle die genannten Parameter und/oder die Betriebszustände werden als Funktionen der Frequenz dargestellt und die erfassten Werte der Parameter und/oder der Betriebszustände werden frequenzbereichsabhängig nach einer Filterung mit festgelegten Tief-, Hoch- oder Bandpassfrequenzen beurteilt.

[0029] Überdies werden die erfassten Werte der Parameter und/oder der Betriebszustände mit vorgebbaren Soll-Werten verglichen und etwaige Abweichungen Verursachern zugeordnet.

[0030] Im Rahmen der Durchführbarkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens weisen die Maschine 1 und der Konstantteil 24 ein insbesondere mehrkanaliges und/oder insbesondere durch mindestens einen Rechner 31 gestütztes Datenerfassungsund Analysesystem 30 auf. Weiterhin weisen sie dem Fachmann bekannte Geräte 32 (Pfeildarstellungen) zur Messung von Schwingungen, insbesondere Schwingungssensoren oder Beschleunigungsaufnehmer mit vorzugsweise elektronischen Integratoren, und/oder Drehzahlmessgeräte, insbesondere mit Reflexsonden, und/oder Drucksensoren, insbesondere zur Messung von absoluten Drücken oder Druckschwankungen, und/oder nach dem Boadway-Verfahren arbeitende Gasgehaltsmessgeräte für freie und/oder gelöste Anteile und/oder Geräte zur Online-Analyse der Faserstoffbahn 5, insbesondere Transmissions-Sensoren, und/oder kontinuierlich messende Stoffdichtemessgeräte auf.

[0031] Mittels dieser Messungen lassen sich Auswirkungen von Änderungen von Parametern und/oder Betriebszuständen im Konstantteil 24 auf die Stabilität des Flächengewichts der Faserstoffbahn 5 ermitteln. Mögliche Gründe für ein instabiles Flächengewicht, für Blasen- und Faltenbildung sind im Längsprofil Staudruckschwankungen, hohe Gasgehalte, Stoffdichteschwankungen, Schwingungen am Stoffauflauf 11, Schwingungen in der Siebpartie 10, Vakuum-(Unterdruck-) Schwankungen an Saugeinrichtungen oder im Entlüftungsbehälter 28 und aufgrund von Schwankungen der Geschwindigkeiten der Siebe 12, 14. Im Querprofil ergibt sich ein instabiles und ungleichmäßiges Flächengewicht durch Stoffdichteschwankungen, hohe Gasgehalte, Regelungsschwankungen und gegebenenfalls durch den Stoffauflauf 11.

[0032] Zur Messung periodischer Druckpulsationen innerhalb des Konstantteils 24 für die Faserstoffsuspension 12 werden alle Signale einer Frequenzanalyse mit Hilfe eines schnellen Fouriertransformationsverfahrens (Fast Fourier Transformation = FFT) unterzogen, wobei eine Tiefpasseinstellung bei einer Frequenz f_c von beispielsweise 1.000 Hz vorgenommen wird. Die Fourierspektren werden beispielsweise bis 150 Hz dargestellt. Anhand dieser Spektren lassen sich periodische Erreger von Störungen, zum Beispiel Pumpen, beispielsweise Verdünnungswasserpumpen, und Sortierer zum Aussondern von Fasern oder anderen Bestandteilen aus der Faserstoffsuspension 12, die eine bestimmte noch zulässige Größe von Partikeln im Bereich des Konstantteils überschreiten, identifizieren. Für durch diese verursachte Druckschwankungen gilt eine Tiefpass-Grenzfrequenz von beispielsweise 10 Hz.

[0033] Für Druckschwankungen ohne den Einfluss von Sortierern und Pumpen gilt eine Tiefpass-Grenzfrequenz von beispielsweise 2,5 Hz und für ausschließlich langwellige Druckschwankungen, die beispielsweise durch Regelungsschwankungen verursacht werden, eine Tiefpass-Grenzfrequenz von beispielsweise 0,1 Hz. Zur Bestimmung niederfrequenter Störungen werden aus den Zeitsignalen der Mittelwert, die Spannweite, die Standardabweichung und der Variationskoeffizient, das heißt das Verhältnis der Standardabweichung zum Mittelwert in Prozent, ermittelt. Stoffdichteschwankungen werden beispielsweise über einen Zeitraum von einigen Minuten ermittelt. Dabei wird das Messgerät durch eine Messreihe unter Zugabe von definierten Verdünnungswassermengen kalibriert.

[0034] Der Gasgehalt der Faserstoffsuspension 12 hat einen unmittelbaren Einfluss auf die Formation der Faserstoffbahn 5, auf die Entwässerungsleistung in der Siebpartie 10 und die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Druckschwankungen (Schallgeschwindigkeit im Medium) und auf Flächengewichtsschwankungen durch Druckpulsationen. Gase existieren in der Faserstoffsuspension 12 in verschiedenen Zuständen, beispielsweise als freie Gase, das heißt Luftblasen in der Größenordnung von 1 µm bis 1 mm, die spontan ausgasen können, und als gelöste Gase. Die jeweiligen Anteile in der Faserstoffsuspension 12 variieren mit der Stoffzusammensetzung und dem Systemdruck. Es werden daher auch Maßnahmen getroffen, um den Gasgehalt in der Faserstoffsuspension 12 am Ausgang des Entlüftungsbehälters 28 auf einen noch zulässigen Wert zu begrenzen.

[0035] Im Bereich des Stoffauflaufs 11 und in dem der Siebpartie 10 werden vorzugsweise Schwingungsmessungen durchgeführt. Die Schwingungen werden sowohl auf der Führer- als auch auf der Triebseite der Maschine 1 jeweils in allen drei Raumrichtungen gemessen und nach der ISO-Richtlinie 10816-1 Klasse III (Anhang A01) bewertet. Gemäß dieser Richtlinie werden mechanische Schwingungen im Hinblick auf ihre Zulässigkeit mit Hilfe des Effektivwertes der Schwingungsgeschwindigkeit beurteilt. Bei Schwingungen mit dominierenden Frequenzanteilen unter 10 Hz wird zusätzlich die Schwingung (die Schwingungsamplitude) als Kriterium herangezogen.

[0036] Die Online-Transmissionsmessungen der Faserstoffbahn 5 werden vorzugsweise im Bereich der Trockenpartie 16 und die Offline-Probenmessungen der Faserstoffbahn 5, insbesondere nach den Messmethoden von Tapio und/oder Boyle, im Bereich der Wickelmaschine 22 durchgeführt. Der Sensor für die Online-Transmissionsmessung durchleuchtet die Faserstoffbahn 5 und stellt ein Hell-Dunkel-Signal als Analogsignal zur Verfügung. Auch aus der Frequenzanalyse dieses Signals lassen sich eventuelle periodische Schwankungen ablesen. Aufgrund des Flatterns der Faserstoffbahn 5 lässt sich das Spektrum unterhalb einer bestimmten Frequenz, beispielsweise 3 Hz, nur noch bedingt verwerten. Das Ausgangssignal wird gemäß einer Kalibriervorgabe auf das Flächengewicht normiert. Bei der Auswertung dieser Messergebnisse sind optische Störeffekte im Papier, wie zum Beispiel Glanzstoffschwankungen, zu berücksichtigen, die zu Verfälschungen führen können.

[0037] Wenn die Qualität der Faserstoffbahn 5 bei den erfindungsgemäß durchgeführten Messungen als unzureichend eingestuft wird, werden die Störungen daraufhin analysiert, ob sie periodisch auftreten oder ob sie stochastisch (zufällig) sind; Störungen werden mittels eines schnellen Fouriertransformationsverfahrens in ihre periodischen und ihre zufälligen Anteile zerlegt. Mittels des Rechners 31 werden dann die relevanten Störpotenziale zu den simultan durchgeführten Messungen im Nassteil, das heißt in dem Bereich, in dem eine noch nicht getrocknete Faserstoffbahn 5 oder vorher die Faserstoffsuspension 12 vorhanden ist, zugeordnet. Aus der Auswertung der Messergebnisse werden Empfehlungen zur Beseitigung von stochastischen Störungen gegeben, beispielsweise zur Verbesserung der Stoffdurchmischung, zur Änderung der Rohrleitungsführung, etc. Ebenso lassen sich periodische Störungen beseitigen, die durch Unwuchten an Rotoren zum Antrieb von Zylindern oder Walzen entstehen und die sich beispielsweise durch den Austausch von Lagern beseitigen lassen, etc.. Aber auch wenn die gemessene Qualität der Faserstoffbahn 5 gut ist, lassen sich Überlegungen anstellen, an welchen Stellen beziehungsweise in welchen Bereichen im Konstantteil 24 und/oder in der Maschine 1 noch ein Optimierungspotenzial zur weiteren Anhebung der Qualität besteht.

Bezugszeichenliste

[0038] 

1

Maschine

5

Faserstoffbahn

10

Siebpartie

11

Stoffauflauf

12

Faserstoffsuspension

13

Untersieb

14

Obersieb

15

Pressenpartie

16

Trockenpartie

17

Trockenzylinder

18

Umlenkzylinder

19

Streichwerk

20

Trocknungseinrichtung

21

Kalander

22

Wickelmaschine

23

Wickelrolle

24

Konstantteil

25

Bütte

26

Leitungssystem

27

Reinigungseinheit

28

Entlüftungsbehälter

29

Datenbank

30

Datenerfassungs- und Analysesystem

31

Rechner

32

Gerät (Pfeil)

L

Laufrichtung (Pfeil)

Ansprüche

1. Verfahren zum Erstellen einer standardisierten Zustandsanalyse von bei der Herstellung einer Faserstoffbahn (5), insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, die Qualität der herzustellenden Faserstoffbahn (5) beeinflussenden Parametern und/oder Betriebszuständen, wobei die einzelnen Parameter und/oder Betriebszustände mittels standardisierter Abläufe erfasst und mittels standardisierter Auswertemethoden aufbereitet werden und wobei die aufbereiteten Parameter und/oder Betriebszustände in einer Datenbank (29) hinterlegt und mit den Parametern der herzustellenden Faserstoffbahn (5), insbesondere Flächengewicht, korreliert werden,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Parameter und/oder die Betriebszustände mehrheitlich, vorzugsweise gesamtheitlich, zeitgleich über festgelegte Zeiträume, online erfasst werden, wobei
die Parameter und/oder die Betriebszustände mindestens einer zur Herstellung der Faserstoffbahn (5) verwendeten Faserstoffsuspension (12) und deren mindestens einen Additivs, sowie die Parameter und/oder die Betriebszustände der Maschine (1) zur Herstellung der Faserstoffbahn (5) und des Konstantteils (24) erfasst werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Parameter der herzustellenden Faserstoffbahn (5) vorzugsweise entlang des Herstellungsprozesses erfasst werden.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Parameter und/oder die Betriebszustände mittels standardisierter Datenblätter erfasst werden.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass für die mittels standardisierter Auswertemethoden aufbereiteten Parameter und/oder Betriebszustände frequenzbereichsspezifisch Grenzwerte ermittelt und festgelegt werden, basierend auf mindestens einem ermittelten Parameter der herzustellenden Faserstoffbahn (5).

5. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Parameter und/oder die Betriebszustände des Konstantteils (24) mittels Konstantteilmessungen, insbesondere Pulsations-, Stoffdichteschwankungs-, Gasgehalts-, Schwingungs-, pH-Wert-, Drehzahl-, Temperatur- und Durchflussmengenmessungen, erfasst werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Parameter und/oder die Betriebszustände der Maschine (1) zur Herstellung der Faserstoffbahn (5) mittels Schwingungsmessungen, vorzugsweise im Bereich des Stoffauflaufs und/oder der Siebpartie, mittels Vakuummessungen oder mittels Geschwindigkeitsmessungen des Strahls oder von Bespannungen, insbesondere von Sieben und Filzen, erfasst werden.

7. Verfahren nach Anspruch 1, 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Parameter und/oder die Betriebszustände der Maschine (1) zur Herstellung der Faserstoffbahn (5), insbesondere Maschineneinstellungen, Maschinen- und Gerätetypen, Maschinenkonfigurationen, erfasst werden, insbesondere in Abhängigkeit von festgelegten Erfassungspositionen und unter festgelegten Produktionseinstellungen.

8. Verfahren nach Anspruch 1, 5, 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Parameter und/oder die Betriebszustände der Maschine (1) zur Herstellung der Faserstoffbahn (5) und/oder des Konstantteils (24) mittels mindestens einer, vorzugsweise mehrerer Stoff- und Wasserkreislauf-Bilanzierungen erfasst werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die für die Stoff- und Wasserkreislauf-Bilanzierung notwendigen Daten, insbesondere Stoffdichten, Durchflussmengen, Retention, Retentionsmittelmenge/Typ, Entschäumermenge/Typ, Entlüftermenge/Typ, Leitfähigkeitswerte, kationische Bedarfswerte, Zetapotenzialwerte, Mahlgradwerte und Hilfsstoffzugabemengen, erfasst werden, insbesondere in Abhängigkeit von festgelegten Erfassungspositionen und unter festgelegten Produktionseinstellungen.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass mögliche Automatisierungseinflüsse verschiedener Systeme, insbesondere schwingende Regelkreise, identifiziert und träge und/oder sensible Systeme optimiert werden.

11. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Parameter der herzustellenden Faserstoffbahn (5) mittels Qualitätsuntersuchungen, wie beispielsweise Online-Transmissionsmessungen der Faserstoffbahn (5) und Offline-Probenmessungen der Faserstoffbahn (5), insbesondere nach den Messmethoden von Tapio und/oder Boyle, erfasst werden.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Parameter und/oder die Betriebszustände als Funktionen der Frequenz dargestellt werden und
dass die erfassten Werte der Parameter und/oder der Betriebszustände frequenzbereichsabhängig beurteilt werden.

13. Verfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass die erfassten Werte der Parameter und/oder der Betriebszustände mit festgelegten Tief-, Hoch- oder Bandpassfrequenzen gefiltert werden.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die erfassten Werte der Parameter und/oder der Betriebszustände mit vorgebbaren Soll-Werten verglichen und etwaige Abweichungen Verursachern zugeordnet werden.

15. Maschine (1) zur Herstellung einer Faserstoffbahn (5), insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, umfassend Mittel zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

16. Maschine (1) nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass sie ein insbesondere mehrkanaliges und/oder insbesondere durch mindestens einen Rechner (31) gestütztes Datenerfassungs- und Analysesystem (30) umfasst.

17. Maschine (1) nach einem der Ansprüche 15 oder 16,
dadurch gekennzeichnet,
dass sie Geräte (32) zur Messung von Schwingungen, insbesondere Schwingungssensoren oder Beschleunigungsaufnehmer mit vorzugsweise elektronischen Integratoren, aufweist.

18. Maschine (1) nach einem der Ansprüche 15 bis 17,
dadurch gekennzeichnet,
dass sie Drehzahlmessgeräte (32), insbesondere mit Reflexsonden, aufweist.

19. Maschine (1) nach einem der Ansprüche 15 bis 18,
dadurch gekennzeichnet,
dass sie Drucksensoren, insbesondere zur Messung von absoluten Drücken und/oder Druckschwankungen, aufweist.

20. Maschine (1) nach einem der Ansprüche 15 bis 19,
dadurch gekennzeichnet,
dass sie insbesondere nach dem Boadway-Verfahren arbeitende Gasgehaltsmessgeräte (32) für freie und/oder gelöste Anteile aufweist.

21. Maschine (1) nach einem der Ansprüche 15 bis 20,
dadurch gekennzeichnet,
dass sie Geräte (32) zur Online-Analyse der Faserstoffbahn (5), insbesondere Transmissions-Sensoren, aufweist.

22. Maschine (1) nach einem der Ansprüche 15 bis 21,
dadurch gekennzeichnet,
dass sie Boyle-Analysatoren und/oder Tapio-Profiler zur Offline-Analyse der Faserstoffbahn (5) aufweist.

23. Maschine (1) nach einem der Ansprüche 15 bis 22,
dadurch gekennzeichnet,
dass sie insbesondere kontinuierlich messende Stoffdichtemessgeräte (32) aufweist.

Claims

1. Method for producing a standardized state analysis of parameters and/or operating conditions influencing the quality of a fibrous web (5) to be manufactured, in particular a paper or board web, during manufacture of the fibrous web (5), the individual parameters and/or operating conditions being registered by means of standardized sequences and prepared by means of standardized evaluation methods, and the prepared parameters and/or operating conditions being stored in a database (29) and correlated with the parameters of the fibrous web (5) to be manufactured, in particular the grammage,
characterized in that
the parameters and/or the operating conditions are registered on-line in multiples, preferably in their entirety, simultaneously over defined time intervals, wherein
the parameters and/or the operating conditions of at least one fibrous suspension (12) and at least one additive thereto used for manufacturing the fibrous web (5), and also
the parameters and/or the operating conditions of the machine (1) for manufacturing the fibrous web (5) and of the approach flow system (24) are registered.

2. Method according to Claim 1,
characterized in that
the parameters of the fibrous web (5) to be manufactured are preferably registered along the manufacturing process.

3. Method according to either of the preceding claims,
characterized in that
the parameters and/or the operating conditions are registered by means of standardized data sheets.

4. Method according to one of the preceding claims,
characterized in that
frequency-range-specific limiting values are determined and defined for the parameters and/or operating conditions prepared by means of standardized evaluation methods, based on at least one determined parameter of the fibrous web (5) to be manufactured.

5. Method according to Claim 1,
characterized in that
the parameters and/or the operating conditions of the approach flow system (24) are registered by means of approach flow system measurements, in particular pulsation, consistency fluctuation, gas content, vibration, pH, rotational speed, temperature and flow rate measurements.

6. Method according to Claim 1,
characterized in that
the parameters and/or the operating conditions of the machine (1) for manufacturing the fibrous web (5) are registered by means of vibration measurements, preferably in the area of the flow box and/or the wire section, by means of vacuum measurements or by means of speed measurements of the jet or of clothing, in particular of wires and felts.

7. Method according to Claim 1, 5 or 6,
characterized in that
the parameters and/or the operating conditions of the machine (1) for manufacturing the fibrous web (5), in particular machine settings, machine and device types, machine configurations, are registered, in particular as a function of defined registration positions and with defined production settings.

8. Method according to Claim 1, 5, 6 or 7,
characterized in that
the parameters and/or the operating conditions of the machine (1) for manufacturing the fibrous web (5) and/or of the approach flow system (24) are registered by means of at least one stock and water circuit balance, preferably a plurality thereof.

9. Method according to Claim 8,
characterized in that
the data needed for the stock and water circuit balance, in particular consistencies, flow rates, retention, retention aid volume/type, defoamer volume/type, deaerator volume/type, conductivity values, cationic demand values, zeta potential values, levels of refining and auxiliary addition volumes, are registered, in particular as a function of defined registration positions and with defined production settings.

10. Method according to one of the preceding claims,
characterized in that
possible automation influences of various systems, in particular oscillating control loops, are identified and sluggish and/or sensitive systems are optimized.

11. Method according to Claim 2,
characterized in that
the parameters of the fibrous web (5) to be manufactured are registered by means of quality investigations, such as on-line transmission measurements of the fibrous web (5) and off-line sample measurements of the fibrous web (5), in particular in accordance with the measuring methods of Tapio and/or Boyle.

12. Method according to one of the preceding claims,
characterized
in that the parameters and/or the operating conditions are represented as functions of the frequency and
in that the registered values of the parameters and/or the operating conditions are assessed as a function of the frequency range.

13. Method according to Claim 12,
characterized in that
the registered values of the parameters and/or of the operating conditions are filtered with defined low-pass, high-pass or band-pass frequencies.

14. Method according to one of the preceding claims,
characterized in that
the registered values of the parameters and/or of the operating conditions are compared with predefined set points and any deviations are assigned to those causing them.

15. Machine (1) for manufacturing a fibrous web (5), in particular a paper or board web, comprising means for carrying out the method according to one of the preceding claims.

16. Machine (1) according to Claim 15,
characterized in that
it comprises an in particular multi-channel data acquisition and analysis system (30), and/or in particular one supported by at least one computer (31) .

17. Machine (1) according to either of Claims 15 and 16,
characterized in that
it has devices (32) for measuring vibrations, in particular vibration sensors or acceleration transducers with preferably electronic integrators.

18. Machine (1) according to one of Claims 15 to 17,
characterized in that
it has rotational speed measuring devices (32), in particular with reflection probes.

19. Machine (1) according to one of Claims 15 to 18,
characterized in that
it has pressure sensors, in particular for measuring absolute pressures and/or pressure fluctuations.

20. Machine (1) according to one of Claims 15 to 19,
characterized in that
it has gas content measuring devices (32) for free and/or dissolved components, in particular operating in accordance with the Boadway method.

21. Machine (1) according to one of Claims 15 to 20,
characterized in that
it has devices (32) for the on-line analysis of the fibrous web (5), in particular transmission sensors.

22. Machine (1) according to one of Claims 15 to 21,
characterized in that
it has Boyle analysers and/or Tapio profilers for the off-line analysis of the fibrous web (5).

23. Machine (1) according to one of Claims 15 to 22,
characterized in that
it has in particular continuously measuring consistency measuring devices (32).

Revendications

1. Procédé pour produire une analyse standardisée d'état de paramètres et/ou de conditions de fonctionnement influençant la qualité d'une bande de matériau fibreux (5) à fabriquer durant la fabrication d'une bande de matériau fibreux (5), notamment d'une bande de papier ou de carton, les paramètres et/ou conditions de fonctionnement individuels étant déterminés à l'aide de séquences standardisées et traités au moyen de méthodes d'analyse standardisées et les paramètres et/ou conditions de fonctionnement traités étant mémorisés dans une base de données (29) et mis en corrélation avec les paramètres de la bande de matériau fibreux (5) à fabriquer, notamment son grammage, caractérisé en ce que les paramètres et/ou les conditions de fonctionnement sont majoritairement, de préférence totalement, déterminés simultanément sur la ligne de production, pendant un laps de temps déterminé,
les paramètres et/ou les conditions de fonctionnement d'au moins une suspension de matériau fibreux (12) utilisée pour la fabrication de la bande de matériau fibreux (5) et de son au moins un additif, et aussi les paramètres et/ou les conditions de fonctionnement de la machine (1) étant déterminés pour fabriquer la bande de matériau fibreux (5) et la partie constante (24).

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les paramètres de la bande de matériau fibreux (5) à fabriquer sont de préférence déterminés au cours du processus de fabrication.

3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les paramètres et/ou les conditions de fonctionnement sont déterminés à l'aide de fiches techniques standardisées.

4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des valeurs limites sont calculées et fixées de façon spécifique pour chaque plage de fréquences pour les paramètres et/ou les conditions de fonctionnement traités à l'aide des méthodes d'analyse standardisées, sur la base d'au moins un paramètre calculé de la bande de matériau fibreux (5) à fabriquer.

5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les paramètres et/ou les conditions de fonctionnement de la partie constante (24) sont déterminés à l'aide des mesures de partie constante, notamment les mesures de pulsation, de variation d'épaisseur de matériau, de teneur en gaz, d'ondulation, de valeur de pH, de nombre de tours, de température et de débit.

6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les paramètres et/ou les conditions de fonctionnement de la machine (1) sont déterminés à l'aide de mesures, réalisées de préférence dans la région superficielle du matériau et/ou dans la région de la partie tamisée, par le biais de mesures du vide ou de mesures de vitesse du faisceau ou d'étirements, notamment des tamis et feutres d'oscillation, en vue de fabriquer la bande de matériau fibreux (5).

7. Procédé selon la revendication 1, 5 ou 6, caractérisé en ce que les paramètres et/ou les conditions de fonctionnement de la machine (1), notamment les réglages de la machine, les types de machines et d'appareils et les configurations de la machine sont déterminés en vue de fabriquer la bande de matériau fibreux (5), notamment en fonction de positions de détection fixes et selon les réglages de production déterminés.

8. Procédé selon la revendication 1, 5, 6 ou 7, caractérisé en ce que les paramètres et/ou les conditions de fonctionnement de la machine (1) sont déterminés à l'aide d'au moins un, de préférence plusieurs bilans de circuit de matière et d'eau en vue de fabriquer la bande de matériau fibreux (5) et/ou la partie constante (24).

9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que les données nécessaires à la réalisation du bilan pour le circuit de matière et d'eau, notamment les épaisseurs de matière, le volume de débit, la rétention, le type/la quantité d'agent de rétention, le type/la quantité de démousseur, le type/la quantité d'aérateur, les valeurs de conductivité, les valeurs de besoin en cations, les valeurs du potentiel zêta, les valeurs de degré de trituration et les quantités ajoutées d'additif, sont déterminés, notamment en fonction des positions de détection déterminées et selon les réglages de production déterminés.

10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les possibles influences de l'automatisation de différents systèmes, notamment les circuits asservis oscillants, sont identifiées et que les systèmes inertes et/ou sensibles sont optimisés.

11. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les paramètres de la bande de matériau fibreux (5) à fabriquer sont déterminés à l'aide d'examens de qualité, telles par exemple les mesures réalisées sur la ligne de production de la bande de matériau fibreux (5) et les mesures sur échantillons réalisées hors ligne de la bande de matériau fibreux (5), notamment selon les méthodes de mesure de Tapio et/ou de Boyle.

12. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les paramètres et/ou les conditions de fonctionnement sont représentés sous la forme de fonctions de la fréquence et que les valeurs déterminées des paramètres et/ou des conditions de fonctionnement sont estimées en fonction de la plage de fréquences.

13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que les valeurs déterminées des paramètres et/ou des conditions de fonctionnement sont filtrées au moyen de fréquences passe-bas, passe-haut ou de bande passante.

14. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les valeurs déterminées des paramètres et/ou des conditions de fonctionnement sont comparées à des valeurs théoriques et que les éventuels écarts sont associés à des causes.

15. Machine (1) de fabrication d'une bande de matériau fibreux (5), notamment d'une bande de papier ou de carton, comprenant des moyens de mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes.

16. Machine (1) selon la revendication 15, caractérisée en ce qu'elle comprend un système de détection et d'analyse des données (30), notamment doté de plusieurs canaux et/ou notamment assisté par au moins un ordinateur (31).

17. Machine (1) selon l'une quelconque des revendications 15 ou 16, caractérisée en ce qu'elle comprend des appareils (32) de mesure des oscillations, notamment des capteurs d'oscillations ou des détecteurs d'accélération de préférence équipés d'intégrateurs électroniques.

18. Machine (1) selon l'une quelconque des revendications 15 à 17, caractérisée en ce qu'elle comprend des appareils de mesure de la vitesse de rotation (32), notamment des sondes par réflexion.

19. Machine (1) selon l'une quelconque des revendications 15 à 18, caractérisée en ce qu'elle comprend des capteurs de pression, notamment pour mesurer des pressions absolues et/ou des variations de pression.

20. Machine (1) selon l'une quelconque des revendications 15 à 19, caractérisée en ce qu'elle comprend des appareils de mesure de la teneur en gaz (32) fonctionnant notamment selon le procédé de Boadway pour les particules libres et/ou dissoutes.

21. Machine (1) selon l'une quelconque des revendications 15 à 20, caractérisée en ce qu'elle comprend des appareils (32) d'analyse sur la ligne de production de la bande de matériau fibreux (5), notamment des capteurs de transmission.

22. Machine (1) selon l'une quelconque des revendications 15 à 21, caractérisée en ce qu'elle comporte des analyseurs de Boyle et/ou des profileurs de Tapio pour l'analyse hors ligne de production de la bande de matériau fibreux (5).

23. Machine (1) selon l'une quelconque des revendications 15 à 22, caractérisée en ce qu'elle comporte notamment des appareils de mesure en continu d'épaisseur de matériau (32).

Zeichnung