浆纸产业价值链:2023年浆纸机械设备市场价值研究

随着全球经济的发展,人们生活水品与环境意识的提高,绿色、环保、节能、和可持续的产业得到了快速提升,纸张及纸品的需求量不断增长。在此背景下,制浆造纸设备行业已成为数字化与人工智能关注的重点领域。

 

近年来全球浆纸设备领域市场竞争激烈,优胜劣汰,行业集中度得到了大幅提升,高科技企业龙头凸显,浆纸关键配套设备流浆、饰面和压榨等设备与系统大幅升级,纸张生产效率与产品质量得到了快速调高,促使浆纸行业进入快车道发展。

 

全球环境保护政策的逐年加强,双碳经济的得到大力推广。2023年,全球造纸制浆机器设备市场规模约40亿美元。浆纸企业开始重视生产与双碳经济融合,纷纷采取更加环保、高效和节能的生产方式凸显市场竞争优势,满足市场需求。自动化控制和系统整合技术是制造业实现数字化转型的重要方向,未来浆纸设备的市场竞争,是环保、高效、节能、利于新能源利用、流程自动化、数字化和智能化的竞争。

 

中国森林资源匮乏,覆盖率23%,低于全球31%的平均水平;人均森林面积0.128公顷,不到世界人均水平的1/4,世界人均森林面积0.52公顷;全球森林面积约40.6亿公顷。其中,能采伐的用材林年生长不足,导致中国纸浆进口依存度较大。2022年进口纸浆2916万吨,未来木片进口量会不断提升,纸浆产能不断增长,新的纸浆产能将带动纸浆设备需求的上涨。

 

中国造纸设备企业数量多、规模小、技术装备水平低和集中度低等,生产的浆纸设备能耗高、物耗高、环保度低和效率低等导致生产的纸张不能与世界大型设备企业媲美,不具备国际竞争优势。目前,国内具备成套浆纸设备能力的企业宝索、欧克、运达、晨钟、维亚、轻良、凯信等企业。国产流浆箱企业有华章、美辰、信诺等企业;国产造纸饰面辊有巨鑫华瑞、美伦、峥嵘等企业;国内造纸设备企业还有信和、福建轻工、雯瑞、江南、磊展、泰鼎和丹东烘缸等企业。

 

造纸机类型

 

造纸机根据网布结构形式不同,可把造纸机分为三类:长网纸机、圆网纸机、夹网纸机。

 

1. 圆网造纸机


 圆网纸机主要是由网笼、网槽和伏棍三部分组成,纸料在圆网内外的水位差作用下过滤,使纤维在脱水过程中被附着在网面上形成湿纸幅。

 

优点:结构简单、投资少,操作维护简便,特别适用于薄纸。

 

缺点:用工多,纸张纵横向相差大,产量低,质量差。

 

2.长网造纸机

 

长网纸机主要是具有一张无端的造纸网分为套在胸棍和伏棍组成网案,网案上面是成型网的工作面,网内装设有成型板、案辊、案板、吸水箱等纸幅成型退水的原件,网案下部是成型网的回程部,围绕着导网辊、校正辊、紧网辊等运行。其成型的脱水的过程可分为上网区、成型脱水区、高压差脱水区。

 

优点:与圆网相比,其脱水效率高,纸浆成纸匀度高,车速高,产量高。

 

缺点:纸张存在较明显的两面差,微观均度差,横向分布不均一。

 

3.夹网纸机

 

纸料一上网即夹在双网中脱水成型,整个均在双网中进行,而不需要预成型区。

 

优点:解决了长网纸机存在的两面差严重现象,以及微观匀度较差,和纸页Z向结构分布不均一的问题,同时,其采用封闭成形,悬浮体在成形器内不存在暴露的空气中自由表面,由于夹网成形器的脱水能力强,满足了高速纸机的要求。

 

缺点:设备结构复杂。

 

4.叠网纸机

 

叠网纸机综合了长网和圆网造纸机的优点,能高车速运行,并能生产多层的纸和纸板。叠网纸机具有高效、环保和质优特点。

 

造纸叠网机主要由进料辊、网带、压榨辊、干燥辊、压光辊、卷取辊等组成。纸浆和水混合物通过进料辊均匀地分布在网带上;压榨辊将纸浆和水混合物压平,并挤出多余的水分;干燥辊将纸张干燥,使纸张变得坚硬;压光辊将纸张表面压光,使纸张更加平滑;纸张被卷成纸卷,完成制造过程。

 

优点,经过上网脱水,纸的成型均匀;可以使用高浓度纸料抄纸,抄造出来的纸翘曲性较低。纸张两面差很小,两面印刷性能接近一致。

 

二、造纸精磨设备

 

行业俗话:三分造纸,七分靠打浆。通过精磨改变纤维的形态,使纸浆获得机械强度、物理性能和胶体性质等,以保证纸页的抄造质量;调节和控制纸浆在网上的滤水性能,使纸页获得良好的成形,改善纸页的匀度和强度指标。

 

1. 锥形磨浆机


主要由装有刀片的截头圆锥形转子、截头圆锥形的外壳和间隙调节机构构成。浆料的移动主要依靠进出口浆管的外来压差和磨腔里的导向力。间隙调节是通过轴向移动刀辊或轴向移动底刀座来实现。

 

适合化学木浆、机械浆、废纸浆的连续打浆,适宜浆料浓度2-5%,配有自动控制系统,实现恒能耗或恒功率打浆,打浆效果稳定。

 

优点:空载能耗低,可使用较高的浆料浓度,可施加较高的荷载与较大的转速,精磨机磨片设计有较大的可变性,磨损形式的自我校正,设计更紧凑每吨产品的投资较少。

 

缺点:由于锥形磨浆机转子与定子的磨损不均匀,容易引起打浆性能下降,稳定性较差。

 

2.盘磨机

 

盘磨机分为单盘磨、双盘磨和三盘磨。

 

优点:连续打浆设备的一种,生产能力大,质量稳定性好,适应大生产发展的需要,根据结构及磨纹的不同,可应用于不同浆料和特殊的浆种,最大的优点为可实现高浓连续打浆,有效的提高磨浆的质量。

 

缺点:动能消耗大,磨纹损耗快。

 

双盘磨浆机

 

双盘磨适合化学木浆、机械浆、废纸浆的连续打浆,适宜浆料浓度2-5%,配有自动控制系统,实现恒能耗或恒功率打浆,打浆效果稳定。

 

双盘磨的磨室里有一对磨盘,两个磨盘各由一台电动机通过主轴带动,使两个盘齿面相对而方向相反地回转,简称双盘磨机。可用手轮调节盘间间隙,用油压保持定压,螺旋进料。

 

优点:两盘以相反方向回转,相对速度是两盘的线速度之和,施加于纸浆纤维上的扭转力也相应加大,而消耗于纸浆旋转的动力减少因而有利于对纸浆的磨碎作用,提高对纤维撕裂和帚化方面的能力。

 

缺点:纸浆靠设在转盘中心圆周上若干个孔口进入两盘面间的间隙,容易搭桥堵塞,对于草类浆和小型设备将产生加料困难。

 

3.高浓磨浆机

 

高浓度磨浆机,是现代造纸业处理化学浆、机械浆、半化学机械浆的理想设备。对浆料的适用范围广,无论是灌木、枝桠材等不同树木,还是棉杆、麻杆、稻麦草、芦苇等其他造纸原料,都能够分离成良好的纤维。该设备对纤维切断少,分丝帚化效果显著,而且纤维的韧性好,可有效保护阔叶木浆和草类浆等短纤维的长度。一次磨浆可提高打浆度15~30SR。比传统的打浆机、圆盘磨提高效率3—4倍。高浓磨可单机使用,也可串联或并联使用。

 

优点:明显提高打浆质量和降低能耗,打浆质量的提高主要是由于高浓打浆时浆料纤维在齿缘和齿上形成垫层,从而减少切断作用,增加细纤维化,打浆能耗的降低主要是由于高浓打浆时浆料纤维之间摩擦作用的增加,减少磨盘相互见接触的可能性,从而使打浆的比能耗降低。

 

三、 流浆箱设备


流浆箱俗称“造纸心脏”,是现代纸机的关键部位,流浆的结构和性能对纸页的形成和纸张的质量具有决定性作用。流浆箱由布浆器、堰池和堰板等组成。布浆器把从一根浆管送来的纸浆均匀稳定地布在流浆箱全横幅方向上。堰池借助安置在其中的均整元件对纸浆进行均整并产生适当的湍动,以分散纸浆中的纤维絮聚物,稳定浆流,保证上网纸浆均匀。堰板把流送部分经过均整的浆流,按照造纸机的纸幅成形所需的流速和方向,并在正确的位置上,均匀而稳定地喷布到成形网面上,以期获得良好组织的纸幅。

 

流浆箱输出的制浆沿着造纸机的全宽形成一个矩形,矩形横截面的全宽和全高各点的速度和揣动的分布均匀一致,确保浆流稳定,没有挠动、横流和大的涡流,纸浆纤维均匀分散,保持无定向排列的状态,以便使纸料在脱水时纤维像小雪花那样十分均匀地沉积在网上,不能产生絮聚成团。

 

流浆箱四种类型

 

1.敞开式流浆箱:网的浆速取决于箱内浆位的高度,并常用溢流的方法来调节和控制。

 

2.气垫式流浆箱:箱体上方是封闭的,箱内的浆位高度保持一定,通过调节液面上方气垫的压力,来控制上网纸料的流速。

 

3.满流式流浆箱:没有大的箱体,通常是用冲浆泵的压力来达到上网所需的浆速。

 

4.满流气垫结合式流浆箱:在满流式流浆箱上加了一个气垫箱,用气垫箱中的气垫压力来调节上网浆速。

 

上浆装置的三种形式:

 

1.倾斜式唇板:最常见的一种上浆装置,适合于车速较低的长网造纸机,由两块垂直的闸板和一块斜堰板组成,上唇板可以沿铰链中心转动,实现唇板开口高度的整体调整。由调节螺杆实现局部微调,浆流在平滑的浆道中逐渐收缩,稳定地加速到所需的流速,喷出浆流比较稳定,较易控制其轨迹。但是在上唇板和流浆箱前墙的连接处有流道的陡变,造成浆流的陡折和不连续性,易于形成漩涡和絮聚。

 

2.垂直式堰板:垂直堰板与流浆箱堰池的前壁结合成为一体,通过调节机构可以控制堰板向前、向后做15度倾斜。适用于各种抄速的造纸机,浆流通过唇口时会发生陡然的加速,形成强烈的微湍动,有利于浆流中絮凝的纤维的分散和纸页的成形,但在使用中会容易引起永久变形,需要经常更换,同时也容易挂浆,喷出的浆流着网点较近,造成上网初期剧烈脱水,从而影响纸页的匀度。

 

3.结合式唇板:结合式唇板是在倾斜式唇板的上唇板末端加上一条小的直立小唇板而形成的上网装置。纸浆在上网之前受到一次强烈的收缩,从而使纤维有良好的分散,通过调节装置,垂直上堰板可做全幅上、下调节和局部微调,并且可以调节着网点,有可能适度的地控制上网浆流的方向和位置。

 

4.喷嘴式堰板:多使用在满流式的流送装置上,结构和倾斜式相似,也是由上、下唇板组成。由上下唇板构成的收敛流道,是整个流浆箱的较狭的箱体的自然延伸,浆流没有陡然的变化,上浆稳定,上唇板具有调节位移的机构,可以简化箱体的支撑结构。

 

四、高速纸机引纸装置

 

为了消除伏棍处的断头,高速纸机上广泛使用真空吸移装置来完成湿纸幅的剥离和传送。在网部的伏辊后设置驱网辊,使伏辊后铜网有一个直线段。湿纸幅被真空吸移辊全幅吸起,并附着在引纸毯下面运行到传递压榨,在传递压榨上湿纸幅在真空作用下转移到第一压榨的毛毯上。然后进入第一压榨。湿纸幅从伏辊网面的剥离问题便转化为湿纸幅从一压上辊表面剥离的问题了,湿纸幅经过传递压榨和第一压榨的脱水后,干度和湿强度大为提高,纸幅的断头就自然减少。

 

缺点是,装置比较复杂单位成纸的电耗增加约为20%,毛毯耗量增加。

 

五、 造纸靴式压榨

近年造纸业的高速发展,纸机车速的高速提升,对压榨部脱水效果有了更高的要求。靴式压榨是将辊式压榨的瞬时动态脱水,改为静压下的长时间宽压区脱水,是一种宽压区压榨。

 

与传统压榨相比,靴形压榨的压区为传统压区的数倍,由于该特性,在相同的车速条件下,纸页在靴形压区的停留时间为传统压区的数倍,同时,靴形压榨可以获得较高线压力,大大高于传统的辊压线压力。

 

所以,靴形压榨有助于提高纸页脱水效率,更有利于纸幅的固化,使纸幅在干燥之前获得更好的强度,从而使压榨部获得更好的运行性能,并且纸幅中含水量减少,也大大节省了蒸汽消耗。

 

七、 饰面辊


饰面辊是对纸面进行整饰或实施水印的一种空心网辊,是成形元件。安装在长网成形器吸水箱上方,对纸而进行匀整、梳理,如辊上有图案就构成水印。饰面辊的直径应与车速相匹配。使线速与网速相同或略高十网速。饰面辊有传动和无传动之分,前者用于高速纸机,后者则多用于低速纸机。

 

七、球大型造纸制浆设备生产企业

 

1.福伊特Voith

 

福伊特集团,总部位于德国斯图加特市,1825年创立企业,1867年,福伊特公司正式成立。强大的创新能力,创业精神和创造性的前瞻性使得这个小锁匠作坊发展成为欧洲最大的家族企业之一。

 

福伊特在世界各地拥有250个分支机构,共有34000名员工。福伊特公司是造纸、能源、驱动以及工业服务行业的领先者。号称世界上每三张纸中就有一张是使用福伊特造纸机生产的,福伊特西门子水电公司制造的水轮机和发电机生产的电力占全球水力发电量的三分之一。在世界各国的工业应用领域,无论从工厂到公路和轨道车辆,还是水利方面,福伊特驱动设备被广泛采用。

 

Voith造纸是Voith集团最大的事业部,业务量占集团总量的52%,是全球造纸工业最大的设备供应商之一。福伊特造纸技术公司一直是世界造纸机械领域的技术领袖。早在1881年,福伊特公司就制造出了第一台造纸机。福伊特公司已经制造了2500多套整套造纸机械,以及众多的原料处理和完成设备。福伊特织物作为世界者之一,为造纸工业提供优质的成形网、压榨毛毯和干网。

 

1936年,福伊特向上海提供了第一台完整的造纸机,这是福伊特在中国市场成功的开始。

 

2.美卓Metso

 

美卓集团,总部位于芬兰赫尔辛基,成立至今已有150多年,是一家全球性的供应商,为加工行业的客户提供技术与服务,业务涵盖矿山、建筑、制浆和造纸、电力、石油和天然气行业。在全球50多个国家拥有30000多名专业人士。

 

1999ValmetRauma合并,组建美卓公司。Valmet是一家造纸和板材机械供应商,而Rauma则专注于纤维技术、石料粉碎和流程控制解决方案。本次合并创造出一家为全球制造工业提供设备的卓越供应商。

 

3.维美德Valmet

 

维美德总部设在芬兰Espoo,在纳斯达克赫尔辛基股票交易所上市。维美德拥有220多年的工业历史,持续改进并不断革新。2022年流体控制公司耐铼斯并入了维美德,维美德实现了一个重要的里程碑,全球17000名专业人员在全球各地为客户服务。

 

唯美德是全球领先的制浆、造纸和能源产业的开发者和供应商,为客户提供工业技术、自动化及服务业务。凭借自动化系统和流体控制解决方案,维美德可以为更广泛的加工行业的客户提供服务。

 

4.安德里茨Andritz

 

安德里茨,成立于1852年,总部位于奥地利格拉茨,是一家全球范围内的工业设备供应商。公司主要业务涵盖过滤、离心机、造纸、发电、非织造布、木材加工等领域,是全球各行业的重要合作伙伴。

 

造纸业务板块:为全球造纸工业提供完整的生产线和解决方案,包括木浆和废纸制浆、纸张生产和能源回收等领域;木材加工业务板块:为全球木材加工行业提供从加工设备到原材料流动的解决方案,包括原木去皮、纸浆制备和木材板材生产等领域。安德里茨具有广泛的全球销售网络和服务体系,公司已在全球范围内建立了约280个销售和服务站点,产品和服务已覆盖140多个和地区,17400名员工。

 

5.昂礼曼Allimand

 

昂礼曼(阿里芒)总部位于法国,自1850年以来设计和制造造纸生产线、包装盒、纤维材料品牌。该集团Allimand在设计和造纸机,纸板和高价值的纤维材料制造领域的全球领导者。昂礼曼在世界各地共建造超过150条完整的纸张、纸板、无纺布和复合纸生产线。

 

中国很多烟草用薄页纸、特种纸在使用阿里芒的设备。

 

6.凯登Kadant

 

凯登公司位于总部位于美国马萨诸塞州,分部遍及全球20个国家,拥有2600名员工。美国凯登公司(Kadant)是世界知名的制浆和造纸设备生产企业,已经有130多年的历史,主要从事制浆和造纸机械及相关产品的研发、生产、销售及有关技术的支持、培训和服务等。

 

作为全球知名废纸浆处理设备主要供应商,制浆产品线和服务遍及北美,南美、欧洲和亚洲各地的子公司。1994年进入中国市场,其产品现已在全国造纸企业中广泛应用。

 

7.奔马BELLMER

 

奔马公司位于德国科隆,旗下全资子公司Bellmer-kufferath(奔马-柯福乐)。几十年来,Bellmer-kufferath公司对一项已被应用和证实的技术的进一步发展和持续改进,使Bellmer-kufferath公司成为全球领先的饰面辊系统供应商。适用于生产卷烟纸、水松纸、镀铝原纸、装饰原纸、薄页纸、高档文化用纸、圣经纸等。饰面辊系统仍然是许多纸张等级的一个必不可少的工具,有助于在很大程度上提高纸张的成型效。