FI82094C - Anvaendning av en legering av ett metallpulver och en karbid eller nitrid innefattande belaeggningskomposition foer en i en pappersmaskin anvaendbar yankeecylinder - Google Patents

Description

1 82094

Jenkkisylinteri ja menetelmä jenkkieylinter in pinnoittamisek-ei

Keksintö koskee paperikoneessa käytettävää jenkkisylinteriä ja sen valmistamisessa ja kunnostamisessa käytettäviä pinnoitusmenetelmiä .

Paperin valmistusprosessissa käytettävät jenkkisylinterit on valmistettu pääasiassa valamalla valuraudasta. Myös teräslevyistä on koottu hitsaamalla sylintereitten vaippoja. Suurimmat sylinterit ovat halkaisijaltaan 6-7 m ja pituus voi olla 5-6 m. Seinämänpaksuus uudessa sylinterissä on 40-60 mm.

Paperin valmistuksen aikana sylinterin pintaa vasten laahaa ns. kaavari, joka irrottaa paperin sylinterin pinnasta ja rypyttää sen.

Kaavari kuluttaa sylinterin pintaa ja varsinkin sylinterin reunaosia. Tämän vuoksi sylinteri joudutaan silloin tällöin hiomaan, jotta sylinterin pinta saadaan oikeaan muotoon ja pinnanlaadultaan sopivaksi.

Kun sylinteri on monta kertaa hiottu, tulee sen seinämän paksuudessa vastaan paineastiaviranomaisten asettama raja. Mitä ohuemmaksi seinämän paksuus tulee, sitä enemmän on sylinterin käyttöpainetta pienennettävä. Käyttöpaineen pienentäminen merkitsee tuotantonopeuden hidastumista. Tässä vaiheessa jenk-kisylinterit yleensä kunnostetaan pinnoittamalla.

Toinen syy pinnoitukseen on se, että vaipan pinnassa voi olla sellaisia huokosia, jotka synnyttävät paperiin reikiä. Mikäli reikiä on vähän, ne voidaan tulpata, mutta pienet kolot, joita on suuret määrät, aiheuttavat sen, että vaippa on pinnoitettava .

2 82094

Jenkkisylintersitä on pinnoitettu 30 lähes 20 vuotta. Pinnoi-temateriaa1ina on käytetty mm. seuraavia aineita: - martensiittinen ruostumaton teräs (AISI 420) kaariruisku-tettuna - marteneiittinen ruostumaton teräs (AISI 431) plasmaruisku-tettuna - CrNiMoAl-seos plasmaruiskutettuna - Mo-pohjäiset seokset plaemaruiskutettuina.

Kaariruiskutetut pinnoitteet ovat eräissä tapauksissa menestyneet hyvin, mutta uusien paperilaatujen valmistuksessa ja paperikoneiden nopeuksien kasvaessa ne eivät täytä vaatimuksia.

Plasmaruiskutetut pinnoitteet ovat huomattavasti korroosion-kestävämpiä ja myös kulumiskestävyys on parempi kuin kaari-ruiskutetuilla pinnoitteilla. Kuitenkin sekä CrNiMoAl-seok-silla että Mo-pohjaisi1la seoksilla on heikkoutena se, että hyvin ohuita papereita valmistettaessa ne kuluvat liian nopeasti. Syynä on kaavarin kuluttava vaikutus ja se, että kaa-variin jää paperimassasta häiriöiden aikana kiinni kvartsi-hiukkasia, jotka "eorvaavat" pinnoitetta.

Nykyisin tunnetut pinnoitteet ovat 0,8-2,0 mm paksuja, jotta ne voidaan hioa riittävän usein ennen uusintapinnoitueta. Paksu pinnoite heikentää sylinterin seinämän lämmönjohtavuutta sekä hidastaa tuotantoa 3a lisää energiakustannuksia.

Edelleen nykyiset pinnoitteet on hiottava pinnanlaadun heikentyessä keskimäärin vuoden välein, osa jopa 4-6 kuukauden välein. Välihionta aiheuttaa 5-8 vrk seisokin, mistä aiheutuu suuret tuotantotappiot. Sylinterin kunnostus uudelleenpin-noittamalla aiheuttaa puolestaan 12-25 vrk seisokin.

3 82094

Suurimmat tuotantotappiot edellisten lisäksi tulevat siitä, ettei paperikoneella voida valmistaa niitä paperilaatuja, joista saadaan paras hinta.

Tämän keksinnön ensisijainen tarkoitus on saada aikaan jenk-kisylinteri, jonka vaipan pintakerros on sellainen, että kaa-varit kuluttavat sitä erittäin vähän, jonka vaipan lämmönjoh-tavuus on entistä parempi ja jonka vaipan huoltojaksot pitenevät .

Keksinnön tarkoitus on myös saada aikaan jenkkisylinterin valmistuksessa ja kunnostamisessa käytettäviä pinnoitusmenetelmiä, joita käytettäessä saadaan aikaan sylinterin vaippa, jolla on yllä mainitut ominaisuudet.

Tämä keksintö koskee näin ollen paperikoneessa käytettävää jenkkisylinteriä, jossa on päädyt ja akselitapit sekä sylin-terivaippa, joka on tehty metallista ja joka pääasiallisesti antaa sylinterille sen mekaanisen lujuuden, jolle jenkkiey-linterille on tunnusomaista, että sylinterivaipan päälle on muodostettu pintakerroksen muodostava pinnoite, joka on me-tallijauheen ja karbidin tai nitridin seos ja joka kestää hyvin kaavarin kuluttavaa vaikutusta ja muita paperin valmistuksessa syntyviä korroosio- ja lämpörasitukeia.

Keksinnön mukaisen jenkkisylinterin vaipan pintakerros on en-sijaisesti muodostettu volframi-, titaani- vanadiini- tai boorikarbidin tai -nitridin ja koboltti-, nikkeli- tai rauta-jauheen seoksesta. Pintakerros sisältää edullisesti 60-94 paino-X edellä mainittua karbidia tai nitridiä ja 6-40 paino-X edellä mainittua metallia. Pintakerroksen paksuus on pääasiassa alle 0,5 mm ja on edullisesti välillä 0,2-0,3 mm.

Jenkkisylinteri voidaan keksinnön mukaisesti pinnoittaa siten, että suoraan sylinterin vaipan päälle tai sylinterin vaipan päälle ensin ruiskutetun, välikerroksen muodostavan metallisen 4 82094 pinnoitteen päälle ruiskutetaan detonaatio-, plasma- tai su-personic-menetelmä1la pintakerroksen muodostava pinnoite, joka on metal1ijauheen ja karbidin tai nitridin seos ja joka kestää hyvin kaavarin kuluttavaa vaikutusta ja muita paperin valmistuksessa syntyviä korroosio- ja lämpöraeituke ia.

Pintakerroksen muodostavan pinnoiteaineseoksen raekoko on edullisesti 5-70 yum.

Vaipan pinnoite tehdään suoraan valuraudasta tai teräksestä valmistetun vaipan pintaan, joka on ensin tarkasti hiottu oikeaan mittaan ja muotoon, ruiskuttamalla pinnoite detonaatio-, plasma- tai supersonic-menetelmä1la.

Keksinnön mukaisen menetelmän erään toisen sove1lutusmuodon mukaisesti jenkkisylinterin vaippapinta pinnoitetaan ensin martensiittisella ruostumattomalla teräksellä tai NiCrMoAl-seoksella tai Mo-pohjäisellä seoksella termisesti ruiskuttamalla, kaari- tai plasmaruiskuttamalla ja sitten hiotaan tarkasti oikeaan muotoon ja mittaan. Tämän jälkeen pinta esikä-sitellään hiomalla tai raepuhaltamalla se karkeaksi ja pinnoitetaan ruiskuttamalla karbidia tai nitridiä ja metallijau-hetta sisältävä pinnoite detonaatio-, plasma- tai supersonic-menetelmä llä.

Sekä keksinnön ensimmäisen että toisen sove1lutusmuodon mukaisen pinnoituksen jälkeen vaipan pinta hiotaan. Koska pinnoitteen kulumista kestävät aineosat ovat volframi-, titaani-, vanadiini- tai boorikarbideja tai -nitridejä, on pinta hiottava timantilla. Timanttihionta voidaan aloittaa kivihionta-na, mutta loppuhionta on tehtävä timanttinauhalla värinöiden estämiseksi. Edelleen pinnanlaatu voidaan viimeistellä hivele-mällä käyttäen timanttipitoista nestettä.

Keksinnön mukaisen jenkkisylinterin ja pinnoitusmenetelmän edut verrattuna aikaisempaan tekniikkaan ovat seuraavat: 5 82094 1.0 Parempi kulumiekeetävyye

Pinnoitteen sisältämät karbidit ja nitridit ovat erittäin kovia (2400-4500 HV) ja ne on valittu siten, että karkaistua terästä olevan kaavarin ja karbidien ja nitridien välinen adheesio on erittäin pieni.

Näin vaikeissakin käyttöolosuhteissa jenkkieylinterin vaipan pinnan kuluminen on vähäistä.

Edelleen käyttöhäiriöiden aikana paperimassan mukana kaava-riin tulevat kovat kvartsipartikkelit eivät pysty kuluttamaan pinnoitetta, koska kvartsipartikkelien kovuus (n. 1500 HV) on huomattavasti pienempi kuin pinnoitteen.

Aikaisempien pinnoitteiden kovuus on vain 350-700 HV, joten kvartsipartikkelit “sorvaavat" helposti pinnoitteeseen uria.

2.0 Mahdollisuus tehdä uusia paperilaatuja

Uusia erittäin ohuita paperilaatuja valmistettaessa kaavari joutuu usein suoraan kosketukseen vaipan pinnan kanssa, koska tavallisesti vaipan pinnan ja kaavarin välissä oleva ns. kouttauekerros voi poistua. Jos vaipan pinta ei kestä tällaista kulutusta, se naarmuuntuu ja aiheuttaa ongelmia paperin valmistuksessa. Uudella kulumista kestävällä pinnoitteella tätä ongelmaa ei esiinny.

Myös uuden pinnoitteen korroosionkestävyys on erittäin hyvä, joten se mahdollistaa erikoispaperien valmistuksen happamissa liuoksissa, joissa pH voi olla 3-5.

3.0 Energiakustannukset pienenevät

Uuden pinnoitteen paksuus on vain 0,2-0,3 mm. Aiemmin käytettyjen pinnoitteiden paksuus on 0,8-2,0 mm.

6 82094

Ohuempi pinnoite johtaa paremmin lämpöä ja näin pienentää pa_ perin kuivauksessa tarvittavaa energiaa.

4.0 Seisokki- ja huoltokustannukset pienenevät

Nykyisin käytössä olevia pinnoitteita joudutaan hiomaan keskimäärin vuoden välein. Ohuita paperilaatuja valmistettaessa hiontaväli voi olla 4-6 kk.

Uudella pinnoitteella päästään keskimäärin kahden vuoden hiontaväliin. Koska isolle paperikoneelle yksi hionta aiheuttaa n. 5-8 vrk seisokin, mistä edelleen aiheutuu 5-8 Mmk tuo-tantotappiot, on pitemmästä huoltojaksosta saatava säästö hyvin merkittävä.

5.0 Kunnossapitoon tarvittava aika lyhenee

Nykyisin käytössä olevat pinnoitteet kunnostetaan siten, että vanha pinnoite hiotaan joko kokonaan tai osittain pois vaipan perusaineeseen asti. Tämän jälkeen pinnoite uusitaan perusaineesta lähtien ja hiotaan.

Kehitetyllä uudella tekniikalla pinnoitus voidaan tehdä vanhan pinnoitteen päälle, kun vanha pinnoite on ensin esihiottu puhtaaksi. Kehitetty tekniikka lyhentää näin jopa usealla vuorokaudella kunnostamiseen tarvittavaa aikaa.

Claims (11)

1. 7 82094 Patenttivaatimukeet
2. 1. Paperlkoneessa käytettävä jenkkiey 1 mteri , jossa on päädyt ja. akselitapit sekä syl inter iva ippa , joka on tehty metallista ja joka pääasiallisesti antaa sylinterille sen mekaanisen lujuuden, tunnettu siitä, että sylinterivaipan päälle on muodostettu pintakerroksen muodostava pinnoite, joka on metalli jauheen ja karbidin tai mtridin seos ja joka kestää hyvin kaavarin kuluttavaa vaikutusta ja muita paperin valmistuksessa syntyviä korroosio- ja lämpörasιtuke ia,
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen jenkkiey1 interi, tunnettu siitä, että pintakerroksen muodostava pinnoite sisältää 60-94 paino-% volframi-, titaani-, vanadiini- tai boo-rikarbidia tai -nitridiä sekä 6-40 paino-% kobolttia, nikkeliä, tai rautaa.
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen jenkkisylinteri, tunnettu siitä, että pintakerroksen muodostavan pinnoitteen paksuus on pienempi kuin 0,5 mm, edullisesti 0,2-0,3 mm.
5. 4. Menetelmä jenkkisylinterin pinnoittamiseksi, tunnettu siitä, että sylinterin vaipan päälle tai sylinterin vaipan päälle ensin ruiskutetun, välikerroksen muodostavan metallisen pinnoitteen päälle ruiskutetaan detonaatio-, plasma-tai supersonic-menetelmällä pintakerroksen muodostava pinnoite, joka on meta11ιjauheen ja karbidin tai nitridin seos ja joka kestää hyvin kaavarin kuluttavaa vaikutusta ja muita paperin valmistuksessa syntyviä korroosio- ja lämpörasituksia.
6. 5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pintakerroksessa käytetty pinnoiteaineseos sisältää 60-94 paino-% volframi-, titaani-, vanadiini- tai boori-karbidia tai -nitridiä sekä 6-40 paino-% koboltti-, nikkeli-tai rautajauhetta. a 82094
7. 6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pinnoiteaineseoksen raekoko on 5-70 ^um.
8. 7. Jonkin patenttivaatimuksen 4-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sylinterin vaippa hiotaan tarkasti oikeaan muotoon ja mittaan ennen pintakerroksen ruiskuttamista. Θ. Jonkin patenttivaatimuksen 4-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että välikerroksessa käytetty pinnoiteaine on martensiittinen ruostumaton teräs, NiCrMoAl-metal1iseos tai Mo-pohjainen metalliseos.
9. 9. Jonkin patenttivaatimuksen 4-6 tai Θ mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että välikerroksessa käytetty pinnoite saadaan aikaan termisesti ruiskuttamalla.
10. 10. Jonkin patenttivaatimuksen 4-6, 8 tai 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että välikerroksessa käytetty pinnoite hiotaan ensin tarkoin oikeaan muotoon ja mittaan ja karhennetaan sitten joko hiomalla tai raepuhaltamalla ennen pintakerroksen ruiskuttamista.
11. 11. Jonkin patenttivaatimuksen 4-10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pintakerros hiotaan käyttäen joko ti-manttikiveä tai timanttinauhoja ja edelleen tarvittaessa hi-vellään käyttäen timanttipitoista nestettä. 9 82094