BRPI0307269B1 - "dispositivo de calandra para calandra uma textura fibrosa revestida e método para calandrar uma textura fribosa revestida ou não revestida com um dispositivo calandra" - Google Patents

Abstract

"dispositivo de processamento e método para processar uma textura fibrosa revestida ou não revestida, utilização desse dispositivo, e métodos, mecanismo e aparelho para regulagem e perfilarem a carga e/ou temperatura de um dispositivo de processamento". a invenção refere-se a um dispositivo de processamento e um método de aplicação do mesmo para processar uma textura fibrosa revestida ou não revestida. o dispositivo compreende uma correia (2) adaptada para estender-se em torno de um elemento de guia (3), pelo menos un contra-elemento (5) ficando disposto fora da dita correia para proporcionar uma área de contacto com a correia, de maneira tal que a correia (2) e o contra-elemento (5) estabelecem entre eles uma zona de processamento de textura para passagem de uma textura a ser processada através dos mesmos. o comprimento da zona de processamento é definido por meio da disposição do elemento orientador (23) da correia (2) e/ou por meio da concepção dos contra-elementos (5). a pressão de contacto aplicada a uma textura na zona de processamento é adaptada para ser ajustada dentro da faixa de cerca de 0,01 mpa até cerca de 200 mpa. a invenção relaciona-se ainda com um método para alterar papel, papelão ou tecido de uma classe para uma outra, onde a ajustagem da temperatura aplicada à textura é essencialmente realizada apenas por meio da ajustagem da temperatura da correia de metal, um mecanismo para a ajustagem de uma força de compressão imposta por tensão de correia, um dispositivo para controlar e perfilar a tensão lateral e/ou temperatura da correia, um dispositivo de processamento onde a volta da correia de metal é adaptada para correr em um espaço fechado ou isolado e um dispositivo de processamento onde a posição da correia na direção lateral é ajustada.

Description

"DISPOSITIVO DE CALANDRA PARA CALANDRAR UMA TEXTURA FIBROSA REVESTIDA OU NÃO REVESTIDA E MÉTODO PARA CALANDRAR UMA TEXTURA FIBROSA REVESTIDA OU NÃO REVESTIDA COM UM DISPOSITIVO DE CALANDRA" Refere-se a presente invenção a um dispositivo de calandra e um método de operação do dispositivo para calandrar uma textura fibrosa revestida ou não revestida, tal como, por exemplo, papel, papelão ou tecido, compreendendo uma correia adaptada para se estender em torno de um elemento orientador, pelo menos um contra-elemento ficando disposto fora da correia de forma a prover uma área de contato com a correia, de uma maneira tal que a correia e o contra-elemento estabelecem entre os mesmos uma zona de processamento de textura, para passagem de uma textura a ser processada através dos mesmos. 0 dispositivo de calandra também pode ser um dispositivo de acabamento para uma textura fibrosa, tal como, por exemplo, um dispositivo de revestimento separado, um dispositivo de impressão ou uma calandra. Várias soluções de calandra de correia foram propostas anteriormente, por exemplo, na patente finlandesa 95061, bem como nos pedidos de patentes finlandeses FI 971343 e FI 20001025. Entretanto, estes calandras de correia são adequadas somente para calandrar determinadas classes de papel ou papelão. Outra solução é conhecida do documento WO 98/44196. 0 papel e papelão encontram-se disponíveis em uma ampla variedade de tipos e podem ser divididos de acordo com o peso básico em duas classes: papéis com uma única camada e um peso básico de 25-300 g/m2 e papelões manufaturados com tecnologia de várias camadas e tendo um peso básico de 150-600 g/m2. Deverá ser observado que a linha divisória entre papel e papelão é flexível, uma vez que as classes de papelão com pesos básicos mais leves são mais leves do que as classes de papéis mais pesados. Falando-se em termos gerais, o papel é utilizado para impressão e o papelão para acondicionamento.

As descrições subseqüentes são exemplos de valores presentemente aplicados para texturas fibrosas e poderão ocorrer flutuações consideráveis em relação a esses valores expostos. As descrições são baseadas principalmente na publicação Papermaking Science and Technology, Section Papermaking Part 3, editado por Jokio, M. , publicado por Fapet Oy, Jyváskylá 1999, 361 páginas.

Papéis de impressão baseados em polpa mecânica, isto é, que contêm madeira, incluem papel de jornal, papel de revista não revestido e papel de revestida revestido. 0 papel de jornal é composto ou completamente de polpa mecânica ou pode conter alguma polpa de madeira macia alvejada (0-15%) e/ou fibra reciclada para substituir alguma da polpa mecânica. Valores gerais para papel de jornal podem provavelmente ser considerados como os seguintes: peso básico 40-48,8 g/m2, teor de cinzas (SCAN-P 5:63) 0-20%, PPS slO aspereza (SCAN-P76-95) 3,0-4,5 pm, aspereza Bendtsen (SCAN-P 21:67) 100-200 ml/min, densidade 600-750 kg/m3, luminosidade (ISO 2470: 1999) 57-63%, e opacidade (ISO 2470:1998) 90-96%. O papel de revista não revestido (SC supercalandrado) usualmente contém polpa mecânica de 50-70%, polpa de madeira macia alvejada de 10-25% e enchimentos de 15-30%. Valores típicos para papel SC calandrado (contendo, por exemplo, SC-C, SC-B e SC-A/A+) inclui peso básico 40-60 g/m2, teor de cinzas SCAN-P 5:63) 0-35%, brilho Hunter (ISO/DIN 8254/1) <20-50%, aspereza PPS slO (SCAN-P 76:95) 1,0-2,5 pm, densidade 700-1250 kg/m3, luminosidade (ISO 2470:1999) 62-70%, e opacidade (ISO 2470:1998) 90-95%. O papel de revista revestido (LWC = revestido peso leve) contém polpa mecânica de 40-60%, polpa de madeira macia alvejada de 25-40%, e enchimentos e revestimentos de 20-35%. Valores gerais para o papel LWC podem ser considerados como sendo os seguintes: peso básico 40-70 g/m2, brilho Hunter 50-65%, aspereza PPS S10 0,8-1,5 um (offset) e 0,6-1,0 pm (roto), densidade 1100-1250 kg/m3, luminosidade 70-75%, e opacidade 89-94%.

Valores gerais para o papel MFC (revestido acabado à máquina) podem ser considerados como sendo os seguintes: peso básico 50-70 g/m2, brilho Hunter 25-70%, aspereza PPS S10 2,2-2,8 pm, densidade 900-950 kg/m3, luminosidade 70-75%, e opacidade 91-95%.

Valores gerais para o papel FCO (offset revestido de película) podem ser considerados como sendo os seguintes: peso básico 40-70 g/m2, brilho Hunter 45-55%, aspereza PPS S10 1,5-2,0 pm, densidade 1000-1050 kg/m3, luminosidade 70-75%, e opacidade 91-95%.

Valores gerais para o papel . MWC (revestido peso médio) podem ser considerados como sendo os seguintes: peso básico 70-90 g/m2, brilho Hunter 65-75%, aspereza PPS S10 0,6-1,0 pm, densidade 1150-1250 kg/m3, luminosidade 70-75%, e opacidade 89-94%. O HWC (revestido peso pesado) é dotado de um peso básico de 100-135 g;m2 e pode ser revestido ainda mais de duas vezes.

Os papéis de impressão produzidos de polpa, isentos de madeira, ou papéis finos, incluem papéis de impressão à base de polpa não revestidos e revestidos, em que a parte da polpa mecânica é menor do que 10%.

Os papéis de impressão à base de polpa não revestidos (WFU) contêm polpa de madeira de vidoeiro alvejada de 55-80%, polpa de madeira macia alvejada de 0-30%, e enchimentos de 10-30%. Os valores com WFU são altamente instáveis: peso básico 50-90 g/m2 (até 240 q/τη2) , aspereza Bendtsen 250-400 ml/min, luminosidade 86-92%, e opacidade 83-98%.

Nos papéis de impressão à base de polpa revestidos (WFC), as quantidades de revestimento variam amplamente de acordo com os requisitos e aplicação pretendida. Os seguintes são valores típicos para papel de impressão à base de polpa, revestido uma vez e revestido duas vezes: peso básico revestido uma vez 90 g/m2, brilho Hunter 65-80%, aspereza PPS S10 0,75-2,2 pm, luminosidade 80-88%, e opacidade 91-94%, e o peso básico revestido duas vezes 130 g/m2, brilho Hunter 70-80%, aspereza PPS S10 0,65-0,95pm, luminosidade 83-90%, e opacidade 95-97%.

Os papéis de desprendimento são dotados de um peso básico dentro da faixa de 25-150 g/m2.

Outros papéis incluem, por exemplo, papéis Kraft de saco, de seda, e bases de papéis de parede. A produção de papelão utiliza polpa química, polpa mecânica e/ou polpa reciclada. Os papelões podem ser divididos, por exemplo, nos seguintes grupos principais, de acordo com as suas aplicações.

Papelão corrugado, compreendendo um revestimento interno e um acanalado.

Papelões para caixas, utilizados na confecção de caixas, envoltórios. Os papelões para caixas incluem, por exemplo, papelões de acondicionamento de líquidos (FBB = papelão de caixa de dobrar, LPB = papelão de acondicionamento de líquidos, WLC = papelão de aparas revestido de branco, SBS = sulfito alvejado sólido, SUS = sulfito não alvejado sólido).

Papelões gráficos, usados para fazer, por exemplo, cartões, arquivos, pastas, invólucros, capas e assemelhados.

Bases para papéis de parede.

Tal como pode ser apreciado a partir do exposto, existe uma ampla gama de classes de papéis e papelões, e uma multiplicidade de várias máquinas são usadas para produzirem os mesmos. Constitui um objetivo da presente invenção prover um dispositivo de calandra e método para operar o mesmo, permitindo o uso de uma gama de pressões altamente extensa e tempos de aplicação (tempo de transferência de calor e/ou tempo de processamento) em uma zona de processamento, sendo o mesmo dispositivo de calandra aplicável para o processamento de uma ampla variedade de papéis de impressão, revestidos e não revestidos, papelões e outros papéis, e sendo aplicável, por exemplo, como uma calandra preliminar a montante do revestimento, uma calandra de acabamento a jusante de uma máquina de fabricar papel ou revestimento, um pilha de decomposição, uma calandra de pilha úmida, ou como um secador, um aparelho de revestimento, ou aparelho de encolagem, uma impressora e/ou uma prensa. 0 dispositivo da invenção é concebível como uma substituição, por exemplo, para uma calandra macia, uma calandra de vários acunhamentos, uma calandra de máquina, uma calandra de sapata ou um cilindro Yankee. A fim de preencher os objetivos da invenção, um dispositivo da invenção é provido conforme definido na reivindicação 1 e as modalidades vantajosas são executadas de acordo com as reivindicações dependentes.

Por outro lado, um método da invenção para calandrar uma textura fibrosa revestida ou não revestida com um dispositivo de calandra é realizado conforme definido na reivindicação 28 e as modalidades vantajosas são executadas de acordo com as reivindicações dependentes. A pressão de contato refere-se à soma dos efeitos de pressão aplicados a uma textura dentro de uma zona de processamento entre uma correia e um contra-elemento, que são provocados por uma tensão da correia e/ou por uma força de compressão aplicada pelos possíveis elementos de prensa intra-correia. 0 ajuste de pressão de uma pressão de contato para um certo valor de pressão ou faixa de pressões é realizada pela seleção de um material de correia adequado, que permita o uso de um estiramento ou tensão desejada e, se necessário, elementos de prensa adequados capazes de aumentarem a pressão sobre aquela que é conseguida pela correia sozinha. Deverá ser observado que, na dependência de um conjunto constituído pela correia e contra-elementos, bem como possíveis elementos de pressão, é possível cobrir ou uma parte da faixa de ajuste de pressão, da transição para um outro valor de pressão ou faixa de pressão que está sendo realizada pela substituição, se necessária, de alguns dos elementos incluídos na montagem, ou cobrir, com uma montagem adequada, toda a faixa de ajuste de pressão de contato, que pode ser, por exemplo, desde cerca de 0,01 MPa até cerca de 70 MPa ou mesmo desde cerca de 0,01 MPa até cerca de 200 MPa. Por exemplo, a compressão conseguida pela tensão de correia sozinha é acentuadamente insignificante quando comparada com a compressão conseguida com os elementos de pressão, pelo que, nas soluções implementadas sem os elementos de pressão, a faixa de ajuste fica mais próxima de um limite inferior, por exemplo, dentro da faixa de cerca de 0,01 MPa até cerca de 5 MPa. Quando se utilizam os elementos de prensa, a faixa de ajustagens pode variar, por exemplo, desde cerca de 5 MPa até cerca de 70 MPa, preferencialmente desde cerca de 7 MPa até cerca de 50 MPa ou, por exemplo, desde cerca de 70 MPa até cerca de 200 MPa.

Um dispositivo de acordo com um aspecto da invenção é caracterizado pelo fato de que o comprimento da zona de processamento é definido por meio da disposição/ajuste do elemento de guia da correia e/ou por meio do projeto dos contra-elementos, e de que a pressão de contato adaptada para ser aplicada a uma textura dentro da zona de processamento é adaptada para ser ajustável dentro da faixa de cerca de 0,01 MPa até cerca de 200 MPa, de que a correia compreende uma correia de metal ou metal composto, e de que a temperatura de operação da correia de metal é adaptada para ser ajustável dentro da faixa de cerca de 50°C até cerca de 400°C. O dispositivo da invenção compreende preferencialmente uma calandra, um aparelho de revestimento, um aparelho de encolagem, uma impressora, um secador, um resfriador de textura, e/ou uma prensa. De acordo com a invenção, um número dos dispositivos mencionados retro pode ser estabelecido sucessivamente em linha, sendo a seqüência, por exemplo, um dispositivo de prensa, um dispositivo de secagem, uma calandra, resfriamento da textura.

Um objetivo da invenção consiste em prover um método para mudar rapidamente uma classe do papel, papelão ou tecido revestido ou não revestido a ser calandrado em uma calandra de correia, de uma classe para a outra. O método é implementado por meio de uma calandra de correia, compreendendo uma correia de calandragem adaptada para se estender em torno de elementos de guia, pelo menos um contra-elemento estando disposto fora da dita correia de calandragem para prover uma área de contato com a correia, de maneira tal que a correia de calandragem e o contra- elemento estabelecem entre os mesmos uma zona de calandragem para a passagem de uma textura a ser calandrada entre os mesmos. 0 método é caracterizado pelo fato de que a correia de calandragem utilizada no método compreende uma correia de metal provida de meios de aquecimento e/ou meios de resfriamento para mudarem rapidamente a temperatura da correia, e de que a mudança da temperatura aplicada à textura é essencialmente realizada apenas pelo ajuste da temperatura da correia de metal.

Por outro lado, um método de acordo com um aspecto da invenção para processar uma textura fibrosa revestida ou não revestida em uma zona de processamento de textura fibrosa, é caracterizado pelo fato de que o método compreende definir o comprimento da zona de processamento por meio da disposição/ajuste do elemento de guia de correia e/ou por meio da concepção do contra-elemento, e de que o método compreende ajustar uma pressão de contato existente na zona de processamento para se situar dentro da faixa de cerca de 0,01 MPa até cerca de 200 MPa, de que a correia empregada compreende uma correia de metal, e de que a temperatura de operação da correia de metal é ajustada dentro da faixa de cerca de 50°C até cerca de 400°C. A presente invenção relaciona-se ainda com um mecanismo para o ajuste da força de compressão imposta por tensão de correia em um dispositivo para processar uma textura fibrosa revestida ou não revestida, sendo que o dito dispositivo de calandra compreende uma correia de prensagem adaptada para se estender em torno de pelo menos um elemento de guia, pelo menos um contra-elemento ficando disposto fora do circuito da dita correia de prensagem, para prover assim uma área de contato com a correia de prensa, de maneira tal que a correia de prensagem e o contra-elemento estabelecem entre os mesmos uma zona de processamento de textura para a passagem de uma textura a ser processada através deles. Um objetivo da invenção consiste em um método para o ajuste de uma força de compressão imposta por tensão de correia em um dispositivo para o processamento de uma textura fibrosa revestida ou não revestida. Adicionalmente a um mecanismo de ajuste de tensão de correia, o dispositivo de calandra também é provido com um elemento de prensagem dentro do circuito de correia recôndito para prensarem a correia contra o contra-elemento, a fim de estabelecerem uma zona de pressão mais alta dentro da zona de processamento.

Um mecanismo de acordo com esta concretização da invenção é caracterizado pelo fato de que o mecanismo de ajuste de força de compressão compreende pelo menos um circuito de correia de apoio, ajustado dentro da correia de prensagem do dispositivo de calandra e incluindo uma correia de apoio adaptada para se estender em torno dos elementos de guia, a dita correia de apoio espremendo a correia de prensagem na região da zona de processamento contra o contra-elemento, pelo que uma textura, na sua trajetória através da zona de processamento, fica exposta a uma pressão de forças de compressão de contato cumulativas provocadas pelas tensões da correia de prensa e pela dita pelo menos uma superfície de apoio.

Por outro lado, um método da invenção para o ajuste de uma força de compressão imposta por tensão de correia é caracterizada pelo fato de que o método compreende o uso de um dispositivo de calandra provido com pelo menos dois circuitos de correia um dentro do outro, com o circuito externo compreendendo a dita correia de prensagem e o(s) circuito/circuitos interno(s) compreendendo a correia de apoio, e de que o método compreende o ajuste independente para a tensão e passagem da correia de prensagem e da(s) correia(s) de apoio para expor, dentro de uma zona de processamento, uma textura fibrosa que passa através da zona de processamento, a uma pressão de contato cumulativa proveniente das forças de compressão geradas pela tensão das correias.

Um outro objetivo da invenção consiste em prover um método para aquecimento de uma correia, em que a transferência de calor para a correia ocorre economicamente e sob uma alta eficiência. De acordo com uma solução da presente invenção, o aquecimento é realizado de uma forma condutora, isto é, uma correia metálica é alimentada com uma corrente elétrica potente. Desta forma, 'a correia constitui parte de um circuito fechado. Uma vez que. Tal como é comumente conhecido, por causa da resistência elétrica, a corrente elétrica provoca o aquecimento nos condutores de um circuito, a correia também será aquecida. Pela seleção apropriada dos condutores elétricos, dos contatores, bem como de uma correia de metal, bem como de uma tensão de alimentação, a correia pode ser submetida a aquecimento potente enquanto outros componentes do circuito são aquecidos apenas levemente. A corrente elétrica pode ser alimentada à correia, por exemplo, por meio de um cilindro de apoio metálico. Os cilindros podem ser alimentados com corrente, por exemplo, por meio de um contator de carbono. Com a finalidade de evitar o aquecimento dos próprios condutores de alimentação, esses condutores devem ser feitos de um material, por exemplo, cobre, dotado de uma condutividade elétrica mais alta do que aquela da correia. Uma vantagem desta solução é uma alta eficiência. Em uma solução da invenção, o aquecimento é realizado por meio de um irradiador de infravermelho operado por gás líquido, gás natural ou eletricamente. Ainda em uma outra solução da invenção, o aquecimento da correia é realizado indiretamente como uma transferência térmica por contato por meio de pelo menos um cilindro. 0 cilindro pode ser aquecido por meio de qualquer método de aquecimento convencional, preferencialmente pelo lado interno com água, vapor, óleo, ou combustão interna.

Um objetivo da presente invenção é um aparelho em linha ou fora de linha para regular e perfilar a carga e/ou temperatura de um dispositivo de calandra destinado a processar uma textura fibrosa revestida ou não revestida, tal como por exemplo, papel, papelão ou papel de seda macio, o dito dispositivo compreendendo uma correia adaptada para se estender em torno de pelo menos um elemento de orientação, pelo menos um contra-elemento sendo disposto fora da dita correia para prover uma área ou superfície de contato com a correia, de maneira tal que a correia e o contra-elemento estabelecem entre os mesmos uma zona de processamento de correia para a passagem de uma textura a ser processada através dos mesmos.

Um outro objetivo da invenção é um método para regular e perfilar a carga e/ou temperatura de um dispositivo de calandra destinado a processar uma textura fibrosa revestida ou não revestida, o dito dispositivo de calandra compreendendo uma correia adaptadá; para 'se estender em torno de um elemento de guia, um contra-elemento ficando disposto fora da dita correia para prover uma área de contato com a correia, de maneira tal que a correia e o contra-elemento estabelecem entre os mesmos uma zona de processamento para a passagem de uma textura a ser processada entre os mesmos. A regulagem de uma tensão lateral e/ou distribuição de temperatura em uma correia proporciona um impacto na distribuição de uma pressão de contato e temperatura de contato criadas dentro da zona progressiva, e desse modo nas propriedades de uma textura presentemente processada.

Independentemente. da classe de papel ou papelão, a seção de secador tem freqüentemente um perfil de umidade desuniforme. Falando em termos gerais, o perfil de umidade deve ser uniforme antes da calandragem para um bom resultado de calandragem. Por exemplo, na calandragem de papel SC em linha, o papel é supersecado para cerca de 4% antes da calandragem para a obtenção de um perfil de umidade uniforme ou equilibrada. A textura de papel seca é reumedecida com dispositivos de umedecimento em linha, tipicamente para mais de 10%. Em termos de economia de energia, a supersecagem e o reumedecimento constituem um processo muito dispendioso. O uso de uma calandra de correia de metal projetada de acordo com a invenção e a regulagem da sua temperatura e perfil de carga, permitem o estabelecimento de um perfil de umidade e espessura uniformes. O perfil de umidade pode ser controlado somente por meio de temperatura. A carga de acunhamento não tem efeito na umidade, ou o efeito de uma carga de acunhamento é altamente insignificante. 0 perfil de espessura é controlado pelo efeito combinado dos perfis de temperatura, umidade e carga. 0 ajuste do perfil de umidade é realizado tendo-se pontos de umidade pronunciada perfilados com uma temperatura mais alta para prover uma umidade final desejada. Pontos mais secos são providos respectivamente com temperaturas mais baixas. 0 perfilamento de temperatura apropriado proporciona um perfil de umidade uniforme. 0 ajuste do perfil de espessura requer um dispositivo de carga perfilado separadamente. No processo de ajuste da carga, é necessário considerar também a umidade do papel e a temperatura de um cilindro térmico. 0 papel úmido e quente é calandrado mais facilmente do que o seco e frio. O perfilamento apropriado de uma carga de acunhamento proporciona um perfil de espessura uniforme.

Um conjunto exemplificado requerido para perfilamento de umidade e espessura é composto de uma calandra de correia de metal provida de um acunhamento longo; 30...3000 mm, sendo o dito acunhamento favorável para a secagem e calandragem, um dispositivo de utilidade para perfilar a temperatura de um cilindro térmico e/ou correia de metal em uma direção transversal, por exemplo, uma indução de perfilamento, um dispositivo de utilidade para perfilar uma carga de acunhamento ou pressão em uma direção transversal, por exemplo, um cilindro "sym", um dispositivo de medição de perfil de umidade posicionado a jusante de pelo menos a calandra de correia de metal, e instrumentos para medirem o perfil de espessura a jusante da calandra de correia de metal. O aparelho pode possivelmente incluir também um recurso de medição de perfil de aspereza e/ou brilho, na eventualidade de se desejar o perfilamento dessas propriedades. A Tabela 1 expõe como várias combinações de umidade, temperatura e carga de acunhamento foram utilizadas para proverem uma umidade e espessura final iguais na calandragem de papel de base LWC. Estes valores estão baseados nos resultados provenientes de corridas experimentais.

Tabela 1. Tempo de acunhamento foi de 200 ms. O papel de base tinha um peso básico de 38 g/m2. 0 método pode ser aplicado para a maior parte, e até para todas as classes de papel e papelão.

Pela utilização de uma calandra de correia de metal projetada de acordo com a invenção, o ajuste de um perfil de umidade e espessura é implementada com um único mecanismo, um perfil de secagem uniforme é obtido sem supersecagem, e a máquina e calandragem macia, ;:se presente a jusante da seção de secador, pode ser substituída. Além disso, uma calandra de correia de metal proporciona uma possibilidade de alcançar um nível de lisura suficiente. 0 dispositivo de calandra da invenção também proporciona outros benefícios, por exemplo, como expostos em seguida: - uma passagem de textura suportada para uma melhor condição de corrida do que nas' soluções da técnica anterior; - uma capacidade de tratar os dois lados de uma textura em um único acunhamento; - um potencial de secagem para uma possibilidade de substituir uma parte da seção de secador ou para aumentar a velocidade de uma máquina de fabricar papel (um único acunhamento possibilita a secagem de papel de 13% a 6%, com temperatura de cilindro térmico de 200°C e tempo de contato de 40 ms com uma correia de metal); - proporciona resistências mais altas do que uma calandra de máquina; - proporciona uma boa lisura em grande escala em comparação com uma calandra de máquina ou calandra macia (baixa aspereza de Bendtsen). 0 plano proposto anteriormente relaciona-se com um dispositivo de calandra baseado em um elemento de prensa semelhante à correia para processamento de uma textura fibrosa em uma linha de produção de papel ou papelão em várias etapas de processo. Aplicações sugeridas para o dispositivo incluem, por exemplo, prensagem a úmido, secagem, encolagem de superfície e matéria-prima, laminação, e processos de calandragem para uma textura. Em um caso particularmente preferido, os processos sugeridos são implementados por meio de uma solução baseada em uma correia de metal sem-fim. Um aspecto comum para a maior parte das concretizações expostas anteriormente é que a correia de metal sem-fim é aquecida, tipicamente a cerca de 100-250°C. Entretanto, uma correia aberta, aquecida, deslocando-se a uma alta velocidade, distribui calor muito efetivamente em torno de si mesma, com um possível impacto prejudicial na eficiência de energia e economia do sistema. A superfície de uma correia de metal sem-fim pode provavelmente .ser avaliada como tendo um coeficiente de transferência de calor de cerca de 40-60 W/m2K sob velocidades de deslocamento relevantes. Supondo-se que o circuito da correia sem-fim é dotada de uma extensão de Ϊ0, que é uma avaliação realista para uma máquina de produção, a área de evaporação será cerca de 20 m2 por metro na direção lateral. Supondo-se que a temperatura circundante seja de 50°C, as temperaturas de correia de 150-200°C resultam em taxas de perda térmica avaliada de 80-180 kW/m. Muito embora altamente simplificado, o cálculo não obstante indica a ordem de grandeza e o fato de que perdas térmicas a partir da correia podem ser altamente significativas a não ser que a correia seja de alguma forma protegida.

Com a finalidade de alcançar este objetivo, um dispositivo de calandra da invenção para calandrar uma textura fibrosa revestida ou não revestida, compreendendo uma correia de metal suscetível de ser aquecida adaptada para se estender em torno de pelo menos um elemento de guia, pelo menos um contra-elemento ficando disposto fora da dita correia a fim de prover uma área de contato com a correia, de maneira tal que a correia e o contra-elemento estabelecem entre os mesmos uma zona de processamento de textura para a passagem de uma textura a ser processada através deles, é caracterizado pelo fato de que a correia de metal tem o seu circuito de correia adaptado para deslocar-se em um espaço fechado ou selado, a fim de reduzir ao mínimo as perdas térmicas por convecção.

Uma maneira de se implementar a solução da invenção é, por exemplo, colocando-se o circuito de correia completamente ou parcialmente no interior de um capuz. 0 referido capuz pode ser projetado para funcionar simultaneamente como um anteparo em situações de eventuais danos. A invenção e suas várias aplicações serão descritas em , seguida de maneira mais detalhada com referência aos desenhos anexos, nos quais: A Figura 1 ilustra uma vista lateral esquemática de uma concretização exemplificativa para um dispositivo da invenção, os únicos elementos ilustrados sendo aqueles necessários para a compreensão da invenção. A Figura lb ilustra uma vista lateral esquemática de uma variante do dispositivo de calandra da Figura 1. A Figura 2 ilustra uma vista lateral esquemática de uma segunda concretização de um dispositivo da invenção.

As Figuras 3-7 ilustram umas poucas implementações opcionais da invenção. A Figura 8 ilustra em uma vista lateral esquemática uma concretização para um mecanismo da invenção para regular uma força de compressão provocada por uma tensão de correia. A Figura 9 ilustra uma maneira de implementar uma correia de apoio usada na invenção. A Figura 10 ilustra uma vista lateral esquemática ainda de uma outra concretização exemplificativa de um dispositivo da invenção. A Figura 11 ilustra uma vista lateral esquemática ainda de uma outra concretização exemplificativa de um dispositivo da invenção. A Figura 12 ilustra uma vista lateral esquemática de um exemplo comparativo que não está dentro do escopo da invenção. A Figura 13 ilustra uma vista lateral esquemática de um exemplo comparativo que não está dentro do escopo da invenção. A Figura 14 ilustra uma vista lateral esquemática de uma variante do dispositivo da Figura 10. A Figura 15 ilustra uma vista lateral esquemática ainda de uma outra concretização exemplificativa de um dispositivo da invenção. A Figura 16 ilustra uma vista lateral esquemática ainda de uma outra concretização exemplificativa para um dispositivo da invenção.

As Figuras 17-21 são vistas esquemáticas que ilustram o perfilamento lateral para a temperatura de correia. A Figura 22 é uma elevação, que ilustra uma vista de uma máquina piloto projetada de acordo com a invenção. A Figura 23 ilustra a máquina piloto da Figura 22 em uma vista plana. A Figura 24 ilustra em um fluxograma uma concretização paro ajuste de posição de uma calandra de correia. A Figura 25 ilustra esquematicamente uma implementação para uma linha de produção de papel LWC.

As Figuras 26-29 ilustram esquematicamente algumas concretizações para um dispositivo da invenção, compreendendo meios para reduzirem ao minimo a transferência de calor para a atmosfera.

Com referência à Figura 1, ilustra-se na mesma um dispositivo de calandra da invenção, implementado como uma calandra de correia compreendendo uma correia de calandra 2 construída em metal que se estende em torno de cilindros de guia 3, pelo menos alguns dos ditos cilindros de guia sendo deslocáveis para ajustarem a correia 2 para uma tensão ou estiramento desejados. A correia de calandragem 2 desloca-se em torno de um cilindro 5 disposto pelo seu lado externo, formando assim uma zona de calandragem entre a correia 2 e o cilindro 5. Um material de textura W a ser calandrado passa através da zona de calandragem, sendo desse modo submetido ou exposto a um impulso de pressão e um efeito de calor como uma função de tempo. A Figura 1 ilustra em uma linha traço-ponteada 9 a forma da ação de pressão quando no lado interno da correia de calandra 2 é montado um cilindro de acunhamento 4, que funciona como um elemento de prensa e que esprema a correia contra o cilindro 5 para estabelecer uma pressão mais alta dentro de uma zona de calandragem da área de acunhamento. Por outro lado, uma linha tracejada 8 ilustra a forma da ação de pressão quando a pressão de contato que existe em uma zona de calandragem se desenvolve somente em resposta a uma tensão da correia 2, sendo que o cilindro de acunhamento 4 está fora de contato de pressão com a correia 2 (ou quando não existe efetivamente qualquer cilindro de acunhamento 4 montado no lado interno da correia 2) . 0 cilindro 5, da mesma forma que o cilindro de acunhamento 4, poderá ser ou não um cilindro de deflexão controlada e é selecionado a partir do grupo incluindo: um cilindro de superfície elástica, tal como um cilindro coberto por polímero, um cilindro coberto por borracha ou um cilindro de superfície de elastômero, um cilindro de sapata, um cilindro térmico, um cilindro de metal, um cilindro preenchido, e um cilindro composto. No lugar do cilindro 4, o elemento de prensagem poderá compreender algum outro elemento de prensagem de perfil suscetível de ser formado ou de perfil fixo, que poderá adicionalmente consistir de vários elementos sucessivos na direção transversal da máquina. Da mesma forma, o elemento de prensagem 4, concebido na forma de um cilindro, poderá consistir de vários elementos sucessivos na direção transversal da máquina. 0 elemento de prensagem 4 pode ter a sua superfície proporcionada contínua ou descontínua. Além disso, o elemento de prensagem 4 poderá ser provido móvel ou suscetível de ser deslocado para mudar o comprimento da zona de processamento e/ou da tensão da correia.

Na concretização da Figura 1, o cilindro de acunhamento compreende um cilindro de sapata. 0 número de referência 6 representa elementos de aquecimento, tais como um aquecedor de indução, um radiador de infravermelho, um queimador de gás, ou um aquecedor capacitivo. Especialmente no caso de uma correia de metal, a solução da invenção pode ser implementada utilizando-se temperaturas elevadas, por exemplo, desde mais de cerca de 100°C até mais de cerca de 200°C, ainda até cerca de 400°C, na dependência da aplicação particular. A temperatura elevada, em conjunto com um longo tempo de aplicação e de uma extensa capacidade de ajuste de pressão, proporciona um bom resultado de calandragem sob velocidades tanto altas quanto baixas, por exemplo, sob velocidades de 100 m/minuto a 4000 m/minuto. A Figura lb ilustra uma variante para o dispositivo da Figura 1 que não está dentro do escopo da invenção, em que uma correia sem-fim 2 se desloca em torno de cilindros de guia 3 e cilindros de prensagem 4. Os cilindros de guia 3 são providos de forma movível para ajustarem a tensão de correia e os cilindros de prensagem 4 são adaptados para se moverem em uma direção voltada para um cilindro 5, pelo que um deslocamento dos cilindros de guia 3 faz com que a correia 2 force os cilindros de prensagem 4 contra o cilindro 5. A Figura 2 ilustra uma concretização exemplificativa, na qual a zona de calandragem é estabelecida entre duas correias de calandragem 2 e 2a, pelo que um cilindro 5a presente dentro da correia 2a é opcional da mesma maneira que o cilindro 5 mencionado anteriormente. Dentro da correia 2 também pode ser montado um cilindro ou algum outro elemento de prensagem de modo a formar um acunhamento com o cilindro 5a.

Em vez de uma correia de metal tal como descrita anteriormente, a correia de calandra 2 de utilidade em uma calandra de correia construída de acordo com a invenção também pode ser, por exemplo, uma correia de borracha reforçada com aço. O cilindro 5 pode ter similarmente uma superfície dura ou macia. A correia é preferencialmente feita de aço. A correia 2 e/ou o cilindro 5 podem ser de superfície lisa ou gravados em relevo, e a área de contato constituída pela correia e/ou pelo cilindro com uma textura W a ser calandrada pode deslocar-se a uma velocidade diferente daquela da textura W. 0 revestimento de correia poderá ser um revestimento permanente ou móvel. 0 revestimento poderá estar numa forma granulada, liquida, sólida, na forma de fração fina elutriada, e o revestimento é capaz de ser solto de forma controlada em relação à superfície da correia. A correia 2 pode ser dotada de uma aspereza de superfície Ra da ordem de cerca de Ιμπι até cerca de 0,001 μιη.

As Figuras 3-7 ilustram esquematicamente umas poucas implementações opcionais para um dispositivo de calandra de textura, em que a forma ou configuração de uma zona de processamento é criada pela utilização de vários contra-elementos para se estabelecer uma área de contato com uma correia, e vários elementos de prensagem para criarem um impacto de pressão em um padrão desejado. Os contra-elementos e elementos de prensagem podem compreender cilindros giratórios ou não giratórios ou várias barras de suporte. Esses elementos também podem ser providos com forma abaulada para controlarem uma tensão e pressão de textura transversal. A Figura 3 ilustra uma zona de processamento estabelecida por uma correia 2 e um cilindro 5, em que um impulso de pressão é produzido por meio da. tensão de correia. A Figura 4 ilustra, adicionalmente à correia e ao cilindro 5, um cilindro de acunhamento 4 para aplicação de força de compressão extra a uma textura que está sendo processada. A Figura 5 revela uma zona de processamento substancialmente plana estabelecida entre duas correias 2 e 2a, a dita solução sendo opcionalmente proporcionada também com cilindros 4 e/ou 4a colocados dentro da correia (ilustrados em linhas tracejadas na Figura 5) para suportarem a correia 2 ou 2a dentro da zona plana. Os cilindros 4e 4a podem formar um acunhamento um com o o.utro. A Figura 6 ilustra uma solução, na qual duas correias 2 deslocam-se sob a orientação de dois cilindros de guia 3 em torno de dois elementos de barra 8 e 9 que estabelecem uma superfície substancialmente plana. A zona de processamento desenvolve-se entre as correias 2. 0 elemento intra-correias 8 e/ou 9 pode ser impelido contra a superfície interna de uma correia 2 respectiva para criar uma ação de pressão desejada na zona de processamento. A Figura 7 expõe uma solução de acordo com a uma correia 2 se estende em torno de uma barra caliciforme 10 e em que o elemento de prensagem compreende uma barra de superfície convexa 11, em torno da qual se estende uma segunda correia 2. A zona de processamento desenvolve-se entre as correias 2. 0 dispositivo de calandra da invenção é concebível também para o uso na seção de secador de uma máquina de fabricar papel/papelão, caso este em que a correia compreende uma correia de metal, e o contra-elemento que estabelece uma área de contato com a mesma, compreende um cilindro de secagem. O dispositivo de calandra da invenção proporciona uma passagem de textura suportada através de uma zona de processamento e permite uma flutuação controlada da largura da textura dentro de limites definidos pela largura da correia. A alimentação da textura é possível através da largura plena da textura e sob uma alta velocidade de textura. A alimentação da textura é realizada de uma maneira convencional, por exemplo, por meio de um cordão flexível. A regulagem de umidade em uma textura a ser processada pode ser realizada por meio de disposições convencionais, por exemplo, por meio de aplicação de vapor à superfície/superfícies de uma textura antes de se fazer passar a textura para dentro de uma zona de processamento. 0 umedecimento e/ou regulagem de temperatura pode ser usado para um efeito desejado no perfil transversal da textura e o método possibilita uma ampla flutuação de umidade da textura. A umidade intra-textura não é capaz de escapar na zona de processamento, mas permanece ativa na sustentação da umidade da textura durante todo o trabalho de processamento. Por outro lado, calandras de diversos acunhamentos e macias tradicionais requerem várias passagens de textura entre elas, resultando freqüentemente em secagem excessiva da textura. Vários métodos de se operar um dispositivo ide calandra da invenção também podem preferencialmente compreender o resfriamento de uma correia de metal ou de um cilindro térmico para uma temperatura de cerca de -70°C até cerca de +50°C, por exemplo, para condensação. 0 resfriamento de uma correia de metal é viável, por exemplo, por meio da transferência de calor para um liquido de refrigeração, uma superfície de evaporação, um cilindro ou correia de refrigeração.

Por exemplo, a manufatura de papel de impressão lustroso com a tecnologia disponível requer o .jiso de uma dispendiosa calandra de vários acunhamentos. Uma;., superfície lustrosa também pode ser obtida mediante reprodução contra a superfície de um cilindro Yankee a baixas velocidades, bem como mediante utilização de baixas pressões e baixas temperaturas. Não obstante, o cilindro Yankee tem limitações em termos da sua velocidade e largura.

No dispositivo de calandra da invenção, implementado como uma calandra de correia, é possível empregarem-se velocidades consideráveis, e pela utilização também de uma temperatura elevada, por exemplo, cerca de 250°C, e levando-se em conta um longo tempo de permanência na zona de processamento, o efeito de acabamento brilhante resultante será igual à solução mais lenta obtida por um cilindro Yankee.

Um outro beneficio alcançado pela solução da invenção é uma demanda de potência relativamente baixa, uma vez que a transmissão de energia, de calor e de força a uma textura ocorre em uma única operação intensificada. 0 calor distribuído a uma textura ou uma camada de revestimento não é capaz de escapar da textura para o ar ambiente, mas permanece para participar no aumento de temperatura da textura para facilitar de forma significativa o acabamento brilhante ou polimento da superfície de textura. A Figura 8 ilustra uma concretização exemplificativa da presente invenção, com relação a um mecanismo para ajustar uma força de compressão provocada por uma tensão de correia, mecanismo esse que, no interior de uma correia de pressão 2, é provido com dois circuitos de correia de apoio 60, 70, cada um deles incluindo uma correia de apoio 62, 72 adaptada para se estender em torno de elementos de guia 63, 73, as ditas correias de apoio 62, 72 espremendo. a correia de prensagem 2 na região de uma zona de processamento contra um contra-elemento, que na presente concretização compreende um cilindro 5.;: Portanto, uma textura W que avança através da zona de processamento, é exposta a uma pressão de contato cumulativo de forças de compressão resultantes das tensões das correias de apoio 62, 72. A correia de prensagem 2 e as correias de apoio 62, 72 são controladas individualmente com relação à sua tensão e deslocamento a fim de estabelecerem uma pressão de contato desejada provocada pelas tensões de correia. O ajuste para as tensões das correias 2, 62, 72 é preferencialmente realizada por meio de seus elementos de guia respectivos 3, 63 e 73, em que pelo menos um de cada vez é movível de uma maneira desejada para o ajuste da tensão aplicada à correia (2, 62, 72).

De acordo com a Figura 9, por exemplo, a correia de apoio 62, 72 pode ser constituída por circuitos de cabo sem-fim adjacentes 80, que se estendem em torno dos elementos de guia 63, 73 e confinantes em uma esteira de cabos, sendo a dita esteira de cabos preferencialmente coberta com borracha em pelo menos um lado. A correia de apoio também pode ser projetada, por exemplo, como uma correia semelhante à esteira. O uso de correias de apoio 62, 72 flexíveis elimina a necessidade de se aumentar a espessura da correia 2 em vista do aperfeiçoamento da resistência da correia para permitir o uso de tensões aumentadas. Esse aumento na espessura provocaria problemas em termos de resistência à flexão, tendo como resultado uma fadiga da correia a não ser que os diâmetros dos cilindros fossem aumentados respectivamente. No que se relaciona com a resistência à flexão, é uma norma prática geralmente aceita que o menor diâmetro de cilindro incluído em um circuito de correia seja equivalente a cerca de 1000 vezes a espessura da correia.

Com referência à Figura 10, ilustra-se na mesma um dispositivo da invenção, implementado como uma calandra de correia 1, compreendendo uma correia de çalandragem construída de metal 2 que se estende em torno de cilindros de guia 3, pelo menos alguns dos referidos cilindros de guia sendo deslocáveis para se ajustar a correia 2 para uma tensão desejada (força Fl), bem como possivelmente para ajustar o comprimento de uma área de contato ou zona de processamento entre a correia 2 e um contra-elemento 5, por exemplo, pela alteração de um ângulo de sobreposição entre o cilindro 5 e a correia 2. A correia de çalandragem 2 corre em torno do cilindro 5 dispostos no seu lado externo, desenvolvendo-se uma zona de calandragem entre a correia 2 e o cilindro 5. Uma textura de material W a ser calandrada passa através da zona de calandragem, sendo assim submetida a um impulso de pressão e a um efeito de calor como uma função de tempo. A Figura 10 tem uma linha traço-ponteada 9 que representa o padrão de impacto de pressão quando a correia de calandragem 2 é proporcionada no seu lado interno com um cilindro de acunhamento 4, funcionando como um elemento de prensagem e espremendo a correia contra o cilindro 5 (força F2), estabelecendo assim uma pressão mais alta dentro de uma zona de calandragem da área de acunhamento. Por outro lado, uma linha tracejada 8 o padrão de impacto de pressão quando a pressão de contato existente na zona de calandragem é estabelecida somente por meio de uma tensão da correia 2 (força Fl), o cilindro de acunhamento 4 estando fora do contato de compressão com a correia 2 (ou sem qualquer cilindro de acunhamento 4 instalado dentro da correia 2). O cilindro 5, da mesma maneira que o cilindro de acunhamento 4, poderá ser ou não um cilindro de deflexão compensada e selecionado a partir de um grupo compreendendo: um cilindro de superfície elástica, tal como um cilindro coberto de polímero, um .cilindro coberto de borracha ou um cilindro de superfície elastomérica, um cilindro de sapata, um cilindro térmico, um cilindro preenchido e um cilindro composto. Na concretização ilustrada na Figura 10, o cilindro de acunhamento compreende um cilindro de sapata. A Figura 11 ilustra uma outra variante para um dispositivo da invenção, o qual emprega dois circuitos de correia, as correias 2 e 5b. Na concretização ilustrada na Figura 11, bem como na Figura 12, a correia 5b constitui desta forma um contra-elemento em conjunto com um cilindro de prensagem 5a.

No exemplo comparativo da Figura 12, o número de cilindros de acunhamento 4 é de dois, e no exemplo comparativo da Figura 13 o número é de três. No dispositivo da Figura 12 é possível ainda também se deslocar e carregar-se os cilindros de acunhamento 4 da maneira que está indicada na figura. Isto permite efetuar o ajuste do comprimento e da pressão de uma zona de processamento.

De acordo com a invenção, o ajuste de temperatura de uma textura W é realizada essencialmente pelo ajuste da temperatura da correia 2 (Figuras 10, 14-16). O número de referência 6a representa elementos de aquecimento com um efeito direto na correia 2, tais como, por exemplo, um aquecedor de indução, um radiador de infravermelho, um queimador de gás ou um aquecedor capacitivo. 0s; elementos de aquecimento 6a, 6b também podem ser dispostos nos dois lados da textura W. Tendo um efeito direto na correia 2, resultam em um ajuste de temperatura tão rápida quanto possível, facilitando assim também uma mudança rápida de uma classe de papel para uma outra. Além disso, os elementos de aquecimento 6a, 6b são preferencialmente posicionados imediatamente a montante do ponto em que a textura W é introduzida na correia 2 por meio de um elemento de guia de correia 3.

Em uma concretização preferida da invenção, o elemento de aquecimento 6b pode ser provido também de resfriamento para acelerar o ajuste de temperatura. A correia 2 pode ter o seu resfriamento realizado, por exemplo, por meio de jatos de água, e mesmo de uma maneira tal que a única superfície da correia 2 exposta à água seja aquela oposta à superfície forçada ao contato com a textura W.

Em uma solução da invenção, a correia 2 tem o seu aquecimento realizado de forma condutora tal como ilustrado na Figura 14, sendo a correia 2 alimentada, por exemplo, por meio de condutores 51, 52 através de elementos de guia 3, com uma alta corrente elétrica que se converte em calor como um resultado da resistência interna da correia 2.

De acordo com a invenção, a correià 2 também pode ter o seu aquecimento realizado indiretamente, através de pelo menos um cilindro 3a (Figura 10).' 0 cilindro 3a pode ser aquecido por meio de qualquer método de aquecimento convencional, preferencialmente pelo lado interno, com água, vapor, óleo, ou combustão interna. Com relação à textura W, o cilindro 3a fica disposto de maneira a trazê-lo para contato com a textura pelo movimento do cilindro 3a na direção indicada por uma seta em relação à textura, e pela utilização de cilindros auxiliares 50 para orientarem a mesma para deslocar-se em torno do cilindro 3a; em contato com os mesmos. A correia 2 também pode ter o seu aquecimento realizado pela utilização simultânea de um ou mais dos métodos mencionados anteriormente.

De acordo com a invenção, é igualmente possível prover a correia 2 com uma tensão aumentada dentro dos limites de uma zona de processamento. Isto é feito, por exemplo, quando se dispõem elementos de tração e/ou frenagem, tais como cilindros de tensão e/ou arrasto, em cada lado de um cilindro 5, de uma maneira tal que o cilindro 5 fica exposto a uma força de tração extra, dirigida ascendentemente na figura, sendo que a correia 2 tem a sua tensão máxima situada entre os elementos de guia 3 localizados a montante e a jusante da zona de processamento. A correia 2 tem uma tensão respectivamente menor nas outras seções do circuito de correia. Isto facilita, por exemplo, o ajuste do dito cilindro 3a em contato com a textura W. Um outro beneficio é o de que a tensão de circuito de correia pode ser abaixada fora da zona de processamento numa extensão tal que a carga de correia não fica dentro de uma faixa de fadiga. A vida de serviço de uma correia concebida para carga de fadiga será multiplicada, se a correia estiver dentro de uma faixa de carga de fadiga em apenas um único cilindro. Esso ajuste local de tensão pode ser ainda usada para ajustar a modalidade de vibração de uma correia dentro de uma faixa desejada, e para contribuir para a distribuição de uma força de acunhamento.

Falando-se em termos gerais, a tensão de correia nos vários circuitos de correia de uma máquina de fabricar papel/papelão ou uma máquina de acabamento, especialmente no circuito de correia de uma calandra de correia de metal, pode ser ajustada localmente, de acordo com a presente invenção, mediante o ajuste do momento dos. cilindros presentemente em contato com a correia, de maneira a conseguir-se uma tensão local desejada. 0 momento dos cilindros em contato com uma correia pode ser ajustado por meio de acionamentos, freios agindo nos cilindros ou correntes parasitas criando um momento para o cilindro e/ou para a correia. A Figura 15 ilustra um dispositivo da invenção, implementado como uma calandra de correia, compreendendo uma correia de calandragem construída de metal 2 que se estende em torno dos cilindros de guia 3, sendo pelo menos um dos ditos cilindros de guia suscetível de ser deslocado para ajustar a correia 2 para uma tensão desejada. Este dispositivo da Figura 15 é substancialmente compatível com aquele da Figura 1, tendo apenas o número 6 para indicar uma pluralidade de elementos de aquecimento e/ou resfriamento. 0 elemento de aquecimento compreende, por exemplo, um aquecedor de indução, um radiador de infravermelho, um queimador de gás, um insuflador de ar quente ou um aquecedor capacitivo. Os elementos de resfriamento compreendem, por exemplo, uma ventoinha de ar de refrigeração ou uma instalação de refrigeração de líquido. Na solução ilustrada na Figura 15, os elementos de aquecimento e/ou resfriamento 6 são preferencialmente de perfilamento, pelo que o perfilamento de temperatura de uma correia também pode ser usado para influenciar uma distribuição lateral da tensão dirigida pela máquina da correia. 0 perfilamento lateral de uma temperatura e/ou tensão de correia tem um efeito no perfilamento das propriedades de uma textura presentemente processada e, além disso, o perfilamento da temperatura e/ou tensão pode ser usado para orientar e/ou controlar a correia. A Figura 16 ilustra : uma concretização exemplificativa, em que o cilindro é substituído por uma segunda correia de calandragem como um contra-élemento 5, uma zona de calandragem desenvolvendo-se entre duas correias de calandragem 2.

As Figuras 17-21 ilustram · as ações do perfilamento de temperatura lateral em uma correia em um exemplo, em qu.e o aquecimento da correia é efetuado por meio de uma unidade de aquecimento por indução de perfilamento. 0 efeito de aquecimento de uma indução de alta freqüência (20 kHz) tem uma penetração avaliada em um material de ferro ou aço da ordem de 0,05 mm. Isto é apenas uma fração da espessura de correia de metal uma vez que depois é da ordem de 0,5-1 mm. Isto significa que o efeito de aquecimento é aplicado à superfície de uma correia localmente (Figuras 17 e 18). O aquecimento unilateral estabelece um momento de deflexão de correia quando a superfície aquecida se esforça por expandir-se localmente. Por outro lado, a temperatura de uma correia fina iguala-se no ponto aquecido muito rapidamente na direção perpendicular e o ponto aquecido esforça-se por expandir-se mais vigorosamente do que o restante da área também nas direções longitudinal e lateral. A distribuição de temperatura unilateral de uma correia desenvolve um momento de flexão, como um resultado do que a correia tende a formar "abaulamentos" (Figuras 19 e 20) . Isto pode ser eliminado pela aplicação de aquecimento simetricamente nas duas superfícies da correia (Figura 21).

Supondo-se que a correia de aço é dotada de um módulo de elasticidade de E=200,00 MPa e um coeficiente de expansão térmica de 1·10“5, sob o esforço de tração de lOOMPa (um valor típico) o alongamento de correia resultante será 5· 10"4, que por outro lado é compatível com um alongamento provocado por uma mudança de temperatura de 50°C. Se o perfil de temperatura cair perto , disto, os pontos mais quentes também permanecerão dentro do domínio do esforço de tração. Isto é significativo no sentido de que torna a correia menos propensa a ondular (flambar). Se a tensão elástica média de uma correia for ainda mais alta, o perfilamento de temperatura terá ainda mais tolerância.

Idealmente, a correia é manufaturada em um material com quase nenhuma expansão térmica (por exemplo, metal Invar). Isto oferecerá mais possibilidades para perfilamento de temperatura.

No caso de outros métodos de aquecimento, tais como, por exemplo, injetores de ar quente de perfilamento e dispositivos de resfriamento de perfilamento, a correia não precisa consistir de uma liga metálica adequada para indução, uma vez que a mesma pode ser feita, por exemplo, de um material composto.

Em vez de se dirigir o aquecimento de perfilamento aplicado a uma correia, o aquecimento de perfilamento também pode ser realizado de uma maneira tal que o circuito de correia inclua pelo menos um cilindro, tendo um perfil de temperatura lateral que é ajustável. 0 aquecimento do cilindro pode ser realizado internamente, por exemplo, pela aplicação de aquecimento por indução, um radiador de infravermelho, um queimador de gás, uma ventoinha de ar quente, aquecimento capacitivo, ou aquecimento baseado na circulação de um liquido quente, por exemplo, água ou óleo.

Adicionalmente ao ajuste de tensão baseado na regulagem de temperatura de perfilamento, ou em vez do mesmo, o ajuste de um perfil de tensão em uma correia também pode ser realizada por outros meios. Esses meios incluem, por exemplo, elementos para desviarem pelo menos um cilindro de guia presente em um circuito de correia em uma direção radial do cilindro e/ou na sua direção axial (mudança de alinhamento). Em vez de um cilindro, o elemento de guia também pode compreender um elemento de guia em forma de barra não rotativo. Os elementos de ajuste de perfil de tensão também podem incluir um cilindro presente em um circuito de correia, cujo abaulamento ou curvatura é variável. Os elementos de ajuste também podem incluir um cilindro compensado por deflexão presente em um circuito de correia, que é suscetível de ser perfilado no sentido de zona por meio de forças intra-cilindros.

As Figuras 22 e 23 ilustram esquematicamente partes de uma máquina piloto, construída de acordo com a invenção, em vistas lateral e extremas diagramáticas, estando os componentes correspondentes indicados por números de referência em harmonia com aqueles das figuras precedentes. 0 número de referência 20 representa uma primeira armação aprumada para a máquina piloto, na qual estão montados primeiros cilindros de guia ou de orientação 3 para uma correia 2 por meio de conjuntos de mancais conhecidos por si. A armação aprumada 20 é ainda equipada, por meio de mancais por si conhecidos, com um cilindro de guia 22 para uma textura W. 0 número de referência 21 representa uma segunda armação aprumada para a máquina piloto 1, na qual se encontram montados segundos cilindros de guia ou orientação 3 para a correia 2, bem como um contra-cilindro 5 e um cilindro de prensagem 4. Uma zona de processamento desenvolve-se entre a correia 2 e o contra-cilindro 5, sendo a textura W transportada através da dita zona de processamento. O cilindro de prensagem 4 fica confinado dentro do circuito de correia 2 e pode ser levado, por meio de elementos de carga 23, para contato com a superfície interna da correia 2 para o estabelecimento, em conjunto com o cilindro 5, de uma área de acunhamento de pressão mais alta dentro da zona de processamento. A Figura 24 é uma representação diagramática relacionada com o ajuste de uma correia em uma calandra de correia. Um desafio particular relacionado com o ajuste de uma correia é a variação dos recursos de engenharia de controle no sistema: o comportamento de uma correia varia de acordo com a tensão da correia dirigida na direção transversal da máquina (CD) e direção da máquina . (MD) e da velocidade da correia, variáveis essas que devem ser consideradas como variáveis dinâmicas em termos de ajuste. No processo de planejamento do ajustador ou controlador, é necessário ainda considerarem-se os parâmetros do sistema estático, tais como largura de correia, espessura de correia, disposição e contorno de superfície dos cilindros de guia, distâncias entre o elemento de guia e elemento de medição. 0 número de referência 100 na Figura 24 indica uma medição de posição de correia que pode ocorrer antes e/ou depois de um elemento de guia. O principio de medição poderá ser uma identificação óptica ou indutora ou capacitiva da posição de uma borda de correia. O número de referência 101 representa um ajustador, o qual é baseado em um controlador PID convencional, tendo os valores de seus parâmetros adaptados para coincidirem com os valores de velocidade e tensão de correia atuais. Na maior parte artigos descartáveis aplicações de demanda, o controlador pode ser baseado em modelo (por exemplo, MPC = Controle Multi Prognosticável), que leva em consideração variações de processo dinâmicas. 0 número de referência 102 designa um elemento de guia, dotado de um ângulo de incidência o qual é variável em relação à direção de deslocamento da correia. Uma mudança no ângulo de incidência do elemento de guia é conseguida por meio de uma disposição de desvio separada conectada ao cilindro de guia, que pode ser hidráulica, pneumática ou elétrica. O número de referência 104 refere-se a uma medição de desvio e o número de referência 103 a um processo atual, tal como, põr exemplo, calandragem. A posição de correia pode ser ajustada em uma direção transversal de forma a progredir de acordo com um valor ajustado de posição fixo ou temporal desejado. A Figura 25 ilustra uma concretização para uma linha de produção de papel LWC, ilustrando várias seções da linha desde uma seção de prensa I em diante. A seção de prensa é seguida por uma seção de secador II, tendo a sua seção de pontas indicada pelo símbolo de referência III. A seção de secador é seguida por uma seção de pré-calandragem IV e, então, por um processo de revestimento V o qual é dividido em uma estação de revestimento Va e uma seção de secagem Vb. A estação de revestimento é seguida por um processo de calandragem final VI, e finalmente por processos de acabamento VII, incluindo, por exemplo, operações de corte-enrolamento. Posições concebíveis para um dispositivo de calandra da invenção são, por exemplo, aquelas indicadas pelos símbolos de referência a, b, c e/ou d em uma linha de produção de papel LWC em linha. Adicionalmente, ou em vez destas posições, é concebível que um dispositivo de calandra da invenção seja usado para substituir, por exemplo, a parte de pontas da seção de secador III e/ou a pré-calandra IV e/ou a calandra final VI.

De uma maneira geral pode-se dizer que um dispositivo de calandra da invenção proporciona uma eficiência muito alta para calandrar e/ou realizar outro trabalho em uma única operação. Isto também pode ser explorado de uma maneira tal que um dispositivo de calandra da invenção seja combinado com uma outra calandra para capacidade de calandragem aumentada. Essa outra calandra poderá compreender, por exemplo, uma supercalandra de ou uma calandra de vários cilindros, por exemplo, uma calandra de vários cilindros manufaturada pela requerente - sob o nome OptiLoad, ou, . por exemplo, uma calandra macia ou uma calandra de acunhamento longa. A produção dê, por exemplo, papel SC ou LWC envolve tipicamente o uso de supercalandras de 10-12 cilindros ou calandras de diversos cilindros. As modernas máquinas de fabricar papel, com uma velocidade de operação de 1800-2000 m/min, requerem até 4 supercalandras ou calandras de vários cilindros por cada máquina de fabricar papel.Tipicamente, 2 ou 3 calandras fora de linha podem manipular a produção de uma máquina de fabricar papel. A velocidade de calandragem varia dentro da faixa de 500-700 m/minuto. As pressões de acunhamento são tipicamente de 300-400 kN/m e a temperatura de superfície do cilindro térmico está dentro da faixa de 80-120°C. Os dois lados do papel podem ser controlados pelo posicionamento inverso dos acunhamentos de topo e de fundo de uma calandra, por diferentes temperaturas ou níveis de vaporização. As classes SC-C e SC-B, que se situam entre os papéis de jornal e SC liso, podem ser produzidas também por meio de calandras macias de dois acunhamentos. A temperatura de superfície no funcionamento é 160-200°C e as pressões de acunhamento são de até 350 kN/m. A vaporização também constitui uma parte essencial da calandragem destas classes.

Quando uma calandra de correia de metal da invenção é combinada, por exemplo, com uma calandra OptiLoad, a calandra de correia de metal é posicionada preferencialmente imediatamente a montante do primeiro acunhamento ou a jusante do último acunhamento da calandra OptiLoad. É igualmente concebível que a calandra de correia de metal seja posicionada entre as pilhas de uma calandra de duas pilhas. A calandra de correia, de metal também pode ser posicionada a montante ou a jusante de uma- calandra macia de acunhamento única ou dupla, para aumentar o desempenho da referida calandra macia. A calandragem por correia de metal destina-se a compactar e aquecer uma textura fibrosa presentemente processada a montante de uma calandra de vários cilindros ou de uma calandra macia ou a jusante da mesma, ou possivelmente também em um estágio intermediário (por exemplo, entre as pilhas de uma calandra de duas pilhas). O processo de calandragem intensificado é uma maneira de se obter uma velocidade de corrida mais rápida do que aquelas disponíveis atualmente. 0 dispositivo da invenção permite janelas de pressão, temperatura e tempos de pausa muito extensas, criando uma variedade de combinações dependentes de uma aplicação particular. Por exemplo, a janela de pressão pode estar situada na faixa de cerca de 0,01 MPa até cerca de 70 MPa, ou mesmo tão alta quanto cerca de 200 MPa, a temperatura pode estar dentro da faixa de cerca de -70°C até cerca de +400°C, e o tempo de pausa ou residência em uma zona de processamento pode estar, por exemplo, dentro da faixa de cerca de 0,01 ms até cerca de 2 s, ou mesmo na ordem de 10 s. Além disso, várias velocidades de máquina podem ser usadas para manufaturar várias classes. O dispositivo da invenção pode ser um dispositivo em linha ou fora de linha.

As Figuras 26-28 ilustram várias concretizações opcionais para reduzirem ao mínimo as perdas de calor a partir de uma correia de metal aquecida em um dispositivo de calandra. A Figura 26 ilustra uma solução em que o circuito de corrente 2 está circundado por "um capuz" 261, dentro do qual a temperatura do ar pode ser mais alta do que em qualquer outro ponto no ambiente (por exemplo, 50-150°C). O capuz divide os espaços interno e externo, principalmente ao impedir a mistura das massas de ar entre os mesmos. A Figura 27 ilustra uma solução em que a correia 2 é protegida em relação ao exterior com um capuz 271 e adicionalmente em relação ao interior com painéis de bloqueio de radiação térmica 272. A Figura 28 ilustra uma solução na qual uma textura W constrói "um capuz" no lado externo da correia 2. Nesta solução, a textura W é adaptada para fazer contato sobre uma parte substancial da superfície externa do circuito de correia 2. 0 contato promove a transferência de calor da correia para a textura, mas este tempo é recuperado no processo em vez de ser desperdiçado.

Preferencialmente, a textura de papel tem um contato tão longo quanto possível antes da zona de processamento efetiva entre a correia 2 e o contra-cilindro 5. A Figura 29 ilustra uma solução de acordo com a Figura 28, em que as posições relativas de um circuito de correia 2 e de um contra-cilindro 5 são invertidas. Pelo menos um dos cilindros pode ser preso na posição sob seu próprio peso. É igualmente concebível prover-se uma solução em que apenas o volume de ar dentro do circuito de correia é selado.

Claims (32)

1. Dispositivo de calandra para calandrar uma textura fibrosa revestida ou não revestida, compreendendo uma correia sem fim (2) adaptada para se estender em torno de pelo menos um elemento de guia (3), um contra-elemento (5) sendo disposto fora da correia para prover uma área de contato com a correia, tal que a correia (2) e o contra-elemento (5) estabeleçam entre os mesmos uma zona de processamento de textura para passagem de uma textura a ser calandrada entre os mesmos, caracterizado pelo fato de que dentro de um circuito de correia (2) é montado um elemento de prensagem (4) para comprimir a correia (2) contra o contra-elemento (5), e que o comprimento da zona de processamento é definido por meio de uma disposição/ajuste do elemento de guia (3) da correia (2) e/ou por meio do projeto dos contra-elementos (5), e de a pressão de contato adaptada para ser aplicada a uma textura dentro da zona de processamento é adaptada para ser ajustável dentro da faixa de 0,01 MPa a 70 MPa em uma temperatura de -70°C a 400°C e o dispositivo de calandra permite um tempo de pausa ou residência na zona de processamento de 0,01 a 10 s, e que a correia (2) compreende uma correia de metal tendo uma espessura de 0,1 a 3 mm e uma tensão de resistência à tração dentro da faixa de 10 MPa a 500 MPa, e que a correia (2) tem o seu aquecimento provido por um radiador de infravermelho operado eletricamente, por gás liquido, gás natural ou um dispositivo de aquecimento por indução e/ou que a correia (2) tem o seu aquecimento implementado pela provisão do circuito de correia com pelo menos um cilindro aquecivel (3a) , por meio do qual a correia é aquecida por transferência térmica por contato, pelo que o cilindro (3a) pode ser aquecido por qualquer método de aquecimento.

2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o contra-elemento compreende um cilindro (5), o qual pode ser ou não um cilindro de deflexão compensada e cujo cilindro é selecionado a partir de um grupo incluindo: um cilindro de superfície elástica, tal como um cilindro revestido de polímero, um cilindro revestido de borracha ou um cilindro de superfície elastomérica, um cilindro de sapata, um cilindro térmico, um cilindro de metal, um cilindro preenchido e um cilindro composto.

3. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o cilindro (5) compreende um cilindro térmico, a correia (2) compreende uma correia de metal de superfície estanque, e o cilindro térmico (5) e/ou a correia de metal têm uma temperatura de operação dentro da faixa de -70°C a 400°C.

4. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a temperatura de operação é mais alta do que 200°C.

5. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a temperatura de operação está dentro da faixa de 250°C a 300°C.

6. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a espessura da correia está dentro da faixa de 0,3 a 1,5 mm.

7. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o elemento de prensagem (4) é móvel para mudar o comprimento da zona de processamento e/ou a tensão de correia.

8. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o elemento de prensagem é perfilável.

9. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o elemento de prensagem compreende pelo menos um cilindro (4), o qual poderá ser ou não de deflexão compensada e que é selecionado a partir de um grupo incluindo: um cilindro de superfície elástica, tal como um cilindro revestido de polímero, um cilindro revestido de borracha ou um cilindro de superfície elastomérica, um cilindro de sapata, um cilindro térmico, um cilindro de metal, um cilindro preenchido e um cilindro composto.

10. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o contra-elemento (5) compreende um segundo circuito de correia (5a, 2a; 5a, 5b).

11. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a correia compreende uma correia de aço, uma correia de borracha reforçada com aço ou uma correia coberta.

12. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato; de que a correia tem uma superfície gravada em relevo para produzir uma gravação em relevo desejada em uma textura que está sendo processada.

13. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o cilindro (3a) tem o seu aquecimento provido a partir do interior com água, vapor, óleo ou combustão interna.

14. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a correia (2) tem seu aquecimento provido de forma condutora, a correia (2) sendo alimentada com uma corrente elétrica potente.

15. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pressão da zona de processamento é ajustável pela variação de tensão da correia (2) .

16. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que os elementos de guia (3) são deslocáveis para fazerem variar a tensão da correia (2) .

17. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o comprimento da zona de processamento é ajustável pelo reposicionamento dos elementos de guia (3).

18. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 7 a 9, caracterizado pelo fato de que o comprimento e/ou a pressão da zona de processamento são ajustáveis pelo movimento e carga do elemento de prensagem (4) .

19. Utilização de um dispositivo, do tipo definido em qualquer uma das reivindicações 1-18, caracterizado pelo fato de ser usado como uma pré-calandra a montante de um processo de revestimento.

20. Utilização de um dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-18, caracterizado pelo fato de ser usado como uma calandra final a jusante de uma máquina de fabricar papel ou a jusante de um processo de revestimento.

21. Utilização de um dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-18,. caracterizado pelo fato de ser usado como uma calandra intermediária.

22. Método para calandrar uma textura fibrosa revestida ou não revestida com um dispositivo de calandra, compreendendo uma correia sem fim (2) adaptada para se estender em torno de pelo menos um elemento de guia (3), um contra-elemento (5) sendo disposto do lado de fora da correia para prover uma área de contato com a correia, tal que a correia (2) e o contra-elemento (5) estabeleçam entre os mesmos uma zona de processamento de textura para a passagem de uma textura a ser calandrada entre os mesmos, caracterizado pelo fato de que o método compreende definir o comprimento da zona de processamento por meio da disposição/ajuste do elemento de guia da correia (2) e/ou pelo projeto do contra-elemento (5), o método compreendendo ajustar uma pressão de contato existente na zona de processamento para ficar dentro da faixa de 0,01 MPa a 70 MPa em uma temperatura de -70°C a 4 00°C e permitindo um tempo de pausa ou residência na zona de processamento de 0,01. a 10 s, e o método compreende o uso de pelo menos um elemento de prensagem (4) montado no interior da correia (2) para prensar a correia (2) contra o contra-elemento (5) para aumentar um efeito de pressão aplicado a uma textura passando através da zona de processamento, e que a correia (2) compreende uma correia de metal tendo uma espessura de 0,1 a 3 mm e uma tensão de resistência à tração dentro da faixa de 10 MPa a 500 MPa, e que a correia (2) é aquecida por um radiador de infravermelho operado eletricamente, por gás liquido, gás natural ou um dispositivo de aquecimento por indução e/ou que a correia (2) é aquecida indiretamente através de pelo menos um cilindro de guia de correia (3) por meio de transferência térmica por contato, pelo que o cilindro (3a) pode ser aquecido por . qualquer método de aquecimento, preferencialmente pelo lado interno, com água, vapor, óleo ou combustão interna.

23. Método, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que o contra-elemento (5) usado no método compreende um cilindro térmico tendo sua temperatura aumentada, para processamento de uma textura, a uma temperatura elevada dentro da faixa de 70°C á 400°C.

24. Método, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que a temperatura da correia (2) é aumentada, para processamento de uma textura, a uma temperatura elevada dentro da faixa de 150°C a 400°C.

25. Método, de acordo com a reivindicação 23 ou 24, caracterizado pelo fato de que a temperatura do cilindro térmico (5) e/ou da correia é aumentada, para processamento de uma textura, a uma temperatura elevada mais alta do que 250°C.

26. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 22 a 25, caracterizado pelo fato de que a correia de metal ou o cilindro térmico é refrigerado a uma temperatura de -70°C a +50°C.

27. Método, de acordo com a reivindicação 38, caracterizado pelo fato de que a correia de metal é refrigerada por meio de transferência de calor para um liquido de refrigeração, uma superfície de evaporação, um cilindro ou correia de refrigeração.

28. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 22 a 27, caracterizado pelo fato de que o padrão de um efeito de pressão aplicado a uma textura passando através da zona de processamento é ajustado como uma função de tempo por uma tensão da correia (2) , por um projeto dos elementos de prensagem, por meio de uma força de compressão aplicada pelos elementos de prensagem (4) à correia, e/ou pelo movimento dos elementos de prensagem (4).

29. Método, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que o método também compreende ajustar a temperatura da correia (2), para o processamento da textura, para uma temperatura elevada dentro da faixa de 50°C a 400°C. .

30. Método, de acordo com a reivindicação 29, caracterizado pelo fato de que a correia (2) é aquecida diretamente de forma condutora, a correia (2) sendo alimentada com uma corrente elétrica potente.

31. Método, de acordo com a reivindicação 29, caracterizado pelo fato de que o comprimento da área de contato é ajustado pela variação de um ângulo de sobreposição.

32. Método, de acordo com a reivindicação 29, caracterizado pelo fato de que o comprimento da zona de processamento é ajustado pela mudança de uma tensão da correia (2) e/ou pela carga do contra-elemento (5).