DE3721207A1

DE3721207A1 - Perforated plate for wire drums

Info

Publication number: DE3721207A1
Application number: DE19873721207
Authority: DE
Inventors: Markku Kaerkkaeinen; Jouko Lassila; Mauno Selkojoki; Heikki Ristolainen
Original assignee: Ahlstrom Corp
Current assignee: Ahlstrom Corp
Priority date: 1986-06-26
Filing date: 1987-06-26
Publication date: 1988-01-14
Also published as: FR2600551A1; FI862725A0; SE8702644D0; KR880000146A

Abstract

The plate openings are either round or consist of longitudinal slits and the plate is either completely flat or equipped with ribs, combs, grooves or similar. At least a proportion of the wire surfaces are equipped with a hard surface layer achieved through diffusion coating.

Description

Die Erfindung betrifft perforierte Platten, insbesondere Siebplatten mit runden Löchern oder schmalen Schlitzen, deren Öffnungen beispielsweise durch Bohren oder Fräsen hergestellt wurden. Die Erfindung läßt sich auch bei anderen Platten anwenden, die Verschleiß und anderen Beanspruchungen unterliegen, beispielsweise bei den für Entwässerungspressen verwendeten Platten.The invention relates to perforated plates, in particular Sieve plates with round holes or narrow slots, the openings of which, for example, by drilling or milling were manufactured. The invention can also be apply other plates that wear and other Subject to stress, for example in the plates used for dewatering presses.

In den letzten Jahren wurde eine mit Nuten versehene Siebplatte entsprechend der US-PS 45 29 520 von Anwendern in der Zellstoff- und Papierindustrie wegen ihrer sehr guten Produktionsraten akzeptiert. Die Öffnungen in dieser Siebplatte befinden sich an den Bodenflächen der Nuten. Die gestaltete Oberfläche erzeugt eine Mikroturbulenz vor den Öffnungen der Platte, welche ein Verfilzen der Fasern verhindert. Wegen dieser Eigenschaft ist die Kapazität einer Siebplatte mit gestalteter Oberfläche höher als jene einer flachen Siebplatte. Da der zu siebende Zellstoff Sand und andere abrasive Teilchen enthält und die Siebplatte aus rostfreiem Stahl mit verhältnismäßig niedriger Härte, beispielsweise 150 HB, hergestellt ist, und die Verschleißfestigkeit des Plattenprofils sich bei Gebrauch verringert, ergibt sich eine Verringerung des Wirkungsgrads und der Kapazität der Siebplatte.In recent years, one has been grooved Sieve plate according to US-PS 45 29 520 of For users in the pulp and paper industry their very good production rates accepted. The Openings in this sieve plate are at the Bottom surfaces of the grooves. The designed surface creates a microturbulence in front of the openings of the plate, which prevents the fibers from felting. Because of these Property is the capacity of a sieve plate designed surface higher than that of a flat surface Sieve plate. Because the pulp to be screened is sand and others contains abrasive particles and the sieve plate stainless steel with relatively low hardness, for example 150 HB, and the Wear resistance of the panel profile increases when in use reduced, there is a reduction in Efficiency and the capacity of the sieve plate.

Verschleiß stellt auch bei anderen als mit Nuten versehenen Siebplatten ein Problem dar, beispielsweise mit Platten, deren nicht-flache Oberfläche erzielt wurde, indem der Oberfläche verschiedene Rippen hinzugefügt worden sind, und ferner bei flachen Siebplatten, die bisher allgemein verwendet worden sind.Wear also applies to other than grooved ones Sieve plates are a problem, for example with plates, whose non-flat surface was obtained by the Surface various ribs have been added and also in the case of flat sieve plates, which have so far been general have been used.

Die durch Verschleiß bedingten Probleme sind in der Zellstoffindustrie seit langem erkannt. Bereits in den vierziger Jahren wurde ein Verfahren zur Herstellung von Zellstoffsiebplatten für die Papierherstellung in der US-Patentschrift Nr. 23 52 968 beschrieben. Ein charakteristischer Teil des Verfahrens lag darin, die Siebplatte mit einem Chromüberzug mittels eines elektrochemischen Prozesses zu versehen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß eine elektrochemische Metallbeschich tung nicht ordnungsgemäß auf der Grundfläche haftet, falls die Oberfläche Beanspruchungen unterzogen wird, wie dies bei Siebplatten auftritt, und sich Überzugsstücke von der Grundfläche lösen.The problems caused by wear are in the Pulp industry recognized for a long time. Already in the 1940s was a manufacturing process of cellulose sieve plates for papermaking in U.S. Patent No. 2,352,968. A characteristic part of the process was that Sieve plate with a chrome coating using a electrochemical process. It has however, showed that an electrochemical metal coating not properly adhering to the base, if the surface is subjected to stress, as occurs with sieve plates, and itself Detach cover pieces from the base.

Ein weiteres Beschichtungsverfahren ist in der US-PS 36 40 760 beschrieben, die das sogenannte Detonationsverfahren betrifft, das für die Beschichtung flacher perforierter Platten mit Wolframcarbid verwendet wird. Jedoch wird in dieser Veröffentlichung selbst angegeben, daß die Oberfläche absolut flach sein muß, so daß sich dieses Beschichtungsverfahren nicht für die Beschichtung von genuteten oder perforierten Platten eignet. Die Überzugsschicht haftet nicht an den Öffnungen oder Schlitzen, deren Abmessungen somit schneller verändert werden als sich die Platte im übrigen abnützt. Another coating process is in the US-PS 36 40 760 described the so-called Detonation method affects that for coating flat perforated plates with tungsten carbide are used becomes. However, in this publication itself indicated that the surface must be absolutely flat, so that this coating process is not for the Coating grooved or perforated panels is suitable. The coating layer does not adhere to the Openings or slots, their dimensions are therefore faster be changed as the plate wears out.

Die Nachteile der bekannten Beschichtungsverfahren liegen somit in der Gefahr eines Ablösens des Überzugs, und der Änderungen der Abmessungen und der Form der Öffnungen der Siebplatte. Das Detonationsverfahren kann nicht für die Beschichtung einer gestalteten Oberfläche verwendet werden.The disadvantages of the known coating processes lie thus in danger of the coating peeling off, and changes in the dimensions and shape of the openings the sieve plate. The detonation process cannot be used for used the coating of a designed surface will.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine perforierte Platte zu schaffen, die eine gute Verschleiß festigkeit aufweist und bei welcher die Nachteile der gemäß den bekannten Verfahren hergestellten Platten vermieden werden.The invention has for its object a perforated plate to create a good wear has strength and in which the disadvantages of Plates produced according to the known methods be avoided.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine perforierte Platte oder eine aus der perforierten Platte hergestellte Trommel gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß zumindest ein Teil der Siebflächen mit einer harten Oberflächenschicht versehen ist, die durch Diffusions beschichtung erzielt wurde.This object is achieved by a perforated Plate or one made from the perforated plate Solved drum, which is characterized in that at least part of the screen surfaces with a hard Surface layer is provided by diffusion coating was achieved.

Eine Diffusionsbeschichtung ist ein thermochemisches Verfahren, bei welchem die Überzugsschicht aus Ausgangsstoffen mittels einer chemischen Reaktion auf der Oberfläche des Grundwerkstoffs zusammengesetzt wird. Der Überzugswerkstoff hat eine sehr gute Haftung am Grundwerkstoff, da der Ausgangsstoff in den Grundwerkstoff eindringt und daher sich nicht abschält, selbst wenn er einem starken Abrieb ausgesetzt ist.A diffusion coating is a thermochemical one Process in which the coating layer is made of Starting materials by means of a chemical reaction assembled on the surface of the base material becomes. The coating material has very good adhesion on the base material, since the starting material in the Base material penetrates and therefore does not peel off, even if it is subjected to severe abrasion.

Das Diffusionsverfahren wurde beispielsweise bei der Beschichtung verschiedener Werkzeuge, Teile von Förderern, Siebplatten und dessen Teilen für die Keramikindustrie verwendet. Diese Siebplatten sind zum Sieben von Ton verwendet worden, wobei nasses keramisches Schleifgut durch eine perforierte Siebplatte gepreßt wurde.The diffusion process was used for example at Coating various tools, parts of Conveyors, sieve plates and their parts for the Ceramic industry used. These sieve plates are for Seven of clay have been used, with wet ceramic Grit is pressed through a perforated sieve plate has been.

Eine Diffusionsbeschichtung an sich ist seit langem ein bekanntes Verfahren, wie auch die Borbehandlung, be züglich welcher Aufsätze seit etwa 20 Jahren veröffentlicht worden sind. Jedoch hat bisher niemand vorgeschlagen, daß das Diffusionsverfahren für die Oberflächenbehandlung von Siebplatten verwendet werden kann, die in der Zellstoff- und Papierindustrie verwendet werden, obgleich, wie die vorausgehend aufgeführten Veröffentlichungen des Standes der Technik zeigen, das Problem des Verschleisses der Siebplatten seit den vierziger Jahren bekannt ist. Da gegenwärtig in der Welt ein Dutzend größere Siebplatten hersteller vorhanden sind, und näherungsweise 500 gestaltete Siebplatten oder aus diesen hergestellte Trommeln im Betrieb sind, wird die Anwendung eines an sich im anderen Zusammenhang bekannten Verfahrens bei der Herstellung von Siebplatten für die Zellstoff- und Papierindustrie als in hohem Maße erfinderisch angesehen.A diffusion coating itself has long been a known method, as well as boron treatment, be about which articles have been published for about 20 years have been. However, no one has suggested that the diffusion process for surface treatment of sieve plates that can be used in the Pulp and paper industry are used, although, like the publications of the State of the art show the problem of wear sieve plates have been known since the 1940s. There are currently a dozen larger sieve plates in the world manufacturers exist, and approximately 500 designed Sieve plates or drums made from these in Are operating, the application of one in itself in the other Connection known method in the manufacture of sieve plates for the pulp and paper industry viewed as highly inventive.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher beschrieben; es zeigen:The invention is based on an embodiment with reference to the accompanying drawings described; show it:

Fig. 1 eine Siebtrommel, Fig. 1 is a sieve drum,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie A-A der Fig. 1, und Fig. 2 shows a section along the line AA of Fig. 1, and

Fig. 3 schematisch die Ergebnisse von Testläufen mit verschiedenen Siebtrommeln. Fig. 3 schematically shows the results of test runs with different sieve drums.

Die Oberfläche der Rotorseite oder der Einlaßseite einer Siebtrommel 1 ist mit Nuten 2 versehen, an deren Boden sich Öffnungen 3 der Siebfläche befinden. Die Trommel ist Beanspruchungen ausgesetzt, da der umlaufende Rotor innerhalb der Trommel Druckimpulse erzeugt, und der innerhalb der Trommel befindliche Zellstoff mit den darin befindlichen Teilen die Oberfläche 4 der Trommel verschleißt, und insbesondere die zwischen den Nuten liegenden Kämme. Gemäß einem bevorzugten Ausführungs beispiel wird die Zusammensetzung der Oberflächenschicht der Trommel mittels einer Borbehandlung zur Beseitigung von Verschleiß verändert.The surface of the rotor side or the inlet side of a screen drum 1 is provided with grooves 2 , at the bottom of which there are openings 3 of the screen surface. The drum is subjected to stresses because the rotating rotor generates pressure pulses inside the drum and the pulp inside the drum with the parts inside it wears out the surface 4 of the drum, and in particular the combs lying between the grooves. According to a preferred embodiment, the composition of the surface layer of the drum is changed by means of a boron treatment to remove wear.

Die Borbehandlung erfolgt durch Auftrag einer Borbehandlungspaste auf die Oberfläche der Trommel und Erhitzen derselben anschließend auf 800-1050°C in einer Kammer, in welche ein Schutzgas zugeführt wird. Andere Oberflächen brauchen nicht geschützt zu werden, da eine Überzugsschicht lediglich unter der Paste gebildet wird. Die Behandlungszeit schwankt zwischen 15 Minuten und mehreren Stunden, abhängig von der Stärke der gewünschten Überzugsschicht. Die Behandlung versieht die Stahloberfläche mit einer harten, verschleißfesten Schicht aus Ferriborid. Die Trommel besteht vorzugsweise aus martensitischem, rostfreiem Stahl, wobei, wenn das Bor in den Stahl eindringt, sich der im Stahl in gelöster Form enthaltene Kohlenstoff vor der Boridschicht bewegt und unter der Schicht konzentriert wird. Die Behandlung liefert eine harte Boridschicht und unter der Boridschicht eine Schicht, die härter als das Basismaterial ist. Die Stärke der Boridschicht beträgt 20-100 µm und ihre Härte näherungsweise 1900 HV. Die Borbehandlung verursacht keine merklichen Verformungen in der Ober fläche. Deshalb ist, wenn auch die Öffnungen der Siebplatte auf diese Weise behandelt werden, ihre Durchmesseränderung erheblich leichter zu steuern als bei den Verfahren des Standes der Technik.Boron treatment is carried out by order of a Boron treatment paste on the surface of the drum and Then heat the same to 800-1050 ° C in a chamber into which a protective gas is supplied. No other surfaces need to be protected, because a coating layer just under the paste is formed. The treatment time varies between 15 minutes and several hours, depending on the Thickness of the desired coating layer. The treatment provides the steel surface with a hard, wear-resistant layer made of ferriboride. The drum consists preferably of martensitic, rustproof Steel, whereby when the boron penetrates the steel, the steel contained in dissolved form Carbon moves in front of the boride layer and under the Layer is concentrated. The treatment provides one hard boride layer and one under the boride layer Layer that is harder than the base material. The The thickness of the boride layer is 20-100 µm and its Hardness approximately 1900 HV. Borage treatment causes no noticeable deformation in the upper area. Therefore, even if the openings of the Sieve plate are treated in this way, their Diameter change much easier to control than in the prior art methods.

Als Alternative kann die Oberfläche der Trommel mit Titancarbid beschichtet werden, dessen Härte 300 bis 4500 HV beträgt, oder mit Titannitrid, dessen Härte 1900 bis 2400 HV beträgt. In diesen Fällen wird die Überzugsschicht aus gasförmigen Ausgangsstoffen herge stellt. Eine Titannitridschicht kann ferner auf eine Boridschicht aufgebracht werden. Die TiC- und TiN- Beschichtungen werden als sehr dünner Film aufgebracht. Gewöhnlich beträgt die Schichtstärke näherungsweise 5 µm. Ferner ist es möglich, einen Mehrschichtüberzug aus Titancarbid und Ferriborid zu kombinieren.As an alternative, the surface of the drum can be used Titanium carbide coated, the hardness 300 to 4500 HV, or with titanium nitride, the hardness 1900 to 2400 HV. In these cases the Coating layer of gaseous raw materials poses. A titanium nitride layer can also be applied to a Boride layer can be applied. The TiC and TiN Coatings are applied as a very thin film. The layer thickness is usually approximate 5 µm. It is also possible to use a multi-layer coating made of titanium carbide and ferriboride.

Embodiment

Zum Nachweis der Einsatzfähigkeit der vorgeschlagenen Beschichtungen wurde eine gestaltete Siebplatte gemäß der US-PS 45 29 520 geprüft. Für die Prüfung wurde eine Siebtrommel hergestellt, indem vier gekrümmte Platten mit einer Krümmung von 90 Grad zusammengeschweißt wurden. Drei der Plattenelemente wurden mit unterschiedlichen Verfahren beschichtet und eine wurde zu Vergleichs zwecken unbeschichtet gelassen. Das Basismaterial war bei allen Elementen Stahl AISI 316 (American Iron and Steel Institute).To prove the usability of the proposed Coatings were designed according to a screen plate the US-PS 45 29 520 checked. For the exam, a Sieve drum made by four curved plates were welded together with a bend of 90 degrees. Three of the plate elements were made with different Process coated and one was used for comparison left uncoated for purposes. The base material was at all elements steel AISI 316 (American Iron and Steel Institutes).

Ferner wurde eine Trommel aus martensitischem, rostfreiem Stahl AISI 410 in der gleichen Weise hergestellt und mit dem gleichen Überzug wie die austenitische Trommel beschichtet. Furthermore, a drum made of martensitic, rustproof Steel AISI 410 manufactured in the same way and with the same coating as the austenitic drum coated.

Prüfläufe wurden in einer Zellstoffabrik bei extremem Abrieb durchgeführt. Die nachfolgenden Ergebnisse konnten eindeutig ermittelt werden:Test runs were carried out in a pulp mill at extreme Abrasion carried out. The following results could can be clearly determined:

1) Coated, austenitic, stainless steel in the Comparison to uncoated, austenitic, rustproof Stole.

Der Verschleiß der Trommel wurde einmal im Monat gemessen und es zeigte sich ein beträchtlicher Unterschied zwischen dem beschichteten und dem unbeschichteten Element.Drum wear was measured once a month and there was a considerable difference between the coated and the uncoated element.

Da das Grundmaterial ziemlich weich, die Streckfestig keit von 0,2 niedrig und das Eindringen der Überzugs schicht in das Basismaterial niedrig ist, beginnt ein intensiver Verschleiß, wenn die Kontur gebrochen ist, beispielsweise wenn ein großer Stein oder ein anderes hartes Teilchen zwischen die Trommel und den Rotor eindringt.Because the base material is quite soft, the stretch resistant speed of 0.2 low and the penetration of the coating layer in the base material is low, one begins intensive wear when the contour is broken, for example if a large stone or another hard particle between the drum and the rotor penetrates.

2) Coated martensitic steel compared to coated, austenitic steel.

Die Härte und Festigkeit von vorgespanntem, martensitischem, rostfreiem Stahl ist erheblich besser als jene von austenitischem Stahl. Ferner liefert die Hart-Beschichtung ein erheblich besseres Eindringen.The hardness and strength of prestressed, martensitic, stainless steel is considerably better than that of austenitic steel. The hard coating also provides a much better penetration.

Die Prüfergebnisse weisen nach, daß martensitischer rostfreier Stahl, der mit einem Eisenborid-Überzug versehen ist, eine weitaus bessere Verschleißfestigkeit als gewöhnlicher austenitischer oder beschichteter austenitischer Stahl aufweist.The test results show that martensitic stainless steel with an iron boride coating is provided, a much better wear resistance than ordinary austenitic or coated austenitic steel.

Die Ergebnisse sind in Fig. 3 dargestellt, die den Verschleiß (mm, vertikale Achse) der gestalteten Platte als Funktion der Zeit (Monate) angibt, während welcher die Platten verwendet wurden. Die Platten, die das in der Figur dargestellte Ergebnis lieferten, waren mit Eisenborid beschichtet. Beispielsweise war der Verschleiß einer austenitischen, unbeschichteten Platte (A) in fünf Monaten näherungsweise 0,5 mm, der Verschleiß einer austenitischen, beschichteten Platte (A+P) war näherungsweise 0,07 mm, und der Verschleiß einer martensitischen, beschichteten Platte (M+P) war näherungsweise 0,025 mm. Ferner wurde eine Platte des Typs A+P in 15 Monaten 0,5 mm und eine Platte des Typs M+P 0,07 mm abgenutzt.The results are shown in Fig. 3, which indicates the wear (mm, vertical axis) of the designed plate as a function of the time (months) during which the plates were used. The plates that gave the result shown in the figure were coated with iron boride. For example, the wear of an austenitic, uncoated plate (A) was approximately 0.5 mm in five months, the wear of an austenitic, coated plate (A + P) was approximately 0.07 mm, and the wear of a martensitic, coated plate (M + P) was approximately 0.025 mm. Furthermore, a type A + P plate was worn in 0.5 months and a plate type M + P 0.07 mm in 15 months.

Die Erfindung ist nicht auf die als Ausführungsbeispiel beschriebene Ausführungsform begrenzt, sondern es sind verschiedene Abänderungen und Anwendungen desselben innerhalb des Rahmens der anliegenden Ansprüche möglich. Beispielsweise kann die gestaltete Oberfläche unterschiedlich gegenüber der in Fig. 2 ausgebildet sein. Die beschichtete Oberfläche kann auch flach oder mit Rippen versehen sein.The invention is not limited to the embodiment described as an embodiment, but various modifications and uses thereof are possible within the scope of the appended claims. For example, the designed surface can be designed differently from that in FIG. 2. The coated surface can also be flat or provided with ribs.

Claims

1. Perforated plate or drum made from it for use in screens and presses in the pulp and paper industry, the openings of the plate are either round or made of elongated slots exist, and the plate is either completely flat or with ribs, combs, bulges, grooves or whose equivalent is endowed characterized in that at least part the screen surfaces with a hard surface layer is provided, which is achieved by diffusion coating has been.

2. Perforated plate according to claim 1, characterized records that the base material of the plate is more martensitic stainless steel.

3. Perforated plate according to claim 1, characterized records that the base material of the plate is austenitic stainless steel.

4. Perforated plate according to claim 1 and 2 or 1 and 3, characterized in that the surface layer is mainly ferriboride.

5. Perforated plate according to claim 1 and 2 or 1 and 3, characterized in that the surface layer is mainly titanium nitride.

6. Perforated plate according to claim 1 and 2 or 1 and 3, characterized in that the surface layer is mainly titanium carbide.

7. Perforated plate according to claim 1 and 2 or 1 and 3, characterized in that the surface layer a combination of at least two of the following Coatings are: ferriboride, titanium nitride and titanium carbide.