EP2784215A1 - Schaber - Google Patents
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C45/00—Amorphous alloys
- C22C45/02—Amorphous alloys with iron as the major constituent
-
- D—TEXTILES; PAPER
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- D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
- D21G3/00—Doctors
- D21G3/005—Doctor knifes
Definitions
- the invention relates to a scraper for cleaning and / or conditioning a moving surface, for example a roller or a belt in a machine for producing or refining a fibrous web, according to the preamble of claim 1.
- scraper blades made of black steel or stainless steel are widely used. They are mainly used for cleaning and conditioning of moving surfaces, such as rollers or conveyor belts.
- the rollers may have different surfaces or covers, e.g. Ceramic, composite, steel etc.
- the doctor blade from an iron alloy at least in some areas with amorphous phases.
- the amorphous phases are hard phases and give the doctor blade a high abrasion resistance. At the same time, the susceptibility to corrosion is reduced, since there are no grain boundaries, which form attack surfaces for corrosion.
- the iron alloy may contain proportions of chromium, boron, tungsten, manganese, molybdenum, silicon, carbon or a mixture thereof.
- the proportion of chromium in the iron alloy can be 5 to 40%.
- the content of boron, tungsten, manganese on the iron alloy may preferably be 0 to 12%.
- the proportion of molybdenum in the iron alloy can be 0 to 20%.
- the proportion of silicon in the iron alloy may preferably be 0 to 7%.
- the proportion of carbon in the iron alloy may advantageously be 0 to 10%.
- Scrapers for use in machines for producing or processing web material such as paper, cardboard, etc. are provided in many positions for conditioning or cleaning moving surfaces or for guiding the material web.
- the scrapers usually have a single or multiple scraper blade mounted in a scraper holder.
- the scraper blade has strong tribological forces which cause high abrasion.
- the application of such doctor blades in a moist, warm environment and the Exposure of the chemical components of the web material lead to high corrosion tendency.
- the inventively designed doctor blades are formed over conventional steel scrapers of an iron alloy containing chromium, boron, tungsten, manganese, molybdenum, silicon, carbon or a mixture thereof.
- the proportion of chromium can be 5 to 40%, the proportion of boron, tungsten or manganese 0 to 12%, the proportion of molybdenum 0 to 20%, the proportion of silicon 0 to 7% and the proportion of carbon 0 to 10%.
- the alloy is manufactured in such a way that the long-range order of the atoms in the material is prevented, so that the material is not in crystalline but in amorphous form.
- the prevention of long range cooling of the above alloys is achieved by a high cooling rate from the melt. Cooling rates of 10 3 to 10 6 Kelvin / second are necessary here, depending on the alloy composition. If the melt cools down more slowly, a long-range order or crystallization is possible. A near order of the amorphous phase has an order of about 50 nm. Crystalline regions with a distance order of less than 500 nm, preferably less than 100 nm, in a proportion of up to 50% showed no negative performance in tests in use as a blade alloy, so that it is possible to tolerate a crystalline fraction.
- the blade material is made, e.g. by melting the individual components or master alloy in an induction furnace, electric arc furnace, plasma arc furnace or similar melt systems under inert gas.
- the molten alloy is poured into suitable rapid cooling molds or surfaces such as cooled rolls or the like.
Landscapes
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Abstract
Description
- Die Erfindung geht aus von einem Schaber zur Reinigung und/oder Konditionierung einer bewegten Oberfläche, beispielsweise einer Walze oder einem Band in einer Maschine zur Herstellung oder Veredelung einer Faserstoffbahn, nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
- In der Papierindustrie sind Schaberklingen aus Schwarzstahl oder Edelstahl weit verbreitet. Sie werden hauptsächlich zur Reinigung und zur Konditionierung von bewegten Oberflächen eingesetzt, beispielsweise von Walzen oder von Transportbändern.
- Die Walzen können dabei verschiedene Oberflächen bzw. Bezüge aufweisen, z.B. Keramik, Composite, Stahl etc.
- Bekannte Nachteile von Schaberklingen aus Stahl liegen einerseits in der begrenzten Lebensdauer bedingt durch Abrieb, die ein häufiges Wechseln der Schaberklingen notwendig machen, und andererseits in der Korrosionsneigung, welche sich kritisch auf die Prozessstabilität und die Papierqualität auswirken können.
- Es liegt entsprechend im Interesse des Papiermachers, eine Schaberklinge zur Verfügung zu haben, welche nicht zu Korrosion neigt und eine hohe Abriebsbeständigkeit aufweist.
- Aus der
WO2010/027813 und aus derWO2012/061282 sind Metalllegierungen bekannt, welche korrosionsbeständige und abriebsbeständige Eigenschaften aufweisen. - Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, die Schaberklinge aus einer Eisenlegierung zumindest bereichsweise mit amorphen Phasen herzustellen.
- Die amorphen Phasen sind Hartphasen und verleihen der Schaberklinge eine hohe Abriebsbeständigkeit. Gleichzeitig wird die Korrosionsanfälligkeit gesenkt, da keine Korngrenzen vorliegen, die Angriffsflächen für Korrosion bilden.
- Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsvarianten gehen aus den Unteransprüchen hervor.
- Gemäß einem bevorzugten Aspekt der Erfindung kann die Eisenlegierung Anteile von Chrom, Bor, Wolfram, Mangan, Molybdän, Silizium, Kohlenstoff oder einer Mischung daraus enthalten.
- Bevorzugt kann der Anteil von Chrom an der Eisenlegierung 5 bis 40 % betragen.
- Der Anteil von Bor, Wolfram, Mangan an der Eisenlegierung kann vorzugsweise 0 bis 12 % betragen.
- Der Anteil von Molybdän an der Eisenlegierung kann 0 bis 20% betragen.
- Bevorzugt kann der Anteil von Silizium an der Eisenlegierung 0 bis 7 % betragen.
- Der Anteil von Kohlenstoff an der Eisenlegierung kann vorteilhafterweise 0 bis 10 % betragen.
- Die Erfindung wird nachfolgend näher erläutert.
- Schaber für die Anwendung in Maschinen zur Herstellung oder Verarbeitung von Bahnmaterial wie Papier, Karton etc. sind in vielen Positionen zur Konditionierung oder Reinigung bewegter Oberflächen oder zur Führung der Materialbahn vorgesehen. Die Schaber weisen gewöhnliche eine ein- oder mehrteilige Schaberklinge auf, die in einem Schaberhalter gelagert ist. Je nach Anwendung wirken auf die Schaberklinge starke tribologische Kräfte, die hohen Abrieb bedingen. Die Anwendung derartiger Schaberklingen in feucht-warmer Umgebung und die Einwirkung der chemischen Bestandteile des Bahnmaterials führen zu hoher Korrosionsneigung.
- Die erfindungsgemäß ausgebildeten Schaberklingen sind gegenüber herkömmlichen Schabern aus Stahl aus einer Eisenlegierung gebildet, die Chrom, Bor, Wolfram, Mangan, Molybdän, Silizium, Kohlenstoff oder einer Mischung daraus enthält. An der Eisenlegierung kann der Anteil von Chrom 5 bis 40 %, der Anteil von Bor, Wolfram oder Mangan 0 bis 12 %, der Anteil von Molybdän 0 bis 20%, der Anteil von Silizium 0 bis 7 % und der Anteil von Kohlenstoff 0 bis 10 % betragen.
- Gegenüber herkömmlichen Schabern wird die Legierung so hergestellt, dass die Fernordnung der Atome im Material verhindert wird, so dass das Material nicht in kristalliner, sondern in amorpher Form vorliegt.
- Die Verhinderung einer Fernordnung beim Abkühlen der vorstehend genannten Legierungen wird durch eine hohe Abkühlungsgeschwindigkeit aus der Schmelze erreicht. Abkühlungsraten von 103 bis 106 Kelvin/Sekunde sind hier je nach Legierungszusammensetzung notwendig. Kühlt die Schmelze langsamer ab, ist eine Fernordnung bzw. Kristallisierung möglich. Eine Nahordnung der amorphen Phase besitzt eine Ordnung von ca. 50 nm. Kristalline Bereiche mit einer Fernordnung von weniger als 500 nm, bevorzugt weniger als 100 nm, zu einem Anteil von bis zu 50% zeigten bei Versuchen im Einsatz als Klingenlegierung keine negative Performance, so dass es möglich ist, einen kristallinen Anteil zu dulden.
- Hergestellt wird das Klingenmaterial z.B. durch Erschmelzen der Einzelkomponenten oder Vorlegierung in einem Induktionsofen, Elektrolichtbogenofen, Plasmalichtbogenofen oder ähnlichen Schmelzsystemen unter Schutzgas.
- Die erschmolzene Legierung wird in geeignete schnellabkühlende Formen oder auf Oberflächen wie gekühlte Walzen oder ähnliches gegossen.
Claims (7)
- Schaberklinge zur Reinigung und/oder Konditionierung einer bewegten Oberfläche, insbesondere einer Walzenoberfläche oder einer Bespannungsoberfläche, zur Verwendung in einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredelung einer Faserstoffbahn wie einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaberklinge zumindest bereichsweise aus einer Eisenlegierung mit amorphen Phasen besteht.
- Schaberklinge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eisenlegierung Anteile von Chrom, Bor, Wolfram, Mangan, Molybdän, Silizium, Kohlenstoff oder einer Mischung daraus enthält.
- Schaberklinge nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil von Chrom an der Eisenlegierung 5 bis 40 % beträgt.
- Schaberklinge nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil von Bor, Wolfram, Mangan an der Eisenlegierung 0 bis 12 % beträgt.
- Schaberklinge nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil von Molybdän an der Eisenlegierung 0 bis 20% beträgt.
- Schaberklinge nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil von Silizium an der Eisenlegierung 0 bis 7 % beträgt.
- Schaberklinge nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil von Kohlenstoff an der Eisenlegierung 0 bis 10 % beträgt.
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