FI115064B - Paperi- tai kartonkikoneen nippitela - Google Patents

Paperi- tai kartonkikoneen nippitela Download PDF

Info

Publication number
FI115064B
FI115064B FI20020465A FI20020465A FI115064B FI 115064 B FI115064 B FI 115064B FI 20020465 A FI20020465 A FI 20020465A FI 20020465 A FI20020465 A FI 20020465A FI 115064 B FI115064 B FI 115064B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
roll
roller
over
steel
nip
Prior art date
Application number
FI20020465A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20020465A (fi
FI20020465A0 (fi
Inventor
Eero Suomi
Timo Torvi
Hannu Vuorikari
Markus Laitila
Original Assignee
Metso Paper Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=8563507&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=FI115064(B) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Metso Paper Inc filed Critical Metso Paper Inc
Priority to FI20020465A priority Critical patent/FI115064B/fi
Publication of FI20020465A0 publication Critical patent/FI20020465A0/fi
Priority to PCT/FI2003/000174 priority patent/WO2003076714A2/en
Priority to AT03743891T priority patent/ATE312236T1/de
Priority to JP2003574903A priority patent/JP2005520062A/ja
Priority to EP03743891A priority patent/EP1483445B1/en
Priority to US10/506,707 priority patent/US20050113231A1/en
Priority to AU2003209787A priority patent/AU2003209787A1/en
Priority to DE60302657T priority patent/DE60302657T2/de
Publication of FI20020465A publication Critical patent/FI20020465A/fi
Publication of FI115064B publication Critical patent/FI115064B/fi
Application granted granted Critical

Links

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21GCALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G1/00Calenders; Smoothing apparatus
    • D21G1/02Rolls; Their bearings
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21GCALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G1/00Calenders; Smoothing apparatus
    • D21G1/02Rolls; Their bearings
    • D21G1/0253Heating or cooling the rolls; Regulating the temperature
    • D21G1/0266Heating or cooling the rolls; Regulating the temperature using a heat-transfer fluid

Description

115064
Paperi- tai kartonkikoneen nippitela Nypvals i en pappers- eller kartongmaskin 5
Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen tela.
Tekniikan tasosta tunnetaan erilaisia kalanterointikonsepteja, joista yksi on pitkä-nippikalanterointi. Pitkänippikalanterointi voi perustua kenkäpuristintekniikkaan 10 tai hihna/telatekniikkaan. Kenkäkalanteroinnissa hyödynnetään puristinosalta tunnettua kenkäpuristintekniikkaa ja kenkätela koostuu kengästä, kuormituselemen-teistä, voiteluöljyjäijestelmästä ja hihnasta. Kalanterointinipin toisena telana käytetään termotelaa, joka voi olla vesi-, höyry-, öljy- tai induktiolämmitteinen tela. Hihnakalanteri koostuu termotelasta, hihnakierrosta ja vastatelasta, joka voi olla 15 joko kova tai pehmeä tela ja hihna kiertää vastatelan ja ohjaus/kiristystelojen * V kautta. Pitkänippikalanterointiprosessissa termotelasta siirtyy suuret lämpömäärät ’! paperiin ja suuret lämpömäärät aiheuttavat termotelaan suuria lämpöjännityksiä .···. sekä nopeita jännitysgradientteja, jolloin nykyisin käytettävien valurautaisten | : telojen ominaisuudet (kestävyys) eivät ole enää riittävät haluttuihin . · * *. 20 prosessiolosuhteisiin. Lisäksi telan käytön aikaiset jännitystilat saattavat vaihdella telan materiaalin paksuussuunassa, minkä kesto ei nykyisin käytettävillä : * ·, · materiaaleilla, esim. kokillivalulla ole hyvä.
Nykyisissä paperi- ja kartonkikoneissa kalanterointiprosessi on usein liitetty on • · • · , · *. 25 line -yksiköksi paperi- tai kartonkikoneeseen, jolloin esimerkiksi telan vaihdon ja ,, ·. puhdistamisen tulee tapahtua nopeasti, jottei kallista kapasiteettia kulu hukkaan.
Tämä on ongelmallista, koska työsuojelumääräysten mukaisesti tulee kuuman telan olla alle 60°C ennen kuin se voidaan vaihtaa ja toisaalta telan työlämpötila on jopa 200°C. Tekniikan tasosta tunnetut kokillitelat kestävät lämpötilan muu-30 tosnopeutta 2°C/min., mikä on johtanut siihen, että telan vaihtojen tai puhdistus- 2 115064 ten yhteydessä on kulunut huomattavasti aikaa ja siten hukattu kapasiteettia. Tämä on osin johtanut jopa siihen että on pyritty nopeasti puhdistamaan telat esimerkiksi painepesuria käyttäen, jolloin tela jäähtyy liian nopeasti sen kestokykyyn nähden, jolloin on saattanut aiheutua vakavia telavaurioita.
5
Tekniikan tasosta tunnetaan myös teräspintaisia teloja ja eräs tällainen on esitetty US-patenttijulkaisussa 6,203,307, jossa esitetyssä kuumassa pehmeänippikalante-rissa kuumennettavina kalanterin teloina käytetään ulkopinnaltaan terästä olevia teloja. Perinteisessä soft-kalanteroinnissa siirtyvät lämpömäärät ovat kuitenkin 10 huomattavasti pienemmät kuin pitkänippikalanteroinnissa.
Tekniikan tasosta tunnetaan ratkaisuja, joissa terästelan kulumiskestävyys on aikaan saatu pinnoittamalla. Eräitä tällaisia on esitetty US-patenttijulkaisussa \ 4452647 ja 5167068.
15 •' ·' Pitkänippikalanterointiprosessissa tarvitaan hyvin pitkä nippi, joka tyypillisesti on ·;* yli 30 mm, ja korkeat lämpötilat, tyypillisesti telan pintalämpötila yli 160°C (tela voi sisältä olla huomattavasti kuumempikin) sekä mahdollisesti paperi/kar-i". tonkirainan kostutus vedellä tai höyryllä, mitkä tekijät eivät mahdollista koneen !,.* 20 valmistamista perinteisellä tekniikalla, erityisesti nipin termotelan valmistamista perinteisesti, tai mikäli näin tehdään on koneen Vikasietoisuus prosessin ; häiriötilanteessa huono.
Nykyaikaisissa paperi- ja kartonkikoneissa tarvitaan teloja, erityisesti nippiteloja, 25 jotka kestävät rajuja vaihteluja prosessiolosuhteissa ja keksinnön tärkeänä päämääränä on saada aikaan tällainen tela.
Keksinnön eräänä erityisenä päämääränä on saada aikaan pitkänippikalanterin tela, joka kestää pitkänippiprosessista aiheutuvat suuret lämpöjännitykset ja mah-30 dollistaa tehokkaan lämmönsiirron paperiin.
3 115064
Keksinnön päämääränä on saada aikaan termoshokin kestävä tela. Termoshokkia on käsitelty esim. kirjassa "The Science and Engineering of Materials", Donald R. Askeland ss. 740-741, Chapman & Hall, 1996 (Third S.I. Edition).
5 Keksinnön päämääränä on myös aikaansaada tela, joka kestää nopeita lämpö-tilamuutoksia.
Edellä esitettyjen ja myöhemmin esille tulevien päämäärien saavuttamiseksi on keksinnön mukaiselle pitkänippikalanterin telalle pääasiallisesti tunnusomaista se, 10 mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.
Keksinnön perustana olevan ongelman uutena ja keksinnöllisenä ratkaisuna on materiaalityypin vaihtaminen valuraudasta teräkseen, joten keksinnön mukainen j pitkänippikalanterin kuumennettava termotela on teräksestä valmistettu.
15 ··' · Keksinnön mukainen tela kestää termoshokin ja sen lämpöshokkikerroin on yli • ·' *' 6000 W/m2, mikä on seurausta telan ominaisuuksista: sitkeys, erittäin suuri lujuus, *;;; kulumiskestävyys. Telaa, jolla olisi samalla kertaa nämä kolme tärkeää ominai- suutta, joiden välityksellä saavutetaan huomattavia etuja, ei tunneta tekniikan 20 tasosta. Keksinnön mukaisen telan materiaali on puhdasta ja homogeenista seinämän vahvuuden suunnassa, sopivimmin koko lämmönsiirtoprosessiin osallistuva . . kerros homogeeninen eli sisältää yhtä faasia eli yhtä kiderakennetta. Edullisimmin telan seinämä on martensiittia tai bainiittia eikä sisällä jäännösausteniittia. Tela voi olla myös kokonaan homogeeninen.
25 ‘; * Keksinnön mukaisen telan dynaamiset ominaisuudet ovat korkealla tasolla, jolloin : värinä-ja tärinäongelmat pienenevät.
Keksinnön mukaisen telan, sopivimmin nuorrutetussa tilassa olevan terästelan 30 ominaisuudet ovat edullisesti seuraavat: pintakovuus on 400-500 HV20, kimmomoduuli yli 200 000 MPa, murtolujuus yli 1 000 MPa, taivutusväsytyslujuus yli ; 4 115064 350 MPa, lämmönjohtavuus yli 30 W/mK, murtovenymä yli 7 %, ja iskusitkeys yli 20 J.
Keksinnön mukainen tela sopii erityisen hyvin tulevaisuuden prosesseissakin 5 käytettäväksi, koska se on erittäin kestävä hyvien sitkeys-, lujuus- ja kuluman-kestävyysominaisuuksiensa seurauksena ja lisäksi sen rakenne on erittäin homogeeninen, mikä edelleen lisää sen kestävyyttä.
Keksinnön mukaisen telan materiaali on edullisimmin nuorrutusteräs ja sen kide-10 rakenne on sopivimmin martensiittinen tai bainiittinen. Edullisimmillaan keksinnön mukaisen telan materiaalina on homogeeninen, nuorrutettu teräs, joka on induktiokarkaistu ja päästetty.
Tässä selostuksessa nippitelalla tarkoitetaan sellaista toisen telan kanssa nipin 15 muodostavaa telaa, jossa telojen välinen kontakti yleensä annetaan yksiköissä t • ·’ · MPa ja nippipituus on yli 4 mm.
;;; Keksinnön erään edullisen lisäpiirteen mukaisesti telan pintaominaisuuksia, kuten kovuutta voidaan tarvittaessa muuttaa esim. kovapinnoittamalla tela, jolloin telan !.. * 20 perusmateriaalin kovuus voi olla suuruusluokkaa 250 MPa.
» · . . Keksinnön mukaisella telalla on edullisesti yksi tai useampi seuraavista ominai- · ·' suuksista: 25 - Telan vaippa on taottu teräsaihiosta tai se on teräsvalua tai valmistettu » ·
* I
; ‘ muulla tavoin teräksestä, kuten levystä taivuttamalla.
·' - Tela on lämmitetty esim. telan sisällä virtaavalla lämmön siirtovälineellä, esim. vedellä, höyryllä, öljyllä, ilmalla; vastuksilla, ulkoisella tai sisäisellä induktiolla, telan sisällä voi olla lämmöntuottoyksikkö tai kahden tai use-30 ämmän em. yhdistelmällä. Sopivimmin tela on lämmitetty siten, että lämpö jakaantuu tasaisesti telavaipan pintaa pitkin.
5 115064
Telan teräsvaippa voi olla pinnoitettu (esim. hitsaus tai plasmaruiskutus) jollakin kulumista kestävällä materiaalilla, jolla pintakovuutta suurennetaan. Pinnoite voi olla myös suoja kemialliselle kulumiselle.
Telan teräsvaippa on pintakarkaistu tai karkaistu kauttaaltaan läpi tai kar-5 kaisematon. Soveltuvia karkaisumenetelmiä ovat esim. induktiokarkaisu, liekkikarkaisu, laserkarkaisu, hiilletyskarkaisu, nitraattikarkaisu tms. nuor-rutuskäsittelyn mukainen lämpökäsittely.
Terästela voidaan myös valmistaa yhdestä tai useammasta eri materiaalista. Telan eri materiaalista valmistettu pinta voi olla myös useiden millimetrien 10 paksuinen vaippa telan sisustan ympärillä esim. nuorrutusteräsvaippa valu- rautaisen keskiosan päällä.
Telan rakenne voi mahdollistaa veden höyrystymisen nipissä. Tela voi olla perinteinen tela tai telan voi muodostaa pelkästään pyörivä vaippa, esim. hakijan tavaramerkillä SymRoll markkinoiman tyyppinen tela.
15 - Tela voidaan jäähdyttää ja lämmittää jollain väliaineella esim. vedellä.
• i • ·' Koneen poikkisuunnassa (=telan akselin suunta) telan pinnan ominaisuudet esim. kovuus ja lämmönjohtavuus voivat olla erilaisia.
;·*[ Lämpöshokkiin eli termoshokkiin vaikuttavat materiaaleissa useat tekijät: lämpö- * 20 laajenemiskerroin, lämmönjohtavuus, kimmomoduuli, murtumisjännitys sekä σΛ faasimuutokset. Termoshokki määritetään siten kaavalla ——, jossa
Ea σ/- materiaalin murtumisjännitys, k - lämmönjohtavuus, E = kimmomoduuli ja a = lineaarinen lämpölaaj enemiskerroin.
Ύ 25 Keksinnön mukainen tela soveltuu edullisesti käytettäväksi paperi- tai kartonki- koneen nippitelana, erityisesti sellaisissa nipeissä, joissa tapahtuu suuri lämmönsiirto telasta rainaan. Edullisia sovelluksia ovat esim. kalanterin termotela (esim. super-, monitela-, OptiLoad-, pitkänippi-ja soft-kalanterit).
115064 I 6 i !
Keksinnön mukainen tela kestää nopeita lämpötilamuutoksia, jolloin esimerkiksi sen vaihtoon tai puhdistamiseen ei tarvita niin paljon aikaa ja lisäksi luonnollisesti kapasiteettia hukkaavat lämmitys- ja jäähdytys vaiheet nopeutuvat huomattavasti.
5 Seuraavassa taulukossa esitetään esimerkinomaisesti vertailu tekniikan tason mukaisen kokillivalumateriaalista ja keksinnön erään edullisen sovelluksen mukaisen nuorrutusteräksestä valmistetun telan materiaaliominaisuuksista.
Ominaisuus Kokillivalu Nuorrutusteräs
Vetomurtolujuus [n. 250N/mm2 In. 1400N/mm2
Myötöraja eimyötörajaa n. 1100 N/mm2 (valkoinen valurauta)
Venymä A5 ei mainittavaa venymää enemmän kuin 8 % alle 0,2 % y Pintakovuus n. 550-590 HV20 420-480 HV20 ‘' i (läpi koko telavaipan)
" Lämmönjohtavuus 24 W/mK 30-40 W/mK
; (valkoinenvalurauta) .···. pintakerros n. 10 mm
Lämmönjohtavuus 48 W/mK
. ·. : (harmaa valurauta) * * • ‘ ‘ ‘: sisäosa :·!·. 10

Claims (7)

115064
1. Paperi- tai kartonkikoneen nippitela, joka on teräksestä valmistettu kuumennettava tela, tunnettu siitä, että telan lämpöshokin kestävyys on yli 5 6000 W/m2 ja että telalla on korkeat lujuusominaisuudet; murtolujuus yli 1000 MPa ja erityisen hyvä kestävyys äkillisiä lämpökuormituksia vastaan, murtovenymä yli 7 % ja iskusitkeys yli 20 J, hyvät kulutuksenkesto-ominaisuudet, pintakovuus yli 400 HV20·
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tela, tunnettu siitä, että telan materiaali on nuorrutuslämpökäsiteltyä terästä.
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tela, tunnettu siitä, että telan pinta on kova-pinnoitettu kulutuksen keston lisäämiseksi. 15
4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tela, tunnettu siitä, että telan pinta on läm- I pökäsitelty, edullisesti induktiokarkaistu, kulutuksen keston lisäämiseksi. :, : 5. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen tela, tunnettu siitä, että nuorrutusteräs '. , * 20 on peruskovuudessa n. 250 HV20 tai nuorrutuksessa kovuudessa yli 400 HV20·
6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tela, tunnettu siitä, että telan vaippa koostuu : kahdesta tai useammasta erilaisesta materiaalista.
7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tela, tunnettu siitä, että tela on pitkänippi- » t kalenterin tela. 115064
FI20020465A 2002-03-13 2002-03-13 Paperi- tai kartonkikoneen nippitela FI115064B (fi)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20020465A FI115064B (fi) 2002-03-13 2002-03-13 Paperi- tai kartonkikoneen nippitela
DE60302657T DE60302657T2 (de) 2002-03-13 2003-03-07 Quetschwalze einer papier- oder kartonmaschine
JP2003574903A JP2005520062A (ja) 2002-03-13 2003-03-07 抄紙機及び板紙抄紙機のニップロール
AT03743891T ATE312236T1 (de) 2002-03-13 2003-03-07 Quetschwalze einer papier- oder kartonmaschine
PCT/FI2003/000174 WO2003076714A2 (en) 2002-03-13 2003-03-07 Nip roll of a paper or board machine
EP03743891A EP1483445B1 (en) 2002-03-13 2003-03-07 Nip roll of a paper or board machine
US10/506,707 US20050113231A1 (en) 2002-03-13 2003-03-07 Nip roll of a paper or board machine
AU2003209787A AU2003209787A1 (en) 2002-03-13 2003-03-07 Nip roll of a paper or board machine

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20020465 2002-03-13
FI20020465A FI115064B (fi) 2002-03-13 2002-03-13 Paperi- tai kartonkikoneen nippitela

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20020465A0 FI20020465A0 (fi) 2002-03-13
FI20020465A FI20020465A (fi) 2003-09-14
FI115064B true FI115064B (fi) 2005-02-28

Family

ID=8563507

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20020465A FI115064B (fi) 2002-03-13 2002-03-13 Paperi- tai kartonkikoneen nippitela

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20050113231A1 (fi)
EP (1) EP1483445B1 (fi)
JP (1) JP2005520062A (fi)
AT (1) ATE312236T1 (fi)
AU (1) AU2003209787A1 (fi)
DE (1) DE60302657T2 (fi)
FI (1) FI115064B (fi)
WO (1) WO2003076714A2 (fi)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005040868A1 (de) * 2005-08-29 2007-03-08 Voith Patent Gmbh Biegeeinstellwalze
DE102005040869A1 (de) * 2005-08-29 2007-03-08 Voith Patent Gmbh Beheizbare Walze
WO2007031235A1 (de) * 2005-09-15 2007-03-22 Andritz Küsters Gmbh Beheizbare kalanderwalze

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52121510A (en) * 1976-04-02 1977-10-13 Kanto Special Steel Works Ltd Paper making method
FI802179A (fi) * 1980-07-07 1982-01-08 Valmet Oy Foerfarande och anordning i framstaellningen av foeremaol av gjutjaern med haord yta i synnerhet av valsar saosom valsar foer staolindustrin eller papperskalandreringsvalsar samt enligt foerfarandet tillverkad vals eller dylik
US5167068A (en) * 1988-04-28 1992-12-01 Valmet Paper Machinery Inc. Method for manufacturing a roll directly contacting a web
JP2658210B2 (ja) * 1988-07-07 1997-09-30 株式会社クボタ マルテンサイト系ステンレス鋼の熱処理方法
FI85395C (fi) * 1988-11-15 1992-04-10 Valmet Paper Machinery Inc Arrangemang i pappersmaskin.
US5081760A (en) * 1989-06-26 1992-01-21 Hitachi, Ltd. Work roll for metal rolling
US5083374A (en) * 1990-04-16 1992-01-28 Miller Ray R Thermally prestressed cylindrical structure and method of making same
US5252185A (en) * 1990-11-30 1993-10-12 S. D. Warren Company Method and apparatus for calendering paper and internally heated roll
FI88420B (fi) * 1991-03-20 1993-01-29 Valmet Paper Machinery Inc Foerfarande foer framstaellning av en vals och en vals
US6203307B1 (en) * 1997-08-28 2001-03-20 Champion International Corporation System for finishing surface of a web of paper having an improved continuous finishing belt

Also Published As

Publication number Publication date
FI20020465A (fi) 2003-09-14
DE60302657D1 (de) 2006-01-12
WO2003076714A3 (en) 2003-11-20
JP2005520062A (ja) 2005-07-07
EP1483445B1 (en) 2005-12-07
AU2003209787A8 (en) 2003-09-22
DE60302657T2 (de) 2006-08-03
FI20020465A0 (fi) 2002-03-13
ATE312236T1 (de) 2005-12-15
EP1483445A2 (en) 2004-12-08
WO2003076714A2 (en) 2003-09-18
US20050113231A1 (en) 2005-05-26
AU2003209787A1 (en) 2003-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106180593A (zh) 一种基于wc硬质合金的导卫辊制作方法
FI115064B (fi) Paperi- tai kartonkikoneen nippitela
EP0505343B1 (en) Process for the manufacture of a roll and a roll
US6090230A (en) Method of cooling a steel pipe
FI123316B (fi) Lämmönsiirtotela ja lämmönsiirtotelan valmistusmenetelmä
CN110741100B (zh) 钢制扬克缸的表面处理方法
CA2176778C (en) Calender
US8246783B2 (en) Device and method for surface processing webs of paper and similar endless non-wovens by means of a heatable roller
US20040035302A1 (en) Belt calender
CN102864299A (zh) 一种超高强度钢的等温转变热处理方法
Álvarez Antolín et al. Identification of metallurgical manufacturing factors with a significant effect on the flexural strength of mottled Ni-Hard cast irons through a design of experiments approach
FI109720B (fi) Menetelmä paperin ja/tai kartongin valmistuksessa tai jatkokäsittelyssä käytettävän telan telavaipan valmistamiseksi
FI115773B (fi) Menetelmä termotelojen pintakarkaisemiseksi
FI94783B (fi) Menetelmä telan valmistamiseksi
CN107841708A (zh) 一种无缝钢管穿孔顶头表面渗层工艺
Grum et al. Influence of various quenching oils and polymeric water solutions on mechanical properties of steel
Milosan Study and Researches about the Microhardness’s Variation of a Special SG Cast Iron
UA54774A (uk) Сушильний циліндр папероробної машини
Rogalski et al. SUBZERO TREATING OF STEEL- THE OLD AND NEW TECHNOLOGY
JPH07279082A (ja) パルプシート脱水用プレスロール
ITMI961382A1 (it) Procedimento per il trattamento termico o termochimico di elementi costruttivi di precisione in acciaio
Grum et al. Effects of quenching agent and mass of steel on their mechanical properties
WO2017016978A1 (en) Method for manufacturing mechanical components made of compacted graphite iron or gray cast iron
Cheng et al. Study on tempered heat treatment microstructure and properties of ZG 30 CrMn 2 Si 2 Mo cast steel.
Liu Improvement of heat treatment for pressure casting die

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 115064

Country of ref document: FI