NO139972B - Fremgangsmaate for behandling av malesegmenter - Google Patents

Description

For defibrering av treflis, som kan være forbehandlet

med varme eller kjemikalier, anvender man såkalte raffinører.

Disse anvendes også for maling av cellulose og forskjellige

slags mekaniske masser, når man ved mekanisk bearbeiding ønsker å utvikle de papirdannende egenskaper hos disse materialer. Felles

for all slik defibrering eller raffinering er at det ønskede resul-tat oppnåes ved at fibermaterialet blir mekanisk bearbeidet under sin passasje gjennom raffinøren. Denne bearbeiding frembringes derved at fibermaterialet, etterat det med forskjellige typer av anordninger er matet inn i raffinøren, passerer ut av raffinøren gjennom en smal spalte mellom to bearbeidende flater, som for dette formål er forsynt med spor og bommer. Ved at minst én,

iblant begge flatene roterer, bearbeides materialet på ønsket måte og transporteres av rotasjonskreftene ut av raffinøren. Raffinø-

ene er av:typen skiveraffinører, men også såkalte koniske raffinø-rer kan komme på tale.

Intensiteten og arten av bearbeiding på fibermaterialet bestemmes blant annet av antallet bommer og spor hos de bearbeidende flater og dels av spaltens størrelse: en mindre spalte gir likesom et økt antall bommer en økt intensitet i bearbeidin-

gen. For å kunne utføre bearbeidingen i raffinøren og material-transporten gjennom denne, må man også tilføre fibermaterialet en viss mengde vann, slik at man får en for hvert enkelt tilfelle passende fiberkonsentrasjon. Den tilførte vannmengde, samt den energimengde som forbrukes ved hvert tilfelle, blir bestemmende for den temperatur som kommer til å herske under prosessens forskjelli-

ge faser og påvirker dermed bearbeidingsresultatet.

Gjennom den smale spalten transporteres altså en mere

eller mindre homogen blanding av fibermateriale, vann og vanndamp. Rotasjonskreftene fører frem materialet gjennom spalten med bety-delig hastighet og de roterende bearbeidingsflater utsettes føl-

gelig for stor slitasje, som i sin natur kan være såvel kjemisk

som mekanisk»

Det kjemiske miljø turde for hvert tilfelle være ganske

g<p>dt definert ved art av fiber, temperatur, vannmengder og vann-kvalitet og dermed også det kjemiske angrep på bearbeidingsflåtenes materiale, som altså må velges med hensyn til dette. Den mekaniske nedbryting av de malende flaters profiler og struktur bestemmes videre av den hastighet med hvilken hver fiber/vannblanding trans-sporteres gjennom spalten, dvs» av spaltens og produksjonens stør-relse, hvilket tilsammen gjenspeiles i raffinørens motorbelast-

ning eller den energimengde som prosessen forbruker. Denne energimengde overføres altså fra de elektriske drivmotorene til fiber/ vannblandingen via de bearbeidende maleflåtene og omdannes til varme.

En økt produksjon gir altså akkurat som en minsket malespalte en økning av energiforbruket og dermed en økt slitasje av de bearbeidende flater» Med andre ord, for en gitt maskinstør-relse ( gitt størrelse av bearbeidingsflåtene) og miljø er slita-

sjen en funksjon av den spesifike energioverføring uttrykt f. eksQ

i KWh per cm 2 tilgjengelig maleflate ( bearbeidende flate).

Man må altså for de forskjellige produksjoner som kan

være aktuelle, med største omsorg velge et materiale for de malende flater, som er så motstandsdyktig som mulig for den kombinasjon av kjemisk og mekanisk angrep, som finner sted i raffinøren»

Dette angrep kan kanskje beskrives som en slags korrosjons-erosjon.

En viss gradvis slitasje av de malende flater er uunngåelig» Av praktiske årsaker er en skiveraffinør derfor utstyrt med i segmen-

ter oppdelte utskiftbare maleelementer. Disse såkalte malesegmenter skiftes ut etter en viss tid, når slitasjen er nådd så langt at det oppstår prosessforstyrrelser, eller når resultatet av raffine-ringen er utilfredsstillende. Disse malesegmenter gis under frem-stillingen et mønster eller en profil alt etter arten av det ar-

beide man ønsker å utføre i raffinøren. Den energi som via de med bommer forsynte malesegmenter overføres til fiber og øvrig materiale, overføres dels via bommenes egger, dels via bomflåtene. En skarp og geometrisk vel definert egg kan overføre mere energi enn en egg som er avrundet eller uregelmessig» Det betyr at bomeggene bør være skarpe og intakte så lenge som mulig» Ettersom slitasje er uunngåelig, bør dette altså så lenge som mulig skje under bibehold av bomprofilen. Ved hensiktsmessig materialvalg søker man i størst mulig utstrekning å unngå slitasje med av-

rundete bomegger eller kraftig nedbrytning av såvel bomegger som

hele bommer, hvilket raskt umuliggjør riktig bearbeiding av fibermaterialet og fremtvinger hyppig utskiftning av malesegmenter»

Bommene i malesegmentene bør altså slites ned jevnt over såvel egg som bomflate» Dette søker man å frembringe ved til segmentene å velge et materiale med slitasje-egenskaper i bomegg og bomflate som balanserer mot den spesifike energioverføring via bomeggen og bomflaten og medfører en jevn slitasje. Jo større produksjon man har gjennom raffinøren eller jo større den spesifike energioverføringen er, desto større blir, som allerede nevnt, slitasjen på segmentenes bommer og desto lettere synes det i al-minnelighet i praksis å være å finne hensiktsmessige legeringer som gir den ønskede styrkebalanse i bommenes egg og flate.

Når den spesifike belastning på maleflåtene er mindre,

må man imidlertid velge materiale som er mindre motstandsdyktige mot erosjon-korrosjon. Slitasjen konsentreres ellers til bommenes egger, som etter kort tid blir avrundet, når den automatiske skjerp-ing av eggene som man får når slitasjen også er fordelt over bomflaten, uteblir. Ettersom en meget stor del av energien overføres netopp over de skarpe bomeggene, blir det da vanskelig via raffi-nørens motorer å overføre tilstrekkelig energi for bearbeiding av fibermaterialet, og resultatet blir dermed utilfredsstillende. Forsøker man nå å kompensere dette ved minskning av malespalten, hvilket i og for seg skulle muliggjøre større energioverføring til fibrene, oppstår imidlertid raskt vanskeligheter med transporten

av fibermateriale og vann gjennom den minskede spalten. Den eneste utveien blir å skifte ut segmentenej materialet i de anvendte segmenter har helt enkelt vært for sterkt. Den overveiende effekt som man i slike tilfeller får på bomflaten, er en polering. At det nå fra begynnelsen av i slike tilfeller overhodet går å anvende segmentene, beror på at man ved et nyslipt segments meget skarpe bommer kan overføre tilstrekkelig energi til fibermaterialet. Hertil bidrar også at et nyslipt segment i bomflaten har et visst slipemønster, gir en viss "råhet" og dermed sammenhengende frik-sjonsegenskaper til flaten. Dette slipemønster slites imidlertid raskt bort.

For hvert tilfelle må man altså velge et for formålet hensiktsmessig materiale av hvilket segmentet skal støpes. De støpte segmenter slipes deretter med den største nøyaktighet til eksakt profil og riktige mål innen de anvendes» Slipeprosessen innebærer imidlertid, slik som den nå ofte utføres, at segment-

bommenes overflate for de fleste materialer undergår en polering

og dekkes med et tynt skikt som har en annen struktur enn materia-

let forøvrig og som er noen hundrededels millimeter tykt. Selv om

det valgte materiale forøvrig er i alle henseender egnet for det arbeide det skal utføre, og for den specifike energioverføring det er tale om, er likevel den ferdige bomoverflaten ved slipingen blitt dekket av et fra energioverføringssynspunkt uheldig skikt av polert materiale.

I visse tilfeller hvor produksjonen gjennom raffinøren (materialstrømmen) er tilstrekkelig stor, eller hvor den spesifike energioverføringen via bommene er tilstrekkelig høy, kan imidlertid dette tyne skikt av polert overflatemateriale slites bort. Jo høy-

ere den spesifike energioverføringen er, desto raskere går bearbeidingen av det polerte skikt. Under denne "inntrimmingstiden"

kan iblant betydelige prosessforstyrrelser oppstå, ettersom det polerte skikt ikke har de for malingen av fibrene hensiktsmessige egenskaper, hvilket materialet forøvrig under det polerte skikt har. Skiktet av polert materiale kommer altså til å vanskeliggjøre eller umuliggjøre anvendelsen av segmentene.

Foreliggende oppfinnelse innebærer at det gjennom slipeprosessen oppståtte polerte overflateskikt på segmentbommene fjernes innen segmentet anvendes. Dette medfører at bomoverflåtene kommer til å oppvise de for fiberbearbeidingen gode grunnegenskaper hos segmentmaterialet umiddelbart når segmentet begynner å anvendes» Noen inntrimmingstid forekommer da ikke, hvorved man unngår de

iblant alvårlige prosessforstyrrelser. De karakteristiske trekk ved oppfinnelsen fremgår av patentkravene»

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende i forbindelse med figurene.

Fig» 1 viser et malesegment.

Fig. 2a-2c viser en gradvis nedsliting av malesegmentets bommer under bibehold av bomprofilet. Fig. 3 viser i forstørret målestokk en slipt bomoverflate#

Fig. 4 og 5 viser i forstørret målestokk bomoverflater

som er behandlet ifølge oppfinnelsen.

Ifølge oppfinnelsen fjernes det gjennom slipingen opp-

ståtte polerte overflateskikt på segmentbommene på mekanisk eller kjemisk vei.

En mekanisk bearbeiding for å fjerne det polerte skikt

må skje meget forsiktig, slik at høye overflatetemperaturer unngåes.

På kjemisk vei kan overflateskiktet fjernes f, eks,

ved etsing eller elektrolyse.

Ved hensiktsmessig valg av kjemikalier og metodikk kan man gjøre det kjemiske angrepet på materialet selektivt og begren-set. Det er således tale om et rettet angrep, som først og fremst fjerner det polerte og ikke ønskede overflateskiktet, men dessuten også lukrer opp det underliggende materiale ( grunnstrukturen)» Herved bibringes bommenes overflate en ujevn og uregelmessig mikrostruktur, som er meget gunstig sett fra fiberbearbeidings - synspunkt og som muliggjør tilstrekkelig stor energioverføring til fibermaterialet via bomoverflaten. Ved modifisering av det kjemiske angrep på materialet kan man gi overflatestrukturen for-skjellig utseende, se de følgende eksempler, og derved påvirke ma-terialets fiberbearbeidende egenskaper ( male-evne).

Bomoverflåtenes ujevne og opplukrede mikrostruktur letter dessuten en jevn og kontinuerlig nedsliting av bommene, slik at de-res profil bibeholdes, som vist på fig. 2a-2c. Dette skjer ved at de syrer, som under prosessen frigjøres fra fibermaterialet, nå kan angripe den gjennom beisingen opplukrede materialstruktur lettere. Hadde det polerte overflateskikt vært tilbake, ville dette angrep vært vanskeliggjort. I visse tilfeller kunne til og med materialet i stedet blitt enda mere polert og nedbrytingen av bommene konsentreres da til eggene. Bomprofilene blir avrundet og fortsatt anvendelse av segmentene vanskeliggjøres eller umuliggjøres.

Ved kjemisk etterbehandling av malesegmentenes nyslipte bomoverflater kan man altså fullt ut utnytte og dessuten forbedre segmentmaterialets malende egenskaper og dessuten fra første begyn-nelse sikre en jevn og riktig nedsliting av segmentenes bommer» Herved oppnår man det beste malingsresultat og maksimal levetid for segmentene„

Eksempel 1.

Et støpt malesegment ( fig. 1) av legert stål ble slipt på mønstersiden på vanlig måte hvorunder bommene fikk en glatt overflate med sliperenner. Én slik overflate er vist på fig» 3 (forstørret 50 ganger).

Mønstersiden ble deretter dyppet i et bad som inneholdt 10 volum-% salpetersyre og 1 volum-% hydrogenfluorid. Badets temperatur var 40°C. Etter 30 minutter ble malesegmentet løftet opp av badet og ble skyllet, hvorunder bommenes overflater hadde fått en skarp struktur. En slik overflate er vist på fig. 4 (for-størret 50 ganger).

Eksempel 2.

Et støpt malesegment ( fig„ 1) av legert stål ble slipt som angitt i Eksempel 1. Mønstersiden ble deretter dyppet i et bad som inneholdt 8 volum-% svovelsyre, 1 volum-% hydrogenfluorid og 1 volum-% saltsyre. Badets temperatur var 70°C. Etter 60 minutter ble malesegmentet løftet opp av badet og ble skyllet. Bommenes-overflate hadde da fott en skarp struktur. På fig. 5 er vist en slik overflate , forstørret (50 ganger).

Claims (3)

1„ Fremgangsmåte for behandling av et for raffinører bestemt maleelement, som er forsynt med spor og bommer hvor bommene ved mekanisk bearbeiding, f„ eks.sliping, har fått en glatt overflate, karakterisert ved at bommenes overf lateskikt;, som ved den mekaniske bearbeiding har fått en endret materialstruktur, fjernes og bommenes overflater bibringes en ujevn struktur.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at bommenes overflateskikt fjernes på kjemisk vei hvorunder bommenes overflater får en ujevn struktur.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at maleelementets bommer utsettes for et selektivt kjemisk angrep.