NO176330B - Yankee-sylinder, samt fremgangsmåte ved belegning av denne - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en Yankee-sylinder av den art som er angitt i krav l's ingress samt fremgangsmåte ved belegning av en slik sylinder, som angitt i kravene 3-9.

Yankee-sylindere som anvendes i papirfremstilling blir hovedsakelig fremstilt av støpejern ved støping. Sylinder-mantler har også blitt satt sammen av stålark ved sveising. De største syl indre har en diamenter på 6-7 m, og deres lengde kan være 5-6 m. Veggtykkelsen i en sylinder er 40-

60 mm.

Under papirf remstillingen ligger en såkalt doktorkniv (sjaber), an mot sylinderflaten for å fjerne papiret fra sylinderoverflaten og kreppe det. Doktorkniven sliper bort noe av syl inderoverf laten og spesielt ved sylinderens kantdel. Av denne grunn må sylinderen slipes en gang i blandt for å gi sylinderoverflaten den korrekte form og passende overflatekvalitet.

Etter mange gangers slipninger av sylinderen vil veggtykkelsen nå den nedre grense som er satt for det anvendte arbeidstrykk. Jo tynnere veggtykkelsen blir, desto mer må arbeidstrykket for sylinderen nedsettes. Nedsatt arbeidstrykk vil medføre en nedsatt produksjonshastighet. Ved dette trinn blir Yankee-sylinderen vanligvis reparert ved belegning.

En annen grunn for belegning er at manteloverflaten kan ha porer som vil danne hull i papiret. Hvis det er noen få hull, kan disse plugges, men et stort antall små fordyp-ninger vil gjøre det nødvendig å belegge mantelen.

Yankee-syl indere har blitt belagt i nesten 20 år. De belegnings-materialer som har vært anvendt innbefatter:

- martensitisk rustfritt stål (AISI 420), buebelagt,

- martensitisk rustfritt stål (AISI 431), plasmabelagt, CrNiMoAl-legering, plasmabelagt og

- Mo-baserte legeringer, plasmabelagt .

Buebelagte belegg har i visse tilfeller vært en suksess, men ved fremstilling av nye papirkvaliteter og fordi has-tighetene for papirmaskinene tiltar, tilfredsstiller de ikke de økende krav.

Plasma-belagte belegg er vesentlig mere resistente mot korrosjon, og også deres resistens mot slitasje er bedre enn for buebelagte belegg. Imidlertid vil både CrNiMoAl-legeringer og Mo-baserte legeringer være beheftet med den ulempe at de slites bort for raskt når meget tynne papirer fremstilles. Grunnen er doktorknivens slipeffekt og det faktum at silikapartikler fra papirmassen vedhefter til knivbladet under forstyrrelser og de vil forårsake en "dreie<11-> eller "frese" - effekt på belegget.

De for tiden kjente belegg har en tykkelse på 0,8-2,0 mm, slik at de kan slipes tilstrekkelig ofte før nybelegning. Et tykt belegg vil nedsette sylinderveggens varmeledningsevne, hvilket senker produksjonshastigheten og forøker energiomkostningene. Dessuten må for tiden anvendte belegg slipes med ca. ett års intervaller, noen også ved 4-6 måneders intervaller, når overflatekvaliteten nedsettes. En slik mellomliggende sliping vil forårsake en produksjonsstopp på 5-8 døgn, hvilket resulterer i betydelige produksjonstap. Reparasjon av sylinderen og nybelegning vil kunne forårsake produksjonsstopp i 12-25 døgn.

De mest omfattende produksjonstap, i tillegg til de ovenfor nevnte, finner sted når papirmaskinen ikke kan brukes til fremstilling av de papirkvaliteter for hvilke de beste priser kan oppnås.

En hovedhensikt med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en Yankee-sylindermed et overflatelag fra hvilket doktorkniven sliter bort svært lite, med forbedret termisk ledningsevne for mantelen og med lengre intervaller mellom

vedlikehold av mantelen.

Det er også en hensikt med oppfinnelsen å tilveiebringe en belegningsmetode som kan anvendes ved fremstilling og reparasjon av en Yankee-sylinder, ved hvilken fremgangsmåte det erholdes en sylindermantel med de ovenfor nevnte egen-skaper.

Foreliggende oppfinnelse vedrører én Yankeee-sylinder for anvendelse i en papirmaskin, hvor sylinderen har endedeler og akselstusser, samt en sylindermantel som er fremstilt av metall som hovedsagelig gir sylinderen dens mekaniske styrke. Yankee-syl inderen er særpreget ved at det rundt sylindermantelen er dannet et belegg som utgjøres av et overflatelag som er en blanding av metallpulver og karbid eller nitrid, hvilket lag motstår sliteffekter av doktorkniven samt andre korrosive og termiske belastninger som oppstår i en papirmaskin.

Yankee-sylinderens overflatelag i henhold til oppfinnelsen er hovedsagelig fremstilt av en blanding av et karbid eller et nitrid av wolfram, titan, vanadium eller bor og et pulver av kobolt, nikkel eller jern. Overflatelaget inneholder de ovenfor nevnte karbider eller nitrider i en mengde på fortrinnsvis 60-94 vekt% og de nevnte metaller i en mengde på 60-40 vekt%. Tykkelsen av overflatelaget er hovedsagelig mindre enn 0,5 mm og ligger fortrinnsvis innen området 0,2-0,3 mm.

Sylinderen er således særpreget ved det som er angitt i krav l's karakteriserende del. Et ytterligere trekk fremgår av krav 2.

I henhold til oppfinnelsen kan en Yankee-sylinder belegges slik at det direkte på sylindermantelen eller utenpå et metallag som først er lagt på mantelen som et mellomliggende lag, ved hjelp av en detonasjons- , plasma- eller ultralyd-fremgangsmåte belegges et belegg som danner overflatelaget og som er en blanding av et metallpulver og et karbid eller nitrid, hvilket lag er motstandsdyktig mot doktorknivens slitasjeeffekt og andre korrosive og termiske belastninger som finner sted i en papirmaskin.

Partikkelstørrelsen av belegningsmaterial-blandingen som utgjør overflatelaget ligger fortrinnsvis i området 50-70 jjm.

Belegningen av mantelen utføres direkte på overflaten av en mantel fremstilt av støpejern eller stål ved påføring av belegget ved hjelp av en detonasjons-, plasma- eller ultra-lydmetode og hvor overlaten først er slepet nøyaktig til den korrekte dimensjon og form.

I henhold til en annen utførelsesform av foreliggende fremgangsmåte blir Yankee-sylinderens overflate først belagt med et martensitisk rustfritt stål eller en NiCrMoAl-legering eller en Mo-basert legering ved hjelp av varmepåføring, buepåføring eller plasmapåføring og blir deretter slepet nøyaktig tilden komrtekkte form og dimesjon. Deretter blir overflaten forbehandlet ved slipig eller sandblåsing for å gjøre overflaten ru, og deretter belagt ved ekstrudering ved hjelp av en detonasjons-, plasma- eller supersonisk metode med et belegg som inneholder et karbid eller nitrid og et metallpulver.

Etter belegning i henhold til enten den første eller den andre utførelsesform av oppfinnelsen blir mantelkoverflaten slepet. Da de overflateresistente bestanddeler av belegget er karbider eller nitrider av wolfram, titan, vanadium eller bor, må overflaten slipes med en diamant. Diamantsliping kan begynne med stensliping, men den avsluttende sliping må utføres under anvendelse av et diamantbelagt bånd for å eliminere vibrasjoner. Ytterliggere kan overlatekvaliteten gis en superfinish ved å anvende en diamantinneholdende væske.

Fordelene ved Yankee-sylinderen og belegnings-fremgangs-måten i henhold til oppfinnelsen i forhold til den kjente teknikk er som følger:

1. Bedre resistens mot slitasje

Karbidene og nitridene som er til stede i belegget er meget hårde (2400-4500 HV) , og de er valgt slik at adhesjonen mellom doktorkniven fremstilt av herdet stål og karbidet og nitridet er meget liten.

Således er slitasje av overflaten av Yankee-sylindermantelen meget liten, selv under hårde operasjonsbetingelser. Videre kan under driftsforstyrrelser hårde silikapartikler som føres til doktorkniven via papirmassen, ikke slite belegget, da silikapartiklers hårdhet (ca. 1500 HV) er vesentlig mindre enn beleggets hårdhet.

Hårdheten for kjente belegg er kun 350-700 HV, slik at silikapartikler lett vil "dreie" spor inn i belegget.

2. Muligheter for fremstilling av nye papirkvaliteter

Når nye, meget tynne papirkvaliteter skal fremstilles, vil doktorkniven ofte komme i direkte kontakt med manteloverflaten, da det såkalte belegningslaget mellom manteloverflaten og doktorbladet eller sjaberen vanligvis kan fjernes. Hvis manteloverf laten ikke kan motstå en slik slitasje, vil den bli oppskrapet og forårsake problemer under papirfremstil-lingen. Med det nye sliteresistente belegg vil dette problem ikke oppstå. Korrosjonsresistensen for det nye belegg er også meget god, dette muliggjør at spesialpapirer kan fremstilles fra sure masser med en pH i området 3-5.

3 . Energiomkostningene vil avta

Tykkelsen av det nye belegg er kun 0,-0,3 mm, mens tykkelsen for tidligere anvendte belegg var 0,8-2,0 mm.

Et tynt belegg leder varmen bedre, og således nedsetter energien som er nødvendig for tørking av papiret.

4. Omkostninger ved stopp og vedlikehold vil avta

De vanligvis anvendte belegg må slipes gjennomsnittlig med ett års mellomrom. Når tynne papirkvaliteter fremstilles, kan intervallet mellom sliping være 4-6 måneder.

Med det nye belegg kan det oppnås et intervall mellom slipinger på 2 år. Fordi sliping av en sylinder i en stor papirmaskin forårsaker en stopp på ca. 5-8 døgn, vil det oppstå et produksjonstap på 5-8 millioner FIM, følgelig vil innsparinger som følge av lengre perioder mellom vedlikehold være betydelige.

5. Nødvendig vedlikeholdstid vil bli kortere

Belegg som er i vanlig anvendelse vedlikeholdes ved fullstendig eller delvis sliping av belegget, eventuelt ned til selve materialet i mantelen. Deretter blir belegget fornyet fra grunnmaterialet og opp, og deretter slepet.

Ved hjelp av den nyutviklede teknologi kan belegget pålegges over det gamle belegg straks dette blir renslepet. Den utviklede teknologi vil således avkorte den nødvendige vedlikeholdstid med flere døgn.

Claims (9)

1. Yankee-sylinder for en papirmaskin, hvilken sylinder er forsynt med endestykker og akseltapper, samt en sylindermantel som er fremstilt av et metall som hovedsakelig gir sylinderen dens mekaniske styrke, karakterisert ved at det på overflaten av sylindermantelen er påført et belegg som utgjør et over-flatebelegg, hvilket belegg er erholdt fra en blanding inneholdende 60-94 vekt% av et karbid eller et nitrid av wolfram, titan, vanadium eller bor, og 6-40 vekt% av et pulver av kobolt, nikkel eller jern, ved påsprøytning av blandingen med en detonasjons-, plasma- eller ultralyd-metode.

2. Yankee-sylinder ifølge krav 1, karakterisert ved at tykkelsen av belegget som utgjør overflatelaget er mindre enn 0,5 mm, fortrinnsvis i området 0,2-0,3 mm.

3. Fremgangsmåte ved belegning av en yankee-sylinder, karakterisert ved at det på sylinderman-teloverflaten eller på oversiden av et metallbelegg, som er påført sylindermantelen og som danner et mellomliggende lag, ved detonasjons-, plasma- eller ultralydmetoden påsprøytes et belegg inneholdende 60-94 vekt% av et karbid eller nitrid av wolfram, titan, vanadium eller bor, og 6-40 vekt% av et kobolt-, nikkel- eller jernpulver, idet belegget som utgjør overflatelaget av sylindermantelen er resistent mot slitasje av en schaber eller andre korrosive og termiske belastninger som oppstår under papirfremstilling.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at partikkelstørrelsen av belegningsmaterialblandingen ligger i området 5-70 pm.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 3 eller krav 4, karakterisert ved at sylindermantelen slipes til den korrekte form og dimensjon før påføring av belegningslaget.

6. Fremgangsmåte ifølge hvilke som helst av kravene 3-5, karakterisert ved at belegningsmaterialet som anvendes i det mellomliggende lag er et martensitisk rustfritt stål, en NiCrMoAl metall-legering eller en Mo-basert metall-legering.

7. Fremgangsmåte ifølge hvilke som helst av kravene 3-5 eller krav 6, karakterisert ved at belegget anvendt i det mellomliggende lag er fremstilt ved varmeekstrudering.

8. Fremgangsmåte ifølge hvilke som helst av kravene 3-4, krav 6 eller krav 7, karakterisert ved at belegget anvendt i det mellomliggende lag først slipes presist til den korrekte form og dimensjon og deretter opprues ved sliping eller sandblåsing før påføring av overflatelaget.

9. Fremgangmåte ifølge hvilket som helst av kravene 3-8, karakterisert ved at overflatelaget slipes under anvendelse av en diamantsten eller et diamant-bånd, og ytterligere gis en superfinish, om nødvendig, under anvendelse av en diamantinneholdende væske.