NO860792L - Fremgangsm¨te ved fremstilling av raffin¯rsegmenter. - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår en fremgangsmåte ved fremstilling av raffinørsegmenter for mekanisk behandling av celluloseholdig materiale. Oppfinnelsen angår særlig en fremgangsmåte for behandling av de aktive overflater på raffinørsegmenter for å gi dem en overflåtestruktur og hardhet som letter behandlingen av cellulosematerialet og bibringer det de ønskede egenskaper. Behandling av cellulosemateriale kan innebære fibrering av flis, maling av på forhånd delvis fibrert flis eller cellulose-masse.

Apparatur for mekanisk behandling av celluloseholdig materiale kan være av forskjellige typer, for eksempel slike som har konisk formede maleflater, såkalte koniske raffinører, eller også såkalte skiveraffinører med skiveformede maleelementer.

All fibrering og raffinering i disse raffinører har det til felles at det ønskede resultat oppnås ved mekanisk behandling av fibermaterialet mens det føre"s gjennom raffinøren. Denne behandling utføres ved at fibermaterialet, etter at det er matet inn i raffinøren ved hjelp av forskjellige typer an-ordninger, ved hjelp av rotasjonskrefter og trykkdifferanser bringes til å strømme ut av raffinøren gjennom en smal spalte mellom to behandlingsflater.

Ettersom de roterende maleelementer ved den mekaniske behandling av fibermaterialet utsettes for sterk slitasje, er elementene forsynt med utskiftbare slitedeler, såkalte raffi-nørsegmenter, som er forskjellig konstruert avhengig av den type arbeid som cellulosematerialet skal utsettes for.

Raffinørsegmentenes overflater kan være stort sett plane eller formet som en del av en konisk skallflate. De kan for eksempel være slik konstruert at de, regnet i radialretningen, har forskjellig anordnede soner 2,3,4 i henhold til fig..1, som har forskjellige funksjoner med hensyn til behandling og befordring av materialet. Disse soner kan være forsynt med mønstre av staver og mellomliggende riller eller spor ifølge figuren, men kan også være helt uten mønster.

Foreliggende oppfinnelse angår utformingen av behandlings-flåtene, ettersom en fant at uavhengig av raffinørsegmentenes geometriske utforming, er deres overflatstrukturer og hardhet av vesentlig betydning for kvaliteten av det resulterende produkt og for energiforbruket ved raffineringen/malingen.

Det er tidligere blitt observert at behandlingsoverflå-tene er av betydning i denne forbindelse. Søkerens US-PS 4 Oll 150 innbefatter også den informasjon at overflatene bør ha en viss grovhet for å besørge nødvendig friksjon. I dette tilfellet ble grovheten oppnådd ved etsing.

Betydningen av behandlingsoverflåtenes tilstand fremgår også av søkerens US-PS 4 039 154 der det er angitt at overflatene kan være bearbeidet ved etsing, elektrolyse eller sliping. I praksis fant en imidlertid at det var umulig å oppnå en tilstrekkelig hardhet for overflatene.

Blant andre forslag kan nevnes det som er omtalt i US-PS

4 023 738, ifølge hvilket segmentene fremstilles av en spesiell legering inneholdende titan, som forekommer i form av titan-karbidkorn med en gjennomsnittsstørrelse på maksimalt 10

Ifølge US-PS 4 372 495 er segmentets behandlingsflater forsynt med et slipemiddel bestående av silisium, aluminium-oksyd, silisiumkarbid, sirkoniumoksyd og wolfram-karbid. Materialkornene kan ha en størrelse på mellom 140^ og 0,25 cm. Bruken av slike materialer er også tidligere forslått, for eksempel i US-PS 3 482 791.

Ved fremstillingen av raffinørsegmenter fant en at segmentets mønster, dvs. dimensjonene på stavene og rillene,

samt også rilledybden, er av avgjørende betydning for energiforbruket. En rapport om dette er innbefattet i søkerens SE-PS 426 294. For å oppnå den ønskede nøyaktighet har søke-ren foreslått å fremstille rillene med såkalt gnistmaskinering.

Under det utviklingsarbeid som søkeren har utført, ble det overraskende funnet at de problemer som var knyttet til tidligere kjente segmenter kan elimineres ved at behan'dlings-flatene ifølge foreliggende oppfinnelse utstyres med en grov og samtidig hard overflate ved å utsette overflatene for gnistmaskinering. Problemet med å oppnå en stor hardhet på rafi-nørseg -mentenes behandlingsflater er også tidligere omtalt i litteraturen. Ifølge GB-PS 1 186 617 foreslås å løse dette problem ved å belegge flaten med titan-karbid ved hjelp av en meget komplisert teknikk. Fra "International Symposium of Wood and Pulping Chemistry" i Japan, mai 23-27, 1983, har Kano, Twamida og Sumi omtalt eksperimenter for å utvikle et auto-matisk mønster for maleprosessen i en raffinør. Formålet var bl.a. å iredusere energiforbruket. En foranstaltning som var foreslått i denne forbindelse er å bruke raffinørsegmenter med en "slipe"-flate uten staver og riller.

Selv om det problem som foreliggende oppfinnelse er basert på og som er beskrevet i førnevnte patenter lenge har vært kjent, og til tross for den omstendighet at gnistmaskinering er en velkjent teknikk, har fagmannen på dette området ikke ansett det mulig å frembringe raffinørsegmenter ved en slik arbeidsmetode med egenskaper som løser problemet.

I henhold til en utføringsform av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er et raffinørsegment forsynt med et mønster som i prinsippet kan utformes som vist i fig. 1 og 2. Det viste segment 1 omfatter tre soner henholdsvis 2,3 og 4, angitt i radialretningen, der sluttbehandlingen av cellulosematerialet finner sted i den ytre sone 4.

Utformingen av stavene 5 og rillene eller sporene 6 fremgår tydeligere av fig. 2 der stavenes bredde, rillenes bredde og dybden av rillene er betegnet med henholdsvis B,

S og D.

Det er også viktig at raffinørsegmentene fremstilles av et materiale som er meget motstandsdyktig mot slitasje, korro-sjon og erosjon. Som et eksempel på et slikt materiale kan nevnes et stålmateriale som inneholder følgende legeringselementer:

Stålmaterialet kan også inneholde en viss mengde titan, fortrinnsvis 1-5 vektprosent, i form av meget små titan-karbidkorn.

Stavene og rillene formes vanligvis i forbindelse med støpingen av raffinørsegmentene. Stavenes maleflater blir deretter fremstilt konvensjonelt ved flatesliping. Det ble ifølge oppfinnelsen funnet å være av vesentlig betydning at særlig overflaten og kantene på stavene er forsynt med en spesiell struktur og hardhet. Dette er viktige ting for behandlingen av cellulosematerialet på den ønskede måte og for å lette overføringen av energi til materialet. I betraktning av de store spenninger som raffinørsegmentene utsettes for under raffineringsprosessen, er det viktig at den for måle-arbeidet overflåtestruktur har en tilstrekkelig hardhet, og at denne hardhet strekkes seg tilstrekkelig dybt ned i materialet. - Ved å velge et passende materiale oppnås raffinør-segmenter som er tilstrekkelig slitasjebestandige, slik at den opprinnelige overflåtestruktur som er egnet for målearbei-det effektivt opprettholdes under en tilstrekkelig lang drifts-tid for segmentene.

Det var ikke mulig å oppnå dette ved bruk av den konven-sjonelle fremstillingsteknikk basert på støping og sliping.

Ved gnistmaskinering oppnås en struktur som i sin dybde-retning kan deles i separate soner, nemlig en smeltesone, en hardet eller gjenherdet sone, og under den en utglødet sone, som gradvis går over i en upåvirket matrix i materialet. For å oppnå den ønskede overflatstruktur ifølge oppfinnelsen må parameterkombinasjonen ved gnistmaskineringen velges på en spesiell måte. Angjeldende parametre er impulstid, intervall-tid, periode, tomgangsspenning, arbeidsspenning og strømstyrke. Av disse parametre må impulstiden anses som den viktigste fak-tor for bestemmelse av tykkelsen av de forskjellige soner.

Jo lenger brennetid som anvendes, dess større blir den oppnådde dybde. Dette illustreres ved følgende verdier:

Ved en passende parameterkombinasjon oppnås en vesentlig større hardhet i smeltesonen, men det oppnås også en større hardhet i den gjenherdete sone.

Den resulterende overflate-ruhet er av avgjørende betydning i foreliggende forbindelse. I den medfølgende fig. 3

er skjJ ematisk vist en overflåtestruktur der R mak, s beteg^ner den største dybde og Rclbetegner den aritmetiske middelverdi. Ved å kombinere parametrenes strømstyrke og impulstid, kan R maK, s og R avarieres. Smeltesonens tykkelse er i det vesent-lige uavhengig av materialet.

Ved de forsøk som ble utført for oppnåelse av en hard

og ru overflatestruktur på stavenes overflate ved gnistmaskinering i henhold til oppfinnelsen, ble følgende resultater oppnådd:

Oppfinnelsen er selvsagt ikke begrenset til de beskrene eksempler, men kan varieres innenfor rammen av oppfinnelses-tanken.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av raffinørsegmenter beregnet for mekanisk behandling, for eksempel fibrering eller raffinering av celluloseholdig materiale, hvilke segmenter omfatter staver og mellomliggende riller anordnet i et spesielt mønster, karakterisert ved at stavene eller deler av disse blir gitt en ru og hard overflate ved i og for seg kjent gnistmaskinering.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det som materiale anvendes et stålmateriale som inneholder følgende legeringselementer.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at materialet dessuten inneholder titan, fortrinnsvis i en mengde på 1-5 vektprosent, for eksempel i form av små titan-karbidkorn.