PT93171B - Cilindro de secagem para maquinqas de fabricacao de papel e processo para o seu revestimento - Google Patents
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Description
DESCRIÇÃO
DA
PATENTE DE INVENÇÃO
N.° 93 171
REQUERENTE: TAMPELLA TELATEK OY, finlandesa, industrial e comercial, com sede em Ρ , 0. Box 132, S F - 9 2 1 0 1 , Raahe, Finlândia .
EPÍGRAFE: CILINDRO DE SECAGEM PARA MÁQUINAS DE FABRICAÇÃO DE PAPEI, E PROCESSO PARA 0 SEU REVESTIMENTO”
INVENTORES: JAAKKO TENKULA, BJARNE HELLMAN e JORMA MAJAVA
Reivindicação do direito de prioridade ao abrigo do artigo 4.° da Convenção de Paris de 20 de Março de 1883.
Na Finlândia em 16 de Fevereiro de 1989, sob c N° 890757
INPI MOO 3 n f 18732
?.I. SS. 93 171 _n_ÔRiA DA3DAIDIVA DO IAVAADC para
DILÍADFO DA 3ABÀ3AA PÂFA AJUUIKAÓ DA AÀ3AI3À,Ã0 DA iA PAL A PDO3A33C PAPA O 3AU RA7A3ZL-mAlC que apresenta
DAiAPALLA ZALAIAR C_, finlandesa, industrial e comercial, com sede em p.O. Box 132, 3P-921C1 Reabe,
PINLALBIA
P.A3UA0:
A invenção refere-se a um cilindro de secagem para uma máquina de fabricação de papel, no qual se aplica sobre a camisa do cilindro um revestimento que é constituído por uma mistura de pó metálico com um carboneto ou nitrato e que resiste bem ao efeito do desgaste provocado pela lâmina de se paração e pelas solicitações térmicas e corrosivas produzidas durante a fabricação do papal. Á invenção refere-se também aa processo para o revestimento de um cilindro de secagem para máquinas de fabricação de papel com o referido material emprs gai.do u_ processo de aplicação por detonação, com plasma ou com ultrassons.
A invenção refere-se a cilindros de secagem para máquinas de fabricação de papel e ao processo para 0 seu revestimento utilizado ua sua construção e reparaçao.
Cs cilindros de secagem utilizados no processo da fabricação de papel sâo principalmente construídos por vazamento de fer ro fundido. Também já foram realizadas camisas de cilindros mediante a soldadura de chapas de aço. Cs cilindros.maiores possuem diâmetros entre ô e 7 metros e o seu comprimento pode situar-se entre os 5 e 6 metros. A espessura da parede de um cilindro novo está compreendido no intervalo entre 4C e 60 durante a fabricação de papel, uma lâmina de separação, a qual destaca o papel da superfície do cilindro e o encrespa, vai raspar de encontro à superfície, já referida, do cilindro.
A lâmina de separação desgasta a superfície do cilindro com especial incidência nos rebordos do cilindro, ior esta razão o cilindro tem de ser ocasionalmente rectificado para que te nha a forma correcta e uma qualidade apropriada para a sua s perfície.
guando um cilindro já foi muitas vezes rectificado, a espessa ra cas suas paredes atinge o limite determinado pelas aucoridades em relação ao equipamento sob pressão, quanto mais fina fôr a espessura da parede do cilindro mais reauzido terá de ser o nível de pressão do cilindro. Reduzir a pressão a que o cilind.ro opera significa um diminuição de ritmo de produção. ϊ-esta altura, os cilindros de secagem são normalmente repara dos mediante um processo de revestimento.
Outra razão que conduz aoprocesso do revestimento do cilíndrp está no facto de a sua camisa poder ter poros que vão originar orifícios no papel.· 3e houver .pequenos orifícios eles poderão ser tapados mas se existirem pequenas cavidades em gra.c de quantidade será necessário proceder-se ao revestimento daj camisa do cilindro.
Os cilindros de secagem de máquinas de fabricação de papel têm vindo a ser revestidos desde há
perto de 20 anos. Ob materiais utilizados para o revestimento têm incluído:
- aço inoxidável martenBÍtico (ATSI 420), aplicado por extrusão com arco eléctrico,
- aço inoxidável martensítico (ATSI 431), aplicado por extrusão com plasma, liga metálica de CrNiKoAl, aplicada por extrução com plasma,
- ligas metálicas à base ds Mo, aplicadas por extrução com plasma.
Os revestimentos aplicados por sxtrusão com arco eléctrico tiveram êxito em certos casos mas nas fabricações de novos tipos de papel e com o aumento da velocidade de produção das máquinas de fabricação de papel, esses revestimentos não satisfazem os requisitos.
Os revestimentos aplicadoe por extrusão oom plasma são consideravelmente mais resistentes à corrosão e são igualmente consideravelmente mais resistentes ao desgaste do que os revestimentos por extrusão por arco eléctrico. Contudo, quer as ligas metálicas de CrNiMoAl quer as ligae metálicas à base de L'o, têm a desvantagem de se desgastarem muito rapidamente quen do se está a fabricar papel cora uma gramagem muito pequena. 1. razão reside no efeito de desgaste da lâmina de separação e ao facto de partículas sólidas, provenientes da matéria-prima aderirem à lâmina de separação durante as perturbações do funcionamento e riscarem” o revestimento do cilindro.
As camadas de revestimento correntemente utilizadas posBuem uma espessura compreendida entre 0,8 e 2,0 mm, de forma que podem ser rectificadas multas vezes antes de sofrerem uma no va aplicação de revestimento. Um revestimento espesso faz dl·
ninuir a condutibilidade térmica da parede do cilindro, fazen do baixar a produção e aumentando os custos de energia.
Para além disso, os revestimentos actualmente aplicados têm de ser rectifiçados em intervalos de tempo de, aproximadamen te, um ano, alguns necessitando até de sofrer rectificações com intervalos de tempo compreendido entre 4 e 6 meses, à me dida que a qualidade da sua superfície se deteriora. Uma rec tificação intermédia tem como resultado uma paragem da produ ção durante um período compreendido entre 5 e d dias, o que provoca grandes perdas ds produção. C processo dc separação do cilindro para se pioceder à aplicação dum nano revestimen to causará, por seu turno, uma paragem da produção durante um período de tempo compreendido entre 12 e 25 dias.
Adicionalmente ao atrás exposto, as maiores perdas de produção registam-se quando uma máquina de fabricação de papel nã pode ser utilizada para fabricação dos filtros de papel com os quais é possível obter os melhores preços.
principal objectivo da presente invenção é proporcionar um cilindro de secagem de máquinas de fabricação de papel com uaa camada superficial da camisa tal que as lâminas de jaração lhe provoquem um desgaste muito reduzido, possuindo a referi^ da camisa uma condutibilidade térmica aperfeiçoada e cujas operações de manutenção se efectuam com intervalos de tempo mais longos.
ή igualmente um objectivo da presente invenção proporcionar processos de revestimento para serem utilizados na construção e reparação dos referidos cilindros, ao utilizarem-se tais processos obtém-se uma ca.misa de cilindro com as - nooriedade s λ presente invenção refere-se assim a um cilindro de secagem para -áquinas de fabricação ue papel tendo extremiaao.es axiais assim como uma camisa do cilindro feita de um metal cue pria li s
sua resistência mecânica, c a camisa do cilindro, de ap a camada superficial, reve mariamente confere ao cilindro a racterizado pelo facto de, sobre car um revestimento que constitui timento esse que é formado por uma mistura de um pó metálico e um carboneto ou nitrato e que resiste bem ao efeito de des gaste provocado pela lâmina de separação bem como às solicitações térmicas e corrosivas que ocorrem durante a fabricaçâ do papel.
De acordo com a invenção, a camada superficial de um cilíndr de secagem de uma máquina de fabricação de papel é primariamente constituídpor uma mistura de um carboneto ou um nitrat de tungsténio, vanádio ou boro com um pó de cobalto, níquel ou ferro. A camada superficial correm, de preferência, cerca de 60 a 94 por cento em peso dos acima mencionados carooneto ou nitratos de tungsténio, vanádio ou boro e cerca de 60 a 4 po’- cento em peso do referido pó metálico de cobalto, níquel ou ferro. A espessura do revestimento que constitui a camada superficial ê menor que 0,5 mm, estando preferêncialmente co preendida entre 0,2 e C,p mm.
De acordo com a invenção, um cilindro do secagem de papel pode ser revestido de tal forma que directamente sobre a camisa do cilindro ou sobre um revestimento m tálico cue foi prevíamercte aplicado por extrusão sobre a camisa do cilindro e que forma uma camada intermédia, se aplica por extrusão, segundo um processo de detonação, de aplicação com plasma ou com ultrassons, um revestimento que constitui a cm., a da superficial reve stimc-nto esse que é formado por uma mistura de pó metáli co e de um carboneto ou nitrato e que é muito resistente ao efeito de desgaste provocado pela lâjina de separação e outr solicitações térmicas e corrosivas que ocorrem uurante a fabricação do papel.
À dimensão das partículas da mistura do material do revestimento que forma a camada suoerficial está ureferencialmente as
compreendida entre 5 e 70 ^um.
revestimento da camisa do cilindro é aplicado directamente sobre a camisa de aço ou de ferro fundido por extrusão segundo um processo de detonação, de aplicação com plasma ou oom vultrassons, tendo a camada superficial sido anteriormente re<stificada até atingir exactamente a forma e as dimensSes corroo tas.
De acordo com outra forma de realização do processo da preseiirte invenção, a camisa de um cilindro de sêrágejn é previamente revestida com ura aço inoxidável martensítico, ou com uma lig^i metálioa de NiCrMoAl ou com uma liga metálica à base de Mo, por extrusão térmica, extrusão por arco ou extrusão oom plasma, sendo então rectiflcada até atingir exactamente a forma e as dimensões correctas. Seguldamente, a superfície é pré-tratada por eBmerilamento ou por tratamento com jacto de ar contendo partículas sólidas até se tornar rugosa, sendo então revestida por extrusão, segundo um processo de detonação, de aplicação com plasma ou cora ultrassons, de um revestimento que contém um carboneto ou um nitreto e um (pó metálico.
Após a aplicação do revestimento de acordo quer com a primeira quer com a segunda forma de realização da Invenção, a superfície da cawlea do cilindro é rectifioada. Como os oomponentes do revestimento que resistem bem ao efeito de desgaetfe são carbonetos ou nitretos de tungsténio, titânio, vanádio oi boro, a camada superficial tem de ser rectifioada por um processo de esmerilamento a diamante. Esta rectificação a diama: te pode iniciar-se com a utilização de rodas de esmerilar a diamante mas a rectificação final tem de ser realizada empre gando-se uma lixa de pó de diamante a fim de ee eliminarem as vibrações. Além disso, a qualidade da camada superficial poderá ter um acabamento aperfeiçoado mediante a utilização de um líquido contendo diamante.
As vantagens do cilindro de secagem das máquinas de fabricação de papel e do processo para o seu revestimento, de acordo con a invenção, em relação às técnicas antecedentes são as Beguirtes:
ι 1.0 - I/elhor resistência ao efeito de desgaste v
Os carbonetos e nitretqs que constam no revestimento a aplicar possuem uma grande dureza (entre 2400 e 500 HV), e foram seleccionados devido ao facto da sua aderência entre a lâminí. de separação, feita de aço recozido, ser muito pequena.
Desta forma, o desgaste que possa ocorrer na superfíie da oamisa do cilindro de secagemé pequeno mesmo no caso de severai condições operacionais.
Além disso, durante as perturbações que possam ter lugar no funcionamento do cilindro de secagem, as partículas sólidas,
I provenientes da matéria prima, que aderem à lâmina de separação não vão causar um efeito de desgaste no revestimento já que o grau de dureza das mencionadas partículas (aproximadamente 1 500 IIV) é consideravelmente Inferiòr ao do revestimen to.
grau de dureza dos revestimentos empregados no caso da técnica anterior é compreendid© apenas entre 350 e 700 HV, pelo que as partículas sólidas podiam facilmente abrir” sulcos na oamada do revestimento.
2.0 - Possibilidade de fabricar novos tipos de papel
Quando se está a proceder à fabricação de papel com gramagen3 muito finas, a lâmina de separação contacta muitas vezes directamente com a superfície da camisa do cilindro, visto que habitualmente a denominada camada de revestimento, que fica entre a superfície da camisa e a lâmina de separação, é removida. Se a superfície da camisa não consegue resietir a um tal desgaste, ela fica riscada e causa prpblemae à fabricação do papel. Com o novo revestimento resistente ao efeito de de gaste, este problema não tem lugar.
A resistência deste novo revestimento aos efeitos da corrosãc é igualmente muita boa; este facto possibilita a fabricação de papel com finalidades especiais em soluções ácidas, nas quais o pH pode estar compreendido entre 3 e 5.
3.0 - Decréscimo dos custos de energia
A espessura do novo revestimento está apenas compreendida entre 0,2 e 0,3 mm. A espessura dos revestimentos até agora aplicados estava compreendida entre 0,8 e 2,0 mm.
Uma camada de revestimento mais fina tem uma melhor condutibilidade térmica, reduzindo assim a energia necessária para íi secagem do papel.
4.0 - Diminuição dos custos provocados pela paragem e manutenção do equipamento
Ob revestimentos de uso corrente têm de ser em média rectificados uma vez por ano. Quando se fabrloa papel de pequena gramagem o intervalo entre as rectificações dos revestimentos é de 4 a 6 meses.
Com a aplicação do novo revestimento, pode-se alcançar um intervalo médio para a realização de rectificações igual a doin anos visto para uma máquina de fabricação de papel de grande porte a realização de uma rectifioação do revestimento da ca,· miea do cilindro causa uma paragem da produção durante, aproximadamente, 5-8 dias, resultando em perdas da produção compreendidas entre 5 e 0 milhões de FIM, a economia resultante de uma sequência mais longa de manutenção é sem dúvida significativa.
5.0 - Diminuição do tempo necessário para a manutenção do eqi í Os revestimentos habitualmente aplicados são mantidos mediante o esmerilamento do revestimento anterior, quer no seu todo ou só parcialmente, até se chegar ao material de base da camisa do cilindro. Seguidamente, o revestimento é renovado a partir do material de base para cima e é rectificado.
Pela nova tecnologia desenvolvida, o revestimento pode ser aplicado sobre o revestimento anterior, uma vez que este último foi primeiramente limpo mediante uma pré-rectificaçao. A tecnologia desenvolvida vai assim encurtar o tempo necessário à manutenção, em vários dias.
Lisboa,
O Agente Oficial da propriedaderindustrial
Claims (9)
- REIVINDICAÇÕES1. Cilindro de secagem (Yankee) para uma máquina de papel tendo extremidades e pemos axiais, assim como uma camisa de cilindro de metal e que confere ao cilindro essencialmente a sua solidez mecânica, caracterizado pelo facto de se formar, sobre a superfície da camisa do cilindro, um revestimento que constitui a camada superficial deste último, sendo o referido revestimento obtido a partir de uma mistura que contém entre 60 e 94 por cento em peso de um carboneto ou de um nitreto de tungsténio, de titânio, de vanádio ou de boro e entre 6 e 40 por cento em peso de um pó de cobalto, de níquel ou de ferro, pulverizando a mistura por um processo por detonação, por plasma ou por ultra-sons.
- 2. Cilindro de secagem (Yankee) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de a espessura do revestimento que constitui a camada superficial ser inferior a 0,5 mm e, de preferência, compreendida entre 0,2 e 0,3 mm.
- 3. Processo de aplicação de um revestimento sobre um cilindro de secagem (Yankee), caracterizado pelo facto de, sobre a superficie do cilindro ou sobre a superfície de um primeiro revestimento de metal pulverizado se aplicar um revestimento pulverizando uma mistura que contém entre 60 e 94 por cento em peso de um carboneto ou de um nitreto de tungstéί nio, de titânio, de vanádio ou de boro e entre 6 e 40 por cento em peso de pó de cobalto, de J níquel ou de ferro, por um processo por detonação, por plasma ou por ultra-sons, constituindo o revestimento a camada superficial da camisa do cilindro, resistente ao efeito de desgaste da lâmina de separação e a outras solicitações de corrosão ou térmicas decorrentes da fabricação do papel.(I í
- 4. Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo facto de a granulometria da mistura do material de revestimento estar compreendida entre
- 5 e 70 pm.í 5. Processo de acordo com a reivindicação 3 ou a reivindicação 4, caracterizado pelo factoI í de a camisa do cilindro ser rectificada com precisão até ter a forma e as dimensões correctas antes de se aplicar a camada de revestimento por pulverização.
- 6. Processo de acordo com uma qualquer das reivindicação 3 a 5, caracterizado pelo facto de o material utilizado na camada intermediária ser um aço inoxidável martensítico, uma liga metálica de NiCrMoAl ou uma liga metálica à base de molibdénio.
- 7. Processo de acordo com uma qualquer das reivindicação 3 a 5 ou de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo facto de o revestimento utilizado para a camada intermediária ser produzido por pulverização térmica.
- 8. Processo de acordo com uma qualquer das reivindicações 3 a 4, de acordo com a reivindicação 6 ou a reivindicação 7, caracterizado pelo facto de o revestimento utilizado para a camada intermédia ser primeiramente rectificada com precisão até se obter a forma e as dimensões correctas ou por tratamento à lima ou por meio de um jacto de partículas , antes da aplicação da camada superficial por projecção.
- 9. Processo de acordo com uma qualquer das reivindicações 3 a 8, caracterizado pelo facto de a camada superficial ser rectificada utilizando ou uma mó de diamante ou bandas de diamantes e sofrer seguidamente um acabamento, quando este for necessário, utilizando um líquido contendo diamantes.Lisboa,O Agente Oficial da Propriedade Industrial
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