NO880115L

NO880115L - GRINDING BLOCK FOR A REFINERY.

Info

Publication number: NO880115L
Application number: NO880115A
Authority: NO
Inventors: Esa Viljakainen; Kari Blomster
Original assignee: Sunds Defibrator Jylha Oy
Priority date: 1986-05-13
Filing date: 1988-01-12
Publication date: 1988-01-12
Also published as: DE3769103D1; NO880115D0

Description

Oppfinnelsen angår en slipeblokk for en raffinør eller stoffrnølle (engelsk: refiner), bestående av en sektor eller en del av en sektor av en slipeskive eller slipekonus som er fremstilt av rustfritt stål. The invention relates to a grinding block for a refiner or material roller (English: refiner), consisting of a sector or part of a sector of a grinding wheel or grinding cone which is made of stainless steel.

Den viktigste fase i prosessen for tremasseproduksjon er slipingen eller malingen av trematerialet, hvilket gjøres ved hjelp av raffinører som er spesialkonstruert for formålet. Blant disse er skiveraffinøren, som sliper eller maler trespon-ene eller treflisene mellom to skiver som er plassert flate mot flate, den mest vanlige type av raffinør, selv om den koniske raffinør også er viktig. Da slipingen eller malingen skjer under høyt trykk, idet vann benyttes for fluidisering og smøring, og da rikelig av organiske syrer frembringes av tremassen som males, fortjener det materiale som slipeskivene og slipekonusene er fremstilt av, spesiell oppmerksomhet. Slipeelementene må være harde og holdbare, men de må også ha god motstand mot korrosjon. Videre må de være fremstilt av et materiale som er tilstrekkelig seigt til å motstå de forskjellige påkjenninger som forårsakes av trykksjokk og andre forstyrrel-ser. The most important phase in the process for wood pulp production is the grinding or grinding of the wood material, which is done with the help of refiners specially designed for the purpose. Among these, the disk refiner, which grinds or grinds the wood chips or wood chips between two disks placed flat against each other, is the most common type of refiner, although the conical refiner is also important. As the grinding or painting takes place under high pressure, as water is used for fluidisation and lubrication, and as plenty of organic acids are produced by the wood being ground, the material from which the grinding discs and grinding cones are made deserves special attention. The grinding elements must be hard and durable, but they must also have good resistance to corrosion. Furthermore, they must be made of a material that is sufficiently tough to withstand the various stresses caused by pressure shock and other disturbances.

Det stålmateriale som er mest alminnelig benyttet i slipeelementer, er rustfritt martensittstål som inneholder 14-18% krom, avhengig av karboninnholdet. Sådant stål er for-holdsvis billig og hardt og tillater videre varmebehandling og herding. Det har dessuten god motstand mot de kjemiske til-stander som er til stede i raffinøren. Den verste ulempe, særlig med de hardeste typer av stål (med et karboninnhold på 1,2-1,5%), er imidlertid materialets skjørhet, hvilket medfører en lav motstand mot støt og strekkspenninger. Under alle omsten-digheter har disse ståltyper tilveiebrakt det beste kompromiss for å oppfylle de motstridende krav, men når f.eks. en forstyr-relse i en skiveraffinør forårsaker at slipeskivene kolliderer, slik at slipeprofilene på skiveoverflåtene plutselig støter mot hverandre, er resultatet et voldsomt støt som uvegerlig ødelegger skivene som er verdt flere titusener av kroner. Også den rene sentrifugalkraft som forårsakes av den raske rotasjon av den tunge skive, kan frembringe en urimelig stor strekkspen-ning på skiven dersom den i sin helhet er fremstilt av et meget The steel material most commonly used in grinding elements is stainless martensitic steel containing 14-18% chromium, depending on the carbon content. Such steel is relatively cheap and hard and allows further heat treatment and hardening. It also has good resistance to the chemical conditions present in the refiner. However, the worst disadvantage, especially with the hardest types of steel (with a carbon content of 1.2-1.5%), is the fragility of the material, which results in a low resistance to impact and tensile stresses. In all circumstances, these steel types have provided the best compromise to fulfill the conflicting requirements, but when e.g. a disturbance in a disc refiner causes the grinding discs to collide, so that the grinding profiles on the disc surfaces suddenly bump into each other, the result is a violent impact that inevitably destroys the discs which are worth several tens of thousands of kroner. Also, the pure centrifugal force caused by the rapid rotation of the heavy disc can produce an unreasonably large tensile stress on the disc if it is made entirely of a very

skjørt stål.brittle steel.

Tradisjonelt ble vanligvis hele slipeskiven eller slipe-konusen fremstilt av det samme korrosjonsbestandige, harde og holdbare materiale som kreves av masseraffineringsprosessen. Nå for tiden er skivene og konusene sammensatt av flere såkalte slipeblokker som i realiteten er sektorer eller deler av en sektor av en skive eller en konus. Videre foreslår f.eks. US-patent 4 423 845 en slipesektor med en lokalt herdet slipeoverflate, slik at det tillates en bedre styring av raffineringspro-sessen. Videre er den praksis å innlemme forskjellige stoffer, f.eks. keramikk, og deler som er fremstilt av sådanne stoffer, i de ønskede områder av slipeelementet for å oppnå et bedre raf fineringsresultat, kjent fra ovennevnte patent og også fra den britiske patentpublikasjon 1 228 046 såvel som fra det sovjetiske oppfinnersertifikat 502 993. Traditionally, the entire grinding wheel or grinding cone was usually manufactured from the same corrosion resistant, hard and durable material required by the pulp refining process. Nowadays, the discs and cones are composed of several so-called grinding blocks which are in reality sectors or parts of a sector of a disc or a cone. Furthermore, e.g. suggests US patent 4,423,845 a grinding sector with a locally hardened grinding surface, so that better control of the refining process is permitted. Furthermore, the practice is to incorporate different substances, e.g. ceramics, and parts made from such substances, in the desired areas of the grinding element to achieve a better refining result, known from the above-mentioned patent and also from the British patent publication 1 228 046 as well as from the Soviet inventor's certificate 502 993.

Selv om benyttelsen av forskjellige materialer med varierende grader av hardhet i det samme slipeelement, slik ovenstående bemerkninger innebærer, må betraktes som kjent praksis, er det ikke noe sted blitt foreslått en løsning som gjør bruk av dette trekk for på avgjørende måte å forlenge slipeelementenes midlere levetid eller å redusere dødtiden ved produksjon til et minimum i tilfeller hvor raffinøren blir ødelagt. Although the use of different materials with varying degrees of hardness in the same grinding element, as the above remarks imply, must be considered as known practice, nowhere has a solution been proposed that makes use of this feature to decisively extend the means of the grinding elements lifetime or to reduce production dead time to a minimum in cases where the refiner is destroyed.

Formålet med oppfinnelsen er å eliminere de nevnte ulem-per og å tilveiebringe en ny type slipeblokk for en skiveraffi-nør eller en konisk raffinør med hvilken de spørsmål som er behandlet ovenfor, er tatt i betraktning. The purpose of the invention is to eliminate the aforementioned disadvantages and to provide a new type of grinding block for a disc refiner or a conical refiner with which the questions dealt with above are taken into account.

For oppnåelse av dette formål er slipeblokken ifølge oppfinnelsen kjennetegnet ved at i det minste en del av blokkens slipeoverflate utgjøres at ett eller flere avtakbare segmenter som er fremstilt av et vesentlig hardere og mer holdbart materiale enn resten av slipeblokken, og at blokken er forsynt med en anordning for fastgjøring av det avtakbare segment. To achieve this purpose, the grinding block according to the invention is characterized by the fact that at least part of the block's grinding surface consists of one or more removable segments that are made of a significantly harder and more durable material than the rest of the grinding block, and that the block is provided with a device for fixing the removable segment.

Fordelene ved slipeblokken ifølge oppfinnelsen omfatter en nesten fullstendig immunitet mot sprøbrudd, mulighet for delvis utskiftning og fornyelse av slipeelementene og en høy grad av hardhet og holdbarhet av de avtagbare segmenter. De avtagbare deler vil selvsagt best tjene sitt formål dersom de er montert nær slipeblokkens omkrets hvor radialhastigheten er høyest og påkjenningen derfor størst. The advantages of the grinding block according to the invention include an almost complete immunity against brittle fracture, the possibility of partial replacement and renewal of the grinding elements and a high degree of hardness and durability of the removable segments. The removable parts will of course best serve their purpose if they are mounted close to the circumference of the grinding block where the radial speed is highest and the stress is therefore greatest.

Andre fordelaktige utførelser av oppfinnelsen er kjennetegnet ved det som er angitt i etterfølgende krav. Other advantageous embodiments of the invention are characterized by what is stated in subsequent claims.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende ved hjelp av eksempler idet det henvises til tegningene, der fig. 1 viser et frontriss av slipeblokken ifølge oppfinnelsen benyttet i en skiveraffinør, med to avtakbare slipesegmenter, fig. 2 viser en utførelse av slipeblokken ifølge oppfinnelsen i sideriss, og fig. 3 viser en annen utførelse av slipeblokken ifølge oppfinnelsen i perspektiv. The invention shall be described in more detail in the following by means of examples with reference to the drawings, where fig. 1 shows a front view of the grinding block according to the invention used in a disc refiner, with two removable grinding segments, fig. 2 shows an embodiment of the grinding block according to the invention in side view, and fig. 3 shows another embodiment of the grinding block according to the invention in perspective.

Den på fig. 1 viste slipeblokk er forsynt med to avtakbare eller utskiftbare deler eller slipesegmenter 2 som er fremstilt av et vesentlig hardere og mer holdbart materiale enn resten av blokken 1. Slipeblokken 1 kan for eksempel være fremstilt av rustfritt martensittstål med et middels karboninnhold (Cr-stål 25 eller 50, hardhet HD D =ca. 500), og de avtakbare segmenter 2 av et martensittstål med høyt karboninnhold (Cr-stål 150) som har et høyt karbidinnhold selv om det er herdet, slik at stålet er av meget hard kvalitet, Hg = ca. 600. Herdingen kan utføres på en smidd stålblokk, enten før eller etter at den er innfelt i slipeblokken. The one in fig. 1 shown grinding block is provided with two removable or replaceable parts or grinding segments 2 which are made of a significantly harder and more durable material than the rest of the block 1. The grinding block 1 can for example be made of stainless martensitic steel with a medium carbon content (Cr steel 25 or 50, hardness HD D =about 500), and the removable segments 2 of a high carbon martensitic steel (Cr steel 150) which has a high carbide content even though it is hardened, so that the steel is of very hard quality, Hg = approx. 600. The hardening can be carried out on a forged steel block, either before or after it is embedded in the grinding block.

Andre materialer og kombinasjoner av materialer som kan benyttes til å frembringe de avtakbare segmenter, er ikke-metalliske materialer (keramikk) og metaller som er belagt med et holdbart materiale (keramikk). Keramiske materialer som passer for formålet, er forskjellige oksyder, karbider og nitrider av hvilke flere typer er kommersielt tilgjengelige, idet nitrider er særlig velegnet for benyttelse sorn et beleg-ningsmateriale. Other materials and combinations of materials that can be used to produce the removable segments are non-metallic materials (ceramics) and metals coated with a durable material (ceramics). Ceramic materials suitable for the purpose are various oxides, carbides and nitrides of which several types are commercially available, nitrides being particularly suitable for use as a coating material.

Utførelsen på fig. 2 er forsynt med en anordning 3 for fastgjøring av de avtakbare slipesegmenter. Slipeblokken 1 er forsynt med skuldre 3 som utgjør en svalehaleskjøt for å feste segmentene 2 på formlåst måte. Når flere blokker 1 er anbrakt side om side for å danne en slipeskive, er de avtakbare segmenter 2 også låst i sideretningen, slik at ingen annen festeanordning er nødvendig. The embodiment in fig. 2 is provided with a device 3 for securing the removable grinding segments. The grinding block 1 is provided with shoulders 3 which constitute a dovetail joint for attaching the segments 2 in a form-locked manner. When several blocks 1 are placed side by side to form a grinding wheel, the removable segments 2 are also locked laterally, so that no other fastening device is necessary.

Fig. 3 viser i perspektiv en utførelse som benytter bolter 4 for å sikre at kutter- eller skjæresegmentene er solid festet. På grunn av den store sentrifugalkraft som frembringes på grunn av den raske rotasjon av slipeblokken ved praktisk bruk, er det alltid å foretrekke at blokkens 1 ytterkant forsy-nes med en skulder 3 for å understøtte det avtakbare segment 2, slik at segmentets 2 trykkfasthet settes i stand til å utnyt-tes effektivt mens segmentet på samme tid festes på solid måte i slipeblokken 1. Fig. 3 shows in perspective an embodiment that uses bolts 4 to ensure that the cutter or cutting segments are solidly attached. Due to the large centrifugal force produced due to the rapid rotation of the grinding block in practical use, it is always preferable that the outer edge of the block 1 is provided with a shoulder 3 to support the removable segment 2, so that the compressive strength of the segment 2 is set able to be used effectively while at the same time the segment is firmly fixed in the grinding block 1.

De avtakbare segmenter kan videre festes i slipeblokken ved hjelp av en massiv skjøt, f.eks. en loddet eller slagloddet skjøt, enten som en enkeltstående sikringsanordning eller en hjelpesikringsanordning. Når blokken ødelegges, blir denne type skjøter vanligvis også oppbrutt, slik at de ikke vil by på noen merkbar hindring for utskiftningen av segmentene. Segmentene kan også være festet på plass ved hjelp av et klebemiddel, såsom lim. The removable segments can further be attached to the grinding block by means of a solid joint, e.g. a brazed or brazed joint, either as a stand-alone securing device or an auxiliary securing device. When the block is destroyed, this type of joints is usually also broken, so that they will not present any noticeable obstacle to the replacement of the segments. The segments may also be fixed in place using an adhesive, such as glue.

Dersom de avtakbare eller utskiftbare segmenter 2 skal fastgjøres på den måte som er vist på fig. 2, er det også mulig å fremstille segmentene av et holdbart støpejern, såsom hvitt martensittstøpejern, ved å støpe segmentene i rommet mellom skuldrene 3 i slipeblokken. I dette tilfelle er det selvsagt nødvendig å benytte en støpeform som plasseres over slipeblokken 1. Denne form er ikke vist på tegningen. For å lette fjerningen av de støpte segmenter 2, kan et passende løsgjøringsmiddel påføres på slipeblokken før støpingen utføres. If the removable or replaceable segments 2 are to be fixed in the manner shown in fig. 2, it is also possible to produce the segments from a durable cast iron, such as white martensitic cast iron, by casting the segments in the space between the shoulders 3 of the grinding block. In this case, it is of course necessary to use a mold which is placed over the grinding block 1. This mold is not shown in the drawing. To facilitate the removal of the molded segments 2, a suitable release agent can be applied to the grinding block before the molding is carried out.

Det er åpenbart for en fagmann at oppfinnelsen ikke er begrenset til ovenstående eksempler, men at utførelsene kan variere innenfor rammen av de etterfølgende krav. It is obvious to a person skilled in the art that the invention is not limited to the above examples, but that the embodiments may vary within the framework of the following claims.

Claims

1. Grinding block for a refiner, consisting of a sector or part of a sector of a grinding wheel or grinding cone made of stainless steel, CHARACTERIZED IN THAT at least part of the grinding surface of the block (1) consists of one or more removable segments (2) which is made of a substantially harder and more durable material than the rest of the grinding block (1), and that the block is provided with a device (3, 4) for fixing the removable segment.

2. Grinding block according to claim 1, CHARACTERIZED IN THAT the removable segment (2) is made of a durable type of steel, such as stainless martensitic steel.

3. Grinding block according to claim 1, CHARACTERIZED IN THAT the removable segment (2) is made of a non-metallic, durable material, e.g. a ceramic.

4. Grinding block according to claim 1, CHARACTERIZED IN THAT the removable segment (2) is made of a metal which is coated with a durable material, e.g. a ceramic.

5. Grinding block according to one of claims 1-4, CHARACTERIZED IN THAT the removable segment (2) is essentially fixed in the block (1) by means of a form-locked joint.

6. Grinding block according to one of claims 1-4, CHARACTERIZED IN THAT the removable segment (2) is essentially fixed in the block (1) by means of a separate fastening device, e.g. bolts (4).

7. Grinding block according to one of claims 1-3, CHARACTERIZED IN THAT the removable segment (2) is essentially fixed in the block (1) by means of a solid joint, e.g. a brazed or brazed joint.

8. Grinding block according to one of claims 5-7, CHARACTERIZED IN THAT an adhesive, e.g. glue, is used to ensure that the removable segment (2) is solidly fixed in the sanding block.

9. Grinding block according to claim 1, CHARACTERIZED IN THAT the removable segment (2) is made of a durable type of cast iron, e.g. white martensitic cast iron, and cast in place in the grinding block (1).

10. Grinding block according to one of claims 1, 2 or 5-8, CHARACTERIZED IN THAT the removable segment (2) is forged to the correct shape and then hardened.

11. Grinding block according to one of the preceding claims, CHARACTERIZED IN THAT it forms part of the grinding surface of a disc-raf veneer.■

12. Grinding block according to one of claims 1-10, CHARACTERIZED IN THAT it forms part of the grinding surface of a conical refiner.