FI123316B

FI123316B - Heat transfer roller and manufacturing method for a heat transfer roller

Info

Publication number: FI123316B
Application number: FI20116029A
Authority: FI
Inventors: Mika Viljanmaa; Jani Hakola; Hannu Vuorikari
Original assignee: Metso Paper Inc
Priority date: 2011-10-18
Filing date: 2011-10-18
Publication date: 2013-02-15
Also published as: FI20116029A0; CN103061195A; AT512108A2; FI20116029A; DE102012218013A1; CN103061195B; AT512108B1; AT512108A3

Abstract

The roll (1) has an inner wall (2) for receiving a load. An outer casing part (4) comprises a surface for treatment of a fiber web. The outer casing part rests against the inner wall to form a longitudinal flow channel (5) for a heat transfer medium, at a boundary surface between the inner wall and the outer casing part. The outer casing part comprises curable steel, which is cured and annealed at temperature of about 300-350 degree Celsius, so that the hardness of the outer casing part is 450 HV. The outer casing part is made of forged steel tube or heat treatable steel. An independent claim is also included for a method for manufacturing a heat transfer roll.

Description

LÄMMÖNSIIRTOTELA JA LÄMMÖNSIIRTOTELAN VALMISTUSMENETELMÄ TEKNIIKAN ALAHEAT TRANSFER ROLL AND HEAT TRANSFER MANUFACTURING TECHNIQUES

5 Esillä oleva keksintö liittyy lämmönsiirtotelaan kuten termotelaan tai sylinteriin, jota voidaan käyttää kuiturainakoneissa rainamaisen kuitumateriaaliradan käsittelemiseen, kuten paperin tai kartongin puristamiseen, kuivaamiseen tai kalanterointiin. Lisäksi keksintö liittyy lämmönsiirtotelan valmistamiseen. Keksintö liittyy erityisesti, muttei yksinomaan, kaksoisvaipparakenteiseen termotelaan, jossa 10 ulkovaippa on kiinnitetty tiukasti sovitettuna telarungon muodostavan sisäakselin ympärille.The present invention relates to a heat transfer roll, such as a thermal roll or cylinder, which can be used in fiber web machines to process a web-like web of fibrous material, such as pressing, drying or calendering paper or board. The invention further relates to the manufacture of a heat transfer roll. More particularly, the invention relates to, but not limited to, a double-rolled thermal roller in which the outer shell 10 is rigidly secured around an inner axis forming the roll body.

TEKNIIKAN TASOBACKGROUND OF THE INVENTION

15 Paperi-, kartonki- ja sellukoneissa rainamaista materiaalia voidaan lämmittää, kuivattaa, kalanteroida, märkäpuristaa ja/tai jäähdyttää lämmönsiirtoteloilla. Erityisesti kalanterointisovelluksissa rainan tarvitsema lämmitysteho tuotetaan tehokkaammilla termoteloilla, joissa lämmönsiirtoväliaineena käytetään suurta lämpötilaa (lähes 300 °C) kestävää lämmönsiirtoöljyä.15 In paper, board, and pulp machines, web-like material can be heated, dried, calendered, wet pressed and / or cooled by heat transfer rollers. Particularly in calendering applications, the heating power required by the web is produced by more efficient thermo rolls using high temperature (nearly 300 ° C) heat transfer oil as the heat transfer medium.

2020

Jotta vaadittu lämmitys- ja kuivatusvaikutus saavutettaisiin, pitää termotelojen pintalämpötiloja nostaa vaativissa prosessisovelluksissa 200 - 250 °C asteeseen cm tai jopa tämän yli. Telasta vietävä lämpöteho riippuu tunnetusti lämmitettävän ° rainan ja telan välisen lämmönsiirtokontaktin ja lämmitettävän materiaalin i o 25 luonteesta, kuten kontaktin pituudesta, rainan neliöpainosta ja kosteudesta.In order to achieve the required heating and drying effect, the surface temperatures of the thermal rolls need to be raised to 200-250 ° C or even more in demanding process applications. As known, the heat output from the roll depends on the nature of the heat transfer contact between the heated web and the roll and the material being heated, such as the length of the contact, the basis weight of the web and the moisture.

o Korkea ajonopeus yhdistettynä pitkään kontaktiviipymään, kosteaan rainaan sekä | korkeaan termotelan pintalämpötilaan tarkoittaa, että termotelasta vietävän σ> lämpötehon pitää olla hyvin suuri, oo High travel speed combined with long contact delay, wet web and for a high surface temperature of the thermal roller means that the heat output from the thermal roller must be very high, o

CDCD

o 30 Tunnetusti termotelan lämpö tuotetaan johtamalla lämmönsiirtoväliaineena toimivaa nestettä tai kaasua termotelan sisällä oleviin virtauskanaviin ja erityisesti 2 vaipassa oleviin porauksiin, joista lämpö siirtyy vaippaan ja johtuu edelleen telan pintaan.As is known in the art, the heat of a thermal roll is produced by passing a fluid or gas acting as a heat transfer medium into the flow channels within the thermal roll, and in particular the 2 boreholes in the jacket that transfer the heat to the jacket.

Hyödyllisyysmallijulkaisussa FI U8407 on esitetty lämmönsiirtotela, joka käsittää 5 lieriömäisen sisäakselin, sisäakselia ympäröivän metallisen ulkokerroksen ja lämmönsiirtoaineen virtauskanavia, esimerkiksi virtausuria. Tela on valmistettu kokoonpanemalla sisäakseli ja ulkokerros kiinni toisiinsa. Telan virtauskanavat muodostuvat ennen sisäakselin ja ulkokerroksen kokoonpanoa muodostetuista virtausurista, jotka on muodostettu sisäakselin ulkopintaan ja/tai ulkokerroksen 10 sisäpintaan.Utility Model Publication FI U8407 discloses a heat transfer roller comprising 5 cylindrical inner shafts, a metallic outer layer surrounding the inner shaft and heat transfer fluid flow channels, for example flow grooves. The roll is made by assembling the inner shaft and outer layer together. The flow channels of the roll consist of flow grooves formed before the assembly of the inner shaft and outer layer, which are formed on the outer surface of the inner shaft and / or on the inner surface of the outer layer 10.

Eräs tunnettu lämmönsiirtotelan pinnan rakenne on hitsaamalla muodostettu kovapinnoite pinnan kovuuden aikaansaamiseksi. Hitsaaminen on työlästä ja edellyttää erikoisvälineistöä. Lisäksi hitsaaminen aiheuttaa laaturiskin, sillä 15 hitsauksessa muodostuva muutosvyöhyke heikentää materiaalia. Hitsattuun materiaaliin voi jäädä vikoja, esimerkiksi ontelolta ja sulkeumia. Telan pinnasta paljastuvat ontelot muodostavat näkyviä koloja koneistuksen yhteydessä. Hitsattuja rakenteita täytyy tarkastaa ainetta rikkomattomin menetelmin erityisen huolellisesti hitsausvirheiden varalta.One known surface structure of a heat transfer roller is a hard coating formed by welding to achieve surface hardness. Welding is laborious and requires special equipment. In addition, welding poses a quality risk because the change zone formed in the welding process weakens the material. The welded material may remain damaged, for example from the cavity and inclusions. The cavities exposed on the surface of the roll form visible cavities during machining. Welded structures must be inspected for non-destructive methods with particular care for welding defects.

2020

Myös lämmönsiirtotelan pinnan pintakarkaisulla voidaan saavuttaa suuria kovuuksia. Pintakarkaisulla voidaan aiheuttaa telan vaippaan telan rasitusten cm kannalta epäedullinen (epätasainen) jännitysjakauma.Also, surface hardening of the surface of the heat transfer roller can achieve high hardnesses. The surface annealing can cause an unfavorable (uneven) stress distribution in the roll casing in terms of cm stress on the roll.

δδ

CMCM

i o 25 Hitsaamalla ja pintakarkaisulla telan pintakerrokseen voidaan kuitenkin o taloudellisesti saavuttaa vain rajallisen paksuinen kova kerros, esimerkiksi 2-8 | mm. Hitsaus ja pintakarkaisu muodostavat valmistuksessa lisätyövaiheen, joka σ> nostaa valmistuskustannuksia ja valmistusaikaa. Kun lämmönsiirtotelan pinnastaHowever, by welding and surface hardening to the roll surface, only a hard layer of limited thickness can be economically achieved, for example 2-8 | mm. Welding and surface hardening form an additional work step in the manufacturing process, which σ> increases the manufacturing cost and time. When the surface of the heat transfer roller

OO

cd poistetaan materiaalia kunnossapidon yhteydessä, tela joudutaan pinnoittamaan o 30 uudestaan, kun ohut kova kerros on kulunut pois.cd is removed during maintenance, the roll has to be re-coated after a thin hard layer has been worn off.

33

KEKSINNÖN YHTEENVETOSUMMARY OF THE INVENTION

Keksinnön erään ensimmäisen näkökohdan mukaan tarjotaan lämmönsiirtotela, 5 joka käsittää sisäakselin kuorman kantamista varten, ulomman vaippaosan, joka käsittää ulkopinnan kuiturainan käsittelemiseksi ja ulompi vaippaosa on kiinnitetty sisäakselia vasten virtaustilan muodostamiseksi lämmönsiirtoväliainetta varten, ja ulompi vaippaosa on valmistettu karkenevasta teräksestä, joka on karkaistu ja päästetty lämpötilassa 300 - 350 °C siten, että ulomman vaippaosan kovuus on 10 kauttaaltaan ainakin 450 HV.According to a first aspect of the invention, there is provided a heat transfer roll 5 comprising an inner shaft for carrying a load, an outer jacket portion comprising an outer surface for handling the fibrous web, and an outer jacket member secured 300-350 ° C so that the outer shell portion has a hardness of 10 throughout at least 450 HV.

Edullisesti ulompi vaippaosa on päästetty päästölämpötilassa, joka on korkeampi kuin lämmönsiirtoväliaineen korkein käyttölämpötila lämmönsiirtotelan käytön aikana.Preferably, the outer sheath portion is released at an outlet temperature higher than the highest operating temperature of the heat transfer medium during use of the heat transfer roll.

1515

Edullisesti ulompi vaippaosa on valmistettu karkenevasta koneenrakennusteräksestä.Preferably, the outer jacket member is made of hardening machine-building steel.

Edullisesti ulompi vaippaosa on valmistettu nuorrutusteräksestä.Preferably, the outer sheath portion is made of annealing steel.

2020

Edullisesti ulompi vaippaosa on valmistettu taotusta tai muulla tavoin valmistetusta saumattomasta teräsputkesta.Preferably, the outer shell portion is made of forged or otherwise made seamless steel tube.

C\JC \ J

° Edullisesti lämmönsiirtotela käsittää lämmönsiirtoväliaineen virtauskanavia o 25 sisäakselin ja ulomman vaippaosan rajapinnassa.Preferably, the heat transfer roller comprises heat transfer fluid flow passages at the interface between the inner shaft and the outer jacket portion.

m o | Edullisesti sisäakseli on valmistettu ulompaa vaippaosaa olennaisesti σ> sitkeämmästä materiaalista kuten ferriittisestä valuraudasta tai rakenneteräksestä.m o | Preferably, the inner shaft is made of a material substantially more tough than the outer shell portion, such as ferritic cast iron or structural steel.

CVJCVJ

oo

CDCD

o 30 Edullisesti sisäakseli on valmistettu taloudellisesti edullisesta materiaalista kuten valuraudasta.Preferably, the inner shaft is made of an economically advantageous material such as cast iron.

44

Edullisesti lämmönsiirtotela on termotela kalanteria varten.Preferably, the heat transfer roll is a thermal roll for the calender.

Keksinnön erään toisen näkökohdan mukaan tarjotaan menetelmä 5 lämmönsiirtotelan valmistamiseksi, joka lämmönsiirtotela käsittää sisäakselin kuorman kantamista varten, ulomman vaippaosan, joka käsittää ulkopinnan kuiturainan käsittelemiseksi, ja ulompi vaippaosa kiinnitetään sisäakselia vasten virtaustilan muodostamiseksi lämmönsiirtoväliainetta varten, ja valmistetaan ulompi vaippaosa karkenevasta teräksestä, karkaistaan ulompi vaippaosa ja 10 päästetään ulompi vaippaosa lämpötilassa 300 - 350 °C siten, että ulomman vaippaosan kovuudeksi muodostuu kauttaaltaan ainakin 450 HV.In another aspect of the invention, there is provided a method of manufacturing a heat transfer roll 5 comprising an inner shaft for carrying a load, an outer jacket portion comprising an outer surface for handling a fibrous web, and an outer jacket portion secured against 10, the outer jacket member is discharged at a temperature of 300 to 350 ° C so that the outer jacket member has a hardness throughout of at least 450 HV.

Edullisesti lämpökutistetaan ulompi vaippaosa sisäakselin päälle.Preferably, the outer sheath portion is heat shrunk over the inner shaft.

15 Edullisesti valitaan ulomman vaippaosan päästölämpötila ulomman vaippaosan kovuustavoitteen perusteella siten, että säilytetään myös materiaalin hyvät lujuusominaisuudet.Preferably, the release temperature of the outer shell portion is selected based on the hardness target of the outer shell portion while maintaining good material strength properties.

Edullisesti valitaan ulomman vaippaosan päästölämpötila korkeammaksi kuin 20 lämmönsiirtoväliaineen korkein käyttölämpötila lämmönsiirtotelan käytön aikana.Preferably, the outlet temperature of the outer jacket portion is selected to be higher than the highest operating temperature of the heat transfer medium during operation of the heat transfer roller.

Edullisesti valitaan päästölämpötilan lisäksi päästöaika siten, että ulomman cm vaippaosan kovuudeksi muodostuu kauttaaltaan ainakin 450 HV.Preferably, in addition to the release temperature, the release time is selected such that the hardness of the outer cm of the shell portion is at least 450 HV.

δδ

CMCM

i o 25 Edullisesti valmistetaan sisäakseli olennaisesti sitkeämmästä materiaalista kuin i 0 ulompi vaippaosa.Preferably, the inner shaft is made of a material that is substantially tougher than the outer shell portion of the i 0.

CCCC

CLCL

o) Kun ulompi vaippakerros on koko paksuudeltaan kova, voidaan lämmönsiirtotelano) When the outer sheath layer is hard throughout its thickness, a heat transfer roller may be provided

OO

co käyttöikää lisätä verrattuna tunnettuun tekniikkaan. Telan kunnossapidon o 30 yhteydessä voidaan poistaa tunnettua enemmän materiaalia ennen kuin lämmönsiirtotelan ulompi vaippakerros täytyy uusia. Ulompi vaippakerros voidaan 5 uusia poistamalla kulunut ulompi vaippakerros ja alkuperäisen sisäakselin päälle voidaan asentaa uusi ulompi vaippakerros. Alkuperäinen kulunut ulompi vaippakerros voidaan poistaa esimerkiksi jakamalla ulompi vaippakerros kahteen osaan lämmönsiirtotelan pituussuunnassa.co increase service life compared to prior art. With roll maintenance o 30, more material than known can be removed before the outer sheath layer of the heat transfer roller needs to be replaced. The outer sheath layer can be renewed by removing the worn outer sheath layer and a new outer sheath layer can be installed over the original inner shaft. The original worn outer sheath layer can be removed, for example, by dividing the outer sheath layer into two parts along the length of the heat transfer roll.

55

Ulomman vaippakerroksen jäännösjännitykset saadaan pysymään alhaisella tasolla ja voidaan välttää tunnetussa tekniikassa esiintyviä jäännösjännityspiikkejä.The residual stresses of the outer jacket layer can be kept low and the residual stress peaks of the prior art can be avoided.

Esillä olevan keksinnön eri suoritusmuotoja kuvataan tai on kuvattu vain keksinnön 10 jonkin tai joidenkin näkökohtien yhteydessä. Alan ammattimies ymmärtää, että keksinnön jonkin näkökohdan mitä tahansa suoritusmuotoa voidaan soveltaa keksinnön samassa näkökohdassa ja muissa näkökohdissa yksinään tai yhdistelmänä muiden suoritusmuotojen kanssa.Various embodiments of the present invention will be described or described only in connection with some or some aspects of the invention. One skilled in the art will appreciate that any embodiment of an aspect of the invention may be applied to the same and other aspects of the invention, alone or in combination with other embodiments.

15 Keksintöä kuvataan seuraavassa viittaamalla oheisiin kaaviollisiin kuvioihin, rajoittamatta keksintöä kuitenkaan yksinomaan kuvioissa esitettyyn.The invention will now be described with reference to the accompanying diagrammatic figures, without, however, limiting the invention to those shown in the figures.

KUVIOIDEN LYHYT SELOSTUSBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

20 Kuvio 1 esittää pituussuuntaista poikkileikkausta keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesta lämmönsiirtotelasta.Fig. 1 is a longitudinal cross-sectional view of a heat transfer roll according to an embodiment of the invention.

c\j Kuvio 2 esittää perspektiivikuvantona kuvion 1 mukaista lämmönsiirtotelaa ilman dj akselipäätyjä.Fig. 2 is a perspective view of the heat transfer roller of Fig. 1 without dj shaft ends.

S 25 iS 25 i

0 EDULLISTEN SUORITUSMUOTOJEN SELOSTUSDESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS

CCCC

CLCL

σ> Seuraavassa selostuksessa samanlaisilla viitemerkinnöillä tarkoitetaanσ> In the following description, like references are meant

C\JC \ J

co samankaltaisia osia. On huomattava, että esitettävät kuviot eivät ole o 30 kokonaisuudessaan mittakaavassa, ja että ne lähinnä palvelevat vain keksinnön suoritusmuotojen havainnollistamistarkoitusta.co similar parts. It should be noted that the figures shown are not to scale in their entirety, and that they serve primarily the purpose of illustrating embodiments of the invention.

66

Kuviot 1 ja 2 esittävät lämmitettävää ja/tai jäähdytettävää lämmönsiirtotelaa 1, joka on varustettu ohuella teräksisellä ulommalla vaippaosalla 4 ja ulomman vaippaosan sisäpuolisella sisäakselilla 2. Ulkokerroksen ja sisäakselin rajapinnan 5 yhteydessä on virtausuria 5 virtauskanavien muodostamiseksi lämmönsiirtoainetta varten.Figures 1 and 2 show a heat transfer and / or cool heat transfer roll 1 provided with a thin steel outer jacket member 4 and an inner inner shaft 2 of the outer jacket member having flow grooves 5 for forming flow channels for the heat transfer medium.

Lämmönsiirtotela 1 käsittää kuorman kantamista varten sisäakselin 2 ja sisäakselin 2 päihin kiinnitetyt akselipäädyt 3. Lämmönsiirtotela 1 on muodostettu 10 kaksoisvaipparakenteiseksi, jolloin sisäakseli 2 muodostaa sisemmän vaippaosan (esimerkiksi putkiakselin, jolla on sisäpinta 6). Ulompi vaippaosa 4 on kiinnitetty sisemmän vaippaosan 2 päälle esimerkiksi lämpökutistamalla tai muotosulkeisesti, tai muulla liittämismenetelmällä kuten esimerkiksi päätyhitsaamalla. Sisempään vaippaosaan 2 on muodostettu pitkittäiskanavia 5 lämmönsiirtoväliaineen 15 virtausuriksi sisemmän vaippaosan ulkopintaan 2a.The heat transfer roller 1 comprises shaft ends 3 attached to the ends of the inner shaft 2 and the inner shaft 2 for carrying the load. The heat transfer roller 1 is designed as a double jacket structure, the inner shaft 2 forming an inner jacket part (e.g. The outer jacket member 4 is secured to the inner jacket member 2 by, for example, heat-shrinking or molding, or other connection method such as end-welding. Longitudinal channels 5 are formed in the inner jacket portion 2 as flow paths of the heat transfer medium 15 to the outer surface 2a of the inner jacket member.

Ulompi vaippaosa 4 käsittää ulkopinnan kuiturainan käsittelemiseksi. Lämmitystelasovelluksissa lämpöä siirtyy lämmönsiirtoväliaineesta ulomman vaippaosan 4 läpi kuiturainaan, jäähdytystelasovelluksissa lämpö siirtyy 20 kuiturainasta W ulomman vaippaosan 4 läpi lämmönsiirtoväliaineeseen. Lämmönsiirtoaine on edullisesti kuumissa lämpötiloissa käytettävää öljyä. Lämmönsiirtoaine voi olla myös vettä tai höyryä tai muuta nestettä.The outer sheath portion 4 comprises an outer surface for treating the fibrous web. In heating roller applications, heat is transferred from the heat transfer medium through the outer sheath portion 4 to the fibrous web, in cooling roller applications, heat is transferred from the fiber web W through the outer sheath portion 4 to the heat transfer medium. The heat transfer medium is preferably an oil used at hot temperatures. The heat transfer medium may also be water or steam or other liquid.

C\JC \ J

dj Kun ulompi vaippaosa 4 on kiinnitetty sisemmän vaippaosan 2 päälle, vaippaosien i o 25 väliin muodostuu sisemmän vaippaosan ulkopinnalla olevien pitkittäiskanavien 5 0 kohdalle virtauskanavia lämmönsiirtoväliainetta varten.dj When the outer jacket member 4 is secured to the inner jacket member 2, flow channels are formed between longitudinal channels 5 0 on the outer surface of the inner jacket member for the heat transfer medium.

CCCC

CLCL

σ> Lämmönsiirtotelaa 1 voidaan käyttää erityyppisten kalanterien termotelanaσ> The heat transfer roller 1 can be used as a thermal roller for different types of calenders

OO

cd esimerkiksi superkalanterissa, monitelakalanterissa ja softkalanterissa.cd for example in the super calender, multi roll calender and soft calender.

o 30 Kalanterissa kuiturainaa voidaan puristaa ja lämmittää termotelan ja sen kanssa kontaktissa olevan vastinelimen välisessä nipissä, joka vastinelin voi olla 7 pinnoitettu tai pinnoittamaton tela tai hihna, erityisesti metallihihna, tai kuivata kuiturainaa termotelan pinnalla. Lämmönsiirtotelaa 1 voidaan käyttää myös kuivatusosalla kuumana kuivatussylinterinä, jonka pintaa vasten kuiturataa kuivataan.In the calender, the fibrous web can be pressed and heated in a nip between the thermo roll and a contact member in contact therewith, which can be a 7 coated or uncoated roll or belt, especially a metal belt, or dry the fibrous web on the surface of the thermo roll. The heat transfer roller 1 can also be used on the drying section as a hot drying cylinder, against the surface of which the fiber web is dried.

5 Lämmönsiirtotelan 1 ulompi vaippaosa 4 muodostetaan karkenevasta teräksestä, jolla voidaan saavuttaa 450 HV kovuus päästölämpötilassa 300 - 350 °C. Tällöin ei tarvita erillistä pintakarkaisua ja koko materiaalipaksuus muodostuu kovaksi.5 The outer sheath portion 4 of the heat transfer roller 1 is formed of hardening steel, which can achieve a hardness of 450 HV at an emission temperature of 300 to 350 ° C. In this case, no separate surface hardening is required and the entire material thickness becomes hard.

10 Edullisesti ulompi vaippaosa muodostetaan taeteräksestä. Taeteräksestä valmistettuja putkiaihioita on saatavilla kaupallisesti. Taottu teräsputki on edullisesti saumaton. Taeteräs voi olla yleisesti käytettyä nuorrutuskäsiteltyä koneenrakennusterästä, jolla on hyvä saatavuus. Esimerkkeinä tällaisista teräksistä esitetään 42CrMo4 ja 36CrNiMo6. Esimerkiksi tällaisilla nuorrutetuilla 15 koneenrakennusteräksellä voidaan saavuttaa tasainen mikrorakenne.Preferably, the outer sheath portion is formed of forging steel. Blanks made of forged steel are commercially available. The forged steel tube is preferably seamless. Forging steel can be commonly used tempering machined steel with good availability. 42CrMo4 and 36CrNiMo6 are examples of such steels. For example, such annealed machine building steel 15 can achieve a uniform microstructure.

Kun ulompi vaippaosa tehdään nuorrutusteräksestä, tällöin ei tehdä normaalia nuorrutukseen liittyvää päästöä korkeassa lämpötilassa, jolloin kovuus jäisi alhaisemmalle tasolle (esimerkiksi noin 300 HV), vaan loppupäästö tehdään 20 matalassa lämpötilassa ja kovuus voi tällöin nousta yli 500 HV tasolle.When the outer jacket portion is made of annealing steel, the normal annealing emission at high temperature will not be made, leaving the hardness at a lower level (for example, about 300 HV), but the final discharge at 20 low temperatures, which can then exceed 500 HV.

Ulompi vaippaosa karkaistaan haluttuun kovuuteen ja päästetään matalassa cm lämpötilassa. Ulomman vaippaosan materiaali päästetään edullisesti dj lämmönsiirtotelassa 1 virtaavan lämmönsiirtoväliaineen korkeinta käyttölämpötilaa i o 25 korkeammassa lämpötilassa, edullisesti 300 - 350 °C. Ulomman vaippaosan o materiaali päästetään niin alhaisessa lämpötilassa, että karkaisussa saavutettu | kovuus ei laske alle 450 HV. Joissakin tapauksissa materiaali päästetään σ> sellaisessa lämpötilassa, että voidaan saavuttaa kovuus 450 - 500 HV taiThe outer sheath portion is quenched to the desired hardness and released at low cm temperature. The material of the outer jacket portion is preferably discharged at a temperature higher than the maximum operating temperature of the heat transfer medium flowing in the heat transfer roller 1, preferably 300-350 ° C. The material of the outer jacket portion o is released at such a low temperature that the quenching achieved hardness will not fall below 450 hp. In some cases, the material is discharged at a temperature such that a hardness of 450 to 500 HV or

OO

cd enemmän. Lämpötila ja päästöaika valitaan edullisesti siten, että vältetään g 30 päästöhaurautta.cd more. The temperature and the release time are preferably selected so as to avoid g? 30 brittleness.

88

Ulomman vaippaosan 4 karkaisussa ja sitä seuraavassa päästökäsittelyssä voidaan tinkiä materiaalin iskusitkeydestä. Lämmönsiirtotelan 1 sisäakseli 2 muodostetaan ulompaa vaippaosaa oleellisesti sitkeämmästä materiaalista, esimerkiksi ferriittisestä valuraudasta tai rakenneteräksestä, joka on halpaa ja 5 helposti koneistettavaa. Ulomman vaippaosan tingitystä iskusitkeydestä huolimatta lämmönsiirtotelan 1 ulompi vaippaosa voidaan valmistaa iskusitkeydeltään yli 10-kertaiseksi verrattuna nykyisin käytössä oleviin kokillitelojen pintakerroksiin.During tempering of the outer jacket portion 4 and subsequent release treatment, the impact toughness of the material can be compromised. The inner shaft 2 of the heat transfer roller 1 is formed of a material which is substantially tougher than the outer shell part, for example ferritic cast iron or structural steel, which is cheap and easy to machine. Despite the impingement on the outer sheath portion, the outer sheath portion of the heat transfer roller 1 can be fabricated with an impact shear strength greater than 10 times that of the surface layers of the molding rolls currently in use.

Ulompi vaippaosa muodostuu karkaisussa ja sen jälkeisessä päästössä koko 10 paksuudeltaan kovaksi. Siten ulompaa vaippakerrosta voidaan koneistaa (esimerkiksi kunnossapitohionta) tunnettuja lämmönsiirtotelojen kovia pintakerroksia syvemmälle menettämättä pinnan kovuusominaisuuksia. Tämä lisää lämmönsiirtotelan käyttöikää ja mahdollistaa lämmönsiirtotelan kunnostamisen pidempään esim. paperitehtaan kunnossapitoverstaalla ennen 15 kuin lämmönsiirtotela pitää kuljettaa telavalmistajalle ulkovaipan uusimista varten.The outer mantle portion is formed throughout the thickness of 10 through hardening and subsequent discharge. Thus, the outer jacket layer can be machined (e.g., maintenance grinding) deeper than known hard surface layers of heat transfer rollers without losing surface hardness properties. This increases the service life of the heat transfer roller and allows the heat transfer roller to be repaired for longer at a paper mill maintenance workshop, for example, before the heat transfer roller has to be transported to a roll manufacturer for replacement of the outer sheath.

Ennestään on tunnettu ennakkoluuloja käyttää karkenevaa terästä, jolla voidaan saavuttaa 450 HV kovuus, koska on ajateltu suuren kovuuden johtavan myös hauraaseen rakenteeseen. Kaupallisten taottujen terästen valmistajien 20 valikoimassa tai valmistusohjelmaan ei tyypillisesti eikä tuoteohjelmassa esitetä tällaisia kovuusarvoja suurille putkimaisille kappaleille. Tavallisesti taottujen teräsputkien toimittajien valmistusohjelma tarjoaa materiaaleille kovuusarvoja, cm jotka on saavutettu merkittävästi korkeammassa päästölämpötilassa kuin 300 °C, ° jolloin kovuus jää verrattain alhaiselle tasolle.It is previously known to use hardening steel which can achieve a hardness of 450 HV because it is thought that high hardness will also lead to a brittle structure. Typically, neither the product range, nor the product program, of commercial forged steel manufacturers, 20 or the product program, provides such hardness values for large tubular pieces. Typically, forged steel tube suppliers' manufacturing program provides hardness values for materials that have been achieved at significantly higher release temperatures than 300 ° C, whereby hardness remains relatively low.

S 25 i o Edellä on esitetty esimerkkejä keksinnön joistakin suoritusmuodoista. Alan | ammattimiehelle on selvää, että keksintö ei kuitenkaan rajoitu esitettyihin σ> yksityiskohtiin vaan, että keksintö voidaan toteuttaa myös muilla ekvivalenttisilla § tavoilla.Examples of some embodiments of the invention are given above. Alan | however, it will be clear to one skilled in the art that the invention is not limited to the particulars σ> shown, but that the invention may also be implemented in other equivalent ways.

δ 30δ 30

CMCM

Esitettyjen suoritusmuotojen joitakin piirteitä voidaan hyödyntää ilman muiden 9 piirteiden käyttöä. Edellä esitettyä selitystä täytyy pitää sellaisenaan vain keksinnön periaatteita kuvaavana selostuksena eikä keksintöä rajoittavana. Täten keksinnön suojapiiriä rajoittavat vain oheistetut patenttivaatimukset.Some features of the embodiments shown may be utilized without the use of other features. The foregoing description is to be construed as merely describing the principles of the invention and not limiting the invention. Thus, the scope of the invention is limited only by the appended claims.

C\JC \ J

δ c\j i O) o m oδ c \ j i O) o m o

XX

cccc

CLCL

CDCD

C\lC \ l

OO

CDCD

OO

CMCM

Claims

1. Lämmönsiirtotela (1), joka käsittää sisäakselin (2) kuorman kantamista varten, ulomman vaippaosan (4), joka käsittää ulkopinnan kuiturainan 5 käsittelemiseksi ja ulompi vaippaosa on kiinnitetty sisäakselia vasten virtaustilan (5) muodostamiseksi lämmönsiirtoväliainetta varten, tunnettu siitä, että ulompi vaippaosa (4) on valmistettu karkenevasta teräksestä, joka on karkaistu ja päästetty lämpötilassa 300 - 350 °C siten, että ulomman vaippaosan kovuus on kauttaaltaan ainakin 450 HV.A heat transfer roller (1) comprising an inner shaft (2) for carrying a load, an outer sheath portion (4) comprising an outer surface for handling the fibrous web 5 and an outer sheath portion secured against the inner shaft to form a flow space (5) for the heat transfer medium. (4) is made of a hardening steel hardened and released at a temperature of 300 ° C to 350 ° C such that the outer shell portion has a hardness of at least 450 HP throughout.

2. Vaatimuksen 1 mukainen lämmönsiirtotela, tunnettu siitä, että ulompi vaippaosa (4) on päästetty päästölämpötilassa, joka on korkeampi kuin lämmönsiirtoväliaineen korkein käyttölämpötila lämmönsiirtotelan (1) käytön aikana. 15Heat transfer roller according to Claim 1, characterized in that the outer sheath portion (4) is released at an outlet temperature higher than the highest operating temperature of the heat transfer medium during use of the heat transfer roller (1). 15

3. Vaatimuksen 1 tai 2 mukainen lämmönsiirtotela, tunnettu siitä, että ulompi vaippaosa (4) on valmistettu taotusta teräsputkesta.Heat transfer roller according to claim 1 or 2, characterized in that the outer jacket part (4) is made of forged steel tube.

4. Jonkin vaatimuksen 1 - 3 mukainen lämmönsiirtotela, tunnettu siitä, että 20 ulompi vaippaosa (4) on valmistettu nuorrutusteräksestä. 1 Jonkin vaatimuksen 1 - 4 mukainen lämmönsiirtotela, tunnettu siitä, että cm lämmönsiirtotela (1) käsittää lämmönsiirtoväliaineen virtauskanavia (5) sisäakselin ° (2) ja ulomman vaippaosan (4) rajapinnassa. S 25 iHeat transfer roller according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the outer jacket part (4) is made of tempering steel. Heat transfer roller according to one of claims 1 to 4, characterized in that the cm heat transfer roller (1) comprises heat transfer fluid flow channels (5) at the interface of the inner axis ° (2) and the outer sheath part (4). S 25 i

6. Jonkin vaatimuksen 1 - 5 mukainen lämmönsiirtotela, tunnettu siitä, että | sisäakseli (2) on valmistettu ulompaa vaippaosaa (4) olennaisesti sitkeämmästä σ> materiaalista kuten ferriittisestä valuraudasta tai rakenneteräksestä. CM o CD o 30 7. Jonkin vaatimuksen 1 - 6 mukainen lämmönsiirtotela, tunnettu siitä, että lämmönsiirtotela (1) on termotela kalanteria varten.Heat transfer roll according to one of Claims 1 to 5, characterized in that | the inner shaft (2) is made of a material which is substantially tougher than the outer shell part (4), such as ferritic cast iron or structural steel. CM o CD o 30 7. Heat transfer roll according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the heat transfer roll (1) is a thermal roll for the calender.

8. Menetelmä lämmönsiirtotelan (1) valmistamiseksi, joka lämmönsiirtotela käsittää sisäakselin (2) kuorman kantamista varten, ulomman vaippaosan (4), joka käsittää ulkopinnan kuiturainan käsittelemiseksi, ja ulompi vaippaosa kiinnitetään 5 sisäakselia vasten virtaustilan (5) muodostamiseksi lämmönsiirtoväliainetta varten, tunnettu siitä, että valmistetaan ulompi vaippaosa (4) karkenevasta teräksestä, karkaistaan ulompi vaippaosa ja päästetään ulompi vaippaosa lämpötilassa 300 -350 °C siten, että ulomman vaippaosan kovuudeksi muodostuu kauttaaltaan ainakin 450 HV. 10A method of manufacturing a heat transfer roller (1) comprising a inner shaft (2) for carrying a load, an outer jacket member (4) comprising an outer surface for handling a fibrous web, and an outer jacket member secured against the inner shaft to form a flow making the outer jacket member (4) of hardening steel, quenching the outer jacket member and releasing the outer jacket member at a temperature of 300 to 350 ° C so that the outer jacket member has a hardness of at least 450 HP throughout. 10

9. Vaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämpökutistetaan ulompi vaippaosa (4) sisäakselin (2) päälle.Method according to claim 8, characterized in that the outer sheath portion (4) is heat shrunk over the inner shaft (2).

10. Vaatimuksen 8 tai 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että valitaan 15 ulomman vaippaosan (4) päästölämpötila ulomman vaippaosan kovuustavoitteen perusteella siten, että säilytetään materiaalin hyvät lujuusominaisuudet. H.Jonkin vaatimuksen 8-10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että valitaan ulomman vaippaosan (4) päästölämpötila korkeammaksi kuin 20 lämmönsiirtoväliaineen korkein käyttölämpötila lämmönsiirtotelan (1) käytön aikana. cm 12.Jonkin vaatimuksen 8-11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että dj valitaan päästölämpötilan lisäksi päästöaika siten, että ulomman vaippaosan i o 25 kovuudeksi muodostuu kauttaaltaan ainakin 450 HV. i m o | 13.Jonkin vaatimuksen 8-12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että σ> valmistetaan sisäakseli (2) olennaisesti sitkeämmästä materiaalista kuin ulompi cd vaippaosa (4). δ CMMethod according to claim 8 or 9, characterized in that the release temperature of the outer shell portion (4) is selected based on the hardness target of the outer shell portion while maintaining the good strength properties of the material. A method according to any one of claims 8 to 10, characterized in that the outlet temperature of the outer jacket portion (4) is selected to be higher than the highest operating temperature of the heat transfer medium 20 during operation of the heat transfer roller (1). cm 12. A method according to any one of claims 8 to 11, characterized in that, in addition to the release temperature, the release time is chosen so that the hardness of the outer jacket portion 10 is at least 450 HV. i m o | Method according to one of Claims 8 to 12, characterized in that the inner shaft (2) is made of a material which is substantially tougher than the outer cd shell part (4). δ CM