[发明专利]导热辊及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种导热辊（例如热辊或圆筒），用于在纤维幅材机中处理幅材状的纤维材料，例如对纸张或纸板的挤压、干燥或压光。本发明还涉及导热辊的制造。本发明特别但不唯一地涉及一种具有双护套的热辊，其中，外护套紧紧地围绕构成辊体的内轴固定。

背景技术

在造纸机、纸板机和制浆机中，可以利用导热辊对幅材状的材料进行加热、干燥、压光、湿压和/或冷却。特别是在压光应用中，纤维幅材所需要的热效率由高效的热辊产生，其中，采用耐高温（近乎300℃）的导热油作为导热介质（热载体）。

为了实现所要求的加热及干燥效应，必须在要求高的过程应用中将热辊的表面温度提高至200-250℃甚至更高。从辊获取的热效率公知地与待加热的幅材和辊之间的导热接触以及待加热材料的类型，例如接触时间、单位面积的质量和幅材的湿度相关。高生产速度配合更长的接触时间、更潮湿的幅材和更高的热辊表面温度意味着，要从热辊获取的热效率必然是非常大的。

热辊的热量公知地是通过将起导热介质作用的液体或气体导入在热辊内部构成的流动通道中、特别是导入护套中的穿孔中而产生的，然后热量从穿孔传播到护套中并进一步传播到辊表面上。

在实用新型专利文献FI U8407中描述了一种导热辊，其包括圆柱形内轴、由金属制成的围绕内轴的外层和用于导热介质的流动通道（例如流槽）。在制造这种辊时，将内轴和外层牢固地结合在一起。流动通道由流槽构成，其在装配内轴和外层之前被构造于内轴的外表面上和/或外层的内表面上。

一种公知的导热辊表面结构是由通过焊接形成的硬质管套（Hartbezug）构成的，以获得表面的硬度。这种焊接的劳动强度高并且需要特殊的设备。此外，这种焊接还会带来质量风险，因为在焊接过程中产生的热影响区会使材料弱化。在焊接的材料中可能会留下瑕疵，例如凹洞和夹杂物。出现在辊表面上的凹洞在加工过程中形成可见的孔/凹陷。考虑到焊接缺陷，必须特别谨慎地利用无破坏性的方法对这种焊接的结构进行检测。

通过导热辊表面的表面硬化也可以获得较大的硬度。但是表面硬化可能在辊护套中导致就辊的应力而言不利的（不均匀的）应力分布。

但是，通过焊接和表面硬化仅能在辊表面层中经济地生成有限厚度（例如2-8mm）的硬化层。这种焊接和表面硬化在制造过程中形成附加的工作流程，这将提高制造成本并延长制造时间。如果在对导热辊表面的维护中材料受到磨损，则在较薄的硬质层被耗尽时必须对辊重新进行涂层。

发明内容

根据本发明的第一方面提出一种导热辊，其具有用于承受负荷的内轴和具有用于处理纤维幅材的表面的外护套部件，在此，该外护套部件贴靠地固定在该内轴上以形成用于导热介质的流动空间，并且该外护套部件由可淬火的钢制成，其被淬火并在300-350℃的温度时退火，从而使外护套部件的硬度普遍为至少450HV。

优选外护套部件在高于在导热辊运行期间导热介质的最高运行温度的退火温度下退火。

优选外护套部件由可淬火的机械工程钢制成。

优选外护套部件由调质钢（Vergütungsstahl）制成。

优选外护套部件由锻造的或以其他方式生产的无缝钢管制成。

优选导热辊在内轴和外护套部件之间的界面上具有用于导热介质的流动通道。

优选内轴由与外护套部件相比明显更硬的材料制成，例如由铁素体的铸铁或由结构钢制成。

优选内轴由更经济的材料制成，例如铸铁。

优选导热辊是用于压光机的热辊。

根据本发明的第二方面提出一种制造导热辊的方法，这种导热辊具有用于承受负荷的内轴和具有用于处理纤维幅材的外表面的外护套部件，其中，为了构成用于导热介质的流动通道，将外护套部件牢固、紧贴地固定在内轴上，外护套部件由可淬火的钢制造，其被淬火并在300-350℃的温度下退火，从而使其普遍具有至少450HV的硬度。

优选外护套部件热压装配在内轴上。

优选根据力求达到的外护套部件的硬度将外护套部件的退火温度选择为，还能够保持材料的良好强度特性。

优选外护套部件在高于在导热辊运行期间导热介质的最高运行温度的退火温度下退火。

除了退火温度之外，优选将退火持续时间选择为，使外护套部件的硬度保持在普遍为至少450HV。

优选内轴由与外护套部件相比明显更坚韧的材料制成。