Brevet FR2540531A1 — publié le 19840810

i 2540531 La présente invention est relative à des raffineuses à disques uti- lisées pour le traitement mécanique de matériaux contenant de la cellulose et elle vise plus particulièrement un procédé de fabrication des éléments appelés "segments de disque de raffineuse", qui constituentles surfaces de raffinage. On sait que pour assurer le défibrage et pour raffiner des matériaux contenant de la cellulose, on utilise des appareils appelés raffineuses, qui sont souvent du type à disques Ces raffineuses sont également utilisées pour le raffinage de cellulose et de pâtes mécaniques de différentes sortes, lorsqu'on désire développer et améliorer, par un traitement mécanique, les propriétés de formation de papier de ces matériaux Pour de tels traitements de défibrage et de raffinage, il est-courant d'obtenir le résultat désiré, en traitant le maté- riau en fibre, lorsqu'il traverse la raffineuse Un tel traitement est réalisé en amenant le matériau en fibres, après son introduction dans la raffineuse par différents types de dispositifs, à sortir de la raffineuse par un intervalle étroit entre deux surfaces de raffinage, lesquelles sont, dans ce but, munies d'élé- ments de raffinage se présentant sous la forme de barres et de rainures inter- médiaires En raison de la rotation de l'une de ces surfaces, et quelquefois, de ces deux surfaces, le matériau est raffiné de la manière désirée et il est évacué de la raffineuse par lesforces développées par la rotation. L'intensité et le type de traitement du matériau en fibres sont déter- minés notamment par les configurations etle nombre de barres et de rainures des surfaces de raffinage etégalement par les dimensions de l'intervalle entre les surfaces de raffinage Etant donné qu'il n'est pas possible d'éviter une cer- taine usure des disques de la raffineuse, les raffineuses à disques sont munies, pour des raisons pratiques, d'éléments de raffinage interchangeables, appelés segments de disques de raffineuse Ces segments de disques de raffineuse sont mun 3 is, de construction, d'une configuration et d'un profil correspondants au travail devant être accompli par la raffineuse L'énergie nécessaire au défibrage et au raffinage est transmise au matériau en fibres par l'intermédiaire des arêtes et des surfaces des barres. On a pu déterminer que la conception, c'est-à-dire le dessin, des barres et des rainures de segments de disques de raffineuse était importante, en ce qui concerne la consommation en énergie pour le raffinage du matériau à base de cellulose, notamment à forte concentration, supérieure à 20 %; 2 2540531 même des modifications apparemment mineures de la configuration des seg- ments de disque de raffineuse peuvent se traduire par des variations considé- rables de la consommation en énergie. La Demanderesse a constaté avec surprise que la consommation en énergie pouvait être considérablement réduite, lorsque la configuration des segments de disques de la raffineuse était réalisée avec une grande précision. En conséquence, l'inventionconcerne un procédé pour la réalisation de segments de disques de raffineuses pour le défibrage et, respectivement, le raffinage d'un matériau contenant de la cellulose, *notamment sous la forme de copeaux de bois, lesdits segments comprenant des barres etdes rainures pour traiter le matériau, disposées selon une configuration spéciale, ce procédé étant caractérisé en ce qu'on fabrique, de préférence par moulage, une ébauche plane de segment et en ce que la configuration désirée, ou une partie de celle- ci, est obtenue par usinage par étincellage, en découpant des rainures dans le segment. D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressorti- rontde la description faite ci-après, en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation, dépourvu de tout caractère limitatif Sur les dessins: la Figure 1 représente un segment de disque de raffinage la Figure 2 est une coupe selon II-Il de la Figure 1. Les segments de disques de raffineuses selon cette invention ont été représentés sur les Figures 1 et 2 Un tel segment 1 de disque de raffineuse comprend trois zones 2, 3 et 4 respectivement, qui sont définies selon la direc- tion axiale, le traitement final étant réalisé dans la zone extérieure 4 On peut voir en détail sur la Figure 2, la conception des barres 5 et des rainures 6 Sur cette Figure 2, la largeur d'une barre 5, la largeur d'une rainure 6 et la pro- fondeur d'une rainure sont désignées respectivement par les références B, S et D Dans le brevet N O 83 01 311, on a précisé les conditions que devaient remplir les paramètres B, S et D, pour obtenir un rendement optimal. Il est essentiel, selon cette invention, que les segments de disques de la raffineuse soient réalisés en un matériau qui résiste fortement à l'usure, à la corrosion et à l'érosion A titre d'exemple d'un matériau pour réaliser un segment de disque de raffineuse selon l'invention, on peut citerun acier pré- sentant la composition suivante Composants % en poids C 0,5 1,7 Si 0,5 1,0 Mn 0,3 0,8 Cr 16 19 Ni 1,0 2,1 Mo 0,7 1,0 Par ailleurs, l'acier peut contenir une petite quantité de titane, de préférence de 1 à 5 % en poids, sous la forme de grains très petits de carbure de titane. Généralement, les barres et les rainures sont formées lors du moulage des segments de disques de la raffineuse La surface de traitement des barres est ensuite obtenue par meulage de la surface des segments Il est difficilement possible d'obtenir, par ce procédé de fabrication, une précision élevée en ce qui concerne les dimensions des barres et des rainures des seg- ments de disques de raffineuse. Etant donné qu'une précision dimensionnelle élevée constitue une exigence essentielle selon l'invention, on doit mettre en oeuvreun autre procédé de fabrication De préférence, les segments de disques sont réalisés de la façon suivante On commence par mouler une ébauche se présentant sous la forme d'un segment de disque de raffineuse ayant une surface lisse La surface de cette ébauche est meulée et ensuite elle est soumise à un usinage, afin de former la configuration voulue de barres et de rainures, présentant les dimensions clési- rées Il est préférable de réaliser cet usinage sur des machines àusiner par étincellage,à matrice ou sur des machines à meuler L'usinage par étincellage est particulièrement avantageux, en ce quiconcerne l'usinage des évidements compliqués dans des matériaux durs -Par conséquent, il est préférable de mettre en oeuvre ce procédé d'usinage, lorsqu'on utilise un acier, présentant la com- position ci-dessus. Il demeure bien entendu que cette inventionn'est pas limitée aux exemples de réalisation décrit ou représenté ici, mais qu'elle en englobe toutes les variantes. REVENDICATIONS 1 Procédé pour la réalisation de segments de disques de raffi- neuses pour le défibrage et, respectivement le raffinage d'un matériau conte- nantde la cellulose, notamment sous la forme de copeaux de bois, lesdits seg- ments comprenant des barres et des rainures pour traiter le matériau, disposées selon une configuration spéciale, ce procédé étant caractérisé en ce qu'on fa- brique, de préférence par moulage, une ébauche plane de segment et en ce que la configuration désirée, ouune partie de celle-ci, estobtenue parusinage par étincellage, en découpant des rainures dans le segment. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ébauche est soumise à un meulage de surface avant l'usinage par étincellage. 3 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'usinage par étincellage est effectué sur une machine à usiner à matrice. 4 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, carac- térisé en ce que l'ébauche est réalisée à partir d'un acier qui contient les élé- ments d'alliage suivants Carbone de 0,5 à l,7 % en poids Silicium de 0,5 à l,0 % en poids Manganèse de 0, 3 à 0, 8 %en poids Chrome de 16 à 1 9 % en poids Nickel de 1,0 à 2,1 %en poids Molybdène de 0,7 à 1, O % en poids Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'acier contient en outre du titane, de préférence de 1 à 5 % en poids, de préférence sous la forme de grains très petits de carbure de titane.