CN105142792B - 用于粉碎研磨材料的装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于粉碎研磨材料的装置，其具有设置有磨损保护轮廓的至少一个部件，所述磨损保护轮廓由具有大于55HRC的硬度的铁‑铬‑碳硬质合金制成的多重焊接体形成，其中所述焊接体具有≤4、优选≤2.5、最优选≤1.5的长度‑宽几何度比。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于粉碎研磨材料的装置，其具有设置有焊接的磨损保护轮廓的至少一个部件。
背景技术
这些装置的示例是诸如特别地用在水泥或者矿产工业中的辊压机或者竖直缸磨机。与待被粉碎的材料接触的这些部件(诸如，磨辊或者研磨板)在操作期间暴露于各种磨损机制(诸如，粘合、磨损或摩擦化学反应)或者暴露于这些磨损机制的组合。如果磨损保护通过堆焊形成，多种焊接方法用于实施单层或者多层焊接保护涂层。焊接体通常由高度耐磨并且具有大于55HRC硬度的铁-铬-碳硬质合金(添加铌、钛、硼、钼、钒、钨和锰)而形成。这些合金具有马氏体和/或奥氏体基体，其具有嵌入硬质相。硬质相是主要地或共晶地形成的碳化铬和特殊碳化物。碳化物含量和碳化物尺寸显著大于在铸态可能的碳化物含量和碳化物尺寸。与耐磨、碳化、渗碳固化的铸铁材料相比，这些硬质合金的纯焊接材料具有更高的耐磨性。
在粉碎辊的情况下，如例如在水泥工业中的料床辊磨机中所使用的，还特别使用锻造材料或者耐磨性铸铁材料。在锻造材料的情况下，整个表面堆焊对于在操作期间保护材料而言是必不可少的。由于工艺工程的原因，轮廓被额外地焊接。相比之下，在由耐磨性铸铁材料制成的粉碎辊的情况下，整个表面堆焊不是必要的，从而仅仅是实施焊接轮廓。对于这些轮廓，通常使用高度耐磨的铁-铬-碳硬质合金。
在EP 0 916 407 B1中，用于粉碎辊的耐磨性铸铁材料设置有堆焊。在EP 0 563564 A2中，磨损保护层通过向白口铸铁辊护套表面施加由耐磨性堆焊材料制成的焊珠而形成。然而，当使用铁-铬-碳硬质合金时，一经硬质堆焊材料冷却就已经确认焊接材料中的裂纹。
发明内容
本发明的目的在于提供基本上无裂纹的铁-铬-碳硬质合金制成的磨损保护轮廓。
根据本发明，这个目的通过权利要求1的特征而实现。
一种用于粉碎研磨材料的装置，其具有设置有磨损保护轮廓的至少一个部件，所述磨损保护轮廓通过由具有大于55HRC的硬度的铁-铬-碳硬质合金制成的多重焊接体形成，其中，焊接体具有≤4、优选≤2.5、更优选≤1.5的几何长度-宽度比。
通常，焊接材料在固化时经历体积减小，其中，在焊接方向上的纵向收缩由焊接材料内的自支撑效果抵消，从而导致焊接材料内的拉伸应力。如果超过屈服点，这些拉伸应力借助于焊接材料在焊接方向上的常规变形而释放。如果，在所述过程中，拉伸应力超过焊接材料的拉伸强度，则这会导致垂直于焊接方向形成裂纹。如果几何长度-宽度比≤4，则焊接材料能够自由收缩而不抵消所述收缩，并且焊接材料内的应力的累积减小到不会出现形成裂纹的点。
本发明的进一步改进形成从属权利要求的主题。
焊接体优选以相对于彼此一定间隔实施，这特别地还可能导致重复图案。焊接体可以优选具有达15mm的高度、优选达10mm的高度并且最优选在3mm至7mm范围内的高度。焊接体可以采取焊缝或者优选点焊体的形式。在点焊体的情况下，已经证明直径在7mm至25mm的范围内、优选在10mm至20mm的范围内是有利的，并且高度在7mm至20mm的范围内是有利的。
除了铁和铬的碳化物以外，用于焊接体的填充材料还可以形成特殊的碳化物(诸如，铌、钒、钛)。而且，磨损保护轮廓优选实施到由以下材料形成的本体：
a.贝氏体球墨铸铁，其具有大约0.1％至2.5％的断裂伸长率、1000MPa至大约1800MPa的压缩强度以及42HRC至55HRC的硬度，或者
b.碳化物渗碳固化铸铁材料，其具有铁、铬、钼、钒和/或铌的碳化物，或者
c.锻造材料。
焊接的磨损保护轮廓实施到其的所述部件优选是用于磨机或粉碎机的圆筒、辊、圆锥、球或者粉碎爪。所述部件还可以是磨机的研磨轨道或者板节段。
附图说明
将在下文中参考以下描述和附图说明本发明的优点和改进，在附图中：
图1是辊压机的示意性图示，
图2是磨辊的示意性图示，
图3是磨损保护轮廓的从图2的细节X的放大示意性图示，
图4是沿着图2的线A-A的截面图，
图5是磨损保护轮廓的各种图案，
图6是以点焊体形式的磨损保护轮廓的示意性平面图，
图7是沿着图6的线B-B的截面图，以及
图8是用于磨损保护轮廓的焊接体的各种形式。
具体实施方式
如图1和图2所示的用于粉碎研磨材料的装置是具有两个磨辊1、2的辊压机，所述两个磨辊1、2被压靠彼此并且被反向旋转地驱动，并且所述辊压机能够例如采取如在水泥和矿产工业中使用的料床辊式磨机的形式。辊则通常具有1m至2m的直径。
磨辊1、2的周面设置有磨损保护轮廓3，其具有铁-铬-碳硬质合金(其具有大于55HRC(洛氏硬度)的硬度)的多重焊接体4。特别地，如图3和图4所示，在这个示例性实施方案中，焊接体采取短焊缝的形式，所述短焊缝具有大约3的长度L与宽度B的几何比。高度H至多为15mm并且优选在大约7至10mm的范围内。在图2所示的示例性实施方案中，焊接体4以重复图案实施，所述重复图案这种情况下形成人字形图案。然而，在本发明的范围内，其他图案和原理上不规则图案也是可以想到的。图5示出用于磨损保护轮廓的各种图案。
原理上，只要保持≤4的几何长度-宽度比，焊接体4可以采取任何形状。图6和图7示出优选实施方案，其中，焊接体采取点焊体41的形式。直径D优选在7mm至25mm的范围内、优选10mm至20mm的范围内，并且高度优选在7mm至20mm的范围内。
然而，除了图3至图6所示的焊接体形式以外，其他形式也是可以想到的，在图8中示出其他形式的一些示例。
磨损保护轮廓3应用到部分、特别是主体部分5，所述磨损保护轮廓3特别地可以由以下材料形成：
a.贝氏体球墨铸铁，其具有大约0.1％至2.5％的断裂伸长率、1000MPa至大约1800MPa的压缩强度以及42HRC至55HRC的硬度，或者
b.碳化物渗碳固化铸铁材料，其具有铁、铬、钼、钒和/或铌的碳化物，或者
c.锻造材料。
在这方面，可以想到的是，主体部分5首先通过一层或多层焊接体4在其整个表面区域上提供，并且，仅仅最外层采取如图5通过示例的方式所表示的图案的形式。如果主体部分5由铸造材料制成，在所述主体部分的整个表面区域上施加焊接层从而使得磨损保护图案能够直接焊接并不是绝对必要的。
磨损轮廓一方面用于保护相对软的主体部分5，并且另一方面也便于待被粉碎的材料的拉入。通过适当选择相邻的焊接体4之间的间隔As(见图3)的值，待被粉碎的材料可以粘附(stick)在焊接体之间并且因此形成自身的磨损保护。由于焊接体4自然地倾向于具有圆角轮廓，通常，焊接体的一部分将高出自身磨损保护层并且确保材料的拉入。
本发明所基于的实验已经表明，如果选择≤4、优选≤2.5、更优选≤1.5的长度L与宽度B的几何比，则由具有大于55HRC硬度的铁-铬-碳硬质合金制成的焊接体可以形成而没有裂纹。无裂纹形成还导致磨损保护轮廓的更长的使用寿命。
Claims (10)
1.一种用于粉碎研磨材料的装置，其具有至少一个部件，所述至少一个部件设置有焊接的磨损保护轮廓(3)，所述焊接的磨损保护轮廓(3)由具有大于55HRC的硬度的铁-铬-碳硬质合金的多重焊接体(4、41)形成，
其特征在于，焊接体(4、41)具有≤4的几何长度-宽度比，
其中所述磨损保护轮廓(3)应用到由以下材料制成的本体：
a.贝氏体球墨铸铁，其具有0.1％至2.5％的断裂伸长率、1000MPa至1800MPa的压缩强度以及42HRC至55HRC的硬度，或者
b.碳化物渗碳固化铸铁材料，其具有铁、铬、钼、钒和/或铌的碳化物，或者
c.锻造材料。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述焊接体(4、41)是无裂纹的。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述焊接体(4、41)以相对于彼此的间隔(As)实施。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述焊接体(4、41)具有达15mm的高度。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述焊接体(4、41)以重复图案实施。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，除了铁和铬的碳化物以外，用于所述焊接体(4、41)的填充材料还形成特殊的碳化物。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述焊接体(4、41)采取焊缝或者点焊体的形式。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述焊接体(41)采取具有7mm至25mm范围的直径和7mm至20mm范围的高度的点焊体的形式。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述焊接体(41)采取具有10mm至20mm范围的直径和7mm至20mm范围的高度的点焊体的形式。
10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述部件采取圆筒、辊、圆锥、球或者粉碎爪的形式，或者所述部件是磨机的研磨轨道或者板节段。
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