CN111263663B - 辊式破碎机的破碎辊和用于制造破碎辊的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种辊式破碎机的破碎辊,该破碎辊具有形成破碎辊的侧表面的多个破碎板(10)和附接至每个破碎板(10)的多个破碎工具(18),其中,至少一个破碎板(10)由金属基复合材料形成,该金属基复合材料具有由硬质金属和/或陶瓷制成的耐磨插入件(14)。本发明还涉及一种用于制造辊式破碎机的破碎辊的方法,其中,该破碎辊具有形成破碎辊的侧表面的多个破碎板,并且该方法包括以下步骤:将由硬质金属和/或陶瓷制成的耐磨插入件(14)定位在用于铸造破碎辊的破碎板(10)的铸模中;和由金属基材料铸造破碎板(10),使得耐磨插入件(14)至少部分地被金属基材料包围。

Description

辊式破碎机的破碎辊和用于制造破碎辊的方法
技术领域
本发明涉及一种具有多个破碎板的辊式破碎机的破碎辊和用于制造这种破碎辊的方法。
背景技术
破碎机、特别是辊式破碎机通常用于破碎比如石灰石、油页岩、泥灰、粘土、油砂或类似矿物材料的材料。本领域中已知的辊式破碎机包括两个破碎辊,这两个破碎辊彼此沿相反的方向转动并且在破碎辊之间形成破碎间隙。破碎辊通常由多个破碎板形成,多个破碎板沿周向彼此并排布置以形成破碎辊。破碎辊的破碎板具有比如撞击杆、锤子或破碎齿的破碎工具,这些破碎工具彼此之间均匀地间隔开。辊式破碎机的破碎工具和破碎辊的表面承受高度的磨损,并且因此必须定期更换。例如,从DE4123967A1中已知这种破碎工具。
为了抵抗对破碎工具和破碎板的表面的磨损,本领域中已知将硬质金属层(例如,碳化钨)钎焊或焊接到由例如相对软的钢形成的破碎工具或破碎板上。这种耐磨层一般具有最大6mm的厚度,应用较厚的层在技术上是不可能的。对施加到破碎工具或破碎板上的耐磨层的磨损涉及承受磨损的破碎工具或破碎板的相对软的钢,使得其磨损非常迅速,频繁导致辊式破碎机的损坏和故障。
发明内容
基于以上,本发明所解决的问题在于提供具有呈现低磨损的破碎板的破碎辊,其中,避免了破碎工具或破碎板的频繁更换。同时,所解决的问题在于提供可能的最简单且最具成本效益的可生产的破碎辊。
根据本发明,该问题通过具有以下特征的设备和具有以下的特征的方法来解决。
根据第一方面,用于破碎矿物材料的辊式破碎机的破碎辊包括形成破碎辊的侧表面的多个破碎板。多个破碎工具附接至每个破碎板。至少一个破碎板由金属基复合材料形成,该金属基复合材料具有由硬质金属制成和/或由陶瓷制成的耐磨插入件。
辊式破碎机优选包括两个破碎辊,这两个破碎辊沿相反的方向转动并且彼此并排布置。破碎辊之间形成研磨间隙,例如,比如石灰石、泥灰、粘土、油页岩或油砂的材料在该研磨间隙中进行破碎。每个破碎辊由多个破碎板形成,例如,多个破碎板各自为部分环形,并且沿周向彼此并排布置以形成破碎辊并彼此连接,使得破碎板形成破碎辊的表面。破碎板优选地围绕驱动轴布置并且紧固至驱动轴。多个破碎工具紧固至每个破碎板,并且这些破碎工具用于对材料进行破碎。
例如,破碎工具是撞击杆、破碎齿或挡板元件(比如锤式破碎机的锤子)。破碎工具特别地附接至辊式破碎机的破碎辊,其中,例如,破碎辊在其表面上具有多个凹部,破碎工具分别附接在凹部中。
例如,被破碎的材料是矿物破碎材料,例如油砂、煤和矿石(如铁矿石和镍矿石)或者水泥熟料。
例如,金属基复合材料应当理解为是指由比如钢的金属基材料制成的材料,其中的耐磨插入件由硬质金属和/或由陶瓷铸造。耐磨插入件特别地由比金属基材料更耐磨的材料形成。
破碎板优选地由金属基复合材料单件式地形成、特别是铸造。具有由硬质金属制成和/或由陶瓷制成的耐磨插入件的金属基复合材料提供了破碎板的高耐磨性的优点。此外,由金属基复合材料制造破碎板相对简单且成本有效,其中,耐磨插入件可以定位在破碎板的预期为最大磨损的区域中。
根据第一实施例,每个破碎板具有多个耐磨插入件。特别地,耐磨插入件同样地构造并且以如此方式彼此并排地布置,使得它们至少部分地形成破碎板的表面。耐磨插入件优选呈板状设计。板状的耐磨插入件特别易于制造,并且例如通过将多个不同尺寸的耐磨插入件彼此并排布置,几乎可以形成任何表面结构的破碎板。
根据另一实施例,破碎板通过铸造方法来制造。耐磨插入件优选地定位在用于铸造破碎板的铸模中。然后,用金属基材料填充铸模,该金属基材料至少部分地或完全地包围耐磨插入件。铸造破碎板为破碎板提供了特别简单的制造选项,允许其能够大量制造。
根据另一实施例,耐磨插入件包括碳化钨、陶瓷、碳化钛、碳化硼、碳化铌或碳化铬、或者这些材料的混合物。耐磨插入件优选地由前述材料的粉末和/或颗粒混合物制造,其中,加热(特别是用气体处理)并烘干混合物。特别地,例如在柔性模具中加热该混合物,该柔性模具对应于耐磨插入件的阴模。然后,将该混合物冷却并且加热至多孔结构。耐磨插入件单件式地形成,并且在执行上述制造过程之后,将其定位在用于制造破碎板的铸模中。例如,金属基材料是耐高温钢和/或硬度大约为150-400HB(布氏)的钢。耐高温钢应当理解为是指具有高铬镍含量的耐热钢,其具有高达650℃、特别是高达1000℃的耐温性。
根据另一实施例,耐磨插入件至少部分地铸造在金属基材料中。金属基材料优选地渗入耐磨插入件的多孔结构中并且包围所述耐磨插入件。耐磨插入件的厚度优选为10-200mm、特别是20-100mm、优选为30-50mm。
根据另一实施例,至少一个耐磨插入件为部分环形。这允许多个耐磨插入件彼此并排地周向布置,使得破碎板的表面至少部分地或完全地由耐磨插入件形成。
根据另一实施例,破碎辊具有用于容纳破碎工具的安装件,其中,安装件由金属基复合材料形成,该金属基复合材料具有由硬质金属制成和/或由陶瓷制成的耐磨插入件。安装件优选地与破碎板一体地形成。同样可以想到的是,将安装件粘接、焊接、钎焊或螺纹连接至破碎板。耐磨插入件优选地附接至安装件的表面。特别地,耐磨插入件在破碎辊的径向方向上布置在安装件的面向外部的侧面上。在辊式破碎机的运行期间,由于被破碎的材料的撞击,安装件的表面同样承受高度的磨损。由金属基复合材料形成安装件允许改善磨损保护,特别是在安装件的表面的承受严重磨损的那些区域处。
根据另一实施例,破碎工具由金属基复合材料形成,该金属基复合材料具有由硬质金属制成和/或由陶瓷制成的耐磨插入件。破碎工具优选地单件式地形成并且通过铸造方法来制造。同样可以想到的是,破碎工具具有两个部段,例如紧固部段和附接至其上的磨损部段,其中,磨损部段至少由金属基复合材料形成。磨损部段形成破碎工具的径向外部区域,其中,至少末端包围磨损插入件。
本发明还包括用于制造辊式破碎机的破碎辊的方法,其中,破碎辊具有形成破碎辊的侧表面的多个破碎板,并且该方法包括以下步骤:
-将由硬质金属和/或陶瓷制成的耐磨插入件定位在用于铸造破碎辊的破碎板的铸模中,和
-由金属基材料铸造破碎板,使得耐磨插入件至少部分地被破碎板的金属基材料包围。
根据实施例,耐磨插入件在定位在铸模中之前借助于加热由硬质金属和/或陶瓷的粉末和/或颗粒混合物制造。然后,冷却的耐磨插入件特别地紧固至铸模中并且被金属基材料包围。
附图说明
以下参照附图借助于实施例来更详细地解释本发明。
图1示出了根据示例性实施例的具有两个破碎辊的辊式破碎机。
图2以立体图示出了根据示例性实施例的具有多个破碎工具的破碎板的示意图。
图3以剖视图示出了根据图1的破碎板的示意图。
图4以立体图示出了根据示例性实施例的破碎工具的示意图。
具体实施方式
图1示出了辊式破碎机11,该辊式破碎机具有彼此并排布置的两个破碎辊1,其中,破碎辊1之间存在破碎间隙26,材料在该破碎间隙中进行破碎。破碎辊1各自包括多个破碎板10,这些破碎板形成破碎辊1的表面并且沿周向彼此并排布置。举例来说,每个破碎辊1具有六个破碎板10。破碎板10在其表面上各自具有多个破碎工具12,这些破碎工具12沿周向布置在相应的破碎辊1上并且相对于彼此均匀地间隔开。多个安装件16布置(特别是焊接、螺纹连接或者与破碎板10一体地形成)在破碎板10的表面上,其中,破碎工具18紧固至每个安装件16。每个安装件16具有凹部,破碎工具18分别紧固在凹部中。安装件16中的凹部特别地以如此方式布置,使得破碎工具12相对于破碎辊1的径向以大约30-60°、优选地45°的角度定向。在辊式破碎机11的运行期间,破碎辊1沿箭头方向彼此相反地转动。被破碎的材料从上方输送至破碎间隙26中并且在所述破碎间隙26中进行破碎。
图2示出了具有多个破碎工具18的破碎板10。举例来说,破碎板10为部分环形并且包括八个破碎工具18,这些破碎工具以彼此偏置的方式附接至破碎板10的表面。例如,两个破碎工具18分别在破碎辊的周向方向上彼此并排地布置,使得在周向方向上伸展并且各自包括两个破碎工具的四排沿轴向彼此前后布置。破碎工具18分别借助于安装件16紧固至破碎板10。例如,安装件16与破碎板10一体地形成或以物质-物质结合的方式(特别是焊接)连接至所述破碎板10。破碎板10的圆周在安装件16的宽度上得到加强,使得破碎辊的直径增大。因此,破碎板10在轴向方向上具有阶梯状的轮廓,各个阶梯在周向方向上延伸。
破碎板10由金属基复合材料形成并且包括耐磨插入件14和金属基体12。耐磨插入件14优选地至少部分地嵌入金属基体12中。例如,图2中的破碎板10包括多个部分环形的耐磨插入件14。耐磨插入件具有例如10-200mm、特别是20-100mm、优选地30-50mm的厚度,为条形并且在轴向方向上彼此并排布置。例如,图2中的破碎板10具有十个耐磨插入件14,这些耐磨插入件各自呈现相同的宽度和厚度,其中,例如,宽度对应于阶梯的宽度、特别是对应于安装件16的宽度。同样可以想到的是,破碎板仅具有一个耐磨插入件,该耐磨插入件在破碎板的表面上延伸。破碎板10的整个表面优选地被至少一个或多个耐磨插入件14覆盖。
例如,耐磨插入件14各自单件式地形成,并且包括硬质金属(比如碳化钨、碳化钛、碳化硼或碳化铬)或陶瓷或这些材料的组合,并且具有多孔或蜂窝结构。耐磨插入件优选地由前述材料的粉末和/或颗粒混合物制造,其中,加热(特别是用气体处理)并且烘干该混合物。特别地,例如,在柔性模具中加热该混合物,该柔性模具对应于耐磨插入件的阴模。然后,该混合物冷却并且硬化为具有多孔结构的高耐磨体。例如,金属基材料是耐高温钢和/或硬度大约为150-400HB(布氏)的钢。耐高温钢应当理解为是指具有高铬镍含量的耐热钢,其具有高达650℃、特别是高达1000℃的耐温性。例如,这种钢是奥氏体铬镍钢,比如GX25CrNiSi18-9、GX40CrNiSi25-12、GX40NiCrSiNb35-26。例如,高达600℃的耐高温钢是根据DIN EN 10213的钢。例如,高达1200℃的耐高温钢是根据DIN EN 10295的钢。
耐磨插入件14至少部分地或者完全地被金属基材料12包围。破碎板10具有上部的、径向向外面向的区域并且具有径向向内面向的区域,该径向向外面向的区域包围嵌入金属基材料12中的耐磨插入件14,该径向向内面向的区域仅包括金属基材料12。
在破碎板的制造期间,将由陶瓷或硬质金属(比如碳化钨、碳化钛、碳化硼、碳化铌或碳化铬)或这些材料的混合物制成的耐磨插入件14定位(例如紧固)在用于铸造耐磨单元14的铸模中。例如,耐磨插入件14呈板状,并且定位在破碎板10的上侧上。然后,由金属基材料铸造破碎板10,使得耐磨插入件14至少部分地被铸造材料(即被金属基材料12)包围,其中,例如,铸造材料渗入耐磨插入件14的多孔结构。特别地,耐磨插入件14完全被铸造材料包围。
破碎工具18相对于破碎辊的径向以大约30-60°、优选地45°的角度定向,并且各自容纳在安装件16中。例如,安装件16同样具有至少一个耐磨插入件14,并且也由金属基复合材料形成。耐磨插入件14布置在安装件16的后侧、特别是安装件16的径向向外面向的表面上。安装件16的面向破碎板10的方向的区域仅由金属基材料12形成,其中,安装件16的径向向外指向的区域由金属基复合材料形成并且包围耐磨插入件14。
图3示出了图2中的破碎板10的剖视图。图3示出了破碎板10的表面上的各自抵靠安装件16的两个耐磨插入件14。安装件16与破碎板一体地形成并且具有孔20,孔20相对于破碎辊的径向以大约30-60°、优选地45°的角度延伸。破碎工具18布置在安装件16的面向破碎辊的转动方向的侧表面上。破碎工具优选具有紧固部段22和磨损部段24,紧固部段连接至安装件16,磨损部段从安装件16突出并且与被破碎的材料接触。紧固部段22具有轴,该轴紧固(例如螺纹连接)在安装件16的孔20中。例如,磨损区域24基本呈齿形设计,并且与紧固区域一体地形成或者以物质-物质结合的方式(特别是焊接)连接至该紧固区域。破碎工具18优选地由金属基复合材料形成,其中,耐磨插入件14布置在表面上、特别是破碎工具18的末端处,并且破碎齿由金属基材料铸造而成。特别地,仅破碎工具18的磨损部段24由金属基复合材料形成,其中,一个或多个耐磨插入件布置在磨损部段24的面向转动方向的表面上并且至少部分地被金属基材料包围。例如,磨损部段24和紧固部段22彼此螺纹连接或者以物质-物质结合的方式(例如,通过焊接)彼此连接。
图4示出了用于附接至破碎辊的破碎板10的破碎工具18。破碎工具18包括彼此连接并形成破碎工具18的紧固部段22和磨损部段24。紧固部段22可以紧固至辊式破碎机的破碎辊并且具有轴。紧固部段22的轴形成破碎工具18的端部并且例如紧固在破碎板10的表面中或者紧固至附接到破碎板10的安装件16。根据图2,轴优选地完全布置在破碎板的表面中或者附接至破碎板10的安装件16中。例如,轴具有多个直径,这些直径用于将轴紧固至破碎板的表面中的孔20中。同样可以想到的是,轴具有螺纹,以紧固在孔20中或者破碎板10的表面上的安装件16中。例如,轴可以具有恒定的直径并且借助于物质-物质结合连接(比如焊接、粘合或钎焊)紧固至破碎板或安装件16。例如,磨损部段24和紧固部段22经由物质-物质结合连接(比如钎焊、焊接或粘合)彼此连接。
磨损部段24优选地至少部分地或完全地从破碎板10的表面或安装件16突出,并且通过与被破碎的材料接触而承受磨损。紧固部段22可以与磨损部段24一体地构造,或者可以是与磨损部段24相比由更易延展的钢形成的单独的部件。例如,使用硬度为90-500HB(布氏)、优选地120-350HB、特别是150-200HB并且优选地延性屈服为大约18-26%的钢。
磨损部段16基本呈齿形设计。也可以想到截锥形、半球形或抛物面形形状。磨损部段24的向外指向的末端(例如,磨损部段24的大约一半)由金属基复合材料制成。耐磨插入件14至少部分地形成表面(特别是破碎工具18的末端),并且呈齿形设计。金属基复合材料和耐磨插入件14涉及已经参照图2和图3所述的材料。
附图标记表
1 破碎辊
10 破碎板
11 辊式破碎机
12 金属基体
14 耐磨插入件
16 安装件
18 破碎工具
20 孔
22 紧固部段
24 磨损部段
26 破碎间隙。

Claims (12)

1.一种辊式破碎机(11)的破碎辊(1),所述破碎辊具有:
多个破碎板(10),其形成所述破碎辊(1)的侧表面;和
多个破碎工具(18),其附接至所述破碎板(10),
其特征在于,至少一个破碎板(10)由金属基复合材料形成,所述金属基复合材料具有金属基材料和由硬质金属制成和/或由陶瓷制成的耐磨插入件(14)。
2.根据权利要求1所述的破碎辊(1),其中,每个破碎板(10)具有多个耐磨插入件(14)。
3.根据权利要求1或2所述的破碎辊(1),其中,所述破碎板(10)通过铸造方法来制造。
4.根据权利要求1或2所述的破碎辊(1),其中,所述耐磨插入件(14)包括碳化钨、陶瓷、碳化钛、碳化硼、碳化铌或碳化铬、或者这些材料的混合物。
5.根据权利要求1或2所述的破碎辊(1),其中,所述耐磨插入件(14)至少部分地铸造在所述金属基材料中。
6.根据权利要求1或2所述的破碎辊(1),其中,所述耐磨插入件(14)为部分环形。
7.根据权利要求1或2所述的破碎辊(1),其中,所述耐磨插入件(14)至少部分地形成所述破碎板(10)的表面。
8.根据权利要求1或2所述的破碎辊(1),其中,所述破碎辊具有用于容纳破碎工具(18)的安装件(16),并且其中,所述安装件(16)由金属基复合材料形成,所述金属基复合材料具有由硬质金属制成和/或由陶瓷制成的耐磨插入件(14)。
9.根据权利要求1或2所述的破碎辊(1),其中,所述耐磨插入件(14)具有多孔结构。
10.根据权利要求1或2所述的破碎辊(1),其中,所述破碎工具(18)由金属基复合材料形成,所述金属基复合材料具有由硬质金属制成和/或由陶瓷制成的耐磨插入件(14)。
11.一种用于制造辊式破碎机(11)的破碎辊(1)的方法,其中,所述破碎辊(1)具有形成所述破碎辊(1)的侧表面的多个破碎板(10),
并且所述方法包括以下步骤:
-将由硬质金属和/或陶瓷制成的耐磨插入件(14)定位在用于铸造所述破碎辊(1)的破碎板(10)的铸模中;
-由金属基材料铸造所述破碎板(10),使得所述耐磨插入件(14)至少部分地被所述金属基材料包围;和
-将多个破碎工具(18)紧固至所述破碎板(10)。
12.根据权利要求11所述的方法,其中,所述耐磨插入件(14)在定位在所述铸模中之前借助于加热由硬质金属和/或陶瓷的粉末和/或颗粒混合物来制造。
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