DD285931A5

DD285931A5 - Verschleissfeste panzerung und verfahren zum aufbringen

Info

Publication number: DD285931A5
Application number: DD33513089A
Authority: DD
Inventors: Bernd Hensell
Original assignee: Kloeckner-Humboldt-Deutz Aktiengesellschaft,De
Priority date: 1988-12-02
Filing date: 1989-12-01
Publication date: 1991-01-10
Also published as: WO1990006178A1; DE3840696A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine verschleiszfeste Panzerung der Walzenstirnseiten von Walzenpressen und auf das Verfahren zum Aufbringen derselben. Um fuer die Walzen von Walzenmaschinen, insbesondere von Hochdruck-Walzenpressen im walzenstirnseitigen Randbereich eine verschleiszfeste Panzerung zu schaffen, die ein hohes Standzeitvermoegen aufweist, in wirtschaftlicher Weise auf den Walzengrundkoerper aufbringbar ist und von Anfang an glatt ist, ohne aufwendige Abschleifarbeiten vornehmen zu muessen, wird erfindungsgemaesz vorgeschlagen, dasz in den Walzengrundkoerper je eine ganz in der Naehe der Walzenstirnseiten gelegene Ringnut 13 von der zylindrischen Walzenoberflaeche her eingearbeitet wird, dasz in die Ringnut metallische Pufferwerkstofflagen 18 und dann Panzerwerkstofflagen 19 eingeschweiszt werden, und dasz dann die Walzenstirnseiten 11 in ihrem Randbereich spanabhebend abgedreht werden, und zwar so weit bis kurz vor Erreichen der Ringnut, dasz eine aus dem Walzengrundwerkstoff bestehende duenne aeuszere Begrenzungswand 16 der Ringnut 13 mit einer Dicke g von etwa kleiner 2 mm stehenbleibt. Fig. 2{Walzenpressen; Walzenstirnseiten; verschleiszfeste Panzerung; Auftragsverfahren; Standzeit; Ringnut; aufgeschweiszte Pufferwerkstofflagen; aufgeschweiszte Panzerwerkstofflagen; Begrenzungswand}

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine verschleißfeste Panzerung der Walzenstirnseiten von Walzenpressen und auf das Verfahren zum Aufbringen dieser Panzerung.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

bei Walzenbrechern und Walzenmühlen wird sprödes Mahlgut in den Walzenspalt eingezogen und dort einer Druckzerkleinerung unterworfen. Bekannt ist auch die sogenannte Gutbettzerkleinerung im Walzenspalt einer Hochdruck-Walzenpresse, bei der die einzelnen Partikel des durch Reibung in den Walzenspalt eingezogenen Mahlgutes In einem Gutbett, d.h. in einer zwischen den beiden WaIzenoberflachen zusammengedrückten Materialschüttung bei Anwendung eines extrem hohen Druckes gegenseitig zerquetsch: werden (EP-PS 0084383). Es veisteht sich, daß dabei die Walzenoberflächen einer außerordentlich hohen Beanspruchung und Verachleißgefahr ausgesetzt sind, und zwar nicht nur die zylindrischen Walzenoberflächen, sondern auch die Stirnseiten-Peripheriebereiche der Weizen, weil zur seitlichen Begrenzung des Walzenspaltes zur Verhinderung des seitlichen Austretens des Mahlgutes Stirnblech 3 angeordnet sind, welche die S'.irnseiten-Randbereiche der Walzen abdecken. Man hat daher bishor nicht nur die zylindrische Oberfläche der Walze durch aufgeschweißte metallische Schichten gepanzert, sondern auch die Stirnseiten-Randbereiche der Walze, indem in die beiden Stirnkanten des Walzengrundkörpers je eine radial nach außen und zur Stirnseite hin offene Ringnut spanabhebend gedreht worden ist, die dann mit metallischen verschleißfesten Schweißlagen ausgefüllt worden ist. Die Oberfläche der walzenstirnseitig aufgeschweißten Panzerschicht, die zunächst uneben ist, muß aber zum Zweck des Zusammenwirkens mit den den Walzenspalt seitlich begrenzenden Stirnblechen glatt sein, was durch zeit- und kostenaufwendiges Abschleifen der Panzerschichtoberfläche ermöglicht worden ist.

Ziel der Erfindung

Es ist Ziel der Erfindung, den Zeit- und Kostenaufwand für die spanabhebende Bearbeitung der Panzerschichtoberfläche weiter zu senken.

Darlegung de« Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für die Walzen von Walzenmaschinen, insbesondere von Hochdruck- Walzenpressen im walzenstirnseitigen Randbereich eine verschleißfeste Panzerung zu schaffen, die von Anfang an glatt ist, ein hohes Standzeitvermögen aufweis*, und in wirtschaftlicher Weise auf den Walzengrundkörper aufbringbar ist. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in den Walzengrundkörper im Bereich dor Walzenstirnseite eine von der zylindrischen Walzenoberfläche her eingearbeitete Ringnut vorgesehen und diese Ringnut durch eingeschweißte metallische Pufferwerkstofflagen und/oder Panzerwerkstofflagen ausgeführt ist.

Die erfindungsgemäße verschleißfeste Panzerung wird wie folgt auf die Stirnseiten-Randbereiche einer Walze aufgebracht. Zunächst wird, wie bereits dargelegt, in den Walzengrundkörper je eine ganz in der Nähe jeweils einer Walzenstirnseite gelegene Ringnut von der zylindrischen Walzenoberfläche her eingearbeitet, z. B. spanabhr.oend eingedreht. Es wäre auch denkbar, daß die Ringnut im Gußverfahron von Anfang an in den Walzengrundkörper eingeformt ist.

Die äußere der Walzenstirnseite zugewandte Begrenzungswandung der Ringnut liegt in einer Ebene senkrecht zur Walzendrehachse, während die andere (innere) Ringnutbegrenzungswandung, im Axiallängsschnitt gesehen mit Vorteil die Ringnut V-förmig nach außen erweiternd schräg angeordnet ist. Auf die schräge Ringnutbegrenzungswandung werden metallische Pufferwerkstoff-Schweißlagen aufgebracht. Sodann wird der restliche freie Querschnitt der Ringnut durch eingeschweißte metallische Panzerwerkstofflagen ausgefüllt, und zwar mit Vorteil bis zu einer der nachfolgenden Panzerung der zylindrischen Oberfläche des Walzengrundkörpors in etwa entsprechenden Höhe. Abschließend werden dann die Walzenstirnseiten in ihrem Randbereich spanabhebend abgedreht, und zwar so weit bis kurz vor Erreichen der Ringnut, daß eine aus dem Walzengrundwerkstoff bestehende dünne äußere Begrenzungswand der Ringnut mit einer Dicke von etwa kleiner 2 mm stehen bleibt.

Beim Betrieb der gepanzerten Walze z.B. in einer Hochdruck-Walzenpresse zur Gutbettzerkleinerung spröden Mahlgutes wird dann diese stehengebliebene, aus dem Walzengrundwerkstoff bestehende dünne äußere glatte Begrenzungswand der Ringnut von den den Walzenspalt seitlich begrenzenden Stirnblechen verhältnismäßig schnell abgerieben, bis walzenstirnseitig die harte verschleißfeste Panzerung selbst zum Vorschein kommt, und zwar von Anfang an mit einer ganz glatten Oberfläche, ohne daß es dazu einer unwirtschaftlichen, kostenaufwendigen Schleifarbeit bedürft hätte. Mit Vorteil nehmen bei der erfindungsgemäßen stirnseitigen Walzenpanzerung Härte und Festigkeit der Werkstoffschweißlagen mit zunehmendem Abstand von außen nach innen einigermaßen gleichmäßig bis auf die Härte und Festigkeit des Walzengrundwerkstoffes ab. Damit werden Härtesprünge innerhalb der Walzenpanzerung vermieden. Infolge des einigermaßen stufenlosen gleichmäßig ansteigenden bzw. abfallenden Verlaufes von Härte und Festigkeit durch die in die Ringnut eingeschweißten Werkstofflagen kommen Risse, sofern sie in der verschleißfesten besonders harten Außenschicht der Panzerung auftreten sollten, zum Stillstand und setzen sich nicht bis in den Walzengrundwerkstoff fort, so daß das Standzeitvermögen der erfindungsgemäßen verschleißfesten Walzenpanzerung auch bei einer dynamischen Druckschwellbeanspruchung vergleichsweise hoch ist.

Ausführungsbeispiele

Die Erfindung und deren weitere Merkmale und Vorteile werden anhand des in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1: die Ansicht des Grundkörpers einer Walze einer Hochdruck-Walzenpresse zur Gutbettzerkltinerung körnigen Gutes,

bevor die erfindungsgemäße verschleißfeste Panzerung aufgebracht ist, und Fig. 2: ausschnittsweise vergrößert im Schnitt die Einzelheit Il der Fig. 1 während des Aufbaues der erfindungsgemäßen verschleißfesten Panzerung.

Zum Aufbringen der erfindungsgemäßen verschleißfesten Walzenpanzerung wird nach Fig. 1 in den Walzengrundkörper (10) zunächst je eine ganz in der Nähe der Walzenstirnseiten (11) bzw. (12) gelegene Ringnut (13) bzw. (14) von der zylindrischen Walzenoberfläche (15) her spanabhebend eingedreht. In Fig. 2 ist die Ringnut (13) vergrößert zu sehen. Die äußere der Walzenstirnseite (11) zugewandte Begrenzungswandung (16) der Ringnut (13) liegt in einer Ebene senkrecht zur Walzendrehachse, während die andere (innere) Ringnutbegrenzungswandung (17) im Axiallängsschnitt gesehen die Ringnut V-förmig nach außen erweiternd schräg angeordnet ist, mit einem Winkel (α) zur Vertikalebene von z. B. etwa 20°. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 beträgt der Abstand (a) der vertikalen Ringnutbegrenzungswandung (16) von der Walzenstirnseite (11) z.B. 7mm, die Tiefe (b) der Ringnut (13) beträgt z.B. 28mm und die Breite (c) des Nutgrundes beträgt z.B. 8mm.

Zunächst werden auf die inneie^chräg angeordnete degrenzungswandung (17) der Ringnut (13) metallische Puffet werkstofflagen (18 a) aufgeschweißt und anschließend wird auf den benachbarten Bereich der zylindrischen Oberfläche (15) des Walzengrundkörpers ein ringförmiger Wulst von Pufferwerkstofflagen (18b) aufgeschweißt, und zwar bis zu einer Höhe (d) von der Walzenoberfläche aus gemessen von z. B. 7 mm. Der Pufferwerkstofl besteht aus einem unlegierten oder Cr, Mo-legierten ferritischen Werkstoff. Dann wird der übrige Querschnittsraum der Ringnut (13) durch eingeschweißte Panzerwerkstofflagen (19) ausgefüllt, und zwar über die zylindrische Walzenoberfläche (15) hinaus bis auf eine Höhe (e) von z. B. 11 mm. Der Panierwerkstoff (19) besteht aus einer Legierung unter Verwendung von Sonderkarbid- und Nitridbildnern, welche die Ausbildung besonders feiner Karbide und eine gleichmäßige Verteilung der Karbide begünstigen, wodurch die Verschleißeigenschaften der erfindungsgomäßen Walzenpanzerung besonders günstig beeinflußt werden. Der eine Härte von mehr als 52 HRC (Härteprüfung nach Rockwell C) aufweisende Legierungswerkstoff der Panzerwerkstofflagen (19) kann folgende Zusammensetzung in Gow.-% aufweisen:

C	1,0 bis 2,5
Si	1,7 bis 2,7
Mn	0,7 bis 0,9
Cr	5.0 bis 7,0
Mo	0,8 bis 1,6
N	max. 0,1
Al	max. 0,5
Ti	0,0 bis 8,0
V	0,0 bis 6,0
Nb	0,0 bis 10,0
Rest	Eisen

Dann wird die Walzenstirnseite (11) bzw. genauso auch die gegenüberliegende Walzenstirnseite in ihrem Randbereich von der Walzenoberfläche (15) ausgehend radial nach innen bis zu einer Tiefe (f) von z. B. 35mm auf einer Drehbank spanabhebend abgedreht, und zwar so weit bis kurz vor Erreichen der Ringnut (13), daß eine aus dem Walzengrundwerkstoff bestehende dünne äußere Begrenzungswand der Ringnut (13) mit einer Dicke (g) von z. B. 1 mm stehen bleibt. Das spanabhebend abzudrehende Werkstoffmaterial (20) des Walzengrundkörpers ist durch Linksschraffur angezeigt. Nach der Inbetriebnahme der Walzenpresse ist dann die stehengebliebene z. B. 1 mm dicke stirnseitig äußere Begrenzungswand der Ringnut (13) durch die den Walzenspalt seitlich begrenzenden, die Walzenperipherie abdeckenden, in der Zeichnung nicht dargestellten Stirnbleche verhältnismäßig schnell abgenutzt, Ms die walzenstirnseitige Walzenpanzerung selbst erscheint, die dann völlig glatt ist und im Zusammenwirken mit den Stirnblechen mit einem hohen Standzeitvermögen für eine gute Abdichtung der seitlichen Begrenzungen des Walzenspaltes sorgt.

Es versteht sich, daß der übrige Bereich der zylindrischen Oberfläche (15) des Walzengrundkörpers bis zur Höhe (d) mit aufgeschweißten Werkstofflagen und darauf aufgebaut bis zur Höhe β mit aufgeschweißten Panzerwerkstofflagen im Bereich zwischen dem rechten aufgeschweißten Ringwulst (18b) und einem entsprechenden linken Ringwulst an der anderen Walzenstirnseite beschichtet wird. Dabei können die Pufferwerkstoff lagen z. B. durch Unterpulver-Bandauftragsschweißung und die Panzerwerkstofflagen durch Füllbandauftragsschweißung aufgebracht werden. Beim Füllbandauftragsschweißen sind die Legierungsbestandteile in Pulverform in ein aus Reineisen bestehendes flaches Hohlband gefüllt und die eigentliche Legierung selbst entsteht erst beim Schweißprozeß. Durch die Füllbandauftragsschweißung worden eine gleichmäßige Verteilung der Panzerwerkstofflegierung und ein gleichmäßiger Beschichtungsaufbau erreicht.

Claims

1. Verschleißfeste Panzerung der Stirnseiten-Randbereiche von Walzen für Walzenmaschine^ insbesondere für Hochdruck-Walzenpressen zur Druckzerkleinerung körnigen Gutes, gekennzeichnet durch eine in den Walzengrundkörper (10) von der zylindrischen Walzenoberfläche (15) her eingearbeitete, ganz in· der Nähe der Walzenstirnseite (11) bzw. (12) angeordnete Ringnut (13) bzw. (14), die durch eingeschweißte metallische Pufferwerkstofflagen/ Panzerwerkstofflagon ausgefüllt ist.

2. Walzenpanzerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die äußere der Walzenstirnseite (11) zugewandte Begrenzungswandung (16) der Ringnut (13) in einer Ebene senkrecht zur Walzendrehachse liegt, während die andere (innere) Ringnutbegrenzungswandung (17) im Axiallängsschnitt gesehen die Ringnut V-förmig nach außen erweiternd schräg angeordnet ist.

3. Walzenpanzerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Begrenzungswandung (16) der Ringnut (13) vor der Inbetriebnahme der Zweiwalzenmaschine nur eine Dicke von etwa kleiner 2 mm aufweist, die beim Betrieb der Maschine von der Walzenstirnseite (11) her bis zur verschleißfesten Panzerung verschleißt.

4. Walzenpanzerung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der inneren Begrenzungswandung (17) der Ringnut (13) metallische Pufferwerkstofflagen (18a) aufgeschweißt sind und daß der übrige Querschnittsraum der Ringnut (13) durch eingeschweißte Panzerwerkstofflagen (19) ausgefüllt ist.

5. Walzenpanzerung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Pufferwerkstoff (18a, 18b) aus einem unlegierten oder Cr, Mo-legierten ferritischen Werkstoff und der Panzerwerkstoff (19) aus einer Legierung unter Verwendung von Sonderkarbid- und Nitridbildnern bestehen.

6. Verfahren zum Aufbringen der Walzenpanzerung, dadurch gekennzeichnet, daß in den Walzengrundkörper (10) je eine ganz in der Nähe der Walzenstirnseiten (11,12) gelegene Ringnut (13,14) von der zylindrischen Walzenoberfläche her eingearbeitet wird, daß in die Ringnut metallische Pufferwerkstofflagen (18a, 18b) und dann Panzerwerkstofflagen (19) eingeschweißt werden bis zu einer der Panzerung der zylindrischen Oberfläche (15) des Walzengrundkörpers in etwa entsprechenden Höhe, und daß dann die Walzenstirnseiten (11) in ihrem Randbereich spanabhebend abgedreht werden, und zwar so weit bis kurz vor Erreichen der Ringnut, daß eine aus dem Walzengrundwerkstoff bestehende dünne äußere Begrenzungswand (16)der Ringnut (13) mit einer Dicke (g) von etwa kleiner 2 mm stehen bleibt.