DD285931A5

DD285931A5 - WEAR-RESISTANT PANZERUNG AND METHOD FOR APPLYING

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: DE3840696A1; WO1990006178A1

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}The invention relates to a wear-resistant armor of the roll end faces of roll presses and to the method for applying the same. In order to provide for the rolls of rolling machines, especially high-pressure roller presses in the roll front edge region a verschleiszfeste armor, which has a long service life, can be applied to the roll base in an economical manner and is smooth from the beginning, without having to make costly Abschleifarbeiten According to the invention, an annular groove 13 located very close to the roller end faces is incorporated in the roller base body from the cylindrical roller surface, into which metallic buffer material layers 18 and then armor material layers 19 are stitched into the annular groove, and then the roller end faces 11 are machined in their edge region be turned off, and so far until just before reaching the annular groove, daz a consisting of the roll base material aeuszere boundary wall 16 of the annular groove 13 with a thickness g of about less than 2 mm stops. Fig. 2 {roller presses; Shell end sides; wear-resistant armor; Application process; Life; ring groove; welded buffer material layers; pinned armor material layers; Boundary wall}

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf eine verschleißfeste Panzerung der Walzenstirnseiten von Walzenpressen und auf das Verfahren zum Aufbringen dieser Panzerung.The invention relates to a wear-resistant armor of the roller end faces of roller presses and to the method for applying this armor.

Characteristic of the known state of the art

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.In roll crushers and roll mills, brittle material to be ground is drawn into the nip and subjected to pressure reduction there. Known is also the so-called Gutbettzerkleinerung in the nip of a high-pressure roller press, in which the individual particles of the drawn by friction in the nip grinding material in a Gutbett, i. in a compressed between the two WaIzenoberflachen crushed material using an extremely high pressure each other: (EP-PS 0084383). It is true that the roll surfaces are exposed to extremely high stress and risk of distortion, not only the cylindrical roll surfaces, but also the face peripheral portions of the wheat, because face sheet 3 is arranged for lateral confinement of the roll gap to prevent the grain from leaking sideways are, which cover the S'.front side edge areas of the rollers. It has therefore bishor not only the cylindrical surface of the roller armored by welded metallic layers, but also the end-side edge regions of the roller by in the two end edges of the roller body each has a radially outwardly and open towards the end annular groove is machined, the then filled with metallic wear-resistant welds. The surface of the shell side welded-on armor layer, which is initially uneven, but must be smooth for the purpose of interacting with the nip laterally delimiting front plates, which has been made possible by time-consuming and costly grinding of the armor layer surface.

Object of the invention

Es ist Ziel der Erfindung, den Zeit- und Kostenaufwand für die spanabhebende Bearbeitung der Panzerschichtoberfläche weiter zu senken.It is an object of the invention to further reduce the time and cost of machining the armor layer surface.

Darlegung de« Wesens der ErfindungPresentation of the essence of the invention

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.The invention has for its object to provide a wear-resistant armor for the rolls of rolling machines, especially high-pressure roller presses in the roll front side edge region, which is smooth from the beginning, * have a long service life, and can be applied to the roll main body in an economical manner. According to the invention the object is achieved in that provided in the roll main body in the region dor roller end side of the cylindrical roller surface ago incorporated annular groove and this annular groove is executed by welded metallic buffer material layers and / or armor material layers.

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.The wear-resistant armor according to the invention is applied to the end-side edge regions of a roller as follows. First, as already explained, each incorporated in the roll main body ever close to each of a roll end face located annular groove of the cylindrical roll surface ago, z. B. spanabhr.oend screwed. It would also be conceivable that the annular groove is molded in Gußverfahron from the beginning in the roll body.

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.The outer facing the roll end side boundary wall of the annular groove lies in a plane perpendicular to the roll axis, while the other (inner) Ringnutbegrenzungswandung, seen in Axiallängsschnitt advantageously the annular groove V-shaped extending outwardly obliquely. On the oblique Ringnutbegrenzungswandung metallic buffer material welding layers are applied. Then, the remaining free cross section of the annular groove is filled by welded metallic armor material layers, and with advantage up to one of the subsequent armor of the cylindrical surface of the Walzengrundkörpors in about corresponding height. Finally, the roller end faces are then turned off in their edge region, namely until shortly before reaching the annular groove, that a consisting of the roll base material thin outer boundary wall of the annular groove with a thickness of about less than 2 mm stops.

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.In operation of the armored roller e.g. in a high-pressure roller press for comminuted comminuted brittle material then this stalled, consisting of the roll base material thin outer smooth boundary wall of the annular groove of the nip laterally limiting front plates relatively quickly abraded until Walzenstirnseitig the hard wear-resistant armor itself comes to light, from the beginning with a very smooth surface, without the need for an uneconomical, costly sanding work. With the face-side roll armoring according to the invention, the hardness and strength of the material welding layers advantageously increase with increasing distance from the outside to the inside to a fairly uniform extent down to the hardness and strength of the roll base material. This prevents hardness jumps within the roll armor. As a result of the somewhat stepless, evenly rising or falling course of hardness and strength through the material layers welded into the annular groove, cracks, if they should occur in the wear-resistant, particularly hard outer layer of the armor, come to a standstill and do not continue into the roll base material that the service life of the wear-resistant roller armor according to the invention is comparatively high even with a dynamic pressure threshold stress.

embodiments

Die Erfindung und deren weitere Merkmale und Vorteile werden anhand des in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigtThe invention and its further features and advantages will be explained in more detail with reference to the embodiment shown schematically in the figures. It shows

Fig. 1: die Ansicht des Grundkörpers einer Walze einer Hochdruck-Walzenpresse zur Gutbettzerkltinerung körnigen Gutes,1: the view of the main body of a roll of a high-pressure roller press for Gutbettzerkltinerung granular good,

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.before the wear-resistant armor according to the invention is applied, and Fig. 2: fragmentary enlarged in section the detail II of Fig. 1 during the construction of the wear-resistant armor according to the invention.

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.In order to apply the wear-resistant roller armor according to the invention, an annular groove (13) or (14) located in the vicinity of the roller end faces (11) or (12), respectively, of the cylindrical roller surface (15) is initially located in the roller base body (10) ) screwed in here. In Fig. 2, the annular groove (13) can be seen enlarged. The outer of the roll end face (11) facing the boundary wall (16) of the annular groove (13) lies in a plane perpendicular to the roll axis, while the other (inner) Ringnutbegrenzungswandung (17) seen in Axiallängsschnitt the annular groove V-shaped extending outwardly obliquely, with an angle (α) to the vertical plane of z. B. about 20 °. In the embodiment of Fig. 2, the distance (a) of the vertical Ringnutbegrenzungswandung (16) from the roll end face (11), for. 7mm, the depth (b) of the annular groove (13) is e.g. 28mm and the width (c) of the groove bottom is e.g. 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:First, metal puff material layers (18a) are welded onto the inner boundary wall (17) of the annular groove (13) and then an annular bead of buffer material layers (18b) is welded onto the adjacent area of the cylindrical surface (15) of the roller base body. and up to a height (d) from the roll surface measured from z. B. 7 mm. The buffer material consists of a non-alloyed or Cr, Mo-alloyed ferritic material. Then, the remaining cross-sectional space of the annular groove (13) is filled by welded armor material layers (19), over the cylindrical roller surface (15) also up to a height (e) of z. B. 11 mm. The breading material (19) consists of an alloy using special carbide and nitride formers, which promote the formation of particularly fine carbides and a uniform distribution of the carbides, whereby the wear characteristics of erfindungsgomäßen roll armor are particularly favorably influenced. The alloy material of the armor material layers (19), which has a hardness of more than 52 HRC (hardness test according to Rockwell C), can have the following composition in Gow .-%:

CC 1,0 bis 2,51.0 to 2.5 SiSi 1,7 bis 2,71.7 to 2.7 MnMn 0,7 bis 0,90.7 to 0.9 CrCr 5.0 bis 7,05.0 to 7.0 MoMo 0,8 bis 1,60.8 to 1.6 NN max. 0,1Max. 0.1 Alal max. 0,5Max. 0.5 TiTi 0,0 bis 8,00.0 to 8.0 VV 0,0 bis 6,00.0 to 6.0 NbNb 0,0 bis 10,00.0 to 10.0 Restrest Eiseniron

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.Then, the roll end face (11) or just as the opposite end face of the roll in its edge region of the roll surface (15), starting radially inwardly to a depth (f) of z. B. 35mm turned off on a lathe, namely until shortly before reaching the annular groove (13), that a consisting of the roll base material thin outer boundary wall of the annular groove (13) with a thickness (g) of z. B. 1 mm stops. The material material (20) of the basic roll body to be cut off is indicated by left-hand hatching. After commissioning the roller press then the stalled z. B. 1 mm thick frontally outer boundary wall of the annular groove (13) laterally delimiting the nip, covering the periphery of the roller, not shown in the drawing front plates worn relatively quickly, Ms the roller front side roller armor itself appears, which is then completely smooth and in cooperation with provides the end plates with a long service life for a good seal of the lateral boundaries of the nip.

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.It is understood that the remaining area of the cylindrical surface (15) of the roll main body up to the height (d) with welded material layers and built up to the height β with welded armor material layers in the region between the right welded annular bead (18b) and a corresponding left annular bead is coated on the other roll end side. The buffer material could lie z. B. by submerged-band application welding and the armor material layers are applied by Füllbandauftragsschweißung. In Füllbandauftragsschweißen the alloy components are filled in powder form in an existing pure iron flat hollow band and the actual alloy itself is formed only during the welding process. Through the Füllbandauftragsschweißung a uniform distribution of the armor material alloy and a uniform coating structure has been achieved.

Claims

1. Wear-resistant armor of the end-side edge areas of rollers for roller machine ^ in particular for high-pressure roller presses for pressure granulation of granular material, characterized by a in the roller base body (10) of the cylindrical roller surface (15) ago, very close to the roller face ( 11) or (12) arranged annular groove (13) or (14), which is filled by welded metallic buffer material layers / armor material flag.

2. roll armor according to claim 1, characterized in that the outer of the roll end face (11) facing the boundary wall (16) of the annular groove (13) in a plane perpendicular to the roll axis, while the other (inner) Ringnutbegrenzungswandung (17) seen in Axiallängsschnitt the annular groove V-shaped extending outward obliquely.

3. roll armor according to claim 2, characterized in that the outer boundary wall (16) of the annular groove (13) prior to commissioning of the two-roll machine only has a thickness of about less than 2 mm, during operation of the machine from the roll end face (11) forth Wears to wear-resistant armor.

4. roll armor according to claim 1 to 3, characterized in that on the inner boundary wall (17) of the annular groove (13) metallic Pufferwerkstofflagen (18 a) are welded and that the remaining cross-sectional space of the annular groove (13) is filled by welded armor material layers (19) ,

5. roll armor according to claim 4, characterized in that the buffer material (18 a, 18 b) made of an unalloyed or Cr, Mo-alloyed ferritic material and the armor material (19) consist of an alloy using special carbide and nitride formers.

6. A method for applying the roll armor, characterized in that in the roll main body (10) each one very close to the roll end faces (11,12) located annular groove (13,14) is incorporated by the cylindrical roller surface forth that in the annular groove metallic buffer material layers (18a, 18b) and then armor material layers (19) are welded to one of the armor of the cylindrical surface (15) of the roll main body approximately corresponding height, and that then the roll end faces (11) are turned off in its edge region, namely until shortly before reaching the annular groove that a consisting of the roll base material thin outer boundary wall (16) of the annular groove (13) with a thickness (g) of about less than 2 mm remains.