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Mahlwalze für eine Hochdruckwalzenpresse, bestehend aus einem Walzenkörper und mindestens einer Welle und ein Verfahren zum Ausbauen einer Mahlwalze aus einer Hochdruckwalzenpresse.
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Hochdruckwalzenpressen zur Zerkleinerung von Mahlgut wurden erstmals von Schönert et al. in der in der deutschen Offenlegungsschrift
DE 2708053 A1 offenbart. Für industrielle Verfahren werden nach dem dort beschriebenen Prinzip Hochdruckrollenpressen zur Zerkleinerung von Zementrohmehl, Zementklinker, Erzen, aber auch von Kohle entwickelt. Damit diese Hochdruckrollenpressen einen Durchsatz von einigen tausend Tonnen pro Tag erreichen, haben die Mahlwalzen einen Durchmesser von zwei Metern und mehr und eine Breite von 90 cm bis mehreren Metern. Die Mahlwalze einer solchen Hochdruckrollenpresse besteht dabei in der Regel aus einer geschmiedeten Welle aus Stahl, die mit einer Bandage mit einer besonders bearbeiteten Oberfläche ummantelt ist, wobei die Bandage ebenfalls aus einem besonderen Stahl besteht. Eine solche Mahlwalze kann ein Volumen von deutlich über 10 m
3 aufweisen und daher wiegt die mahlwalze bis zu 100 t. Im Einsatz ist die Oberfläche der Mahlwalze in der Hochdruckrollenpresse einem besonders hohen Verschleiß ausgesetzt, auch wenn Maßnahmen getroffen werden, die Oberfläche trotz der sehr rauen Bedingungen im Einsatz zu schonen. Daher muss die Mahlwalze einer Hochdruckrollenpresse regelmäßig aufgearbeitet werden.
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Hochdruckrollenpressen stehen in der Regel in Zementwerken oder in Minen. In Zementwerken ist die maschinelle Ausrüstung und vor allem die Zugänglichkeit mit schweren Maschinen zum Ein- und Ausbau der Mahlwalzen aus den Hochdruckrollenpressen noch gegeben. Anders sieht dies häufig in Minen in schwer zugänglichen Regionen aus. Der Ein- und Ausbau sowie die Aufarbeitung der Mahlwalzen sollte daher möglichst vor Ort vorgenommen werden.
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Zum Ein- und Ausbau der Rollenpresse ist es daher nötig, den Maschinenrahmen zu öffnen und die Lager von den Wellenstummeln zu entfernen, wobei die gesamte Mahlwalze, in der Regel bestehend aus einer Welle mit zentralem Walzenkörper und einer die Welle ummantelnden Bandage, aus dem zerlegten Maschinenrahmen mit Hilfe eines Lastenkrans gehoben und an den Ort zur Aufarbeitung gebracht wird inklusive der Lager und Gehäuse. Diese werden/können erst nach Ausbau demontiert werden.
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Durch die Notwendigkeit, den nicht weniger schweren Maschinenrahmen zu zerlegen, benötigt der Ein- und Ausbau der Mahlwalzen bis zu mehreren Tagen und Einsatz von mehreren geschulten Mitarbeitern. Der dadurch bedingte Ausfall der Hochdruckrollenpresse, der Einsatz des geschulten Personals sind aber mit hohen Kosten verbunden, die in die Kosten für die Aufarbeitung der Mahlwalze eingehen.
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In der Patentdruckschrift
DE 545 651 C1 wird ein Walzenstuhl für Müllereizwecke offenbart, in welcher die Walzen auf ihre Antriebswellen fliegend angeordnet und axial unterteilt sind. Dadurch wird die Demontage von Walze und Welle vereinfacht, aber dennoch ist es notwendig, zur Demontage den Walzenstuhl zu zerlegen.
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In der Druckschrift
DE 100 66 100 A1 wird eine Vorrichtung zum Zerkleinern von harten Gesteinen offenbart. Diese weisen Walzen auf, die über dort sogenannte Klemmstücke mit einer Walze zur Ausbildung einer Taumelbewegung verbunden sind. Eine Demontage der Walzenpresse wird dadurch nicht vereinfacht.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Mahlwalze sowie ein Verfahren zum Ausbauen einer solchen Mahlwalze zur Verfügung zu stellen, die zu ihrer Aufbereitung einfacher aus dem Maschinenrahmen der Hochdruckwalzenpresse aus und anschließend wieder eingebaut werden kann. Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Mahlwalze nach Anspruch 1 und nach einem Verfahren nach Anspruch 5 gelöst.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, den Walzenkörper von der Welle zu trennen. In bekannten Hochdruckrollenpressen bestehen der Walzenkörper und die Wellenstummel zu jedem Ende aus einem geschmiedeten und abgedrehten Einzelteil. Über den mittig verbreiterten Walzenkörper wird in bekannten Mahlwalzen eine Bandage gezogen und aufgeschrumpft. In der erfindungsgemäßen Mahlwalze besteht der bisher einteilige Walzenkörper mitsamt den Wellenstummeln aus dem Walzenkörper selbst und zwei axial angeflanschten Wellenstummeln. Zum ausbauen der Mahlwalze wird ein Anschlagmittel, in der Regel ein sogenanntes Grummet, um die Mahlwalze gelegt und das Anschlagmittel wird mit Hilfe eines Lastkranes gespannt, bis die Mahlwalze nahezu kraftlos in ihren Lagern aufgenommen ist. In diesem Zustand wird die lösbare Verbindung zwischen dem Walzenkörper und den Walzenstummeln gelöst und der Walzenkörper mit Hilfe des Lastenkranes aus dem Maschinenrahmen herausgehoben. Durch die lösbare Verbindung zwischen Walzenstummel und Walzenkörper ist eine aufwändige Demontage des Maschinenrahmens entbehrlich. Die Demontagezeit und auch die Montagezeit verringern sich dadurch erheblich. Wenn eine Ersatzwalze vorgehalten wird, kann in einer Hochdruckwalzenpresse die verschlissene Mahlwalze durch die Ersatzmahlwalze in einem Bruchteil der Zeit ausgetauscht werden, die vorher in bisher bekannten Hochdruckpressen notwendig war.
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Die einfachste Art der lösbaren Verbindung zwischen Walzenkörper und Walzenstummel ist eine Flanschverbindung. Wichtig bei der lösbaren Verbindung ist, dass zum Lösen möglichst keine oder nur geringe axiale Relativbewegungen von Walzenkörper und Walzenstummel notwendig sind, um die Einzelteile der Mahlwalze voneinander zu trennen, um zu verhindern, dass zum Herausheben des Walzenkörpers die Walzenstummel, die nach Ausbau des Walzenkörpers in den Lagern verbleiben, in den Lagern verschoben werden müssen.
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Da die Kräfte zwischen Walzenkörper und Wellenstummel mitunter sehr groß werden, ist es notwendig, dass die Flanschverbindung entsprechend ausgelegt ist. Gegenüber einer materialschlüssigen Verbindung zwischen Wellenstummel und Walzenkörper, die eine Oberfläche hat wie die Querschnittsfläche der Welle, hat die Flanschverbindung eine weniger feste Verbindung. Entsprechend muss die Flanschverbindung über reib- und torsionsverhinderne Elemente verfügen.
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Der Flansch sollte zur Aufnahme der hohen Belastung mindestens einen Durchmesser aufweisen, der 25% des Durchmessers des Walzenkörpers beträgt, bevorzugt mindestens 50% des Durchmessers des Walzenkörpers betragen.
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Wichtig ist, die mindestens eine Welle und der Walzengrundkörper pro einzelne Welle gemeinsam mit dem Walzengrundkörper je eine Zentriervorrichtung aufweisen, wobei die Zentriervorrichtung bevorzugt aus einem Zentrierdorn und einer Zentrierbohrung besteht und Zentrierdorn und Zentrierbohrung auf beide Einzelteile, nämlich je eine Welle und Walzenkörper, verteilt sind.
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Die Zentrierung von Wellenstummel und Walzenkörper ist wichtig, damit nach Einbau der Walzenkörper keinen Höhenschlag zeigt, der bei der Rotation der Mahlwalzen zu einer variierenden Spaltbreite zwischen den Mahlwalzen führt.
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Die aufzuarbeitende Mahlwalze ist an ihrer Oberfläche nicht glatt, sondern weist zur Verbesserung des Einzugsverhaltens und zur Ausbildung einer autogenen Verschleißschutzschicht eine Profilierung auf. Diese ist in bevorzugter Weise auf eine Bandage aufgebracht oder in deren Oberfläche eingearbeitet. Zwar kann der Walzenkörper einteilig ausgebildet sein, aber zur Einsparung von kostenintensiven Materialien hat es sich als vorteilhaft erwiesen, den Walzenkörper mit einer Bandage aus hochwertigem abrasionsfesten Stahl einzufassen. Es ist bevorzugt vorgesehen, dass der Walzengrundkörper von einer Bandage eingefasst ist, die eine Oberfläche mit eingebrachten Hartkörpern, eingearbeiteten Nuten oder Vertiefungen oder Auftragsschweißungen versehen ist. Durch diese Art der Oberflächengestaltung wird das eingangs erwähnte Einzugsverhalten und die Ausbildung einer autogenen Verschleißschutzschicht verbessert.
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Die Erfindung wird anhand der folgenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine erfindungsgemäße Mahlwalze mit eingezeichneten Anschlagmitteln,
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2 eine Hochdruckwalzenpresse mit eingezeichneten Anschlagmitteln zum Ausbau der Mahlwalze.
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In 1 ist eine erfindungsgemäße Mahlwalze 1 einer Hochdruckrollenpresse 100 (2) in einer Explosionszeichnung dargestellt. Mahlwalze 1 besteht aus einem Walzenkörper 2, der von einer Bandage 3 eingefasst ist, die eine besondere Materialqualität aufweist, damit die dem Einsatz zur Zerkleinerung stark abrasiver Materialien stand hält. Der innere Walzenkörper 2 weist eine Anschlusselement 4 auf, der zur Aufnahme eines hier beispielhaft eingezeichneten Flansches 5 je eines Wellenstummels 6 und 7 dient. Die Größe des Flansches und die Ausgestaltung, damit dieser Flansch die hohen Drehmomente und die starke Biegebeanspruchung der Mahlwalze 1 im Betrieb aufnehmen kann, ist an die tatsächlichen Lastverhältnisse anzupassen.
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Flansch 5 ist in diesem Beispiel mit Schrauben 5a an dem Anschlusselement angeschraubt, wobei die Schrauben 5a nicht eingezeichnet sind. Um den Wellenstummel 6 exakt zu zentrieren, ist vorgesehen, dass eine Vorrichtung zum Zentrieren in Form eines Zentrierdorns 8 am Walzenkörper 2 oder dem Wellenstummel 6, 7 angebracht ist, der in eine entsprechende Vertiefung, nämlich eine Zentrierbohrung 8a des jeweils korrespondierenden Bauteils, Wellenstummel 6, 7 oder Walzenkörper 2 eingreift.
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Der eingezeichnete Walzenkörper 2 mit Bandage 3 ist beispielhaft in einem Anschlagmittel 10 aufgenommen, um zu zeigen, wie die Montage des Walzenkörpers stattfindet.
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Hierzu ist in 2 die identische Mahlwalze 1 in eine Hochdruckrollenpresse 100 eingezeichnet, in welcher der Walzenkörper 2 mit Bandage 3 im Anschlagmittel 10 aufgenommen eingezeichnet ist.
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Zum Ausbauen der Mahlwalze 1 aus der Hochdruckrollenpresse 100 sind folgende Schritte notwendig: zunächst wird ein Anschlagmittel, ein Anschlagseil, ein Grummet oder ein anderes geeignetes Anschlagmittel um die noch eingebaute Mahlwalze 1 gelegt und das Anschlagmittel wird beispielsweise durch einen Lastenkran so weit gespannt, dass die Mahlwalze 1 nahezu kraftlos oder lastfrei in den Lagern 101 der Hochdruckrollenpresse 100 aufgenommen ist. In diesem Zustand werden die Verbindungselemente, Schrauben 5a der Flanschverbindung, über Flansch 5 und Anschlusselement 4 gelöst, so dass die Wellenstummel 6 und 7 vom Walzenkörper 2 gelöst sind. In diesem Zustand hat der Walzenkörper 2 mit Bandage 3 keine kraftschlüssige Verbindung mehr mit der Hochdruckwalzenpresse 100, so dass Walzenkörper 2 und Bandage 3 ausschließlich im Anschlagmittel 10 hängen. In diesem Zustand kann der Walzenkörper 2 mit Bandage aus der Hochdruckwalzenpresse gehoben werden.
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In spezieller Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass nur ein Wellenstummel über eine Flanschverbindung am Walzenkörper eingreift. In diesem Fall ist eines der beiden Lager 101 leicht demontierbar, so dass die Mahlwalze mit einem festen Wellenstummel aus dem Lager entfernt werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Mahlwalze
- 2
- Walzenkörper
- 3
- Bandage
- 4
- Anschlusselement
- 5
- Flansch
- 5a
- Schraube
- 6
- Wellenstummel
- 7
- Wellenstummel
- 8
- Zentrierdorn
- 8a
- Zentrierbohrung
- 10
- Anschlagmittel
- 100
- Hochdruckrollenpresse
- 101
- Lager
