DE102013100336A1

DE102013100336A1 - Mahlwalze und Ofenlaufrolle

Info

Publication number: DE102013100336A1
Application number: DE201310100336
Authority: DE
Inventors: Andreas Paul Echelmeyer; Norbert Patzelt; Bernd Kripzak; Herbert Pingel
Original assignee: ThyssenKrupp Resource Technologies GmbH
Current assignee: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date: 2013-01-14
Filing date: 2013-01-14
Publication date: 2014-07-17

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Mahlwalze für eine Hochdruckwalzenpresse mit einem Grundkörper und einer ringförmigen Verschleißbandage, wobei die Verschleißbandage auf der radialen Umfangsfläche des Grundkörpers mittels einer Reibschweißverbindung befestigt ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Laufrolle zur Drehlagerung eines Drehrohrofens mit einem Rollenkörper, der aus mehreren axialen nebeneinander angeordneten Scheiben besteht, die miteinander durch Reibschweißverbindungen verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Mahlwalze einer Hochdruckwalzenpresse mit einem Grundkörper und einer ringförmigen Verschleißbandage, wobei die Verschleißbandage auf der radial äußeren Umfangsfläche des Grundkörpers befestigt ist. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf eine Ofenlaufrolle zur Drehlagerung eines Drehrohrofens mit einem Rollenkörper.
Hochdruckwalzenpressen bzw. -mühlen ermöglichen eine sehr energieeffiziente Art der Zerkleinerung von spröden Materialien, wie beispielsweise Kalkstein oder Dolomit. Dabei werden zwei gegenläufig zueinander drehende Mahlwalzen unter Ausbildung eines Walzenspaltes mit hohem Druck gegeneinander gedrückt. Bei Druckbeaufschlagungen von 50 MPa und kommt es besonders effizienten Gutbettzerkleinerung. Bei dieser Art der Zerkleinerung unterliegen die Mahlwalzen jedoch einem enormen Verschleiß, sodass über die letzten Jahrzehnte die unterschiedlichsten Verschleißkonzepte entwickelt wurden. Diesbezüglich ist es nach wie vor üblich, eine auswechselbare ringförmige Verschleißbandage auf einem Grundkörper zu haltern.
Eine besondere Schwierigkeit stellt dabei die Befestigung der Verschleißbandage auf dem Grundkörper dar. Üblicherweise kommt hiefür ein Schrumpfsitz zwischen Grundkörper und Verschleißbandage zur Anwendung. Die Herstellung des Schrumpfsitzes ist jedoch mit eine nicht unerheblichen Aufwand verbunden und es kommt auch immer wieder vor, dass sich die Verbindung unbeabsichtigt löst.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine Mahlwalze für eine Hochdruckwalzenpresse anzugeben, die sich durch eine schnell und kostengünstig herzustellende und sichere Verbindung zwischen Grundkörper und Verschleißbandage auszeichnet.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Mahlwalze für eine Hochdruckwalzenpresse gelöst, die einen Grundkörper und eine ringförmige Verschleißbandage aufweist, wobei die Verschleißbandage auf der radialen äußeren Umfangsfläche des Grundkörpers befestigt ist und zwischen dem Grundkörper und der Verschleißbandage eine Reibschweißverbindung besteht.
Gegenüber dem bisherigen Aufschrumpfen der Verschleißbandage lässt sich eine Reibschweißverbindung schneller und kostengünstiger erstellen. Darüber hinaus kann durch eine solche Verbindung ein unbeabsichtigtes Lösen der Verbindung während des Mahlbetriebes ausgeschlossen werden.
Eine besonders einfache Art der Herstellung der Reibschweißverbindung zwischen Grundkörper und Verschleißkörper ist dann gegeben, wenn der Grundkörper eine konische äußere Umfangsfläche aufweist, die mit einer entsprechend entgegengesetzt konisch ausgebildeten inneren Umfangsfläche des Verschleißkörpers in Kontakt steht.
Die Mahlwalzen für Hochdruckwalzenpressen haben üblicherweise einen Durchmesser von 1,5 bis 3 m und eine Breite von bis zu etwa 2 m. Der Grundkörper hat dabei einen Durchmesser von etwa 1 bis 2 m und wird meist als Guss- und Schmiedeteil gefertigt. Die Fertigung von derart großen Grundkörpern ist nur in wenigen, darauf spezialisierten Schmieden oder Gießereien möglich, sodass eine sehr hohe Abhängigkeit besteht und die Herstellungskosten beträchtlich sind.
Eine sehr ähnliche Problematik besteht bei der Fertigung von Ofenlaufrollen, wie sie beispielsweise aus der DE 42 13 916 A1 und der DE 100 25 245 A1 bekannt sind. Drehrohröfen werden üblicherweise auf ihrer äußeren Umfangsfläche in zwei beabstandeten Laufrollenstationen mit jeweils zwei Laufrollen gelagert. Dazu sind auf der äußeren Umfangsfläche des Drehrohres Laufringe angeordnet, die sich auf den beiden gegenüberliegend angeordneten Laufrollen jeder Laufrollenstation abstützen und dabei eine Drehung des Drehrohrofens ermöglichen. Laufrollen sind von ihrem Aufbau und ihre Dimensionierung dem Grundkörper der Mahlwalzen sehr ähnlich.
Der Erfindung lag daher die weitere Aufgabe zugrunde eine Mahlwalze für eine Hochdruckwalzenpresse und eine Laufrolle zur Drehlagerung eines Drehrohrofens anzugeben, die sich durch eine einfachere und kostengünstigere Fertigung auszeichnet.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Grundkörper aus mehreren axial nebeneinander angeordneten Scheiben besteht, die miteinander durch eine Reibschweißung verbunden sind. Auf diese Weise kann der Grundkörper erheblich kostengünstiger gefertigt werden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung besteht der Grundkörper aus einem weicheren Werkstoff als die Verschleißbandage. Es kommt hierfür insbesondere ein schmiedbarer Werkstoff, wie beispielsweise Stahl, in Betracht. Die Verschleißbandage besteht zweckmäßigerweise aus einem hochlegierten Werkstoff oder einem verschleißfesten Hartguss, beispielsweise aus einer Chrom-Molybdän-Vanadium-Legierung.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Laufrolle zur Lagerung des Drehrohrofens in ähnlicher Weise aufgebaut, indem der Rollenkörper der Laufrolle ebenfalls aus mehreren axial nebeneinander angeordneten Scheiben besteht, die miteinander durch eine Reibschweißung verbunden sind.
Bei der Herstellung einer Reibschweißverbindung werden die beiden zu verbindenden Teile mit einem gewissen Vordruck aufeinander gedrückt. Dabei wird üblicherweise ein Teil feststehend auf einer Planscheibe gehaltert, während der andere Teil relativ zu diesem gedreht wird. Durch den mit Druck hergestellten Kontakt entsteht dabei durch die Relativrotation Reibungswärme, die bis auf Schweißtemperatur ansteigt. Dann wird die Rotationsbewegung gestoppt und die beiden Teile werden durch eine Fügedruck, der oberhalb des Vordrucks liegt, gegeneinander gepresst, wobei der Druck für eine bestimmte Zeit gehalten wird. Dadurch entsteht eine vollwertige Schweißnaht, die im mechanischen Sinne als Vollanschluss zu werten ist.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen
1 eine Stirnansicht einer erfindungsgemäßen Mahlwalze,
2 eine Schnittdarstellung längs der Linie A-A der 1,
3 eine Stirnansicht einer erfindungsgemäßen Laufrolle und
4 eine Schnittdarstellung längs der Linie B-B der 1.
Die in den 1 und 2 ist eine Mahlwalze 1 für eine Hochdruckwalzenpresse dargestellt, die einen auf einer Welle 2 befestigten Grundkörper 3 und eine ringförmige Verschleißbandage 4 aufweist. Die Verschleißbandage 4 ist dabei auf der radial äußeren Umfangsfläche des Grundkörpers 3 befestigt.
Der Grundkörper 3 besteht aus mehreren axial nebeneinander angeordneten Scheiben 3a, 3b, 3c, die miteinander durch eine Reibschweißung verbunden sind. Die Reibschweißverbindungen zwischen den Scheiben 3a und 3b bzw. 3b und 3c sind mit den Bezugszeichen 5 und 6 gekennzeichnet. Auch die Verbindung zwischen den Grundkörper 3 und der Verschleißbandage 4 wird durch eine Reibschweißverbindung 7 gebildet. Hierzu ist es besonders zweckmäßig, wenn die äußere Umfangsfläche 3d des Grundkörpers konisch und die innere Umfangsfläche 4a des Verschleißkörpers 4 entsprechend entgegengesetzt konisch ausgebildet sind. Auf diese Weise ergibt sich beim Reibschweißvorgang eine automatische Zentrierung und auch die erforderlichen Drücke können auf einfache Art und Weise in axialer Richtung aufgebracht werden.
Nachdem die Verschleißbandage 4 mit dem zu zerkleinernden Mahlgut in Kontakt kommt und somit dem Verschleiß ausgesetzt ist, wird diese zweckmäßigerweise aus einem hochlegierten Werkstoff oder einem verschleißfesten Hartguss gebildet. Für den Grundkörper 3 kann hingegen ein weicherer Werkstoff, wie Stahl, in Betracht kommen. Die verwendeten Materialien müssen lediglich dazu geeignet sein, eine Reibschweißverbindung einzugehen.
Der Grundkörper 3 wird in üblicher Art und Weise auf der Welle 2 mit einer Schrumpfverbindung befestigt.
In den 3 und 4 ist eine Laufrolle zur Drehlagerung eines Drehrohrofens gezeigt, die einen Rollenkörper 8 aufweist, der auf einer Welle 9 mittels einer Schrumpfverbindung befestigt ist. Die Laufrolle kommt beispielsweise in einer Laufrollenstation zur Anwendung, wie sie in der DE 42 13 916 A1 oder der DE 100 25 245 A1 offenbart ist.
Auch bei diesem Ausführungsbeispiel besteht der Rollenkörper 8 aus mehreren axial nebeneinander angeordneten Scheiben 8a, 8b, 8c, die miteinander durch Reibschweißverbindungen 10, 11 verbunden sind.
Wenngleich der Grundkörper 3 und der Rollenkörper 8 in den beiden dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils aus drei durch Reibschweißung miteinander verbundene Scheiben aufgebaut sind, können im Rahmen der Erfindung selbstverständlich auch lediglich zwei oder mehr als drei Scheiben miteinander verbunden werden.
Da der Rollenkörper 8 im Gegensatz zur Verschleißbandage 4 der Mahlwalze 1 keinem übermäßigen Verschleiß ausgesetzt, kann ein schmiedbarer Werkstoff, insbesondere Stahl, für die Scheiben 8a, 8b, 8c verwendet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 4213916 A1 [0009, 0025]
DE 10025245 A1 [0009, 0025]

Claims

Mahlwalze (1) für eine Hochdruckwalzenpresse mit einem Grundkörper (3) und einer ringförmigen Verschleißbandage, wobei die Verschleißbandage (4) auf einer radial äußeren Umfangsfläche des Grundkörpers befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Grundkörper (3) und der Verschleißbandage (4) eine Reibschweißverbindung besteht.
Mahlwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (3) aus mehreren axial nebeneinander angeordneten Scheiben (3a, 3b, 3c) besteht, die miteinander durch eine Reibschweißung verbunden sind.
Mahlwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (3) aus einem weicheren Werkstoff als die Verschleißbandage besteht.
Mahlwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (3) aus einem schmiedbaren Werkstoff, insbesondere Stahl, gebildet wird.
Mahlwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißbandage (4) aus einem hochlegierten Werkstoff oder einem verschleißfesten Hartguss besteht.
Mahlwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (3) eine konische äußere Umfangsfläche (3d) aufweist, die mit einer entsprechend entgegengesetzt konisch ausgebildeten inneren Umfangsfläche (4a) der Verschleißbandage (4) in Kontakt steht.
Mahlwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (3) auf einer Welle (2) mittels einer Schrumpfverbindung befestigt ist.
Laufrolle zur Drehlagerung eines Drehrohrofens mit einem Rollenkörper, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollenkörper (8) aus mehreren axial nebeneinander angeordneten Scheiben (8a, 8b, 8c) besteht, die miteinander durch Reibschweißverbindungen (10, 11) verbunden sind.
Ofenlaufrolle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollenkörper (8) auf einer Welle (9) mittels einer Schrumpfverbindung befestigt ist.
Ofenlaufrolle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollenkörper aus einem schmiedbaren Werkstoff, insbesondere Stahl, gebildet wird.