DE102017219013B3 - Brechwalze eines Walzenbrechers und Verfahren zum Herstellen einer Brechwalze - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen einer Brechwalze (1) eines Walzenbrechers (11), wobei die Brechwalze (1) eine Mehrzahl von Brechplatten (10) aufweist, die die Mantelfläche der Brechwalze (1) ausbilden
und das Verfahren die Schritte aufweist:
- Positionieren einer Verschleißschutzeinlage (14) aus einem Hartmetall und/ oder Keramik in einer Gussform zum Gießen einer Brechplatte (10) der Brechwalze (1) und
- Gießen der Brechplatte (10) aus einem Metallmatrixmaterial, sodass die Verschleißschutzeinlage (14) zumindest teilweise von dem Metallmatrixmaterial umschlossen wird.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Brechwalze eines Walzenbrechers mit einer Mehrzahl von Brechplatten sowie ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Brechwalze.
- Zur Zerkleinerung von Materialien, wie Kalkstein, Ölschiefer Mergel, Ton, Ölsand oder ähnlichen mineralischen Materialien werden üblicherweise Brecher, insbesondere Walzenbrecher eingesetzt. Bekannte Walzenbrecher weisen zwei Brechwalzen auf, die gegenläufig zueinander rotieren und einen Brechspalt zwischen den Brechwalzen ausbilden. Üblicherweise sind die Brechwalzen aus einer Mehrzahl von Brechplatten ausgebildet die umfangsmäßig nebeneinander zu einer Brechwalze angeordnet sind. Die Brechplatten der Brechwalzen weisen gleichmäßig zueinander beabstandete Brechwerkzeuge, wie Schlagleisten, Hammer oder Brechzähne auf. Die Brechwerkzeuge und die Oberfläche der Brechwalzen eines Walzenbrechers sind einem hohen Verschleiß ausgesetzt und müssen daher regelmäßig ausgetauscht werden. Beispielsweise aus der
DE 41 23 967 A1 ist ein solches Brechwerkzeug bekannt. - Um dem Verschleiß der Brechwerkzeuge und der Oberfläche der Brechplatten entgegenzuwirken, ist es bekannt, auf die beispielsweise aus relativ weichem Stahl ausgebildeten Brechwerkzeuge oder Brechplatten eine Hartmetallschicht, wie beispielsweise Wolframcarbid aufzulöten oder zu schweißen. Üblicherweise weist eine solche Verschleißschutzschicht eine Dicke von maximal 6 mm auf, wobei das Aufbringen einer dickeren Schicht technisch nicht möglich ist. Bei einem Verschleiß der auf das Brechwerkzeug oder die Brechplatte aufgebrachten Verschleißschutzschicht, ist der relativ weiche Stahl des Brechwerkzeugs oder der Brechplatte dem Verschleiß ausgesetzt, sodass dieses sehr schnell verschleißt und es häufig zu einer Beschädigung und einem Ausfall des Walzenbrechers kommt.
- Davon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Brechwalze mit einer Brechplatte bereitzustellen, die einen geringen Verschleiß aufweist, wobei ein häufiges Auswechseln der Brechwerkzeuge oder der Brechplatten vermieden wird. Gleichzeitig ist es Aufgabe, eine möglichst einfach und kostengünstig herstellbare Brechwalze bereitzustellen.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs 11 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
- Eine Brechwalze eines Walzenbrechers zur Zerkleinerung von mineralischem Material weist nach einem ersten Aspekt eine Mehrzahl von Brechplatten auf, die die Mantelfläche der Brechwalze ausbilden. An jeder Brechplatte ist eine Mehrzahl von Brechwerkzeugen angebracht. Die zumindest eine Brechplatte ist aus einem Metallmatrix-Verbundwerkstoff ausgebildet, der eine Verschleißschutzeinlage aus einem Hartmetall und/ oder aus Keramik aufweist.
- Ein Walzenbrecher umfasst vorzugsweise zwei gegenläufig rotierende Brechwalzen, die nebeneinander angeordnet sind. Zwischen den Brechwalzen ist ein Mahlspalt ausgebildet, in dem Material, wie beispielsweise wie Kalkstein, Mergel, Ton, Ölschiefer oder Ölsand zerkleinert wird. Jede Brechwalze ist aus einer Mehrzahl von Brechplatten ausgebildet, die beispielsweise jeweils teilkreisringförmig ausgebildet sind und umfangsmäßig nebeneinander zu einer Brechwalze angeordnet und miteinander verbunden werden, sodass die Brechplatten die Oberfläche der Brechwalze ausbilden. Vorzugsweise werden die Brechplatten um eine Antriebswelle herum angeordnet und an dieser befestigt. An jeder Brechplatte ist eine Mehrzahl von Brechwerkzeugen befestigt, die der Zerkleinerung des Materials dienen.
- Bei dem Brechwerkzeug handelt es sich beispielsweise um eine Schlagleiste, einen Brechzahn, oder um ein Prallelement, wie ein Hammer eines Hammerbrechers. Das Brechwerkzeug ist insbesondere an einer Brechwalze eines Walzenbrechers angebracht, wobei die Brechwalze beispielsweise eine Mehrzahl von Ausnehmungen in ihrer Oberfläche aufweist in der jeweils ein Brechwerkzeug angebracht ist.
- Bei dem zu zerkleinernden Material handelt es sich beispielsweise um mineralische Brechgüter, wie beispielsweise Ölsand, Kohle und Erze, wie Eisenerz und Nickelerz oder auch Zementklinker.
- Unter einen Metallmatrix-Verbundwerkstoff ist ein Werkstoff aus einem Metallmatrixmaterial wie beispielsweise Stahl zu verstehen, in den die Verschleißschutzeinlage aus einem Hartmetall und/ oder aus Keramik eingegossen ist. Die Verschleißschutzeinlage ist insbesondere aus einem verschleißfesteren Material als das Metallmatrixmaterial ausgebildet.
- Die Brechplatte ist vorzugsweise einstückig aus dem Metallmatrix-Verbundwerkstoff ausgebildet, insbesondere gegossen. Ein Metallmatrix-Verbundwerkstoff mit einer Verschleißschutzeinlage aus einem Hartmetall und/oder aus Keramik bietet den Vorteil einer hohen Verschleißfestigkeit der Brechplatte. Des Weiteren ist die Herstellung der Brechplatten aus dem Metallmatrix-Verbundwerkstoff vergleichsweise einfach und kostengünstig, wobei die Verschleißschutzeinlage in dem Bereich der Brechplatte positioniert werden kann, an dem der höchste Verschleiß zu erwarten ist.
- Gemäß einer ersten Ausführungsform weist jede Brechplatte eine Mehrzahl von Verschleißschutzeinlagen auf. Insbesondere sind die Verschleißschutzeinlagen identisch ausgebildet und derart nebeneinander angeordnet, dass sie zumindest teilweise die Oberfläche der Brechplatte ausbilden. Vorzugsweise sind die Verschleißschutzeinlagen plattenförmig ausgebildet. Plattenförmige Verschleißschutzeinlagen sind besonders einfach herstellbar, wobei durch die Anordnung einer Mehrzahl von Verschleißschutzeinlagen, beispielsweise unterschiedlicher Größe, nebeneinander nahezu jede Oberflächenstruktur der Brechplatte ausgebildet werden kann.
- Die Brechplatten sind gemäß einer weiteren Ausführungsform durch ein Gießverfahren hergestellt. Die Verschleißschutzeinlage wird vorzugsweise in der Gussform zum Gießen der Brechplatten positioniert. Anschließend wird die Gussform mit dem Metallmatrixmaterial ausgefüllt, das die Verschleißschutzeinlage zumindest teilweise oder vollständig umschließt. Ein Gießen der Brechplatten bietet eine besonders einfache Herstellungsmöglichkeit der Brechplatten, wobei diese in großer Stückzahl herstellbar sind.
- Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Verschleißschutzeinlage, Wolframcarbid, Keramik, Titancarbid, Borcarbid, Niobcarbid oder Chromcarbid oder aus einer Mischung aus diesen Werkstoffen. Vorzugsweise wird die Verschleißschutzeinlage aus einem pulverförmigen und/ oder körnigem Gemisch aus den genannten Werkstoffen hergestellt, wobei das Gemisch erhitzt, insbesondere begast und gebacken, wird. Insbesondere wird das Gemisch in einer beispielsweise flexible Form erhitzt, die der Negativform der Verschleißschutzeinlage entspricht. Anschließend wird das Gemisch abgekühlt und härtet zu einer porösen Struktur aus. Die Verschleißeinlage ist einstückig ausgebildet und wird nach der Durchführung des oben beschriebenen Herstellungsverfahrens in der Gussform zur Herstellung der Brechplatte positioniert. Bei dem Metallmatrixmaterial handelt es sich beispielsweise um hochtemperaturfesten Stahl und/oder einen Stahl mit einer Härte von etwa 150 - 400 HB (Brinell). Unter einem hochtemperaturfesten Stahl ist ein warmfester Stahl mit einem hohen Chrom-Nickel-Anteil zu verstehen, der eine Temperaturbeständigkeit von bis zu 650°C, insbesondere bis zu 1000°C aufweist.
- Die Verschleißschutzeinlage ist gemäß einer weiteren Ausführungsform zumindest teilweise in ein Metallmatrixmaterial eingegossen. Vorzugsweise ist das Metallmatrixmaterial in die poröse Struktur der Verschleißschutzeinlage infiltriert und umschließt die Verschleißschutzeinlage. Die Verschleißschutzeinlagen weist vorzugsweise eine Dicke von 10 - 200mm, insbesondere 20 - 100mm, vorzugsweise 30 - 50mm auf.
- Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist zumindest eine Verschleißschutzeinlage teilkreisringförmig ausgebildet. Dies ermöglicht eine umfangsmäßige Anordnung einer Mehrzahl von Verschleißschutzeinlagen nebeneinander, sodass die Oberfläche der Brechplatte zumindest teilweise oder vollständig durch die Verschleißschutzeinlagen ausgebildet wird.
- Die Brechwalze weist gemäß einer weiteren Ausführungsform eine Halterung zur Aufnahme eines Brechwerkzeugs auf, wobei die Halterung aus einem Metallmatrix-Verbundwerkstoff ausgebildet ist, der eine Verschleißschutzeinlage aus einem Hartmetall und/ oder aus Keramik aufweist. Vorzugsweise ist die Halterung einstückig mit der Brechplatte ausgebildet. Es ist ebenfalls denkbar, dass die Hartlerung aus die Brechplatte geklebt, geschweißt, gelötet oder geschraubt ist- Die Verschleißschutzeinlage ist vorzugsweise an der Oberfläche der Halterung angebracht. Insbesondere ist die Verschleißschutzeinlage an in radialer Richtung der Brechwalze nach außen weisenden Seitenfläche der Halterung angeordnet. Die Oberfläche der Halterung ist im Betrieb des Walzenbrechers ebenfalls einem hohen Verschleiß durch das Aufprallen des zu zerkleinernden Materials ausgesetzt. Die Ausbildung der Halterung aus einem Metallmatrix-Verbundwerkstoff ermöglichen einen verbesserten Verschleißschutz insbesondere an den stark verschleißbeanspruchten Bereichen der Oberfläche der Halterungen.
- Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Brechwerkzeug aus einem Metallmatrix-Verbundwerkstoff ausgebildet, der eine Verschleißschutzeinlage aus einem Hartmetall und/ oder aus Keramik aufweist. Vorzugsweise ist das Brechwerkzeug einstückig ausgebildet und durch ein Gießverfahren hergestellt. Es ist ebenfalls denkbar, dass das Brechwerkzeug zwei Segmente aufweist, beispielsweise ein Befestigungssegment und ein daran angebrachtes Verschleißsegment, wobei zumindest das Verschleißsegment aus einem Metallmatrixverbundmaterial ausgebildet ist. Das Verschleißsegment bildet den radial äußeren Bereich des Brechwerkzeugs aus, wobei zumindest die Spitze eine Verschleißeinlage umfasst.
- Die Erfindung umfasst auch ein Verfahren zum Herstellen einer Brechwalze eines Walzenbrechers, wobei die Brechwalze eine Mehrzahl von Brechplatten aufweist, die die Mantelfläche der Brechwalze ausbilden und das Verfahren die Schritte aufweist:
- - Positionieren einer Verschleißschutzeinlage aus einem Hartmetall und/ oder Keramik in einer Gussform zum Gießen einer Brechplatte der Brechwalze und
- - Gießen der Brechplatte aus einem Metallmatrixmaterial, sodass die Verschleißschutzeinlage zumindest teilweise von dem Metallmatrixmaterial der Brechplatte umschlossen wird.
- Die Verschleißschutzeinlage wird gemäß einer Ausführungsform vor dem Positionieren in der Gussform aus einem pulverförmigen und/ oder körnigem Gemisch aus Hartmetall und/ oder Keramik mittels Erhitzen hergestellt. Anschließend wird die abgekühlte Verschleißschutzeinlage insbesondere in der Gussform befestigt und mit dem Metallmatrixmaterial umschlossen.
- Figurenliste
- Die Erfindung ist nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beiliegenden Figuren näher erläutert.
-
1 zeigt einen Walzenbrecher mit zwei Brechwalzen mit Brechplatten gemäß einem Ausführungsbeispiel. -
2 zeigt eine schematische Darstellung einer Brechplatte mit einer Mehrzahl von Brechwerkzeugen in einer perspektivischen Ansicht gemäß einem Ausführungsbeispiel. -
3 zeigt eine schematische Darstellung der Brechplatte gemäß1 in einer Schnittansicht. -
4 zeigt eine schematische Darstellung eines Brechwerkzeugs in einer perspektivischen Ansicht gemäß einem Ausführungsbeispiel. -
1 zeigt einen Walzenbrecher11 mit zwei Brechwalzen1 , die nebeneinander angeordnet sind und wobei zwischen den Brechwalzen1 ein Brechspalt26 ausgebildet ist, in dem das Material zerkleinert wird. Die Brechwalzen1 umfassen jeweils eine Mehrzahl von Brechplatten 10, welche die Oberfläche der Brechwalze1 ausbilden und umfangsmäßig nebeneinander angeordnet sind. Beispielhaft weist jede der Brechwalzen1 jeweils sechs Brechplatten10 auf. Die Brechplatten10 weisen jeweils auf ihrer Oberfläche eine Mehrzahl von Brechwerkzeugen 12 auf, die umfangsmäßig auf der jeweiligen Brechwalze1 angeordnet und gleichmäßig zueinander beabstandet sind. Auf der Oberfläche der Brechplatten10 sind eine Mehrzahl von Halterungen16 angeordnet, insbesondere verschweißt, verschraubt oder einstückig mit der Brechplatte10 ausgebildet, wobei an jeder Halterung16 jeweils ein Brechwerkzeug18 befestigt ist. Jede Halterung16 weist eine Ausnehmung auf, in der jeweils ein Brechwerkzeug 18 befestigt ist. Die Ausnehmungen in den Halterungen16 sind insbesondere derart angeordnet, dass die Brechwerkzeuge12 in einem Winkel von etwa 30-60°, vorzugsweise 45° zur Radialen der Brechwalze1 ausgerichtet sind. Im Betrieb des Walzenbrechers11 rotieren die Brechwalzen1 in Pfeilrichtung gegenläufig zueinander. Das zu zerkleinernde Material wird von oben in den Brechspalt26 aufgegeben und in dem Brechspalt26 zerkleinert. -
2 zeigt eine Brechplatte10 mit einer Mehrzahl von Brechwerkzeugen18 . Die Brechplatte 10 ist beispielhaft teilkreisbogenförmig ausgebildet und weist acht Brechwerkzeuge18 auf, die zueinander versetzt auf der Oberfläche der Brechplatte10 angebracht sind. Beispielhaft sind jeweils zwei Brechwerkzeuge18 in Umfangsrichtung der Brechwalze nebeneinander angeordnet, sodass vier in Umfangsrichtung verlaufende Reihen mit jeweils zwei Brechwerkzeugen axial hintereinander angeordnet sind. Die Brechwerkzeuge18 sind mittels jeweils einer Halterung16 an der Brechplatte10 befestigt. Beispielsweise sind die Halterungen16 einstückig mit der Brechplatte10 ausgebildet auf stoffschlüssig, insbesondere verschweißt, mit der Brechplatte10 verbunden. Über die Breite der Halterungen 16 ist der Umfang der Brechplatte10 verstärkt, sodass der Durchmesser der Brechwalze vergrößert ist. Die Brechplatte10 weist daher in axialer Richtung ein stufenförmiges Profil auf, wobei sich die einzelnen Stufen in Umfangsrichtung erstrecken. - Die Brechplatte
10 ist aus einem Metallmatrix-Verbundwerkstoff ausgebildet und umfasst eine Verschleißschutzeinlage14 und eine Metallmatrix12 . Die Verschleißschutzeinlage14 ist vorzugsweise zumindest teilweise in die Metallmatrix12 eingebettet. Beispielhaft umfasst die Brechplatte10 der2 eine Mehrzahl von Verschleißschutzeinlagen14 , die teilkreisbogenförmig ausgebildet sind. Die Verschleißschutzeinlagen weisen beispielsweise eine Dicke von 10 - 200mm, insbesondere 20 - 100mm, vorzugsweise 30 - 50mm auf, sind streifenförmig ausgebildet und in axialer Richtung nebeneinander angeordnet. Die Brechplatte 10 der2 weist beispielhaft zehn Verschleißschutzeinlagen14 auf, die jeweils die gleiche Breite und Dicke aufweisen, wobei die Breite beispielsweise der Breite einer Stufe, insbesondere der Breite einer Halterung16 entspricht. Es ist ebenfalls denkbar, dass die Brechplatte lediglich eine Verschleißschutzeinlage aufweist, die sich über die Oberfläche der Brechplatte erstreckt. Vorzugsweise ist die gesamte Oberfläche der Brechplatte10 mit zumindest einem oder mehreren Verschleißschutzeinlagen14 bedeckt. - Die Verschleißschutzeinlagen
14 sind beispielsweise jeweils einstückig ausgebildet und umfassen ein Hartmetall, wie Wolframcarbid, Titancarbid, Borcarbid oder Chromcarbid oder Keramik oder eine Kombination dieser Werkstoffe und weist eine poröse oder wabenförmige Struktur auf. Vorzugsweise wird die Verschleißschutzeinlage aus einem pulverförmigen und/ oder körnigem Gemisch aus den oben genannten Werkstoffen hergestellt, wobei das Gemisch erhitzt, insbesondere begast und gebacken, wird. Insbesondere wird das Gemisch in einer beispielsweise flexible Form erhitzt, die der Negativform der Verschleißschutzeinlage entspricht. Anschließend kühlt das Gemisch ab und härtet zu einem sehr verschleißbeständigen Körper mit einer porösen Struktur aus. Bei dem Metallmatrixmaterial handelt es sich beispielsweise um hochtemperaturfesten Stahl und/oder einen Stahl mit einer Härte von etwa 150 - 400 HB (Brinell). Unter einem hochtemperaturfesten Stahl ist ein warmfester Stahl mit einem hohen Chrom-Nickel-Anteil zu verstehen, der eine Temperaturbeständigkeit von bis zu 650°C, insbesondere bis zu 1000°C aufweist. Bei solchen Stählen handelt es sich beispielsweise um austenitische Chrom-Nickel-Stähle, wie beispielsweise GX25CrNiSil8-9, GX40CrNiSi25-12, GX40NiCrSiNb35-26. Hochtemperaturfeste Stähle bis 600°C sind beispielsweise Stähle gemäß DIN EN 10213. Hochtemperaturfeste Stähle bis 1200°C sind beispielsweise Stähle gemäß DIN EN 10295. - Die Verschleißschutzeinlagen
14 sind zumindest teilweise oder vollständig von dem Metallmatrixmaterial12 umschlossen. Die Brechplatte10 weist einen oberen, radial nach außen weisenden Bereich auf, der die in das Metallmatrixmaterial12 eingebettete Verschleißschutzeinlage14 umfasst und einen radial nach innen weisenden Bereich der ausschließlich das Metallmatrixmaterial12 aufweist. - Bei der Herstellung der Brechplatte wird die Verschleißschutzeinlage
14 aus Keramik oder Hartmetall, wie Wolframcarbid, Titancarbid, Borcarbid, Niobcarbid oder Chromcarbid oder eine Mischung aus diesen Werkstoffen, in einer Gussform zum Gießen der Verschleißschutzeinheit14 positioniert, beispielsweise befestigt. Die Verschleißschutzeinlage 14 weist beispielsweise eine Plattenform auf und wird auf der Oberseite der Brechplatte10 positioniert. Anschließend wird die Brechplatte10 aus dem Metallmatrixmaterial gegossen, sodass die Verschleißschutzeinlage14 zumindest teilweise von dem Gussmaterial, nämlich dem Metallmatrixmaterial12 , umschlossen wird, wobei das Gussmaterial beispielsweise in die poröse Struktur der Verschleißschutzeinlage14 infiltriert. Insbesondere wird die Verschleißschutzeinlage14 vollständig von dem Gussmaterial umschlossen. - Die die Brechwerkzeuge
18 sind in einem Winkel von etwa 30-60°, vorzugsweise 45° zur Radialen der Brechwalze ausgerichtet und jeweils in einer Halterung16 aufgenommen. Die Halterungen16 weisen beispielhaft ebenfalls zumindest eine Verschleißschutzeinlage14 auf und sind auch aus dem Metallmatrix-Verbundwerkstoff ausgebildet. Die Verschleißeilage14 ist auf der Rückseite der Halterung16 , insbesondere auf der radial nach außen weisenden Fläche der Halterung16 angeordnet. Der in Richtung der Brechplatte10 weisende Bereich der Halterung16 ist ausschließlich aus dem Metallmatrixmaterial12 ausgebildet, wobei der radial nach außen weisende Bereich der Halterung16 aus dem Metallmatrix-Verbundwerkstoff ausgebildet ist und die Verschleißschutzeinlage14 umfasst. -
3 zeigt eine Schnittansicht der Brechplatte10 der2 . Die3 zeigt zwei Verschleißschutzeinlagen14 an der Oberfläche der Brechplatte10 , die jeweils an einer Halterung16 anliegen. Die Halterung16 ist einstückig mit der Brechplatte ausgebildet und weist eine Bohrung20 auf, die sich in einem Winkel von etwa 30-60°, vorzugsweise 45° zur Radialen der Brechwalze erstreckt. An der sich in Rotationsrichtung der Brechwalze weisenden Seitenfläche der Halterung16 ist das Brechwerkzeug18 angeordnet. Das Brechwerkzeug weist vorzugsweise ein Befestigungssegment22 auf, das mit der Halterung16 verbunden ist und ein Verschleißsegment24 , das aus der Halterung16 hervorsteht und mit dem zu zerkleinernden Material in Kontakt kommt. Das Befestigungssegment22 weist einen Schaft auf, der in der Bohrung20 der Halterung16 befestigt, beispielsweise verschraubt, ist. Der Verschleißbereich24 ist im Wesentlichen zahnförmig ausgebildet und ist mit dem Befestigungsbereich beispielsweise einstückig ausgebildet oder stoffschlüssig verbunden, insbesondere verschweißt. Das Brechwerkzeug18 ist vorzugsweise aus einem Metallmatrix-Verbundwerkstoff ausgebildet, wobei eine Verschleißschutzeinlage14 an der Oberfläche, insbesondere an der Spitze des Brechwerkzeugs18 angeordnet ist und der Brechzahn aus dem Metallmatrixmaterial gegossen ist. Insbesondere ist lediglich das Verschleißsegment24 des Brechwerkzeugs18 aus einem Metallmatrix-Verbundwerkstoff ausgebildet, wobei eine oder mehrere Verschleißschutzeinlagen and der in Rotationsrichtung weisenden Oberfläche des Verschleißsegments24 angeordnet sind und von dem Metallmatrixmetarial zumindest teilweise umschlossen sind. Das Verschleißsegment24 und das Befestigungssegment22 sind beispielsweise miteinander verschraubt oder stoffschlüssig beispielsweise durch Schweißen miteinander verbunden. -
4 zeigt ein Brechwerkzeug18 zum Anbringen an eine Brechplatte10 einer Brechwalze. Das Brechwerkzeug18 weist ein Befestigungssegment22 und ein Verschleißsegment24 auf, die miteinander verbunden sind und das Brechwerkzeug18 ausbilden. Das Befestigungssegment22 ist an einer Brechwalze eines Walzenbrechers befestigbar und weist einen Schaft auf. Der Schaft des Befestigungssegments22 bildet ein Ende des Brechwerkzeugs18 und ist beispielsweise in der Oberfläche der Brechplatte10 oder an einer an der Brechplatte10 angebrachten Halterung16 befestigt. Vorzugsweise ist der Schaft vollständig in der Oberfläche der Brechplatte oder in einer an der Brechplatte10 angebrachten Halterung16 gemäß2 angeordnet. Der Schaft weist eine Mehrzahl von Durchmessern auf, die der Befestigung des Schafts beispielsweise in einer Bohrung20 in der Oberfläche der Brechplatte dienen. Es ist ebenfalls denkbar, dass der Schaft ein Gewinde zur Befestigung in der Bohrung20 oder der Halterung16 an der Oberfläche der Brechplatte10 aufweist. Beispielsweise kann der Schaft einen konstanten Durchmesser aufweisen und ist mittels einer stoffschlüssigen Verbindung, wie Schweißen, Kleben, oder Löten an der Brechplatte oder einer Halterung16 befestigt sein. Das Verschleißsegment24 und das Befestigungssegment22 sind beispielsweise miteinander über eine stoffschlüssige Verbindung, wie beispielsweise Löten, Schweißen oder Kleben verbunden. - Das Verschleißsegment
24 steht vorzugsweise zumindest teilweise oder vollständig aus der Oberfläche oder der Halterung16 der Brechplatte10 hervor und ist dem Verschleiß durch Kontakt mit dem zu zerkleinernden Material ausgesetzt. Das Befestigungssegment22 kann mit dem Verschleißsegment24 einstückig ausgebildet oder ein separates Bauteils sein, das aus einem duktileren Stahl, verglichen mit dem Verschleißsegment24 ausgebildet ist. Beispielsweise wird ein Stahl mit einer Härte von 90-500 HB (Brinell), vorzugsweise 120-350 HB, insbesondere 150 - 200 HB, und vorzugsweise einer Bruchdehnung von etwa 18 - 26% verwendet. - Das Verschleißsegment
16 ist im Wesentlichen zahnförmig ausgebildet. Auch eine kegelstumpfförmige, halbkugelförmige oder die Form eines Paraboloids sind beispielsweise denkbar. Die nach außen weisende Spitze des Verschleißsegments24 , beispielsweise in etwa die Hälfte des Verschleißsegments24 , besteht aus dem Metallmatrix-Verbundwerkstoff. Die Verschleißschutzeinlage14 bildet zumindest teilweise die Oberfläche, insbesondere die Spitze des Brechwerkzeugs18 , aus und ist zahnförmig ausgebildet. Bei dem Metallmatrix-Verbundwerkstoff und der Verschleißschutzeinlage14 handelt es sich um den bereits mit Bezug auf2 und3 beschriebenen Werkstoff. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Brechwalze
- 10
- Brechplatte
- 11
- Walzenbrecher
- 12
- Metallmatrix
- 14
- Verschleißschutzeinlage
- 16
- Halterung
- 18
- Brechwerkzeug
- 20
- Bohrung
- 22
- Befestigungssegment
- 24
- Verschleißsegment
- 26
- Brechspalt
Claims (12)
- Brechwalze (1) eines Walzenbrechers (11) aufweisend eine Mehrzahl von Brechplatten (10), welche die Mantelfläche der Brechwalze (1) ausbilden und eine Mehrzahl von an der Brechplatte (10) angebrachten Brechwerkzeugen (18), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Brechplatte (10) aus einem Metallmatrix-Verbundwerkstoff ausgebildet ist, der eine Verschleißschutzeinlage (14) aus einem Hartmetall und/ oder aus Keramik aufweist.
- Brechwalze (1) nach
Anspruch 1 , wobei jede Brechplatte (10) eine Mehrzahl von Verschleißschutzeinlagen (14) aufweist. - Brechwalze (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Brechplatten (10) durch ein Gießverfahren hergestellt sind.
- Brechwalze (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Verschleißschutzeinlage (14), Wolframcarbid, Keramik, Titancarbid, Borcarbid, Niobcarbid oder Chromcarbid oder eine Mischung aus diesen Werkstoffen umfasst.
- Brechwalze (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Verschleißschutzeinlage (14) zumindest teilweise in ein Metallmatrixmaterial eingegossen ist.
- Brechwalze (1) nach einem der vorrangehenden Ansprüche, wobei die Verschleißschutzeinlage (14) teilkreisringförmig ausgebildet ist.
- Brechwalze (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Verschleißschutzeinlage (14) zumindest teilweise die Oberfläche der Brechplatte (10) ausbildet.
- Brechwalze (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Brechwalze eine Halterung (16) zur Aufnahme eines Brechwerkzeugs (18) aufweist und wobei die Halterung (16) aus einem Metallmatrix-Verbundwerkstoff ausgebildet ist, der eine Verschleißschutzeinlage (14) aus einem Hartmetall und/ oder aus Keramik aufweist.
- Brechwalze (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Verschleißschutzeinlage (14) eine poröse Struktur aufweist.
- Brechwalze (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Brechwerkzeug (18) aus einem Metallmatrix-Verbundwerkstoff ausgebildet ist, der eine Verschleißschutzeinlage (14) aus einem Hartmetall und/ oder aus Keramik aufweist.
- Verfahren zum Herstellen einer Brechwalze (1) eines Walzenbrechers (11), wobei die Brechwalze (1) eine Mehrzahl von Brechplatten (10) aufweist, die die Mantelfläche der Brechwalze (1) ausbilden und das Verfahren die Schritte aufweist: - Positionieren einer Verschleißschutzeinlage (14) aus einem Hartmetall und/ oder Keramik in einer Gussform zum Gießen einer Brechplatte (10) der Brechwalze (1) und - Gießen der Brechplatte (10) aus einem Metallmatrixmaterial, sodass die Verschleißschutzeinlage (14) zumindest teilweise von dem Metallmatrixmaterial umschlossen wird.
- Verfahren nach
Anspruch 11 , wobei die Verschleißschutzeinlage (14) vor dem Positionieren in der Gussform aus einem pulverförmigen und/ oder körnigem Gemisch aus Hartmetall und/ oder Keramik mittels Erhitzen hergestellt wird.
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