DE2214146B2 - Verwendung einer eisen-chrom-kohlenstoff-legierung fuer die innenauskleidung von kugelmuehlen mit mahlplatten - Google Patents
Verwendung einer eisen-chrom-kohlenstoff-legierung fuer die innenauskleidung von kugelmuehlen mit mahlplattenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit Innenauskleidungen von Kugelmühlen aus Mahlplatten, deren
Mantelflächen mit Rillen versehen sind, die im Querschnitt die Form eines Kreissegments haben,
dessen Radius im wesentlichen mit dem Radius der in der Mühle verwendeten größten Mahlkugeln übereinstimmt.
Solche Mahlplatten sind bekannt und werden z. B. in der österreichischen Patentschrift 2 83 092 beschrieben.
Sie haben im Vergleich zu üblichen Ausführungsformen von Mahlplatten eine Reihe von Vorteilen. Diese
Vorteile bestehen in dem vergleichsweise geringeren Gewicht der Auskleidung, in geringerem Energieverbrauch
bei gleichem Durchsatz, in der Möglichkeit, die Mahltrommel mit einer vergleichsweise geringeren
Geschwindigkeit zu fahren, woraus sich zusätzliche Energieeinsparungen ergeben, in der geringeren Reparaturanfälligkeit
und damit in einer höheren Betriebssicherheit u.a.m.
Die Verwendung von Rillenplatten hat offenbar zur Folge, daß der Zerkleinerungsvorgang im Vergleich zu
rillenfreien Mahlplatten eine grundsätzliche Veränderung insofern erfährt, als die Schlagwirkung der Kugeln
auf die Platten stark abgeschwächt und die zur Verfügung stehende Energie in erheblich höherem
Maße für die Zerkleinerungsarbeit verwendet wird.
Es ist üblich, die Mahlplatten und die Mahlkugeln von Kugelmühlen aus Eisen-Chrom-Kohlenstoff-Legierungen
herzustellen, wobei besonders darauf geachtet werden muß, daß die Restaustenitgehalte im Einbauzustand
möglichst niedrig, z. B. niedriger als 5% sind. Durch die Schlagbeanspruchungen wandelt der Restaustenit
in Martensit um, wodurch die Gefahr von Versprödungen und Verspannungen und damit von
Zerstörungen durch Ausbrüche gegeben ist. Dies sind die Gründe dafür, weshalb der Restaustenitgehalt so
niedrig als möglich sein muß.
Bei den Rillenplatten, mit denen sich die vorliegende Erfindung befaßt, besteht diese Gefahr grundsätzlich
auch, offensichtlich aber in einem stark vermindertem Maße, weshalb die Abnützung durch Reibverschleiß für
die Lebensdauer der Mahlplatten in erhöhtem Maße zu beachten ist.
Obwohl nun hohe Restaustenitanteile grundsätzlich als schädlich erkannt wurden, haben Versuche ergeben,
daß man bei vergleichbaren Beanspruchungen die Lebensdauer der Rillenplatten um wenigstens 20%
steigern kann, wenn sie aus den üblichen Eisen-Chrom-Kohlenstoff-Legierungen, jedoch mit einem Stickstoffzusatz
gegossen werden. Die mögliche Höhe dieses Zusatzes ist bei üblicher Erschmelzung der Legierung
von der Höhe der Nitridbildner, insbesondere von der Höhe des Chrom-, Mangan- und Molybdängehaltes und
gegebenenfalls von der Höhe des Aluminium-, Zirkon- und Titangehaltes abhängig und soll zwischen etwa 0,05
und 0,5% liegen. Vorzugsweise kommen Stickstoffgehalte zwischen 0,1 und 0,3% zur Verwendung. Ob die
durch den Stickstoffgehalt erzielbaren Verbesserungen des Verschleißverhaltens wider Erwarten auf erhöhte
Restaustenitanteile oder auf Nitridbildungen zurückzuführen sind oder ob diese beiden Erscheinungen
zusammenwirken, muß zur Zeit noch als ungeklärt angesehen werden. Interessant ist aber, daß sich die
erfindun^sgemäß vorgeschlagenen Stickstoffzusätze vor allem im Bereich der höchsten Beanspruchungen in
der Mühle, also im Bereich der Grobmahlung, besonders vorteilhaft auswirken.
Es soll in diesem Zusammenhang erwähnt werden, daß die Anwendung von stickstoffhaltigen Eisen-Chrom-Kohlenstoff-Legierungen
für andere Zwecke schon vorgeschlagen worden ist. So ist etwa in der US-PS 23 55 726 eine solche Legierung genannt, um den
starken Scheuerverschleiß bei Propellerblättern von Sandstrahlgebläsen zu mindern, wobei der Stickstoffgehalt
auf den Chromgehalt abgestimmt sein und 0,2 bis max. 1 % desselben betragen soll. Wichtig ist dabei auch,
daß die Legierung eine im wesentlichen eutektische Zusammensetzung mit höchstens 30% nichteutektischem
Gefügeanteil und eine Härte von 50 — 70 HRC besitzen soll.
Aus der OE-PS 2 81 886 ist ein Schnellarbeitsstahl mit erhöhter Verschleißfestigkeit im verformten und wärmebehandelten
Zustand bekannt, dessen Zusammensetzung der in Rede stehenden Gußlegierung ähnlich ist.
Der Fachmann konnte daraus jedoch für den vorliegenden Verwendungszweck nichts ableiten, weil ein
Schnellarbeitsstahl seine Eigenschaften bekanntlich erst nach einer mindestens achtfachen, bis in die Kernzone
der gegossenen Rohblöcke reichenden Warmverformung erhält.
Gegenstand der Erfindung ist somit die Verwendung einer Eisen-Chrom-Kohlenstoff-Gußlegierung bestehend
aus 0,5 bis 3% Kohlenstoff, 5 bis 30% Chrom, 0,5 bis 2% Silizium, 0,5 bis 5% Mangan, 0,05 bis 0,5%
Stickstoff, Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen als Werkstoff zur Herstellung von Mahlplatten-Formgußstücken
für die Innenauskleidung von Kugelmühlen, wobei die Mahlflächen der Mahlplatten mit
Rillen versehen sind, die im Querschnitt die Form eines Kreissegmentes haben, dessen Radius im wesentlichen
mit dem Radius der in tier Mühle verwendeten größten
Mahlkugeln übereinstimmt.
Die erfindungsgemäß in Betracht kommenden Eisen-Chrom-Kohlenstoff-Legierungen
können zusätzlich bis 5% Molybdän, 0 bis 5% Wolfram, 0 bis 1 % Vanadin, 0 bis 5% Nickel und gegebenenfalls bis zu je 0,5%
Aluminium, Zirkon und Titan, einzeln oder zu mehreren, enthalten. Für die im Sinne der Erfindung vorgeschlagenen
Legierungen betragen die bevorzugten Gehalte an Mangan 0,7 bis 1,2%, an Stickstoff 0,1 bis 0,3% und an
Molybdän 0,5 bis 1,5%.
Für die mit Rillenplatteri ausgerüsteten Kugelmühlen
werden zweckmäßig Mahlkugeln verwendet, deren Chromgehalt höher als jener der Mahlplatten ist, wobei
aber der Chromgehalt der Kugeln nicht unter 12% liegen soll.
Die Rillenplatten können im naturharten, gehärteten und angelassenen oder im vergüteten Zustand zur
Verwendung kommen, wie dies, auch bei rillenfreien Platten üblich ist. Die Mahlkugeln werden meist auf
Härten über 60 HRc gebracht, wenn sie 12% oder mehr Chrom enthalten.
Ein Stickstoffzusatz zu den Legierungen für die Mahlkugeln hat bisher im allgemeinen keine feststellbaren
Verbesserungen ergeben. Wenn jedoch für die Mahlkugeln eine Legierung gewählt wird, die Aluminium,
Zirkon oder Titan in geringen Anteilen bis zu höchsten je etwa 0,5% enthält, wird durch einen
Stickstoffzusatz in der Höhe bis zu etwa 0,5% das Verschleißverhalten geringfügig verbessert.
Claims (3)
1. Verwendung einer Eisen-Chrom-Kohlenstoff-Gußlegierung bestehend aus 0,5 bis 3% Kohlenstoff,
5 bis 30% Chrom, 0,5 bis 2% Silizium, 0,5 bis 5% Mangan, 0,05 bis 0,5% Stickstoff, Rest Eisen und
unvermeidbare Verunreinigungen als Werkstoff zur Herstellung von Mahlplatten-Formgußstücken für
die Innenauskleidung von Kugelmühlen, wobei die Mahlflächen der Mahlplatten mit Rillen versehen
sind, die im Querschnitt die Form eines Kreissegments haben, dessen Radius mit dem Radius der in
der Mühle verwendeten größten Mahlkugeln übereinstimmt. iS
2. Verwendung einer Eisen-Chrom-Kohlenstoff-Gußlegierung
nach Anspruch 1, die zusätzlich 0 bis 5% Molybdän, 0 bis 5% Wolfram, 0 bis 1 % Vanadin,
0 bis 5% Nickel und gegebenenfalls bis zu je 0,5% Aluminium, Zirkon und Titan, einzeln oder zu
mehreren, enthält, für den Zweck nach Anspruch 1.
3. Verwendung einer Eisen-Chrom-Kohlenstoff-Gußlegierung nach Anspruch 1 oder 2 mit der
Maßgabe, daß die bevorzugten Gehalte an Mangan 0,7 bis 1,2%, an Stickstoff 0,1 bis 0,3% und an
Molybdän 0,5 bis 1,5% betragen, für den Zweck nach Anspruch 1.
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