DE2536815C3 - Walzenpresse zum Heißkompaktieren und Heißbrikettieren von Schüttgütern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Walzenpresse zum Heißkompaktieren und Heißbrikettieren von Schüttgütern, deren Walzen auf einem Kern mit glatter zylindrischer Auflagefläche einen Mantel tragen, der aus einer Mehrzahl von auf dem Umfang mit achsparallelen Längskanten aneinandeigrenzenden und an ihren mit schrägen Schultern versehenen Enden mit dem Walzenkern lösbar verbundenen Segmenten zusammengesetzt ist, wobei die unter einem spitzen Winkel kleiner 45° zur Walzenachse verlaufenden Schulterflächen der Segmente von in dem Walzenkern verankerten Halteelementen übergriffen werden, die mittels zur Walzenachse parallel verlaufender Spannbolzen die Segmente zwischen sich und der zylindrischen Auflagefläche des Walzenkerns einspannen.

Beim Heißkompaktieren und Heißbrikettieren von Schüttgütern, insbesondere bei der bindemittellosen Heißbrikettierung oder Heißkompaktierung von vorreduzierten Eisenerzen nehmen die Segmente Temperaturen an, die über 1000° C liegen.

Bei derartigen Temperaturen bereitet die Befestigung der Segmente auf dem Walzenkern erhebliche Probleme.

Bei der Befestigung mit radial angeordneten Schrauben ist es bekannt, die beim Arbeiten in höheren Temperaturbereichen auftretenden Probleme dadurch zu lösen, daß die Befestigungsschrauben als relativ lange Dehnschrauben ausgebildet sind, die so weit vorgespannt sind, daß sie auch bei der Wärmedehnung, der sie bei der Betriebstemperatur unterliegen, noch eine hinreichende Vorspannung haben (DE-AS 18 15 599).

Es ist weiter bekannt, als Befestigungsmittel für die Segmente auf geraden Schultern an den Enden der Segmente Schrumpfringe aufzuschrumpfen, die mit einem ringförmigen Kühlmittelkanal versehen sind, der mit Kühlmittelkanälen im Walzenkern zur Zu- und Abfuhr des Kühlmittels versehen ist. Bei Befestigung der Segmente mit Schrumpfringen ist es notwendig, zum Auswechseln der Segmente die Preßwalze aus der Walzenpresse herauszunehmen, da die Schrumpfringe in der Presse weder abgezogen noch auf die neuen Segmente wieder aufgeschrumpft werden können (DE-AS 19 28 176).

Es ist weiter bekannt, bei einer Preßwalze für die Heißbrikettierung in V-förmige Formmulden auf dem Umfang des Walzenkerns eingesetzte Segmente vorzusehen, deren Schultern auf der Mantelfläche eines Kegelstumpfes liegen, dessen Achse mit der Walzenachse zusammenfällt und dessen Spitzenwinkel spitz oder stumpf sein kann. Als Halterung ist hierbei auf jeder der beiden Walzenseiten ein Haltering konzentrisch zur Walzenachse angeordnet, dessen die Schultern der Segmente übergreifende Flächen entsprechend kegelförmig geformt sind. Die Halteringe sind dabei durch achsparallele Spannbolzen gegeneinander verspannt, die sich radial einwärts der die Segmente aufnehmenden Formmulden durch den Walzenkern erstrecken. Weiter

radial einwärts von den Spannbolzen sind die Halteringe in einer Ringnut geführt, auf deren Boden sie sich gegen den Walzenkern abstützen. Durch das bei der Wärmedehnung der Segmente in den Halteringen auftretende Kippmoment werden die Spannbolzen in Achsrichtung stark beansprucht Durch die bei der Wärmedehnung der Segmente auftretende Kippbewegung des Halteringes kann die kegelförmige Andruckfläche des Halteringes von den Endflächen der Segmente abheben (DE-AS 13 00 049, DE-OS ι ο 24 49 250).

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Walzenbrikettpresse der genannten Art zu schaffen, mit der bis zu Arbeitstemperaturen um 1000° C Anpreßkräfte für die Segmente eingehallen werden können, die im wesentlichen den Anpreßkräften im kalten Zustand entsprechen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß

a) die Halteelemente Klemmbügel sind, die als Hebel wirken und deren Verankerung im bereich des äußeren Umfanges des Walzenkernes durch dort in tangentialer Richtung angeordnete, die Klemmbügel durchquerende Schwenkachsen vorgenommen ist,

b) die Spannbolzen die Segmente durchqueren und

c) die die Schulterflächen der Segmente übergreifenden Ansatzflächen der Klemmbügel auf kleinerem Hebelarm als die noch weiter von den Schwenkachsen entfernt angreifenden Spannbolzen liegen.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen herausgestellt.

Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht und im Nachstehenden im einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt längs der Linie 1-1 in F i g. 2 durch den Bereich des äußeren Umfanges einer Preßwalze gemäß der Erfindung;

F i g. 2 zeigt eine Stirnansicht der Preßwalze;

Fig.3 zeigt einen Schnitt längs der Linie III-III in to Fig.l.

Bei der Walzenbrikettpresse gemäß der Erfindung handelt es sich um eine Walzenbrikettpresse mit zwei horizontal nebeneinander angeordneten Preßwalzen, von denen eine Preßwalze relativ zu der anderen verschiebbar gelagert ist.

In F i g. 1 ist ein Randabschnitt einer Preßwalze 2 dargestellt, die auf ihrem äußeren Umfang einen Mantel 4 trägt, der aus einer Mehrzahl mit achsparallelen Längskanten aneinandergrenzenden und an ihren Enden mit dem Walzenkern lösbar verbundenen Segmenten 6 zusammengesetzt ist.

Die Berührungsfläche 8 zwischen dem Walzenkern 2 und den Segmenten 6 ist als glatte Zylinderfläche ausgebildet In der Mitte des Walzenkerns 2 ist eine Nut 10 angeordnet, die als umlaufende Nut ausgebildet sein kann oder als jeweils ein Nutabschnitt für jedes Segment In der Nut 10 liegt eine Feder 12, die in eine entsprechende Nut- 14 in der Auflagefläche der Segmente 6 eingreift. Über diese Verbindung sind die &o Segmente 6 in Achsrichtung zentriert, so daß beim Aufheizen der Segmente auf Betriebstemperatur, die bei bzw. über 1000⁰C liegen kann, die Segmente sich gleichmäßig von der Mitte her in Achsrichtung dehnen.

Die Segmente 6 können auf ihrem Umfang glatt ausgebildet oder mit Formmulden versehen sein,

An den beiden gegenüberliegenden Enden des Walzenkerns sind um tangentiale Achsen 16 schwenkbar Klemmbügel 18 angeordnet von denen jeweils zwei Klemmbügel paarweise gegenüberliegen. Die Klemmbügel weisen an ihrem unteren Ende ein Lagerauge 20 mit einer Bohrung 22 auf, durch die ein Lagerbolzen 24 hindurchgeführt ist Die Klemmbügel 18 liegen mit dem Lagerauge in Ausnehmungen 26 des Walzenkerns. Im Abstand von der Ausnehmung 26 ist am Umfang des Walzenkerns weiter wenigstens ein weiterer Ausschnitt 28 vorgesehen, dessen eine Seite 30 parallel zu den Seitenflächen 32 des Ausschnittes 25 liegt Von dem Ausschnitt 28 aus läßt sich die Bohrung im Walzenkern zur Aufnahme des Schwenkbolzens 24 bohren und der Schwenkbolzen einführen, der dann mit bekannten Mitteln arretierbar ist

Die Segmente 6 weisen an ihren stirnseitigen Enden Schultern 34 auf, deren radial äußere Oberfläche 36 unter einem spitzen Winkel α zur Auflagefläche 8 bzw. zur Drehachse der Preßwalze liegt. Dieser Winkel λ ist vorzugsweise kleiner als 20°.

Die Klemmbügel 18 sind an ihrem äußeren Ende mit einem Kopf 38 versehen, der eine die Oberfläche 36 der Segmentsehultern 24 übergreifende Ansatzfläche 40 aufweist.

Zwischen den beiden Klemmbügeln 18 erstreckt sich ein Spannbolzen 42, der an seinen Enden mit Gewindeabschnitten 44 versehen ist, auf die jeweils Spannmuttern 46 aufgeschraubt sind. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Köpfe 38 der Spannbügel gabelförmig ausgebildet, so daß die Spannbolzen von oben in die Gabel 48 eingelegt werden können. Bei einer solchen gabelförmigen Ausbildung ist an den Enden des Spannbolzens jeweils eine Druckscheibe 50 vorgesehen.

Die Spannbolzen 42 sind, wie in der Zeichnung dargestellt, radial im Abstand von der Auflagefläche 8 der Segmente 6 durch die Segmente hindurchgeführt. Für die Durchführung der Spannbolzen können die Segmente mit entsprechenden Bohrungen versehen werden. Bevorzugt ist jedoch eine Ausführungsform, wie sie in der Zeichnung dargestellt ist, bei der die Spannbolzen jeweils zwischen zwei Segmenten geführt sind, wobei die Segmente zur Aufnahme der Spannbolzen in ihren Längskanten 52 mit Ausnehmungen 54 versehen sind.

In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Segmente 6 in der Auflagefläche 8 eine Mehrzahl von. in Umfangsrichtung über die radiale Projektion der achsparallelen Längskanten auf die Auflagefläche vorspringenden Stütztatzen 56 und dazwischenliegenden Ausschnitten auf, wobei einer Stütztatze an einer Längskante ein zur Aufnahme einer entsprechenden Stütztatze ausgebildeter Ausschnitt an der anderen Längskante gegenüberliegt. Bei einer solchen bekannten Ausbildung der Segmente (DE-PS 20 55 147) sind die Ausnehmungen 54 zur Aufnahme der Spannbolzen 42 zweckmäßig am oberen Ansatz der Stütztatzen bzw. der Ausschnitte angeordnet, wie insbesondere aus F i g. 3 ersichtlich.

Unabhängig davon, ob die Spannbolzen durch die Segmente hindurchgefUhrt sind oder im Spalt zwischen zwei Segmenten liegen, lassen sich die einzelnen Segmente leicht auswechseln, ohne daß die Preßwalzen aus der Presse ausgebaut zu werden brauchen. Nach Lösen der Spannbolzen lassen sich die Klemmbügel nach außen schwenken und das durch die Klemmbügel gehalterte Segment kann entnommen werden und zwar ohne daß die Halterung der anderen Segmente beeinträchtigt wird. Nach dem Einsetzen eines neuen Segmentes werden die Klemmbügel über dessen

Schultern 34 geschwenkt, worauf dann die Klemmbolzen wieder eingeführt werden. Dies wird besonders erleichtert durch die gabelförmige Ausbildung der Köpfe der Klemmbügel.

Bei der Ausführungsform, bei der die Spannbolzen im Spalt zwischen rwei Segmenten liegen, sind die Auflageflächen 36« der Schultern 34 der Segmente und die Druckflächen der Ansätze 40 der Klemmbügelköpfe 38 vorzugsweise so ausgebildet, daß der Klemmbügel jeweils mit zwei benachbarten Segmenten in Eingriff kommt. Die Auflageflächen 36 können bei allen Ausführungsformen entweder Teile von Konusflächen sein, wobei die Konusachse mit der Drehachse der Preßwalze zusammenfällt. Die Ansatzflächen 40 der Klemmbügelköpfe sind in diesem Fall entsprechend als kongruente Konusfiächen auszubilden. Die Auflageflächen 36 der Segmentschultern 34 können aber auch als geneigte Ebene ausgebildet sein, die parallel zur Schwenkachse 16 der Klemmbügel liegt. Diese Ausführung hat den Vorteil, daß die Auflageflächen jeweils nur zweidimensional bearbeitet, insbesondere geschliffen zu werden brauchen.

Die Schultern 34 der Segmente 6 können sich über die gesamte Breite der Segmente in Umfangsrichtung erstrecken. Es reicht aber aus, wenn solche Vorsprünge lediglich im Bereich des Angriffes der Klemmbügel vorgesehen werden.

Beim Aufheizen der Segmente 6 auf Arbeitstemperatur erfahren die Segmente 6 eine Längung, die abhängig vom Wärmeausdehnungskoeffizienten und der Temperatur im wesentlichen proportional zur Länge / der Segmente ist. Dieser Längendehnung der Segmente folgen die Klemmbügel 18 dadurch, daß sie nach außei schwenken. Um sicherzustellen, daß bei jeder Längen dehnung die Anpreßkräfte unverändert von dei Klemmbügeln auf die Segmente übertragen werden, i vorzugsweise die Auflagefläche 36 der Segmentschul tern 34 oder aber die Druckfläche der Ansätze 40 de Klemmbügelköpfe 38 ballig ausgebildet, wobei d Balligkeit mit einem relativ großen Radius ausgebilde sein kann. Es ist auch möglich, die eine Fläche konkai

κι und die andere Fläche konvex ballig auszubilden, so dal sich die beiden Berührungsflächen bei einem Schwen ken der Klemmbügel 18 bei einer Längendehnung de Segmentes aufeinander abwälzen und so eine flächig! Druckübertragung sichergestellt wird.

Der Spannbolzen 42 unterliegt einer Wärmedehnun die wiederum abhängig von dem Wärmeausdehnung koeffizienten des Materials und der Temperatur dei Spannlänge L proportional ist.
Eine im wesentlichen konstante Spannung de Spannbolzens 42 und damit der radial auf das Segmen wirkenden Haltekraft kann dadurch sichergestelli werden, daß für den Spannbolzen 42 ein Materia verwendet wird, dessen Wärmeausdehnungskoeffiziem um so viel kleiner ist als der Wärmeausdehnungskoeffi

2·> zient des Materials der Segmente, daß die Längung de: Segmentes über die Länge / gleich der Längung de Spannbolzens über die Länge L ist. Es kann aber aucl zweckmäßig sein, für den Spannbolzen ein Material mi einem Wärmeausdehnungskoeffizienten zu wählen, dei

in sicherstellt, daß bei Arbeitstemperatur eine vorbe stimmte Steigerung des Anpreßdruckes erreicht wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Walzenpresse zum Heißkompaktieren und Heißbrikettieren von Schüttgütern, deren Walzen auf einem Kern mit glatter zylindrischer Auflagefläche einen Mantel tragen, der aus einer Mehrzahl von auf dem Umfang mit achsparallelen Längskanten aneinandergrenzenden und an ihren mit schrägen Schultern versehenen Enden mit dem Walzenkern lösbar verbundenen Segmenten zusammengesetzt ist, wobei die unter einem spitzen Winkel kleiner 45° zur Walzenachse verlaufenden Schulterflächen der Segmente von in dem Walzenkern verankerten Halteelementen übergriffen werden, die mittels zur Walzenachse parallel verlaufender Spannbolzen die Segmente zwischen sich und der zylindrischen Auflagefläche des Walzenkerns einspannen, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Halteelemente Klemmbügel (18) sind, die als Hebel wirken und deren Verankerung im Bereich des äußeren Umfanges des Walzenkernes (2) durch dort in tangentialer Richtung angeordnete, die Klemmbügel durchquerende Schwenkachsen (24) vorgenommen ist,

b) die Spannbolzen (42) die Segmente (6) durchqueren und

c) die die Schulterflächen (34) der Segmente (6) übergreifenden Ansatzflächen (40) der Klemmbügel auf kleinerem Hebelarm als die noch weiter von den Schwenkachsen (24) entfernt angreifenden Spannbolzen (42) liegen.

2. Walzenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmbügel (18) jeweils im Bereich der Längskanten (52) zweier benachbarter Segmente (6) angeordnet sind und daß für die Durchführung der Spannbolzen Ausnehmungen (54) an den Längskanten der Segmente vorgesehen sind.

3. Walzenpresse nach Anspruch 2, mit Segmenten, die in der Auflagefläche eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung über die radiale Projektion der achsparallelen Längskanten auf die Auflagefläche vorspringenden Stütztatzen und dazwischen liegenden Ausschnitten aufweisen, wobei einer Stütztatze an einer Längsseite ein zur Aufnahme einer entsprechenden Stütztatze ausgebildeter Ausschnitt an der anderen Längskante gegenüberliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die die Spannbolzen (42) aufnehmenden Ausnehmungen (54) im Bereich des oberen Endes der Stütztatzen angeordnet sind.

4. Walzenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansatzflächen (40) der Klemmbügel (18) und/oder die Schulterflächen (34) der Segmente (6) ballig ausgebildet sind.

5. Walzenpresse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmbügel (18) mit ihren Ansatzflächen (40) jeweils die Schulterflächen (34) zweier benachbarter Segmente (6) übergreifen.

6. Walzenpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmbügel (18) zur Aufnahme der Spannbolzen (42) mit einem gabelförmigen Kopf (38) versehen sind.

7. Walzenpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansatzflächen (40) der Klemmbügel (18) und die Schulterflächen (34) der Segmente (6) quer zu ihrer Neigung als tangential verlaufende Flächen ausge

bildet sind.

8. Walzenpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannbolzen (42) aus einem Material mit einem Ausdehnungskoeffizienten besteht, der kleiner ist als der Ausdehnungskoeffizient des Materials der Segmei·- te (6).