DE3787791T2

DE3787791T2 - Zerkleinerungselemente für Zerkleinerungsmaschinen.

Info

Publication number: DE3787791T2
Application number: DE87310843T
Authority: DE
Inventors: Hajime Kawatsu
Original assignee: ING Shoji Co Ltd
Current assignee: ING Shoji Co Ltd
Priority date: 1986-12-09
Filing date: 1987-12-09
Publication date: 1994-02-24
Anticipated expiration: 2007-12-10
Also published as: DE3787791D1; EP0271336A2; AU7998487A; EP0271336A3; DE3787791T3; KR880007127A; KR930002254U; JPH0239939B2; AU596229B2; EP0271336B1; EP0271336B2; KR930004835Y1; US4848683A; JPS63143949A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Zerkleinerungs- oder Pulverisierelemente, die in Zerkleinerungsmaschinen oder Feinmühlen von der Art verwendet werden, bei der das Material in einen Einzugswinkel zwischen Oberflächen der Zerkleinerungselemente geführt wird, um dadurch zerkleinert zu werden. Zerkleinerungsmaschinen dieser Art sind z. B. Walzenbrecher, Kegelbrecher, Walzenringmühlen, vertikale Pendelmühlen, Kollermühlen u. a. Die Zerkleinerungselemente weisen Rollen, Walzen, Tischverkleidungen u. a. auf, die die Zerkleinerungsflächen in diesen Zerkleinerungsmaschinen ausbilden, und durch A und B in dieser Beschreibung dargestellt werden. Desweiteren ist in dieser Beschreibung die Zerkleinerungsfläche, mit der das Zerkleinerungselement A versehen ist, durch bzw. diejenige, mit der das Zerkleinerungselement B versehen ist, durch dargestellt.
Früher wurden verschiedenartige Materialien wie Eisenerz, Kohle, Koks, Graphit, Konverterschlacke, Hochofenschlacke, Kalkstein, Kesselschlacke, Stein u. a. durch Walzenbrecher, Kegelbrecher, Walzenringmühlen, vertikale Pendelmühlen u. a. zerkleinert.
Das die Funktion dieser Zerkleinerungsmaschinen betreffende Prinzip der Zerkleinerung wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 der beiliegenden Zeichnungen beschrieben, von denen sich:
Fig. 1 auf einen Walzenbrecher,
Fig. 2 auf einen Kegelbrecher,
Fig. 3 auf eine Walzenringmühle und
Fig. 4 auf eine vertikale Pendelmühle
beziehen.
In einem wie in Fig. 1 gezeigten Walzenbrecher werden zwei Walzen A und 3 mit zylindrischen Flächen und gegenläufig gedreht, um eine Zerkleinerung des Materials durch zwischen beiden Walzen A und B ausgeübten Druck und Scherung zu bewirken.
In einem in Bild 2 gezeigten Kegelbrecher wird das Material durch Druck und Scherung in einem Zerkleinerungsraum zerkleinert, der zwischen einem sich um seine eigene Achse drehenden Brechkegel A, der eine sich drehende Kegelstumpf- Außenfläche hat, und einem festen Brechmantel B ausgebildet ist, der eine inverse Kegelstumpf-Innenfläche hat.
In einer in Fig. 3 gezeigten Walzenringmühle drehen sich eine Vielzahl von Walzen (typisch sind 2 bis 6), von denen jede eine zylindrische Fläche hat, mit hoher Geschwindigkeit, um die Walzen durch eine Zentrifugalkraft auf den festen Ring B mit einer inneren zylindrischen Fläche zu schieben, wodurch eine Zerkleinerung des Materials dazwischen bewirkt wird.
In einer in Fig. 4 gezeigten vertikalen Pendelmühle werden zwei Zerkleinerungswalzen B, von denen jede eine zylindrische Fläche hat, auf eine ebene Fläche a eines sich drehenden Zerkleinerungstisches A, in einer solchen Weise gedrückt, daß dem Tisch A nahe seinem Mittelpunkt zugeführtes Material durch- Druck-, Schlag- und Scherwirkung durch den Tisch A und die Walzen B zerkleinert wird, während es durch die Zentrifugalkraft auswärts befördert wird. Die Walzen B und der Tisch A sind nicht auf die zylindrischen Flächen und die ebene Fläche beschränkt, sondern können eine Kombination aus einer Tischverkleidung mit einer Ringnut und einem in dieser eingepaßten Walzenring aufweisen.
Ein Weg zur Erhöhung des Ausstoßes pro Zeiteinheit in den obigen Zerkleinerungsmaschinen besteht darin, eine Situation zur Erleichterung des Einquetschens des Materials zwischen die Zerkleinerungselemente A und B zu schaffen (zum Beispiel zwischen eine Walze und eine Tischverkleidung, zwischen eine Walze und einen Ring und zwischen einen Brechkegel und einen Brechmantel eines Kegelbrechers).
Wenn beispielsweise bei einer Walzenringmühle gerade mit der Anwendung neuer Produktwalzen A begonnen wird, ist der Zerkleinerungswirkungsgrad in Abhängigkeit von der Materialart gering. Der Grund dafür ist, daß die Zerkleinerungsfläche der Walze A eben zylindrisch und glatt ist, was unzulängliches Einquetschen nach sich zieht. Wie häufig durch Erfahrungen bestätigt wurde, steigt der Zerkleinerungswirkungsgrad dann, wenn ein ungleichmäßiger Verschleiß an den Walzen A aufzutreten begann, nachdem sie eine Weile in Betrieb waren. Auf Grund dessen wurde die Zerkleinerungsfläche der Walze A einer Walzenringmühle anfänglich mit streifigen, in Fig. 5 der beiliegenden Zeichnungen gezeigten Vorwölbungen 4 als Einrichtung zu Erhöhung des Zerkleinerungswirkungsgrades versehen. Eine solche Einrichtung ist nicht auf Walzen von Walzenringmühlen beschränkt und kann in der Form verwendet werden, daß Walzen von Walzenfeinmühlen mit einer welligen oder gerippten Gestalt versehen werden. Die Brechkegelfläche einiger Kegelbrecher ist ebenfalls gerippt und mehrere Linien der streifigen Vorwölbungen sind auf den Walzen oder der Tischverkleidung vertikaler Pendelmühlen u. a. angeordnet.
Anfänglich hat das Ausstatten der Zerkleinerungsflächen und mit streifigen Vorwölbungen 4 die Wirkung, den Pulverisierwirkungsgrad vom Beginn der Zerkleinerung zu steigern, wodurch der Austrag in Tonnen je Stunde wächst. Das wird als Folge davon angesehen, daß diese Vorwölbungen eine Verbesserung des Einquetschens bewirken.
Jedoch verursachen hohe streifige Vorwölbungen 4, wenn sie auf den Zerkleinerungsflächen und des Zerkleinerungselementes angeordnet sind, Vibrationen und Geräusche, und aus diesem Grunde sollte die Höhe der streifigen Vorwölbungen 4 natürlicherweise Einschränkungen unterliegen. Demzufolge werden die streifigen Vorwölbungen 4 sofort nach Beginn des Betriebes abgetragen; folglich mißlingt es sogar, einen signifikanten Wirkungsgrad durch Erhöhung des Zerkleinerungswirkungsgrades zu erzielen.
Die in der Untersuchung erwähnte Patentschrift US-A-333 9055 bezieht sich auf ein Walzenbrecher-Wiederaufarbeitungsgerät, das in Umfangsrichtung beabstandete Querschweißstellen zur Anordnung auftragsgeschweißter Streifen auf die Oberfläche einer Walze entsprechend einer sogenannten Lückenschweißtechnik aufträgt.
Von letztgenanntem sind durch das Ansteigen der Energiekosten für Zerkleinerungsmaschinen, der Kosten für Verbrauchselemente und desweiteren der Arbeitskosten zum Auswechseln dieser Elemente, die Betriebskosten der Zerkleinerungsmaschinen besonders gestiegen. Wenn teure Materialien zerkleinert werden, können die dafür nötigen hohen Kosten daher durch die zusätzlichen Werte aufgefangen werden. Im allgemeinen aber haben die zu zerkleinernden Materialien niedrige Preise, und für solche Materialien ist zur Zeit keine Einrichtung verfügbar, um die hohen Kosten der Zerkleinerung anders als durch eine Erhöhung des Austrages pro Zeiteinheit aufzufangen.
In Hinblick auf die oben beschriebene Situation ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Zerkleinerungselement zu schaffen, mit dem es möglich ist, den Wirkungsgrad der Zerkleinerung nach Beginn des Zerkleinerungsbetriebes schnell zu erhöhen, und anschließend für einen nennenswerten Zeitabschnitt aufrechtzuerhalten ist.
Die Erfindung schafft ein Zerkleinerungselement zum Zusammenwirken mit einem anderen Element in einer Zerkleinerungsmaschine zur Zerkleinerung von zwischen gegenüberliegenden Zerkleinerungsflächen der Elemente eingequetschtem Material, wobei das Zerkleinerungselement eine Zerkleinerungsfläche mit ersten länglichen Flächenabschnitten und zweiten länglichen Flächenabschnitten, deren Verschleißwiderstand geringer als der der ersten länglichen Flächenabschnitte ist, hat, wobei die ersten und zweiten länglichen Flächenabschnitte abwechselnd in Bezug zu der Richtung angeordnet sind, in der in Betrieb das Material eingequetscht wird, wobei die ersten länglichen Flächenabschnitte durch erste längliche Abschnitte gebildet sind, die dadurch gekennzeichnet sind, daß die ersten länglichen Abschnitte in Vertiefungen zwischen zweiten länglichen Abschnitten angeordnet sind, die die zweiten länglichen Flächenabschnitte bilden.
Die Abschnitte brauchen nicht abwechselnd genau in die Richtung, in die das Material eingequetscht wird, angeordnet werden, sondern sind in einer Richtung mit einem Winkel von 0º bis 45º zu dieser Richtung anordenbar.
Vorzugsweise ist die Breite der ersten Abschnitte mit höherem Verschleißwiderstand größer als die Breite der zweiten Abschnitte.
Die ersten Abschnitte mit höherem Verschleißwiderstand können getrennt ausgebildete Abschnitte sein, die zwischen benachbarte zweite Abschnitte eingepaßt sind und an diesen befestigt sind.
In Alternative dazu können die ersten Abschnitte höheren Verschleißwiderstandes in situ zwischen benachbarten zweiten Abschnitten ausgebildet sein. In diesem Fall können sie in situ zum Beispiel durch Auftragsschweißen, Auftragen durch Spritzbeschichtungen, oder durch Gießen ausgebildet sein.
Das Zerkleinerungselement kann einen Körper mit den Abschnitten geringeren Verschleißwiderstandes haben, die einstückig mit einem Trägerabschnitt des Elementes ausgebildet sind.
Alternativ dazu kann das Zerkleinerungselement einen Trägerabschnitt haben, an dem die zweiten Abschnitte befestigt sind.
In den dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Querschnitte der länglichen Abschnitte im wesentlichen rechtekkig.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden zum besseren Verständnis der Erfindung im folgenden anhand schematischer Darstellungen unter Bezugnahme auf die Fig. 6 bis 16 näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer Brecherwalze eines Walzenbrechers oder einer Walzenringmühle,
Fig. 7 eine vergrößerte Abwicklung eines Abschnitts der Seitenkante der Walze in Fig 6 vor Gebrauch,
Fig. 8 eine ähnliche Ansicht von Fig. 7 aber nach einigem Betrieb der Walze,
Fig. 9 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Walze,
Fig. 10 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Walze,
Fig. 11 und 12 ähnliche Ansichten wie in Fig. 7 mit Veränderungen der Walzenkonstruktionen,
Fig. 13 und 14 Seitenschnitte in Längsrichtung einer Walze, die die Walze vor und nach Einsatz in einer Walzenringmühle zeigen,
Fig. 15 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Walze, und
Fig. 16 eine der Fig. 7 ähnliche Ansicht der Walze von Fig. 15.
Obwohl die Erfindung auf alle oben genannten Formen von Zerkleinerungselementen anwendbar ist, ist sie in Verbindung mit Zerkleinerungselementen in Form einer Walze zur Verwendung in einem Walzenbrecher oder einer Walzenringmühle beschrieben.
Mit Bezug auf Fig. 6 ist ersichtlich, daß im Betriebszustand der dargestellten Walze A Material zerkleinert wird, indem es zwischen die Zerkleinerungsfläche a der Walze A und die Zerkleinerungsfläche eines anderen (nicht in der Fig. gezeigten) Zerkleinerungselementes eingequetscht wird. Die Richtung X, in die das Material zwischen die Zerkleinerungsflächen eingequetscht ist, ist in Umfangsrichtung der Walze.
Auf der Walze A sind wie in dieser Fig. gezeigt zwei Arten von Blöcken 1 und 2 mit unterschiedlichem Verschleißwiderstand abwechselnd in zumindest dem Flächenschichtabschnitt in Richtung X, in die das Material eingequetscht ist, oder in Umfangsrichtung der Walze angeordnet. Diese Blöcke bilden jeweils längliche Abschnitte der Walze A, in deren Abschnitt ihre Zerkleinerungsfläche a vorgesehen ist.
Die Zerkleinerungsflächen der Blöcke 1 und 2 sind anfänglich im wesentlichen in gleicher Höhe, wie in Fig. 7 gezeigt, doch wenn Material mit Walze A zerkleinert wird, wobei der Verschleißwiderstand der Blöcke 2 niedriger als der der Blöcke 1 ist, so wird Verschleiß eher an der oberen Zerkleinerungsfläche von Block 2 mit dem niedrigeren Verschleißwiderstand als an Block 1 mit dem höherem Verschleißwiderstand auftreten, wobei automatisch Vertiefungen der Tiefe l wie in Fig. 8 gezeigt ausgebildet werden.
Ist diese Situation eingetreten, so verbessert sich das Einquetschen des Materials und der Wirkungsgrad der Zerkleinerung steigt plötzlich; danach wird der Wirkungsgrad der Produktion ständig auf konstanter Höhe gehalten, bis die Blöcke 1 mit höherem Verschleißwiderstand bis zu ihrer Verwendbarkeitsgrenze abgetragen sind.
Wenn die Vertiefungen mit der angegebenen Tiefe l ausgebildet sind, werden somit die Oberseite des Blocks 2 mit geringerem Verschleißwiderstand einem Verschleiß in demselben Maß unterworfen wie der Block 1 mit höherem Verschleißwiderstand. Folglich werden die Vertiefungen die gleiche Tiefe danach beibehalten.
Die Vertiefungen werden automatisch bei Gebrauch der Walze ausgebildet und haben durch diese Ausbildung ein nichtgleitendes Profil, das kaum die Erzeugung von Geräuschen oder Vibrationen verursacht.
Es ist ebenfalls festzuhalten, daß in der folgenden Beschreibung ein gegen Verschleiß resistenter Block 1 den Block 1 mit höherem Verschleißwiderstand der oben erwähnten Blöcke 1 und 2 kennzeichnet, und ein Abstandhalter 2 den Block 2 mit geringerem Verschleißwiderstand kennzeichnet.
Im folgenden werden Änderungen im Betrieb der Erfindung detailliert beschrieben.
In Hinblick auf die Anordnung der gegen Verschleiß resistenten Blöcke 1 und der Abstandhalter 2 sollten diese im Grunde wie Fig. 6 zeigt in der Oberflächenschicht eines der Zerkleinerungselemente A oder B vorliegen; sie können sich aber in einem mittleren Abschnitt davon erstrecken, oder desweiteren können sie sich wie in Fig. 9 gezeigt durch die Zerkleinerungselemente hindurch erstrecken. Vom Standpunkt der Kosten aus sollten sie vorzugsweise auf einen Flächenabschnitt einer solchen Tiefe beschränkt sein, daß die Menge der eingesetzten, gegen Verschleiß resistenten Blöcke 1 mit hohen Preisen reduziert werden kann.
Wenn die Zerkleinerungsflächenelemente A und B Walzen sind, ist die periphere Richtung der Umfangsfläche der Walze die Richtung X, in die das Material zwischen die Zerkleinerungselemente und eingequetscht ist; daher sind die Blökke 1 und 2 ebenfalls abwechselnd in der peripheren Richtung des Walzenumfangs angeordnet. Auf dem Brechkegel A und dem Brechmantel B von Kegelbrechern, dem Ring B in Walzenringmühlen und den Walzen B in vertikalen Pendelmühlen ist wie in den Fig. 1 bis 4 gezeigt, die periphere Richtung der Zerkleinerungsflächen und ebenfalls die Richtung X, in die das Material eingequetscht ist; in dieser Richtung sind die Blöcke 1 und 2 abwechselnd angeordnet; auf dem Tisch A einer vertikalen Pendelmühle ist die Umfangsrichtung der (ebenen) Zerkleinerungsfläche die Richtung X, in der das Material eingequetscht ist und die Blöcke 1 und 2 sind abwechselnd oder wie gehabt radial in dieser Richtung angeordnet.
Wenn die Blöcke 1 und 2 abwechselnd wie in Fig. 6 gezeigt angeordnet sind, kann die Richtung ihrer Anordnung Y nicht notwendigerweise in vollständiger Übereinstimmung mit der Richtung X sein, in die das Material auf den Zerkleinerungsflächen und eingequetscht ist, sondern kann mit der Richtung X, in die das Material eingequetscht ist, einen wie in Fig. 10 gezeigten Winkel R bilden. In diesem Fall sollte R vorzugsweise kleiner als 45º sein. Wenn dieser 45º übersteigt, sinkt der Wirkungsgrad der Zerkleinerung und eine Scherkraft wird zwischen den Zerkleinerungselementen A und B ausgeübt, woraus ein Anstieg der Vermengungskapazität resultiert.
Die Konstruktion der abwechselnd angeordneten Blöcke 1 und 2 kann wahlweise in einem Abschnitt verwendet werden, bei dem Verschleiß anderweitig äußerst kennzeichnend sein würde, wie in der später beschriebenen Fig. 15 gezeigt wird.
Die gegen Verschleiß resistenten Blöcke 1 sind aus einem Material mit angemessenem Verschleißwiderstand, wie es bei dem Flächenschichtabschnitt der Zerkleinerungselemente A und B verwendet wurde. Die Blöcke 1 können aus zum Beispiel Keramik, Gußeisen mit hohem Chromanteil, Hartsinterlegierungen, unterschiedlichen Arten von Werkzeugstahl, Metallkeramiklegierungen u. a. gebildet sein.
Block 1 kann vorgeformt und in entsprechenden Nuten eingepaßt und befestigt sein, die zwischen benachbarten Abstandhaltern 2 ausgebildet sind, wie es in Fig. 7 gezeigt ist, in der ein Klebemittel, eine Lötverbindung, Bolzen oder andere mechanische Einrichtungen u. a. verwendbar sind. Alternativ dazu können die Blöcke 1 aus gehärtetem Material durch gießen von gegen Verschleiß resistentem geschmolzenem Metall in jeder Vertiefung ausgebildet sein, oder können wie in Fig. 11 gezeigt durch gehärtetes Schweißmetall aufgebaut werden, das durch unterschiedliche Arten von Auftragsschweißen gebildet wird (einschließlich Plasmapulver-Auftragsschweißen).
In dem Fall, in dem die Blöcke 1 in situ ausgebildet werden, ist die Methode des gehärteten Auftragsschweißens zu bevorzugen, da die Auswahl der gehärteten, als Material geeigneten Legierung einfach ist, z. B. da durch Plasmapulver- Auftragsschweißen jede gewünschte Legierung sogleich durch Änderung der Mischung des Legierungspulvers ausbildbar ist, und da desweiteren jeder ungleichmäßig verschlissene Abschnitt der gehärteten Legierung sogleich durch weiteres Auftragsschweißen ausbesserbar ist. Da das Arbeiten mit Plasmapulver relativ einfach ist, wird die Instandhaltung und die Reparatur erleichtert.
Beim Gießen oder Auftragsschweißen sollte das Eindringen des gehärteten Metalls minimiert werden, um die Differenz beim Verschleißwiderstand im wesentlichen über die Breiten der Blöcke 1 und 2 auf recht zu erhalten. Die Schweißeindringlinien 5 der Abstandhalter 2 sollte wünschenswerterweise so gerade wie umsetzbar gehalten werden.
Der Verschleißwiderstand der gegen Verschleiß resistenten Blöcke 1 bestimmt im wesentlichen die Lebensdauer der Zerkleinerungselemente A und B.
Die danebenliegenden Abstandhalter 2, die einstückig mit dem Trägerabschnitt 3 der Zerkleinerungselemente A und B und aus dem gleichen Material wie dieser ausgebildet sind, können getrennt vom Trägerabschnitt 3 ausgebildet sein und an diesem wie in Fig. 12 gezeigt durch Schweißen, Löten, Kleben oder durch andere mechanische Fügemethoden, oder durch unterschiedliche oberflächenhärtende Auftragsschweißverfahren, Plasmapulver-Auftragsschweißen, Flammenspritz-Auftragsschweißen u. a. befestigt sein.
Im Fall, in dem der Trägerabschnitt 3 als vom Block 2 getrennter Körper ausgebildet ist, kann die Materialart der Abstandshalter 2 relativ zur Materialart des Trägerabschnitts 3 (z. B. in SKD6 Werkzeugstahl, flache Schnellstahlstangen u. a.) geändert werden, um die Differenz des Verschleißwiderstandes zwischen diesem und den gegen Verschleiß resistenten Blöcken 1 zu verringern.
Bei kleiner Differenz im Verschleißwiderstand zwischen den gegen Verschleiß resistenten Blöcken 1 und den Abstandshaltern 2 ist die Tiefe der zwischen den Blöcken 1 ausgebildeten Vertiefungen sehr klein, woraus ein kleiner Wirkungsgrad des Materialeinquetschens resultiert. Ist diese im umgekehrten Fall groß, so werden spezifische Vertiefungen ausgebildet, womit der Wirkungsgrad des Materialeinquetschens gesteigert wird, aber ungünstigerweise Geräusche und Vibrationen verursacht werden. Aus diesem Grund ist in Hinblick auf den Verschleißwiderstand des Abstandhalters 2 eine 10- bis 90-prozentige Verringerung des Verschleißwiderstandes des gegen Verschleiß resistenten Blockes wünschenswert, wie es in Form des Reziproken des später beschriebenen Verschleißfaktors bewertet wird.
Entsprechend Fig. 7 sollte die Höhe H der gegen Verschleiß resistenten Blöcke 1 und der Abstandshalter 2, oder anders gesagt die Dicke des von diesen eingenommenen Abschnitts wünschenswert 3 mm oder mehr sein. Wenn sie kleiner als 3 mm ist, ist es im allgemeinen schwierig, eine lange Lebensdauer der Zerkleinerungsflächen a und b unabhängig von ihren Materialarten abzusichern. Wenn jedoch H groß ist, wächst das Verhältnis des gegen Verschleiß resistenten Blokkes relativ zur Gesamtheit der Zerkleinerungsflächenelementen A und B, woraus höhere Kosten erwachsen. Die Höhe sollte wünschenswert auf unter 60 mm beschränkt sein.
Die oberen Zerkleinerungsflächen beider Blöcke 1 und 2 sollten im wesentlichen, bevor diese in Betrieb genommen werden, auf einer gemeinsamen Fläche sein, aber selbst wenn einige Niveauunterschiede zwischen diesen existieren, verschleißen die Abstandshalter mit Beginn des Einsatzes der Elemente produzieren die oben erwähnten Vertiefungen. Somit treten keine besonders ernsthaften Probleme auf.
Die Breite w der Abstandshalter 2 ist vorzugsweise kleiner als die Breite W der gegen Verschleiß resistenten Blöcke 1. Der Grund dafür ist, daß, wenn w W überschreiten würde, sich die Bedeutung der Schaffung des gegen Verschleiß resistenten Blocks 1 verringern würde, wodurch sich die Haltbarkeit der Zerkleinerungselemente A und B verringert. Überdies würden Vibrations- und Geräuschprobleme entstehen. Wenn w relativ zu W sehr klein wäre, würde jedoch die Wirkung der Verbesserung der Materialeinquetschfunktion nachlassen. Der zu bevorzugende Bereich von w sollte bei 0,1*W bis 1,0*W liegen.
Die Breiten w und W sollten entsprechend der Größe des zu zerkleinernden Materials gewählt werden. Somit sollten sowohl w, als auch W klein sein, um das Einquetschen von Material zu erleichtern, wenn die Materialgröße klein ist.
Die Ausbildung von Vertiefungen durch Verschleiß des Blockes 2 hat den Effekt eines verbesserten Einquetschens des Materials; andererseits jedoch können bei großer Tiefe der Vertiefungen diese Vibrationen und Geräusche verursachen. Eine von den Erfindern geführte Untersuchung zeigte, daß Tiefen kleiner 0,5 mm nur eine geringe Auswirkung auf das Einquetschen haben, und daß Tiefen größer 15 mm die Wahrscheinlichkeit von erzeugten Vibrationen und Geräuschen steigern. Die Tiefe der Vertiefungen wird hauptsächlich durch den Unterschied des Verschleißwiderstandes zwischen den gegen Verschleiß resistenten Blöcken 1 und den Abstandhaltern 2 bestimmt, wird jedoch ebenfalls durch die Breite w der Abstandshalter 2 beeinflußt. Dementsprechend werden, um die entsprechende Vertiefungstiefe zu erhalten, sowohl der Unterschied des Verschleißwiderstandes, als auch w eingestellt.
Die Fig. 13 und 14 zeigen den Querschnitt einer herkömmlichen Walze einer Walzenringmühle zur Zerkleinerung von Graphit vor bzw. nach Betrieb von dieser. Als Walzenmaterial kam 14-prozentiger Manganstahl des Typs JIS-ScMnHll zum Einsatz und die Walzen hatten eine Lebensdauer von ungefähr vier Monaten; während dieser Zeit wurden folgende Betriebscharakteristiken aufgezeichnet.
Ehe ungefähr 20 Tage nach Beginn des Betriebes mit den neuen Rollen verstrichen waren, war der Zerkleinerungswirkungsgrad gering, der Durchsatz lag bei ungefähr 7 t/h, danach stieg jedoch der Zerkleinerungswirkungsgrad allmählich, der Durchsatz stieg auf 14 t/h, auf sein Maximum, wodurch ein doppelt so hoher Zerkleinerungswirkungsgrad erreicht wurde.
Das resultierte aus der Tatsache, daß, da die gerade hergestellte Walze eine glatte zylindrische Außenfläche hatte, das Materialeinquetschen unzulänglich war, doch nach dem Ablauf von 20 Tagen hatten unebener Verschleiß auf der Walzenfläche und die resultierende wellige Fläche die Wirkung verbesserten Materialeinquetschens, woraus ein Anwachsen der Menge an zerkleinertem Material je Zeiteinheit resultierte.
Nach dem Verlauf von ungefähr vier Monaten ist der Verschleiß wie in Fig. 14 gezeigt stark angestiegen und ein unebener Verschleiß trat insbesondere entlang der Walzenbreite bis in eine Tiefe von maximal 20 mm im Zentrum der Walze auf, woraus eine beträchtliche Reduzierung des Zerkleinerungswirkungsgrades resultiert, was ein Auswechseln der Walzen ungeachtet der angemessenen Dicke, die an beiden Enden der Walze verblieben ist, notwendig machte.
Um die Bestätigung des Effektes wachsender anfänglicher Outputs und verlängerter Lebensdauer in Betrieb durch die Schaffung von Blöcken unterschiedlichen Verschleißwiderstandes zu testen, die abwechselnd an den Flächen eines Zerkleinerungselementes wie in Fig. 14 und 15 gezeigt angeordnet sind, wurden Abstandhalter 2 durch Anschweißen von geschmolzenen Metall an die Umfangsfläche der Walze in ihre periphere Richtung im Intervall von 20 bis 25 mm geschaffen, die mit einer Schleifmaschine zu einer rechteckigen Querschnittsform mit der Höhe von 5-6 mm und einer Breite von 5-8 mm vollendet werden; danach wurde zwischen jede der beiden, ein geschmolzenes Metall, dessen Verschleißwiderstand größer als der des zuvor erwähnten geschmolzenen Metalls war, in Wülsten als die gegen Verschleiß resistenten Blöcke 1 ausgebildet. Tabelle 1 zeigt die Zusammensetzung der Bauteilen die Härte und den Verschleißwiderstand des Schweißstabes, der zu der Zeit eingesetzt wurde. Der Verschleißwiderstand wird durch den Verschleißfaktor (Verschleißmenge von SS41 ist 100) wiedergegeben. ABRASODUR-16 hat einen Verschleißfaktor von 2.0, der bedeutet, daß es einen 50-mal so hohen Verschleißwiderstand wie SS41 hat; ABRASODUR-43 hat desweiteren einen Verschleißwiderstand, der viermal so hoch wie der von -16 ist.
Da an der Walze Verschleiß in Richtung der Walzenbreite gesehen symmetrisch zum mittleren Abschnitt auftritt, sind die 10-15 mm breiten Abschnitte an beiden Walzenenden, an denen kein Verschleiß auftritt, links angeordnet, und innerhalb dieser sind die gegen Verschleiß resistenten Blöcke 1 und die Abstandshalter 2 angeordnet
Es ist ersichtlich, daß der Verschleißfaktor ein Vergleichswert des relativen Verschleißes auf der Basis von Abriebtestwerten ist, die wie in einem Labor gemessen werden. In realen Anwendungen werden die gemessenen Werte naturlich etwas von diesen abweichen.
Wenn die auf diese Art ausgebildeten Walzen, eingesetzt wurden, stieg der Zerkleinerungswirkungsgrad nach Ablauf von nur drei Betriebstagen auf 14 t/h. Desweiteren wurde ihre Lebensdauer von den herkömmlichen vier Monaten auf acht Monate erweitert; während dieser Zeit war der Wirkungsgrad der Produktion ständig auf 14 t/h konstant gehalten und es traten - keine Geräusch- oder Vibrationsprobleme auf.
Aus der oben angeführten Beschreibung ist ersichtlich, daß durch die Schaffung eines Zerkleinerungselementes mit zwei Arten von sich im Verschleißwiderstand unterscheidenden und abwechselnd zumindest auf seinem Oberflächenschichtabschnitt angeordneten Blöcken, Vertiefungen mit geringerem Verschleißwiderstand automatisch ausgebildet werden, wodurch ein Materialeinquetschen erleichtert wird; die Lebensdauer des Zerkleinerungselementes selbst wird durch den Block mit höherem Verschleißwiderstand gesteuert, so daß das Zerkleinerungselement als eine Einheit betrachtet sehr hohe Haltbarkeit aufweist; desweiteren werden die sich in Gebrauch der Blöcke befindlichen Vertiefungen in ihrer Tiefe konstant entsprechend der Differenz in ihrem Verschleißwiderstand gehalten; demzufolge wird über ihre gesamte Haltbarkeitsdauer ein angemessener Wirkungsgrad aufrechterhalten; da diese Vertiefungen automatisch ausgebildet werden, treten Geräusche und Vibrationen von den Vertiefungen nicht genauso auf, wie sie in dem Fall auftraten, in dem die Vertiefungen zwischen streifigen Vorwölbungen wie in Fig 5 gezeigt angeordnet sind. Tabelle 1 beaufschlagter Abschnitt Schweißstab Art Verschleißfaktor Abstandhalter gegen Verschleißresistenten Block

Claims

1. Zerkleinerungselement (A, B) zum Zusammenwirken mit einem anderen Element (A, B) in einer Zerkleinerungsmaschine zur Zerkleinerung von zwischen gegenüberliegenden Zerkleinerungsflächen (a, b) der Elemente (A, B) eingequetschtem Material, wobei das Zerkleinerungselement (A, B) eine Zerkleinerungsfläche (a, b) mit ersten länglichen Flächenabschnitten und zweiten länglichen Flächenabschnitten, deren Verschleißwiderstand geringer als der der ersten länglichen Flächenabschnitte ist, hat, wobei die ersten und zweiten länglichen Flächenabschnitte, abwechselnd in Bezug zu einer Richtung X angeordnet sind, in der im Betriebszustand das Material eingequetscht wird, wobei die ersten länglichen Flächenabschnitte durch erste längliche Abschnitte (1) gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten länglichen Abschnitte (1) in Vertiefungen zwischen zweiten länglichen Abschnitten (2), die die zweiten länglichen Flächenabschnitte bilden, angeordnet sind.

2 Zerkleinerungselement gemäß Anspruch 1, wobei die Abschnitte (1, 2) abwechselnd in einer Richtung (Y) angeordnet sind, die einen Winkel von 0º bis 45º mit der Richtung (X) bildet, in der im Betriebszustand das Material eingequetscht ist.

3. Zerkleinerungselement gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem die Breite der ersten Abschnitte (1) mit höherem Verschleißwiderstand größer als die Breite der zweiten Abschnitte (2) ist.

4. Zerkleinerungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die ersten Abschnitte (1) mit höherem Verschleißwiderstand getrennt ausgebildete Abschnitte sind, die zwischen benachbarte zweite Abschnitte (2) eingepaßt und an diesen befestigt sind.

5. Zerkleinerungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die ersten Abschnitte (1) mit höherem Verschleißwiderstand in situ zwischen benachbarten zweiten Abschnitten (2) ausgebildet sind.

6. Zerkleinerungselement gemäß Anspruch 5, wobei die ersten Abschnitte in situ durch Auftragsschweißen, Auftragen im Spritzdüsenauftragverfahren, oder durch Gießen ausgebildet sind.

7. Zerkleinerungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Element einen Körper mit den Abschnitten (2) geringeren Verschleißwiderstandes, die einstückig mit einem Trägerabschnitt (3) des Elementes ausgebildet sind, hat.

8. Zerkleinerungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Element einen Trägerabschnitt (3) hat, an dem die zweiten Abschnitte (2) befestigt sind.

9. Zerkleinerungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die länglichen Abschnitte (1, 2) im wesentlichen rechteckig im Querschnitt sind.