DE3840696A1

DE3840696A1 - Verschleissfeste panzerung der walzenstirnseiten von walzenpressen und verfahren zum aufbringen der panzerung

Info

Publication number: DE3840696A1
Application number: DE19883840696
Authority: DE
Inventors: Bernd Dipl Ing Hensell
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1988-12-02
Filing date: 1988-12-02
Publication date: 1990-06-07
Also published as: DD285931A5; WO1990006178A1

Description

Bei Walzenbrechern und Walzenmühlen wird sprödes Mahlgut in den Walzenspalt eingezogen und dort einer Druckzerklei nerung unterworfen.

Bekannt ist auch die sogenannte Gut bettzerkleinerung im Walzenspalt einer Hochdruck-Walzen presse, bei der die einzelnen Partikel des durch Reibung in den Walzenspalt eingezogenen Mahlgutes in einem Gut bett, d.h. in einer zwischen den beiden Walzenoberflächen zusammengedrückten Materialschüttung bei Anwendung eines extrem hohen Druckes gegenseitig zerquetscht werden (EP-PS 00 84 383). Es versteht sich, daß dabei die Walzenoberflä chen einer außerordentlich hohen Beanspruchung und Ver schleißgefahr ausgesetzt sind, und zwar nicht nur die zylindrischen Walzenoberflächen, sondern auch die Stirn seiten-Peripheriebereiche der Walzen, weil zur seitlichen Begrenzung des Walzenspaltes zur Verhinderung des seitli chen Austretens des Mahlgutes Stirnbleche angeordnet sind, welche die Stirnseiten-Randbereiche der Walzen abdecken. Man hat daher bisher nicht nur die zylindrische Oberfläche der Walze durch aufgeschweißte metallische Schichten gepanzert, sondern auch die Stirnseiten-Randbereiche der Walze, indem in die beiden Stirnkanten des Walzengrundkör pers je eine radial nach außen und zur Stirnseite hin offene Ringnut spanabhebend gedreht worden ist, die dann mit metallischen verschleißfesten Schweißlagen ausgefüllt worden ist. Die Oberfläche der walzenstirnseitig aufge schweißten Panzerschicht, die zunächst uneben ist, muß aber zum Zwecke des Zusammenwirkens mit den den Walzen spalt seitlich begrenzenden Stirnblechen glatt sein, was durch zeit- und kostenaufwendiges Abschleifen der Pan zerschichtoberfläche ermöglicht worden ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für die Walzen von Walzenmaschinen, insbesondere von Hochdruck-Walzen pressen im walzenstirnseitigen Randbereich eine ver schleißfeste Panzerung zu schaffen, die von Anfang an glatt ist, ein hohes Standzeitvermögen aufweist und in wirtschaftlicher Weise auf den Walzengrundkörper aufbring bar ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit einer ver schleißfesten Panzerung und mit einem Aufbringverfahren gelöst, die mit vorteilhaften Ausgestaltungen in den Ansprüchen 1 bis 6 gekennzeichnet sind.

Zunächst wird das erfindungsgemäße Verfahren zum Aufbrin gen einer verschleißfesten Panzerung auf die Stirnseiten- Randbereiche einer Walze erläutert. Zunächst wird in den Walzengrundkörper je eine ganz in der Nähe jeweils einer Walzenstirnseite gelegene Ringnut von der zylindrischen Walzenoberfläche her eingearbeitet, z.B. spanabhebend eingedreht. Es wäre auch denkbar, daß die Ringnut im Guß verfahren von Anfang an in den Walzengrundkörper einge formt ist.

Die äußere der Walzenstirnseite zugewandte Begrenzungswan dung der Ringnut liegt in einer Ebene senkrecht zur Wal zendrehachse, während die andere (innere) Ringnutbegren zungswandung im Axiallängsschnitt gesehen mit Vorteil die Ringnut V-förmig nach außen erweiternd schräg angeordnet ist. Auf die schräge Ringnutbegrenzungswandung werden metallische Pufferwerkstoff-Schweißlagen aufgebracht. So dann wird der restliche freie Querschnitt der Ringnut durch eingeschweißte metallische Panzerwerkstofflagen aus gefüllt, und zwar mit Vorteil bis zu einer der nachfolgen den Panzerung der zylindrischen Oberfläche des Walzen grundkörpers in etwa entsprechender Höhe. Abschließend werden dann die Walzenstirnseiten in ihrem Randbereich spanabhebend abgedreht, und zwar so weit bis kurz vor Erreichen der Ringnut, daß eine aus dem Walzengrundwerk stoff bestehende dünne äußere Begrenzungswand der Ringnut mit einer Dicke von etwa kleiner 2 mm stehen bleibt.

Beim Betrieb der gepanzerten Walze z.B. in einer Hoch druck-Walzenpresse zur Gutbettzerkleinerung spröden Mahl gutes wird dann diese stehengebliebene, aus dem Walzen grundwerkstoff bestehende dünne äußere glatte Begrenzungs wand der Ringnut von den den Walzenspalt seitlich begren zenden Stirnblechen verhältnismäßig schnell abgerieben, bis walzenstirnseitig die harte verschleißfeste Panzerung selbst zum Vorschein kommt, und zwar von Anfang an mit einer ganz glatten Oberfläche, ohne daß es dazu einer unwirtschaftlichen, kostenaufwendigen Schleifarbeit be durft hätte. Mit Vorteil nehmen bei der erfindungsgemäßen stirnseitigen Walzenpanzerung Härte und Festigkeit der Werkstoffschweißlagen mit zunehmendem Abstand von außen nach innen einigermaßen gleichmäßig bis auf die Härte und Festigkeit des Walzengrundwerkstoffes ab. Damit werden Härtesprünge innerhalb der Walzenpanzerung vermieden. Infolge des einigermaßen stufenlosen gleichmäßig anstei genden bzw. abfallenden Verlaufes von Härte und Festigkeit durch die in die Ringnut eingeschweißten Werkstofflagen kommen Risse, sofern sie in der verschleißfesten besonders harten Außenschicht der Panzerung auftreten sollten, zum Stillstand und setzen sich nicht bis in den Walzengrund werkstoff fort, so daß das Standzeitvermögen der erfin dungsgemäßen verschleißfesten Walzenpanzerung auch bei einer dynamischen Druckschwellbeanspruchung vergleichs weise hoch ist.

Die Erfindung und deren weitere Merkmale und Vorteile wer den anhand des in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 die Ansicht des Grundkörpers einer Walze einer Hochdruck-Walzenpresse zur Gutbettzerkleine rung körnigen Gutes, bevor die erfindungsge mäße verschleißfeste Panzerung aufgebracht ist, und

Fig. 2 ausschnittsweise vergrößert im Schnitt die Einzelheit II der Fig. 1 während des Aufbaues der erfindungsgemäßen verschleißfesten Panze rung.

Zum Aufbringen der erfindungsgemäßen verschleißfesten Wal zenpanzerung wird nach Fig. 1 in den Walzengrundkörper (10) zunächst je eine ganz in der Nähe der Walzenstirnsei ten (11) bzw. (12) gelegene Ringnut (13) bzw. (14) von der zylindrischen Walzenoberfläche (15) her spanabhebend ein gedreht. In Fig. 2 ist die Ringnut (13) vergrößert zu sehen. Die äußere der Walzenstirnseite (11) zugewandte Begrenzungswandung (16) der Ringnut (13) liegt in einer Ebene senkrecht zur Walzendrehachse, während die andere (innere) Ringnutbegrenzungswandung (17) im Axiallängs schnitt gesehen die Ringnut V-förmig nach außen erweiternd schräg angeordnet ist, mit einem Winkel (α) zur Vertikalebe ne von z.B. etwa 20°. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 beträgt der Abstand (a) der vertikalen Ringnutbegrenzungs wandung (16) von der Walzenstirnseite (11) z.B. 7 mm, die Tiefe (b) der Ringnut (13) beträgt z.B. 28 mm und die Breite (c) des Nutgrundes beträgt z.B. 8 mm.

Zunächst werden auf die innere schräg angeordnete Begren zungswandung (17) der Ringnut (13) metallische Puffer werkstofflagen (18 a) aufgeschweißt und anschließend wird auf den benachbarten Bereich der zylindrischen Oberfläche (15) des Walzengrundkörpers ein ringförmiger Wulst von Pufferwerkstofflagen (18 b) aufgeschweißt, und zwar bis zu einer Höhe (d) von der Walzenoberfläche aus gemessen von z.B. 7 mm. Der Pufferwerkstoff besteht aus einem unlegierten oder Cr, Mo-legierten ferritischen Werkstoff. Dann wird der übrige Querschnittsraum der Ringnut (13) durch eingeschweißte Panzerwerkstofflagen (19) ausgefüllt, und zwar über die zylindrische Walzenoberfläche (15) hin aus bis auf eine Höhe (e) von z.B. 11 mm. Der Panzerwerk stoff (19) besteht aus einer Legierung unter Verwendung von Sonderkarbid- und Nitridbildnern, welche die Ausbil dung besonders feiner Karbide und eine gleichmäßige Ver teilung der Karbide begünstigen, wodurch die Verschleißei genschaften der erfindungsgemäßen Walzenpanzerung beson ders günstig beeinflußt werden. Der eine Härte von mehr als 52 HRC (Härteprüfung nach Rockwell C) aufweisende Legierungswerkstoff der Panzerwerkstofflagen (19) kann folgende Zusammensetzung in Gewichts-% aufweisen:

C\|1,0 bis 2,5
Si	1,7 bis 2,7
Mn	0,7 bis 0,9
Cr	5,0 bis 7,0
Mo	0,8 bis 1,6
N	max. 0,1
A1	max. 0,5
Ti	0,0 bis 8,0
V	0,0 bis 6,0
Nb	0,0 bis 10,0
Rest	Eisen

Dann wird die Walzenstirnseite (11) bzw. genauso auch die gegenüberliegende Walzenstirnseite in ihrem Randbereich von der Walzenoberfläche (15) ausgehend radial nach innen bis zu einer Tiefe (f) von z.B. 35 mm auf einer Drehbank spanabhebend abgedreht, und zwar so weit bis kurz vor Er reichen der Ringnut (13), daß eine aus dem Walzengrund werkstoff bestehende dünne äußere Begrenzungswand der Ringnut (13) mit einer Dicke (g) von z.B. 1 mm stehen bleibt. Das spanabhebend abzudrehende Werkstoffmaterial (20) des Walzengrundkörpers ist durch Linksschraffur ange zeigt. Nach der Inbetriebnahme der Walzenpresse ist dann die stehengebliebene z.B. 1 mm dicke stirnseitig äußere Begrenzungswand der Ringnut (13) durch die den Walzenspalt seitlich begrenzenden, die Walzenperipherie abdeckenden, in der Zeichnung nicht dargestellten Stirnbleche verhält nismäßig schnell abgenutzt, bis die walzenstirnseitige Walzenpanzerung selbst erscheint, die dann völlig glatt ist und im Zusammenwirken mit den Stirnblechen mit einem hohen Standzeitvermögen für eine gute Abdichtung der seit lichen Begrenzungen des Walzenspaltes sorgt.

Es versteht sich, daß der übrige Bereich der zylindrischen Oberfläche (15) des Walzengrundkörpers bis zur Höhe (d) mit aufgeschweißten Werkstofflagen und darauf aufgebaut bis zur Höhe e mit aufgeschweißten Panzerwerkstofflagen im Bereich zwischen dem rechten aufgeschweißten Ringwulst (18 b) und einem entsprechenden linken Ringwulst an der anderen Walzenstirnseite beschichtet wird. Dabei können die Pufferwerkstofflagen z.B. durch Unterpulver-Bandauf tragsschweißung und die Panzerwerkstofflagen durch Füll bandauftragsschweißung aufgebracht werden. Beim Füllband auftragsschweißen sind die Legierungsbestandteile in Pulverform in ein aus Reineisen bestehendes flaches Hohl band gefüllt und die eigentliche Legierung selbst entsteht erst beim Schweißprozeß. Durch die Füllbandauftragsschweißung werden eine gleichmäßige Verteilung der Panzerwerk stofflegierung und ein gleichmäßiger Beschichtungsaufbau erreicht.

Claims

1. Verschleißfeste Panzerung der Stirnseiten-Randberei che von Walzen für Walzenmaschinen, insbesondere für Hochdruck-Walzenpressen zur Druckzerkleinerung körni gen Gutes, gekennzeichnet durch eine in den Walzen grundkörper (10) von der zylindrischen Walzenoberflä che (15) her eingearbeitete, ganz in der Nähe der Walzenstirnseite (11) bzw. (12) angeordnete Ringnut (13) bzw. (14), die durch eingeschweißte metallische Pufferwerkstofflagen/Panzerwerkstofflagen ausgefüllt ist.

2. Walzenpanzerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die äußere der Walzenstirnseite (11) zugewandte Begrenzungswandung (16) der Ringnut (13) in einer Ebene senkrecht zur Walzendrehachse liegt, während die andere (innere) Ringnutbegrenzungswandung (17) im Axiallängsschnitt gesehen die Ringnut V-för mig nach außen erweiternd schräg angeordnet ist.

3. Walzenpanzerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß die äußere Begrenzungswandung (16) der Ring nut (13) vor der Inbetriebnahme der Zweiwalzenmaschi ne nur eine Dicke von etwas kleiner als 2 mm aufweist, die beim Betrieb der Maschine von der Walzenstirnseite (11) her bis zur verschleißfesten Panzerung ver schleißt.

4. Walzenpanzerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der inneren Begren zungswandung (17) der Ringnut (13) metallische Puf ferwerkstofflagen (18 a) aufgeschweißt sind und daß der übrige Querschnittsraum der Ringnut (13) durch eingeschweißte Panzerwerkstofflagen (19) ausgefüllt ist.

5. Walzenpanzerung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich net, daß der Pufferwerkstoff (18 a, 18 b) aus einem unlegierten oder Cr, Mo-legierten ferritischen Werk stoff und der Panzerwerkstoff (19) aus einer Legie rung unter Verwendung von Sonderkarbid- und Nitrid bildnern bestehen.

6. Verfahren zum Aufbringen der Walzenpanzerung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den Walzengrundkörper (10) je eine ganz in der Nähe der Walzenstirnseiten (11, 12) gelegene Ringnut (13, 14) von der zylindrischen Wal zenoberfläche her eingearbeitet wird, daß in die Ringnut metallische Pufferwerkstofflagen (18 a, 18 b) und dann Panzerwerkstofflagen (19) eingeschweißt wer den bis zu einer der Panzerung der zylindrischen Oberfläche (15) des Walzengrundkörpers in etwa ent sprechenden Höhe, und daß dann die Walzenstirnseiten (11) in ihrem Randbereich spanabhebend abgedreht werden, und zwar so weit bis kurz vor Erreichen der Ringnut, daß eine aus dem Walzengrundwerkstoff beste hende dünne äußere Begrenzungswand (16) der Ringnut (13) mit einer Dicke (g) von etwas kleiner als 2 mm stehen bleibt.