DE4235499A1

DE4235499A1 - Verfahren zum Aufbringen wenigstens einer harten Verschleißschicht auf eine Mahlwalze sowie Mahlwalze

Info

Publication number: DE4235499A1
Application number: DE19924235499
Authority: DE
Inventors: Oswald Dipl Ing Haberhauer; Antonius Deppe
Original assignee: Krupp Polysius AG
Current assignee: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date: 1992-10-21
Filing date: 1992-10-21
Publication date: 1994-04-28

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen we nigstens einer harten Verschleißschicht auf die Aus senumfangsseite einer Mahlwalze, entsprechend dem Ober begriff des Anspruches 1. Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Mahlwalze gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 9.

Bei den Mahlwalzen der hier angesprochenen Art soll es sich insbesondere um solche handeln, die zur Zerkleine rung von relativ sprödem Mahlgut (z. B. Mineralien und Erze) in Gutbettwalzenmühlen zum Einsatz kommen. Solche Gutbettwalzenmühlen sind aus der Praxis vielfach be kannt und beispielsweise in Walter H. Duda, CENENT- DATA-BOOK, Bd. 1, 3. Aufl., 1985, Seiten 255 bis 261 beschrieben.

Bei der Zerkleinerung von relativ sprödem Mahlgut (beispielsweise Zementklinker, Erze oder dgl.) tritt an den mit Mahlgut in Berührung kommenden Umfangsflächen (Mahlflächen) der Walzen ein relativ hoher Verschleiß auf. Diesen Verschleiß versucht man dadurch so niedrig wie möglich zu halten, daß auf der Außenumfangsseite jeder Mahlwalze wenigstens eine harte Verschleißschicht durch Auftragsschweißung von Hartwerkstoff (hartem me tallischem Schichtwerkstoff) aufgebracht wird. Eine so hergestellte Walze weist dabei allgemein einen Walzen grundkörper aus weicherem Stahl und einen auf diesem Walzengrundkörper vorgesehenen, den äußeren Umfangsbe reich bildenden Walzenmantel auf, der wenigstens eine äußere harte Verschleißschicht aus einer harten Stahl legierung (= Hartwerkstoff) enthält, die durch Auftragsschweißung aufgebracht ist. Der bei der Gutzerkleinerung an der Walzenumfangsfläche auftretende Verschleiß ist im Bereich der Walzenstirnseiten viel fach noch besonders hoch, d. h. es tritt hier vielfach ein höherer Verschleiß auf als im übrigen Bereich der Verschleißschicht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruches 1 vorausge setzten Art sowie eine Mahlwalze entsprechend dem Ober begriff des Anspruches 9 zu schaffen, durch das bzw. durch die auf relativ einfache und zuverlässige Weise die harte äußere Verschleißschicht auf der Mahlwalze einen besonders erhöhten Verschleißschutz bietet, wobei im Bedarfsfalle auch die Möglichkeit gegeben sein soll, bereits an den Stirnseiten verschlissene Walzen beson ders verschleißresistent zu regenerieren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß zum einen durch die Verfahrensmerkmale gemäß dem Kennzeichen des Anspru ches 1 und zum andern durch die konstruktiven Merkmale nach dem Kennzeichen des Anspruches 9 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegen stand der Unteransprüche.

Bei dem erfindungsgemäßen Aufbringen wenigstens einer harten Verschleißschicht auf die Außenumfangsseite ei ner Mahlwalze wird so vorgegangen, daß diese harte äu ßere Verschleißschicht in den Eckenbereichen der beiden stirnseitigen Mahlwalzenenden durch Gitterschweißtech nik in Form von Girlanden in der Weise aufgebracht wird, daß nach außen öffnende Girlandentaschen geformt werden, in denen während der Zerkleinerungsarbeit Mahl gutanteile aufgenommen und festgepreßt werden, so daß dadurch ein äußerst wirksamer autogener Verschleiß schutz durch diese festgepreßten Mahlgutanteile in den Girlandentaschen gebildet wird, der somit für die Zer kleinerungsarbeit, beispielsweise die Druckzerkleine rung in einer Gutbett-Walzenmühle, ebenfalls vollwertig und verschleißresistent genutzt werden kann.

Die Girlanden werden hierbei aus an sich bekannten Hartwerkstoffen sowie in Walzenumfangsrichtung in gleichmäßiger Zick-Zack-Form aufgeschweißt, wobei die sich ausbildenden Girlandentaschen eine sich radial nach außen hin öffnende V-Form erhalten und dabei wal zenstirnseitig offen bleiben.

Die Girlanden können grundsätzlich aus den gleichen Hartwerkstoffen (an sich bekannte harte Stahllegierun gen) hergestellt werden, wie die sich über den größten Teil der axialen Walzenlänge erstreckende, meist durch gehende übrige harte Verschleißschicht. Dieses Aufbrin gen der Girlanden in den stirnseitigen äußeren Eckenbe reichen der Mahlwalze kann dabei auch grundsätzlich durch Hartschichtschweißung bzw. Hartauftragsschweißung entsprechend der Gitterschweißtechnik aufgebracht wer den, wobei diese Girlanden dann formschlüssig in den Eckenbereichen sowie vorzugsweise bündig zu den Walzen stirnseiten angebracht werden.

Bei dieser Walzenherstellung kann die harte Verschleiß schicht gemäß einer ersten Verfahrensweise über den größten Teil der axialen Walzenlänge als ein- oder mehrlagige Hartwerkstoffschicht direkt auf einen Wal zengrundkörper aufgeschweißt werden, und dabei werden die Girlanden in den Eckenbereichen als unmittelbare axiale Verlängerungen der Hartwerkstoffschicht sowie in einer radialen Verschleißschichtdicke aufgeschweißt, die wenigstens der Hartwerkstoffschichtdicke ent spricht. Vielfach kann es dabei jedoch auch noch beson ders vorteilhaft sein, denn die durch die Girlanden in den Eckenbereichen zu bildende Verschleißschicht sich noch um ein angemessenes Maß bis in das Material des Walzengrundkörpers hinein erstreckt, wodurch sich zu sätzlich noch eine bessere Verankerung der Girlanden im Walzengrundkörper ergibt. Diese Möglichkeit wirkt sich bei der Regenierung von bereits verschlissenen Walzen stirnseiten besonders günstig aus, so daß sie hier auch besonders bevorzugt zur Anwendung kommt.

Darüber hinaus besteht gemäß einer anderen Verfahrens weise aber auch die Möglichkeit, daß die harte Ver schleißschicht über den größten Teil der axialen Wal zenlänge als ein- oder mehrlagige Hartwerkstoffschicht auf eine duktile Pufferschicht aufgeschweißt wird, die ihrerseits zuvor auf einen Walzengrundkörper aufge schweißt worden ist. Hierbei werden dann die Girlanden in den Eckenbereichen als unmittelbare axiale Verlänge rungen der Hartwerkstoff- und Pufferschichten und in einer radialen Verschleißschichtdicke aufgeschweißt, die wenigstens der Gesamtdicke aus Hartwerkstoff- und Pufferschichten entspricht. Auch in diesem Falle kann es wiederum von Vorteil sein, wenn sich die durch die Girlanden in den Eckenbereichen zu bildende Verschleiß schicht bis in das Material des Walzengrundkörpers hin ein erstreckt, weshalb auch diese Möglichkeit besonders bei der Regenierung von bereits verschlissenen Walzen stirnseiten bevorzugt wird.

Eine erfindungsgemäße Mahlwalze zeichnet sich somit da durch aus, daß die harte Verschleißschicht in den Ec kenbereichen der beiden stirnseitigen Walzenenden durch in Gitterschweißtechnik aufgeschweißte Hartwerkstoffe in Form von Girlanden ausgeführt ist, wobei nach außen offene Girlandentaschen zur Aufnahme und zum Festpres sen von Mahlgutanteilen ausgebildet sind, die also in den zweckmäßig gestalteten Girlandentaschen so gestaut und festgepreßt werden, daß sie dort festgehalten wer den und in diesem komprimierten Zustand während des Zerkleinerungsbetriebes einen Selbstschutz bzw. hochwirksamen autogenen Verschleißschutz für diese Eckenbereiche der Mahlwalze bilden.

Die Erfindung sei nachfolgend anhand einiger in der Zeichnung veranschaulichter Ausführungsbeispiele noch näher erläutert. In dieser vereinfacht und weitgehend schematisch gehaltenen Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Perspektivansicht einer erfindungs gemäß hergestellten Mahlwalze in geteil ter Darstellung zur Erläuterung verschie dener Ausführungsarten;

Fig. 2 eine Längsschnittansicht durch eine Mahl walze bei Mehrfachaufteilung zur Erläute rung verschiedener Ausführungsbeispiele.

Die in den Fig. 1 und 2 veranschaulichte Mahlwalze kann zwar generell für die Zerkleinerung verhältnismäßig un terschiedlicher Mahlgüter verwendet werden; bevorzugt ist sie jedoch für die Verwendung in einer Gutbettwal zenmühle zur Zerkleinerung von relativ sprödem Mahlgut ausgeführt. Bei allen in den Fig. 1 und 2 veranschau lichten Ausführungsarten enthält die Mahlwalze einen Walzengrundkörper 1 in an sich bekannter Ausführung sowie einen den äußeren Umfangsbereich bildenden Walzenmantel 2, der wenigstens eine durch Auftrags schweißung von Hartwerkstoff aufgebrachte, harte äußere Verschleißschicht 3 als Mahlfläche aufweist.

Betrachtet man die Mahlwalze insgesamt, und zwar egal in welcher der noch zu erläuternden Ausführungsarten, dann besitzt der Walzenmantel 2 und damit auch die als Mahlfläche wirkende Verschleißschicht 3 eine wirksame axiale Gesamtwalzenlänge L. Diese Gesamtwalzenlänge L teilt sich auf in die sich über den größten Teil der Gesamtwalzenlänge L erstreckende mittlere Hauptwalzen länge L₁ sowie in zwei gleich lange Randabschnitte RL in den Eckenbereichen 4, 5 an den beiden einander ent gegengesetzten stirnseitigen Walzenenden.

Bei dieser erfindungsgemäßen Ausbildung der Mahlwalze ist die harte Verschleißschicht 3 in den Eckenberei chen 4, 5 nun generell durch in Gitterschweißtechnik aufgeschweißte Hartwerkstoffe in Form von Girlanden ausgeführt, und zwar derart, daß nach außen offene Gir landentaschen 6 zur Aufnahme und zum Festpressen von Mahlgutteilen ausgebildet sind, wie es in der unteren Walzenhälfte in Fig. 1 angedeutet ist.

Betrachtet man in Fig. 1 zunächst die in der unteren Hälfte der Mahlwalze dargestellte erste Ausführungsart der Girlanden 7, so erkennt man, daß diese als Einfach girlanden (eine Girlandenlage bzw. -schicht) in den Ec kenbereichen 4 und 5 aufgeschweißt sind.

Anhand der oberen Walzenhälfte in Fig. 1 sind die Gir landen in Form von Mehrfachgirlanden 7′ (= mehrere Gir landenlagen bzw. -schichten) aufgeschweißt, wobei in diesem Falle die radial äußere Girlandenschicht - wie bei 7′a angedeutet - vorzugsweise an den äußersten Um fangsbereichen unterbrochen ist, d. h. hier sind die äu ßeren Knickstellen bzw. Spitzen weggelassen worden.

In Fig. 1 ist ferner dargestellt, daß die Girlanden 7, 7′ in jedem Eckenbereich 4, 5 der Walze eine gleichmä ßige Zick-Zack-Form besitzen und die Girlandentaschen 6 einerseits walzenstirnseitig offen sind und an dererseits eine sich radial nach außen hin öffnende V-Form aufweisen.

Betrachtet man in Fig. 2 nochmals die untere Hälfte der Mahlwalze, dann läßt sich erkennen, daß die sich über den größten Teil der axialen Walzenlänge erstreckende Hartwerkstoff-Verschleißschicht 3, die grundsätzlich einlagig oder mehrlagig ausgeführt sein kann, direkt auf den Walzengrundkörper 1 aufgebracht ist. Die Gir landen 7 oder 7′ bilden dabei in den Eckenbereichen 4, 5 direkte axiale Verlängerungen der Hartwerkstoff-Ver schleißschicht 3. Diese Girlanden 7 oder 7′ können sich dabei über eine radiale Höhe H erstrecken, die wenig stens der Dicke d der übrigen Verschleißschicht 3 ent spricht. Vielfach wird es jedoch von Vorteil sein, wenn diese Girlanden 7, 7′ eine radiale Höhe H aufweisen, die größer ist als die Dicke d der übrigen Verschleiß schicht 3, d. h. wenn sich diese Girlanden in radialer Richtung bis in das Material des Walzengrundkörpers 1 hinein erstrecken, wodurch sie eine zusätzliche Veran kerung erfahren.

In der oberen Hälfte der Fig. 2 ist ferner eine Ausfüh rungsart veranschaulicht, nach der zwischen der sich über den größten Teil der axialen Walzenlänge erstrec kenden Hartwerkstoff-Verschleißschicht 3 und dem Wal zengrundkörper 1 eine zwischen- oder Pufferschicht 8 aus duktilem Werkstoff aufgeschweißt ist. In diesem Falle bilden dann die Girlanden 7, 7′ in den Eckenbereichen 4, 5 direkte axiale Verlängerungen der Verschleiß- und Pufferschichten 3 und 8. Die Girlan den 7, 7′ erstrecken sich dabei über eine radiale Höhe, die wenigstens so groß ist wie die Gesamtdicke D der Verschleiß- und Pufferschichten 3 und 8. Letzteres ist etwa in dem linken oberen Viertel der Fig. 2 zu erken nen. Im rechten oberen Viertel der Fig. 2 wird es dage gen wiederum vorgezogen, wenn die Girlanden 7, 7′ in den Eckenbereichen 4, 5 sich in radialer Richtung um ein geeignetes Maß bis in das Material des Walzengrund körpers hinein erstrecken.

Bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen der Mahlwalze können die Girlanden 7 bzw. 7′ - im Hinblick auf den Walzenlängsschnitt - verschiedenartig aufge schweißt und somit mit der übrigen Verschleißschicht 3 und dem Walzengrundkörper verbunden sein.

Gemäß den beiden linken Vierteln (sowohl im linken obe ren Viertel als auch im linken unteren Viertel) der Fig. 2 ist in jedem Eckenbereich 4 wenigstens in der ra dialen Höhe der Verschleißschicht 3 und - falls vorhan den - auch der Pufferschicht 8 von der Walzenstirnseite her jeweils eine relativ steil abgeschrägte Fasenaus bildung 9 für die Anbringung der Girlanden 7 bzw. 7′ vorgesehen. Diese Fasenausbildungen 9 lassen sich rela tiv einfach (und auch an Ort und Stelle) durch ein entsprechendes Abschleifen oder Abdrehen der Eckenbe reiche 4, 5 herstellen, so daß sie bevorzugt dann zur Anwendung kommen, wenn die stirnseitigen Eckenbereiche von entsprechend verschlissenen Mahlwalzen durch An bringung von Girlanden erneuert werden sollen.

In den rechten oberen und unteren Vierteln der Fig. 2 ist eine Ausführungsart veranschaulicht, nach der in den Eckenbereichen 4, 5 wenigstens in der radialen Höhe der Verschleißschicht 3 und - sofern vorhanden - auch der Pufferschicht 8 jeweils eine stirnseitig und zum Außenumfang der Walze hin offene ringförmige Ausspa rung 10 für die Anbringung der Girlanden 7 bzw. 7′ vor gesehen ist. Diese Aussparung 10 reicht in radialer Richtung (nach innen) vorzugsweise bis in das Material des Walzengrundkörpers 8 hinein. Solche ringförmigen Aussparungen 10 für die Anbringung der Girlanden 7, 7′ werden bei der Neuanfertigung von Mahlwalzen bevorzugt.

Es sei schließlich noch erwähnt, daß die erfindungsge mäße Ausbildung der Eckenbereiche einer Mahlwalze sowohl bei Vollwalzen, als auch bei segmentartig oder anderweitig mehrteilig ausgeführten Mahlwalzen vorgese hen werden kann.

Claims

1. Verfahren zum Aufbringen wenigstens einer harten Verschleißschicht auf die Außenumfangsseite einer Mahlwalze, insbesondere für eine Verwendung in einer Gutbettwalzenmühle zur Zerkleinerung von relativ sprödem Mahlgut, wobei die Verschleißschicht durch Auftragsschweißung aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die harte Verschleißschicht in den Eckenberei chen der beiden stirnseitigen Mahlwalzenenden durch Gitterschweißtechnik in Form von Girlanden derart aufgebracht wird, daß nach außen öffnende Girlanden taschen zum Aufnehmen und Festpressen von einen au togenen Verschleißschutz bildenden Mahlgutanteilen geformt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Girlanden aus Hartwerkstoff sowie in Walzen umfangsrichtung in gleichmäßiger Zick-Zack-Form auf geschweißt werden und daß die Girlandentaschen eine sich radial nach außen hin öffnende V-Form erhalten und dabei walzenstirnseitig offen bleiben.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Girlanden als Einfachgirlanden aufgeschweißt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Girlanden als Mehrfachgirlanden aufge schweißt werden, wobei die jeweils radial äußere Girlandenschicht vorzugsweise in den äußersten Um fangsbereichen unterbrochen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die harte Verschleißschicht über den größten Teil der axialen Walzenlänge als ein- oder mehrla gige Hartwerkstoffschicht direkt auf einen Walzen grundkörper aufgeschweißt wird und daß die Girlanden in den Eckenbereichen als unmittelbare axiale Ver längerungen der Hartwerkstoffschicht und in einer radialen Verschleißschichtdicke aufgeschweißt wer den, die wenigstens der Dicke der Hartwerkstoff schicht entspricht.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Girlanden in den Eckenbereichen zu bildende Verschleißschicht sich bis in das Material des Walzengrundkörpers hinein erstreckt.

7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die harte Verschleißschicht über den größten Teil der axialen Walzenlänge als ein- oder mehrla gige Hartwerkstoffschicht auf eine Pufferschicht aufgeschweißt wird, die ihrerseits auf einen Walzen grundkörper aufgeschweißt worden ist, und daß die Girlanden in den Eckenbereichen als unmittelbare axiale Verlängerungen der Hartwerkstoff- und Puffer schichten und in einer radialen Verschleißschicht dicke aufgeschweißt werden, die wenigstens der Ge samtdicke aus den Hartwerkstoff- und Pufferschichten entspricht.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Girlanden in den Eckenbereichen zu bildende Verschleißschicht sich bis in das Material des Walzengrundkörpers hinein erstreckt.

9. Mahlwalze, die insbesondere für eine Gutbettwalzen mühle zur Zerkleinerung von relativ sprödem Mahlgut ausgeführt ist und die einen Walzengrundkörper (1) sowie einen den äußeren Umfangsbereich bildenden Walzenmantel (2) enthält, der wenigstens eine durch Auftragsschweißung von Hartwerkstoff aufgebrachte, harte äußere Verschleißschicht (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die harte Verschleißschicht (3) in den Eckenbe reichen (4, 5) der beiden stirnseitigen Walzenenden durch in Gitterschweißtechnik aufgeschweißte Hart werkstoffe in Form von Girlanden (7, 7′) ausgeführt ist, wobei nach außen offene Girlandentaschen (6) zur Aufnahme und zum Festpressen von Mahlgutanteilen ausgebildet sind.

10. Mahlwalze nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Girlanden (7, 7′) in jedem Eckenbereich (4, 5) der Walze eine gleichmäßige Zick-Zack-Form besitzen und
b) die Girlandentaschen (6) walzenstirnseitig offen sind und eine sich radial nach außen öffnende V-Form aufweisen.

11. Mahlwalze nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Girlanden als Einfach- oder Mehrfachgirlan den (7, 7′) ausgeführt sind.

12. Mahlwalze nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei Mehrfachgirlanden (7′) die außenliegende Girlande im äußersten Walzenumfangsbereich unter brochen (7′a) ist.

13. Mahlwalze nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch folgende weitere Merkmale:

a) die sich über den größten Teil der axialen Wal zenlänge erstreckende Hartwerkstoff-Verschleiß schicht (3) ist ein- oder mehrlagig direkt auf den Walzengrundkörper (1) aufgebracht;
b) die Girlanden (7, 7′) bilden in den Eckenberei chen (4, 5) direkte axiale Verlängerungen der Verschleißschicht (3) und erstrecken sich über eine radiale Höhe (h), die wenigstens der Dicke (d) der übrigen Verschleißschicht entspricht.

14. Mahlwalze nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Girlanden (7, 7′) in radialer Richtung in das Material des Walzengrundkörpers (1) hinein erstrecken.

15. Mahlwalze nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch folgende weitere Merkmale:

a) zwischen der sich über den größten Teil der axialen Walzenlänge erstreckenden Hartwerkstoff- Verschleißschicht (3) und dem Walzengrundkörper (1) ist eine Pufferschicht (8) aus duktilem Werkstoff vorgesehen;
b) die Girlanden (7, 7′) bilden in den Eckenberei chen (4, 4′) direkte axiale Verlängerungen von Hartwerkstoff-Verschleißschicht (3) und Puffer schicht (8) und erstrecken sich über eine ra diale Höhe, die wenigstens so groß ist wie die Gesamtdicke (D) der Verschleiß- und Puffer schichten.

16. Mahlwalze nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Girlanden (7, 7′) sich in radialer Richtung bis in das Material des Walzengrundkörpers (1) hin ein erstrecken.

17. Mahlwalze nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in den Eckenbereichen (4, 5) wenigstens über die radiale Höhe der Verschleißschicht (3) von den Wal zenstirnseiten her jeweils eine relativ steil abge schrägte Fasenausbildung (9) für die Anbringung der Girlanden (7, 7′) vorgesehen ist.

18. Mahlwalze nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in den Eckenbereichen (4, 5) wenigstens über die radiale Höhe der Verschleißschicht (3) jeweils eine stirnseitig und zum Außenumfang hin offene, ringför mige Aussparung (10) für die Anbringung der Girlan den (7, 7′) vorgesehen ist, die vorzugsweise bis in das Material des Walzengrundkörpers (1) hinein reicht.