DE4426211A1 - Auskleidung für die Trommeln von Kugelmühlen - Google Patents
Auskleidung für die Trommeln von KugelmühlenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Auskleidung für die Trommeln von
Kugelmühlen aus hochverschleißfesten, gepreßten und gesinterten
Steinen, insbesondere Aluminium- oder Zirkonoxidsteinen.
Kugelmühlen dienen zum hochfeinen Vermahlen verschiedenen
Mahlguts, insbesondere zum Vermahlen von Industriemineralien.
Hierzu wird das Mahlgut zusammen mit Kugeln in eine Trommel
eingebracht und durch Drehen der Trommel vermahlen. Dies
geschieht in der Weise, daß die Kugeln und das Mahlgut durch die
Drehung der Trommel angehoben und in einer bestimmten Höhe
umgeworfen werden, so daß das Mahlgut und die Kugeln wieder in
den tiefsten Bereich der Trommeln zurückfallen. Um zu vermeiden,
daß das Mahlgut und die Kugeln ausschließlich entlang der
Trommeloberfläche entlangrutschen, ohne umgeworfen zu werden,
ist es bei Kugelmühlen mit einer Trommelauskleidung aus Hartguß,
Gummi, Steatit, Silex oder Porzellan bekannt, eine profilierte
Innenoberfläche vorzusehen. Bei diesen bekannten Auskleidungen
hat sich die unregelmäßige Oberfläche als erforderlich erwiesen,
da Hartguß, Gummi, Steatit, Silex oder Porzellan eine recht
glatte Oberfläche von Anfang an aufweisen oder diese sich
innerhalb kurzer Zeit im Gebrauch einstellt und das Mahlgut und
die Kugeln daher die Tendenz haben, nur an der Trommeloberfläche
entlangzurutschen.
Um daher überhaupt eine Mitnahme des Mahlguts und der Kugeln,
die in der Regel aus dem gleichen Material wie die Auskleidung
sind, und ein Umwerfen des Mahlguts und der Kugeln sowie ein
ausreichendes Mahlergebnis zu erreichen, ist bei Auskleidungen
aus Hartguß, Gummi, Steatit, Silex oder Porzellan eine
profilierte Oberfläche zwingend erforderlich. Nachteilig ist bei
diesen Materialien, daß der Abrieb der Oberfläche sehr stark
ist, wodurch das Mahlgut kontaminiert wird, und daß durch den
hohen Abrieb nur eine geringe Lebensdauer der Auskleidung
gegeben ist.
Um eine höhere Lebensdauer zu erreichen, ist es des weiteren
bekannt, die Auskleidung mit hochverschleißfesten, gepreßten und
gesinterten Steinen, insbesondere Aluminium- oder
Zirkonoxidsteinen vorzunehmen. Diese Steine sind sehr hart und
und behalten ihre verhältnismäßig rauhe
Oberfläche wegen der hohen Abriebfestigkeit bei. Die bekannten
Aluminiumoxidsteine weisen eine zum Trommelinnenraum gerichtete
nicht profilierte Oberfläche auf, der die Überlegung zugrunde
liegt, aufgrund der Rauhigkeit eine ausreichende Mitnahme des
Mahlguts und der Kugeln sowie ein Umwerfen zu erreichen und die
Kontamination des Mahlguts durch Abrieb von der
Auskleidungsoberfläche zu vermindern. Mit dieser Auskleidung aus
Aluminiumoxidsteinen konnte die Lebensdauer gegenüber
Auskleidungen aus Hartguß, Gummi, Steatit, Silex oder Porzellan
mehr als verdoppelt werden. Bei dieser verschleißfesten
Auskleidung aus Aluminiumoxidsteinen wurde allerdings
festgestellt, daß das Verhältnis von erforderlicher
Antriebsleistung der Trommel zu Menge von vermahlenem Mahlgut
ungünstig war, da ein Teil des Mahlguts mit den Kugeln zwar beim
Drehen angehoben und umgeworfen wurde, ein Teil jedoch an der
Auskleidungsinnenwand in den unteren Bereich der Trommel
zurückrutschte, so daß ein Teil der Antriebsleistung in Form von
Reibungswärme verlorenging, wobei die Reibung an der
Auskleidungsinnenoberfläche Abrieb erzeugte, der das Mahlgut
kontaminierte.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Auskleidung für
Trommeln von Kugelmühlen zu schaffen, mit der sich eine
verbesserte Mahlleistung, eine geringere Kontaminierung des
Mahlguts und eine höhere Lebensdauer der Auskleidung erreichen
lassen.
Ausgehend von dieser Aufgabenstellung wird eine Auskleidung für
die Trommeln von Kugelmühlen aus hochverschleißfesten, gepreßten
und gesinterten Steinen, insbesondere Aluminium- oder
Zirkonoxidsteinen vorgeschlagen, die erfindungsgemäß zum
Trommelinnenraum hin eine profilierte Oberfläche aufweisen.
Die profilierte Oberfläche kann stufenförmig, sägezahnförmig,
dachförmig oder vorzugsweise wellenförmig verlaufen.
Mit der wellenförmig verlaufenden Oberfläche wurden
betriebsinterne Dauerversuche durchgeführt, die gegenüber der
Auskleidung mit glatten Aluminiumoxidsteinen nochmals eine
Verdoppelung der Lebensdauer erbrachte, obwohl die Erfahrungen
mit Auskleidungen aus Hartguß, Gummi Steatit, Silex oder
Porzellan das Gegenteil erwarten ließen. Des weiteren ist der
Abrieb an der profilierten Oberfläche äußert gering und ist die
Mahlleistung, d. h. das Verhältnis von Menge des vermahlenen
Mahlguts zur Antriebsleistung gegenüber einer Auskleidung aus
glatten Aluminiumoxidsteinen um 10 bis 20% verbessert worden.
Die Erklärung für diesen Effekt kann darin liegen, daß das
Mahlgut mit den Kugeln durch die profilierte Oberfläche
angehoben und umgeworfen wird, ohne an der Oberfläche zurück zu
rutschen, so daß geringere Reibungsverluste und ein geringerer
Verschleiß entstehen, was überraschend ist, da aus den
Erfahrungen mit den bisher benutzten Auskleidungen das Gegenteil
zu erwarten war. Bewirkt selbst der geringe Abrieb von
Aluminiumoxidsteinen eine unzulässige Kontamination des Mahlguts
können anstelle von Aluminiumoxidsteinen Zirkonoxidsteine oder
hochverschleißfeste Steine aus ähnlichem Material eingesetzt
werden.
Die bevorzugte wellenförmige Oberfläche kann an jedem Stein als
ganze Welle oder als Halbwelle angeformt sein, so daß im zweiten
Fall benachbarte Steine mit ihren Wellentälern bzw. Wellenkämmen
aneinanderstoßend in die Trommel gesetzt werden.
Vorzugsweise kann der Radius der Wellen etwa dem Radius der
Kugeln in der Trommel entsprechen, die sich auf diese Weise in
die wellenförmige Oberfläche einschmiegen, wodurch sich ein
besonders wirksamer Mitnahmeeffekt erreichen läßt.
Die Oberfläche läßt sich auch stufenförmig gestalten, indem
unterschiedlich hohe Steine abwechselnd und/oder reihenweise
gesetzt werden.
Eine sägezahnförmige Oberfläche läßt sich dadurch erreichen, daß
Steine mit ihren unterschiedlich hohen Seitenkanten
aneinanderstoßend gesetzt werden.
Schließlich ist es auch möglich, die profilierte Oberfläche
dachförmig zu gestalten, indem eine dachförmige Oberfläche an
jedem Stein angeformt wird oder indem durch Aneinandersetzen der
hohen bzw. niedrigen Kanten von Steinen mit unterschiedlich
hohen Seitenkanten die dachförmige Oberfläche gebildet wird.
Die Stufen-, Sägezahn-, Dach- oder Wellenprofile können
vorzugsweise achsparallel durch die Trommel hindurch verlaufen,
jedoch ist es auch möglich, sie unter einem kleinen Winkel
geneigt zur Trommelachse durch die Trommel hindurch verlaufen zu
lassen, um das Mahlgut mit den Kugeln innerhalb der Trommel in
Achsrichtung zu transportieren.
Im Hinblick darauf, daß auf die Auskleidung aufgrund der
profilierten Oberfläche erhöhte Tangentialkräfte wirken, ist es
vorteilhaft, die Befestigung an der Trommelinnenoberfläche durch
eine vergrößerte Rauhigkeit der der Trommel zugewandten
Steinoberfläche bis hin zu Riefen oder Vertiefungen und
Erhöhungen zu verbessern. In diese Vertiefungen und Erhöhungen
greift ein üblicher, zum Befestigen einer Auskleidung aus
Aluminiumoxidsteinen in der in der Regel aus Stahl bestehenden
Trommel verwendeter Kleber, z. B. ein Zweikomponentenkleber ein,
so daß eine formschlüssige Verbindung zwischen den Aluminium- oder
Zirkonoxidsteinen und dem Zweikomponentenkleber
gewährleistet ist.
Anstelle des Zweikomponentenklebers oder um die Anfangshaftung
bei Verwendung eines solchen Zweikomponentenklebers zu
gewährleisten, können Permanentmagnete auf der der Trommel
zugewandten Steinoberfläche befestigt sein.
Diese Permanentmagnete können rund oder streifenförmig
ausgebildet sein und in entsprechende Vertiefungen der
Steinrückseite eingesetzt, insbesondere eingeklebt sein.
Die Erfindung wird nachstehend anhand mehrerer in der Zeichnung
dargestellter Ausführungsbeispiele des näheren erläutert. In der
Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer
aufgeschnittenen Trommel einer
Kugelmühle mit einer Auskleidung mit
Wellenprofil,
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines
Steins mit Halbwellenprofil,
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines
Steins mit Dachprofil,
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines
Steins mit gegenüber der Unterfläche
schräg verlaufender Oberfläche,
Fig. 5 eine perspektivische Darstellung mit
Blick auf die Unterseite eines Steins
mit Vollwellenprofil,
Fig. 6 eine Ansicht der Unterseite eines Steins
mit zwei daran angeordneten runden
Permanentmagneten und
Fig. 7 eine Unteransicht eines Steins mit zwei
daran angeordneten
Permanentmagnetstreifen.
Von einer Kugelmühle ist eine aufgeschnittene Trommel 1 aus
Stahl dargestellt, die mit Kugeln 2 und Mahlgut 3 beladen ist.
Die Trommel 1 ist mit einer Auskleidung aus
hochverschleißfesten, gepreßten und gesinterten Steinen,
insbesondere Aluminium- oder Zirkonoxidsteinen 4 oder Steinen
aus ähnlichem Material versehen, deren zum Trommelinneren
weisende Oberfläche ein Wellenprofil 5 aufweist. Bei dem in Fig. 1
dargestellten Beispiel weist jeder Stein 4 ein
Vollwellenprofil 5 auf.
Der Radius des Wellenprofils 5 entspricht etwa dem Radius der
Kugeln 2, die sich auf diese Weise in die Wellentäler des
Wellenprofils 5 einschmiegen, so daß sie in der dargestellten
Weise mitgenommen und angehoben, im höchsten Punkt umgeworfen
werden und dabei das Mahlgut zerkleinern. Das Wellenprofil 5
verhindert weitgehend ein Zurückgleiten der angehobenen Kugeln 2
und des Mahlguts 3 entlang der Innenoberfläche der Auskleidung
aus den Steinen 4, so daß die Kugeln 2 und das Mahlgut 3
tatsächlich im wesentlichen umgeworfen werden.
Die Reibungsverluste auf der Oberfläche der Auskleidung sind
dadurch gegenüber einer Auskleidung aus glatten Aluminium- oder
Zirkonoxidsteinen erheblich vermindert, so daß bei gleicher
Ausbringung eine geringere Antriebsleistung erforderlich ist und
der Abrieb auf der Oberfläche der Steine 4 vermindert ist.
In Fig. 2 ist ein Stein 6 dargestellt, dessen wellenförmige
Oberfläche 7 eine Halbwelle bildet. Beim Setzen der Auskleidung
mit den Steinen 6 werden jeweils die Kanten im Bereich der
Wellenkämme und im Bereich der Wellentäler gegeneinander
gesetzt, so daß sich eine Vollwelle über zwei Steinbreiten
erstreckt.
Anstelle einer wellenförmigen Oberfläche läßt sich auch eine
dachförmige Oberfläche verwenden, wenn Steine 8 verwendet
werden, die eine dachförmige Oberfläche 9 aufweisen.
Bei Steinen 10 mit einer gegenüber der Grundfläche schrägen
Oberfläche 11 läßt sich entweder ein Sägezahnprofil erreichen,
wenn die Steine in der Trommel jeweils mit ihren niedrigen und
hohen Seitenkanten gegeneinander gesetzt werden, oder es läßt
sich ein Dachprofil zusammensetzen, indem die Steinreihen
abwechselnd mit ihren hohen Seitenkanten und ihren niedrigen
Seitenkanten gegeneinander gesetzt werden.
Der Unterschied zwischen dem mit den Steinen 4 bzw. 8
erreichbaren Oberflächenprofil gegenüber dem mit den Steinen 6
bzw. 10 erreichbaren Oberflächenprofil liegt darin, daß sich bei
den Steinen 4 bzw. 8 das wellenförmige Profil 5 bzw. das
dachförmige Profil 9 über eine Steinbreite vollständig
wiederholt, während dies bei den aus den Steinen 6 bzw. 10
zusammengesetzten Profilen jeweils über zwei Steinbreiten der
Fall ist.
Da auf die Auskleidung aufgrund des Mitnahmeeffekts der
profilierten Oberfläche 5, 7, 9, 11 der Steine 4, 6, 8, 10
erhöhte Tangentialkräfte wirken, ist die Unterseite der Steine
gemäß Fig. 5 mit Vertiefungen 13 in Form von Nuten versehen,
zwischen denen Erhöhungen 10 verlaufen. Wird die Auskleidung in
üblicher Weise mittels eines geeigneten Klebers z. B. eines
Zweikomponentenklebers mit der Trommel 1 verklebt, dringt der
Klebstoff in die Vertiefungen 13 der Steine ein und bewirkt so
eine Haftung nicht nur durch die Klebewirkung auf der
Steinoberfläche, sondern auch eine Verklammerung in den
Vertiefungen 13, die eine formschlüssige Verbindung zwischen den
Steinen 4, 6, 8, 10 und dem Klebstoff gewährleistet.
Werden, wie in Fig. 6 und 7 dargestellt, Permanentmagnete auf
der Unterseite der Steine 4, 6, 8, 10 befestigt, bei denen es
sich gemäß Fig. 6 um runde, in Vertiefungen der Steine 4, 6, 8,
10 eingelassene Permanentmagneten 14 handeln kann oder um in
Nuten der Steinen 4, 6, 8, 10 eingelassene
Permanentmagnetstreifen 15, wird eine unmittelbare Haftung der
Steine 6, 8, 10 auf der Innenoberfläche der Trommel 1, die aus
Stahl besteht, erreicht. In diesem Fall läßt sich die Haftung
mittels der Permanentmagneten 14, 15 dazu benutzen, eine
sofortige Anfangshaftung beim Verkleben der Auskleidung zu
erreichen, so daß sich die Auskleidung aufbauen läßt, ohne nach
dem Legen von einigen Steinlagen abwarten zu müssen, daß der
Klebstoff ausgehärtet ist. Ggf. kann die Haftung der Steine 4,
6, 8, 10 auch durch die Permanentmagneten 14, 15 allein bewirkt
werden, ohne daß zusätzlich ein Klebstoff benötigt wird. Welche
Befestigungsart eingesetzt wird, ist in Abhängigkeit vom
spezifischen Gewicht des Mahlguts, des Trommeldurchmessers und
der geforderten Ausbringung von Fall zu Fall zu entscheiden.
Claims (16)
1. Auskleidung für eine Trommel (1) einer Kugelmühle aus
hochverschleißfesten, gepreßten und gesinterten Steinen,
insbesondere Aluminium- oder Zirkonoxidsteinen (4, 6, 8, 10)
mit einer profilierten Oberfläche (5, 7, 9, 11) zum
Trommelinnenraum hin.
2. Auskleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
profilierte Oberfläche stufenförmig verläuft.
3. Auskleidung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
stufenförmige Oberfläche durch unterschiedlich hohe Steine
gebildet ist.
4. Auskleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
profilierte Oberfläche sägezahnförmig verläuft.
5. Auskleidung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die sägezahnförmige Oberfläche durch aneinandergesetzte Steine
(10) mit unterschiedlich hohen aneinanderstoßenden Kanten
gebildet ist.
6. Auskleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
profilierte Oberfläche dachförmig verläuft.
7. Auskleidung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
dachförmige Oberfläche (9) an jeden Stein (8) angeformt ist.
8. Auskleidung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
dachförmige Oberfläche durch Aneinandersetzen der hohen bzw.
niedrigen Kanten von Steinen (10) mit unterschiedlich hohen
Seitenkanten gebildet ist.
9. Auskleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
profilierte Oberfläche (5, 7) wellenförmig verläuft.
10. Auskleidung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß an
jeden Stein (4) eine ganze Welle (5) angeformt ist.
11. Auskleidung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß an
jeden Stein (6) eine Halbwelle angeformt ist und benachbarte
Steine (6) mit ihren Wellentälern bzw. Wellenkämmen
aneinandergesetzt sind.
12. Auskleidung nach Anspruch 9, 10 oder 11, dadurch
gekennzeichnet, daß der Radius der Wellen etwa dem Radius der
Kugeln (2) in der Trommel (1) entspricht.
13. Auskleidung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß die Stufen-, Sägezahn-, Dach- oder
Wellenprofile achsparallel durch die Trommel (1)
hindurch verlaufen.
14. Auskleidung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß die Stufen-, Sägezahn-, Dach- oder
Wellenprofile unter einem kleinen Winkel geneigt zur
Trommelachse durch die Trommel (1) hindurchverlaufen.
15. Auskleidung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daß die der Trommel (1) zugewandte
Steinoberfläche eine vergrößerte Rauhigkeit bis hin zu Riefen
oder Vertiefungen (13) und Erhöhungen (12) aufweist.
16. Auskleidung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15,
gekennzeichnet durch an der der Trommel (1) zugewandten
Steinoberfläche befestigte Permanentmagnete (14, 15).
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