EP0399058B1

EP0399058B1 - Mill as well as process for covering a milling tool

Info

Publication number: EP0399058B1
Application number: EP19890109156
Authority: EP
Inventors: Otto Dipl.-Ing. Heinemann
Original assignee: Krupp Polysius AG
Current assignee: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date: 1989-05-22
Filing date: 1989-05-22
Publication date: 1992-12-02
Anticipated expiration: 2009-05-22
Also published as: EP0399058A1; DE58902906D1; ES2035986T3

Description

Die Erfindung betrifft eine Mühle (entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1) sowie ein Verfahren (gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruches 9) zum Aufbringen einer verschleißfesten Beschichtung auf ein Mahlwerkzeug.The invention relates to a mill (according to the preamble of claim 1) and a method (according to the preamble of claim 9) for applying a wear-resistant coating to a grinding tool.

Bei Walzenmühlen werden die Walzen zum Schutz gegen Verschleiß mit sehr hartem Material gepanzert, was durch Aufbringen einer Hartgußbandage oder durch Aufschweißen einer Hartschicht erfolgt.In roller mills, the rollers are armored with very hard material to protect them against wear, which is done by applying a hard cast bandage or by welding a hard layer.

Diese bekannten Ausführungen sind mit gewissen Nachteilen behaftet. Hartgußbandagen sind sehr empfindlich gegen Schlag und Stoß, während aufgeschweißte Hartschichten eine hohe Empfindlichkeit gegen Überbelastung und Dauerbeanspruchung aufweisen. Beide Ausführungen sind ferner in der Herstellung und Reparatur aufwendig.These known designs have certain disadvantages. Chilled cast iron bandages are very sensitive to impact and shock, while welded hard layers are highly sensitive to overloading and long-term stress. Both versions are also expensive to manufacture and repair.

Durch die GB-A 404 894 ist bereits eine Walze bekannt, die zur Verarbeitung von verformbarem Material, insbesondere von Ton, dient. Der Umfang dieser Walze trägt eine Wicklung, die durch einen Draht, ein Band, eine Kette oder ein ähnliches flexibles Material gebildet wird, das eine wirksame Knetfläche bildet, die bei Verschleiß ausgewechselt werden kann.A roller is already known from GB-A 404 894, which is used to process deformable material, in particular clay. The circumference of this roller carries a winding which is formed by a wire, a band, a chain or a similar flexible material, which forms an effective kneading surface that can be replaced when worn.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mühle entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Verfahren gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruches 9 so auszubilden, daß eine kostengünstige Herstellung und Reparatur möglich ist, extrem hohe Härten der Beschichtung erzielbar sind und bei einer Reparatur keine Beschädigung des Grundkörpers des zylindrischen Mahlwerkzeuges erfolgt.The invention has for its object to provide a mill according to the preamble of claim 1 and a method according to the preamble of claim 9 so that an inexpensive manufacture and Repair is possible, extremely high hardness of the coating can be achieved and no damage to the base body of the cylindrical grinding tool occurs during a repair.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 bzw. 9 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved according to the invention by the characterizing features of claims 1 and 9, respectively. Appropriate embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Die Erfindung ermöglicht eine außerordentlich kostengünstige Herstellung der verschleißfesten Beschichtung des Mahlwerkzeuges, wobei durch Wahl geeigneter Profilbänder extrem hohe Härten erzielt werden können. Dabei ist es auch möglich, das dem Mahlwerkzeug bei Herstellung der Wicklung zugeführte Profilband auf seiner die Außenseite der Wicklung bildenden Fläche mit einer Oberflächenprofilierung zu versehen.The invention enables the wear-resistant coating of the grinding tool to be produced at extremely low cost, with extremely high hardnesses being able to be achieved by selecting suitable profiled strips. It is also possible here to provide the profiled strip fed to the grinding tool during manufacture of the winding with a surface profile on its surface forming the outside of the winding.

Da das Profilband in einem auf Härtetemperatur erwärmten Zustand auf die Mantelfläche des Mahlwerkzeuges aufgebracht und auf der Mantelfläche dann abgekühlt wird, schrumpft die Wicklung auf der Mantelfläche, was den erforderlichen festen Sitz der Wicklung auf der Mantelfläche gewährleistet.Since the profile strip is applied to the outer surface of the grinding tool in a state heated to the hardening temperature and then cooled on the outer surface, the winding shrinks on the outer surface, which ensures the required tight fit of the winding on the outer surface.

Eine Reparatur durch Aufbringen einer neuen Beschichtung ist auf sehr einfache Weise möglich, wobei im Falle einer Walzenmühle kein Ausbau der Walzen erforderlich ist. Bei dem einfachen Wickelvorgang besteht auch nicht die Gefahr einer Beschädigung des Grundkörpers des zylindrischen Mahlwerkzeuges.A repair by applying a new coating is possible in a very simple manner, with no removal of the rollers being necessary in the case of a roller mill. At the simple winding process also does not pose any risk of damage to the base body of the cylindrical grinding tool.

Die Erfindung kann vorteilhaft bei einer Walzenmühle Anwendung finden, die zwei gegensinnig angetriebene Walzen enthält, die mit hohem Druck gegen zwischen den Walzen befindliches Mahlgut gepreßt werden und deren Mantelfläche je eine Wicklung aus Profilband aufweist.The invention can advantageously be used in a roller mill which contains two rollers which are driven in opposite directions and which are pressed at high pressure against ground material located between the rollers and the outer surface of which has a winding of profiled strip.

Die Anwendung der Erfindung ist jedoch auch bei einer Rollenmühle möglich, die einen Mahlteller und wenigstens eine das Mahlwerkzeug bildende Mahlrolle aufweist, deren Mantelfläche mit einer Wicklung aus Profilband versehen ist.However, the application of the invention is also possible in a roller mill which has a grinding plate and at least one grinding roller forming the grinding tool, the outer surface of which is provided with a winding made of profiled tape.

Wird die Erfindung bei einer Walzenmühle verwendet, so ist von besonderem Vorteil, daß die Lager dieser Walzenmühle, deren Walzen im Betrieb mit hohem Druck gegen das zwischen den Walzen befindliche Mahlgut gepreßt werden, ohne weiteres auch die Radialkräfte aufnehmen können, die beim Wickelvorgang durch die auf das Profilband ausgeübte Zugspannung hervorgerufen werden.If the invention is used in a roller mill, it is particularly advantageous that the bearings of this roller mill, the rollers of which are pressed against the ground material between the rollers during operation at high pressure, can also easily absorb the radial forces which are caused by the winding process tensile stress exerted on the profiled belt.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung veranschaulicht. Es zeigen

Fig.1: eine Walzenmühle (in perspektivischer Darstellung), deren eine Walze gerade bewickelt wird,
Fig.2 bis 9: schematische Schnittdarstellungen von Wicklungen mit unterschiedlichen Profilbändern,
Fig.10 und 11: Teilansichten der beiden Stirnseiten einer Walze,
Fig.12: einen Schnitt längs der Linie XII-XII der Fig.7,
Fig.13: eine Aufsicht auf den stirnseitigen Bereich der Mantelfläche der Walze gemäß den Fig.10, 11 und 12,
Fig.14 und 15: Darstellungen (entsprechend den Fig.12 und 13) eines weiteren Ausführungsbeispieles.

Some embodiments of the invention are illustrated in the drawing. Show it

Fig. 1: a roller mill (in perspective), one roller of which is being wound,
Fig. 2 to 9: schematic sectional views of windings with different profile strips,
Fig. 10 and 11: Partial views of the two end faces of a roller,
Fig. 12: a section along the line XII-XII of Figure 7,
Fig. 13: 10 shows a plan view of the end region of the lateral surface of the roller according to FIGS. 10, 11 and 12,
Fig. 14 and 15: Representations (corresponding to FIGS. 12 and 13) of a further exemplary embodiment.

Die in Fig.1 schematisch veranschaulichte Walzenmühle zur Zerkleinerung von sprödem Mahlgut enthält zwei Walzen 1, 2, die von (nicht veranschaulichten) Antriebseinrichtungen gegensinnig angetrieben werden und die über eine (in Fig.1 im einzelnen nicht sichtbare) Hydraulikeinrichtung 3 mit hohem Druck gegen das im Betrieb zwischen den Walzen befindliche Mahlgut gepreßt werden. Dabei bildet die Walze 1 eine Festwalze, die in einem Lagerstein 4 angeordnet ist, während die Walze 2 eine Loswalze ist, die in einem durch die Hydraulikeinrichtung 3 verschiebbaren Lagerstein 5 gelagert ist. Die Walzenmühle besitzt einen Grundrahmen 6 und einen oberen Rahmen 7. Zur Zuführung des im Walzenspalt zu zerkleinernden Mahlgutes dient ein Aufgabeschacht 8.The roller mill schematically illustrated in FIG. 1 for comminuting brittle regrind contains two rollers 1, 2, which are driven in opposite directions by (not illustrated) drive devices and which counteract with high pressure via a hydraulic device 3 (not shown in detail in FIG. 1) the regrind in operation between the rollers are pressed. The roller 1 forms a fixed roller which is arranged in a bearing block 4, while the roller 2 is a loose roller which is mounted in a bearing block 5 which can be displaced by the hydraulic device 3. The roller mill has a base frame 6 and an upper frame 7. A feed chute 8 is used to feed the ground material to be ground in the roller gap.

Die Walze 1 (und entsprechendes gilt für die Walze 2) enthält einen Walzengrundkörper 9 und eine auf die Mantelfläche des Walzengrundkörpers 9 aufgebrachte Wicklung 10, die eine Verschleißschicht zum Schutz des Walzengrundkörpers bildet.The roller 1 (and the same applies to the roller 2) contains a roller base 9 and a winding 10, which is applied to the outer surface of the roller base 9 and forms a wear layer to protect the roller base.

Die Wicklung 10 wird durch ein Profilband 11 gebildet, das unter Spannung sowie in einem auf Härtetemperatur erwärmten Zustand auf die Walze 1 aufgebracht wird. Zu diesem Zweck sind Bremswalzen 12 vorgesehen, die das Profilband 11 gegen den von der angetriebenen Walze 1 ausgeübten Zug halten.The winding 10 is formed by a profile strip 11, which is applied to the roller 1 under tension and in a state heated to the hardening temperature. For this purpose, brake rollers 12 are provided which hold the profile belt 11 against the pull exerted by the driven roller 1.

Im Anschluß an die Bremswalzen 12 ist eine Heizeinrichtung 13 angeordnet, die das Profilband 11 auf Härtetemperatur (z.B. 800 bis 900°C) erwärmt.Following the brake rollers 12, a heating device 13 is arranged, which heats the profile strip 11 to the hardening temperature (e.g. 800 to 900 ° C).

Auf der Walze 1 (beispielsweise nach einer Umdrehung) wird das Profilband 11 durch ein Kühlmittel (z.B. einen Luft- bzw. Gasstrom oder eine Kühlflüssigkeit) abgekühlt.On the roller 1 (for example after one revolution), the profile strip 11 is cooled by a coolant (e.g. an air or gas flow or a coolant).

Nach dem Aufwickeln und Härten ist ein Anlassen möglich. Zu diesem Zweck wird die Oberfläche der Walze auf Anlaßtemperatur (z.B. 400 bis 600°C) erwärmt und dann langsam abgekühlt. Auf diese Weise erhält der durch den Härtevorgang sehr spröde Werkstoff die gewünschte Elastizität bzw. Zähigkeit.Tempering is possible after winding and hardening. For this purpose, the surface of the roller is heated to the tempering temperature (e.g. 400 to 600 ° C) and then slowly cooled. In this way, the material, which is very brittle due to the hardening process, obtains the desired elasticity or toughness.

Die Fig.2 bis 9 zeigen unterschiedliche Profilbänder zur Herstellung einer solchen Wicklung. Gemäß Fig.2 findet ein Profilband mit rundem Querschnitt Verwendung, gemäß Fig.3 ein Profilband mit quadratischem Querschnitt, gemäß Fig.4 ein Profilband mit liegendem Rechteckquerschnitt, gemäß Fig.5 ein Profilband mit hochkant angeordnetem Rechteckquerschnitt.2 to 9 show different profile strips for producing such a winding. According to FIG. 2, a profiled strip with a round cross section is used, according to FIG. 3 a profiled strip with a square cross section, according to FIG. 4 a profiled strip with a lying rectangular cross section, according to FIG. 5 a profiled strip with an upright rectangular cross section.

Bei den in den Fig.6 bis 9 veranschaulichten Ausführungsbeispielen ist die Wicklung mit einem Teil ihres Querschnitts, vorzugsweise etwa mit der Hälfte ihres Querschnitts, in Vertiefungen (z.B. 9a) der Mantelfläche des Walzengrundkörpers 9 eingebettet. Die Vertiefungen 9a in der Mantelfläche des Walzengrundkörpers 9 sind dabei nach Form und Größe dem Querschnittsprofil des Profilbandes 11 angepaßt. Bei Fig.6 besitzt das Profilband einen kreisförmigen Querschnitt, bei Fig.7 einen elliptischen Querschnitt, bei Fig.8 einen auf die Spitze (hochkant) gestellten quadratischen Querschnitt und bei Fig.9 einen Sechseckquerschnitt.In the exemplary embodiments illustrated in FIGS. 6 to 9, the winding with a part of its cross section, preferably approximately half its cross section, is embedded in depressions (for example 9 a) in the outer surface of the roller base body 9. The depressions 9a in the lateral surface of the roller base body 9 are adapted to the cross-sectional profile of the profile strip 11 in terms of shape and size. In Fig. 6 the profile strip has a circular cross-section, in Fig. 7 an elliptical cross-section, in Fig. 8 a square cross-section placed on the tip (upright) and in Fig. 9 a hexagonal cross-section.

In allen Fällen ist das Profilband 11 im erhitzten Zustand auf die Walze 1 aufgewickelt und wird auf der Walze abgekühlt, was einerseits die gewünschte Härtung des Stahles bewirkt und andererseits durch den Schrumpfeffekt einen festen Sitz der Wicklung auf dem Walzengrundkörper gewährleistet.In all cases, the profiled strip 11 is wound onto the roller 1 in the heated state and is cooled on the roller, which on the one hand brings about the desired hardening of the steel and on the other hand ensures the tight fit of the winding on the roller base body due to the shrinkage effect.

Das auf Härtetemperatur erwärmte, glatte Profilband kann vor dem Aufwickeln auf den Walzengrundkörper ein Profilwalzenpaar durchlaufen und hierdurch auf seiner die Außenseite der Wicklung bildenden Fläche mit einer Profilierung versehen werden. Wenn das genannte Profilwalzenpaar durch die Bremswalzen 12 gebildet wird, ist die Heizeinrichtung 13 vor diesem Walzenpaar anzuordnen.The smooth profile strip, which has been heated to the hardening temperature, can pass through a pair of profile rollers before being wound onto the main body of the roller and can be provided with a profile on its surface forming the outside of the winding. If the aforementioned pair of profile rollers is formed by the brake rollers 12, the heating device 13 is to be arranged in front of this pair of rollers.

Um die für eine Wicklung erforderliche Länge des Profilbandes zu verkürzen und den Wickelvorgang zu beschleunigen, können erfindungsgemäß mehrere Profilbänder gleichzeitig in Form einer mehrgängigen Wicklung auf die Walze aufgewickelt werden.In order to shorten the length of the profile strip required for a winding and to accelerate the winding process, according to the invention several profile strips can be wound onto the roller simultaneously in the form of a multi-start winding.

Die Fig.10 bis 13 zeigen ein Ausführungsbeispiel für die Festlegung von Anfang und Ende der Wicklung (bei einer eingängigen Wicklung).10 to 13 show an embodiment for determining the start and end of the winding (in the case of a single-start winding).

Die Wicklung 10 liegt im Bereich der beiden Stirnseiten der Walze 1 an je einem Bund 14 an, dessen Außendurchmesser dem der Wicklung 10 entspricht. Der Bund 14 ist mit einer nutförmigen Ausnehmung 18 (bzw. 19 an der anderen Stirnseite der Walze) versehen, die zur Aufnahme des Anfanges 10a bzw. des Endes 10b der Wicklung 10 dient.The winding 10 lies in the region of the two end faces of the roller 1 on a collar 14, the outer diameter of which that of the winding 10 corresponds. The collar 14 is provided with a groove-shaped recess 18 (or 19 on the other end of the roller), which serves to receive the start 10a or the end 10b of the winding 10.

Der Wicklungsanfang 10a ist hakenförmig abgebogen und in der zugehörigen Ausnehmung 19 fixiert (vgl. Fig.10). Das gerade verlaufende Wicklungsende 10b ist dagegen in der zugehörigen Ausnehmung 18 frei ausdehnbar angeordnet (vgl. Fig.11).The beginning of the winding 10a is bent in a hook shape and fixed in the associated recess 19 (see FIG. 10). The straight winding end 10b, on the other hand, is arranged to be freely expandable in the associated recess 18 (cf. FIG. 11).

Der Bund 14 ist an seiner äußeren Umfangsseite und an dem hieran angrenzenden Teil seiner Stirnseite mit einem Verschleißschutz 21 versehen (vgl. Fig.12).The collar 14 is provided on its outer circumferential side and on the part of its end face adjoining it with wear protection 21 (cf. FIG. 12).

Die an der Wicklung 10 anliegende Begrenzungsfläche 14a des Bundes 14 ist gegenüber der Achse der Walze entsprechend der Steigung der Wicklung 10 geneigt (vgl. Fig.13). An der Umfangsstelle, an der die Wicklung 10 aus dem Bund 14 austritt bzw. in ihn eintritt, ist eine in Achsrichtung der Walze verlaufende Stufe 14b vorgesehen.The boundary surface 14a of the collar 14 which bears against the winding 10 is inclined with respect to the axis of the roller in accordance with the slope of the winding 10 (cf. FIG. 13). At the peripheral point at which the winding 10 emerges from the collar 14 or enters it, a step 14b running in the axial direction of the roller is provided.

Die Fig.14 und 15 veranschaulichen die Verhältnisse im Falle einer zweigängigen Wicklung 10. Die Darstellung entspricht dabei der in den Fig.12 und 13, wobei für gleiche Teile dieselben Bezugszeichen gewählt sind.14 and 15 illustrate the situation in the case of a double-start winding 10. The illustration corresponds to that in FIGS. 12 and 13, the same reference numerals being chosen for the same parts.

Claims

Mill for crushing material for grinding, containing at least one rotating grinding element the casing surface of which consists of a coating of wear-resistant material which is formed by a winding (10) of profiled strip (11), wherein the winding (10) butts against a flange (14) in the region of the two end faces of the grinding element, characterised by the following features:
a) in the mill which is intended for the crushing of brittle material the external diameter of the flange (14) corresponds to that of the winding (10);

b) the flange (14) is provided in each case with a groove-shaped recess (18, 19) to receive the beginning (10a) or the end (10b) of the winding (10);

c) the beginning of the winding is preferably bent backwards in a hook shape and is fixed in the appertaining recess (19) in the flange (14), whilst the end of the winding (10) which has just passed is arranged in the appertaining recess (18) so as to be freely extensible.
Mill as claimed in claim 1, characterised by its construction as a roll mill, containing two rolls (1, 2) which are driven in opposite directions, are pressed at high pressure against material for grinding located between the rolls, and each have a winding (10) of profiled strip (11) on their casing surface.
Mill as claimed in claim 1, characterised by its construction as a roller mill, containing a grinding table and at least one grinding roller which forms the grinding element and has a winding (10) of profiled strip (11) on its casing surface.
Mill as claimed in claim 1, characterised in that the winding (10) is set with a part of its cross-section, preferably approximately half of its cross-section, in recesses (9a) in the casing surface.
Mill as claimed in claim 1, characterised in that the flange (14) is provided with a protection against wear (21) at least on its outer peripheral face and the part of its end face which adjoins it.
Mill as claimed in claim 1, characterised in that the area of contact (14a) of the flange (14) which butts against the winding (10) is inclined with respect to the axis of the grinding element according to the pitch of the winding (10) and has a step (14b) which runs in the axial direction of the roll at the peripheral point at which the winding (10) emerges from the flange (14) or enters the latter.
Mill as claimed in claim 1, characterised by a multiple winding (10).
Mill as claimed in claim 1, characterised in that the winding (10) has a surface profile on its outer face.
Method of applying a wear-resistant coating to the casing surface of a cylindrical grinding element, characterised by the following steps:
a) the casing surface is wound around with at least one profiled strip (11) of wear-resistant material, the individual turns of the winding (10) lying closely against one another,

b) the profiled strip (11) is delivered to the casing surface in a state in which it has been heated to hardening temperature,

c) the profiled strip (11) is cooled on the casing surface by means of a cooling agent.
Method as claimed in claim 9, characterised in that after cooling the winding (10) is heated to tempering temperature and then slowly cooled again.
Method as claimed in claim 9, characterised in that the smooth profiled strip (11) which has been heated to hardening temperature passes through a pair of profiling rolls before it is wound onto the grinding element and a profile is thereby provided on the surface forming the outer face of the winding (10).
Method as claimed in claim 9, characterised in that a plurality of profiled strips (11) are wound onto the grinding element in the form of a multiple winding (10).
Method as claimed in claim 9, in which the grinding elements are formed by the rolls of a roll mill, characterised in that the rolls (1, 2) are arranged in the roll mill during the application of the winding (10).