EP0728523A1

EP0728523A1 - Walze, Verfahren zur Herstellung einer Walze sowie Gutbettwalzenmühle

Info

Publication number: EP0728523A1
Application number: EP95120153A
Authority: EP
Inventors: Heinz Dipl.-Ing. Schröder; Oswald Dipl.-Ing. Haberhauer
Original assignee: Krupp Polysius AG
Current assignee: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date: 1995-02-24
Filing date: 1995-12-20
Publication date: 1996-08-28
Anticipated expiration: 2015-12-20
Also published as: EP0728523B1; DE59507959D1; AU4222296A; DE19506600A1; ZA96867B; US5902685A; ES2143582T3; AU690788B2; CA2166859A1; BR9600808A

Abstract

Bei dieser insbesondere für die Zerkleinerung spröder Mahlgüter in einer Gutbettwalzenmühle bestimmten Walze ist auf der Außenseite eines Umfangsmantelbereiches eine profilierte Verschleißschutzpanzerung erfindungsgemäß dadurch ausgebildet, daß in das Material des Umfangsmantelbereiches (7) Profilnuten (12) zum Festpressen von Gutteilchen eingearbeitet und nur auf die die Profilnuten begrenzenden Profilvorsprünge (13) Hartmaterialstreifen (9) durch Auftragsschweißung aufgebracht sind. Diese erfindungsgemäß aufgebaute Walze bedingt bei dauerhaftem Verschleißschutz ihrer Oberfläche und zuverlässigem Guteinzugsvermögen einen relativ geringen Hartmaterialverbrauch. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Walze entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Walze, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 14; sie bezieht sich ferner auf eine Gutbettwalzenmühle für die Zerkleinerung spröder Mahlgüter, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 22.
Eine Walze der im Oberbegriff des Anspruches 1 vorausgesetzten Art ist beispielsweise im Zusammenhang mit einer Gutbettwalzenmühle in der DE-A-42 10 395 beschrieben. Bei dieser bekannten Ausführung ist ein Hartguß-Walzenmantel auf einem Walzengrundkörper auswechselbar befestigt, wobei auch auf der Außenseite bzw. Außenumfangsseite dieses Walzenmantels Profilierungs-Schweißraupen nach bestimmten Mustern in der Weise aufgebracht sein können, daß sich eine profilierte Verschleißschutzpanzerung mit nach außen vorstehenden, durch Auftragsschweißung aufgebrachten Hartmaterialstreifen und dazwischen vorhandenen Vertiefungen ergibt, in denen Mahlgutteilchen fest- bzw. eingepreßt sind und dadurch einen autogenen Verschleißschutz für die Manteloberfläche bilden. Durch diese Maßnahmen wird zugleich ein gutes Einzugsvermögen des zu zerkleinernden Gutes in dem zwischen den beiden Walzen vorhandenen Mahlspalt geschaffen.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Walze gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, ein Verfahren zur Herstellung einer Walze nach dem Gattungsbegriff des Anspruches 14 sowie eine Gutbettwalzenmühle entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 22 dahin weiterzuentwickeln, daß ein besonders dauerhafter Verschleißschutz der Walzenoberfläche und ein zuverlässiges Guteinzugsvermögen und Zusammenwirken solcher Walzen auch bei relativ geringem Hartmaterialverbrauch gewährleistet werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Kennzeichen des Anspruches 1 (die Walze betreffend) bzw. durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 14 (für ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Walze) sowie außerdem durch das Kennzeichen des Anspruches 22 (bezüglich der Gutbettwalzenmühle) gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Während bei der oben beschriebenen sowie etwa vergleichbaren anderen bekannten Walzenausführungen Profilierungen auf dem Walzenmantel dadurch ausgebildet worden sind, daß auf dessen glatte Außenseite (Umfangsaußenseite) Hartmaterialstreifen nach einem bestimmten Muster aufgeschweißt werden, damit sich zwischen diesen Streifen mit Mahlgutteilchen auszufüllende Vertiefungen ergeben, wird die Verschleißschutzpanzerung nach der Erfindung auf der Außenseite des Walzenmantels bzw. eines Umfangsmantelbereiches deutlich anders ausgebildet. Erfindungsgemäß erfolgt die Ausbildung dieser Verschleißschutzpanzerung nämlich dadurch, daß im Material des Umfangsmantelbereiches (oder des gesondert ausgebildeten Walzenmantels) von der Außenseite her Negativprofilierungen etwa in Form von Profilnuten bzw. -rillen ausgebildet sind, in denen die Gutteilchen - insbesondere während des Zerkleinerungsprozesses in einer Gutbettwalzenmühle - festgepreßt sind, und daß dabei die Hartmaterialstreifen nur auf den die Profilnuten begrenzenden, stegartigen Profilvorsprüngen aufgeschweißt sind. Bei dieser erfindungsgemäß ausgebildeten Walze werden somit die Vertiefungen der profilierten Verschleißschutzpanzerung nicht nur durch die Materialhöhe bzw. Materialdicke der auf der Außenseite des Walzenmantels durch Hartauftragsschweißung aufgebrachten Hartmaterialstreifen bestimmt, sondern zum einen durch die - radiale - Tiefe der von der Außenseite des Umfangsmantelbereiches her in das Walzenmaterial eingearbeiteten Profilnuten und zum andern von der Materialhöhe bzw. -dicke der Hartmaterialstreifen. Da diese Hartmaterialstreifen nur auf den die Profilnuten begrenzenden bzw. zwischen den Profilnuten vorhandenen bzw. stehengebliebenen, stegartigen Profilvorsprüngen aufgeschweißt sind, kann die erfindungsgemäße Walzenausführung gegenüber den bekannten Walzen, insbesondere Mahlwalzen, dadurch optimiert werden, daß verhältnismäßig wenig von dem relativ teuren, hochverschleißfesten Hartmaterial verwendet werden muß. Dabei kann vor allem durch die in den Profilnuten festgepreßten Gutteilchen (die diese Profilnuten weitgehend bzw. nahezu vollkommen ausfüllen) in den Bereichen zwischen den Hartmaterialstreifen ein ausreichend fester autogener Verschleißschutz geschaffen werden, so daß die Außenseite des Umfangsmantelbereiches bzw. des Walzenmantels insgesamt einen besonders guten, dauerhaften Verschleißschutz für die Walzenoberfläche und gleichzeitig auch ein sehr zuverlässiges Guteinzugsvermögen der so gebildeten Walzen gewährleisten kann.
Bei dieser erfindungsgemäßen Walze ist es ferner von Vorteil, wenn die Profilnuten einen Querschnitt mit einem Tiefen : Breiten-Verhältnis von etwa 0,4 bis 0,75 aufweisen, wobei die Profiltiefe - wie bereits angedeutet - durch die Summe aus der radialen Steghöhe der ausgearbeiteten Profilvorsprünge und der radialen Materialhöhe der Hartmaterialstreifen gebildet ist. Auf diese Weise wird eine besonders hohe Standfestigkeit der Profilierung geschaffen. Dabei ist es ferner besonders vorteilhaft, wenn die Materialhöhe der Hartmaterialstreifen in Abhängigkeit von dem jeweils zu be- bzw. verarbeitenden Gut etwa 3 bis 15 mm, vorzugsweise etwa 4 bis 8 mm beträgt. Zweckmäßig besitzen hierbei die Profilnuten eine maximale Querschnittsbreite von etwa 30 bis 40 mm.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird darin gesehen, daß die Hartmaterialstreifen aus einer Metallmatrix mit darin eingelagerten Wolframkarbiden (bzw. Wolframkarbid-Teilchen) hergestellt sind, deren Teilchengröße etwa 0,1 bis 2 mm, vorzugsweise etwa 0,2 bis 1,2 mm und deren Volumenanteil etwa 50 bis 80 % des Gesamtvolumens der aufgeschweißten Hartmaterialstreifen beträgt.
Die Erfindung betrifft auch die Herstellung einer Walze, insbesondere einer Mahlwalze für die Zerkleinerung spröder Mahlgüter (z.B. mineralischer Güter, Erze oder dgl.) in einer an sich bekannten Gutbettwalzenmühle, in der zwei solcher Walzen gegenläufig rotierend angetrieben und mit hohem Druck gegeneinandergedrückt werden, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 14. Erfindungsgemäß wird eine solche Walze durch folgende Verfahrensschritte zur Ausbildung der Verschleißschutzpanzerung hergestellt:

a) In das Material des Umfangsmantelbereiches bzw. des gesondert ausgebildeten Walzenmantels werden von dessen Außenseite her Negativprofilierungen etwa in Form von Profilnuten bzw. -rillen oder dgl. eingearbeitet, in denen Teilchen des zu bearbeitenden Gutes (insbesondere Mahlgutes) aufgenommen und festgepreßt werden;
b) die Hartmaterialstreifen werden nur auf die Profilnuten begrenzende Profilvorsprünge aufgeschweißt.

Eine Gutbettwalzenmühle für die Zerkleinerung spröder Mahlgüter, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 22, zeichnet sich dadurch aus, daß die Verschleißschutzpanzerung jeder der beiden dort eingebauten Mahlwalzen zumindest in der zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Weise ausgeführt ist.
Nachfolgend sei die Erfindung (sowohl hinsichtlich der konstruktiven Gestaltung als auch hinsichtlich des Herstellungsverfahrens der Walze als auch hinsichtlich der mit zwei solchen Walzen ausgestatteten Gutbettwalzenmühle) anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser weitgehend schematisch gehaltenen Zeichnung zeigen:

Fig.1: eine Querschnittsansicht zweier etwa in einer Gutbettwalzenmühle zusammengeordneter Walzen bzw. Mahlwalzen gemäß der Erfindung;
Fig.2: eine im vergrößerten Maßstab sowie teilweise im Längsschnitt dargestellte Perspektivansicht eines Walzenausschnittes im Umfangsmantelbereich;
Fig.3: eine Teil-Längsschnittansicht durch den Umfangsmantelbereich der Walze zur Erläuterung einer anderen Ausführungsform von Profilnuten;
Fig.4: eine vereinfachte Aufsicht auf eine weitere Ausführungsform der Walze;
Fig.5: eine teilweise (in Axialrichtung) geschnittene Teilansicht zweier in einer Gutbettwalzenmühle zusammenwirkenden Mahlwalzen.

Bei der nachfolgenden Erläuterung der Zeichnung sei angenommen, daß erfindungsgemäß ausgeführte Walzen in besonders bevorzugter Weise als Mahlwalzen für die Zerkleinerung spröder Mahlgüter in einer Gutbettwalzenmühle verwendet werden, obwohl diese Walzen auch in fast gleichartiger Weise in eine Walzenpresse oder dgl. eingebaut werden können, wo vielfach ähnliche Verhältnisse bzw. Beanspruchungen vorliegen können, wenn eine solche Walzenpresse etwa zum Pressen von irgendwelchen mineralischen Gütern, wie z.B. Kohle, Kunstdünger oder dgl., verwendet wird.
Anhand Fig.1 sei zunächst der allgemeine Aufbau einer an sich bekannten Gutbettwalzenmühle erläutert. In einer solchen Walzenmühle sind zwei gegenläufig - entsprechend den Pfeilen 1 - rotierend antreibbare, als Mahlwalzen 2 ausgeführte Walzen angeordnet, die mit hohem Druck (wie durch Pfeile 3 angedeutet) zumindest teilweise elastisch gegeneinander gedrückt werden. Beide Mahlwalzen 2 weisen den gleichen konstruktiven Aufbau gemäß der vorliegenden Erfindung auf. Zwischen den beiden Mahlwalzen 2 ist ein Mahlspalt 4 gebildet, der von dem zu zerkleinernden Mahlgut (gestrichelte Pfeile 5) während der an sich bekannten und daher nicht näher erläuterten Gutbettzerkleinerung passiert wird. Hierbei sei ferner auch angenommen, daß in Fig. 1 die linke Mahlwalze 2 als Festwalze gelagert ist, während die rechte Walze eine elastisch bzw. federnd gegen die Festwalze drückbare und dabei relativ verschiebbare Loswalze darstellt (wie an sich bekannt).
Nachfolgend sei der prinzipielle Aufbau einer solchen Mahlwalze hinsichtlich der hier besonders interessierenden Verschleißschutzpanzerung näher erläutert.
Bei der in Fig.2 nur z.T. veranschaulichten Mahlwalze 2 sei angenommen, daß diese einen Walzenkörper 6 enthält, dessen ringförmiger äußerer Umfangsbereich eine Art Walzenmantel bzw. einen Umfangsmantelbereich 7 aufweist, der insbesondere in dieser Fig.2 veranschaulicht ist. Der Walzenkörper 6 mitsamt seinem Umfangsmantelbereich 7 kann erfindungsgemäß aus einem druckfesten und gut schweißbaren Walzengrundwerkstoff hergestellt sein, für den jedes geeignete Material verwendet werden kann, wie z.B. bzw. vorzugsweise eine 18 Ni-Cr-Mo-14.6-Legierung bzw. eine gleichartige Eisengrundlegierung.
Auf der Außenseite bzw. Außenumfangsseite dieses Umfangsmantelbereiches 7 ist eine profilierte Verschleißschutzpanzerung 8 ausgebildet, die nach außen vorstehende Hartmaterialstreifen 9 sowie dazwischen vorhandene Vertiefungen 10 aufweist, in denen Mahlgutteilchen aufgenommen und gewissermaßen in einer Schicht festgepreßt sind, wie es bei 11 angedeutet ist. Diese festgepreßten Mahlgutschichten 11 (in den Vertiefungen 10) bilden somit - neben den Hartmaterialstreifen 9 - ebenfalls einen wesentlichen Teil der Verschleißschutzpanzerung 8.
Im ganzen ist diese Verschleißschutzpanzerung 8 nun dadurch hergestellt, daß in das Material bzw. in den Walzengrundwerkstoff des Umfangsmantelbereiches 7 von dessen Außenseite her Negativprofilierungen etwa in Form von Profilnuten oder -rillen 12 eingearbeitet sind, wodurch stegartige Profilvorsprünge 13 verbleiben, die zwischen je zwei benachbarten Profilnuten 12 ausgebildet sind bzw. diese Profilnuten begrenzen. Nur auf diese Profilvorsprünge 13 sind die Hartmaterialstreifen 9 jeweils schichtartig durch Auftragsschweißung entsprechenden Hartmateriales aufgeschweißt.
Da eine solche Mahlwalze 2 während des Betriebes in einer Gutbettwalzenmühle nicht nur relativ großen Verschleißbeanspruchungen sondern im allgemeinen auch besonders hohen Druckbeanspruchungen ausgesetzt ist, muß dafür gesorgt werden, daß trotz relativ schmaler Breiten b der Profilvorsprünge 13 und auch der darauf aufgeschweißten Hartmaterialstreifen 9 eine ausreichende Standfestigkeit dieser Profilierung der Verschleißschutzpanzerung 8 gewährleistet ist. Dementsprechend ist es zweckmäßig, wenn die nutenförmigen Vertiefungen 10 (die die Profilnuten 12 mit einschließen) einen lichten Querschnitt mit einem Tiefen : Breiten-Verhältnis (T:B) von etwa 0,4 bis 0,75 aufweisen, wobei die Tiefe (T) durch die Summe aus der radialen Steghöhe h₁ der ausgearbeiteten Profilvorsprünge 13 und der radialen Materialhöhe h₂ der Hartmaterialstreifen 9 gebildet ist. Die Materialhöhe h₂ der Hartmaterialstreifen 9 wird zweckmäßig in Abhängigkeit von der Beschaffenheit (insbesondere Härte und Abrasivität) des zu bearbeitenden bzw. zu zerkleinernden Mahlgutes gewählt und beträgt etwa 3 bis 15 mm, vorzugsweise etwa 4 bis 8 mm, wie es in Fig.2 durch verschiedene Dickendarstellungen bei den verschiedenen veranschaulichten Hartmaterialstreifen 9 angedeutet ist. Die Profilnuten 12 und somit die Vertiefungen 10 können wiederum in Anpassung bzw. Abhängigkeit von dem zu zerkleinernden Mahlgut eine maximale Querschnittsbreite B von etwa 30 bis 40 mm besitzen.
Wie es ferner in Fig. 2 angedeutet ist, kann es mitunter zweckmäßig sein, an zumindest einem axialen Ende 2a der Mahlwalze 2 einen in axialer Richtung etwas breiter gehaltenen Randstreifen 14 vorzusehen, der jedoch - genau wie im übrigen Längsabschnitt der Walze - grundsätzlich ebenfalls aus einem Profilvorsprung 13 mit aufgeschweißtem Hartmaterialstreifen 9 besteht. Dieser Randstreifen 14 kann je nach Verwendung und Breite der ganzen Walze eine axiale Breite von etwa 20 bis 50 mm besitzen.
Neben der zweckmäßig zu wählenden Querschnittsbreite B der Profilnuten ist ferner deren Querschnittsform insofern von einer gewissen Bedeutung, als dadurch ein besonders zuverlässiges Festhalten der in den Vertiefungen 10 bzw. Profilnuten 12 festgepreßten Mahlgutteilchen bzw. Mahlgutteilchenschicht 11 gewährleistet wird. In diesem Sinne sollten zumindest die Profilnuten 12 (gegebenenfalls auch die ganzen Vertiefungen 10) einen etwa rechteckigen bis trapezförmigen Querschnitt besitzen. In der Darstellung gemäß Fig. 2 ist ein rechteckiger Querschnitt veranschaulicht (mit der lichten Breite B und der Gesamttiefe T). Ein trapezförmiger Querschnitt der Profilnuten 12 ist in Fig.3 in einer Teil-Längsschnittansicht veranschaulicht, wobei dementsprechend der trapezförmige Querschnitt sich radial nach außen (zur Außenseite hin) verjüngt, d.h. die schmaleren Trapezseiten des Nutenquerschnittes liegen etwa auf der Außenseite des Mantelumfangs, so daß sich gewissermaßen eine hinterschnittene Nutenform für die Profilnuten 12 ergibt und dadurch ein besonders gutes Festpressen und dauerhaftes Festhalten der Mahlgutteilchenschicht 11 gewährleistet wird.
Der Verlauf der genannten Profilierungen der Verschleißschutzpanzerung 8 kann nun verschiedenen Einsatzzwecken der Walze 2 angepaßt werden. Bei der Darstellung in Fig.2 sei angenommen, daß die Profilnuten 12 und die stegförmigen Profilvorsprünge 13 so in den Umfangsmantelbereich 7 eingearbeitet sind, daß sie in Umfangsrichtung der Walze 2 verlaufen. In Fig.4 ist dagegen eine Möglichkeit veranschaulicht, nach der die Profilnuten 12 und die stegförmigen Profilvorsprünge 13 sich in Achsrichtung der Walze 2 erstrecken. Ohne daß es noch näher veranschaulicht werden müßte, läßt sich leicht vorstellen, daß im Bedarfsfalle die Profilnuten 12 und Profilvorsprünge 13 auch etwa schraubenlinienförmig bzw. diagonal verlaufend auf der Außenseite des Umfangsmantelbereiches 7 ausgebildet sein können.
Von besonderem Vorteil ist es bei dieser erfindungsgemäßen Walze 2 ferner, wenn die Hartmaterialstreifen 9 aus einer Metallmatrix mit darin eingelagerten Wolframkarbiden bzw. Wolframkarbid-Teilchen - durch Hartauftragsschweißung - hergestellt sind, bei denen die Teilchengröße etwa 0,1 bis 2 mm, vorzugsweise etwa 0,2 bis 1,2 mm und der Volumenanteil dieser Wolframkarbide etwa 50 bis 80 % des Gesamtvolumens der aufgeschweißten Hartmaterialstreifen 9 beträgt. Diese Wolframkarbide können dabei etwa in Form von Wolfram-Schmelzkarbiden oder Wolfram-Pellets vorgesehen sein. In zweckmäßiger Weise kann die Metallmatrix für die eingelagerten Wolframkarbide aus einer Ni, Cr, B, Si enthaltenden Legierung, einer Eisenbasis-Legierung mit den Elementen C, Mn, Si, Cr und Mo oder aus einem unlegierten Schweißzusatzwerkstoff bestehen.
Auch für den rein konstruktiven Aufbau der erfindungsgemäßen Walze 2 bestehen mehrere Möglichkeiten, die anhand der beiden im Querschnitt in Fig.1 veranschaulichten Mahlwalzen 2 erläutert seien.
So kann die in Fig.1 linke Mahlwalze 2 - wie bereits anhand Fig.2 angedeutet - einen Walzenkörper 6 aufweisen, der mit seinem nur angedeuteten - etwa zylinderringförmigen - Umfangsmantelbereich 7 in Form einer Vollwalze aus Schmiedestahl oder ggf. auch aus Guß hergestellt ist.
Bei der rechten Mahlwalze 2 in Fig.1 sei angenommen, daß der Walzenkörper 6 in an sich bekannter Weise aus einem Walzengrundköper 6a und einem gesondert auf diesem Walzengrundkörper 6a auswechselbar befestigten Walzenmantel besteht, der den oben beschriebenen Umfangsmantelbereich 7 bildet. Dieser auf seiner Außenseite mit der Verschleißschutzpanzerung 8 versehene Walzenmantel kann nun wiederum unterschiedlich gestaltet sein. Dieser Walzenmantel kann nun entsprechend der Darstellung in der linken Hälfte (der rechten Walze) in Fig.1 nach Art einer auswechselbaren Bandage 7a in an sich bekannter Weise auf dem Walzengrundkörper 6a befestigt sein und dabei auf der Außenseite mit der anhand Fig.2 erläuterten Verschleißschutzpanzerung 8 versehen sein. Gemäß der Darstellung in der rechten Hälfte (der rechten Walze) in Fig.1 ist der bandagenförmige Walzenmantel gewissermaßen in mehrere Mantelsegmente 7b unterteilt, die auf dem Walzengrundkörper 6a auswechselbar befestigt sind und auf deren Außenseite dann wiederum die anhand Fig. 2 näher erläuterten Profilnuten 12 und Profilvorsprünge 13 ausgebildet sind.
Wie eine erfindungsgemäße Walze bzw. Mahlwalze 2 zweckmäßig hergestellt werden kann, ergibt sich bereits weitgehend aus der vorhergehenden Beschreibung. Hiernach wird die bzw. jede Mahlwalze 2 bei Ausbildung ihrer Verschleißschutzpanzerung 8 in mehreren Verfahrensschritten hergestellt, indem in das Material des Umfangsmantelbereiches 7 von dessen Außenseite her die erwähnten Profilnuten 12 eingearbeitet werden, in denen Teilchen des zu bearbeitenden bzw. zu zerkleinernden Gutes aufgenommen und festgepreßt werden, und indem die Hartmaterialstreifen 9 nur auf die die Profilnuten 12 begrenzenden bzw. die zwischen diesen Profilnuten 12 verbleibenden Profilvorsprünge 13 aufgeschweißt werden. Dabei soll zweckmäßig ein Tiefe : Breite - Verhältnis (T : B) von etwa 0,4 bis 0,75 für den lichten Querschnitt der Vertiefungen 10 eingehalten werden, wie es anhand der Fig.2 weiter oben näher erläutert ist.
Die in ihrer Materialzusammensetzung und sonstigen Ausführung ebenfalls bereits weiter oben näher erläuterten Hartmaterialstreifen 9 können in der jeweils geeigneten Dicke bzw. Materialhöhe durch Auftragsschweißung auf die Profilvorsprünge 13 auf verschiedene Weise aufgebracht werden.
Eine Möglichkeit für die Art der Auftragsschweißung und somit für die Ausbildung der Verschleißschutzpanzerung 8 besteht darin, daß zunächst die Profilnuten 12 in den Umfangsmantelbereich 7 des Walzenkörpers 6 eingearbeitet und danach auf der Außenseite der neben den Profilnuten 12 stehengebliebenen bzw. zwischen je zwei einander benachbarten Profilnuten 12 verbliebenen, stegartigen Profilvorsprünge 13 die Hartmetall-Legierung unter Ausbildung der Hartmaterialstreifen 9 aufgeschweißt wird. Dabei können die Profilnuten 12 und die stegartigen Profilvorsprünge 13 beispielsweise entweder beim Gießen des Walzenkörpers 6 oder nach Herstellung des vollen Walzenkörpers 6 durch entsprechende Einfräsungen oder Eindrehungen in das Material des Umfangsmantelbereiches 7 hergestellt werden.
In jedem Falle kann es bei der soeben geschilderten Vorfertigung der Profilnuten 12 und Profilvorsprünge 13 zweckmäßig sein, das Auftragsschweißen der Hartmetall-Legierung (zur Ausbildung der Hartmaterialstreifen 9) unter Verwendung von formenden Kokillen durchzuführen, die den Profilvorsprüngen 13 während der Durchführung des Auftragsschweißens zugeordnet werden, so daß die Hartmaterialstreifen 9 mit besonders großer Formgenauigkeit bzw. Maßhaltigkeit auf den Außenseiten der Profilvorsprünge 13 aufgebracht werden können.
Eine andere Vorgehensweise bei der Ausbildung der Verschleißschutzpanzerung 8 auf der Außenseite des Umfangsmantelbereiches 7 ergibt sich dadurch, daß zunächst die Hartmetall-Legierung nach einem entsprechend den einzuarbeitenden Profilnuten 12 vorgegebenen Muster auf der Außenseite des Umfangsmantelbereiches 7 in Form von Streifen 9 aufgeschweißt und danach die Profilnuten 12 im Bereich zwischen den aufgeschweißten Streifen 9 ausgearbeitet, vorzugsweise ausgefräst oder ausgedreht werden. Hierdurch kann ebenfalls eine äußerst gute Maßhaltigkeit und genaue Formgebung sowohl der Hartmaterialstreifen 9 als auch der sie tragenden Profilvorsprünge 13 und somit auch der Profilnuten 12 gewährleistet werden.
Obwohl viele verschiedene Schweißverfahren angewendet werden können, um die Hartmaterialstreifen 9 auf ihren Profilvorsprüngen 13 anzubringen, werden das PTA-(Plasma Transferred Arc), das MAG-(Metall Aktiv Gas), das MIG-(Metall Inert Gas) und das autogene Schweißen sowie das Schweißen mit Fülldrähten als besonders geeignete Schweißverfahren bevorzugt.
Bei jeder der anhand der Zeichnung erläuterten Herstellungsmöglichkeiten der profilierten Verschleißschutzpanzerung 8 kann eine optimale Breite der Profilnuten 12 bei relativ schmalen Profilvorsprüngen 13 erzielt werden, wobei die Breite der Profilnuten 12 vielfach abhängig ist von der Korngröße des zu zerkleinernden Aufgabegutes. Dabei führt eine relativ kleine Breite der Profilvorsprünge 13 zu einem verhältnismäßig geringem Verbrauch an relativ teurem Hartmaterial für die Hartmaterialstreifen 9, ohne daß dadurch - bei Beachtung eines optimalen Verhältnisses von Tiefe : Breite (T : B) der Profilvertiefungen 10 wie oben erläutert - eine Bruchgefahr der Profilvorsprünge 13 (mit den darauf aufgebrachten Hartmaterialstreifen 9) während der hohen Betriebsbelastungen auftreten wird.
Betrachtet man nochmals die in Fig. 1 in einer schematischen Querschnittsansicht veranschaulichte Gutbettwalzenmühle, dann kann somit jede der beiden darin eingebauten Mahlwalzen 2 mit einer Verschleißschutzpanzerung nach wenigstens einer der zuvor beschriebenen Ausführungsarten ausgeführt sein. Grundsätzlich besteht hierbei auch die Möglichkeit, beide Walzen mit gleichartig angebrachten und gleichgroß bemessenen Profilnuten 12 und Profilvorsprüngen 13 mit darauf aufgeschweißten Hartmaterialstreifen 9 auszubilden, und zwar in der Weise, daß die Profilnuten 12 beider Mahlwalzen 2 und die Profilvorsprünge 13 mit ihren Hartmaterialstreifen 9 sich jeweils genau gegenüberliegen. Dies wäre beispielsweise der Fall, wenn beide Mahlwalzen 2 der Gutbettwalzenmühle genau gleichartig wie in Fig. 2 veranschaulicht ausgeführt sind.
Besonders bevorzugt wird jedoch eine Ausführung der Gutbettwalzenmühle, bei der die beiden Mahlwalzen 2 - abgesehen von den jeweiligen Abmessungen der Profilnuten und Profilvorsprünge - im Prinzip gleichartig aufgebaut und hergestellt sind, wie es insbesondere anhand der Fig. 2 und 3 erläutert worden ist, die dabei aber - wie anhand Fig. 5 veranschaulicht - die Profilnuten 12 und die stegartigen Profilvorsprünge 13 (mit ihren darauf aufgeschweißten Hartmaterialstreifen 9) am Umfangsmantelbereich der einen Mahlwalze gegenüber den Profilnuten und Profilvorsprüngen 13 / Hartmaterialstreifen 9 am Umfangsmantelbereich der anderen, gegenüberliegenden Mahlwalze 2' derart versetzt zueinander angebracht sind, daß sich - bis auf relativ schmale Endabschnitte - jeweils mit eingepreßten Gutteilchen (vgl. Gutschichten 11) gefüllte Profilnuten 12 und mit Hartmaterialstreifen 9 versehene Profilvorsprünge 13 vorzugsweise etwa symmetrisch zueinander gegenüberliegen. Dies bedeutet also, daß die Profilnuten 12 und Profilvorsprünge der beiden sich gegenüberliegenden Mahlwalzen 2, 2' gegeneinander versetzt sind. Dabei werden bei gleicher axialer Walzenbreite beider Walzen die axialen Randstreifen 14 bzw. 14' zweckmäßig eine entsprechend unterschiedliche axiale Breite zueinander besitzen und sich lediglich im äußersten Randbereich unmittelbar gegenüberliegen, wie es aus Fig. 5 ersichtlich ist.

Claims

Walze, insbesondere Mahlwalze für die Zerkleinerung spröder Mahlgüter in einer Gutbettwalzenmühle, in der zwei gegenläufig rotierend antreibbare Mahlwalzen (2) mit hohem Druck gegeneinander gedrückt werden, enthaltend einen Walzenkörper (6) mit einem Umfangsmantelbereich (7), dessen Außenseite eine profilierte Verschleißschutzpanzerung (8) mit nach außen vorstehenden Hartmaterialstreifen (9) und dazwischen vorhandenen, eingepreßte Gutteilchen enthaltenden Vertiefungen (10) aufweist,
gekennzeichnet durch folgende Ausbildung der Verschleißschutzpanzerung (8):
a) im Material des Umfangsmantelbereiches (7) sind von der Außenseite her Negativprofilierungen etwa in Form von Profilnuten (12) ausgebildet, in denen die Gutteilchen festgepreßt sind;

b) die Hartmaterialstreifen (9) sind nur auf die die Profilnuten (12) begrenzenden, stegartigen Profilvorsprüngen (13) aufgeschweißt.
Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilvertiefungen (10) einen Querschnitt mit einem Tiefen : Breiten - Verhältnis (T : B) von etwa 0,4 bis 0,75 aufweisen, wobei die Tiefe (T) durch die Summe aus der radialen Steghöhe (h₁) der ausgearbeiteten Profilvorsprünge (13) und der Materialhöhe (h₂) der Hartmaterialstreifen (9) gebildet ist.
Walze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialhöhe (h₂) der Hartmaterialstreifen (9) in Abhängigkeit von dem zu bearbeitenden Gut etwa 3 bis 15 mm, vorzugsweise etwa 4 bis 8 mm, beträgt.
Walze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilnuten (12) eine maximale Querschnittsbreite (B) von etwa 30 bis 40 mm besitzen.
Walze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilnuten (12) einen etwa rechteckigen bis etwa trapezförmigen Querschnitt besitzen, wobei der trapezförmige Querschnitt sich radial nach außen verjüngt.
Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Profilnuten (12) und die stegartigen Profilvorsprünge (13) in Achsrichtung der Walze (2) erstrecken.
Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilnuten (12) und die Profilvorsprünge (13) etwa schraubenlinienförmig oder in Umfangsrichtung der Walze (2) verlaufen.
Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartmaterialstreifen (9) aus einer Metallmatrix mit darin eingelagerten Wolframkarbiden hergestellt sind, deren Teilchengröße etwa 0,1 bis 2 mm, vorzugsweise etwa 0,2 bis 1,2 mm und deren Volumenanteil etwa 50 bis 80 % des Gesamtvolumens der aufgeschweißten Materialstreifen beträgt.
Walze nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallmatrix für die eingelagerten Wolframkarbide aus einer Ni, Cr, B, Si enthaltenden Legierung, einer Eisenbasis-Legierung mit den Elementen C, Mn, Si, Cr und Mo oder aus einem unlegierten Schweißzusatzwerkstoff besteht.
Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenkörper (6) mitsamt dem Umfangsmantelbereich (7) aus einem druckfesten und gut schweißbaren Walzengrundwerkstoff hergestellt ist, vorzugsweise aus einer 18 Ni-Cr-Mo-14.6-Legierung.
Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenkörper (6) mitsamt seinem Umfangsmantelbereich (7) in Form einer Vollwalze aus Schmiedestahl oder Guß hergestellt ist.
Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenkörper (6) aus einem Walzengrundkörper (6a) und einer den Umfangsmantelbereich bildenden, auswechselbar auf diesem Walzengrundkörper befestigten Bandage (7a) aufgebaut ist, deren Außenseite mit den Profilnuten (12) und Profilvorsprüngen (13) mit den Hartmaterialstreifen (9) versehen ist.
Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenkörper (6) aus einem Walzengrundkörper (6a) und einer Anzahl von einen geschlossenen Umfangsmantelbereich bildenden, auf dem Walzengrundkörper auswechselbar befestigten Mantelsegmenten (7b) aufgebaut ist, auf deren Außenseite die Profilnuten (12) und Profilvorsprünge (13) mit den Hartmaterialstreifen (9) ausgebildet sind.
Verfahren zur Herstellung einer Walze, insbesondere einer Mahlwalze für die Zerkleinerung spröder Mahlgüter in einer Gutbettwalzenmühle, in der zwei gegenläufig rotierend antreibbare Mahlwalzen mit hohem Druck gegeneinander gedrückt werden, wobei auf der Außenseite des Umfangsmantelbereiches eines Walzenkörpers eine profilierte Verschleißschutzpanzerung mit nach außen vorstehenden Hartmaterialstreifen und dazwischen vorhandenen, eingepreßte Gutteilchen enthaltenden Vertiefungen ausgebildet sind,
gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte zur Ausbildung der Verschleißschutzpanzerung (8):
a) in das Material des Umfangsmantelbereichs (7) werden von dessen Außenseite her Negativprofilierungen etwa in Form von Profilnuten (12) eingearbeitet, in denen Teilchen des zu bearbeitenden Gutes aufgenommen und festgepreßt werden;

b) die Hartmaterialstreifen (9) werden nur auf die Profilnuten (12) begrenzende Profilvorsprünge (13) aufgeschweißt.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilnuten (12) mit einem Querschnitt hergestellt werden, dessen Tiefe : Breite - Verhältnis etwa 0,4 bis 0,75 beträgt, wobei die Gesamtprofiltiefe (T) durch die Summe aus der Steghöhe (h₁) der Profilvorsprünge (13) und der Materialhöhe (h₂) der Hartmaterialstreifen (9) gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartmaterialstreifen (9) aus einer hochverschleißfesten Hartmetall-Legierung hergestellt und mit einer von der Beschaffenheit des zu verarbeitenden Gutes abhängigen Materialhöhe (h₂) von etwa 3 bis 15 mm, vorzugsweise etwa 4 bis 8 mm, auf die Profilvorsprünge (13) durch Auftragsschweißung aufgebracht werden.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß für die Hartmaterialstreifen (9) eine Hartmetall-Legierung verwendet wird, die eine Metallmatrix mit darin eingelagerten Wolframkarbiden in einer Teilchengröße von etwa 0,1 bis 2 mm, vorzugsweise von etwa 0,2 bis 1,2 mm, sowie mit einem Volumenanteil von etwa 50 bis 80 % des Gesamtvolumens der Hartmaterialstreifen enthält.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die Profilnuten (12) in den Umfangsmantelbereich (7) des Walzenkörpers (6) eingearbeitet und danach auf der Außenseite der zwischen je zwei benachbarten Profilnuten verbliebenen, stegartigen Profilvorsprünge (13) die Hartmetall-Legierung aufgeschweißt wird.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilnuten (12) und die stegartigen Profilvorsprünge (13) beim Gießen des Walzenkörpers (6) oder durch Einfräsungen in das Material des Umfangsmantelbereiches (7) hergestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Auftragsschweißen der Hartmetall-Legierung unter Verwendung von formenden Kokillen durchgeführt wird, die den Profilvorsprüngen (13) während des Auftragsschweißens zugeordnet werden.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die Hartmetall-Legierung nach einem entsprechend den einzuarbeitenden Profilnuten (12) vorgegebenen Muster auf der Außenseite des Umfangsmantelbereiches (7) in Form von Hartmaterialstreifen (9) aufgeschweißt und danach die Profilnuten (12) im Bereich zwischen den aufgeschweißten Streifen ausgearbeitet, vorzugsweise ausgefräst oder ausgedreht werden.
Gutbettwalzenmühle für die Zerkleinerung spröder Mahlgüter, mit zwei gegenläufig rotierend antreibbaren Mahlwalzen (2, 2'), die mit hohem Druck gegeneinandergedrückt sind und je einen Walzenkörper mit einem Umfangsmantelbereich enthalten, dessen Außenseite eine profilierte Verschleißschutzpanzerung (8) mit nach außen vorstehenden Hartmaterialstreifen (9) und dazwischen vorhandenen, eingepreßte Gutteilchen enthaltenden Vertiefungen (12) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschleißschutzpanzerung (8) jeder Mahlwalze (2, 2') nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 21 ausgeführt ist.
Gutbettwalzenmühle nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilnuten (12) und die stegartigen Profilvorsprünge (13) am Umfangsmantelbereich der einen Mahlwalze (2) gegenüber denen am Umfangsmantelbereich der anderen Mahlwalze (2') derart versetzt zueinander angebracht sind, daß sich - bis auf kurze Endabschnitte - jeweils mit eingepreßten Gutteilchen (11) gefüllte Profilnuten (12) und mit Hartmaterialstreifen (9) versehene Profilvorsprünge - vorzugsweise symmetrisch zueinander - gegenüberliegen.
Gutbettwalzenmühle nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Mahlwalzen (2) mit gleichartig angebrachten Profilnuten (12) und Profilvorsprüngen (13) mit darauf aufgeschweißten Hartmaterialstreifen (9) ausgeführt sind, so daß Profilnuten (12) und Profilvorsprünge (13) mit ihren Hartmaterialstreifen (9) beider Walzen sich jeweils genau gegenüberliegen.