EP0728523A1 - Roller, method for manufacturing a roller, and material bed roller mill - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a roller according to the preamble of claim 1 and a method for producing a roller according to the preamble of claim 14; it also relates to a material bed roller mill for comminuting brittle regrind, according to the preamble of claim 22.
- a roller of the type required in the preamble of claim 1 is described, for example, in connection with a material bed roller mill in DE-A-42 10 395.
- a chilled cast iron roll jacket is exchangeably attached to a roll base body, profiling weld beads can also be applied to the outside or outer circumferential side of this roll jacket in accordance with certain patterns in such a way that a profiled wear protection armor with outwardly protruding, by build-up welding applied hard material strips and recesses between them, in which regrind particles are firmly or pressed in and thus form an autogenous wear protection for the surface of the jacket.
- the invention is based on the object of a roller according to the preamble of claim 1, a method for producing a roller according to the preamble of claim 14 and a material bed roller mill according to the preamble of claim 22 to develop further that a particularly durable wear protection of the roller surface and a reliable good pull-in capacity and interaction of such rollers can be guaranteed even with a relatively low consumption of hard material.
- this wear protection armor is formed by the fact that in the material of the peripheral jacket area (or the specially designed roll jacket) negative profiles are formed from the outside, for example in the form of profile grooves or grooves, in which the good particles - in particular during the comminution process in a good bed roller mill - pressed tight are, and that the hard material strips are only welded onto the web-like profile projections that delimit the profile grooves.
- the depressions of the profiled wear protection armor are thus determined not only by the material height or material thickness of the hard material strips applied to the outside of the roller shell by hard surfacing, but on the one hand by the - radial - depth of the from the outside of the peripheral shell area into the Rolled-in profile grooves and on the other hand the material height or thickness of the hard material strips. Since these hard material strips are only welded onto the web-like profile projections which delimit the profile grooves or which exist or remain between the profile grooves, the roller design according to the invention can be optimized compared to the known rollers, in particular grinding rollers, in that relatively little of the relatively expensive, highly wear-resistant hard material must be used.
- the good particles pressed into the profile grooves (which largely or almost completely fill these profile grooves) in the areas between the hard material strips provide sufficient, autogenous wear protection, so that the outside of the peripheral jacket area or the roll jacket overall is particularly good , permanent wear protection for the roller surface and, at the same time, can also guarantee a very reliable good pull-in capacity of the rollers formed in this way.
- the profile grooves have a cross section with a depth: width ratio of approximately 0.4 to 0.75 have, the profile depth - as already indicated - is formed by the sum of the radial web height of the elaborated profile projections and the radial material height of the hard material strips. In this way, a particularly high stability of the profiling is created. It is also particularly advantageous if the material height of the hard material strips is approximately 3 to 15 mm, preferably approximately 4 to 8 mm, depending on the material to be processed or processed.
- the profile grooves expediently have a maximum cross-sectional width of approximately 30 to 40 mm.
- the hard material strips are produced from a metal matrix with tungsten carbides (or tungsten carbide particles) embedded therein, the particle size of which is approximately 0.1 to 2 mm, preferably approximately 0.2 to 1.2 mm and their volume fraction is about 50 to 80% of the total volume of the welded hard material strips.
- a material bed roller mill for the comminution of brittle regrinds, according to the preamble of claim 22, is characterized in that the wear protection armor of each of the two grinding rollers installed there is designed at least in the manner according to the invention described above.
- rollers designed according to the invention are used in a particularly preferred manner as grinding rollers for the comminution of brittle regrind in a material bed roller mill, although these rollers can also be installed in a roller press or the like in an almost similar manner, where in many cases Similar conditions or stresses may be present if such a roller press is used, for example, to press any mineral goods, such as Coal, synthetic fertilizer or the like. Is used.
- FIG. 1 The general structure of a material bed roller mill known per se will first be explained with reference to FIG.
- two counter-rotating rollers designed as grinding rollers 2 are arranged in opposite directions, corresponding to the arrows 1, which are at least partially elastically pressed against one another with high pressure (as indicated by arrows 3).
- Both grinding rollers 2 have the same design Construction according to the present invention.
- a grinding gap 4 is formed, which is passed through by the material to be ground (dashed arrows 5) during the known and therefore not explained in detail material bed grinding.
- the left grinding roller 2 is mounted as a fixed roller in FIG. 1, while the right roller is a loose roller which can be pressed elastically or resiliently against the fixed roller and is relatively displaceable (as is known per se).
- the illustrated grinding roller 2 is assumed to contain a roller body 6, the annular outer peripheral region of which has a type of roller shell or a peripheral shell region 7, which is illustrated in particular in this FIG.
- the roller body 6 together with its peripheral jacket region 7 can be made from a pressure-resistant and easily weldable roller base material, for which any suitable material can be used, such as e.g. or preferably an 18 Ni-Cr-Mo-14.6 alloy or a similar iron base alloy.
- a profiled wear protection armor 8 is formed on the outer or outer circumferential side of this circumferential casing area 7, which has outwardly protruding hard material strips 9 and recesses 10 therebetween, in which regrind particles are accommodated and, as it were, pressed in one layer, as indicated at 11. This pressed down Layers of regrind 11 (in the depressions 10) thus - in addition to the hard material strips 9 - also form an essential part of the wear protection armor 8.
- this wear protection armor 8 is now produced by incorporating negative profiles, for example in the form of profile grooves or grooves 12, into the material or in the roller base material of the peripheral jacket region 7, whereby web-like profile projections 13 remain between two adjacent ones Profile grooves 12 are formed or limit these profile grooves. Only on these profile projections 13 are the hard material strips 9 welded in a layer-like manner by hard welding of the corresponding hard material.
- the groove-shaped depressions 10 (which include the profile grooves 12) have a clear cross section with a depth: width ratio (T: B) of approximately 0.4 to 0.75, the depth (T) is formed by the sum of the radial web height h 1 of the elaborated profile projections 13 and the radial material height h 2 of the hard material strips 9.
- the material height h 2 of the hard material strips 9 is expediently chosen depending on the nature (in particular hardness and abrasiveness) of the ground material to be processed or comminuted and is approximately 3 to 15 mm, preferably approximately 4 to 8 mm, as is illustrated in FIG. 2 by different thickness representations for the different ones Hard material strip 9 is indicated.
- the profile grooves 12 and thus the depressions 10 can in turn have a maximum cross-sectional width B of approximately 30 to 40 mm, depending on the material to be ground.
- At least one axial end 2a of the grinding roller 2 with a marginal strip 14 which is kept somewhat wider in the axial direction, but which - just like in the rest of the longitudinal section of the roller - basically also consists of there is a profile projection 13 with welded hard material strips 9.
- this edge strip 14 can have an axial width of approximately 20 to 50 mm.
- the profile grooves 12 In addition to the appropriately selected cross-sectional width B of the profile grooves, their cross-sectional shape is also of a certain importance insofar as this ensures particularly reliable retention of the regrind particles or regrind particle layer 11 which are pressed into the depressions 10 or profile grooves 12.
- at least the profile grooves 12 should have an approximately rectangular to trapezoidal cross section. 2
- a rectangular cross section is illustrated (with the clear one Width B and the total depth T).
- a trapezoidal cross section of the profile grooves 12 is illustrated in FIG.
- the trapezoidal cross section correspondingly tapering radially outward (towards the outside), that is to say the narrower trapezoidal sides of the groove cross section lie approximately on the outside of the circumference of the casing, so that there is, so to speak, an undercut groove shape for the profile grooves 12, thereby ensuring particularly good pressing and permanent holding of the ground material layer 11.
- the profile of the wear protection armor 8 can now be adapted to various purposes of the roller 2.
- the profile grooves 12 and the web-shaped profile projections 13 are incorporated into the peripheral jacket region 7 such that they run in the peripheral direction of the roller 2.
- FIG. 4 on the other hand, a possibility is illustrated according to which the profile grooves 12 and the web-shaped profile projections 13 extend in the axial direction of the roller 2. Without it having to be illustrated in more detail, it can easily be imagined that, if necessary, the profile grooves 12 and profile projections 13 can also be approximately helical or diagonal on the outside of the peripheral jacket region 7.
- the hard material strips 9 are produced from a metal matrix with tungsten carbides or tungsten carbide particles embedded therein - by hard overlay welding - in which the particle size is approximately 0.1 to 2 mm, preferably approximately 0 , 2nd up to 1.2 mm and the volume fraction of these tungsten carbides is approximately 50 to 80% of the total volume of the welded hard material strips 9.
- These tungsten carbides can be provided in the form of tungsten carbides or tungsten pellets.
- the metal matrix for the embedded tungsten carbides can expediently consist of an alloy containing Ni, Cr, B, Si, an iron-based alloy with the elements C, Mn, Si, Cr and Mo or of an unalloyed welding filler material.
- the left-hand grinding roller 2 in FIG. 1 - as already indicated with reference to FIG. 2 - has a roller body 6, which is made with its only indicated - approximately cylindrical - circumferential surface area 7 in the form of a solid roller made of forged steel or optionally also of cast iron.
- roller body 6 consists, in a manner known per se, of a roller base body 6a and a roller jacket which is separately and interchangeably attached to this roller base body 6a and which forms the peripheral jacket region 7 described above.
- This roller jacket provided on its outside with the wear protection armor 8 can in turn be designed differently.
- This roller jacket can now, as shown in the left half (the right roller) in FIG. 1, in the manner of an interchangeable bandage 7a be fastened in a known manner on the roller base body 6a and thereby be provided on the outside with the wear protection armor 8 explained with reference to FIG. According to the representation in the right half (the right roller) in FIG.
- the bandage-shaped roller shell is, as it were, divided into a plurality of shell segments 7b, which are interchangeably fastened on the roller base body 6a, and on the outside of which the profile grooves 12 explained in more detail with reference to FIG. 2 and profile projections 13 are formed.
- the or each grinding roller 2 is produced in several process steps when its wear-resistant armor 8 is formed, by incorporating the above-mentioned profile grooves 12 into the material of the peripheral jacket region 7, in which particles of the material to be processed or comminuted are taken up and pressed and by welding the hard material strips 9 only onto the profile projections 13 which delimit the profile grooves 12 or the profile projections 13 remaining between these profile grooves 12.
- a depth: width ratio (T: B) of about 0.4 to 0.75 for the clear cross section of the depressions 10 should expediently be maintained, as is explained in more detail above with reference to FIG.
- the profile grooves 12 are first worked into the circumferential surface area 7 of the roller body 6 and then on the outside of the profile grooves 12 which have remained or between two adjacent profile grooves 12 remaining, web-like profile projections 13 the hard metal alloy is welded to form the hard material strips 9.
- the profile grooves 12 and the web-like profile projections 13 can be produced, for example, either when the roller body 6 is cast or after the full roller body 6 has been produced by appropriate milling or turning into the material of the peripheral jacket region 7.
- the PTA Pulsma Transferred Arc
- the MAG Metal Active Gas
- MIG Metal Inert Gas
- the autogenous welding as well welding with cored wire is preferred as a particularly suitable welding method.
- an optimal width of the profile grooves 12 can be achieved with relatively narrow profile projections 13, the width of the profile grooves 12 often being dependent on the grain size of the feed material to be comminuted.
- a relatively small width of the profile projections 13 leads to a relatively low consumption of relatively expensive hard material for the hard material strips 9, without this - if an optimal ratio of depth: width (T: B) of the profile recesses 10 as explained above - a risk of breakage the profile projections 13 (with the hard material strips applied thereon 9) will occur during high operational loads.
- each of the two grinding rollers 2 installed therein can be designed with wear protection armor according to at least one of the previously described embodiments.
- an embodiment of the material bed roller mill is particularly preferred in which the two grinding rollers 2 - apart from the respective dimensions of the profile grooves and profile projections - are constructed and manufactured in principle in the same way, as has been explained in particular with reference to FIGS but - as illustrated with reference to FIG. 5 - the profile grooves 12 and the web-like profile projections 13 (with their hard material strips 9 welded thereon) on the circumferential casing area of one grinding roller offset in relation to the profile grooves and profile projections 13 / hard material strips 9 on the circumferential casing area of the other, opposing grinding roller 2 'in such a way are attached to each other that - except for relatively narrow end sections - Profile grooves 12 filled with pressed-in good particles (cf.
- profile projections 13 provided with hard material strips 9 are preferably approximately symmetrically opposite one another. This means that the profile grooves 12 and profile projections of the two opposing grinding rollers 2, 2 'are offset from one another.
- the axial edge strips 14 and 14 ' will expediently have a correspondingly different axial width from one another and only lie directly opposite one another in the outermost edge region, as can be seen from FIG. 5.
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Abstract
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.The invention relates to a roller according to the preamble of claim 1 and a method for producing a roller according to the preamble of
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.A roller of the type required in the preamble of claim 1 is described, for example, in connection with a material bed roller mill in DE-A-42 10 395. In this known embodiment, a chilled cast iron roll jacket is exchangeably attached to a roll base body, profiling weld beads can also be applied to the outside or outer circumferential side of this roll jacket in accordance with certain patterns in such a way that a profiled wear protection armor with outwardly protruding, by build-up welding applied hard material strips and recesses between them, in which regrind particles are firmly or pressed in and thus form an autogenous wear protection for the surface of the jacket. These measures at the same time create a good pull-in capacity of the material to be shredded in the grinding gap between the two rollers.
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.The invention is based on the object of a roller according to the preamble of claim 1, a method for producing a roller according to the preamble of
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.This object is achieved according to the invention by the characterizing part of claim 1 (relating to the roller) or by the characterizing features of claim 14 (for a method for producing such a roller) and also by the characterizing part of claim 22 (relating to the material bed roller mill).
Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of this invention are the subject of the dependent claims.
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.While in the case of the above-described and comparable other known roller designs, profiles have been formed on the roller shell in that hard material strips are welded onto its smooth outside (circumferential outside) according to a certain pattern, so that there are depressions to be filled in between these strips with regrind particles, the wear protection armor becomes According to the invention on the outside of the roll shell or a peripheral shell area formed significantly different. According to the invention, this wear protection armor is formed by the fact that in the material of the peripheral jacket area (or the specially designed roll jacket) negative profiles are formed from the outside, for example in the form of profile grooves or grooves, in which the good particles - in particular during the comminution process in a good bed roller mill - pressed tight are, and that the hard material strips are only welded onto the web-like profile projections that delimit the profile grooves. With this roller designed according to the invention, the depressions of the profiled wear protection armor are thus determined not only by the material height or material thickness of the hard material strips applied to the outside of the roller shell by hard surfacing, but on the one hand by the - radial - depth of the from the outside of the peripheral shell area into the Rolled-in profile grooves and on the other hand the material height or thickness of the hard material strips. Since these hard material strips are only welded onto the web-like profile projections which delimit the profile grooves or which exist or remain between the profile grooves, the roller design according to the invention can be optimized compared to the known rollers, in particular grinding rollers, in that relatively little of the relatively expensive, highly wear-resistant hard material must be used. In particular, the good particles pressed into the profile grooves (which largely or almost completely fill these profile grooves) in the areas between the hard material strips provide sufficient, autogenous wear protection, so that the outside of the peripheral jacket area or the roll jacket overall is particularly good , permanent wear protection for the roller surface and, at the same time, can also guarantee a very reliable good pull-in capacity of the rollers formed in this way.
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.In this roller according to the invention, it is also advantageous if the profile grooves have a cross section with a depth: width ratio of approximately 0.4 to 0.75 have, the profile depth - as already indicated - is formed by the sum of the radial web height of the elaborated profile projections and the radial material height of the hard material strips. In this way, a particularly high stability of the profiling is created. It is also particularly advantageous if the material height of the hard material strips is approximately 3 to 15 mm, preferably approximately 4 to 8 mm, depending on the material to be processed or processed. The profile grooves expediently have a maximum cross-sectional width of approximately 30 to 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.A further advantageous embodiment of the invention is seen in the fact that the hard material strips are produced from a metal matrix with tungsten carbides (or tungsten carbide particles) embedded therein, the particle size of which is approximately 0.1 to 2 mm, preferably approximately 0.2 to 1.2 mm and their volume fraction is about 50 to 80% of the total volume of the welded hard material strips.
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.
- a) In the material of the peripheral jacket area or the specially designed roll jacket, negative profiles are incorporated from the outside thereof, for example in the form of profile grooves or grooves or the like, in which particles of the material to be processed (in particular ground material) are received and pressed;
- b) the hard material strips are only welded onto the profile projections delimiting the profile grooves.
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.A material bed roller mill for the comminution of brittle regrinds, according to the preamble of claim 22, is characterized in that the wear protection armor of each of the two grinding rollers installed there is designed at least in the manner according to the invention described above.
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.
- Fig. 1
- a cross-sectional view of two roughly arranged in a Gutbettwalzenmühle rollers or grinding rollers according to the invention;
- Fig. 2
- a perspective view of an enlarged roller section in the circumferential casing area, shown on an enlarged scale and partly in longitudinal section;
- Fig. 3
- a partial longitudinal sectional view through the circumferential surface area of the roller to explain another embodiment of profile grooves;
- Fig. 4
- a simplified supervision of a further embodiment of the roller;
- Fig. 5
- a partial (in the axial direction) cut partial view of two grinding rollers interacting in a material bed roller mill.
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.In the following explanation of the drawing, it is assumed that rollers designed according to the invention are used in a particularly preferred manner as grinding rollers for the comminution of brittle regrind in a material bed roller mill, although these rollers can also be installed in a roller press or the like in an almost similar manner, where in many cases Similar conditions or stresses may be present if such a roller press is used, for example, to press any mineral goods, such as Coal, synthetic fertilizer or the like. Is used.
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).The general structure of a material bed roller mill known per se will first be explained with reference to FIG. In such a roller mill, two counter-rotating rollers, designed as
Nachfolgend sei der prinzipielle Aufbau einer solchen Mahlwalze hinsichtlich der hier besonders interessierenden Verschleißschutzpanzerung näher erläutert.The basic structure of such a grinding roller with regard to the wear protection armor, which is of particular interest here, is explained in more detail below.
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.In the case of Fig. 2 only partially The illustrated
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.A profiled
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.On the whole, this
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.Since such a
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.As is also indicated in FIG. 2, it can sometimes be expedient to provide at least one
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.In addition to the appropriately selected cross-sectional width B of the profile grooves, their cross-sectional shape is also of a certain importance insofar as this ensures particularly reliable retention of the regrind particles or
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.The profile of the
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.It is also particularly advantageous in this
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.There are also several possibilities for the purely constructive structure of the
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.Thus, the left-
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.In the case of the right-
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.How a roller or grinding
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.The hard material strips 9, which have also been explained in more detail above in terms of their material composition and other design, can be of the appropriate thickness or material height by cladding the
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.One possibility for the type of build-up welding and thus for the formation of the
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.In any case, in the prefabrication of the
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.Another procedure for the formation of the
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.Although many different welding methods can be used to attach the hard material strips 9 to their
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.In each of the manufacturing possibilities of the profiled
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.If one again looks at the material bed roller mill illustrated in a schematic cross-sectional view in FIG. 1, then each of the two grinding
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.However, an embodiment of the material bed roller mill is particularly preferred in which the two grinding rollers 2 - apart from the respective dimensions of the profile grooves and profile projections - are constructed and manufactured in principle in the same way, as has been explained in particular with reference to FIGS but - as illustrated with reference to FIG. 5 - the
Claims (24)
gekennzeichnet durch folgende Ausbildung der Verschleißschutzpanzerung (8):
characterized by the following design of the wear protection armor (8):
gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte zur Ausbildung der Verschleißschutzpanzerung (8):
characterized by the following process steps for the formation of wear protection armor (8):
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