ES2637005T3 - Rodillo resistente al desgaste y método para producirlo - Google Patents

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ES2637005T3 ES10158122.1T ES10158122T ES2637005T3 ES 2637005 T3 ES2637005 T3 ES 2637005T3 ES 10158122 T ES10158122 T ES 10158122T ES 2637005 T3 ES2637005 T3 ES 2637005T3
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    • B02C4/00—Crushing or disintegrating by roller mills
    • B02C4/28—Details
    • B02C4/30—Shape or construction of rollers
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
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    • B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • B23K35/3053—Fe as the principal constituent

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Abstract

Rodillo para una prensa de rodillos, que comprende un rodillo prensor cilíndrico (1, 2) que tiene una superficie de presión cilíndrica exterior para utilizarla con un rodillo opuesto (1, 2), y múltiples espigas (6) resistentes al desgaste, sobresaliendo los extremos libres de las espigas (6) en dirección radial desde la superficie del rodillo y estando rellenos los espacios entre las espigas (6) con un material de matriz (11), y las espigas (6) fijadas al rodillo mediante soldadura, siendo el material de matriz (11) más blando que el material más duro del que están hechas las espigas (6), caracterizado porque el rellenado de los espacios entre las espigas (6) se realiza mediante soldadura de inundación.

Description

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Rodillo resistente al desgaste y metodo para producirlo Descripcion
La presente invencion se refiere a una construction mejorada de rodillo para una prensa de rodillos, que comprende un rodillo prensor con una superficie de presion cilmdrica exterior para utilizarla con un rodillo opuesto, y multiples elementos superficiales resistentes al desgaste (espigas), sobresaliendo los extremos libres de las espigas en direction radial desde la superficie del rodillo y estando rellenos los espacios entre las espigas con un material de matriz.
Ademas, la presente invencion se refiere a un metodo para producir el rodillo.
Antecedentes tecnicos
En la industria mineral y del cemento es necesario triturar partfculas duras en pequenas fracciones. Existe para ello una serie de metodos y un metodo destacado y creciente consiste en la trituration por rodillos de alta presion (HPRG). La disponibilidad de los equipos y el coste global de las instalaciones de trituracion que utilizan prensas de rodillos dependen en gran medida de la vida util de piezas de desgaste, en particular de la durabilidad de los rodillos de trituracion.
Se hace necesario el diseno de un revestimiento sobre los rodillos para protegerlos contra el desgaste. En el pasado este consistfa simplemente en un recubrimiento de soldadura con aleaciones de FeCr. Para aumentar la resistencia al desgaste, se llego a la conclusion de que debfa pasarse del recubrimiento de soldadura a materiales mas duros, y se desarrollaron varios sistemas.
Un sistema consiste en el proceso HEXADUR®, que proporciona un material altamente resistente a la abrasion para protection contra el desgaste de rodillos de trituracion. El nombre HEXADUR se ha derivado de la forma y la disposition de hexagonos de metal duro que estan fijados mediante prensado isostatico en
caliente (HIP) sobre un metal de base a traves de una matriz.
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Las desventajas son el coste, el tamano limitado de las piezas que se pueden producir y la falta de posibilidades de reparacion in situ.
Un segundo sistema es el "proceso Polycom", que se centra en la disposicion de espigas en orificios perforados en la superficie del rodillo. La esencia de la patente consiste en que la superficie de la espiga sobresale por encima de la superficie del rodillo. La piedra/cemento triturado rellena despues el espacio entre las espigas y actua como una autoproteccion para las mismas.
Se ha descubierto otro procedimiento que utiliza tejas de WCCo sinterizadas y las "suelda por inundacion" utilizando plasma de arco transferido (PTA) u otro proceso de soldadura con una matriz basada en mquel de una dureza ligeramente menor.
La matriz y la teja tienen la misma altura y no se utiliza HIP. No obstante, este procedimiento tiene varias desventajas: el coste de las tejas de WC es alto; la resistencia de las tejas de WC sinterizadas a los impactos es baja; las tejas de WC solo estan unidas por una pelfcula delgada de matriz basada en Ni y existe el riesgo de que se despeguen; ademas existe un lfmite para el espesor de las tejas y las capas de rodillo gruesas han de estar compuestas por varias capas, con todos los problemas de las zonas interfaciales que esto podna acarrear y los costes adicionales.
El documento EP 0 516 952 A1 describe un rodillo resistente al desgaste para una prensa de rodillos con una superficie de presion sobre la que estan dispuestos multiples elementos superficiales espaciados resistentes al desgaste. El espacio entre los elementos superficiales se rellena con un material de matriz, por ejemplo de ceramica o de un material plastico que contenga ceramica.
Ademas, el documento DE 44 31 563 A1 da a conocer un rodillo para una prensa de rodillos con multiples pernos soldados sobre su superficie. Los pernos estan
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unidos a la superficie del rodillo mediante soldadura por friccion o soldadura por arco. El espacio entre los pernos no esta relleno de ningun material de matriz.
El documento EP 0 659 108 B1 da a conocer una prensa de rodillos para procesar materiales abrasivos. La prensa de rodillos comprende dos rodillos prensores que tienen una capa de desgaste que incluye cuerpos duros de material altamente resistente al desgaste. El espacio entre los cuerpos duros esta relleno de un material con una resistencia al desgaste diferente.
Objeto de la invencion
Un objeto de la invencion consiste en proporcionar un rodillo prensor mejorado que pueda actuar en un entorno de una holgura de fuerza extremadamente alta con un desgaste notablemente reducido de la superficie de trituracion en comparacion con los rodillos que presentan construcciones del tipo conocido hasta la fecha.
Otro objeto de la invencion consiste en proporcionar un metodo rapido y de bajo coste para producir un rodillo para una prensa de rodillos con alta fiabilidad.
El rodillo para una prensa de rodillos, se logra mediante un rodillo que presente las caractensticas indicadas en la reivindicacion 1. Se caracteriza por la presencia de unas espigas que estan fijadas al rodillo por soldadura, siendo el material de matriz mas blando que el material mas duro del que estan hechas las espigas, por lo que el rellenado de los espacios entre las espigas se realiza mediante soldadura de inundacion.
La idea basica consiste en utilizar una espiga resistente al desgaste que este soldada a la base del rodillo. Sirve como sustitutivo de las partfculas duras (WC) o los elementos de insercion metalicos conocidos en el estado anterior de la tecnica (teja Hexadur o sistema Polycom).
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La matriz consiste normalmente en una aleacion basada en Ni o Fe. El rellenado de los espacios entre las espigas se realiza mediante soldadura de inundacion. La expresion "soldadura de inundacion” se ha acunado para describir un metodo unico de deposicion de cantidades inmensas de metal de aportacion. Se puede realizar mediante deposicion a partir de un alambre, electrodo, polvo depositado mediante los metodos usuales (soldadura, PTA, soldadura dura, pulverizacion), inundando de este modo el espacio alrededor de las espigas.
Las espigas son estabilizadas por el material de matriz y adicionalmente - con la operacion para triturar material - por el propio material triturado. La razon de ello consiste en que, como resultado del desgaste del material de matriz, que es mas blando, las espigas sobresaldran de la matriz formando cavidades entre espigas adyacentes, que se rellenaran con material triturado. Por lo tanto, poco despues de comenzar la operacion de trituracion de material, practicamente toda la superficie exterior del rodillo estara cubierta del material triturado, que tiene la misma dureza que el material que ha de ser triturado. El material triturado es el mas adecuado para estabilizar las espigas y proteger el material de matriz mas blando contra un desgaste adicional.
A continuacion se describen realizaciones preferentes del rodillo.
Preferiblemente, la soldadura de inundacion se realiza con PTA.
La soldadura de inundacion se realiza de tal modo que, antes de la actuacion del rodillo en un proceso de trituracion, los extremos libres de las espigas empotradas tienen practicamente el mismo nivel que el material de matriz.
Si al menos una parte de las espigas esta hecha de una aleacion a base de hierro se puede lograr un bajo coste y una buena soldabilidad.
Preferiblemente, las espigas se fijan sobre el rodillo mediante soldadura de perno. Este es un proceso rapido que no requiere la realizacion de orificios para insertar
ningun elemento de insercion. Se han obtenido buenos resultados utilizando
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espigas que comprenden un nucleo resistente al desgaste rodeado por una cubierta de espiga metalica. Las espigas pueden ser elementos como los dados a conocer por el documento DE 20 2004 007 809 U1, hechos de un acero de bajo coste con una cabeza que tiene una pastilla resistente al desgaste integrada en su diseno.
En lo que respecta al metodo de produccion de un rodillo para una prensa de rodillos, dicha produccion se logra mediante un metodo que comprende las caractensticas indicadas en la reivindicacion 7. Dicho metodo incluye los siguientes pasos: formacion de un rodillo prensor cilmdrico que tiene una superficie de presion cilmdrica exterior para utilizarla con un rodillo opuesto; fijacion de multiples elementos superficiales resistentes al desgaste (espigas), de una dureza mayor que la de la superficie del rodillo, sobre la superficie del rodillo a intervalos espaciados, de tal modo que los extremos libres de las espigas sobresalen de la superficie del rodillo en direccion radial; y rellenado de los espacios entre las espigas con un material de matriz, fijandose las espigas en el rodillo mediante soldadura, siendo el material de matriz mas blando que el material mas duro del que estan hechas las espigas, y realizandose el rellenado de los espacios entre las espigas mediante soldadura de inundacion.
La idea basica consiste en utilizar una espiga resistente al desgaste que esta soldada a la base del rodillo. La fijacion de las espigas por soldadura es un proceso de bajo coste rapido y fiable. Las espigas son estabilizadas por el material de matriz y adicionalmente - con la operacion para triturar material - por el propio material triturado. La razon de ello consiste en que, como resultado del desgaste del material de matriz, que es mas blando, las espigas sobresaldran de la matriz formando cavidades entre espigas adyacentes, y las cavidades se rellenaran con material triturado. Por lo tanto, poco despues de comenzar la operacion de trituracion de material, practicamente toda la superficie exterior del rodillo estara cubierta del material triturado, que tiene la misma dureza que el material que ha de ser triturado. El material triturado es el mas adecuado para estabilizar las espigas y proteger el material de matriz mas blando contra un
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desgaste adicional. El rellenado de los espacios entre las espigas se lleva a cabo mediante soldadura de inundacion.
A continuacion se describen realizaciones preferentes del metodo.
Preferiblemente, la soldadura de inundacion se realiza con PTA.
Al menos parte de las espigas esta hecha de una aleacion a base de hierro, y las espigas estan fijadas sobre el rodillo mediante soldadura de perno.
La anterior explicacion se refiere a una capa superficial resistente al desgaste de un elemento de molienda en forma de un rodillo. Aparte de esto, el mismo diseno de la capa superficial resistente al desgaste y el mismo metodo para producir la capa superficial pueden ser aplicados a un elemento de molienda en forma de una placa.
Breve descripcion de los dibujos
Los dibujos muestran esquematicamente
Figura 1 una vista en planta de rodillos de trituracion opuestos de
una maquina de dos rodillos que emplea espigas resistentes al desgaste soldadas de acuerdo con los principios de la invencion;
Figura 2 una realizacion preferente de una espiga soldada a los
rodillos mostrados en la Figura 1 en una seccion transversal;
Figura 3 a Figura 6 pasos de procedimiento para producir los rodillos de la
Figura 1 de acuerdo con el metodo de la invencion.
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La Figura 1 ilustra una prensa de dos rodillos para la trituracion de material granular mediante aplastamiento entre partfculas. La prensa esta formada por rodillos cilmdricos 1 y 2, que dejan una holgura de prensa 3 entre los mismos. Los rodillos estan soportados adecuadamente sobre cojinetes 4 de alta resistencia con medios para ajustar la anchura de holgura y la presion para obtener las fuerzas de holgura requeridas para el aplastamiento entre partfculas. El material granular es suministrado a la holgura desde arriba mediante un conducto adecuado de suministro del producto. Las placas finales 5 estan dispuestas en el extremo de la holgura 3 para ayudar a retener el material e impedir que este se salga axialmente por los extremos de la holgura 3. Debajo de la holgura esta dispuesto un medio de recepcion adecuado para recibir el material triturado. En una vista parcial se muestran multiples espigas resistentes al desgaste 6, que estan soldadas a la superficie cilmdrica de los rodillos 1,2.
La Figura 2 muestra una fotografia de una espiga 6 en una seccion longitudinal. La espiga consiste en un nucleo 7 resistente al desgaste hecho de una aleacion a base de Fe, rodeado por una cubierta de espiga metalica 9 hecha de un acero tenaz y una base 8 hecha de acero de bajo coste. Estas espigas se dan a conocer en el documento DE 20 2004 007 809 U1.
En las Figuras 3 a 6 se muestra un procedimiento preferente para producir los rodillos 1, 2. Las espigas 6 se sueldan sobre la superficie del rodillo 1 mediante soldadura de perno (Figura 3). Despues, el espacio entre las espigas 6 se rellena de un material de matriz (aleacion basada en Ni), que sea mas blando que la cubierta 9 de las espigas 6, mediante soldadura de inundacion con PTA. Como resultado de ello, las espigas 6 quedan completamente empotradas en el material de matriz, que tiene la misma altura que la parte superior de las espigas (Figura 4). Con la actuacion y el desgaste del material de matriz, las espigas 6 sobresaldran de la matriz 11 y se formaran las cavidades 12 entre las espigas (Figura 5). Las cavidades 12 se llenaran de material triturado 13. La superficie resultante es esencialmente plana y consiste en material de desgaste y triturado compactado, y en las espigas, con lo que el material de desgaste y triturado
compactado actua como un empotramiento optimo para las espigas.
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La invencion tiene las siguientes ventajas:
• Soldadura con una gran area superficial.
5 • Buena union de la parte de desgaste duro incluso con impacto.
• La fase dura consiste en una aleacion de bajo coste a base de Fe, rodeada por acero tenaz.
• Las espigas pueden ser sustituidas in situ.
• Las espigas pueden ser espigas altas, de modo que no se requieren multiples 10 capas.

Claims (6)

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    Reivindicaciones
    Rodillo para una prensa de rodillos, que comprende un rodillo prensor cilmdrico (1, 2) que tiene una superficie de presion cilmdrica exterior para utilizarla con un rodillo opuesto (1, 2), y multiples espigas (6) resistentes al desgaste, sobresaliendo los extremos libres de las espigas (6) en direccion radial desde la superficie del rodillo y estando rellenos los espacios entre las espigas (6) con un material de matriz (11), y las espigas (6) fijadas al rodillo mediante soldadura, siendo el material de matriz (11) mas blando que el material mas duro del que estan hechas las espigas (6), caracterizado porque el rellenado de los espacios entre las espigas (6) se realiza mediante soldadura de inundacion.
    Rodillo segun la reivindicacion 1, caracterizado porque la soldadura de inundacion se realiza bajo PTA.
    Rodillo segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los extremos libres de las espigas empotradas tienen practicamente el mismo nivel que el material de matriz (11).
    Rodillo segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos una parte de las espigas esta hecha de una aleacion a base de hierro.
    Rodillo segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las espigas (6) estan fijadas sobre el rodillo (1, 2) mediante soldadura de perno.
    Rodillo segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las espigas (6) comprenden un nucleo resistente al desgaste (7) rodeado por una cubierta de espiga metalica (9).
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  2. 7. Metodo para producir un rodillo para una prensa de rodillos que comprende los siguientes pasos: formacion de un rodillo prensor cilmdrico (1, 2) que tiene una superficie de presion cilmdrica exterior para utilizarla con un rodillo opuesto (1, 2); fijacion de multiples espigas (6) resistentes al desgaste, de una dureza mayor que la de la superficie del rodillo, sobre la superficie del rodillo, a intervalos espaciados, de tal modo que los extremos libres de las espigas (6) sobresalen de la superficie del rodillo (1, 2) en direccion radial; y rellenado de los espacios entre las espigas (6) con un material de matriz (11), fijandose las espigas (6) en el rodillo (1, 2) mediante soldadura, siendo el material de matriz (11) mas blando que el material mas duro del que estan hechas las espigas (6), y realizandose el rellenado de los espacios entre las espigas (6) mediante soldadura de inundacion.
  3. 8. Metodo segun la reivindicacion 7, caracterizado porque la soldadura de inundacion se realiza con PTA.

  4. 9. Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores 7 a 8,
    caracterizado porque al menos una parte de de las espigas esta hecha de una aleacion a base de hierro.

  5. 10. Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores 7 a 9,
    caracterizado porque las espigas (6) estan fijadas sobre el rodillo (1, 2) mediante soldadura de perno.

  6. 11. Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores 7 a 10,
    caracterizado porque los extremos libres de las espigas empotradas tienen practicamente el mismo nivel que el material de matriz (11), y bajo la accion del material triturador resultante del desgaste del material de matriz (11), las espigas (6) sobresaldran de la matriz formando una cavidad entre espigas (6) adyacentes, y que se llenara de material triturado.
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