WO2018234347A1 - Brechwerkzeug für einen walzenbrecher - Google Patents

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WO2018234347A1
WO2018234347A1 PCT/EP2018/066330 EP2018066330W WO2018234347A1 WO 2018234347 A1 WO2018234347 A1 WO 2018234347A1 EP 2018066330 W EP2018066330 W EP 2018066330W WO 2018234347 A1 WO2018234347 A1 WO 2018234347A1
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WO
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segment
wear
crushing
fastening
tool
Prior art date
Application number
PCT/EP2018/066330
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English (en)
French (fr)
Inventor
Baris Irmak
Jens KIRCHENBERGER
Cody FORD
Original Assignee
Thyssenkrupp Industrial Solutions Ag
Thyssenkrupp Industrial Solutions (Canada) Inc.
Thyssenkrupp Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thyssenkrupp Industrial Solutions Ag, Thyssenkrupp Industrial Solutions (Canada) Inc., Thyssenkrupp Ag filed Critical Thyssenkrupp Industrial Solutions Ag
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C4/00—Crushing or disintegrating by roller mills
    • B02C4/28—Details
    • B02C4/30—Shape or construction of rollers
    • B02C4/305—Wear resistant rollers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C4/00—Crushing or disintegrating by roller mills
    • B02C4/02—Crushing or disintegrating by roller mills with two or more rollers
    • B02C4/08—Crushing or disintegrating by roller mills with two or more rollers with co-operating corrugated or toothed crushing-rollers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C2210/00—Codes relating to different types of disintegrating devices
    • B02C2210/02—Features for generally used wear parts on beaters, knives, rollers, anvils, linings and the like

Definitions

  • the invention relates to a breaking tool for attachment to a crushing roller of a roll crusher and a crushing roller with such a crushing tool.
  • crushers For crushing materials such as limestone, oil shale marl, clay, oil sands or similar mineral materials usually crushers, in particular roll crushers are used.
  • Known roll crushers have two crushing rollers which rotate in opposite directions and form a crushing gap between the crushing rollers.
  • the crushing rollers have uniformly spaced crushing tools, such as blow bars, hammer or crushing teeth.
  • the crushers of a roll crusher are exposed to high wear and must therefore be replaced regularly.
  • DE4123967Alist such a breaking tool known.
  • solder or weld a hard metal layer, such as tungsten carbide to the crushers, which are formed, for example, from relatively soft steel.
  • such a wear protection layer has a maximum thickness of 6 mm, wherein the application of a thicker layer is not technically possible.
  • the relatively soft steel of the breaking tool is subject to wear, so that the breaking tool wears out very quickly and damage and failure of the roll crusher occur frequently.
  • a crushing tool for attachment to a crushing roll of a roll crusher comprises a fastening segment which is connectable to the crushing roll and a wear segment connected to the fastening segment.
  • the wear segment is off a chromium steel formed with a chromium content of about 10% - 70%. The percentages in terms of chromium content describe percent by weight, in particular the mass fraction.
  • a roll crusher preferably comprises two counter-rotating crushing rolls arranged side by side. Between the crushing rollers, a grinding gap is formed, is crushed in the material, such as limestone, marl, clay, oil shale or oil sands.
  • Each crushing roll has a plurality of crushing tools attached to the crushing roll.
  • the breaking tool is, for example, a blow bar, a breaking tooth, or a baffle element, such as a hammer of a hammer crusher.
  • the breaking tool is in particular attached to a crushing roll of a roll crusher, wherein the crushing roll has, for example, a plurality of recesses in its surface, in each of which a breaking tool is mounted.
  • the fastening segment is at least partially mounted in the crushing roller and firmly connected thereto.
  • the fastening segment of the breaking tool is connected to the crushing roller in a material-locking and / or form-fitting manner, in particular glued, soldered, welded or screwed.
  • the wear segment and the fastening segment of the breaking tool are preferably separate components, which are connected to one another to the breaking tool.
  • the wear segment is preferably formed entirely of chromium steel, wherein the fastening segment is formed of a comparatively lower alloyed steel having a substantially lower hardness than the wear segment.
  • the wear segment preferably protrudes entirely from the crushing roller and comes into contact with the material to be crushed during operation of the roller crusher, so that the surface of the wear segment is exposed to high wear.
  • the wear segment forms at least part of the surface of the breaking tool, wherein the wear segment in particular forms the entire surface area of the breaking tool projecting from the crushing roll.
  • the wear segment is substantially hemispherical and formed entirely of chrome steel.
  • the breaking tool is formed in two parts, for example, and consists exclusively of two segments, namely a wear segment and a fastening segment.
  • Each breaking tool preferably has exactly one wear segment formed from a chromium steel.
  • a design of the wear area of a chromium steel provides reliable wear protection together with a simple manufacturability of the wear area.
  • chromium steel is relatively insensitive to chemical stress, such as bases or acids, making it particularly suitable for use in oil sands processing, using chemical means to dissolve the oil from the sand.
  • the fastening segment is formed of a ductile steel compared to the wear segment.
  • the fastening segment serves only for fastening the wear segment to the surface of a crushing roller.
  • the attachment segment comes with the material to be shredded or only slightly in contact, so that the wear of the attachment segment is very low.
  • the chromium steel of the wear segment has, according to a further embodiment, a chromium content of about 15% -50%, in particular 20% -40%, preferably 25% -35%.
  • a chromium component has proven to be particularly advantageous because the material of the wear segment with such a chromium part has a particularly high wear resistance and at the same time is inexpensive to produce and easy to connect to the attachment area.
  • the wear segment is cast from chromium steel.
  • the entire wear protection segment consists entirely of the cast chromium steel.
  • a cast wear protection segment can be produced easily and in large quantities.
  • such a breaking tool has a wear segment consisting entirely of wear-resistant material, so that the wear resistance of the breaking tool is increased and the operating time of the breaking tool in the roll crusher is increased.
  • the wear segment according to another embodiment has a thickness of more than about 50 mm, in particular more than 150 mm, preferably more than 300 mm. With such a thickness of the wear segment, a particularly long service life of the wear segment is achieved.
  • the wear segment is integrally formed. An integral wear segment is particularly easy to manufacture and attachable to the attachment segment.
  • the wear segment is formed substantially hemispherical or frustoconical or has the shape of a parabolic body, in particular a parabolic cylinder.
  • the fastening segment is forged according to another embodiment or produced by machining.
  • a forged or machined machining is advantageous because it can be done inexpensively and easily.
  • the wear segment and the fastening segment are connected in a materially cohesive manner according to a further embodiment, in particular glued, welded or soldered.
  • the solder preferably comprises a copper solder, silver solder or brass solder, wherein the soldering preferably takes place in a sintering furnace.
  • the soldering in a sintering furnace offers the advantage that a plurality of crushing tools can be produced simultaneously.
  • a sintering furnace has a uniform heat distribution, so that temperature-induced damage to the crushing tools can be avoided.
  • the wear segment and the attachment segment are inductive heated and then manually soldered together.
  • the wear segment and the fastening segment are connected to each other in a form-fitting manner.
  • the wear segment and the fastening segment are positively and materially connected to each other.
  • a positive connection in particular in addition to the cohesive connection, offers the possibility of an accurate positioning of the wear segment on the attachment segment.
  • the fastening segment has, according to a further embodiment, a projection which cooperates with a recess of the wear segment.
  • the attachment segment has a receiving surface for receiving the wear segment, which is designed such that it centers the wear segment relative to the attachment segment.
  • the projection is formed in the shape of a solid cylinder and arranged coaxially with the fastening segment.
  • the recess is formed in particular complementary to the projection.
  • the fastening segment according to another embodiment has a completely flat surface which is connected to the wear segment.
  • the fastening segment is connected exclusively via the flat surface with the wear segment.
  • the fastening segment has in particular a connecting region and a shaft region, wherein the connecting region has a receiving surface for receiving the wear segment and the receiving surface is planar.
  • the fastening segment has according to a further embodiment, a recess which cooperates with a projection of the wear segment.
  • a recess in the fastening segment offers the advantage of simple soldering of the fastening segment to the wear segment, since the solder can preferably be placed in the recess and leakage of the solder during the joining process is reduced or completely avoided.
  • the attachment segment has a plurality of recesses or projections, which cooperate with a complementarily formed recess or a projection of the wear segment.
  • the invention further comprises a roll crusher with two crushing rollers, which are arranged side by side rotatable in opposite directions and between the crushing rollers, a crushing gap is formed, wherein at least one of the crushing rollers, a crushing tool according to one of the preceding claims is attached.
  • the crushing roller preferably has a plurality of recesses in the surface, wherein in each recess a breaking tool, in particular only the fastening segment of the breaking tool, is attached.
  • the crushing roller on a plurality of holders, which are arranged on the surface of the crushing roller in particular evenly spaced from each other.
  • the brackets are welded or screwed to the surface of the crushing roller.
  • a breaking tool is attached, wherein preferably the fastening segment of the breaking tool is mounted in a recess in the holder.
  • FIG. 1 shows a roll crusher with two crushing rollers with crushing tools according to one embodiment.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a breaking tool for a roll crusher in a sectional view according to a further exemplary embodiment.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a breaking tool for a roll crusher in a sectional view according to a further exemplary embodiment.
  • 4 shows a schematic representation of a breaking tool for a roll crusher in a front view according to a further exemplary embodiment.
  • 5 to 7 show a schematic representation of a breaking tool for a roll crusher in a sectional view according to further embodiments.
  • Fig. 1 shows a roll crusher 11 with two crushing rollers 10 which are arranged side by side and wherein between the crushing rollers 10, a crushing gap 30 is formed, in which the material is crushed.
  • the crushing rollers 10 each have on their surface a plurality of crushing tools 12, which are arranged circumferentially on the respective crushing roller 10 and evenly spaced from each other.
  • Each holder has a recess, in each of which a breaking tool 12 is attached.
  • the recesses in the holders 32 are in particular arranged such that the crushing tools 12 are aligned at an angle of about 30-60 °, preferably 45 ° to the radial of the crushing roller 10.
  • the crushing rollers rotate in the direction of the arrow in opposite directions.
  • the material to be crushed is fed from above into the crushing gap 30 and comminuted in the crushing gap 30.
  • Fig. 2 shows a crushing tool 12 for attachment to a crushing roller of a roll crusher.
  • the breaking tool 12 has a fastening segment 14 and a wear segment 16, which are connected to one another and form the breaking tool 12.
  • the fastening segment 14 can be fastened to a crushing roll of a roll crusher and has a shank region 18 and a connecting region 20.
  • the shank portion 18 of the mounting segment 14 forms one end of the crushing tool 12 and is, for example, in the surface of the crushing roller or on attached to the crushing roller mounted bracket.
  • the shank region 18 is preferably arranged completely in the surface of the crushing roll or in a holder 32 according to FIG. 1 attached to the crushing roll.
  • the shank region 18 has a plurality of diameters which serve to fasten the shank region 18, for example in a recess in the surface of the crushing roll.
  • the shaft portion 18 has a thread for attachment in a recess or a holder 32 on the surface of the crushing roller.
  • the shank region 18 can have a constant diameter and be attached to the crushing roller or a holder 32 by means of a material connection, such as welding, gluing, or soldering.
  • the connecting region 20 preferably protrudes at least partially or completely from the surface or a holder of the crushing roller and essentially serves to connect the fastening segment 14 to the wear segment 16.
  • the surface of the connecting region 20 pointing in the direction of the wear segment 16 is in the exemplary embodiment of FIG. 2 substantially completely flat and connected to the wear segment 16 cohesively, for example, welded, soldered or glued.
  • the attachment segment 14 is formed from a more ductile steel compared to the wear segment 16.
  • a steel having a hardness of 90-500 HB (Brinell), preferably 120-350 HB, especially 150-200 HB, and preferably an elongation at break of about 18-26% is used.
  • the fastening segment 14 is forged or machined from a block, in particular rotated.
  • the wear segment 16 is substantially frusto-conical, hemispherical, or paraboloidal in shape.
  • the surface of the wear segment 16 which is connected to the connection region 20 of the attachment segment 14 is substantially planar and has, for example, a circular cross section.
  • the wear segment of FIGS. 2 and 3 has a constriction.
  • the wear segment 16 is formed in one piece and has a chromium steel with a chromium content of 5% - 70%, in particular 10% -40%, preferably 15% -30%.
  • the chrome steel has a hardness of 38-68 HRC. In particular 45-66 HRC, preferably 55-65 HRC (Rockwell).
  • the wear segment 16 and the attachment segment 14 are connected to each other via a cohesive connection, such as soldering, welding or gluing.
  • a solder applied between the wear segment 16 and the fastening segment 14 is copper solder, silver solder or brass solder.
  • the solder is applied between the wear segment 16 and the attachment segment 14 and fused in a sintering furnace to a cohesive connection.
  • FIG. 3 shows a breaking tool 12, which substantially corresponds to the breaking tool 12 of FIG. 2.
  • the connecting region 20 of the fastening segment 14 of FIG. 3 has a projection 22 which is arranged, for example, centrally on the surface of the connecting region 20 facing the wear segment and is preferably welded or integrally formed with the connecting region.
  • the projection 22 is cylindrical and arranged coaxially with the fastening segment 14. Other shapes of the projection, such as conical or tooth-shaped are also conceivable.
  • Such a projection 22 together with such a recess 24 allows easy positioning of the wear segment 16 and the mounting segment 14 relative to each other.
  • the wear segment 16 has a recess 24 which corresponds to the outer geometry of the projection 22 and cooperates with the projection 22 to a positive connection of the wear segment 16 and the attachment segment 14.
  • a solder is applied to the wear segment 16 for the material connection of the fastening segment 14.
  • the connecting region 20 of the fastening segment 14 may likewise have a plurality of projections 22, which each interact with a recess 24 in the wear segment 16.
  • FIG. 4 and 5 shows a further embodiment of a breaking tool 12, which essentially the breaking tool 12 of Figures 2 and 3 with the difference that the wear segment has a tooth shape, in particular the shape of a parabolic cylinder.
  • the fastening segment 14 essentially corresponds to that of FIG. 2, the Fixing segment 14 and the wear segment 16 positively connected to each other, in particular soldered.
  • FIG. 6 shows a further embodiment of a breaking tool 12, which essentially corresponds to that of FIG. 3, wherein the wear segment 16 has a tooth shape, in particular the shape of a parabolic cylinder.
  • Fig. 6 shows another embodiment of a breaking tool 12, which substantially corresponds to that of Fig. 5, with the difference that the connecting portion 20 of the mounting segment 14 has a recess 26 and the wear segment 16 has a projection 28, which with the Recess 26 cooperates with a positive connection of the fastening segment 14 with the wear segment 16.
  • the recess 26 has, for example, a circular cross-section and is formed concentrically with the fastening segment 14.
  • the fastening segment 14 and the wear segment 16 are preferably bonded together by means of a soldered connection.
  • a recess 26 in the connection region 20 offers the advantage that with the connection of the wear segment 16 and the attachment segment 14 on the connecting surfaces between the wear segment 16 and the attachment segment 14 applied solder hardly or hardly exits. In addition, positioning of the wear segment 16 and the attachment segment 14 relative to each other is facilitated.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Crushing And Grinding (AREA)
  • Crushing And Pulverization Processes (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brechwerkzeug (12) zum Anbringen an eine Brechwalze (10) eines Walzenbrechers, aufweisend ein Befestigungssegment (14), das mit der Brechwalze (10) verbindbar ist, und ein mit dem Befestigungssegment verbundenes Verschleißsegment (16), wobei das Verschleißsegment (16) aus einem Chromstahl ausgebildet ist.

Description

Brechwerkzeug für einen Walzenbrecher
Die Erfindung betrifft ein Brechwerkzeug zum Anbringen an eine Brechwalze eines Walzenbrechers und eine Brechwalze mit einem solchen Brechwerkzeug.
Zur Zerkleinerung von Materialien, wie Kalkstein, Ölschiefer Mergel, Ton, Ölsand oder ähnlichen mineralischen Materialien werden üblicherweise Brecher, insbesondere Walzenbrecher eingesetzt. Bekannte Walzenbrecher weisen zwei Brechwalzen auf, die gegenläufig zueinander rotieren und einen Brechspalt zwischen den Brechwalzen ausbilden. Die Brechwalzen weisen gleichmäßig zueinander beabstandete Brechwerkzeuge, wie Schlagleisten, Hammer oder Brechzähne auf. Die Brechwerkzeuge eines Walzenbrechers sind einem hohen Verschleiß ausgesetzt und müssen daher regelmäßig ausgetauscht werden. Beispielsweise aus der DE4123967Alist ein solches Brechwerkzeug bekannt. Um dem Verschleiß der Brechwerkzeuge entgegenzuwirken, ist es bekannt, auf die beispielsweise aus relativ weichem Stahl ausgebildeten Brechwerkzeuge eine Hartmetallschicht, wie beispielsweise Wolframcarbid aufzulöten oder zu schweißen. Üblicherweise weist eine solche Verschleißschutzschicht eine Dicke von maximal 6 mm auf, wobei das Aufbringen einer dickeren Schicht technisch nicht möglich ist. Bei einem Verschleiß der auf das Brechwerkzeug aufgebrachten Verschleißschutzschicht, ist der relativ weiche Stahl des Brechwerkzeugs dem Verschleiß ausgesetzt, sodass das Brechwerkzeug sehr schnell verschleißt und es häufig zu einer Beschädigung und einem Ausfall des Walzenbrechers kommt.
Davon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Brechwerkzeug bereitzustellen, das einen geringen Verschleiß aufweist, wobei ein häufiges Auswechseln des Brechwerkzeuges vermieden wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Ein Brechwerkzeug zum Anbringen an eine Brechwalze eines Walzenbrechers umfasst nach einem ersten Aspekt ein Befestigungssegment, das mit der Brechwalze verbindbar ist, und ein mit dem Befestigungssegment verbundenes Verschleißsegment. Das Verschleißsegment ist aus einem Chromstahl mit einem Chromanteil von etwa 10%- 70% ausgebildet. Die Prozentangaben bezüglich des Chromanteils beschreiben Gewichtsprozent, insbesondere den Massenanteil.
Ein Walzenbrecher umfasst vorzugsweise zwei gegenläufig rotierende Brechwalzen, die nebeneinander angeordnet sind. Zwischen den Brechwalzen ist ein Mahlspalt ausgebildet, in dem Material, wie beispielsweise wie Kalkstein, Mergel, Ton, Ölschiefer oder Ölsand zerkleinert wird. Jede Brechwalze weist eine Mehrzahl von Brechwerkzeugen auf, die an der Brechwalze befestigt sind. Bei dem Brechwerkzeug handelt es sich beispielsweise um eine Schlagleiste, einen Brechzahn, oder um ein Prallelement, wie ein Hammer eines Hammerbrechers. Das Brechwerkzeug ist insbesondere an einer Brechwalze eines Walzenbrechers angebracht, wobei die Brechwalze beispielsweise eine Mehrzahl von Ausnehmungen in ihrer Oberfläche aufweist in der jeweils ein Brechwerkzeug angebracht ist. Das Befestigungssegment ist zumindest teilweise in der Brechwalze angebracht und mit dieser fest verbunden. Beispielsweise ist das Befestigungssegment des Brechwerkzeugs mit der Brechwalze stoffschlüssig und/ oder formschlüssig verbunden, insbesondere verklebt, verlötet, verschweißt oder verschraubt. Das Verschleißsegment und das Befestigungssegment des Brechwerkzeugs sind vorzugsweise separate Bauteile, die miteinander zu dem Brechwerkzeug verbunden sind. Das Verschleißsegment ist vorzugsweise vollständig aus Chromstahl ausgebildet, wobei das Befestigungssegment aus einem vergleichsweise niedriger legierten Stahl mit einer wesentlich geringeren Härte als das Verschleißsegment ausgebildet ist.
Das Verschleißsegment steht vorzugsweise vollständig aus Brechwalze hervor und kommt im Betrieb des Walzenbrechers mit dem zu brechenden Material in Kontakt, sodass die Oberfläche des Verschleißsegments einem hohen Verschleiß ausgesetzt ist. Das Verschleißsegment bildet zumindest einen Teil der Oberfläche des Brechwerkzeugs, wobei das Verschleißsegment insbesondere den gesamten aus der Brechwalze hervorstehenden Oberflächenbereich des Brechwerkzeugs ausbildet. Insbesondere ist das Verschleißsegment im Wesentlichen halbkugelförmig und vollständig aus Chromstahl ausgebildet. Das Brechwerkzeug ist beispielsweise zweiteilig ausgebildet und besteht ausschließlich aus zwei Segmenten, nämlich einem Verschleißsegment und einem Befestigungssegment. Jedes Brechwerkzeug weist vorzugsweise genau ein aus einem Chromstahl ausgebildetes Verschleißsegment auf. Eine Ausbildung des Verschleißbereichs aus einem Chromstahl bietet einen zuverlässigen Verschleißschutz zusammen mit einer einfachen Herstellbarkeit des Verschleißbereichs. Zudem hat sich herausgestellt, dass Chromstahl relativ unempfindlich gegen chemische Belastungen, wie beispielsweise Basen oder Säuren ist, sodass dieser sich insbesondere für den Einsatz in der Ölsandverarbeitung eignet, wobei chemische Mittel zum Lösen des Öls aus dem Sand eingesetzt werden.
Gemäß einer ersten Ausführungsform ist das Befestigungssegment aus einem duktileren Stahl verglichen mit dem Verschleißsegment ausgebildet ist. Dies bietet den Vorteil einer kostengünstigen Herstellung des Befestigungssegments. Das Befestigungssegment dient lediglich der Befestigung des Verschleißsegments an der Oberfläche einer Brechwalze. Vorzugsweise kommt das Befestigungssegment mit dem zu zerkleinernden Material nicht oder nur kaum in Kontakt, sodass der Verschleiß des Befestigungssegments sehr gering ist. Der Chromstahl des Verschleißsegments weist gemäß einer weiteren Ausführungsform einen Chromanteil von etwa 15% - 50%, insbesondere 20%- 40%, vorzugsweise 25% - 35% auf. Ein solcher Chromanteil hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, da das Material des Verschleißsegments mit einem solchen Chromanteil eine besonders hohe Verschleißfestigkeit aufweist und gleichzeitig kostengünstig herstellbar und einfach mit dem Befestigungsbereich verbindbar ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Verschleißsegment aus Chromstahl gegossen. Vorzugsweise besteht das gesamte Verschleißschutzsegment vollständig aus dem gegossenen Chromstahl. Ein gegossenes Verschleißschutzsegment ist einfach und in großer Stückzahl herstellbar. Des Weiteren weist ein solches Brechwerkzeug einen vollständig aus verschleißfestem Material bestehendes Verschleißsegment auf, sodass die Verschleißfestigkeit des Brechwerkzeugs erhöht und die Einsatzzeit des Brechwerkzeugs in dem Walzenbrecher verlängert wird. Das Verschleißsegment weist gemäß einer weiteren Ausführungsform eine Dicke von mehr als etwa 50 mm, insbesondere mehr als 150 mm, vorzugsweise mehr als 300 mm auf. Mit einer solchen Dicke des Verschleißsegments wird eine besonderes lange Einsatzzeit des Verschleißsegments erreicht. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Verschleißsegment einstückig ausgebildet. Ein einstückiges Verschleißsegment ist besonders einfach herstellbar und an dem Befestigungssegment anbringbar. Vorzugsweise ist das Verschleißsegment im Wesentlichen halbkugelförmig oder kegelstumpfförmig ausgebildet oder weist die Gestalt eines parabolischen Körpers, insbesondere eines parabolischen Zylinders auf.
Das Befestigungssegment ist gemäß einer weiteren Ausführungsform geschmiedet oder durch spanabhebende Bearbeitung hergestellt. Insbesondere bei einem aus einem relativ zu dem Verschleißsegment duktilen Stahl ist eine geschmiedete oder spanabhebende Bearbeitung vorteilhaft, da diese kostengünstig und einfach erfolgen kann.
Das Verschleißsegment und das Befestigungssegment sind gemäß einer weiteren Ausführungsform stoffschlüssig miteinander verbunden, insbesondere geklebt, geschweißt oder gelötet. Vorzugsweise umfasst das Lot ein Kupferlot, Silberlot oder Messinglot, wobei das Löten vorzugsweise in einem Sinterofen erfolgt. Das Löten in einem Sinterofen bietet den Vorteil, dass eine Mehrzahl von Brechwerkzeugen gleichzeitig herstellbar ist. Zudem weist ein Sinterofen eine gleichmäßige Wärmeverteilung auf, sodass temperaturbedingte Schäden an den Brechwerkzeugen vermieden werden. Alternativ werden das Verschleißsegment und das Befestigungssegment induktive erhitzt und dann manuell miteinander verlötet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind das Verschleißsegment und das Befestigungssegment miteinander formschlüssig verbunden sind. Insbesondere sind das Verschleißsegment und das Befestigungssegment formschlüssig und stoffschlüssig miteinander verbunden. Eine formschlüssige Verbindung, insbesondere zusätzlich zu der stoffschlüssigen Verbindung, bietet die Möglichkeit einer genauen Positionierung des Verschleißsegments an dem Befestigungssegment.
Das Befestigungssegment weist gemäß einer weiteren Ausführungsform einen Vorsprung auf, der mit einer Ausnehmung des Verschleißsegments zusammenwirkt. Vorzugsweise weist das Befestigungssegment eine Aufnahmefläche zur Aufnahme des Verschleißsegments auf, die derart ausgebildet ist, dass sie das Verschleißsegment relativ zu dem Befestigungssegment zentriert. Insbesondere ist der Vorsprung in der Gestalt eines Vollzylinders ausgebildet und koaxial zu dem Befestigungssegment angeordnet. Die Aussparung ist insbesondere komplementär zu dem Vorsprung ausgebildet. Das Befestigungssegment weist gemäß einer weiteren Ausführungsform eine vollständig ebene Fläche auf, die mit dem Verschleißsegment verbunden ist. Vorzugsweise ist das Befestigungssegment ausschließlich über die ebene Fläche mit dem Verschleißsegment verbunden. Das Befestigungssegment weist insbesondere einen Verbindungsbereich und einen Schaftbereich auf, wobei der Verbindungsbereich eine Aufnahmefläche zur Aufnahme des Verschleißsegments aufweist und die Aufnahmefläche eben ausgebildet ist.
Das Befestigungssegment weist gemäß einer weiteren Ausführungsform eine Aussparung auf, die mit einem Vorsprung des Verschleißsegments zusammenwirkt. Eine Aussparung in dem Befestigungssegment bietet den Vorteil einer einfachen Verlötung des Befestigungssegments mit dem Verschleißsegment, da das Lot vorzugsweise in der Aussparung platziert werden kann und ein Auslaufen des Lots während des Fügeprozesses vermindert oder komplett vermieden wird. Beispielsweise weist das Befestigungssegment eine Mehrzahl von Aussparungen oder Vorsprüngen auf, die jeweils mit einer komplementär ausgebildeten Aussparung oder einem Vorsprung des Verschleißsegments zusammenwirken.
Die Erfindung umfasst des Weiteren einen Walzenbrecher mit zwei Brechwalzen, die gegenläufig rotierbar nebeneinander angeordnet sind und zwischen den Brechwalzen ein Brechspalt ausgebildet ist, wobei an zumindest einer der Brechwalzen ein Brechwerkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche angebracht ist. Die Brechwalze weist vorzugsweise eine Mehrzahl von Ausnehmungen in der Oberfläche auf, wobei in jeder Ausnehmung ein Brechwerkzeug, insbesondere lediglich das Befestigungssegment des Brechwerkzeugs, angebracht ist. Vorzugsweise weist die Brechwalze eine Mehrzahl von Halterungen auf, die auf der Oberfläche der Brechwalze insbesondere gleichmäßig zueinander beabstandet angeordnet sind. Insbesondere sind die Halterungen mit der Oberfläche der Brechwalze verschweißt oder verschraubt. An jeder der Halterungen ist ein Brechwerkzeug befestigt, wobei vorzugsweise das Befestigungssegment des Brechwerkzeugs in einer Ausnehmung in der Halterung befestigt ist.
Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung ist nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beiliegenden Figuren näher erläutert. Fig. 1 zeigt einen Walzenbrecher mit zwei Brechwalzen mit Brechwerkzeugen gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Brechwerkzeugs für einen Walzenbrecher in einer Schnittansicht gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Brechwerkzeugs für einen Walzenbrecher in einer Schnittansicht gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Brechwerkzeugs für einen Walzenbrecher in einer Frontansicht gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
Fig. 5 bis 7 zeigt eine schematische Darstellung eines Brechwerkzeugs für einen Walzenbrecher in einer Schnittansicht gemäß weiteren Ausführungsbeispielen.
Fig. 1 zeigt einen Walzenbrecher 11 mit zwei Brechwalzen 10, die nebeneinander angeordnet sind und wobei zwischen den Brechwalzen 10 ein Brechspalt 30 ausgebildet ist, in dem das Material zerkleinert wird. Die Brechwalzen 10 weisen jeweils auf ihrer Oberfläche eine Mehrzahl von Brechwerkzeugen 12 auf, die umfangsmäßig auf der jeweiligen Brechwalze 10 angeordnet und gleichmäßig zueinander beabstandet sind. Auf der Oberfläche der Brechwalzen 10 sind eine Mehrzahl von Halterungen 32 befestigt, insbesondere verschweißt oder verschraubt, wobei an jeder Halterung 32 jeweils ein Brechwerkzeug 12 befestigt ist. Jede Halterung weist eine Ausnehmung auf, in der jeweils ein Brechwerkzeug 12 befestigt ist. Die Ausnehmungen in den Halterungen 32 sind insbesondere derart angeordnet, dass die Brechwerkzeuge 12 in einem Winkel von etwa 30-60°, vorzugsweise 45° zur Radialen der Brechwalze 10 ausgerichtet sind. Im Betrieb des Walzenbrechers 11 rotieren die Brechwalzen in Pfeilrichtung gegenläufig zueinander. Das zu zerkleinernde Material wird von oben in den Brechspalt 30 aufgegeben und in dem Brechspalt 30 zerkleinert. Fig. 2 zeigt ein Brechwerkzeug 12 zum Anbringen an eine Brechwalze eines Walzenbrechers. Das Brechwerkzeug 12 weist ein Befestigungssegment 14 und ein Verschleißsegment 16 auf, die miteinander verbunden sind und das Brechwerkzeug 12 ausbilden. Das Befestigungssegment 14 ist an einer Brechwalze eines Walzenbrechers befestigbar und weist einen Schaftbereich 18 und einen Verbindungsbereich 20 auf. Der Schaftbereich 18 des Befestigungssegments 14 bildet ein Ende des Brechwerkzeugs 12 und ist beispielsweise in der Oberfläche der Brechwalze oder an einer an der Brechwalze angebrachten Halterung befestigt. Vorzugsweise ist der Schaftbereich 18 vollständig in der Oberfläche der Brechwalze oder in einer an der Brechwalze angebrachten Halterung 32 gemäß Fig. 1 angeordnet. Der Schaftbereich 18 weist eine Mehrzahl von Durchmessern auf, die der Befestigung des Schaftbereichs 18 beispielsweise in einer Aussparung in der Oberfläche der Brechwalze dienen. Es ist ebenfalls denkbar, dass der Schaftbereich 18 ein Gewinde zur Befestigung in einer Aussparung oder einer Halterung 32 an der Oberfläche der Brechwalze aufweist. Beispielsweise kann der Schaftbereich 18 einen konstanten Durchmesser aufweisen und ist mittels einer stoffschlüssigen Verbindung, wie Schweißen, Kleben, oder Löten an der Brechwalze oder einer Halterung 32 befestigt sein.
An den Schaftbereich 18 schließt sich der Verbindungsbereich 20 an, der in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 beispielhaft einen größeren Durchmesser als der Schaftbereich 18 aufweist. Der Verbindungsbereich 20 steht vorzugsweise zumindest teilweise oder vollständig aus der Oberfläche oder einer Halterung der Brechwalze hervor und dient im Wesentlichen der Verbindung des Befestigungssegments 14 mit dem Verschleißsegment 16. Die in Richtung des Verschleißsegments 16 weisende Fläche des Verbindungsbereichs 20 ist in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 im Wesentlichen vollständig eben ausgebildet und mit dem Verschleißsegment 16 stoffschlüssig verbunden, beispielsweise verschweißt, verlötet oder verklebt.
Das Befestigungssegment 14 ist aus einem duktileren Stahl, verglichen mit dem Verschleißsegment 16 ausgebildet. Beispielsweise wird ein Stahl mit einer Härte von 90-500 HB (Brinell), vorzugsweise 120-350 HB, insbesondere 150 - 200 HB, und vorzugsweise einer Bruchdehnung von etwa 18 - 26% verwendet. Insbesondere ist das Befestigungssegment 14 geschmiedet oder aus einem Block spanabhebend bearbeitet, insbesondere gedreht.
Das Verschleißsegment 16 ist im Wesentlichen kegelstumpfförmig, halbkugelförmig oder weist die Form eines Paraboloids auf. Die mit dem Verbindungsbereich 20 des Befestigungssegments 14 verbundene Fläche des Verschleißsegments 16 ist im Wesentlichen eben ausgebildet und weist beispielhaft einen kreisförmigen Querschnitt auf. Beispielhaft weist das Verschleißsegment der Fig. 2 und 3 eine Einschnürung auf. Das Verschleißsegment 16 ist einstückig ausgebildet und weist einen Chromstahl mit einem Chromanteil von 5%- 70%, insbesondere 10%-40%, vorzugsweise 15%-30% auf. Vorzugsweise weist der Chromstahl eine Härte von 38 - 68 HRC. Insbesondere 45-66 HRC, vorzugsweise 55-65 HRC (Rockwell) auf. Das Verschleißsegment 16 und das Befestigungssegment 14 sind miteinander über eine stoffschlüssige Verbindung, wie beispielsweise Löten, Schweißen oder Kleben verbunden. Insbesondere handelt es sich bei einem zwischen dem Verschleißsegment 16 und dem Befestigungssegment 14 aufgebrachten Lot um Kupferlot, Silberlot oder Messinglot. Vorzugsweise wird das Lot zwischen dem Verschleißsegment 16 und dem Befestigungssegment 14 aufgebracht und in einem Sinterofen zu einer stoffschlüssigen Verbindung verschmolzen. Die miteinander verbundenen Flächen des Verschleißsegments 16 und des Befestigungssegments 14 sind vorzugsweise geschlichtet und weisen beispielsweise eine Rauheit von RZ= 1,6 - 10 und/ oder RA=0,4-1, vorzugsweise RZ=6 auf.
Fig. 3 zeigt ein Brechwerkzeug 12, das im Wesentlichen dem Brechwerkzeug 12 der Fig. 2 entspricht. Im Unterschied zu der Fig. 2 weist der Verbindungsbereich 20 des Befestigungssegments 14 der Fig. 3 einen Vorsprung 22 auf, der beispielhaft mittig auf der dem Verschleißsegment zugewandten Fläche des Verbindungsbereichs 20 angeordnet ist und vorzugsweise mit dem Verbindungsbereich verschweißt oder einstückig mit diesem ausgebildet ist. Der Vorsprung 22 ist zylinderförmig ausgebildet und koaxial zu dem Befestigungssegment 14 angeordnet. Weitere Formen des Vorsprungs, wie beispielsweise kegelförmig oder zahnförmig sind ebenfalls denkbar. Ein solcher Vorsprung 22 zusammen mit einer solchen Aussparung 24 ermöglicht eine einfache Positionierung des Verschleißsegments 16 und des Befestigungssegments 14 relativ zueinander.
Das Verschleißsegment 16 weist eine Aussparung 24, die der äußeren Geometrie des Vorsprungs 22 entspricht und mit dem Vorsprung 22 zu einer formschlüssigen Verbindung des Verschleißsegments 16 und des Befestigungssegments 14 zusammenwirkt. Zwischen dem Verschleißsegment 16 und dem Befestigungssegment 14 ist in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 beispielsweise zusätzlich zu der formschlüssigen Verbindung ein Lot zur stoffschlüssigen Verbindung des Befestigungssegments 14 mit dem Verschleißsegment 16 aufgebracht. Der Verbindungsbereich 20 des Befestigungssegments 14 kann ebenfalls eine Mehrzahl von Vorsprüngen 22 aufweisen, die jeweils mit einer Aussparung 24 in dem Verschleißsegment 16 zusammenwirken.
Fig. 4 und 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Brechwerkzeugs 12, das im Wesentlichen dem Brechwerkzeug 12 der Figuren 2 und 3 mit dem Unterschied, dass das Verschleißsegment eine Zahnform, insbesondere die Form eines parabolischer Zylinders aufweist. Das Befestigungssegment 14 entspricht im Wesentlichen dem der Figur 2, wobei das Befestigungssegment 14 und das Verschleißsegment 16 formschlüssig miteinander verbunden, insbesondere gelötet sind.
Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Brechwerkzeugs 12, das im Wesentlichen dem der Fig. 3 entspricht, wobei das Verschleißsegment 16 eine Zahnform, insbesondere die Form eines parabolischer Zylinders aufweist.
Fig. 7 Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Brechwerkzeugs 12, das im Wesentlichen dem der Fig. 5 entspricht, mit dem Unterschied, dass der Verbindungsbereich 20 des Befestigungssegments 14 eine Aussparung 26 und das Verschleißsegment 16 einen Vorsprung 28 aufweist, der mit der Aussparung 26 zu einer formschlüssigen Verbindung des Befestigungssegments 14 mit dem Verschleißsegment 16 zusammenwirkt. Die Ausnehmung 26 weist beispielhaft einen kreisförmigen Querschnitt auf und ist konzentrisch zu dem Befestigungssegment 14 ausgebildet. Das Befestigungssegments 14 und das Verschleißsegment 16 sind vorzugsweise stoffschlüssig mittels einer Lötverbindung miteinander verbinden. Eine Aussparung 26 in dem Verbindungsbereich 20 bietet den Vorteil, dass bei der Verbindung des Verschleißsegments 16 und des Befestigungssegments 14 auf die Verbindungsflächen zwischen dem Verschleißsegment 16 und dem Befestigungssegment 14 aufgebrachtes Lot nicht oder kaum austritt. Zusätzlich wird eine Positionierung des Verschleißsegments 16 und des Befestigungssegments 14 relativ zueinander vereinfacht.
Bezugszeichenliste
10 Brechwalze
11 Walzenbrecher
12 Brechwerkzeug
14 Befestigungssegment
16 Verschleißsegment
18 Schaftbereich
20 Verbindungsbereich
22 Vorsprung
24 Aussparung
26 Aussparung
28 Vorsprung
30 Brechspalt
32 Halterung

Claims

Patentansprüche l. Brechwerkzeug (12) zum Anbringen an eine Brechwalze (10) eines Walzenbrechers (11), aufweisend ein Befestigungssegment (14), das mit der Brechwalze (10) verbindbar ist, und ein mit dem Befestigungssegment (14) verbundenes Verschleißsegment (16), dadurch gekennzeichnet, dass das Verschleißsegment (16) aus einem Chromstahl mit einem Chromanteil von etwa 10%- 70% ausgebildet ist.
Brechwerkzeug (12) nach Anspruch 1, wobei das Befestigungssegment (14) aus einem duktileren Stahl verglichen mit dem Verschleißsegment (16) ausgebildet ist.
Brechwerkzeug (12) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Chromstahl des Verschleißsegments (16) einen Chromanteil von etwa 15% - 50%, insbesondere 20%- 40%, vorzugsweise 25% - 35% aufweist.
Brechwerkzeug (12) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Verschleißsegment (16) aus Chromstahl gegossen ist.
Brechwerkzeug (12) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Verschleißsegment (16) eine Dicke von mehr als etwa 50 mm, insbesondere mehr als 150 mm, vorzugsweise mehr als 300 mm aufweist.
Brechwerkzeug (12) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Verschleißsegment (16) einstückig ausgebildet ist.
Brechwerkzeug (12) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Befestigungssegment (14) geschmiedet oder durch spanabhebende Bearbeitung hergestellt ist.
Brechwerkzeug (12) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Verschleißsegment (16) und das Befestigungssegment (14) stoffschlüssig miteinander verbunden, insbesondere geklebt, geschweißt oder gelötet sind.
9. Brechwerkzeug (12) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Verschleißsegment (16) und das Befestigungssegment (14) miteinander formschlüssig verbunden sind.
10. Brechwerkzeug (12) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Befestigungssegment (14) einen Vorsprung (22) aufweist, der mit einer Ausnehmung (24) des Verschleißsegments (16) zusammenwirkt.
11. Brechwerkzeug (12) nach einem der Ansprüche 1 - 9, wobei das Befestigungssegment (14) eine ebene Fläche aufweist, die mit dem Verschleißsegment (16) verbunden ist.
12. Brechwerkzeug (12) nach einem der Ansprüche 1 - 9, wobei das Befestigungssegment (14) eine Aussparung (26) aufweist, die mit einem Vorsprung (28) des Verschleißsegments (16) zusammenwirkt.
13. Walzenbrecher (11) mit zwei Brechwalzen (10), die gegenläufig rotierbar nebeneinander angeordnet sind und wobei zwischen den Brechwalzen (10) ein Brechspalt (30) ausgebildet ist, wobei an zumindest einer der Brechwalzen (10) ein Brechwerkzeug (12) nach einem der vorangehenden Ansprüche angebracht ist.
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