DE102010061309B3

DE102010061309B3 - Mahlwalze einer Walzenmühle

Info

Publication number: DE102010061309B3
Application number: DE102010061309A
Authority: DE
Inventors: Ralf Martens; Herbert Pingel
Original assignee: ThyssenKrupp Polysius AG
Current assignee: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date: 2010-12-17
Filing date: 2010-12-17
Publication date: 2012-05-24
Anticipated expiration: 2030-12-18
Also published as: AU2011344551B2; BR112013013401A2; WO2012079965A3; EP2498911B1; PE20131507A1; BR112013013401A8; WO2012079965A2; DK2498911T3; CA2818801C; US20130248630A1; AU2011344551A1; US9272284B2; MX2013006890A; CA2818801A1; EP2498911A2; CL2013001688A1

Abstract

Die erfindungsgemäße Mahlwalze einer Walzenmühle besteht im Wesentlichen aus einer Walzenwelle, einem Walzengrundkörper und einem äußeren, einen Verschleißschutz aufweisenden Verschleißring, wobei die Verbindung zwischen Walzenwelle und Walzengrundkörper durch Schrumpfsitz gebildet wird. Der Walzengrundkörper wird dabei durch wenigstens zwei koaxial angeordnete Zwischenringe gebildet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Mahlwalze einer Walzenmühle mit einer Walzenwelle, einem Walzengrundkörper und einem äußeren, einen Verschleißschutz aufweisenden Verschleißring. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf eine Walzenmühle zur Zerkleinerung vom sprödem Mahlgut mit zwei gegensinnig antreibbaren Mahlwalzen.
Aus der US 1 938 995 A ist eine Walze zur Verarbeitung von Eisen oder Stahl in dünne Platten oder Streifen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Sie besteht aus einer Walzenwelle mit aufgeschrumpftem Walzenkörper, wobei der Walzenkörper eine wärmebehandelte gehärtete Oberfläche aufweist.
Die DE 38 43 173 C2 sieht als verschleißfeste Oberflächenpanzerung für Walzen von Walzenmaschinen mehrere auf einen Walzengrundkörper aufgeschweißte metallische Schichten aus unterschiedlichen Werkstoffen bzw. Härten vor.
Aus der DE 94 22 077 U1 ist eine Mahlwalze für eine Walzenpresse bekannt, die einen auf eine gestuft und einteilig ausgebildeten Welle 3 aufgebrachten Walzengrundkörper und einen daran befestigten einteiligen oder in mehrere Segmente unterteilten Verschleißring aufweist.
Bei Rollenmühlen oder Walzenpressen können sehr hohen Mahldrücke von bis zu 50 MPa und mehr zur Anwendung kommen. Bei der Zerkleinerung von sprödem Material, wie beispielsweise Kalkstein, kommt es dabei während des Betriebes zu einem Verschleiß des äußeren Verschleißringes. Es ist daher üblich, verschlissene Mahlwalzen mehrmals aufzubereiten, indem der Verschleißring abgedreht wird und beispielsweise durch Auftragsschweißung mit einem neuen Verschleißschutz versehen wird. Bei einer mehrmalig wiederaufbereiteten Mahlwalze mit einem Durchmesser von 240 cm und einer Breite von 170 cm müssen dennoch etwa 40 t Material verschrottet werden.
Außerdem ist es bekannt, den Verschleißschutz durch aus der Oberfläche des Verschleißringes herausragenden Profilkörpern zu bilden, die nach Abnutzung ebenfalls ersetzt werden können.
Nach üblicherweise etwa 2 bis 4 Aufbereitungen ist der verbleibende Walzengrundkörper zu entsorgen, sofern er nicht für eine Mahlwalze mit einem kleineren Durchmesser verwendet werden kann.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Betriebskosten einer Mahlwalze bzw. Walzenmühle durch eine verlängerte Nutzung des Walzenkörpers zu senken.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 8 gelöst.
Die erfindungsgemäße Mahlwalze einer Walzenmühle besteht im Wesentlichen aus einer Walzenwelle, einem Walzengrundkörper und einem äußeren, einen Verschleißschutz aufweisenden Verschleißring, wobei die Verbindung zwischen Walzenwelle und Walzengrundkörper durch Schrumpfsitz gebildet wird. Der Walzengrundkörper wird dabei durch wenigstens zwei koaxial angeordnete Zwischenringe gebildet.
Durch die Unterteilung des Walzengrundkörpers in wenigstens zwei koaxial angeordnete Zwischenringe ist es ausreichend, wenn nach mehrmaligen Aufbereiten lediglich der äußerste Zwischenring ausgetauscht wird, während bisher der gesamte Walzengrundkörper auszutauschen war. Durch diese Konstruktion lassen sich die Betriebskosten einer Walzenmühle je nach Anzahl der Zwischenringe um bis zu 10% reduzieren.
Bei dem Walzengrundkörper bzw. den Zwischenringen handelt es sich um Stahlguss- oder Schmiedeteile, deren radialen Stärke fertigungstechnisch begrenzt ist. Durch die Unterteilung in mehrere Zwischenringe hat die erfindungsgemäße Mahlwalze den weiteren Vorteil, dass der Gesamtdurchmesser des Walzengrundkörpers durch eine entsprechend erhöhte Anzahl an Zwischenringen deutlich vergrößert werden kann. Es können daher Mahlwalzen mit großen Durchmessern von wenigstens 3 m, vorzugsweise wenigstens 3,5 m und mehr problemlos hergestellt werden.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der 13 Uteransprüche.
Die Verbindungen zwischen den Zwischenringen und zwischen dem äußeren Zwischenring und dem Verschleißring werden vorzugsweise ebenfalls durch Schrumpfsitze gebildet, wobei wahlweise ein konischer oder ein zylindrischer Schrumpfsitz zur Anwendung kommen kann. Den zylindrischen Schrumpfsitz wird man vor allem bei später nicht mehr zu lösenden Verbindungen wählen, während der konische Schrumpfsitz problemlos gelöst werden kann. Insofern ist für die Verbindung des äußersten Zwischenringes mit dem Verschleißring und mit dem nächst innen liegenden Zwischenring ein konischer Schrumpfsitz besonders vorteilhaft.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die Mahlwalze einen Durchmesser von wenigstens 4,5 m und eine Breite von wenigstens 2,5 m aufweisen. Außerdem ist es bei Mahlwalzen mit größeren Durchmessern von Vorteil, wenn wenigstens drei oder vier Zwischenringe vorgesehen werden.
Der Verschleißschutz kann weiterhin durch aus der Oberfläche des Verschleißrings herausragenden Profilkörpern und/oder ein Hartauftragschweißung gebildet werden.
Gemäß einer bevorzugten Anwendung kommen die oben beschriebenen Mahlwalzen in einer Walzenmühle zur Zerkleinerung von sprödem Mahlgut zur Anwendung, bei der zwei gegensinnig antreibbare Mahlwalzen vorgesehen sind. Hierbei kann es sich insbesondere um eine Hochdruckwalzenmühle handeln, bei welcher ein mit wenigstens einer Mahlwalze in Wirkverbindung stehendes Kraftbeaufschlagungssystem zur Erzeugung eines Mahldrucks von wenigstens 50 MPa vorgesehen ist.
Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden anhand der Beschreibung und der Zeichnung näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen
1 eine schematische Draufsicht einer Walzenmühle,
2 eine schematische Schnittdarstellung einer Mahlwalze gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel und
3 eine schematische Schnittdarstellung einer Mahlwalze gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
Die in 1 dargestellte Walzenmühle zur Zerkleinerung von sprödem Mahlgut weist im Wesentlichen Mahlwalzen 1, 2 auf, deren Walzenwellen 3, 4 in Lagern 5, 6 bzw. 7, 8 gelagert sind. Bei den Lagern 5 bis 8 handelt es vorzugsweise um Gleitlager. Zwischen den beiden Mahlwalzen 1, 2 wird ein einstellbarer Mahlspalt 9 aufrechterhalten und der benötigte Mahldruck von beispielsweise wenigstens 50 MPa wird über ein Kraftbeaufschlagungssystem 10 erzeugt. Beide Mahlwalzen 1, 2 werden über an die Walzenwellen 3, 4 angekoppelte Antriebe 11, 12 gegensinnig angetrieben.
Wenngleich es sich bei der dargestellten Walzenmühle vorzugsweise um eine Hochdruckwalzenpresse handelt, sind im Rahmen der Erfindung aber auch andere Mühlen denkbar, wie beispielsweise eine Vertikalrollenmühle, bei der die nachfolgend näher beschriebenen Mahlwalzen ebenfalls zum Einsatz kommen könnten.
Nachdem beide Mahlwalzen 1, 2 identisch aufgebaut sind, werden im Folgenden anhand der 2 und 3 zwei Ausführungsbeispiele lediglich anhand der Mahlwalze 1 näher beschrieben.
Die Mahlwalze 1 besteht im dargestellten Ausführungsbeispiel aus der Walzenwelle 3, einem Walzengrundkörper 13 und einem äußeren, einen Verschleißschutz aufweisenden Verschleißring 14. Der Walzengrundkörper 13 wird im dargestellten Ausführungsbeispiel durch 3 koaxial angeordnete Zwischenringe 13a, 13b und 13c gebildet, wobei die Zwischenringe 13a bis 13c des Walzenkörper aus unterschiedlichem Material gefertigt werden können. So ist es denkbar, dass lediglich der äußere Zwischenring 13c aus dem üblichen, relativ teuren Wälzlagerstahl, z. B. 18NiCrMo14-6 gefertigt wird, während für die anderen Zwischenringe 13a und 13b ein ausreichend fester Baustahl, beispielsweise S355J2G3 zur Anwendung kommt. Durch diese Möglichkeit ist die Beschaffungssituation für das Material des Walzenkörpers spürbar entspannt. Darüber hinaus ist der Baustahl gegenüber dem Wälzlagerstahl kostengüstiger.
Die Verbindung der einzelnen Teile der Mahlwalze erfolgt mittels Schrumpfsitz, wobei grundsätzlich sowohl ein konische als auch ein zylindrisch ausgebildeter Schrumpfsitz denkbar ist. Konische Schrumpfsitze werden vor allem bei später noch mal zu lösenden Verbindungen bevorzugt.
In 2 sind die Verbindungen zwischen Zwischenring 13a und Welle 3 sowie zwischen den Zwischenringen und der Verbindung zwischen dem äußeren Zwischenring 13c und dem Verschleißring 14 mittels zylindrischem Schrumpfsitz ausgeführt.
Im Ausführungsbeispiel gemäß 3 sind die Verbindungen zwischen den beiden Zwischenringen 13'c und 13'b sowie zwischen dem Verschleißring 14' und dem Zwischenring 13'c mittels konischem Schrumpfsitz vorgesehen. Der konische Schrumpfsitz ermöglicht ein einfacheres Lösen der Verbindung, sofern dies später bei der Aufbereitung erforderlich werden sollte.
Anstelle der drei Zwischenringe können aber auch vier oder noch mehr Zwischenringe vorgesehen werden, um dadurch Mahlwalzen zu schaffen, die einen Durchmesser von 3 m, 3,5 m, 4 m, 4,5 m oder mehr aufweisen. Es besteht somit erstmals die Möglichkeit Mahlwalzen mit sehr großen Durchmessern zu fertigen, sodass Walzenmühlen mit einem entsprechend größeren Durchsatz realisiert werden können.
Die erfindungsgemäße Mahlwalze kann zunächst lediglich durch Bearbeitung des Verschleißringes mehrfach aufbereitet werden. Sobald der Verschleißring keine weitere Aufbereitung zulässt und auch der Walzenkörper angegriffen ist, muss lediglich der äußerste Zwischenring 13c bzw. 13'c des Walzenkörpers ersetzt werden. Der restliche Walzenkörper kann daher weiterhin im Einsatz bleiben. Selbstverständlich ist es auch möglich, eine große Mahlwalze statt durch Entfernen des verschlissenen äußeren Zwischenringes in eine entsprechend kleinere Mahlwalze überzuführen. Die Betriebskosten einer Mahlwalze können auf diese Weise erheblich reduziert werden.

Claims

Mahlwalze einer Walzenmühle mit einer Walzenwelle (3), einem Walzengrundkörper (13) und einem äußeren, einen Verschleißschutz aufweisenden Verschleißring (14), wobei die Verbindung zwischen Walzenwelle und Walzengrundkörper (13) durch Schrumpfsitz gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzengrundkörper (13) durch wenigstens zwei koaxial angeordnete Zwischenringe (13a, 13b, 13c) gebildet wird.
Mahlwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungen zwischen den Zwischenringen (13a, 13b, 13c) und dem Verschleißring (11) ebenfalls durch Schrumpfsitz gebildet werden.
Mahlwalze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schrumpfsitz konisch oder zylindrisch ausgebildet ist.
Mahlwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Mahlwalze (1) wenigstens 3,00 m, vorzugsweise wenigstens 3,50 m, beträgt.
Mahlwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Mahlwalze wenigstens 4,50 m und die Breite wenigstens 2,00 m beträgt.
Mahlwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens 3 Zwischenringe (13a, 13b, 13c) vorgesehen sind.
Mahlwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschleißschutz durch aus der Oberfläche des Verschleißrings (14) herausragende Profilkörper und/oder eine Hartauftragsschweißung gebildet wird.
Walzenmühle zur Zerkleinerung vom sprödem Mahlgut mit zwei gegensinnig antreibbaren Mahlwalzen (1, 2) gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche.
Walzenmühle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzenmühle durch eine Hochdruckwalzenmühle gebildet wird, welche ein mit wenigstens einer Mahlwalze (13) in Wirkverbindung stehendes Kraftbeaufschlagungssystem (10) zur Erzeugung eine Mahldrucks von wenigstens 50 MPa umfasst.
Walzenmühle nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzenwellen (3, 4) der Mahlwalzen (1, 2) in Gleitlagern (5–8) gelagert sind.