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WO2012175189A2 - Mahlwalze mit in die oberfläche eingesetzten hartkörpern - Google Patents

Mahlwalze mit in die oberfläche eingesetzten hartkörpern Download PDF

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Publication number
WO2012175189A2
WO2012175189A2 PCT/EP2012/002576 EP2012002576W WO2012175189A2 WO 2012175189 A2 WO2012175189 A2 WO 2012175189A2 EP 2012002576 W EP2012002576 W EP 2012002576W WO 2012175189 A2 WO2012175189 A2 WO 2012175189A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
grinding roller
sleeve
hard body
hard
grinding
Prior art date
Application number
PCT/EP2012/002576
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2012175189A3 (de
Inventor
Meinhard Frangenberg
Original Assignee
Khd Humboldt Wedag Gmbh
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 Khd Humboldt Wedag Gmbh filed Critical Khd Humboldt Wedag Gmbh
Priority to RU2013155992/13A priority Critical patent/RU2604508C2/ru
Priority to EP12728402.4A priority patent/EP2723498B1/de
Priority to AU2012272186A priority patent/AU2012272186A1/en
Priority to DK12728402.4T priority patent/DK2723498T3/en
Priority to CN201280030328.7A priority patent/CN103619481B/zh
Priority to US14/128,768 priority patent/US20140183291A1/en
Publication of WO2012175189A2 publication Critical patent/WO2012175189A2/de
Publication of WO2012175189A3 publication Critical patent/WO2012175189A3/de
Priority to AU2017225143A priority patent/AU2017225143B2/en

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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
    • 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
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    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49815—Disassembling
    • Y10T29/49822—Disassembling by applying force

Definitions

  • the invention relates to a grinding roller with hard bodies inserted into the surface for fixing a Gutbettts and methods for removing the hard body.
  • CONFIRMATION COPY Grinding roller depending on the nature of the material to be ground a limited life.
  • Some applications of this grinding technique such as the crushing of cement clinker with a high-pressure roller press allow use of the grinding rollers of several 1,000 hours until they are worn so far that the desired grinding performance is no longer achievable.
  • An application of this milling technique for crushing other materials, such as ores even allow a life of the grinding rollers of up to 10,000 hours to repair the surface or even an exchange of the grinding roller is necessary.
  • a so-called bathtub effect has formed in which the grinding roller in the axial center shows more wear than at the edges of the grinding roller and thus the grinding roller a slightly waisted shape.
  • the grinding roller undergoes a flexing movement due to the very high pressure, which is externally similar to that of a rolling car tire.
  • the flexing movement is the reason why the surface of the grinding roller is subject to very high mechanical stress.
  • a forged surface leads to a particularly long life of the grinding roller.
  • the grinding roller If the grinding roller to be worked up to restore the original cylindrical shape, it is necessary to remove at least a portion of the hard body from the surface of the grinding roller. As with decreasing hard bodies, the liability of autogenous wear protection layer is better to a limit point, it is anxious to bring as many hard bodies in the surface of the grinding rollers. A number of 22,000 hard bodies in a grinding roller is not uncommon.
  • a grinding roller If a grinding roller is worn, it can be refurbished by removing the remaining hard body, turning the grinding roller to a cylindrical shape and new sinking hard bodies. Although this changes the feeding angle according to Schönert et al., Because the diameter of the grinding roller is reduced after this type of workup and thus the parameters of the gap passage are changed. However, the high cost of the grinding roller due to the high manufacturing costs justify this type of workup, if it is possible to make the removal of the hard body economically.
  • the object of the invention is therefore to provide a grinding roller with introduced into the surface Hartkörpem available whose hard body can be removed with less effort than is necessary in the prior art.
  • the object of the invention is achieved in that the hard bodies are each received in a sleeve and inserted into the surface. Further advantageous embodiments are specified in the dependent claims 2 to 7. Methods for removing these hard bodies are given in the method claims 8 to 10.
  • a sleeve enables a simplified release of the hard body from the surface of the grinding roller, which is plastically deformed due to their material properties ductile and by Walk movements in use and thereby firmly encloses the respective hard body.
  • the sleeve is made of a material that is identical to the material of the surface of the grinding roller, a welding point can be attached to the sleeve and the sleeve can be pulled together with the hard body. In this case, the Although mechanical effort to pull the grinding roller is not much easier, but the material properties of the sleeve, which is identical to the material of the surface facilitates the welding of the welding point significantly.
  • the sleeve and / or the hard body is conically shaped within the bore.
  • the diameter at the edge of the hole at the level of the surface is greater than at the bottom or below the surface.
  • the conical arrangement allows easier pulling the sleeve together with the hard body. As the cone widens toward the surface, it is believed that the cone is forced out of the surface of the grinding roller by the flexing action of the grinding roller and the plastic deformation of the surface. However, pushing out of the cone against the nip pressure has not been observed in experiments.
  • a simple conical sleeve is internally cylindrically shaped and conically shaped at the outer edge, wherein the bore in the surface of the grinding roller is formed to correspond.
  • the hard body is conically shaped and tapers towards the head.
  • the seat of the hard body so the hole in the surface of the grinding roller, however, is cylindrical in shape.
  • the sleeve accommodates the conical hard body in the interior and has to the Hartismefuß toward a smaller wall thickness.
  • a double conical configuration is provided in which a conical hard body is received by a sleeve which fits the hard body in a conical bore, wherein the hard body is tapered towards the head and the bore is tapered towards the Hartismefuß out.
  • the sleeve is placed as a clamping ring around the hard body and thus open.
  • the clamping ring can be thick-walled or thin-walled.
  • the thick-walled sleeve is formed around the hard body, however, the thin-walled sleeve when this example. Is made of spring steel, stretched around the sleeve.
  • the sleeve consists of two individual sleeves with different material or a composite material having different materials in the axial direction.
  • a less wear-resistant, but easier to remove material is introduced in the annular space between Hartismefuß and lower bore and the annular space facing the surface of the grinding roller is equipped with a particularly wear-resistant or identical to the material of the surface material.
  • the layer thickness of the upper material is dimensioned such that it corresponds to the maximum depth of wear of the grinding roller. When the maximum wear is achieved, the easily removable sleeve becomes free. This can then be removed for workup.
  • the material of an easily removable sleeve can have a particularly low melting point or also exhibit a particularly negative, chemical standard potential, so that it can be oxidized comparatively easily.
  • the low melting point material can be removed by heating the surface and the negative standard chemical potential material can be removed by electrochemical etching. Similar to a sacrificial anode on a ship, this material is preferably electrochemically dissolved or electrolyzed before the material of the surface of the grinding roll is electrolyzed when the grinding roll is wholly or partially dipped in an electrolytic solution and anodized.
  • the latter method is particularly well suited to carry out at sites of use of the grinding roller, which are located in remote locations, such as desert areas or infrastructural poorly equipped mine species.
  • the electrochemical oxidation of the sleeve of more negative standard potential than the surface of the grinding roller may take time. During this time, however, no special equipment or manual effort is required, so that the removal of the hard body can be left almost to itself. Since the hard bodies are usually made of tungsten carbide, which is chemically resistant, the hard body residue can be recovered to supply it to the chemical treatment for the recovery of tungsten.
  • FIG. 2 shows a conical hard body in a conical sleeve in a cylindrical bore
  • FIG. 3 shows a cylindrical hard body in a conical sleeve
  • FIG. 4 shows a conical hard body in a conical bore with a double conical sleeve
  • FIG. 5 shows a waist body with a waisted body, which is clasped by an open sleeve
  • FIG. 6 shows a hard body with two sleeves of different material
  • FIG. 7 Figure of a section of a grinding roller surface, which is electrolytically freed from sleeves.
  • Figures 1 to 4 and 6 are each shown in an upper and in a lower part of the figure, wherein each upper part of the figure represents the state before depression and the respective lower part of the figure, the depressed state of the hard body and the sleeve in the surface of a grinding roller.
  • FIG. 1 shows a cylindrical hard body 100 with a spherical base 101, which is embedded in the surface 102 of a grinding roller. Between the cylindrical hard body 100 and the bore wall 104, a sleeve 105 is arranged, which allows the removal of the hard body 100 after use.
  • both the outer diameter of the hard body 100 and the inner diameter of the bore wall 104 are cylindrical, so that the sleeve 105 can be characterized as cylindrical / cylindrical in terms of sleeve shape and bore shape.
  • the material of the sleeve 105 is best made of the same material as the material of the surface 102 of the grinding roller.
  • the sleeve 105 from a material with a low melting point, which should preferably be below 400 ° C.
  • the 400 ° C limit is due to the tendency of the surface material, if it consists of ADI (Austempered Ductile Iron) to undergo a phase transformation, which also go through hardened forging materials at about this temperature.
  • ADI Austempered Ductile Iron
  • the sleeve material melts below this temperature, removal is possible by uniformly heating the surface by means of, for example, a flame, in which the material is melted and discharged, and then the hard body is pulled. Materials that melt at these low temperatures are usually very sensitive to wear.
  • the sleeve material can be liquefied by heating, so that the hard body 100 sits as soldered in the surface 102 of the grinding roller. This results in a gap-free fit of the hard body 100 in the surface 102, which is free from penetrating into the gap Mahlgutkörnchen that wedge the hard body 100 in the hole downright.
  • the sleeve 105 is made of a material having a more negative chemical standard potential than the material of the surface 102 of the grinding roller.
  • the grinding roller needs to be placed in a only about 10 to 20 cm deep pan, so that the lowest lying hard body 100 are immersed in the electrolyte solution.
  • the entire grinding roller is connected to the anode of a powerful electrical voltage source and a counter-pole is a used almost any, preferably a placed or graphitized electrode.
  • the electrical voltage is adjusted so that fine bubbles 10 of hydrogen are formed on the sleeves 100, as shown in FIG. 9, and indicate the beginning of the electrolysis.
  • the electrical voltage must not be so high that the surface 102, as indicated by the formation of bubbles, begins to decompose. Since the sleeve material has a more negative standard potential than the material of the surface of the grinding roller, it is first decomposed as a sacrificial anode first.
  • the electrolytic decomposition process may well require several days to weeks because of the surface of the sleeve 105, which is always deeper in the annulus between the hard body 100 and the bore during electrolysis and exposed to the electrolyte solution. In this time, however, only a very small monitoring effort is necessary; if necessary, the grinding roller must be rotated in a shallow bath. This type of solution of the hard body 100 from the surface can thus be left to itself and is therefore very inexpensive to perform. Above all, it is possible to perform this type of treatment even in remote places where mines are located, with little expertise and expert training.
  • FIGS. 2 to 4 show various embodiments of the hard body / sleeve pair, which can be characterized by conical / cylindrical, reference as above, in FIG. 2, cylindrical / conical in FIG. 3 and conical / conical in FIG. 4.
  • the conical / cylindrical shape according to FIG. 2 holds the hard body 200 firmly in place, but the sleeve 205 has a larger surface exposed to the grinding stock. Therefore, this sleeve shape is suitable for sleeve material made of the material of the surface of the grinding roller itself. To remove the hard body, the method is best applied here by means of the welding point which is placed on the sleeve 205.
  • the cylindrical / conical shape according to Figure 3 is also suitable for material from the surface material of the grinding roller, this mold is suitable to continue to use existing hard body 300, which are regularly cylindrically shaped in the prior art.
  • the conical / conical shape according to FIG. 4 is finally suitable for grinding rolls which are subjected to particularly high stress and in which the sleeves 400 are fixed particularly intensively by plastic deformation of the surface material.
  • FIG. 5 shows a combination of hard body 500 and sleeve 505, the sleeve 505 being shaped as an open ring around the hard body 500 and in which the hard body 500 is fitted.
  • the sleeve 505 may be placed around the hard body 505 by hot deformation prior to insertion into the bore 504.
  • this may, if it is made of spring steel, be tightened around the sleeve 500.
  • This embodiment has the advantage that the hard body 500 can be prefabricated as a hard body / sleeve combination in large quantities, whereby the assembly is simplified accordingly.
  • FIG. 6 A specific embodiment is shown in FIG. 6, wherein here a cylindrical / cylindrical configuration is selected, which stands here representative of the embodiments described in the figures described above. Particularly in this embodiment is that either two sleeves 605a and 605b in the bore 604 are superimposed and hold the hard body 600.
  • the material of the lower, sunk in the annulus between hard body 600 and bore 604 sleeve 605b made of low-melting material or material with a negative standard chemical potential.
  • the upper sleeve 605a is made of the same material as the material of the grinding roller surface.
  • the upper sleeve 605a wears approximately as fast as the remainder of the surface, so that at maximum tolerable wear, the lower sleeve 605b is exposed and can be removed by the aforementioned methods.

Landscapes

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  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Mahlwalze mit in die Oberfläche (102) eingesetzten Hartkörpern (100) zur Fixierung eines Gutbetts. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die Hartkörper (100) jeweils in einer Hülse (105) aufgenommen und in die Oberfläche (102) eingesetzt sind. Dadurch wird erreicht, dass die Hülsen nach Einsatz und Verschleiß der Mahlwalze leichter aus der Oberfläche für eine Aufarbeitung der Oberfläche entfernt werden können.

Description

Mahlwalze mit in die Oberfläche eingesetzten Hartkörpern
Die Erfindung betrifft eine Mahlwalze mit in die Oberfläche eingesetzten Hartkörpern zur Fixierung eines Gutbetts und Verfahren zum Entfernen der Hartkörper.
Zur Zerkleinerung von körnigem Schüttgut ist es bekannt, das körnige Schüttgut in den Spalt einer Hochdruckwalzenpresse zu geben und dort mit Hilfe eines hohen Spaltdrucks zu zerkleinern. Das Besondere an diesem Verfahren, das von Schönert et al. in der deutschen Offenlegungsschrift DE2708053A1 als Hochdruckzerkleinerung beschrieben ist, ist dass die Walzen ohne Schlupf gegenläufig rotieren und das Mahlgut ausschließlich durch Anwendung eines hohen Drucks, jedoch nicht durch Scherung im Walzenspalt zerkleinern. Im Ergebnis erhält man eine hohe Zerkleinerungsleistung mit hoher Energieausbeute. Die Zerkleinerung im Walzenspalt ist insbesondere geeignet für spröde Materialien.
Um die hohe Schleißwirkung, die trotz fehlenden Walzenschlupfes vorherrscht, abzumildern, ist es bekannt, auf der Oberfläche der Mahlwalzen Hartkörper einzubringen, zwischen denen sich ein Bett aus dem zu mahlenden Mahlgut selbst bildet und sich dort verfestigt und so als autogener Verschleißschutz wirkt. Neben der reinen Ankerwirkung für das sich auf der Oberfläche der Mahlwalze ausbildende Gutbett haben die Hartkörper auch ein verbessertes Einzugsverhalten der Mahlwalzen zur Folge. Um eine optimale Zerkleinerungswirkung zu erhalten, ist es nämlich wichtig, dass der Walzenspalt der Walzenmühle mit einer bestimmten Menge Mahlgut pro Zeiteinheit beschickt wird, um ein optimales Zerkleinerungsverhalten zu erreichen. In der deutschen Patentschrift DE4036040C2 werden erste Ansätze offenbart, eine Mahlwalze mit einer autogenen Verschleißschutzschicht im Einsatz auszustatten. Diese Technik wurde später in der EP0516952B1 verbessert.
Trotz der autogenen Verschleißschutzschicht, die zwischen den igelförmig aus der Walzenoberfläche herausragenden Hartkörpern im Betrieb der Mahlwalze vorliegt, weist die
BESTÄTIGUNGSKOPIE Mahlwalze, je nach Beschaffenheit des Mahlgutes eine begrenzte Standzeit auf. Einige Anwendungen dieser Mahltechnik, wie beispielsweise die Zerkleinerung von Zementklinker mit einer Hochdruckrollenpresse erlauben einen Einsatz der Mahlwalzen von mehreren 1.000 Stunden bis diese soweit verschlissen sind, dass die gewünschte Mahlleistung nicht mehr erreichbar ist. Eine Anwendung dieser Mahltechnik zur Zerkleinerung anderer Materialien, wie beispielsweise Erze, erlauben sogar eine Standzeit der Mahlwalzen von bis zu 10.000 Stunden bis eine Reparatur der Oberfläche oder gar ein Austausch der Mahlwalze notwendig ist. Bei der Abnutzung der Mahlwalze bis zu einem Grad, der einen Einsatz nicht mehr wirtschaftlich vertretbar macht, hat sich ein sogenannter Badewannen-Effekt ausgebildet, bei welchem die Mahlwalze in der axialen Mitte mehr Verschleiß zeigt als an der Rändern der Mahlwalze und somit der Mahlwalze eine geringfügig taillierte Form verleiht. Bei einem derart ausgebildeten Profil der Mahlwalze lässt sich der notwendige Druck im Walzenspalt nicht mehr aufbauen, wodurch einerseits die Zerkleinerung energieintensiver wird und wodurch sich andererseits der Durchsatz der Rollenpressen verringert, weil im Kreislauf geführtes Mahlgut die Mahlwalze mehrfach bis vielfach passieren muss, bis es durch einen Sichter aus dem Mahlkreislauf ausgesichtet wird. Dieses Abnutzungsmuster ist nicht etwa allein dadurch bedingt, dass das Mahlgut mittig auf den Walzenspalt aufgegeben wird, sondern auch dadurch, dass das im Walzenspalt befindliche Mahlgut plastische bis flüssigähnliche Eigenschaften zeigt und während der kurzen Passagezeit durch den Walzenspalt zu den Rändern der Mahlwalzen hinzufließen scheint. Bei dieser Lateralbewegung des Mahlguts wird die Oberfläche langsam abgetragen. Neben der starken Beanspruchung durch fluid erscheinendes Gestein im Walzenspalt durchläuft die Mahlwalze aufgrund des sehr hohen Drucks eine Walkbewegung, die äußerlich ähnlich ist wie die eines rollenden Autoreifens. Die Walkbewegung ist ursächlich dafür, dass die Oberfläche der Mahlwalze mechanisch sehr stark beansprucht wird. In Weiterentwicklung der Mahlwalzen hat sich gezeigt, dass eine geschmiedete Oberfläche zu einer besonders langen Standzeit der Mahlwalze führt.
Soll die Mahlwalze zur Wiederherstellung der ursprünglichen zylindrischen Form aufgearbeitet werden, ist es notwendig, zumindest einen Teil der Hartkörper aus der Oberfläche der Mahlwalze zu entfernen. Da mit kleiner werdenden Hartkörpern die Haftung der autogenen Verschleißschutzschicht bis zu einem Grenzpunkt besser wird, ist man bestrebt, möglichst viele Hartkörper in die Oberfläche der Mahlwalzen einzubringen. Eine Anzahl von 22.000 Hartkörpern in einer Mahlwalze ist hierbei nicht ungewöhnlich.
Wenn eine Mahlwalze verschlissen ist, kann sie durch Entfernen der noch verbliebenen Hartkörper, Abdrehen der Mahlwalze auf eine zylindrische Form und neues Einsenken von Hartkörpern wieder aufgearbeitet werden. Zwar verändert sich dadurch der Einzugswinkel nach Schönert et al., weil der Durchmesser der Mahlwalze nach dieser Art der Aufarbeitung verringert ist und dadurch die Parameter der Spaltpassage verändert sind. Die aufgrund des hohen Fertigungsaufwandes hohen Kosten der Mahlwalze rechtfertigen aber diese Art der Aufarbeitung, sofern es gelingt, die Entfernung der Hartkörper wirtschaftlich zu gestalten.
Der Einsatz von geschmiedeten Bandagen für eine Mahlwalze hat zur Folge, dass einerseits durch die eingangs beschriebene Walkbewegung und aufgrund der Duktilität des Walzenmaterials oder der Walzenbandage die Hartkörper fest in der Restbohrung eingetrieben sind, wobei die Bohrlochränder durch plastische Verformung eng an der Hartkörperoberfläche anliegen. Des Weiteren sind am Rand der Restbohrung in der verschlissenen Oberfläche der Mahlwalze, also am Hals des Hartkörpers, kleine Mahlgutsplitter fest zwischen Bohrungsrand und Hartkörperhals eingetrieben, die wie ein Keil den Hartkörper in der Oberfläche fixieren. In Folge ist ein hoher apparativer und manueller Aufwand nötig, die einzelnen Hartkörper aus der jeweiligen Bohrung zu entfernen. Dass die Hartkörper in der Bohrung eingeklebt sind, ist hierbei noch das geringste Problem, denn der Klebstoff kann durch Wärmebehandlung verkohlt oder pyrolysiert oder verbrannt werden. Das mechanische Ziehen der Hartkörper ist aufgrund der plastischen Verformung der Oberfläche der Mahlwalze sehr aufwändig. Zwar ist man dazu übergegangen, Hartkörper mit einer Ausnehmung einzusetzen, welche ein Werkzeug zum Verdrehen und zum Ausbrechen der Hartkörper aus der Oberfläche aufnehmen können, wie in der DE10200601042A1 und in der DE102009039928B3 beschrieben. Hierzu sind aber rohr- förmige Hartkörper notwendig, die im Einsatz, je nach Beschaffenheit des Mahlgutes eine gegenüber herkömmlichen Hartkörpern geringere Standzeit aufweisen und schneller abnutzen oder brechen können. Zum Entfernen werden heute bei Mahlwalzen, die nicht mit einer duktilen Oberfläche ausgestattet sind, der Klebstoff der Hartkörper verkohlt und anschließend mit einem Werkzeug gezogen, wobei das Ziehen zum Erfolg gegebenenfalls mehrfach wiederholt werden muss. Andere Verfahren sehen das Anschweißen eines Schweißpunktes, eines Zugwerkzeuges oder eines Hakens an den Hartkörper vor, wobei die Hartkörper aus einer nicht-oxidischen Keramik bestehen und daher das Anschweißen auch vergleichsweise aufwändig und wenig Festigkeit aufweisen. Misslingt ein Anschweißen, so ist die Oberfläche des Hartkörperkopfes womöglich abgetragen und ein Entfernen durch Ziehen ist erschwert. Ein anderes Verfahren zum Entfernen der Hartkörper sieht vor, die Hartkörper als Kern einer Hohlbohrung vorzusehen, wobei ein Hohlbohrer den Hartkörper zur Zentrierung nutzt. Um den Hartkörper wird das Walzenmaterial ausgebohrt und der Hartkörper schließlich frei gelegt. Bei 22.000 und ggf. weit mehr Hartkörpern pro einzelner Mahlwalze ist dieses Verfahren zur Entfernung der Hartkörper sehr aufwändig und wirtschaftlich kaum mehr vertretbar.
Es wäre aber wünschenswert, eine Oberfläche mit herkömmlichen Hartkörpern auszustatten, die zur Aufarbeitung oder zur Reparatur begrenzter Oberflächensegmente mit vergleichsweise geringfügigem Aufwand entfernt werden können.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Mahlwalze mit in die Oberfläche eingebrachten Hartkörpem zur Verfügung zu stellen, deren Hartkörper mit geringerem Aufwand entfernbar sind als es im Stand der Technik notwendig ist.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Hartkörper jeweils in einer Hülse aufgenommen und in die Oberfläche eingesetzt sind. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen 2 bis 7 angegeben. Verfahren zum Entfernen dieser Hartkörper werden in den Verfahrensansprüchen 8 bis 10 angegeben.
Der Einsatz einer Hülse ermöglicht ein vereinfachtes Lösen der Hartkörper aus der Oberfläche der Mahlwalze, die aufgrund ihrer Materialeigenschaften duktil und durch Walkbewegungen im Einsatz plastisch verformt ist und dadurch den jeweiligen Hartkörper fest umschließt. Sofern die Hülse aus einem Material gefertigt ist, das identisch ist mit dem Material der Oberfläche der Mahlwalze, kann ein Schweißpunkt an die Hülse angebracht werden und die Hülse mitsamt dem Hartkörper gezogen werden. In diesem Fall ist der mechanische Aufwand zum Ziehen der Mahlwalze zwar nicht wesentlich erleichtert, aber die Materialeigenschaften der Hülse, die identisch ist mit dem Material der Oberfläche erleichtert das Anschweißen des Schweißpunktes deutlich.
In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Hülse und/oder der Hartkörper innerhalb der Bohrung konisch geformt ist. Hierzu ist der Durchmesser am Bohrungsrand in Höhe der Oberfläche größer als am Grund oder unterhalb der Oberfläche. Die konische Anordnung erlaubt ein erleichtertes Ziehen der Hülse mitsamt dem Hartkörper. Da der Konus sich zur Oberfläche hin weitet, ist anzunehmen, dass der Konus durch die Walkbewegung der Mahlwalze und durch die plastische Verformung der Oberfläche aus der Oberfläche der Mahlwalze herausgedrückt wird. Ein Herausdrücken des Konus gegen den Spaltdruck ist in Versuchen jedoch nicht beobachtet worden.
Der Konus des Hartkörpers und/oder der Hülse kann verschiedenartig ausgeprägt sein. Eine einfache konische Hülse ist im inneren zylindrisch geformt und am Außenrand konisch geformt, wobei die Bohrung in der Oberfläche der Mahlwalze dazu korrespondierend geformt ist.
In weiterer Ausgestaltung des Hartkörpers mitsamt der Hülse ist vorgesehen, dass der Hartkörper konisch geformt und zum Kopf hin verjüngt ist. Der Sitz des Hartkörpers, also die Bohrung in der Oberfläche der Mahlwalze, ist hingegen zylindrisch geformt. Die Hülse nimmt im inneren den konischen Hartkörper auf und weist dazu zum Hartkörperfuß hin eine geringere Wandstärke auf.
Schließlich ist auch eine doppelt konische Ausgestaltung vorgesehen, bei der ein konischer Hartkörper durch eine Hülse aufgenommen ist, die den Hartkörper in eine konische Bohrung einpasst, wobei der Hartkörper zum Kopf hin verjüngt ist und die Bohrung zum Hartkörperfuß hin verjüngt ist.
In spezieller Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Hülse als Klemmring um den Hartkörper gelegt und somit offen ist. Dabei kann der Klemmring je nach Materialwahl dickwandig oder dünnwandig sein. Die dickwandige Hülse wird um den Hartkörper geformt, hingegen wird die dünnwandige Hülse, wenn diese bspw. aus Federstahl besteht, um die Hülse gespannt. In ganz besonderer Ausgestaltung der Erfindung besteht die Hülse aus zwei einzelnen Hülsen mit unterschiedlichem Material oder aus einem Verbund material, das in axialer Richtung verschiedene Materialen aufweist. Dabei wird ein weniger verschleißfestes, dafür aber leichter entfernbares Material in dem ringförmigen Raum zwischen Hartkörperfuß und unterer Bohrung eingebracht und der ringförmige Raum, der zur Oberfläche der Mahlwalze weist, ist mit einem besonders verschleißfesten oder mit dem Material der Oberfläche identischem Material ausgestattet. Die Schichtdicke des oberen Materials ist dabei so bemessen, dass es der maximalen Abnutzungstiefe der Mahlwalze entspricht. Ist die maximale Abnutzung erreicht, so wird die leicht entfernbare Hülse frei. Diese kann dann zur Aufarbeitung entfernt werden.
Das Material einer leicht entfernbare Hülse kann durch einen besonders niedrigen Schmelzpunkt aufweisen oder auch ein besonders negatives, chemisches Standardpotential zeigen, so dass es vergleichsweise leicht oxidiert werden kann. Das niedrigschmelzende Material kann durch Aufheizen der Oberfläche entfernt werden und das Material mit dem negativen chemischen Standardpotential kann entfernt werden durch elektrochemisches Ätzen. Ähnlich einer Opferanode an einem Schiff wird dieses Material elektrochemisch bevorzugt gelöst oder elektrolysiert bevor das Material der Oberfläche der Mahlwalze elektrolysiert wird, wenn die Mahlwalze ganz oder teilweise in eine Elektrolytlösung getaucht und anodisch oxidiert wird.
Gerade das letztere Verfahren eignet sich besonders gut zur Durchführung an Einsatzorten der Mahlwalze, die an entlegenen Orten liegen, wie Wüstengebiete oder infrastrukturell gering ausgerüstete Minenorte. Die elektrochemische Oxidation der Hülse mit negativerem Standardpotential als die Oberfläche der Mahlwalze mag ihre Zeit dauern. Während dieser Zeit aber ist kein besonderer apparativer oder manueller Aufwand nötig, so dass die Entfernung der Hartkörper fast sich selbst überlassen werden kann. Da die Hartkörper in der Regel aus Wolframcarbid bestehen, das chemisch resistent ist, kann der Hartkörperrest wiedergewonnen werden, um ihn der chemischen Aufbereitung zur Wiedergewinnung des Wolframs zuzuführen.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Figuren näher erläutert. Es zeigt:
Figur 1 einen Hartkörper in einer zylindrischen Hülse,
Figur 2 einen konischen Hartkörper in einer konischen Hülse in zylindrischer Bohrung,
Figur 3 einen zylindrischen Hartkörper in einer konischen Hülse,
Figur 4 einen konischen Hartkörper in einer konischen Bohrung mit doppeltkonischer Hülse,
Figur 5 einen Hartkörper mit tailliertem Körper, der von einer offenen Hülse umklammert ist,
Figur 6 einen Hartkörper mit zwei Hülsen aus unterschiedlichem Material,
Figur 7 Abbildung eines Ausschnitts einer Mahlwalzenoberfläche, die elektrlytisch von Hülsen befreit wird.
Figuren 1 bis 4 und 6 sind jeweils in einer oberen und in einer unteren Teilfigur dargestellt, wobei die jeweils obere Teilfigur den Zustand vor Einsenkung und die jeweils untere Teilfigur den eingesenkten Zustand des Hartkörpers und der Hülse in die Oberfläche einer Mahlwalze darstellt.
In Figur 1 ist ein zylindrischer Hartkörper 100 mit kugligem Fuß 101 dargestellt, der in die Oberfläche 102 einer Mahlwalze eingelassen ist. Zwischen dem zylindrischen Hartkörper 100 und der Bohrungswand 104 ist eine Hülse 105 angeordnet, die das Entfernen des Hartkörpers 100 nach Einsatz ermöglicht. In dieser Ausgestaltung ist sowohl der Außendurchmesser des Hartkörpers 100 wie auch der Innendurchmesser der Bohrungswand 104 zylindrisch, so dass die Hülse 105 als zylindrisch/zylindrisch in Bezug auf Hülsenform und Bohrungsform charakterisiert werden kann. Zum Entfernen von Hartkörper 100 und Hülse 105 ist vorgesehen, einen Schweißpunkt auf die zur Oberfläche 102 sichtbare Stelle der Hülse 105 anzusetzen und mit Hilfe des Schweißpunktes, der einen Haken, Rohr oder einen Stift zum Greifen aufweist, die Hülse 105 aus der Bohrung zu ziehen. Für diese Ausführungsform ist das Material der Hülse 105 am besten aus demselben Material gefertigt wie das Material der Oberfläche 102 der Mahlwalze.
Alternativ ist es auch möglich, die Hülse 105 aus einem Material mit niedrigem Schmelzpunkt herzustellen, der bevorzugt unter 400°C liegen sollte. Die 400°C-Grenze ist bedingt durch die Neigung des Oberflächenmaterials, sofern es aus ADI (Austempered Ductile Iron) besteht, eine Phasenumwandlung zu durchlaufen, die auch gehärtete Schmiedematerialien etwa bei dieser Temperatur durchlaufen. Wenn das Hülsenmaterial also unterhalb dieser Temperatur schmilzt, so ist eine Entfernung durch gleichmäßiges Erwärmen der Oberfläche mit Hilfe beispielsweise einer Flamme möglich, in dem das Material geschmolzen und ausgelassen und anschließend der Hartkörper gezogen wird. Materialien, die bei diesen geringen Temperaturen schmelzen, sind in der Regel sehr verschleißempfindlich. Da der Verschleiß des Oberflächenmaterials der Mahlwalze auch und gerade am Hals 106 des Hartkörpers 100 auftritt, ist es bei Wahl des bei geringer Temperatur schmelzbaren Materials günstig, wenn die Hülse 105 sehr dünnwandig ist. Das Hülsenmaterial kann durch Erhitzen verflüssigt werden, so dass der Hartkörper 100 wie eingelötet in der Oberfläche 102 der Mahlwalze sitzt. Dadurch entsteht ein spaltfreier Sitz des Hartkörpers 100 in der Oberfläche 102, der frei ist von in den Spalt eindringenden Mahlgutkörnchen, die den Hartkörper 100 in der Bohrung regelrecht verkeilen. Im Betrieb der Mahlwalze wird feststellbar sein, dass der Hals 106 oder der obere Teil der Hülse 105 wie ausgewaschen wirkt, jedoch nimmt dieser Effekt nach kurzer Tiefe ab, weil sich in dem Ringraum zwischen Hartkörper 100 und Bohrungswand 104 eine Schicht aus fest sitzendem Mahlgut aufbaut und so eine autogene Verschleißschutzschicht für die Hülse 105 ausbildet.
In ganz besonderer Ausführungsform ist die Hülse 105 aus einem Material gefertigt, die ein negativeres chemisches Standardpotential aufweist als das Material der Oberfläche 102 der Mahlwalze. Zum Entfernen wird die Mahlwalze in ein Elektrolytbad getaucht, wobei die Mahlwalze in eine nur etwa 10 bis 20 cm tiefe Wanne gestellt werden braucht, so dass die zuunterst liegenden Hartkörper 100 in die Elektrolytlösung eingetaucht sind. Zum Lösen der Hartkörper 100 wird die gesamte Mahlwalze an die Anode einer leistungsfähigen elektrischen Spannungsquelle angeschlossen und als Gegenpol wird eine nahezu beliebige, vorzugsweise eine platzierte oder graphitierte Elektrode verwendet. Zur Durchführung der Elektrolyse wird die elektrische Spannung so eingestellt, dass sich an den Hülsen 100 feine Bläschen 1 10 aus Wasserstoff bilden, wie es in Figur 9 dargestellt ist, und den Beginn der Elektrolyse anzeigen. Die elektrische Spannung darf nicht so hoch gewählt werden, dass auch die Oberfläche 102, angezeigt durch Bläschenbildung, anfängt, sich zu zersetzen. Da das Hülsenmaterial ein negativeres Standardpotential hat als das Material der Oberfläche der Mahlwalze, wird es quasi als Opferanode zuerst zersetzt. Der elektrolytische Zersetzungsvorgang kann wegen der bei der Elektrolyse stets tiefer im Ringraum zwischen Hartkörper 100 und Bohrung liegenden und zur Elektrlytlösung freiliegenden Oberfläche der Hülse 105 durchaus mehrere Tage bis Wochen benötigen. In dieser Zeit aber ist nur ein sehr geringer Überwachungsaufwand notwendig; ggf. muss die Mahlwalze in einem flachen Bad gedreht werden. Diese Art der Lösung der Hartkörper 100 aus der Oberfläche kann somit sich selbst überlassen werden und ist dadurch sehr kostengünstig durchzuführen. Vor allem ist es möglich, diese Art der Behandlung auch an entlegenen Orten, an denen sich Minen befinden, mit wenig Fachwissen und fachmännischer Übung durchzuführen.
In den Figuren 2 bis 4 sind verschiedene Ausführungsformen des Hartkörper/ Hülsenpaars dargestellt, die charakterisiert werden können durch konisch/zylindrisch, Bezug wie vorstehend, in Figur 2, zylindrisch/konisch in Figur 3 und konisch/konisch in Figur 4.
Die konisch/zylindrische Form gemäß Figur 2 hält den Hartkörper 200 gut fest, jedoch weist die Hülse 205 eine größere, dem Mahlgut ausgesetzte Oberfläche auf. Daher ist diese Hülsenform geeignet für Hülsenmaterial aus dem Material der Oberfläche der Mahlwalze selbst. Zum Entfernen des Hartkörpers wird hier am besten das Verfahren mit Hilfe des Schweißpunktes, der auf die Hülse 205 gesetzt wird, angewendet.
Die zylindrisch/konische Form gemäß Figur 3 eignet sich ebenso für Material aus dem Oberflächenmaterial der Mahlwalze, wobei diese Form geeignet ist, bestehende Hartkörper 300, die im Stand der Technik regelmäßig zylindrisch geformt sind, weiter zu nutzen. Die konisch/konische Form gemäß Figur 4 ist schließlich geeignet für Mahlwalzen, die besonders stark beansprucht werden und bei denen die Hülsen 400 besonders intensiv durch plastische Verformung des Oberflächenmaterials fixiert werden.
In Figur 5 ist schließlich eine Kombination aus Hartkörper 500 und Hülse 505 dargestellt, wobei die Hülse 505 als offener Ring um den Hartkörper 500 geformt ist und in welcher der Hartkörper 500 tailliert ist. Bei Verwendung einer dickwandigen Hülse 505 kann die Hülse 505 durch Heißverformung vor Einsatz in die Bohrung 504 um den Hartkörper 505 gelegt werden. Bei der Verwendung einer dünnwandigen Hülse 505 kann diese, sofern sie aus Federstahl gefertigt ist, um die Hülse 500 gespannt werden. Diese Ausführungsform von hat den Vorteil, dass die Hartkörper 500 als Hartkörper/Hülsenkombination in großer Stückzahl vorgefertigt werden können, wodurch die Montage entsprechend vereinfacht wird.
Eine spezielle Ausführungsform ist in Figur 6 gezeigt, wobei hier eine zylindrisch/- zylindrische Ausgestaltung gewählt ist, die hier stellvertretend für die in den vorstehend beschrieben Figuren beschriebenen Ausführungsformen steht. Besonders an dieser Ausführungsform ist, dass entweder zwei Hülsen 605a und 605b in der Bohrung 604 übereinander stehen und den Hartkörper 600 festhalten. Dabei ist das Material der unteren, in dem Ringraum zwischen Hartkörper 600 und Bohrung 604 versenkten Hülse 605b aus niedrigschmelzendem Material oder aus Material mit negativem chemischen Standardpotential gefertigt. Die obere Hülse 605a ist hingegen aus demselben Material gefertigt wie das Material der Mahlwalzenoberfläche. Im Einsatz schleißt die obere Hülse 605a etwa genauso schnell wie der Rest der Oberfläche, so dass bei maximal tolerablem Verschleiß die untere Hülse 605b freigelegt wird und durch die vorstehend genannten Verfahren entfernt werden kann. BEZUGSZEICHENLISTE Hartkörper 400 Hartkörper Fuß. 402 Oberfläche Oberfläche 404 Bohrung Bohrungswand 405 Hülse Hülse
Hals 500 Hartkörper Bläschen 502 Oberfläche
504 Bohrung Hartkörper 505 Hülse Oberfläche
Bohrung 600 Hartkörper Hülse 602 Oberfläche
604 Bohrung Hartkörper 605a Hülse Oberfläche 605b Hülse Bohrung

Claims

PA TENTANSPRÜCHE
Mahlwalze mit in die Oberfläche (102) eingesetzten Hartkörpern (100 200, 300, 400, 500, 600) zur Fixierung eines Gutbetts,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Hartkörper (100 200, 300, 400, 500, 600) jeweils in einer Hülse (105, 205, 305, 405, 505, 605a, 605b) aufgenommen und in die Oberfläche (102, 202, 302, 402, 502, 602) eingesetzt sind.
Mahlwalze nach Anspruch 1.
dadurch gekennzeichnet, dass
die Hülse (105, 205, 305, 405, 505, 605a, 605b) und/oder die Hartkörper (100 200, 300, 400, 500, 600) innerhalb einer Aufnahmebohrung (104, 204, 304, 404, 504, 604) in der Oberfläche (102, 202, 302, 402, 502, 602) der Mahlwalze konisch geformt sind.
Mahlwalze nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Hülse (105, 205, 305, 405, 505, 605a, 605b) den jeweiligen Hartkörper (100 200, 300, 400, 500, 600) als offener Ring (505) teilweise umschließt.
Mahlwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
dass die jeweilige Hülse (605b) durch eine weitere Hülse (605a) oder einen Ring aus einem Material abgedeckt ist, das identisch mit dem Material der Oberfläche (602) der Mahlwalze ist.
Mahlwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
dass das Material der Hülse (105, 205, 305, 405, 505, 605b) einen Schmelzpunkt von 400°C oder weniger aufweist.
Mahlwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
dass das Material der Hülse (105, 205, 305, 405, 505, 605b) ein chemisches Standardpotential aufweist, das geringer, also negativer, ist als das der Oberfläche (102, 202, 302, 402, 502, 602) der Mahlwalze.
Mahlwalze nach Anspruch 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Material der Hülse (105, 205, 305, 405, 505, 605a, 605b) ein Verbundmaterial aus zwei axial übereinander angeordneten Materialien ist.
8. Verfahren zum Entfernen eines Hartkörpers (100, 200, 300, 400, 500) aus der Oberfläche (102, 202, 302, 402, 502) einer Mahlwalze gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7,
gekennzeichnet durch
- Anschweißen einer Vorrichtung zum Befestigen eines Werkzeuges an die Hülse (105, 205, 305, 405, 505),
- Ziehen der Hülse (105, 205, 305, 405, 505) mitsamt oder ohne den Hartkörper (100, 200, 300, 400, 500, 600),
- Sofern der Hartkörper (100, 200, 300, 400, 500) in der Oberfläche (102, 202, 302, 402, 502) der Mahlwalze verbleibt, Ziehen des Hartkörpers.
9. Verfahren zum Entfernen eines Hartkörpers (100, 200, 300, 400, 500, 600) aus der Oberfläche einer Mahlwalze gemäß Anspruch 5,
gekennzeichnet durch
- Aufheizen der Oberfläche (102, 202, 302, 402, 502, 602) der Mahlwalze bis zum Schmelzpunkt der Hülse (105, 205, 305, 405, 505, 605b),
- Entfernen des Hartkörpers (100 200, 300, 400, 500, 600) durch Ziehen.
10. Verfahren zum Entfernen eines Hartkörpers (100, 200, 300, 400, 500, 600) aus der Oberfläche (102, 202, 302, 402, 502, 602) einer Mahlwalze gemäß Anspruch 6, gekennzeichnet durch
- Einsenken der Mahlwalze in eine Elektrolytlösung,
- Verbinden der Mahlwalze mit einer elektrischen Spannungsquelle, wobei die Mahlwalze mit der Anode verbunden wird, - Verbinden einer Gegenelektrode mit derselben Spannungsquelle, wobei die Gegenelektrode mit der Kathode verbunden wird,
- anodisches Oxidieren der Hülse (105, 205, 305, 405, 505, 605b) in der Elektrolytlösung.
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