DE19506600A1 - Walze, Verfahren zur Herstellung einer Walze sowie Gutbettwalzenmühle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Walze entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Walze, gemäß dem Oberbegriff des An­ spruches 14; sie bezieht sich ferner auf eine Gutbett­ walzenmühle für die Zerkleinerung spröder Mahlgüter, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 22.

Eine Walze der im Oberbegriff des Anspruches 1 voraus­ gesetzten Art ist beispielsweise im Zusammenhang mit einer Gutbettwalzenmühle in der DE-A-42 10 395 be­ schrieben. Bei dieser bekannten Ausführung ist ein Hartguß-Walzenmantel auf einem Walzengrundkörper aus­ wechselbar befestigt, wobei auch auf der Außenseite bzw. Außenumfangsseite dieses Walzenmantels Profilie­ rungs-Schweißraupen nach bestimmten Mustern in der Weise aufgebracht sein können, daß sich eine profi­ lierte Verschleißschutzpanzerung mit nach außen vorste­ henden, durch Auftragsschweißung aufgebrachten Hartma­ terialstreifen und dazwischen vorhandenen Vertiefungen ergibt, in denen Mahlgutteilchen fest- bzw. eingepreßt sind und dadurch einen autogenen Verschleißschutz für die Manteloberfläche bilden. Durch diese Maßnahmen wird zugleich ein gutes Einzugsvermögen des zu zerkleinern­ den Gutes in dem zwischen den beiden Walzen vorhandenen Mahlspalt geschaffen.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Walze gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, ein Ver­ fahren zur Herstellung einer Walze nach dem Gattungsbe­ griff des Anspruches 14 sowie eine Gutbettwalzenmühle entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 22 dahin weiterzuentwickeln, daß ein besonders dauerhafter Ver­ schleißschutz der Walzenoberfläche und ein zuverläs­ siges Guteinzugsvermögen und Zusammenwirken solcher Walzen auch bei relativ geringem Hartmaterialverbrauch gewährleistet werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Kennzei­ chen des Anspruches 1 (die Walze betreffend) bzw. durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 14 (für ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Walze) sowie außerdem durch das Kennzeichen des Anspruches 22 (bezüglich der Gutbettwalzenmühle) gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Erfindung sind Ge­ genstand der Unteransprüche.

Während bei der oben beschriebenen sowie etwa ver­ gleichbaren anderen bekannten Walzenausführungen Profi­ lierungen auf dem Walzenmantel dadurch ausgebildet wor­ den sind, daß auf dessen glatte Außenseite (Umfangsaußenseite) Hartmaterialstreifen nach einem be­ stimmten Muster aufgeschweißt werden, damit sich zwi­ schen diesen Streifen mit Mahlgutteilchen auszufüllende Vertiefungen ergeben, wird die Verschleißschutzpanze­ rung nach der Erfindung auf der Außenseite des Walzen­ mantels bzw. eines Umfangsmantelbereiches deutlich an­ ders ausgebildet. Erfindungsgemäß erfolgt die Ausbil­ dung dieser Verschleißschutzpanzerung nämlich dadurch, daß im Material des Umfangsmantelbereiches (oder des gesondert ausgebildeten Walzenmantels) von der Au­ ßenseite her Negativprofilierungen etwa in Form von Profilnuten bzw. - rillen ausgebildet sind, in denen die Gutteilchen - insbesondere während des Zerkleine­ rungsprozesses in einer Gutbettwalzenmühle - festge­ preßt sind, und daß dabei die Hartmaterialstreifen nur auf den die Profilnuten begrenzenden, stegartigen Pro­ filvorsprüngen aufgeschweißt sind. Bei dieser erfin­ dungsgemäß ausgebildeten Walze werden somit die Vertie­ fungen der profilierten Verschleißschutzpanzerung nicht nur durch die Materialhöhe bzw. Materialdicke der auf der Außenseite des Walzenmantels durch Hartauf­ tragsschweißung aufgebrachten Hartmaterialstreifen be­ stimmt, sondern zum einen durch die - radiale - Tiefe der von der Außenseite des Umfangsmantelbereiches her in das Walzenmaterial eingearbeiteten Profilnuten und zum andern von der Materialhöhe bzw. -dicke der Hartma­ terialstreifen. Da diese Hartmaterialstreifen nur auf den die Profilnuten begrenzenden bzw. zwischen den Pro­ filnuten vorhandenen bzw. stehengebliebenen, stegar­ tigen Profilvorsprüngen aufgeschweißt sind, kann die erfindungsgemäße Walzenausführung gegenüber den bekann­ ten Walzen, insbesondere Mahlwalzen, dadurch optimiert werden, daß verhältnismäßig wenig von dem relativ teu­ ren, hochverschleißfesten Hartmaterial verwendet werden muß. Dabei kann vor allem durch die in den Profilnuten festgepreßten Gutteilchen (die diese Profilnuten weit­ gehend bzw. nahezu vollkommen ausfüllen) in den Berei­ chen zwischen den Hartmaterialstreifen ein ausreichend fester autogener Verschleißschutz geschaffen werden, so daß die Außenseite des Umfangsmantelbereiches bzw. des Walzenmantels insgesamt einen besonders guten, dauer­ haften Verschleißschutz für die Walzenoberfläche und gleichzeitig auch ein sehr zuverlässiges Guteinzugsver­ mögen der so gebildeten Walzen gewährleisten kann.

Bei dieser erfindungsgemäßen Walze ist es ferner von Vorteil, wenn die Profilnuten einen Querschnitt mit ei­ nem Tiefen Breiten-Verhältnis von etwa 0,4 bis 0,75 aufweisen, wobei die Profiltiefe - wie bereits ange­ deutet - durch die Summe aus der radialen Steghöhe der ausgearbeiteten Profilvorsprünge und der radialen Mate­ rialhöhe der Hartmaterialstreifen gebildet ist. Auf diese Weise wird eine besonders hohe Standfestigkeit der Profilierung geschaffen. Dabei ist es ferner beson­ ders vorteilhaft, wenn die Materialhöhe der Hartmateri­ alstreifen in Abhängigkeit von dem jeweils zu be- bzw. verarbeitenden Gut etwa 3 bis 15 mm, vorzugsweise etwa 4 bis 8 mm beträgt. Zweckmäßig besitzen hierbei die Profilnuten eine maximale Querschnittsbreite von etwa 30 bis 40 mm.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird darin gesehen, daß die Hartmaterialstreifen aus einer Metallmatrix mit darin eingelagerten Wolframkar­ biden (bzw. Wolframkarbid-Teilchen) hergestellt sind, deren Teilchengröße etwa 0,1 bis 2 mm, vorzugsweise etwa 0,2 bis 1,2 mm und deren Volumenanteil etwa 50 bis 80% des Gesamtvolumens der aufgeschweißten Hartmateri­ alstreifen beträgt.

Die Erfindung betrifft auch die Herstellung einer Walze, insbesondere einer Mahlwalze für die Zerkleine­ rung spröder Mahlgüter (z. B. mineralischer Güter, Erze oder dgl.) in einer an sich bekannten Gutbettwalzen­ mühle, in der zwei solcher Walzen gegenläufig rotierend angetrieben und mit hohem Druck gegeneinandergedrückt werden, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 14. Erfindungsgemäß wird eine solche Walze durch folgende Verfahrensschritte zur Ausbildung der Verschleißschutz­ panzerung hergestellt:

• a) In das Material des Umfangsmantelbereiches bzw. des gesondert ausgebildeten Walzenmantels werden von dessen Außenseite her Negativprofilierungen etwa in Form von Profilnuten bzw. -rillen oder dgl. eingear­ beitet, in denen Teilchen des zu bearbeitenden Gutes (insbesondere Mahlgutes) aufgenommen und festgepreßt werden;
• b) die Hartmaterialstreifen werden nur auf die Profil­ nuten begrenzende Profilvorsprünge aufgeschweißt.

Eine Gutbettwalzenmühle für die Zerkleinerung spröder Mahlgüter, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 22, zeichnet sich dadurch aus, daß die Verschleiß­ schutzpanzerung jeder der beiden dort eingebauten Mahl­ walzen zumindest in der zuvor beschriebenen erfindungs­ gemäßen Weise ausgeführt ist.

Nachfolgend sei die Erfindung (sowohl hinsichtlich der konstruktiven Gestaltung als auch hinsichtlich des Her­ stellungsverfahrens der Walze als auch hinsichtlich der mit zwei solchen Walzen ausgestatteten Gutbettwalzen­ mühle) anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser weitgehend schematisch gehaltenen Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht zweier etwa in einer Gutbettwalzenmühle zusammengeordne­ ter Walzen bzw. Mahlwalzen gemäß der Er­ findung;

Fig. 2 eine im vergrößerten Maßstab sowie teil­ weise im Längsschnitt dargestellte Perspektivansicht eines Walzenausschnit­ tes im Umfangsmantelbereich;

Fig. 3 eine Teil-Längsschnittansicht durch den Umfangsmantelbereich der Walze zur Erläu­ terung einer anderen Ausführungsform von Profilnuten;

Fig. 4 eine vereinfachte Aufsicht auf eine wei­ tere Ausführungsform der Walze;

Fig. 5 eine teilweise (in Axialrichtung) ge­ schnittene Teilansicht zweier in einer Gutbettwalzenmühle zusammenwirkenden Mahlwalzen.

Bei der nachfolgenden Erläuterung der Zeichnung sei an­ genommen, daß erfindungsgemäß ausgeführte Walzen in be­ sonders bevorzugter Weise als Mahlwalzen für die Zer­ kleinerung spröder Mahlgüter in einer Gutbettwalzen­ mühle verwendet werden, obwohl diese Walzen auch in fast gleichartiger Weise in eine Walzenpresse oder dgl. eingebaut werden können, wo vielfach ähnliche Verhält­ nisse bzw. Beanspruchungen vorliegen können, wenn eine solche Walzenpresse etwa zum Pressen von irgendwelchen mineralischen Gütern, wie z. B. Kohle, Kunstdünger oder dgl., verwendet wird.

Anhand Fig. 1 sei zunächst der allgemeine Aufbau einer an sich bekannten Gutbettwalzenmühle erläutert. In ei­ ner solchen Walzenmühle sind zwei gegenläufig - ent­ sprechend den Pfeilen 1 - rotierend antreibbare, als Mahlwalzen 2 ausgeführte Walzen angeordnet, die mit ho­ hem Druck (wie durch Pfeile 3 angedeutet) zumindest teilweise elastisch gegeneinander gedrückt werden. Beide Mahlwalzen 2 weisen den gleichen konstruktiven Aufbau gemäß der vorliegenden Erfindung auf. Zwischen den beiden Mahlwalzen 2 ist ein Mahlspalt 4 gebildet, der von dem zu zerkleinernden Mahlgut (gestrichelte Pfeile 5) während der an sich bekannten und daher nicht näher erläuterten Gutbettzerkleinerung passiert wird. Hierbei sei ferner auch angenommen, daß in Fig. 1 die linke Mahlwalze 2 als Festwalze gelagert ist, während die rechte Walze eine elastisch bzw. federnd gegen die Festwalze drückbare und dabei relativ verschiebbare Loswalze darstellt (wie an sich bekannt).

Nachfolgend sei der prinzipielle Aufbau einer solchen Mahlwalze hinsichtlich der hier besonders interessie­ renden Verschleißschutzpanzerung näher erläutert.

Bei der in Fig. 2 nur z. T. veranschaulichten Mahlwalze 2 sei angenommen, daß diese einen Walzenkörper 6 enthält, dessen ringförmiger äußerer Umfangsbereich eine Art Walzenmantel bzw. einen Umfangsmantelbereich 7 auf­ weist, der insbesondere in dieser Fig. 2 veranschaulicht ist. Der Walzenkörper 6 mitsamt seinem Umfangsmantelbe­ reich 7 kann erfindungsgemäß aus einem druckfesten und gut schweißbaren Walzengrundwerkstoff hergestellt sein, für den jedes geeignete Material verwendet werden kann, wie z. B. bzw. vorzugsweise eine 18 Ni-Cr-Mo-14.6-Legie­ rung bzw. eine gleichartige Eisengrundlegierung.

Auf der Außenseite bzw. Außenumfangsseite dieses Um­ fangsmantelbereiches 7 ist eine profilierte Verschleiß­ schutzpanzerung 8 ausgebildet, die nach außen vorste­ hende Hartmaterialstreifen 9 sowie dazwischen vorhan­ dene Vertiefungen 10 aufweist, in denen Mahlgutteilchen aufgenommen und gewissermaßen in einer Schicht festge­ preßt sind, wie es bei 11 angedeutet ist. Diese festge­ preßten Mahlgutschichten 11 (in den Vertiefungen 10) bilden somit - neben den Hartmaterialstreifen 9 - ebenfalls einen wesentlichen Teil der Verschleißschutz­ panzerung 8.

Im ganzen ist diese Verschleißschutzpanzerung 8 nun da­ durch hergestellt, daß in das Material bzw. in den Wal­ zengrundwerkstoff des Umfangsmantelbereiches 7 von des­ sen Außenseite her Negativprofilierungen etwa in Form von Profilnuten oder -rillen 12 eingearbeitet sind, wo­ durch stegartige Profilvorsprünge 13 verbleiben, die zwischen je zwei benachbarten Profilnuten 12 ausgebil­ det sind bzw. diese Profilnuten begrenzen. Nur auf diese Profilvorsprünge 13 sind die Hartmaterialstrei­ fen 9 jeweils schichtartig durch Auftragsschweißung entsprechenden Hartmateriales aufgeschweißt.

Da eine solche Mahlwalze 2 während des Betriebes in ei­ ner Gutbettwalzenmühle nicht nur relativ großen Ver­ schleißbeanspruchungen sondern im allgemeinen auch be­ sonders hohen Druckbeanspruchungen ausgesetzt ist, muß dafür gesorgt werden, daß trotz relativ schmaler Brei­ ten b der Profilvorsprünge 13 und auch der darauf auf­ geschweißten Hartmaterialstreifen 9 eine ausreichende Standfestigkeit dieser Profilierung der Verschleiß­ schutzpanzerung 8 gewährleistet ist. Dementsprechend ist es zweckmäßig, wenn die nutenförmigen Vertiefun­ gen 10 (die die Profilnuten 12 mit einschließen) einen lichten Querschnitt mit einem Tiefen : Breiten-Verhält­ nis (T : B) von etwa 0,4 bis 0,75 aufweisen, wobei die Tiefe (T) durch die Summe aus der radialen Steghöhe h₁ der ausgearbeiteten Profilvorsprünge 13 und der radia­ len Materialhöhe h₂ der Hartmaterialstreifen 9 gebildet ist. Die Materialhöhe h₂ der Hartmaterialstreifen 9 wird zweckmäßig in Abhängigkeit von der Beschaffenheit (insbesondere Härte und Abrasivität) des zu bearbeiten­ den bzw. zu zerkleinernden Mahlgutes gewählt und be­ trägt etwa 3 bis 15 mm, vorzugsweise etwa 4 bis 8 mm, wie es in Fig. 2 durch verschiedene Dickendarstellungen bei den verschiedenen veranschaulichten Hartmaterial­ streifen 9 angedeutet ist. Die Profilnuten 12 und somit die Vertiefungen 10 können wiederum in Anpassung bzw. Abhängigkeit von dem zu zerkleinernden Mahlgut eine maxi­ male Querschnittsbreite B von etwa 30 bis 40 mm be­ sitzen.

Wie es ferner in Fig. 2 angedeutet ist, kann es mitun­ ter zweckmäßig sein, an zumindest einem axialen Ende 2a der Mahlwalze 2 einen in axialer Richtung etwas breiter gehaltenen Randstreifen 14 vorzusehen, der jedoch - ge­ nau wie im übrigen Längsabschnitt der Walze - grund­ sätzlich ebenfalls aus einem Profilvorsprung 13 mit aufgeschweißtem Hartmaterialstreifen 9 besteht. Dieser Randstreifen 14 kann je nach Verwendung und Breite der ganzen Walze eine axiale Breite von etwa 20 bis 50 mm besitzen.

Neben der zweckmäßig zu wählenden Querschnittsbreite B der Profilnuten ist ferner deren Querschnittsform inso­ fern von einer gewissen Bedeutung, als dadurch ein be­ sonders zuverlässiges Festhalten der in den Vertiefun­ gen 10 bzw. Profilnuten 12 festgepreßten Mahlgutteil­ chen bzw. Mahlgutteilchenschicht 11 gewährleistet wird. In diesem Sinne sollten zumindest die Profilnuten 12 (gegebenenfalls auch die ganzen Vertiefungen 10) einen etwa rechteckigen bis trapezförmigen Querschnitt besit­ zen. In der Darstellung gemäß Fig. 2 ist ein rechtecki­ ger Querschnitt veranschaulicht (mit der lichten Breite B und der Gesamttiefe T). Ein trapezförmiger Querschnitt der Profilnuten 12 ist in Fig. 3 in einer Teil-Längsschnittansicht veranschaulicht, wobei dement­ sprechend der trapezförmige Querschnitt sich radial nach außen (zur Außenseite hin) verjüngt, d. h. die schmaleren Trapezseiten des Nutenquerschnittes liegen etwa auf der Außenseite des Mantelumfangs, so daß sich gewissermaßen eine hinterschnittene Nutenform für die Profilnuten 12 ergibt und dadurch ein besonders gutes Festpressen und dauerhaftes Festhalten der Mahlgutteil­ chenschicht 11 gewährleistet wird.

Der Verlauf der genannten Profilierungen der Ver­ schleißschutzpanzerung 8 kann nun verschiedenen Ein­ satzzwecken der Walze 2 angepaßt werden. Bei der Dar­ stellung in Fig. 2 sei angenommen, daß die Profilnu­ ten 12 und die stegförmigen Profilvorsprünge 13 so in den Umfangsmantelbereich 7 eingearbeitet sind, daß sie in Umfangsrichtung der Walze 2 verlaufen. In Fig. 4 ist dagegen eine Möglichkeit veranschaulicht, nach der die Profilnuten 12 und die stegförmigen Profilvorsprünge 13 sich in Achsrichtung der Walze 2 erstrecken. Ohne daß es noch näher veranschaulicht werden müßte, läßt sich leicht vorstellen, daß im Bedarfsfalle die Profilnu­ ten 12 und Profilvorsprünge 13 auch etwa schraubenlini­ enförmig bzw. diagonal verlaufend auf der Außenseite des Umfangsmantelbereiches 7 ausgebildet sein können.

Von besonderem Vorteil ist es bei dieser erfindungsge­ mäßen Walze 2 ferner, wenn die Hartmaterialstreifen 9 aus einer Metallmatrix mit darin eingelagerten Wolfram­ karbiden bzw. Wolframkarbid-Teilchen - durch Hartauf­ tragsschweißung - hergestellt sind, bei denen die Teilchengröße etwa 0,1 bis 2 mm, vorzugsweise etwa 0,2 bis 1,2 mm und der Volumenanteil dieser Wolframkarbide etwa 50 bis 80% des Gesamtvolumens der aufgeschweißten Hartmaterialstreifen 9 beträgt. Diese Wolframkarbide können dabei etwa in Form von Wolfram-Schmelzkarbiden oder Wolfram-Pellets vorgesehen sein. In zweckmäßiger Weise kann die Metallmatrix für die eingelagerten Wolf­ ramkarbide aus einer Ni, Cr, B, Si enthaltenden Legie­ rung, einer Eisenbasis-Legierung mit den Elementen c, Mn, Si, Cr und Mo oder aus einem unlegierten Schweißzu­ satzwerkstoff bestehen.

Auch für den rein konstruktiven Aufbau der erfindungs­ gemäßen Walze 2 bestehen mehrere Möglichkeiten, die an­ hand der beiden im Querschnitt in Fig. 1 veranschaulich­ ten Mahlwalzen 2 erläutert seien.

So kann die in Fig. 1 linke Mahlwalze 2 - wie bereits anhand Fig. 2 angedeutet - einen Walzenkörper 6 aufwei­ sen, der mit seinem nur angedeuteten - etwa zylinder­ ringförmigen - Umfangsmantelbereich 7 in Form einer Vollwalze aus Schmiedestahl oder ggf. auch aus Guß her­ gestellt ist.

Bei der rechten Mahlwalze 2 in Fig. 1 sei angenommen, daß der Walzenkörper 6 in an sich bekannter Weise aus einem Walzengrundköper 6a und einem gesondert auf die­ sem Walzengrundkörper 6a auswechselbar befestigten Wal­ zenmantel besteht, der den oben beschriebenen Umfangs­ mantelbereich 7 bildet. Dieser auf seiner Außenseite mit der Verschleißschutzpanzerung 8 versehene Walzen­ mantel kann nun wiederum unterschiedlich gestaltet sein. Dieser Walzenmantel kann nun entsprechend der Darstellung in der linken Hälfte (der rechten Walze) in Fig. 1 nach Art einer auswechselbaren Bandage 7a in an sich bekannter Weise auf dem Walzengrundkörper 6a befe­ stigt sein und dabei auf der Außenseite mit der anhand Fig. 2 erläuterten Verschleißschutzpanzerung 8 versehen sein. Gemäß der Darstellung in der rechten Hälfte (der rechten Walze) in Fig. 1 ist der bandagenförmige Walzen­ mantel gewissermaßen in mehrere Mantelsegmente 7b un­ terteilt, die auf dem Walzengrundkörper 6a auswechsel­ bar befestigt sind und auf deren Außenseite dann wie­ derum die anhand Fig. 2 näher erläuterten Profilnu­ ten 12 und Profilvorsprünge 13 ausgebildet sind.

Wie eine erfindungsgemäße Walze bzw. Mahlwalze 2 zweck­ mäßig hergestellt werden kann, ergibt sich bereits weitgehend aus der vorhergehenden Beschreibung. Hier­ nach wird die bzw. jede Mahlwalze 2 bei Ausbildung ih­ rer Verschleißschutzpanzerung 8 in mehreren Verfahrens­ schritten hergestellt, indem in das Material des Um­ fangsmantelbereiches 7 von dessen Außenseite her die erwähnten Profilnuten 12 eingearbeitet werden, in denen Teilchen des zu bearbeitenden bzw. zu zerkleinernden Gutes aufgenommen und festgepreßt werden, und indem die Hartmaterialstreifen 9 nur auf die die Profilnuten 12 begrenzenden bzw. die zwischen diesen Profilnuten 12 verbleibenden Profilvorsprünge 13 aufgeschweißt werden. Dabei soll zweckmäßig ein Tiefe : Breite-Verhältnis (T : B) von etwa 0,4 bis 0,75 für den lichten Quer­ schnitt der Vertiefungen 10 eingehalten werden, wie es anhand der Fig. 2 weiter oben näher erläutert ist.

Die in ihrer Materialzusammensetzung und sonstigen Aus­ führung ebenfalls bereits weiter oben näher erläuterten Hartmaterialstreifen 9 können in der jeweils geeigneten Dicke bzw. Materialhöhe durch Auftragsschweißung auf die Profilvorsprünge 13 auf verschiedene Weise aufge­ bracht werden.

Eine Möglichkeit für die Art der Auftragsschweißung und somit für die Ausbildung der Verschleißschutzpanze­ rung 8 besteht darin, daß zunächst die Profilnuten 12 in den Umfangsmantelbereich 7 des Walzenkörpers 6 ein­ gearbeitet und danach auf der Außenseite der neben den Profilnuten 12 stehengebliebenen bzw. zwischen je zwei einander benachbarten Profilnuten 12 verbliebenen, stegartigen Profilvorsprünge 13 die Hartmetall-Legie­ rung unter Ausbildung der Hartmaterialstreifen 9 auf­ geschweißt wird. Dabei können die Profilnuten 12 und die stegartigen Profilvorsprünge 13 beispielsweise ent­ weder beim Gießen des Walzenkörpers 6 oder nach Her­ stellung des vollen Walzenkörpers 6 durch entsprechende Einfräsungen oder Eindrehungen in das Material des Umfangsmantelbereiches 7 hergestellt werden.

In jedem Falle kann es bei der soeben geschilderten Vorfertigung der Profilnuten 12 und Profilvorsprünge 13 zweckmäßig sein, das Auftragsschweißen der Hartmetall- Legierung (zur Ausbildung der Hartmaterialstreifen 9) unter Verwendung von formenden Kokillen durchzuführen, die den Profilvorsprüngen 13 während der Durchführung des Auftragsschweißens zugeordnet werden, so daß die Hartmaterialstreifen 9 mit besonders großer Formgenau­ igkeit bzw. Maßhaltigkeit auf den Außenseiten der Pro­ filvorsprünge 13 aufgebracht werden können.

Eine andere Vorgehensweise bei der Ausbildung der Ver­ schleißschutzpanzerung 8 auf der Außenseite des Um­ fangsmantelbereiches 7 ergibt sich dadurch, daß zunächst die Hartmetall-Legierung nach einem entspre­ chend den einzuarbeitenden Profilnuten 12 vorgegebenen Muster auf der Außenseite des Umfangsmantelbereiches 7 in Form von Streifen 9 aufgeschweißt und danach die Profilnuten 12 im Bereich zwischen den aufgeschweißten Streifen 9 ausgearbeitet, vorzugsweise ausgefräst oder ausgedreht werden. Hierdurch kann ebenfalls eine äu­ ßerst gute Maßhaltigkeit und genaue Formgebung sowohl der Hartmaterialstreifen 9 als auch der sie tragenden Profilvorsprünge 13 und somit auch der Profilnuten 12 gewährleistet werden.

Obwohl viele verschiedene Schweißverfahren angewendet werden können, um die Hartmaterialstreifen 9 auf ihren Profilvorsprüngen 13 anzubringen, werden das PTA- (Plasma Transferred Arc), das MAG-(Metall Aktiv Gas) das MIG-(Metall Inert Gas) und das autogene Schweißen sowie das Schweißen mit Fülldrähten als besonders ge­ eignete Schweißverfahren bevorzugt.

Bei jeder der anhand der Zeichnung erläuterten Herstel­ lungsmöglichkeiten der profilierten Verschleißschutz­ panzerung 8 kann eine optimale Breite der Profilnu­ ten 12 bei relativ schmalen Profilvorsprüngen 13 er­ zielt werden, wobei die Breite der Profilnuten 12 viel­ fach abhängig ist von der Korngröße des zu zerkleinern­ den Aufgabegutes. Dabei führt eine relativ kleine Breite der Profilvorsprünge 13 zu einem verhältnismäßig geringem Verbrauch an relativ teurem Hartmaterial für die Hartmaterialstreifen 9, ohne daß dadurch - bei Be­ achtung eines optimalen Verhältnisses von Tiefe : Breite (T : B) der Profilvertiefungen 10 wie oben erläutert - eine Bruchgefahr der Profilvor­ sprünge 13 (mit den darauf aufgebrachten Hartmaterial­ streifen 9) während der hohen Betriebsbelastungen auf­ treten wird.

Betrachtet man nochmals die in Fig. 1 in einer schema­ tischen Querschnittsansicht veranschaulichte Gutbett­ walzenmühle, dann kann somit jede der beiden darin ein­ gebauten Mahlwalzen 2 mit einer Verschleißschutzpanze­ rung nach wenigstens einer der zuvor beschriebenen Aus­ führungsarten ausgeführt sein. Grundsätzlich besteht hierbei auch die Möglichkeit, beide Walzen mit gleich­ artig angebrachten und gleichgroß bemessenen Profilnu­ ten 12 und Profilvorsprüngen 13 mit darauf aufge­ schweißten Hartmaterialstreifen 9 auszubilden, und zwar in der Weise, daß die Profilnuten 12 beider Mahlwalzen 2 und die Profilvorsprünge 13 mit ihren Hartmaterial­ streifen 9 sich jeweils genau gegenüberliegen. Dies wäre beispielsweise der Fall, wenn beide Mahlwalzen 2 der Gutbettwalzenmühle genau gleichartig wie in Fig. 2 veranschaulicht ausgeführt sind.

Besonders bevorzugt wird jedoch eine Ausführung der Gutbettwalzenmühle, bei der die beiden Mahlwalzen 2 - abgesehen von den jeweiligen Abmessungen der Profilnu­ ten und Profilvorsprünge - im Prinzip gleichartig auf­ gebaut und hergestellt sind, wie es insbesondere anhand der Fig. 2 und 3 erläutert worden ist, die dabei aber - wie anhand Fig. 5 veranschaulicht - die Profilnuten 12 und die stegartigen Profilvorsprünge 13 (mit ihren dar­ auf aufgeschweißten Hartmaterialstreifen 9) am Umfangs­ mantelbereich der einen Mahlwalze gegenüber den Profil­ nuten und Profilvorsprüngen 13/Hartmaterialstreifen 9 am Umfangsmantelbereich der anderen, gegenüberliegenden Mahlwalze 2′ derart versetzt zueinander angebracht sind, daß sich - bis auf relativ schmale Endabschnitte - jeweils mit eingepreßten Gutteilchen (vgl. Gutschich­ ten 11) gefüllte Profilnuten 12 und mit Hartmaterial­ streifen 9 versehene Profilvorsprünge 13 vorzugsweise etwa symmetrisch zueinander gegenüberliegen. Dies be­ deutet also, daß die Profilnuten 12 und Profilvor­ sprünge der beiden sich gegenüberliegenden Mahlwalzen 2, 2′ gegeneinander versetzt sind. Dabei werden bei gleicher axialer Walzenbreite beider Walzen die axialen Randstreifen 14 bzw. 14′ zweckmäßig eine entsprechend unterschiedliche axiale Breite zueinander besitzen und sich lediglich im äußersten Randbereich unmittelbar ge­ genüberliegen, wie es aus Fig. 5 ersichtlich ist.

Claims (24)

1. Walze, insbesondere Mahlwalze für die Zerkleinerung spröder Mahlgüter in einer Gutbettwalzenmühle, in der zwei gegenläufig rotierend antreibbare Mahlwal­ zen (2) mit hohem Druck gegeneinander gedrückt wer­ den, enthaltend einen Walzenkörper (6) mit einem Um­ fangsmantelbereich (7), dessen Außenseite eine pro­ filierte Verschleißschutzpanzerung (8) mit nach au­ ßen vorstehenden Hartmaterialstreifen (9) und dazwi­ schen vorhandenen, eingepreßte Gutteilchen enthal­ tenden Vertiefungen (10) aufweist,
gekennzeichnet durch folgende Ausbildung der Ver­ schleißschutzpanzerung (8):

• a) im Material des Umfangsmantelbereiches (7) sind von der Außenseite her Negativprofilierungen etwa in Form von Profilnuten (12) ausgebildet, in denen die Gutteilchen festgepreßt sind;
• b) die Hartmaterialstreifen (9) sind nur auf die die Profilnuten (12) begrenzenden, stegartigen Profilvorsprüngen (13) aufgeschweißt.

2. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilvertiefungen (10) einen Querschnitt mit einem Tiefen : Breiten-Verhältnis (T : B) von etwa 0,4 bis 0,75 aufweisen, wobei die Tiefe (T) durch die Summe aus der radialen Steghöhe (h₁) der ausge­ arbeiteten Profilvorsprünge (13) und der Material­ höhe (h₂) der Hartmaterialstreifen (9) gebildet ist.

3. Walze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialhöhe (h₂) der Hartmaterialstreifen (9) in Abhängigkeit von dem zu bearbeitenden Gut etwa 3 bis 15 mm, vorzugsweise etwa 4 bis 8 mm, beträgt.

4. Walze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilnuten (12) eine maximale Querschnitts­ breite (B) von etwa 30 bis 40 mm besitzen.

5. Walze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilnuten (12) einen etwa rechteckigen bis etwa trapezförmigen Querschnitt besitzen, wobei der trapezförmige Querschnitt sich radial nach außen verjüngt.

6. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Profilnuten (12) und die stegartigen Pro­ filvorsprünge (13) in Achsrichtung der Walze (2) er­ strecken.

7. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilnuten (12) und die Profilvorsprünge (13) etwa schraubenlinienförmig oder in Umfangsrichtung der Walze (2) verlaufen.

8. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartmaterialstreifen (9) aus einer Metallmatrix mit darin eingelagerten Wolframkarbiden hergestellt sind, deren Teilchengröße etwa 0,1 bis 2 mm, vor­ zugsweise etwa 0,2 bis 1,2 mm und deren Volumenan­ teil etwa 50 bis 80% des Gesamtvolumens der aufge­ schweißten Materialstreifen beträgt.

9. Walze nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallmatrix für die eingelagerten Wolframkar­ bide aus einer Ni, Cr, B, Si enthaltenden Legierung, einer Eisenbasis-Legierung mit den Elementen C, Mn, Si, Cr und Mo oder aus einem unlegierten Schweißzu­ satzwerkstoff besteht.

10. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenkörper (6) mitsamt dem Umfangsmantelbe­ reich (7) aus einem druckfesten und gut schweißbaren Walzengrundwerkstoff hergestellt ist, vorzugsweise aus einer 18 Ni-Cr-Mo-14.6-Legierung.

11. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenkörper (6) mitsamt seinem Umfangsmantelbe­ reich (7) in Form einer Vollwalze aus Schmiedestahl oder Guß hergestellt ist.

12. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenkörper (6) aus einem Walzengrundkörper (6a) und einer den Umfangsmantelbereich bildenden, auswechselbar auf diesem Walzengrundkörper befestig­ ten Bandage (7a) aufgebaut ist, deren Außenseite mit den Profilnuten (12) und Profilvorsprüngen (13) mit den Hartmaterialstreifen (9) versehen ist.

13. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenkörper (6) aus einem Walzengrundkörper (6a) und einer Anzahl von einen geschlossenen Um­ fangsmantelbereich bildenden, auf dem Walzengrund­ körper auswechselbar befestigten Mantelsegmenten (7b) aufgebaut ist, auf deren Außenseite die Profil­ nuten (12) und Profilvorsprünge (13) mit den Hartma­ terialstreifen (9) ausgebildet sind.

14. Verfahren zur Herstellung einer Walze, insbesondere einer Mahlwalze für die Zerkleinerung spröder Mahl­ güter in einer Gutbettwalzenmühle, in der zwei ge­ genläufig rotierend antreibbare Mahlwalzen mit hohem Druck gegeneinander gedrückt werden, wobei auf der Außenseite des Umfangsmantelbereiches eines Walzen­ körpers eine profilierte Verschleißschutzpanzerung mit nach außen vorstehenden Hartmaterialstreifen und dazwischen vorhandenen, eingepreßte Gutteilchen ent­ haltenden Vertiefungen ausgebildet sind,
gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte zur Ausbildung der Verschleißschutzpanzerung (8):

• a) in das Material des Umfangsmantelbereichs (7) werden von dessen Außenseite her Negativprofi­ lierungen etwa in Form von Profilnuten (12) ein­ gearbeitet, in denen Teilchen des zu bearbeiten­ den Gutes aufgenommen und festgepreßt werden;
• b) die Hartmaterialstreifen (9) werden nur auf die Profilnuten (12) begrenzende Profilvorsprünge (13) aufgeschweißt.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilnuten (12) mit einem Querschnitt her­ gestellt werden, dessen Tiefe:Breite-Verhältnis etwa 0,4 bis 0,75 beträgt, wobei die Gesamtprofil­ tiefe (T) durch die Summe aus der Steghöhe (h₁) der Profilvorsprünge (13) und der Materialhöhe (h₂) der Hartmaterialstreifen (9) gebildet wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartmaterialstreifen (9) aus einer hochver­ schleißfesten Hartmetall-Legierung hergestellt und mit einer von der Beschaffenheit des zu verarbeiten­ den Gutes abhängigen Materialhöhe (h₂) von etwa 3 bis 15 mm, vorzugsweise etwa 4 bis 8 mm, auf die Profilvorsprünge (13) durch Auftragsschweißung auf­ gebracht werden.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß für die Hartmaterialstreifen (9) eine Hartme­ tall-Legierung verwendet wird, die eine Metallmatrix mit darin eingelagerten Wolframkarbiden in einer Teilchengröße von etwa 0,1 bis 2 mm, vorzugsweise von etwa 0,2 bis 1,2 mm, sowie mit einem Volumenan­ teil von etwa 50 bis 80% des Gesamtvolumens der Hartmaterialstreifen enthält.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die Profilnuten (12) in den Umfangsman­ telbereich (7) des Walzenkörpers (6) eingearbeitet und danach auf der Außenseite der zwischen je zwei benachbarten Profilnuten verbliebenen, stegartigen Profilvorsprünge (13) die Hartmetall-Legierung auf­ geschweißt wird.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilnuten (12) und die stegartigen Profil­ vorsprünge (13) beim Gießen des Walzenkörpers (6) oder durch Einfräsungen in das Material des Umfangs­ mantelbereiches (7) hergestellt werden.

20. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Auftragsschweißen der Hartmetall-Legierung unter Verwendung von formenden Kokillen durchgeführt wird, die den Profilvorsprüngen (13) während des Auftragsschweißens zugeordnet werden.

21. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die Hartmetall-Legierung nach einem entsprechend den einzuarbeitenden Profilnuten (12) vorgegebenen Muster auf der Außenseite des Umfangs­ mantelbereiches (7) in Form von Hartmaterialstreifen (9) aufgeschweißt und danach die Profilnuten (12) im Bereich zwischen den aufgeschweißten Streifen ausge­ arbeitet, vorzugsweise ausgefräst oder ausgedreht werden.

22. Gutbettwalzenmühle für die Zerkleinerung spröder Mahlgüter, mit zwei gegenläufig rotierend antreibba­ ren Mahlwalzen (2, 2′), die mit hohem Druck gegen­ einandergedrückt sind und je einen Walzenkörper mit einem Umfangsmantelbereich enthalten, dessen Außen­ seite eine profilierte Verschleißschutzpanzerung (8) mit nach außen vorstehenden Hartmaterialstreifen (9) und dazwischen vorhandenen, eingepreßte Gutteilchen enthaltenden Vertiefungen (12) aufweist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Verschleißschutzpanzerung (8) jeder Mahlwalze (2, 2′) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 21 ausgeführt ist.

23. Gutbettwalzenmühle nach Anspruch 22, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Profilnuten (12) und die stegarti­ gen Profilvorsprünge (13) am Umfangsmantelbereich der einen Mahlwalze (2) gegenüber denen am Umfangs­ mantelbereich der anderen Mahlwalze (2′) derart ver­ setzt zueinander angebracht sind, daß sich - bis auf kurze Endabschnitte - jeweils mit eingepreßten Gut­ teilchen (11) gefüllte Profilnuten (12) und mit Hartmaterialstreifen (9) versehene Profilvorsprünge - vorzugsweise symmetrisch zueinander - gegenüber­ liegen.

24. Gutbettwalzenmühle nach Anspruch 22, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die beiden Mahlwalzen (2) mit gleich­ artig angebrachten Profilnuten (12) und Profilvor­ sprüngen (13) mit darauf aufgeschweißten Hartmateri­ alstreifen (9) ausgeführt sind, so daß Profilnuten (12) und Profilvorsprünge (13) mit ihren Hartmateri­ alstreifen (9) beider Walzen sich jeweils genau ge­ genüberliegen.