WO2011020764A1 - Rollenpressen-rasterpanzerung mit ringförmigen bolzen - Google Patents

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WO2011020764A1
WO2011020764A1 PCT/EP2010/061741 EP2010061741W WO2011020764A1 WO 2011020764 A1 WO2011020764 A1 WO 2011020764A1 EP 2010061741 W EP2010061741 W EP 2010061741W WO 2011020764 A1 WO2011020764 A1 WO 2011020764A1
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grinding roller
hard
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continuous recess
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Dieter Brendler
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KHD Humboldt Wedag GmbH
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    • 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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    • Y10T29/49815—Disassembling
    • Y10T29/49817—Disassembling with other than ancillary treating or assembling

Definitions

  • the invention relates to a grinding roller for the high-pressure crushing granular material to be ground, comprising a reinforcement with hard bodies, which protrude from the surface of the main body of the grinding roller.
  • These hard bodies do not serve primarily as a shell for the surface of the main body of the grinding roller, but for structuring the surface, which accumulates in the spaces between the hard bodies, the material to be crushed on the surface of the main body of the grinding roller. As a result, forms on the surface of the body of the grinding roller, a layer of the material to be crushed itself, which protects the grinding roller from schlndender stress.
  • the counter rotating grinding rollers run at the same, opposite speed and, if possible, without relative slip, in order to avoid unnecessary and undesired abrasion of the hard bodies protruding from the surface of the main body of the grinding roller and not to continuously remove the layer of material to be comminuted.
  • This type of wear protection is also called 'autogenous wear protection', because the wear protection layer consists of the material to be shredded itself.
  • Another aspect in the reinforcement of grinding rollers with hard bodies is the solubility of the hard bodies from the surface of the body of the Mahlwal- Zen. Because even with autogenous wear protection, the grinding roller gradually takes damage by abrasive wear. As a result, the surface of the main body of the grinding rollers is no longer ideal cylindrical shaped. As a result, the gap width and the nip pressure can no longer optimally be controlled in a roller press, as a result of which the comminution performance of the relevant roller press is reduced.
  • the surface of the grinding roller is usually completely renewed.
  • the hard body is removed from the surface, the grinding roller is turned off by machining, so that it is shaped again ideal cylindrical, and the receiving holes for the hard body in the surface of the grinding roller are correspondingly deepened so that new or still usable, used hard body can be used can.
  • the refurbishment of a grinding mill for high pressure crushing is quite labor intensive, this type of refurbishment is still economical because the cost of the mill roll and hard body material is very high.
  • the surface of the main body of the grinding roller can not be turned in the presence of hard body to a cylindrical format, it is necessary to remove the hard body before.
  • the removal of all hard body of a grinding roller is very complex because they are firmly anchored on the one hand in the main body of the grinding roller and because the hard body in addition by the stress in the high pressure crushing in the material of the grinding roller are driven and also because a grinding roller has 50,000 or more individual hard body.
  • German Laid-Open Application DE 10 2006 010 042 A1 proposes for the easier removal of the hard bodies to provide the hard bodies with a central recess into which a tool is intended to engage for removal.
  • a rather elongated shape for the hard body is proposed in the latter published patent application and corresponding to the elongated shape, the recess is narrow in relation to the diameter of the hard body.
  • these elongated hard bodies with a narrow cutout are clogged with the material to be comminuted in a costly, removable form and also that the cutout is too narrow to wedge a strong and robust tool for removal therein.
  • the tool size in question allows for removal, under the harsh conditions under which the hard bodies are replaced, a corresponding tool is too sensitive for continuous use.
  • DE 10 2008 014 809 A1 proposes to pierce the grinding roller from the side in a lathe and to remove the entire surface with the hard metal bodies below the lower end of the hard body in the main body of the grinding roller.
  • This method is in principle carried out in the installed state of the roller press at the site of the roller press itself, but this type of workup costs an undesirably large amount of material which also reduces the diameter of the grinding roller, which is finally also detrimental to the grinding performance.
  • the object of the invention is therefore to provide a grinding roller for the high-pressure comminution granular material, which with less wall allows the removal of the hard body from the surface of the body.
  • the object of the invention is achieved in that at least a portion of the profile body having a continuous recess, wherein the recess extends in the radial direction of the grinding roller and wherein the ratio of the height to the width of the hard body 1, 5 or less.
  • the invention proposes that the hard body having a continuous recess, wherein the recess extends in the radial direction of the grinding roller.
  • the hard bodies are not elongated, but have in relation to the diameter of a cylindrical shell shape of the hard body to a height, measured in the radial direction in the inserted into the surface of a grinding roller state, which exceeds the above defined diameter at most by 1, 5.
  • the hard body according to the invention is thus shallower than the hitherto known hard body for reinforcing the surface of grinding rollers and allows a larger diameter in relation to the diameter of the through recess, so that a much stronger tool in relation to the hard body dimension can be used to the hard body from the surface of the body of the grinding roller to remove.
  • the ratio of the diameter of the recess to the diameter of the hard body is variable even with elongated hard bodies, but only at the expense of the remaining wall thickness, which is too small in elongated hard bodies and breaks in use.
  • the hard bodies according to the invention are introduced into the surface of the grinding roller in such a way that they are pushed onto a stud bolt arranged centrally in a blind bore, which supports the wall between the recess and the outer circumference.
  • the stud bolt consists optionally from the material of the surface of the grinding roller itself, because the stud bolt was left standing when introducing a circular bore in the surface of the body of the grinding roller, or it is possible to centrally insert a stud of a further material in the center of the bore and on the Postpone hard body.
  • the recess should be at least partially filled in order to prevent the material of the autogenous wear layer from collecting and settling at the bottom of the blind bore, but also and in order to protect the hard body from deformation movement, which eventually ends up in fracture of the hard body in the surface of the grinding roller ends.
  • the hard body according to the invention has the advantage that it is easier to remove through the prepared recess, because in the hard body of solid material, it is only possible with great effort to introduce a hole to approach a tool.
  • the grinding roller is turned to a cylindrical size and the holes for the hard body in the surface of the body of the grinding roller are deepened corresponding to the Abtragungstiefe the surface of the body of the grinding roller and new or still operational, used hard body with the continuous Recess are used again in the surface.
  • the hard body as the main main profile have the shape of a general cylinder with bore, preferably as an essential main profile of the form either the shape of a hollow circular cylinder or a hollow prism or a hollow cylinder with elliptical base.
  • a general cylinder is understood to mean any base surface that can be displaced along the perpendicular to the plane Surface plane is driven to a three-dimensional body.
  • the edges thus formed can be chamfered with a chamfer and it is also possible that the edges are rounded or bear beads.
  • the shape of the cylinder as an essential main profile, it depends on the essential envelope shape as an essential main profile, which surrounds the hard body. If the edges of the hard body are not chamfered or rounded, then beads or applied edges as a secondary profile can also pierce a substantial envelope shape as the main profile.
  • convex shapes are contemplated, such as a circle, an ellipse, a square, a rectangle, a pentagon or hexagon, or generally polygonal, regular or not regular, symmetric or asymmetrical, but also concavo-convex, like a cross, a star, a T-shape, an H-shape, all shapes regular or irregular, symmetric or asymmetrical.
  • the hard bodies are shaped like a slate general cylinder as an essential main profile, wherein the base surface is shaped as that of the general cylinder, but the cylinder is brought as a main main profile by shearing in an oblique shape. Due to the shape of an oblique general cylinder, the hard bodies can be given a preferred direction when seated in the surface of the main body of the grinding roller in order to promote the formation of a wear protection layer.
  • the continuous recess may have a substantially circular profile, substantially elliptical profile or substantially polygonal profile in cross-section, or substantially have a shape described above for the base of the general cylinder , As secondary profile come round or pointed bulges facing inwards or outwards or chamfers or bulges at the edges of the continuous recess.
  • the cross section of the continuous recess may be symmetrical or asymmetrical, regularly shaped or irregularly shaped.
  • FIG. 1 shows a plan view of the surface of a grinding roller according to the invention with an autogenous wear protection layer
  • FIG. 2 shows a perspective view of a hard body
  • FIG. 3 shows examples of cross-sectional profiles of the hard body.
  • FIG. 1 shows a top view of the surface 5 of a grinding roller 1 according to the invention with an autogenous wear protection layer of regrind 40, in the surface 5 of which hard bodies 10 are embedded.
  • Hard body 10 have a continuous recess 20 which extends in the embedded state of the hard body 10 substantially in the radial direction of the grinding roller 1, while the height h of the hard body in the radial direction in the inserted state in the surface of the hard body is not higher than that of the first , 5 times the diameter or the width b of a cylindrical envelope of the hard body.
  • the hard bodies 10 have the shape of a general oblique cylinder and thus show a preferred direction upon rotation of the grinding roller 1, the orientation of the through recess 20 strictly radial or by the extent of the tilted shape of the oblique general cylinder from the radial direction of the grinding roller. 1 differ.
  • the spaces between the hard bodies 10 sam- Melted during the operation of the grinding rollers 1 in a high-pressure roller press to be comminuted material 40, which forms an autogenous wear protection layer.
  • the autogenous wear protection layer at the edge of the grinding roller 1 is usually thinner and looser than in the middle, where the
  • Main Kompaktzone present in the nip of the corresponding roller press The different density and layer thickness are shown in Figure 1 by a different intense puncturing.
  • the continuous recess 20 is at least partially filled in the operation of the grinding roller 1 with a positive-locking body 30, so that no regrind 40 collects in the through-hole 20, there solidified and so when pulling the hard body 10 requires an increased workload to release.
  • the positive-locking body supports the wall between the continuous recess 20 and the circumference in front of an undesirable deformation movement of the hard body 10 which is to be broken during operation of the roller press.
  • This way of releasing a hard body 10 in its blind hole offers itself for glued-in hard bodies 10. After a hard body 10 has been broken by twisting in its blind bore 50, this can be relatively easily removed from the blind bore 50.
  • FIG. 2 shows a single hard body 10 according to one embodiment of the invention of the grinding roller 1 from FIG.
  • a main profile to recognize a cylindrical shape of the hard body 10 wherein the main profile by a bevel 15 deviates as a side profile of the shell shape of an ideal cylinder.
  • the height h of the hard body in the radial direction in the state of the hard body inserted into the surface is not higher than 1.5 times the diameter or the width b of a cylindrical envelope of the hard body 10.
  • Hard body 10 is centered with a continuous cylindrical recess 20 traversed, which is at least partially filled in the embedded state of the hard body 10 with a positive-locking body 30, to prevent ground material 40 collects in the through-hole 20 and solidified there and also to protect the hard body 10 from undesirable deformation movement, which can lead to the breakage of the hard body 10.
  • the main profile of the hard body 10 deviates through a dome-shaped or hemispherical round bottom 16, wherein the through-cut recess 20 penetrates the hemispherical cattle floor in the middle.
  • the continuous recess 20 has as a secondary profile two bulges 45, through which the through-hole deviates from an ideal cylindrical shape. In addition to bulges and hexagonal recesses, square recesses, cross or slot recesses come into consideration, thereby making the hard body 10 for a torsion tool tangible.
  • FIG. 3 shows two arbitrary examples of the cross section of a hard body 10, these examples being in star form and being only a few examples of a multitude of possible cross-sectional profiles as a polygonal shape.
  • Cross-sectional profiles 60 as a star-shaped cross-sectional profile and cross-sectional profile 70 as a substantially T-shaped profile form two examples of a multiplicity of different cross-sectional profiles, the hard body corresponding to the cross-sectional profile 60 being, for example, the envelope of an oblique general Cylinder, which is shown in a perspective view in sub-figure 61, and whose shell shape is identical to the shape of the hard body.
  • the shell shape of the hard body with the cross-sectional profile 70 which has round bulges at the edges, which do not extend over the entire cross-section of the general oblique cylinder, a side profile, which pierces the main profile.
  • the main profile shown in subfigure 75 is in the form of an oblique general cylinder with a T-shaped base.
  • FIG. 4 shows the processing steps for renewal of a grinding roller 1, wherein each processing step is indicated by different states (100a, 100b, 100c, 100d, 100e, 100f, 100g) of the surface of the main body of the grinding roller 1.
  • the individual states (100a, 100b, 100c, 100d, 100e, 100f, 100g) each represent a radial section of a grinding roller 1, wherein the radial section runs centrally through the hard body 10. It can be clearly seen from the hatching of the main body of the grinding roller 1 that the material of the surface 5 of the grinding roller 1 fills the hard body 10 in its recess by a form-fitting body 30.
  • the positive-locking body 30, which may also consist of the material of the surface 5 of the grinding roller 1 itself, is bored out of the hard body 10, represented by the states 100a-100b, which indicate the respective state before and after the boring represent and a tool which wedges in the recess 20 is used to remove the hard body 10 from the surface 5 of the grinding roller 1, represented by the pre and Nachzurent 100b-100c. Thereafter, the surface 5 is freed from the hard bodies 10 and the worn profile of the surface 5 of the grinding roller 1 comes to light, state 100c.
  • the blind bore 50 in which the hard body 10 is embedded, corresponding to the removal of the surface 5 of the grinding roller 1 recessed, before and after state 100d-100e and a hard body 10th , new or used, is inserted into the surface 5 in the recessed blind bore 50, which by the sectional drawings as state 100e before insertion of the hard body 10 and the
  • Sectional drawing is shown as state 10Of.
  • the continuous recess 20 of the hard body 10 is filled again with a form-fitting body 30.
  • the positive-locking body 30 may be a stud bolt which is screwed in at the bottom of the blind bore 50, or the positive-locking body 30 is driven into the continuous recess 20 of the hard body 10.
  • the steps according to the method thus result: removal (100a-100b) of any material present in the continuous recess of the hard body 10, pulling out (100b-100c) of the hard body 10 with a tool which the hard body 10 is wedged in the continuous recess 20 or the hard body 10 engages therein, restoring (100c-100d) the shape of the main body of the grinding roller 1 by machining, wherein the main body of the grinding roller 1 is slightly reduced, possibly deepening (100d-100e) the bores in which the hard bodies 10 are seated, inserting (100e-100f) new or still usable, used hard bodies 10, and finally filling (100f-100g) of the through-hole 20 with a positive-fit body 30.
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Mahlwalze (1) für die Hochdruckzerkleinerung körnigen Mahlgutes (40), aufweisend eine Bewehrung mit Hartkörpern (10), die aus der Oberfläche (5) des Grundkörpers der Mahlwalze (1) herausragen. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, zumindest ein Teil der Hartkörper (10) eine durchgehende Ausnehmung (20) aufweisen, wobei sich die Ausnehmung (20) in radialer Richtung der Mahlwalze (1) erstreckt. Durch die durchgehende Ausnehmung (20) wird eine Erneuerung der Oberfläche (5) der Mahlwalze (1) wesentlich vereinfacht.

Description

Rollenpressen-Rasterpanzerung mit ringförmigen Bolzen
Die Erfindung betrifft eine Mahlwalze für die Hochdruckzerkleinerung körnigen Mahlgutes, aufweisend eine Bewehrung mit Hartkörpern, die aus der Oberfläche des Grundkörpers der Mahlwalze herausragen.
Nach Schönert, DE 27 08 053 C3, ist es bekannt, zur Zerkleinerung von sprödem Material, dieses durch Hochdruckbeanspruchung im Walzenspalt zu sogenannten Schülpen zu pressen, wobei das gesamte Materialgefüge bricht und dadurch in viele kleine Bruchstücke zerteilt wird. Diese Hochdruckzerkleinerung im Walzenspalt unterscheidet sich von der Zerkleinerung durch Scheren oder Reiben, wie es in einer herkömmlichen Mühle passiert, weil es primär auf die Druckbeanspruchung ankommt. Das Material, das den Walzenspalt passiert, schleißt dabei die Mahlwalzen, so dass auch die zur Hochdruckzerkleinerung eingesetzten Mahlwalzen wie Mühlsteine einem hohen Verschleiß ausgesetzt sind. Um den Verschleiß zu minimieren, wird in der DE 100 14 836 A1 vorgeschlagen, Hartkörper in die Oberfläche des Mahlwalzengrundkörpers einzubringen, die aus dem Grundkörper der Mahlwalze herausragen. Diese Hartkörper dienen dabei nicht in erster Linie als Panzer für die Oberfläche des Grundkörpers der Mahlwalze, sondern zur Strukturierung der Oberfläche, wobei sich in den Zwischenräumen zwischen den Hartkörpern das zu zerkleinernde Material auf der Oberfläche des Grundkörpers der Mahlwalze ansammelt. Dadurch bildet sich auf der Oberfläche des Grundkörpers der Mahlwalze eine Schicht aus dem zu zerkleinernden Material selbst, welche die Mahlwalze vor schleißender Beanspruchung schützt. Da es bei der Hochdruckzerkleinerung eben nicht auf die Scherbeanspruchung ankommt, sondern lediglich auf den hohen Druck, dem das zu zerkleinernde Material ausgesetzt wird, laufen die gegenläufigen Mahlwalzen mit gleicher, entgegengesetzter Geschwindigkeit und nach Möglichkeit ohne relativen Schlupf, um eine unnötige und unerwünschte Abrasion der aus der Oberfläche des Grundkörpers der Mahlwalze herausragenden Hartkörper zu vermeiden und um nicht die Schicht aus zu zerkleinerndem Material fortwährend abzutragen. Diese Art des Verschleißschutzes wird auch 'autogener Verschleißschutz' genannt, weil die Verschleißschutzschicht aus dem zu zerkleinernden Material selbst besteht.
In der Praxis hat sich gezeigt, dass die Art des Profils auf dem Grundkörper der Mahlwalze einen Einfluss auf die Stabilität der autogenen Verschleißschutzschicht hat. Je enger das Raster der herausragenden Hartkörper, desto stabiler in der Regel die autogene Verschleißschutzschicht. Deshalb wird in der Praxis ein möglichst enges Raster gewählt, um die Verschleißschutzschicht zu stabilisieren. Dem steht aber entgegen, dass durch eine hohe Anzahl Hartkörper, die auch aus der Verschleißschutzschicht herausragen, die tatsächliche Oberfläche der autogenen Verschleißschutzschicht verringert wird. Neben der Art des Rasters und die Anzahl der Hartkörper pro Flächeneinheit ist auch die Form der Hartkörper ursächlich für die Stabilität der Ausbildung einer autogenen Verschleißschutzschicht. Gerade beim Start einer Rollenpresse mit Mahlwalzen, die noch keine Verschleißschutzschicht aufweisen oder beim Zerkleinern von Materialien, die sehr trocken sind und daher wenig Neigung haben, in den Zwischenräumen zwischen den Hartkörpern zu verbacken und dadurch eine stabile Schicht auszubilden, hat die Anordnung und Form der Hartkörper auf der Oberfläche einen Einfluss auf die Ausbildung einer stabilen autogenen Verschleißschutzschicht.
Ein weiterer Aspekt bei der Bewehrung von Mahlwalzen mit Hartkörpern ist die Lösbarkeit der Hartkörper aus der Oberfläche des Grundkörpers der Mahlwal- zen. Denn auch mit autogenem Verschleißschutz nimmt die Mahlwalze allmählich Schaden durch schleißende Abnutzung. In Folge ist die Oberfläche des Grundkörpers der Mahlwalzen nicht mehr idealzylindrisch geformt. Dadurch lassen sich in einer Rollenpresse die Spaltbreite und der Spaltdruck nicht mehr optimal kontrollieren, wodurch sich die Zerkleinerungsleistung der betroffenen Rollenpresse verringert. In Folge dessen ist es notwendig, das Material in einer Rollenpresse mit abgenutzten Mahlwalzen häufiger als in einer Mahlwalze mit nicht abgenutzten Mahlwalzen erneut dem Walzenspalt zuzuführen, wodurch sich die Umlaufzahl des Mahlgutes erhöht und sich dadurch die Mahlleistung der Rollenpresse verringert.
Um eine Mahlwalze zur Wiederherstellung der Mahlleistung der korrespondierenden Rollenpresse aufzuarbeiten, wird daher in der Regel die Oberfläche der Mahlwalze komplett erneuert. Dabei werden die Hartkörper aus der Oberfläche entfernt, die Mahlwalze wird durch spanende Bearbeitung abgedreht, so dass sie wieder idealzylindrisch geformt ist, und die Aufnahmebohrungen für die Hartkörper in der Oberfläche der Mahlwalze werden korrespondierend vertieft, damit neue oder noch einsatzfähige, gebrauchte Hartkörper eingesetzt werden können. Obwohl die Aufarbeitung einer Mahlwalze für die Hochdruckzerkleinerung recht arbeitsintensiv ist, ist diese Art der Aufarbeitung noch wirtschaftlich, weil die Kosten für das Material der Mahlwalze und für die Hartkörper sehr hoch sind.
Da die Oberfläche des Grundkörpers der Mahlwalze nicht in Gegenwart der Hartkörper auf ein zylindrisches Format abgedreht werden kann, ist es notwendig, die Hartkörper vorher zu entfernen. Die Entfernung sämtlicher Hartkörper von einer Mahlwalze ist jedoch sehr aufwändig, weil sie einerseits fest im Grundkörper der Mahlwalze verankert sind und weil die Hartkörper zusätzlich durch die Beanspruchung bei der Hochdruckzerkleinerung in das Material der Mahlwalze eingetrieben sind und auch, weil eine Mahlwalze 50.000 und mehr einzelne Hartkörper aufweist.
In der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2006 010 042 A1 wird zur leichteren Entfernung der Hartkörper vorgeschlagen, die Hartkörper mit einer zentralen Ausnehmung zu versehen, in die ein Werkzeug zur Entfernung eingreifen soll. Dabei wird in der zuletzt genannten Offenlegungsschrift eine eher längliche Form für den Hartkörper vorgeschlagen und korrespondierend zur länglichen Form ist die Ausnehmung schmal in Bezug auf den Durchmesser des Hartkörpers. In der Praxis hat sich gezeigt, dass sich diese länglichen Hartkörper mit schmaler Ausnehmung mit dem zu zerkleinernden Material in aufwändig wieder entfernbarer Form zusetzen und auch, dass die Ausnehmung zu schmal ist, um ein kräftiges und robustes Werkzeug zur Entfernung darin zu verkeilen. Die in Frage kommende Werkzeuggröße lässt zwar ein Entfernen zu, jedoch ist unter den rauen Bedingungen, unter denen die Hartkörper ausgewechselt werden, ein korrespondierendes Werkzeug zu empfindlich für den Dauereinsatz.
Um die Mahlwalze in alternativer Weise aufzuarbeiten, wird in der DE 10 2008 014 809 A1 vorgeschlagen, die Mahlwalze von der Seite her in einer Drehbank einzustechen und die gesamte Oberfläche mit den Hartmetallkörpern unterhalb des unteren Endes der Hartkörper im Grundkörper der Mahlwalze abzutragen. Dieses Verfahren ist prinzipiell im eingebauten Zustand der Rollenpresse am Ort der Rollenpresse selbst durchführbar, jedoch kostet diese Art der Aufarbeitung eine unerwünscht große Menge an Material wodurch sich auch der Durchmesser der Mahlwalze verringert, was schließlich ebenfalls abträglich ist für die Mahlleistung.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Mahlwalze für die Hochdruckzerkleinerung körnigen Gutes zur Verfügung zu stellen, welche mit geringerem Auf- wand die Entfernung der Hartkörper aus der Oberfläche des Grundkörpers ermöglicht.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird dadurch gelöst, dass zumindest ein Teil der Profilkörper eine durchgehende Ausnehmung aufweisen, wobei sich die Ausnehmung in radialer Richtung der Mahlwalze erstreckt und wobei das Verhältnis der Höhe zur Breite des Hartkörpers 1 ,5 oder geringer ist.
Statt der im Stand der Technik üblichen Hartkörper, die aus Vollmaterial gefertigt sind, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Hartkörper eine durchgehende Ausnehmung aufweisen, wobei sich die Ausnehmung in radialer Richtung der Mahlwalze erstreckt. Die Hartkörper sind nicht länglich geformt, sondern weisen im Verhältnis zum Durchmesser einer zylindrischen Hüllform des Hartkörpers eine Höhe auf, gemessen in radialer Richtung im in die Oberfläche einer Mahlwalze eingesetzten Zustand, welche den oben definierten Durchmesser höchstens um 1 ,5 übersteigt. Der erfindungsgemäße Hartkörper ist somit flacher als die bisher bekannten Hartkörper zur Bewehrung der Oberfläche von Mahlwalzen und erlaubt einen im Verhältnis zum Durchmesser größeren Innendurchmesser der durchgehenden Ausnehmung, so dass ein wesentlich kräftigeres Werkzeug im Verhältnis zur Hartkörperdimension eingesetzt werden kann, um den Hartkörper aus der Oberfläche des Grundkörpers der Mahlwalze zu entfernen. Zwar ist das Verhältnis des Durchmesser der Ausnehmung zum Durchmesser des Hartkörpers auch bei länglichen Hartkörpern variierbar, jedoch nur auf kosten der verbleibenden Wandstärke, die bei länglichen Hartkörpern zu gering ausfällt und im Einsatz bricht. Dabei sind die erfindungsgemäßen Hartkörper so in die Oberfläche der der Mahlwalze eingebracht, dass sie auf einem in einer Sackbohrung mittig angeordneten Stehbolzen aufgeschoben sind, der die Wand zwischen Ausnehmung und Außenumfang stützt. Der Stehbolzen besteht dabei wahlweise aus dem Material der Oberfläche der Mahlwalze selbst, weil der Stehbolzen beim Einbringen einer kreisförmigen Bohrung in die Oberfläche des Grundkörpers der Mahlwalze stehen gelassen wurde, oder es ist möglich, einen Stehbolzen aus einem weiteren Material zentrisch in die Mitte der Bohrung einzubringen und darauf den Hartkörper aufzuschieben. Schließlich ist es möglich, den Hartkörper mit der Ausnehmung in eine Sackbohrung ohne Stehbolzen einzubringen und die Ausnehmung nach Einsetzen des Hartkörpers in die Oberfläche mit einem formschlüssigen Körper zumindest teilweise zu verfüllen. Die Ausnehmung sollte zumindest teilweise verfüllt sein, um zu verhindern, dass sich das Material der autogenen Verschleißschicht am Boden der Sackbohrung sammelt und sich dort festsetzt, aber auch und gerade, um den Hartkörper vor einer Deformationsbewegung zu schützen, die im Betrieb schließlich in einem Bruch des Hartkörpers in der Oberfläche der Mahlwalze endet.
Dadurch, dass die Ausnehmung im Betrieb der Mahlwalze verfüllt ist, wird verhindert, dass sich die Ausnehmung mit zu zerkleinerndem Gut füllt und dadurch die Ausnehmung zum Entfernen der Hartkörper erst aufwändig vom Material der autogenen Verschleißschutzschicht befreit werden muss.
Zum Erneuern der Mahlwalze ist entsprechend vorgesehen, das Material des Stehbolzens oder eines als Stehbolzen eingesetzten Formkörpers aus der Ausnehmung zu entfernen, am einfachsten durch Ausbohren, um anschließend mit einem Werkzeug, das sich in der Bohrung verkeilt, den Hartkörper aus der Oberfläche des Grundkörpers der Mahlwalze zu entfernen. Gegenüber einem bekannten Hartkörper aus Vollmaterial hat der erfindungsgemäße Hartkörper den Vorteil, dass er durch die vorbereitete Ausnehmung einfacher entfernbar ist, denn in den Hartkörper aus Vollmaterial ist es nur mit hohem Aufwand möglich, eine Bohrung zum Ansatz eines Werkzeuges einzubringen. Nachdem sämtliche Hartkörper aus der Oberfläche entfernt sind, wird die Mahlwalze auf ein zylindrisches Maß abgedreht und die Bohrungen für die Hartkörper in der Oberfläche des Grundkörpers der Mahlwalze werden korrespondierend zur Abtragungstiefe der Oberfläche des Grundkörpers der Mahlwalze vertieft und neue oder noch einsatzfähige, gebrauchte Hartkörper mit der durchgehenden Ausnehmung werden wieder in die Oberfläche eingesetzt.
Im Einsatz einer Rollenpresse werden nicht alle Hartkörper und nicht die gesamte Oberfläche der Mahlwalze gleichmäßig verschlissen. An den Rändern der Mahlwalze werden die Hartkörper und die Oberfläche der Mahlwalze in der Regel weniger stark beansprucht. Durch die geringere Beanspruchung ist das Material der Oberfläche des Grundkörpers der Mahlwalzen an diesen Stellen weniger stark abgetragen oder deformiert, so dass die Hartkörper dort nicht in die Oberfläche eingetrieben sind. Dadurch lassen sich diese Hartkörper in der Regel leichter und mit weniger Aufwand aus der Oberfläche des Grundkörpers der Mahlwalze entfernen. Je nach Anwendungsfall kann es also genügen, wenn nur ein Teil der Oberfläche der Mahlwalze mit Hartkörpern bewehrt ist, welche die durchgehende Ausnehmung aufweisen.
Da die Form der Hartzylinder einen Einfluss auf die Neigung zur Ausbildung einer stabilen autogenen Verschleißschutzschicht hat, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Hartkörper als wesentliches Hauptprofil die Form eines allgemeinen Zylinders mit Bohrung aufweisen, bevorzugt als wesentliches Hauptprofil die Form entweder die Form eines hohlen Kreiszylinders oder eines hohlen Prismas oder eines hohlen Zylinders mit elliptischer Grundfläche aufweisen.
Unter einem allgemeinen Zylinder wird im Rahmen der Erfindung eine beliebige Grundfläche verstanden, die durch Verschiebung entlang der Senkrechten zur Flächenebene zu einem dreidimensionalen Körper getrieben wird. Dabei können die sich so ausbildenden Kanten mit einer Fase abgeschrägt sein und es ist auch möglich, dass die Kanten gerundet sind oder Wülste tragen. Dadurch bildet sich ein Nebenprofil aus. Bei der Form des Zylinders als wesentliches Hauptprofil kommt es auf die wesentliche Hüllform als wesentliches Hauptprofil an, die den Hartkörper umgibt. Sind die Kanten des Hartkörpers nicht angefast oder abgerundet, so können Wülste oder auftragende Kanten als Nebenprofil eine wesentliche Hüllform als Hauptprofil auch durchstoßen.
Als Grundfläche des allgemeinen Zylinders kommen konvexe Formen in Betracht, wie ein Kreis, eine Ellipse, ein Quadrat, ein Rechteck, ein fünf- oder Sechseck, oder allgemein polygonal, regelmäßig oder nicht regelmäßig, symmetrisch oder asymmetrisch, aber auch konkav-konvexe Formen, wie ein Kreuz, ein Stern, eine T-Form, eine H-Form, alle Formen regelmäßig oder unregelmäßig, symmetrisch oder asymmetrisch.
In besonderer Ausgestaltung der Erfindung sind die Hartkörper wie ein schiefer allgemeiner Zylinder als wesentliches Hauptprofil geformt, wobei die Grundfläche wie die des allgemeinen Zylinders geformt ist, aber der Zylinder als wesentliches Hauptprofil durch Scherung in eine schiefe Form gebracht ist. Durch die Form eines schiefen allgemeinen Zylinders kann den Hartkörpern beim Sitz in der Oberfläche des Grundkörpers der Mahlwalze eine Vorzugsrichtung verliehen werden, um die Ausbildung einer Verschleißschutzschicht zu fördern.
Ebenso wie die äußere Hüllform des Hartkörpers als Hauptprofil kann die durchgehende Ausnehmung im Querschnitt im wesentlichen ein Kreisprofil, im wesentlichen ein elliptisches Profil oder im wesentlichen ein polygonales Profil aufweisen oder im wesentlichen eine Form haben, die oben für die Grundfläche des allgemeinen Zylinders beschrieben worden ist. Als Nebenprofil kommen runde oder spitze Ausbuchtungen in Betracht, die nach innen oder nach außen weisen oder Fasen oder Wülste an den Rändern der durchgehenden Ausnehmung. Dabei kann der Querschnitt der durchgehenden Ausnehmung symmetrisch oder unsymmetrisch, regelmäßig geformt oder unregelmäßig geformt sein. Durch eine nicht zylindrische Form der durchgehenden Ausnehmung kann zum Entfernen des Hartkörpers dieser mit Hilfe eines Werkzeuges in seiner Bohrung durch drehen ausgebrochen werden.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine Aufsicht auf die Oberfläche eine erfindungsgemäße Mahlwalze mit autogener Verschleißschutzschicht,
Figur 2 eine perspektivische Ansicht eines Hartkörpers,
Figur 3 Beispiele von Querschnittsprofilen von der Hartkörper.
In Figur 1 ist eine Aufsicht auf die Oberfläche 5 einer erfindungsgemäßen Mahlwalze 1 mit autogener Verschleißschutzschicht aus Mahlgut 40 gezeigt, in deren Oberfläche 5 Hartkörper 10 eingebettet sind. Hartkörper 10 weisen eine durchgehende Ausnehmung 20 auf, die sich im eingebetteten Zustand der Hartkörper 10 im Wesentlichen in radialer Richtung der Mahlwalze 1 erstreckt, dabei ist die Höhe h des Hartkörpers in radialer Richtung im in die Oberfläche eingesetzten Zustand des Hartkörpers nicht höher als der 1 ,5-fache Durchmesser oder die Breite b einer zylindrischen Hüllkurve des Hartkörpers. Sofern die Hartkörper 10 die Form eines allgemeinen schiefen Zylinders aufweisen und so eine Vorzugsrichtung bei Rotation der Mahlwalze 1 zeigen, kann die Ausrichtung der durchgehenden Ausnehmung 20 streng radial oder auch um das Maß der gekippten Form des schiefen allgemeinen Zylinders von der radialen Richtung der Mahlwalze 1 abweichen. In den Zwischenräumen zwischen den Hartkörpern 10 sam- melt sich beim Betrieb der Mahlwalzen 1 in einer Hochdruck-Rollenpresse zu zerkleinerndes Mahlgut 40 an, welches eine autogene Verschleißschutzschicht ausbildet. Dabei ist die autogene Verschleißschutzschicht am Rand der Mahlwalze 1 in der Regel dünner und lockerer als in der Mitte, wo die
Hauptkompaktionszone im Walzenspalt der korrespondierenden Rollenpresse vorliegt. Die unterschiedliche Dichte und Schichtdicke sind in Figur 1 durch eine unterschiedlich intensive Punktierung dargestellt. Die durchgehende Ausnehmung 20 ist im Betrieb der Mahlwalze 1 mit einem formschlüssigen Körper 30 zumindest teilweise ausgefüllt, damit sich kein Mahlgut 40 in der durchgehenden Ausnehmung 20 sammelt, dort verfestigt und so beim Herausziehen der Hartkörper 10 einen erhöhten Arbeitsaufwand zum Lösen erfordert. Des Weiteren stützt der formschlüssige Körper die Wand zwischen der durchgehenden Ausnehmung 20 und dem Umfang vor einer unerwünschten, zu Bruch führenden Deformationsbewegung des Hartkörpers 10 im Betrieb der Rollenpresse. In Ausgestaltung der Erfindung weisen die Hartkörper 10 in der durchgehenden Ausnehmung 20 als Nebenprofil zwei Ausbuchtungen 45 auf, durch die ein Werkzeug in der durchgehenden Ausnehmung 20 den Hartkörper 10 formschlüssig greifen kann, wobei das Werkzeug durch die Ausnehmung 45 den Hartkörper 10 durch Verdrehen in einer Sackbohrung 50, in der die Hartkörper 10 jeweils aufgenommen sind, ausbrechen kann. Diese Art, einen Hartkörper 10 in seiner Sackbohrung zu lösen, bietet sich für eingeklebte Hartkörper 10 an. Nach dem ein Hartkörper 10 durch Verdrehen in seiner Sackbohrung 50 ausgebrochen wurde, lässt sich dieser vergleichsweise leicht aus der Sackbohrung 50 entfernen.
In Figur 2 ist ein einzelner Hartkörper 10 gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung der Mahlwalze 1 aus Figur 1 dargestellt. Deutlich ist als Hauptprofil eine zylindrische Form des Hartkörpers 10 zu erkennen, wobei das Hauptprofil durch eine Fase 15 als Nebenprofil von der Hüllform eines Idealzylinders abweicht. Dabei ist die Höhe h des Hartkörpers in radialer Richtung im in die Oberfläche eingesetzten Zustand des Hartkörpers nicht höher als der 1 ,5-fache Durchmesser oder die Breite b einer zylindrischen Hüllkurve des Hartkörpers 10. Hartkörper 10 ist mittig mit einer durchgehenden, zylindrischen Ausnehmung 20 durchzogen, welche im eingebetteten Zustand des Hartkörpers 10 mit einem formschlüssigen Körper 30 zumindest teilweise ausgefüllt ist, um zu verhindern, dass sich Mahlgut 40 in der durchgehenden Ausnehmung 20 sammelt und dort verfestigt und auch, um den Hartkörper 10 vor einer unerwünschten Deformationsbewegung zu schützen, die zum Bruch des Hartkörpers 10 führen kann. Bodensei- tig weicht das Hauptprofil des Hartkörpers 10 durch einen kalottenförmigen oder halbkugelförmigen Rundboden 16 ab, wobei die durchgehende Ausnehmung 20 den halbkugelförmigen Rindboden mittig durchstößt. Die durchgehende Ausnehmung 20 weist als Nebenprofil zwei Ausbuchtungen 45 auf, durch welche die durchgehende Ausnehmung von einer idealzylindrischen Form abweicht. Neben Ausbuchtungen kommen auch hexagonale Ausnehmungen, Vierkant- Ausnehmungen, Kreuz- oder Schlitzausnehmungen in Betracht, um dadurch die Hartkörper 10 für ein Torsionswerkzeug greifbar zu machen.
In Figur 3 sind zwei beliebige Beispiele des Querschnitts eines Hartkörpers 10 dargestellt, wobei diese Beispiele in Sternform und als polygonale Form nur wenige Beispiele einer Vielzahl möglicher Querschnittsprofile sind.
Querschnittsprofile 60 als sternförmiges Querschnittsprofil und Querschnittsprofil 70 als im Wesentlichen T-förmiges Profil bilden zwei Beispiele einer Vielzahl unterschiedlicher Querschnittsprofile, wobei der zu Querschnittsprofil 60 korrespondierende Hartkörper beispielsweise die Hüllform eines schiefen allgemeinen Zylinders, der in einer perspektivischen Ansicht in Unterfigur 61 dargestellt ist, aufweist und dessen Hüllform identisch mit der Form des Hartkörpers ist.
Dem gegenüber weist die Hüllform des Hartkörpers mit dem Querschnittsprofil 70, der an den Kanten runde Ausbuchtungen aufweist, die sich nicht über den gesamten Querschnitt des allgemeinen, schiefen Zylinders erstrecken, ein Nebenprofil auf, welches das Hauptprofil durchstößt. Das Hauptprofil, welches in Unterfigur 75 dargestellt ist, hat die Form eines schiefen allgemeinen Zylinders mit einer T-förmigen Grundfläche.
In Figur 4 sind die Bearbeitungsschritte zur Erneuerung einer Mahlwalze 1 dargestellt, wobei jeder Bearbeitungsschritt durch verschiedene Zustände (100a, 100b, 100c, 100d, 100e, 100f, 100g) der Oberfläche des Grundkörpers der Mahlwalze 1 angedeutet ist. Die einzelnen Zustände (100a, 100b, 100c, 100d, 100e, 100f, 100g) stellen jeweils einen radialen Schnitt einer Mahlwalze 1 dar, wobei der radiale Schnitt mittig durch den Hartkörper 10 verläuft. Deutlich ist an der Schraffur des Grundkörpers der Mahlwalze 1 zu erkennen, dass das Material der Oberfläche 5 der Mahlwalze 1 den Hartkörper 10 in seiner Ausnehmung durch einen formschlüssigen Körper 30 ausfüllt.
Zur erfindungsgemäßen Erneuerung der Mahlwalze 1 wird der formschlüssige Körper 30, der auch aus dem Material der Oberfläche 5 der Mahlwalze 1 selbst bestehen kann, aus dem Hartkörper 10 ausgebohrt, dargestellt durch die Zustände 100a-100b, welche den jeweiligen Zustand vor und nach dem Ausbohren darstellen und ein Werkzeug, welches sich in der Ausnehmung 20 verkeilt, wird dazu genutzt, den Hartkörper 10 aus der Oberfläche 5 der Mahlwalze 1 zu entfernen, dargestellt durch die Vor- und Nachzustände 100b-100c. Danach ist die Oberfläche 5 von den Hartkörpern 10 befreit und das verschlissene Profil der Oberfläche 5 der Mahlwalze 1 kommt zum Vorschein, Zustand 100c. Nach Bear- beitung der Oberfläche 5, dargestellt durch die Vor- und Nachzustände 100c- 100d, wird die Sackbohrung 50, in welcher der Hartkörper 10 eingebettet ist, korrespondierend zur Abtragung der Oberfläche 5 der Mahlwalze 1 vertieft, Vor und Nachzustand 100d-100e und ein Hartkörper 10, neu oder gebraucht, wird in die Oberfläche 5 in die vertiefte Sackbohrung 50 eingesetzt, was durch die Schnittzeichnungen als Zustand 100e vor Einsetzen des Hartkörpers 10 und die
Schnittzeichnung als Zustand 10Of dargestellt ist. Nach dem Einsetzen des Hartkörpers 10 wird die durchgehende Ausnehmung 20 des Hartkörpers 10 wieder mit einem formschlüssigen Körper 30 ausgefüllt. Der formschlüssige Körper 30 kann ein Stehbolzen sein, der am Boden der Sackbohrung 50 eingeschraubt wird oder der formschlüssige Körper 30 wird in die durchgehende Ausnehmung 20 des Hartkörpers 10 eingetrieben.
Zur Erneuerung der Oberfläche 5 des Grundkörpers der Mahlwalze 1 ergeben sich so also die verfahrensgemäßen Schritte: Entfernen (100a-100b) des gegebenenfalls vorhandenen Materials in der durchgehenden Ausnehmung des Hartkörpers 10, Herausziehen (100b-100c) des Hartkörpers 10 mit einem Werkzeug, welches sich in der durchgehenden Ausnehmung 20 der Hartkörper 10 verkeilt oder die Hartkörper 10 darin greift, Wiederherstellen (100c-100d) der Form des Grundkörpers der Mahlwalze 1 durch Zerspanung, wobei der Grundkörper der Mahlwalze 1 geringfügig verkleinert wird, gegebenenfalls Vertiefen (100d-100e) der Bohrungen, in welchen die Hartkörper 10 sitzen, Einsetzen (100e-100f) von neuen oder noch brauchbaren, gebrauchten Hartkörpern 10, und schließlich Ausfüllen (100f-100g) der durchgehenden Ausnehmung 20 mit einem formschlüssigen Körper 30. BEZUGSZEICHENLISTE
Mahlwalze 100a Zustand vor Erneuerung
Oberfläche 100b Zustand nach Ausbohren
Hartkörper des formschlüssigen Körpers
Fase 100c Zustand nach Entfernen des
Rundboden Hartkörpers
Ausnehmung 100d Zustand nach Bearbeiten der
Ausbuchtung Oberfläche
Körper 100e Zustand nach Vertiefen der
Mahlgut Sackbohrung
Ausbuchtung 100f Zustand nach Einsetzen des
Sackbohrung Hartkörpers
Hartkörper, Aufsicht 100g Zustand nach Ausfüllen der
Hartkörper, perspektivisch Ausnehmung
Hartkörper, Aufsicht
Hartkörper, perspektivisch
Hüllform

Claims

PA TENTANSPRÜCHE
1 . Mahlwalze (1 ) für die Hochdruckzerkleinerung körnigen Mahlgutes (20), aufweisend eine Bewehrung mit Hartkörpern (5), die aus der Oberfläche (5) des Grundkörpers der Mahlwalze (1 ) herausragen, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Hartkörper (10) eine durchgehende Ausnehmung (20) aufweisen, wobei sich die Ausnehmung (20) in radialer Richtung der Mahlwalze (1 ) erstreckt und wobei das Verhältnis der Höhe (h) zur Breite (b) des Hartkörpers 1 ,5 oder geringer ist.
2. Mahlwalze nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Hartkörper (10) die Form eines allgemeinen Zylinders (60, 70) mit Bohrung (20) aufweisen, bevorzugt entweder die Form eines hohlen Kreiszylinders oder eines hohlen Prismas oder eines hohlen Zylinders mit elliptischer Grundfläche aufweisen.
3. Mahlwalze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hartkörper (10) die Form eines schiefen allgemeinen Zylinders (61 , 71 ) mit Bohrung (20) aufweisen, bevorzugt entweder die Form eines schiefen hohlen Kreiszylinders oder eines schiefen hohlen Prismas oder eines schiefen hohlen Zylinders mit elliptischer Grundfläche aufweisen.
4. Mahlwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hartkörper (10) symmetrisch oder asymmetrisch geformt sind.
5. Mahlwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die durchgehende Ausnehmung (20) im Querschnitt ein Kreisprofil, ein elliptisches Profil, ein polygonales Profil (60, 70) aufweist.
6. Mahlwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die durchgehende Ausnehmung (20) im Querschnitt neben einem Hauptprofil ein Nebenprofil aufweist, wobei das Nebenprofil aus mindestens einer runden oder spitzen Ausbuchtung (20) nach innen und/oder nach außen besteht und symmetrisch oder asymmetrisch angeordnet ist.
7. Mahlwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hartkörper (10) in radialer Richtung der Mahlwalze (1 ) neben einem Hauptprofil ein Nebenprofil aufweisen, wobei das Nebenprofil aus mindestens einer runden oder spitzen Ausbuchtung nach innen und/oder nach außen oder einer Fase oder Abrundung an den Kanten des Hartkörpers besteht und symmetrisch oder asymmetrisch angeordnet ist.
8. Mahlwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die durchgehende Ausnehmung (20) mit dem Material des Grundkörpers der Mahlwalze (1 ) zumindest teilweise ausgefüllt ist,
9. Mahlwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die durchgehende Ausnehmung (20) mit einem formschlüssigen Körper (30) zumindest teilweise ausgefüllt ist.
10. Verfahren zur Erneuerung der Bewehrung mit Hartkörpern (10) einer Mahlwalze (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, aufweisend die folgenden Schritte:
- Entfernen (100a-100b) des gegebenenfalls vorhandenen Materials in der durchgehenden Ausnehmung des Hartkörpers,
- Herausziehen (100b-100c) des Hartkörpers (1 ) mit einem Werkzeug, welches sich in der durchgehenden Ausnehmung (20) der Hartkörper (10) verkeilt oder die Hartkörper (10) darin greift,
- Wiederherstellen (100c-100d) der Form des Grundkörpers der Mahlwalze (1 ) durch Zerspanung, wobei der Grundkörper der Mahlwalze(1 ) geringfügig verkleinert wird, gegebenenfalls
- Vertiefen (100d-1 OOe) der Bohrungen zur Aufnahme der Hartkörper (10),
- Einsetzen (100e-100f) von neuen oder noch brauchbaren, gebrauchten Hartkörpern (10),
- Ausfüllen (-100f-100g) der durchgehenden Ausnehmung mit einem formschlüssigen Körper (30). Verfahren nach Anspruch 1 ,
gekennzeichnet durch ein Verdrehen des Hartkörpers 10 in seiner Sackbohrung (50) zum Entfernen (100a-100b).
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