具有嵌入到表面中的硬质体的磨辊的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种磨辊，具有嵌入表面（102）中的用于固定物料床的硬质体（100）。按照本发明提出，所述硬质体（100）分别被接纳在一个套管（105）中并且嵌入所述表面（102）中。由此实现，能够在磨辊使用和磨损后将套管较容易地从表面去除以便再处理所述表面。
【专利说明】具有嵌入到表面中的硬质体的磨辊
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有嵌入到表面中的用于固定物料床的硬质体的磨辊和用于去除所述硬质体的方法。
【背景技术】
[0002]为了破碎颗粒状的松散物料已知的是，将颗粒状的松散物料送入高压辊压机的间隙中并在那里借助高的间隙压力破碎。如Sch?nert等在德国公开文献DE2708053A1中作为高压破碎描述的那样，这种方法的特别之处在于，各辊在没有打滑的情况下相向旋转并且仅仅通过使用高的压力、而不通过在辊间隙中的剪切来破碎待碾磨物料。结果获得具有高的能量输出的高破碎效率。在辊间隙中的破碎尤其是适合于易碎的材料。
[0003]为了减轻即使在没有辊打滑的情况下仍占主导的高的磨损作用，已知的是，在磨辊的表面上引入硬质体，由需要碾磨的待碾磨物料本身构成的床形成在所述硬质体之间并在那里固定并且因此用作自生的磨损保护。除了对在磨辊的表面构成的物料床的单纯的锚固作用以外，硬质体也导致磨辊的改善的拉入特性。因此，为了获得优化的破碎作用，重要的是，以每时间单位的确定量的待碾磨物料供给碾磨机的辊间隙，以便达到优化的破碎特性。德国专利文献DE4036040C2公开了在使用中为磨辊装备自生的磨损保护层的初步措施。该技术后续在EP0516952B1中得以改善。
[0004]尽管在磨辊运行中在刺猬状地从辊表面突出的硬质体之间存在自生的磨损保护层，但所述磨辊根据待碾磨物料的性质具有有限的使用寿命。该碾磨技术的一些应用(例如利用高压辊压机对水泥熟料进行破碎)允许使用所述磨辊几千小时，直到所述磨辊被磨损得使得不再可达到希望的碾磨效率。这种碾磨技术的用于破碎其他材料(例如矿石)的应用甚至允许磨辊的最高达1000 0小时的使用寿命，直到必需修理表面或者甚至更换磨辊。在磨辊被磨损到使得其使用不再在经济上可行时，形成所谓的浴盆效应，在该浴盆效应中，磨辊在轴向中心比在磨辊边缘显示出更多的磨损并因此给予磨辊以轻微缩腰的形状。在磨辊的这样构成的轮廓的情况下，在辊间隙中不再能形成必需的压力，由此一方面破碎变得更耗能并由此另一方面辊压机的处理能力减小，这是因为在循环中引导的待碾磨物料必须多次至许多次地经过磨辊，直到待碾磨物料通过筛分器从碾磨循环中筛出。这种磨损模式并不仅仅由以下事实引起，即待碾磨物料在中央被给料到辊间隙上，而是也由以下事实引起，即处于辊间隙中的待碾磨物料显示出塑性的直至类似液体的特性并且在通过辊间隙的短的经过时间期间流向磨辊边缘。在待碾磨物料的这种横向运动中，表面缓慢磨损。除了因在辊间隙中的看似流体的岩石而造成的强烈加载，磨辊还由于非常高的压力而经历碾压运动，所述碾压运动在表面上类似于滚动的汽车轮胎的碾压运动。所述碾压运动是磨辊表面被非常强烈地机械加载的原因。在磨辊的进一步改进中显示，锻造的表面导致磨辊的特别长的使用寿命。
[0005]如果磨辊需要被再处理以恢复最初的圆柱形形状，则需要将硬质体的至少一部分从磨辊表面去除。由于随着硬质体变得较小，自生的磨损保护层的附着被改善直至极限点，因此试图将尽可能多的硬质体引入磨辊的表面中。在这种情况下，在一个磨辊中有22000个硬质体是常见的。
[0006]当磨辊磨损时，可以通过去除仍保留的硬质体、将磨辊车削成圆柱形形状和沉入新的硬质体来再次对该磨辊再处理。当然，按照Schdnert等的文献，拉入角度由此改变，这是因为磨辊的直径在这种再处理之后减小并且由此间隙通道的参数改变。但磨辊的由于高的制造费用而造成的高成本支持这种再处理，只要能够经济地去除硬质体。
[0007]为磨辊使用锻造的轮箍导致:一方面由于开头描述的碾压运动并由于辊材料的或辊轮箍的可延展性，硬质体被固定地驱入在剩余孔中，其中孔边缘通过塑性变形紧密地贴靠在硬质体表面上。此外，在剩余孔的边缘上在磨辊的被磨损表面上(即在硬质体的颈部上)，小的待碾磨物料碎片被固定地驱入在孔边缘和硬质体颈部之间，所述待碾磨物料碎片如楔一般将硬质体固定在所述表面中。结果是需要高的设备的和手工的花费，以将各硬质体从相应的孔中去除。硬质体粘结在孔中在这里还只是小问题，这是因为粘合剂可以通过热处理碳化或者热解或者烧掉。硬质体的机械拔出由于磨辊表面的塑性变形而是非常麻烦的。诚然，为此曾经使用具有空隙的硬质体，所述空隙能够接纳将硬质体从表面扭转和折断的工具，如在DE10200601042A1和DE102009039928B3中描述的那样。但为此需要管状的硬质体，所述管状的硬质体在使用中按照待碾磨物料的性质可具有相对于常规硬质体较少的使用寿命并可被更快速地磨损或者断裂。为了去除，现今在没装备可延展表面的磨辊中，硬质体的粘合剂被碳化并接着利用工具拔出，其中，为了成功拔出，必要时必须重复多次拔出。其他的方法设定，将焊接点、牵拉工具或钩焊接到硬质体上，其中，所述硬质体由非氧化的陶瓷制成并且因此焊接也是相对复杂的并具有较小的强度。如果焊接失败，则硬质体头部的表面也许被磨损并且通过拔出进行去除变得困难。用于去除硬质体的另一种方法设定，将硬质体设置为空心孔的芯部，其中，空心钻头利用该硬质体定心。围绕硬质体将辊材料钻出，并且硬质体最后露出。在每个单独的磨辊中有22000个并可能更多个硬质体的情况下，这种去除硬质体的方法是非常麻烦的并且在经济上几乎不再合理。
[0008]但值得期望的是，为表面装备常规的硬质体，所述常规的硬质体能够以相对微小的耗费被去除以便再处理或修理限定的表面部分。
【发明内容】
[0009]因此本发明的任务是，提供具有引入到表面中的硬质体的磨辊，该磨辊的硬质体能够以比现有技术需要的耗费少的耗费被去除。
[0010]按照本发明的任务如下解决，即硬质体分别被接纳在一个套管中并且嵌入到表面中。其他的有利的设计在从属权利要求2至7中给出。用于去除所述硬质体的方法在方法权利要求8至10中给出。
[0011]套管的使用使得能够简化地将硬质体从磨辊的表面脱开，所述磨辊基于其材料特性是可延展的并由于碾压运动在使用中塑性变形并且由此固定地包围相应的硬质体。只要套管由与磨辊表面的材料相同的材料制造，则可以将焊接点安设到套管上，并且套管可以连同硬质体被拔出。在这种情况中，用于拔出磨辊的机械耗费虽然没有明显地缓和，但与表面材料相同的套管的材料特性使焊接点的焊接明显变容易。
[0012]在本发明的设计中设定，套管和/或硬质体圆锥形地成形在所述孔之内。为此在表面的高度中的孔边缘处的直径大于在底部或在表面之下的孔边缘处的直径。圆锥形的设置结构允许套管连同硬质体被容易地拔出。由于圆锥体朝表面变宽，因此可以假定，该圆锥体通过磨辊的碾压运动并通过表面的塑性变形从磨辊的表面被压出。然而在试验中未观察到圆锥体克服间隙压力而压出。
[0013]硬质体和/或套管的圆锥体可以不同地成形。简单的圆锥形套管在内部圆柱形地成形并且在外边缘处圆锥形地成形，其中，在磨辊的表面中的孔与此对应地成形。
[0014]在硬质体连同套管的另一种设计中设定，硬质体圆锥形地成形并且朝头部变细。与之相反，硬质体的支座、即在磨辊的表面中的孔圆柱形地成形。套管在内部接纳圆锥形的硬质体并且为此朝硬质体底部具有较小的壁厚。
[0015]最后也设定双锥形的设计，在该设计中，圆锥形的硬质体通过套管接纳，所述套管将硬质体装配入圆锥形的孔中，其中，硬质体朝头部变细并且孔朝硬质体底部变细。
[0016]在特别的设计中设定，套管作为夹紧环围绕硬质体放置并因此是开口的。在此所述夹紧环按照材料选择可以是厚壁的或者薄壁的。厚壁的套管围绕硬质体成形，而薄壁的套管(例如当其由弹簧钢制成时)围绕套管夹紧。
[0017]在本发明的非常特别的设计中，所述套管包括两个单独的具有不同材料的套管或者由沿轴向方向具有不同材料的复合材料制成的套管。在此，较少耐磨的、但为此可较容易去除的材料装入在硬质体底部和下面的孔之间的环状空间中，并且指向磨辊表面的所述环状空间装备有特别耐磨的或者与表面材料相同的材料。上述材料的层厚在此这样确定，即其对应于磨辊的最大磨损深度。如果达到最大磨损，则可容易去除的套管露出。然后该套管可以为再处理而被去除。
[0018]可容易去除的套管的材料可以具有特别低的熔点或者也显示出特别负的化学的标准电位，从而所述材料可以相对容易地氧化。低熔点的材料可以通过加热表面而去除，并且具有负的化学的标准电位的材料可以通过电化学腐蚀而去除。当磨辊完全或者部分地浸入电解质溶液中并且被阳极氧化时，与在容器上的牺牲阳极类似，该材料电化学地、优选在磨辊的表面材料被电解之前被溶解或者被电解。
[0019]后一种方法特别良好地适合于在磨辊在边远地点使用时实施，如荒地或者基础设施配备较差的采矿地点。具有比磨辊表面更负的标准电位的套管的电化学氧化可能有其持续时间。但在该时期中不需要特别的设备的或者手工的花费，从而硬质体的去除几乎可以自行进行。由于硬质体通常由化学稳定的碳化钨制成，所以可以回收硬质体剩余部分，以便输送所述硬质体剩余部分以进行回收钨的化学处理。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]借助附图详细解释本发明。图中示出:
[0021]图1在圆柱形套管中的硬质体；
[0022]图2在圆柱形孔中的圆锥形套管中的圆锥形硬质体；
[0023]图3在圆锥形套管中的圆柱形硬质体；
[0024]图4在圆锥形孔中的具有双锥形套管的圆锥形硬质体；
[0025]图5具有缩腰主体的硬质体，所述缩腰主体被开口的套管环绕夹紧；
[0026]图6包括两个由不同材料制成的套管的硬质体；[0027]图7磨辊表面的局部视图，所述磨辊表面被电解地除去套管。
【具体实施方式】
[0028]图1至4和图6分别以上下子图示出，其中，相应的上子图示出在沉入之前的状态，并且相应的下子图示出硬质体和套管沉入磨辊表面中的沉入状态。
[0029]在图1中示出具有球形底部101的圆柱形硬质体100，其装入到磨辊的表面102中。在圆柱形硬质体100和孔壁104之间设置套管105，所述套管能够使硬质体100在使用之后被去除。在该设计中，硬质体100的外径以及孔壁104的内径是圆柱形的，从而套管105在套管形状和孔形状方面可以表征为圆柱形/圆柱形。为了去除硬质体100和套管105如下设定，将焊接点设置到套管105的相对于表面102可见的位置上并且借助具有用于抓持的钩、管或销的所述焊接点将套管105从孔中拔出。
[0030]对于该实施形式，套管105的材料最好由与磨辊表面102的材料相同的材料制造。
[0031]替选地，也可以由具有低熔点的材料制造套管105，所述熔点优选应低于400°C。如果表面材料包括ADI (奥氏体等温淬火球墨铸铁)，则该400°C的界限由表面材料经历相变的倾向决定，硬化的锻造材料也大约在该温度下经历相变。因此，如果套管材料在低于该温度时熔化，则可以通过借助例如火焰对表面均匀地加热进行去除，其中，将所述材料熔化并排出并且接着将硬质体拔出。在这些低温下熔化的材料通常是非常磨损敏感的。由于磨辊的表面材料的磨损也恰好在硬质体100的颈部106上出现，所以当套管105非常薄壁时，选择可在低温下熔化的材料是有利的。套管材料可以通过加热而液化，从而硬质体100如钎焊般地安置在磨辊的表面102中。由此使硬质体100无间隙地安置在表面102中，该硬质体不包含进入到间隙中的、通常将硬质体100楔紧在孔中的待碾磨物料颗粒。在磨辊的运行中能够确定，颈部106或套管105的上部如被冲蚀般地作用，然而这种效应在短的深度之后减少，这是因为在硬质体100和孔壁104之间的环形空间中形成由固定安置的待碾磨物料构成的层并且由此形成套管105的自生的磨损保护层。
[0032]在非常特别的实施形式中，套管105由这样的材料制造，即所述材料与磨辊的表面102的材料相比具有更负的化学标准电位。为了去除，将磨辊浸入电解槽中，其中，磨辊需要被放入仅大约10至20cm深的池中，从而处于最下面的硬质体100浸入电解液中。为了溶解硬质体100，整个磨辊被连接到有效电压源的阳极上，并且使用几乎任意的电极、优选镀钼的或石墨化的电极作为相反极。为了执行电解，这样调节电压，使得在套管100上形成由氢气构成的细小的气泡110 (如在图9中示出的)并且表明电解的开始。电压不应被选择为高到使表面102也开始分解(通过形成气泡表明)。因为套管材料与磨辊的表面的材料相比具有更负的标准电位，所以其几乎作为牺牲阳极首先分解。由于套管105的表面在电解中始终更深地处于硬质体100和孔之间的环形空间中并且暴露于电解液，因此该电解分解过程可能总共需要数日直至数周。但在这段时间中仅需要非常小的监控花费；必要时需要磨辊在浅的池中转动。因此从表面溶解硬质体100的这种方式可以自行进行并由此能够非常成本低廉地执行。特别是即使在矿藏所在的边远地点以较少的专业知识和专业训练也可以执行这种处理方式。
[0033]在图2至4中示出硬质体/套管对的不同实施形式，其可以通过如上所述的在图2中的圆锥形/圆柱形、图3中的圆柱形/圆锥形和图4的中圆锥形/圆锥形表征。[0034]按照图2的圆锥形/圆柱形的形状良好地固定硬质体200，然而套管205具有较大的、经受待碾磨物料的表面。因此这种套管形状适合用于由磨辊本身的表面材料构成的套管材料。为了去除硬质体，在这里最好使用借助焊接点的方法，所述焊接点被设置到套管205 上。
[0035]按照图3的圆柱形/圆锥形的形状同样适合由磨辊的表面材料构成的材料，其中，这种形状适合于继续利用现有的在现有技术中通常圆柱形成形的硬质体300。
[0036]最后，按照图4的圆锥形/圆锥形的形状适合用于这样的磨辊，即所述磨辊被特别强烈地加载，并且在所述磨辊中套管400特别强化地通过表面材料的塑性变形而固定。
[0037]最后，在图5中示出硬质体500和套管505的组合，其中，套管505作为开口的环围绕硬质体500成形，并且硬质体500在该套管中缩腰。在使用厚壁的套管505的情况下，套管505可以在嵌入孔504中之前通过加热变形围绕硬质体505放置。在使用薄壁的套管505的情况下，如果该套管由弹簧钢制造，则该套管可以围绕套管500夹紧。这种实施形式具有以下优点，即硬质体500作为硬质体/套管组合能够以大的件数预制，由此安装被相应地简化。
[0038]在图6示出特别的实施形式，其中这里选择圆柱形/圆柱形的设计，该设计在这里代表在上述附图中描述的实施形式。在该实施形式中特别的是，两个套管605a和605b在孔604中重叠地放置并且固定硬质体600。在此，下面的在硬质体600和孔604之间的环形空间中沉入的套管605b的材料由低熔点的材料或由具有负的化学标准电位的材料制造。而上面的套管605a由与磨辊表面的材料相同的材料制造。在使用中，上面的套管605a大致与其余的表面一样快地被磨损，从而在最大容许的磨损的情况下，下面的套管605b露出并且可以通过上述方法去除。
[0039]附图标记列表
[0040]100硬质体
[0041]101 底部
[0042]102 表面
[0043]104 孔壁
[0044]105 套管
[0045]106 颈部
[0046]110 气泡
[0047]200硬质体
[0048]202 表面
[0049]204 孔
[0050]205 套管
[0051]300硬质体
[0052]302 表面
[0053]304 孔
[0054]400硬质体
[0055]402 表面
[0056]404 孔[0057]405 套管
[0058]500硬质体
[0059]502 表面
[0060]504 孔
[0061]505 套管
[0062]600硬质体
[0063]602 表面
[0064]604 孔
[0065]605a 套管
[0066]605b 套管
【权利要求】
1.一种磨辊，具有嵌入表面(102)中的用于固定物料床的硬质体(100、200、300、400、500.600), 其特征在于， 所述硬质体(100、200、300、400、500、600)分别被接纳在一个套管(105、205、305、405、505,605a,605b)中并且嵌入所述表面(102、202、302、402、502、602)中。
2.按照权利要求1所述的磨辊，其特征在于， 所述套管(105、205、305、405、505、605a、605b)和 / 或所述硬质体(100、200、300、400、500.600)圆锥形地成形在该磨辊的表面(102、202、302、402、502、602)中的接纳孔(104、204、304、404、504、604)之内。
3.按照权利要求1或2所述的磨辊，其特征在于， 所述套管(105、205、305、405、505、605a、605b)作为开口的环(505)部分地包围相应的硬质体(100、200、300、400、500、600)。
4.按照权利要求1至3之一所述的磨辊，其特征在于， 相应的套管(605b)通过由与该磨辊的表面(602)的材料相同的材料制成的另一个套管(605a)或环遮盖。
5.按照权利要求1至4之一所述的磨辊，其特征在于， 所述套管(105、205、305、405、505、605b)的材料具有400°C或更低的熔点。
6.按照权利要求1至5之一所述的磨辊，其特征在于， 所述套管(105、205、305、405、505、605b)的材料具有这样的化学的标准电位，即所述化学的标准电位比该磨辊的表面(102、202、302、402、502、602)的标准电位小、即更负。
7.按照权利要求1至6之一所述的磨辊，其特征在于， 所述套管(105、205、305、405、505、605a、605b)的材料是包括两种轴向重叠地设置的材料的复合材料。
8.一种用于从按照权利要求1至7之一所述的磨辊的表面(102、202、302、402、502)去除硬质体(100、200、300、400、500 )的方法，其特征在于， -将用于固定工具的装置焊接到套管(105、205、305、405、505)上，-将套管(105、205、305、405、505)连同或不连同硬质体(100、200、300、400、500、600)拔出， -如果硬质体(100、200、300、400、500)保留在磨辊的表面(102、202、302、402、502)中，则拔出硬质体。
9.一种用于从按照权利要求5所述的磨辊的表面去除硬质体(100、200、300、400、500、600)的方法，其特征在于， -加热磨辊的表面(102、202、302、402、502、602)直到套管(105、205、305、405、505、605b)的熔点， -通过拔出而去除硬质体(100、200、300、400、500、600)。
10.一种用于从按照权利要求6所述的磨辊的表面(102、202、302、402、502、602)去除硬质体(100、200、300、400、500、600)的方法，其特征在于， -将所述磨辊沉入到电解液中， -将所述磨辊与电压源连接，其中所述磨辊与阳极连接，-将反电极与相同的电压源连接，其中所述反电极与阴极连接， -在电解液中对套管(105、205、305、405、505、605b)进行阳极氧化。
【文档编号】B02C4/30GK103619481SQ201280030328
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2012年6月19日 优先权日:2011年6月21日
【发明者】M·弗兰根贝格 申请人:Khd洪保德韦达克有限公司