具有嵌入到表面中的硬質(zhì)體的磨輥的制作方法
【專利說明】
[0001] 本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2012年6月19日、申請(qǐng)?zhí)枮?01280030328. 7、國際申請(qǐng)?zhí)枮?PCT/EP2012/002576、發(fā)明名稱為"具有嵌入到表面中的硬質(zhì)體的磨輥"的發(fā)明專利申請(qǐng)的 分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及一種具有嵌入到表面中的用于固定物料床的硬質(zhì)體的磨輥和用于去 除所述硬質(zhì)體的方法。
【背景技術(shù)】
[0003] 為了破碎顆粒狀的松散物料已知的是，將顆粒狀的松散物料送入高壓輥壓機(jī)的間 隙中并在那里借助高的間隙壓力破碎。如Sehdnert等在德國公開文獻(xiàn)DE2708053A1中作 為高壓破碎描述的那樣，這種方法的特別之處在于，各輥在沒有打滑的情況下相向旋轉(zhuǎn)并 且僅僅通過使用高的壓力、而不通過在輥間隙中的剪切來破碎待碾磨物料。結(jié)果獲得具有 高的能量輸出的高破碎效率。在輥間隙中的破碎尤其是適合于易碎的材料。
[0004] 為了減輕即使在沒有輥打滑的情況下仍占主導(dǎo)的高的磨損作用，已知的是，在磨 輥的表面上引入硬質(zhì)體，由需要碾磨的待碾磨物料本身構(gòu)成的床形成在所述硬質(zhì)體之間并 在那里固定并且因此用作自生的磨損保護(hù)。除了對(duì)在磨輥的表面構(gòu)成的物料床的單純的 錨固作用以外，硬質(zhì)體也導(dǎo)致磨輥的改善的拉入特性。因此，為了獲得優(yōu)化的破碎作用，重 要的是，以每時(shí)間單位的確定量的待碾磨物料供給碾磨機(jī)的輥間隙，以便達(dá)到優(yōu)化的破碎 特性。德國專利文獻(xiàn)DE4036040C2公開了在使用中為磨輥裝備自生的磨損保護(hù)層的初步措 施。該技術(shù)后續(xù)在EP0516952B1中得以改善。
[0005] 盡管在磨輥運(yùn)行中在刺猬狀地從輥表面突出的硬質(zhì)體之間存在自生的磨損保護(hù) 層，但所述磨輥根據(jù)待碾磨物料的性質(zhì)具有有限的使用壽命。該碾磨技術(shù)的一些應(yīng)用（例 如利用高壓輥壓機(jī)對(duì)水泥熟料進(jìn)行破碎）允許使用所述磨輥幾千小時(shí)，直到所述磨輥被磨 損得使得不再可達(dá)到希望的碾磨效率。這種碾磨技術(shù)的用于破碎其他材料（例如礦石） 的應(yīng)用甚至允許磨輥的最高達(dá)10000小時(shí)的使用壽命，直到必需修理表面或者甚至更換磨 輥。在磨輥被磨損到使得其使用不再在經(jīng)濟(jì)上可行時(shí)，形成所謂的浴盆效應(yīng)，在該浴盆效應(yīng) 中，磨輥在軸向中心比在磨輥邊緣顯示出更多的磨損并因此給予磨輥以輕微縮腰的形狀。 在磨輥的這樣構(gòu)成的輪廓的情況下，在輥間隙中不再能形成必需的壓力，由此一方面破碎 變得更耗能并由此另一方面輥壓機(jī)的處理能力減小，這是因?yàn)樵谘h(huán)中引導(dǎo)的待碾磨物料 必須多次至許多次地經(jīng)過磨輥，直到待碾磨物料通過篩分器從碾磨循環(huán)中篩出。這種磨損 模式并不僅僅由以下事實(shí)引起，即待碾磨物料在中央被給料到輥間隙上，而是也由以下事 實(shí)引起，即處于輥間隙中的待碾磨物料顯示出塑性的直至類似液體的特性并且在通過輥間 隙的短的經(jīng)過時(shí)間期間流向磨輯邊緣。在待碾磨物料的這種橫向運(yùn)動(dòng)中，表面緩慢磨損。除 了因在輥間隙中的看似流體的巖石而造成的強(qiáng)烈加載，磨輥還由于非常高的壓力而經(jīng)歷碾 壓運(yùn)動(dòng)，所述碾壓運(yùn)動(dòng)在表面上類似于滾動(dòng)的汽車輪胎的碾壓運(yùn)動(dòng)。所述碾壓運(yùn)動(dòng)是磨輥 表面被非常強(qiáng)烈地機(jī)械加載的原因。在磨輥的進(jìn)一步改進(jìn)中顯示，鍛造的表面導(dǎo)致磨輥的 特別長的使用壽命。
[0006] 如果磨輥需要被再處理以恢復(fù)最初的圓柱形形狀，則需要將硬質(zhì)體的至少一部分 從磨輥表面去除。由于隨著硬質(zhì)體變得較小，自生的磨損保護(hù)層的附著被改善直至極限點(diǎn)， 因此試圖將盡可能多的硬質(zhì)體引入磨輥的表面中。在這種情況下，在一個(gè)磨輥中有22000 個(gè)硬質(zhì)體是常見的。
[0007] 當(dāng)磨輥磨損時(shí)，可以通過去除仍保留的硬質(zhì)體、將磨輥車削成圓柱形形狀和沉入 新的硬質(zhì)體來再次對(duì)該磨輥再處理。當(dāng)然，按照Schdnert等的文獻(xiàn)，拉入角度由此改變， 這是因?yàn)槟ポ伒闹睆皆谶@種再處理之后減小并且由此間隙通道的參數(shù)改變。但磨輥的由于 高的制造費(fèi)用而造成的高成本支持這種再處理，只要能夠經(jīng)濟(jì)地去除硬質(zhì)體。
[0008] 為磨輥使用鍛造的輪箍導(dǎo)致：一方面由于開頭描述的碾壓運(yùn)動(dòng)并由于輥材料的或 輥輪箍的可延展性，硬質(zhì)體被固定地驅(qū)入在剩余孔中，其中孔邊緣通過塑性變形緊密地貼 靠在硬質(zhì)體表面上。此外，在剩余孔的邊緣上在磨輥的被磨損表面上（即在硬質(zhì)體的頸部 上），小的待碾磨物料碎片被固定地驅(qū)入在孔邊緣和硬質(zhì)體頸部之間，所述待碾磨物料碎片 如楔一般將硬質(zhì)體固定在所述表面中。結(jié)果是需要高的設(shè)備的和手工的花費(fèi)，以將各硬質(zhì) 體從相應(yīng)的孔中去除。硬質(zhì)體粘結(jié)在孔中在這里還只是小問題，這是因?yàn)檎澈蟿┛梢酝ㄟ^ 熱處理碳化或者熱解或者燒掉。硬質(zhì)體的機(jī)械拔出由于磨輥表面的塑性變形而是非常麻煩 的。誠然，為此曾經(jīng)使用具有空隙的硬質(zhì)體，所述空隙能夠接納將硬質(zhì)體從表面扭轉(zhuǎn)和折 斷的工具，如在DE10200601042A1和DE102009039928B3中描述的那樣。但為此需要管狀的 硬質(zhì)體，所述管狀的硬質(zhì)體在使用中按照待碾磨物料的性質(zhì)可具有相對(duì)于常規(guī)硬質(zhì)體較少 的使用壽命并可被更快速地磨損或者斷裂。為了去除，現(xiàn)今在沒裝備可延展表面的磨輥中， 硬質(zhì)體的粘合劑被碳化并接著利用工具拔出，其中，為了成功拔出，必要時(shí)必須重復(fù)多次拔 出。其他的方法設(shè)定，將焊接點(diǎn)、牽拉工具或鉤焊接到硬質(zhì)體上，其中，所述硬質(zhì)體由非氧化 的陶瓷制成并且因此焊接也是相對(duì)復(fù)雜的并具有較小的強(qiáng)度。如果焊接失敗，則硬質(zhì)體頭 部的表面也許被磨損并且通過拔出進(jìn)行去除變得困難。用于去除硬質(zhì)體的另一種方法設(shè) 定，將硬質(zhì)體設(shè)置為空心孔的芯部，其中，空心鉆頭利用該硬質(zhì)體定心。圍繞硬質(zhì)體將輥材 料鉆出，并且硬質(zhì)體最后露出。在每個(gè)單獨(dú)的磨輥中有22000個(gè)并可能更多個(gè)硬質(zhì)體的情 況下，這種去除硬質(zhì)體的方法是非常麻煩的并且在經(jīng)濟(jì)上幾乎不再合理。
[0009] 但值得期望的是，為表面裝備常規(guī)的硬質(zhì)體，所述常規(guī)的硬質(zhì)體能夠以相對(duì)微小 的耗費(fèi)被去除以便再處理或修理限定的表面部分。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 因此本發(fā)明的任務(wù)是，提供具有引入到表面中的硬質(zhì)體的磨輥，該磨輥的硬質(zhì)體 能夠以比現(xiàn)有技術(shù)需要的耗費(fèi)少的耗費(fèi)被去除。
[0011] 按照本發(fā)明的任務(wù)如下解決，即硬質(zhì)體分別被接納在一個(gè)套管中并且嵌入到表面 中。
[0012] 套管的使用使得能夠簡化地將硬質(zhì)體從磨輥的表面脫開，所述磨輥基于其材料特 性是可延展的并由于碾壓運(yùn)動(dòng)在使用中塑性變形并且由此固定地包圍相應(yīng)的硬質(zhì)體。只要 套管由與磨輥表面的材料相同的材料制造，則可以將焊接點(diǎn)安設(shè)到套管上，并且套管可以 連同硬質(zhì)體被拔出。在這種情況中，用于拔出磨輥的機(jī)械耗費(fèi)雖然沒有明顯地緩和，但與表 面材料相同的套管的材料特性使焊接點(diǎn)的焊接明顯變?nèi)菀住?br>[0013] 在本發(fā)明的設(shè)計(jì)中設(shè)定，套管和/或硬質(zhì)體圓錐形地成形在所述孔之內(nèi)。為此在 表面的高度中的孔邊緣處的直徑大于在底部或在表面之下的孔邊緣處的直徑。圓錐形的設(shè) 置結(jié)構(gòu)允許套管連同硬質(zhì)體被容易地拔出。由于圓錐體朝表面變寬，因此可以假定，該圓錐 體通過磨輥的碾壓運(yùn)動(dòng)并通過表面的塑性變形從磨輥的表面被壓出。然而在試驗(yàn)中未觀察 到圓錐體克服間隙壓力而壓出。
[0014] 硬質(zhì)體和/或套管的圓錐體可以不同地成形。簡單的圓錐形套管在內(nèi)部圓柱形地 成形并且在外邊緣處圓錐形地成形，其中，在磨輥的表面中的孔與此對(duì)應(yīng)地成形。
[0015] 在硬質(zhì)體連同套管的另一種設(shè)計(jì)中設(shè)定，硬質(zhì)體圓錐形地成形并且朝頭部變細(xì)。 與之相反，硬質(zhì)體的支座、即在磨輥的表面中的孔圓柱形地成形。套管在內(nèi)部接納圓錐形的 硬質(zhì)體并且為此朝硬質(zhì)體底部具有較小的壁厚。
[0016] 最后也設(shè)定雙錐形的設(shè)計(jì)，在該設(shè)計(jì)中，圓錐形的硬質(zhì)體通過套管接納，所述套管 將硬質(zhì)體裝配入圓錐形的孔中，其中，硬質(zhì)體朝頭部變細(xì)并且孔朝硬質(zhì)體底部變細(xì)。
[0017] 在特別的設(shè)計(jì)中設(shè)定，套管作為夾緊環(huán)圍繞硬質(zhì)體放置并因此是開口的。在此所 述夾緊環(huán)按照材料選擇可以是厚壁的或者薄壁的。厚壁的套管圍繞硬質(zhì)體成形，而薄壁的 套管（例如當(dāng)其由彈簧鋼制成時(shí)）圍繞套管夾緊。
[0018] 在本發(fā)明的非常特別的設(shè)計(jì)中，所述套管包括兩個(gè)單獨(dú)的具有不同材料的套管或 者由沿軸向方向具有不同材料的復(fù)合材料制成的套管。在此，較少耐磨的、但為此可較容易 去除的材料裝入在硬質(zhì)體底部和下面的孔之間的環(huán)狀空間中，并且指向磨輥表面的所述環(huán) 狀空間裝備有特別耐磨的或者與表面材料相同的材料。上述材料的層厚在此這樣確定，即 其對(duì)應(yīng)于磨輥的最大磨損深度。如果達(dá)到最大磨損，則可容易去除的套管露出。然后該套 管可以為再處理而被去除。
[0019] 可容易去除的套管的材料可以具有特別低的熔點(diǎn)或者也顯示出特別負(fù)的化學(xué)的 標(biāo)準(zhǔn)電位，從而所述材料可以相對(duì)容易地氧化。低熔點(diǎn)的材料可以通過加熱表面而去除，并 且具有負(fù)的化學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)電位的材料可以通過電化學(xué)腐蝕而去除。當(dāng)磨輥完全或者部分地浸 入電解質(zhì)溶液中并且被陽極氧化時(shí)，與在容器上的犧牲陽極類似，該材料電化學(xué)地、優(yōu)選在 磨輥的表面材料被電解之前被溶解或者被電解。
[0020] 后一種方法特別良好地適合于在磨輥在邊遠(yuǎn)地點(diǎn)使用時(shí)實(shí)施，如荒地或者基礎(chǔ)設(shè) 施配備較差的采礦地點(diǎn)。具有比磨輥表面更負(fù)的標(biāo)準(zhǔn)電位的套管的電化學(xué)氧化可能有其持 續(xù)時(shí)間。但在該時(shí)期中不需要特別的設(shè)備的或者手工的花費(fèi)，從而硬質(zhì)體的去除幾乎可以 自行進(jìn)行。由于硬質(zhì)體通常由化學(xué)穩(wěn)定的碳化鎢制成，所以可以回收硬質(zhì)體剩余部分，以便 輸送所述硬質(zhì)體剩余部分以進(jìn)行回收鎢的化學(xué)處理。
【附圖說明】
[0021] 借助附圖詳細(xì)解釋本發(fā)明。圖中示出：
[0022] 圖1在圓柱形套管中的硬質(zhì)體；
[0023] 圖2在圓柱形孔中的圓錐形套管中的圓錐形硬質(zhì)體；
[0024] 圖3在圓錐形套管中的圓柱形硬質(zhì)體；
[0025] 圖4在圓錐形孔中的具有雙錐形套管的圓錐形硬質(zhì)體；
[0026] 圖5具有縮腰主體的硬質(zhì)體，所述縮腰主體被開口的套管環(huán)繞夾緊；
[0027] 圖6包括兩個(gè)由不同材料制成的套管的硬質(zhì)體；
[0028] 圖7磨輥表面的局部視圖，所述磨輥表面被電解地除去套管。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 圖1至4和圖6分別以上下子圖不出，其中，相應(yīng)的上子圖不出在沉入之前的狀 態(tài)，并且相應(yīng)的下子圖示出硬質(zhì)體和套管沉入磨輥表面中的沉入狀態(tài)。
[0030] 在圖1中示出具有球形底部101的圓柱形硬質(zhì)體100,其裝入到磨輥的表面102 中。在圓柱