具有嵌入到表面中的硬质体的磨辊的制作方法
【专利说明】
[0001] 本申请是申请日为2012年6月19日、申请号为201280030328. 7、国际申请号为 PCT/EP2012/002576、发明名称为"具有嵌入到表面中的硬质体的磨辊"的发明专利申请的 分案申请。
技术领域
[0002] 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】
[0003] 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Sehdnert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。
[0004] 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。
[0005] 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10000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辑边缘。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。
[0006] 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。
[0007] 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。
[0008] 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。
[0009] 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】
[0010] 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。
[0011] 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。
[0012] 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。
[0013] 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。
[0014] 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。
[0015] 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。
[0016] 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。
[0017] 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。
[0018] 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。
[0019] 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。
[0020] 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。
【附图说明】
[0021] 借助附图详细解释本发明。图中示出：
[0022] 图1在圆柱形套管中的硬质体；
[0023] 图2在圆柱形孔中的圆锥形套管中的圆锥形硬质体；
[0024] 图3在圆锥形套管中的圆柱形硬质体；
[0025] 图4在圆锥形孔中的具有双锥形套管的圆锥形硬质体；
[0026] 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；
[0027] 图6包括两个由不同材料制成的套管的硬质体；
[0028] 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】
[0029] 图1至4和图6分别以上下子图不出，其中，相应的上子图不出在沉入之前的状 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。
[0030] 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