Vertikalmühle

Schleifscheibe: Eine große Scheibe aus Gussstahl (ZG35CrMo) mit einem Durchmesser von 1,5–5 m. Die Oberfläche ist mit einer Rillen- oder Stufenstruktur versehen, um Materialien an den Rand zu treiben. Sie ist auf der Hauptwelle montiert und wird vom Motor gedreht.

Mahlwalzen: 2–4 Walzen (je nach Modell) aus hochchromhaltigem Gusseisen (Cr20–25) oder legiertem Stahl mit einem Durchmesser von 0,5–2 m. Sie sind über der Schleifscheibe installiert und pressen Materialien unter hydraulischem Druck (10–30 MPa) zusammen, um das Schleifen zu realisieren.

Hauptwelle: Eine geschmiedete Welle aus legiertem Stahl (42CrMo) mit einem Durchmesser von 200–600 mm verbindet die Schleifscheibe mit dem Motor. Sie überträgt das Drehmoment und trägt das Gewicht der Schleifscheibe und der Materialien.

Rahmen: Eine geschweißte oder gegossene Stahlkonstruktion, die alle Komponenten trägt, einschließlich des oberen Rahmens (in dem sich der Klassierer befindet) und des unteren Rahmens (in dem sich die Hauptwelle und der Motor befinden).

Zuführgerät: Ein Schneckenförderer oder Bandförderer, der Materialien mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit in die Schleifscheibe einspeist. Er ist mit einem Materialfüllstandssensor zur Steuerung der Zufuhrmenge ausgestattet.

Heißluftsystem: Enthält einen Heißluftofen oder eine Abgasleitung, die heiße Luft (150–350 °C) in die Mühle einleitet. Die heiße Luft trocknet Materialien (Feuchtigkeitsgehalt ≤ 15 %) und transportiert Pulver zum Klassierer.

Klassifikator: Ein dynamischer Rotorklassierer, der oben an der Mühle installiert ist und aus einem rotierenden Laufrad und einer stationären Leitschaufel besteht. Er trennt feine und grobe Partikel durch Zentrifugalkraft: Feine Partikel passieren den Spalt des Laufrads, während grobe Partikel zurückgeworfen werden. Die Klassiererdrehzahl (1000–3000 U/min) ist einstellbar, um die Produktfeinheit zu steuern.

Hydraulikzylinder: 2–4 Zylinder, die Druck auf die Schleifwalzen ausüben und die Schleifkraft je nach Materialhärte anpassen. Das System ist zum Schutz vor Überlastung mit einem Überdruckventil ausgestattet.

Hebevorrichtung: Hydraulikzylinder zum Anheben der Mahlwalzen während der Wartung, wodurch ein einfacher Zugang zur Mahlscheibe ermöglicht wird.

Motor: Ein leistungsstarker Asynchronmotor (160–1000 kW), der über ein Untersetzungsgetriebe (Planeten- oder Kegelradgetriebe) mit der Hauptwelle verbunden ist, um die Drehzahl zu reduzieren und das Drehmoment zu erhöhen. Die Schleifscheibendrehzahl beträgt 30–100 U/min.

Zyklonabscheider: Sammelt den größten Teil des feinen Pulvers aus dem Luftstrom mit einer Sammeleffizienz von ≥95 %.

Beutelfilter: Fängt zusätzlich Feinstaub im Abgas ein, um Umweltstandards einzuhalten (Emissionskonzentration ≤30 mg/m³).

Musterherstellung: Ein maßstabsgetreues Holz- oder Metallmuster wird mit einer Schrumpfungstoleranz von 1,2–1,5 % einschließlich Rillendetails hergestellt.

Formen: Es werden harzgebundene Sandformen verwendet, wobei der Hohlraum mit einer feuerfesten Beschichtung auf Zirkoniumbasis beschichtet ist, um die Oberflächenqualität zu verbessern.

Schmelzen und Gießen: Stahlguss wird in einem Lichtbogenofen bei 1520–1560 °C geschmolzen und dann bei 1480–1520 °C in die Form gegossen. Der Gießvorgang wird kontrolliert, um Porosität und Kaltschlussfehler zu vermeiden.

Wärmebehandlung: Normalisierung bei 880–920 °C (luftgekühlt), gefolgt von Anlassen bei 550–600 °C, um innere Spannungen abzubauen und eine Härte von HB 200–240 zu erreichen.

Besetzung: Beim Sandguss werden Schaummodelle verwendet. In die Form wird flüssiges Eisen (1450–1500 °C) mit Chrom- und Molybdänzusätzen gegossen.

Wärmebehandlung: Lösungsglühen bei 980–1020 °C (luftgekühlt) und Anlassen bei 280–320 °C, um eine Härte von HRC 60–65 und Verschleißfestigkeit zu erreichen.

Schmieden: Stahlknüppel werden auf 1150–1200 °C erhitzt und dann durch Stauchen und Ziehen in eine abgestufte Schaftform geschmiedet, um den Kornverlauf auszurichten.

Wärmebehandlung: Abschrecken bei 840–860 °C (ölgekühlt) und Anlassen bei 560–600 °C, um HRC 28–32 zu erreichen, mit einer Zugfestigkeit ≥900 MPa.

Schruppbearbeitung: CNC-Fräsen formen die Scheibenoberfläche und die Nuten mit einem Spiel von 2–3 mm. Bohrmaschinen bearbeiten das zentrale Loch für die Hauptwelle.

Präzisionsbearbeitung: Schleifen der Scheibenoberfläche auf eine Ebenheit von ≤0,1 mm/m und eine Oberflächenrauheit von Ra1,6 μm. Die Nutabmessungen werden nachbearbeitet, um eine gleichmäßige Materialbewegung zu gewährleisten.

Drehen: CNC-Drehmaschine bearbeitet den Außenkreis und die Rollenwelle und lässt dabei 0,5–1 mm Schleifzugabe.

Schleifen: Die Walzenoberfläche ist zylindrisch mit IT6-Toleranz und einer Rauheit von Ra0,8 μm geschliffen, wodurch ein gleichmäßiger Kontakt mit der Schleifscheibe gewährleistet wird.

Drehen: CNC-Drehmaschine bearbeitet Stufen, Keilnuten und Gewinde und lässt dabei 0,3–0,5 mm Schleifzugabe.

Schleifen: Die Zapfenoberflächen sind auf IT5-Toleranz und eine Rauheit von Ra0,4 μm geschliffen, wodurch eine Koaxialität ≤0,01 mm für eine stabile Rotation gewährleistet wird.

Schweißen und Spannungsabbau: Geschweißte Rahmen werden bei 600–650 °C geglüht, um Spannungen zu beseitigen.

Mahlen: CNC-Fräsmaschinen bearbeiten Montageflächen für Hauptwelle, Mahlwalzen und Sichter und gewährleisten eine Ebenheit von ≤0,15 mm/m.

Materialprüfung:

Durch spektrometrische Analyse wird die chemische Zusammensetzung (z. B. Cr-Gehalt in Mahlwalzen) überprüft.

Zug- und Schlagprüfungen bestätigen die mechanischen Eigenschaften (z. B. Schlagenergie der Hauptwelle ≥60 J/cm²).

Maßprüfung:

Das Koordinatenmessgerät prüft kritische Abmessungen: Ebenheit der Schleifscheibe, Rundheit der Walze und Koaxialität der Hauptwelle.

Durch Laserscanning wird das Laufradprofil des Klassierers validiert, um eine genaue Klassifizierung sicherzustellen.

Zerstörungsfreie Prüfung (NDT):

UT erkennt interne Defekte in der Schleifscheibe und der Hauptwelle (Defekte >φ3 mm abgelehnt).

MPT prüft Mahlwalzen und -wellen auf Oberflächenrisse.

Leistungstests:

Dynamisches Auswuchten: Die Mahlscheibe und der Sichterrotor sind auf die Güteklasse G2,5 ausgewuchtet (Vibration ≤ 2,5 mm/s).

Probelauf: Leerlauf für 4 Stunden zur Überprüfung der Lagertemperatur (≤70°C) und des Geräuschpegels (≤85 dB). Belastungstest mit Kalkstein für 12 Stunden zur Überprüfung der Leistung (50–500 t/h), der Produktfeinheit und des Energieverbrauchs.

Vorbereitung des Fundaments: Stahlbetonfundament (Klasse C30) mit eingebetteten Bolzen, 28 Tage ausgehärtet. Die Ebenheitstoleranz beträgt ≤0,1 mm/m.

Installation des unteren Rahmens: Auf das Fundament gehoben, mit Unterlegscheiben nivelliert und Ankerbolzen mit 70 % Drehmoment angezogen.

Hauptwelle und Schleifscheibenbaugruppe: Die Hauptwelle wird in den Lagersitzen des unteren Rahmens installiert, die Schleifscheibe wird auf der Welle montiert und ausgerichtet, um einen Rundlauf von ≤0,05 mm sicherzustellen.

Installation der Mahlwalzen: Die Walzen werden in Position gehoben, die Hydraulikzylinder angeschlossen und zur Ausrichtung ein Anfangsdruck (5–10 MPa) ausgeübt.

Montage von Sichter und Zuführvorrichtung: Der Sichter wird mit dem oberen Rahmen verschraubt, wobei der Laufradabstand auf 1–3 mm eingestellt wird. Die Zuführvorrichtung wird installiert und auf die Mitte der Mahlscheibe ausgerichtet.

Hydraulischer und elektrischer Systemanschluss: Die Rohre werden gespült (NAS 8-Sauberkeit) und die Verkabelung auf korrekte Phasenfolge geprüft. Die SPS-Steuerung wird mit Schleifparametern programmiert.

Inbetriebnahme:

Das Heißluftsystem wird getestet, um Temperatur- und Durchflussstabilität sicherzustellen.

Leerlauf für 2 Stunden, dann schrittweise Beschickung bis 100 % Last. Die Klassiergeschwindigkeit wird angepasst, um die Zielfeinheit zu erreichen.

Alle Systeme werden 24 Stunden lang überwacht, um einen stabilen Betrieb ohne Lecks oder ungewöhnliche Vibrationen sicherzustellen.