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Patent Searching and Data


Title:
WEAR-RESISTANT ELEMENT FOR A COMMINUTING APPARATUS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/105237
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention comprises a wear-resistant element (16) for partial insertion into a recess (26) in the surface of a wear face (12) of a comminuting apparatus, the wear-resistant element (16) having a fastening region (24), which can be connected to the recess (26) in the surface of the wear face (12), and having a wear region (22), which projects at least some way out of the surface of the wear face (12), wherein the fastening region (24) is formed from a metal, wherein the wear region (22) has a lateral surface (18) and a core (20), which is arranged within the lateral surface (18), wherein the core (20) is formed from a metal and the lateral surface (18) is formed from a ceramic substance (20), and wherein the material of the lateral surface comprises a ceramic substance which contains yttrium-stabilized tetragonal polycrystalline zirconia (TPZ), the TPZ containing a proportion by volume of at least 60%, preferably at least 80%, in particular 95% to 100%, of the ceramic substance.

Inventors:
TIGGES MARC (DE)
IRMAK BARIS (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/083409
Publication Date:
June 03, 2021
Filing Date:
November 25, 2020
Export Citation:
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Assignee:
THYSSENKRUPP IND SOLUTIONS AG (DE)
THYSSENKRUPP AG (DE)
International Classes:
B02C4/30; B02C15/00
Domestic Patent References:
WO2017125309A12017-07-27
WO2016008967A12016-01-21
Foreign References:
EP3088084A12016-11-02
EP2512680A12012-10-24
DE102006010042A12007-09-06
Attorney, Agent or Firm:
THYSSENKRUPP INTELLECTUAL PROPERTY GMBH (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verschleißschutzelement (16) zum teilweisen Einsetzen in eine Ausnehmung

(26) in der Oberfläche einer Verschleißfläche (12, 14) einer

Zerkleinerungseinrichtung (10), wobei das Verschleißschutzelement (16) einen Befestigungsbereich (24), der mit der Ausnehmung (26) in der Oberfläche der Verschleißfläche (12, 14) verbindbar ist und einen Verschleißbereich (22) aufweist, der zumindest teilweise aus der Oberfläche der Verschleißfläche (12, 14) hervorsteht, und wobei der Befestigungsbereich (24) aus einem Metall ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschleißbereich (22) einen Mantel (18) und einen innerhalb des Mantels (18) angeordneten Kern (20) aufweist, wobei der Kern (20) aus einem Metall und der Mantel (18) aus einer Keramik (20) ausgebildet ist und wobei das Material des Mantels eine Keramik umfasst, die Yttrium-stabilisiertes, tetragonales polykristallines Zirconiumoxid (TPZ) aufweist, wobei das TPZ einen Volumenanteil von mindestens 60%, vorzugswiese mindestens 80%, insbesondere 95% bis 100% an der Keramik aufweist.

2. Verschleißschutzelement (16) nach Anspruch 1, wobei sich der Kern (20) durch den gesamten Verschleißbereich erstreckt.

3. Verschleißschutzelement (16) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Kern (20) mit dem Befestigungsbereich (24) fest verbunden oder einstückig mit diesem ausgebildet ist.

4. Verschleißschutzelement (16) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Mantel (18) hülsenförmig ausgebildet ist.

5. Verschleißschutzelement (16) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Material des Befestigungsbereichs (24) einen Stahl umfasst.

6. Verschleißschutzelement (16) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Mantel des Verschleißbereichs (22) mit dem Befestigungsbereich fest verbunden ist. 7. Verschleißschutzelement (16) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Befestigungsbereich (24) weniger als 50%, vorzugweise weniger als 20%, höchstvorzugshalber weniger als 15% des Verschleißschutzelementes (16) umfasst. 8. Zerkleinerungseinrichtung (10) aufweisend eine Verschleißfläche (12, 14) und ein

Verschleißschutzelement (16) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Verschleißschutzelement (16) zumindest teilweise in einer Ausnehmung (26) in der Oberfläche der Verschleißfläche (12, 14) angebracht ist.

9. Zerkleinerungseinrichtung (10) nach Anspruch 8, wobei der Befestigungsbereich (24) des Verschleißschutzelements (16) mit der Mahlwalze (12, 14) stoffschlüssig verbunden, insbesondere geschweißt, geklebt oder gelötet ist.

Description:
Verschleißschutzelement für eine Zerkleinerungseinrichtung

Die Erfindung betrifft ein Verschleißschutzelement zum teilweisen Einsetzen in eine Ausnehmung an der Oberfläche einer Verschleißfläche einer Zerkleinerungseinrichtung sowie eine Zerkleinerungseinrichtung mit einem solchen Verschleißschutzelement.

Bei Zerkleinerungseinrichtungen, wie Mahlwalzen, die insbesondere bei Gutbettzerkleinerung von beispielsweise hartem Erz zum Einsatz kommen, findet im Betrieb der Zerkleinerungseinrichtung ein hoher Verschleiß der Oberfläche einer Verschleißfläche, wie beispielsweise der Mahlwalzenoberfläche statt. Um diesem Verschleiß entgegenzuwirken, ist es beispielsweise aus der DE 2006 010 042 A1 bekannt, zusätzliche Verschleißschutzelemente auf die Oberfläche der Mahlwalze aufzubringen. Bei einem bestimmten Verschleißgrad ist es notwendig, die Verschleißschutzelemente der Mahlwalze beispielsweise auszutauschen oder zu erneuern, um eine effiziente Mahlung zu garantieren. Insbesondere bei keramischen Verschleißschutzelementen ist der Austausch eines verschlissenen Verschleißschutzelements problematisch. Üblicherweise wird bei einem beschädigten Verschleißschutzelement durch Erhitzen die Verbindung zwischen dem Grundkörper und dem Verschleißschutzelement, wie beispielsweise Kleber, zerstört und mittels der bei der Erhitzung entstehenden Gase aus der Aussparung in dem Grundkörper, beispielsweise einem Walzenkörper, ausgetrieben oder gezogen. Bei einem keramischen Werkstoff entweichen die Gase allerdings über Risse in dem Werkstoff. Auch eine mechanische Entfernung des keramischen Verschleißschutzelements ist aufwändig, da beispielsweise das Anlöten eines Metalls zum Herausziehen des Verschleißschutzelements nicht möglich ist. Der Austausch der Verschleißschutzelemente bedingt daher häufig lange Stillstandzeiten der Walzenmühle, sowie hohe Wartungskosten.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verschleißschutzelement bereitzustellen, das eine hohe Verschleißfestigkeit aufweist, um die Wartungsintervalle zum Austausch der Verschleißschutzelemente zu erhöhen, wobei das Verschleißschutzelement gleichzeitig kostengünstig austauschbar ist. Diese Aufgabe wird durch ein Verschleißschutzelement mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Die Erfindung umfasst nach einem ersten Aspekt ein Verschleißschutzelement zum teilweisen Einsetzen in eine Ausnehmung an der Oberfläche einer Verschleißfläche einer Zerkleinerungseinrichtung, wobei das Verschleißschutzelement einen Befestigungsbereich, der mit der Ausnehmung in der Oberfläche der Verschleißfläche verbindbar ist und einen Verschleißbereich aufweist, der zumindest teilweise aus der Oberfläche der Verschleißfläche hervorsteht. Der Befestigungsbereich ist aus einem Metall ausgebildet. Der Verschleißbereich weist einen Mantel und einen zumindest teilweise innerhalb des Mantels angeordneten Kern auf, wobei der Kern aus einem Metall und der Mantel aus einer Keramik ausgebildet ist. Insbesondere ist der Kern vollständig innerhalb des Mantels angeordnet. Das Material des Mantels umfasst eine Keramik, die Yttrium-stabilisiertes, tetragonales polykristallines Zirconiumoxid (TPZ) aufweist, wobei das TPZ einen Volumenanteil von mindestens 60%, vorzugswiese mindestens 80%, insbesondere 95% bis 100% an der Keramik aufweist.

Bei der Zerkleinerungseinrichtung handelt es sich beispielsweise um eine Walzenmühle, einen Walzenbrecher, eine Hammermühle oder eine Vertikalrollenmühle, wobei die Verschleißfläche insbesondere die im Betrieb der Zerkleinerungseinrichtung einem hohen Verschleiß ausgesetzte Oberfläche einer Mahlwalze, die Hammerwerkzeuge und die Oberfläche der Mahlbahn einer Hammermühle oder die Oberfläche der Rollen und des Mahltellers einer Vertikalrollenmühle ist.

Das Verschleißschutzelement ist beispielsweise zylinderförmig ausgebildet oder weist einen vieleckigen Querschnitt auf. Insbesondere ist ein Ende des

Verschleißschutzelements derart ausgebildet, dass es an der Oberfläche der Verschleißfläche, insbesondere in einer Ausnehmung in der Oberfläche der Verschleißfläche, befestigbar ist.

Der Befestigungsbereich ist vorzugsweise derart angeordnet, dass er im Betrieb der Zerkleinerungseinrichtung keinem oder nur einem sehr geringen Verschleiß ausgesetzt ist. Insbesondere dient der Befestigungsbereich der Befestigung des Verschleißschutzelementes an der Oberfläche der Verschleißfläche. Der Verschleißbereich ist an dem Befestigungsbereich angeordnet und erstreckt sich vorzugsweise in der Höhe des Verschleißschutzelements über den Befestigungsbereich hinaus, sodass der Verschleißbereich dem Großteil des auf das Verschleißschutzelement wirkenden Verschleiß ausgesetzt ist. Der Verschleißbereich ist vorzugsweise vollständig außerhalb der Oberfläche der Verschleißfläche angebracht, wobei ausschließlich der Befestigungsbereich in der Ausnehmung der Verschleißfläche angeordnet ist. Der Befestigungsbereich und der Kern des Verschleißbereichs sind beispielsweise vollständig aus einem Metall, wie beispielsweise Stahl oder Hartmetall, wie beispielsweise Wolframcarbid, ausgebildet. Vorzugsweise ist der Mantel vollständig aus einer Keramik ausgebildet.

Der Kern ist beispielsweise zylinderförmig ausgebildet und erstreckt sich insbesondere von dem Befestigungsbereich durch den gesamten Verschleißbereich hindurch. Es ist ebenfalls denkbar, dass der Kern einen vier- oder mehreckigen Querschnitt aufweist. Vorzugsweise erstreckt sich der Kern in axialer Richtung entlang der Mittelachse des Verschleißschutzelements durch den Verschleißbereich. Es ist ebenfalls denkbar, dass sich der Kern entlang einer Außenfläche des Verschleißelements in axialer Richtung erstreckt.

Ein solches Verschleißschutzelement ist wesentlich kostengünstiger herstellbar, da auf die Ausbildung des gesamten Verschleißschutzelements aus dem teureren verschleißfesteren Material, wie Keramik, verzichtet werden kann. Der Bereich des Verschleißschutzelements, der keinem oder nur einem sehr geringen Verschleiß ausgesetzt ist, weist ein weniger verschleißfestes Material auf, das geringere Materialkosten bedingt. Ein Kern aus Metall in dem Verschleißbereich bietet den Vorteil, dass das verschlissene Verschleißschutzelement an diesem aus der Aussparung in der Oberfläche der Mahlwalze entfernbar ist. Zum Entfernen des Verschleißschutzelements wird dieses beispielsweise erhitzt, um eine Verbindung zwischen dem Befestigungsbereich und der Verschleißfläche der Zerkleinerungseinrichtung zu lösen. Anschließend wird das Verschleißschutzelement an dem Metallkern herausgezogen. Bei einem starken Verschleiß ist es ebenfalls denkbar, einen metallischen Werkstoff an den Metallkern durch beispielsweise Löten zu befestigen und daran das Verschleißschutzelement aus der Aussparung in der Verschleißfläche herauszuziehen. Gemäß einer ersten Ausführungsform erstreckt sich der Kern durch den gesamten Verschleißbereich. Dadurch ist ein Entfernen des Verschleißschutzelements unabhängig von der Stärke des Verschleißes auf einfache Weise möglich.

Der Kern ist gemäß einer weiteren Ausführungsform mit dem Befestigungsbereich fest verbunden oder einstückig mit diesem ausgebildet. Beispielsweise ist der Befestigungsbereich mit dem Kern durch Gießen oder spanabhebendes Bearbeiten, wie Drehen oder Fräsen, hergestellt. Dadurch wird ein Entfernen des Befestigungsbereichs zusammen mit dem Verschleißbereich sichergestellt. Der Kern ist beispielsweise stoffschlüssig mit dem Befestigungsbereich verbunden, insbesondere an diesen gelötet, geklebt oder geschweißt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Mantel hülsenförmig ausgebildet. Unter hülsenförmig ist insbesondere zu verstehen, dass der Mantel zylinderförmig mit einer zentralen Aussparung ausgebildet ist, wobei der Kern innerhalb der Aussparung angeordnet ist. Der Befestigungsbereich ist vorzugsweise zylinderförmigen ausgebildet und der Verschleißbereich liegt an diesem an.

Beispielsweise umfasst das Material des Mantels einen keramischen Werkstoff, wie beispielsweise Wolframcarbid WC, Titancarbid TiC, Titancarbonitrid TiCN, Vanadiumcarbid VC, Chromcarbid CrC, Tantalcarbid TaC, Borcarbid BC, Niobcarbid NbC, Molybdäncarbid Mo2C, Aluminiumoxid AI203, Zirkonoxid Zr02, und/ oder Siiliziumcarbid SiC oder eine Kombination der genannten Werkstoffe. Des Weiteren sind in dem Verschleißbereich vorzugsweise Partikel aus Industrie-Diamanten, insbesondere hochfeste Keramiken, in eine keramische oder metallische Matrix eingebettet.

Das Material des Mantels umfasst eine Keramik, die Yttrium-stabilisiertes, tetragonales polykristallines Zirconiumoxid (TPZ) aufweist, wobei das TPZ einen Volumenanteil von mindestens 60%, vorzugswiese mindestens 80%, insbesondere 95% bis 100% an der Keramik aufweist. Dies hat den Vorteil einer erhöhten Korrosionsbeständigkeit des Materials, insbesondere bei der Nassmahlung. Insbesondere weist die Keramik eine Porosität von weniger als 5%, vorzugsweise weniger als 4%, insbesondere weniger als 3% auf. Vorzugsweise weist die Keramik eine Porosität von mindestens 1% auf.

Eine Porosität von weniger als 5%, vorzugsweise weniger als 4%, insbesondere weniger als 3% führt zu einem verbesserten Verschleißverhalten. Bei den voran genannten Angaben zur Porosität handelt es sich vorzugsweise um die Gesamtporosität, die einem Mittewert der Porengrößen des Materials entspricht. Vorzugsweise sind die Poren im Wesentlichen gleichmäßig über das Keramikmaterial verteilt.

Beispielsweise weist die Keramik eine Dichte von 1,5 bis 5 g/cm 3 , vorzugsweise 2 bis 4g/cm 3 , insbesondere 2,7 bis 3g/cm 3 auf. Beispielsweise weist die Keramik einen Anteil an AI203 (Korund) von 10% auf. Dies führt zu einer verbesserten Verschleißfestigkeit bei gleichzeitig geringer Reduktion der Zähigkeit der Keramik.

Die Keramik weist insbesondere ein Verhältnis von monoklinem zu tetragonalem Zirconiumoxid von weniger als 40%, insbesondere weniger als 30%, vorzugsweise weniger als 20% auf. Vorzugsweise beträgt das Verhältnis von monoklinem zu tetragonalem Zirconiumoxid wenigstens 2.% Beispielsweise weist das in der Keramik enthaltene Zirconiumoxid weniger als 40%, insbesondere weniger als 30%, vorzugsweise weniger als 20% monoklines Zirconiumoxid auf, wobei das übrige Zirconiumoxid tetragonales Zirconiumoxid ist. Das Verhältnis von monoklinem zu tetragonalem Zirconiumoxid wird beispielsweise mittels Röntgendiffraktion entsprechend der ISO 13356 bestimmt. Bei einem Verhältnis von mehr als 40%, vorzugsweise mehr als 30%, insbesondere mehr als 20% monoklinem zu tetragonalem und/oder kubischen Zirconiumoxid treten negative Effekte, wie beispielsweise eine zu schnelle Umwandlung von metastabilem Zirconiumoxid in die stabile monokline Phase auf, wobei ein Volumenzuwachs erfolgt. Bei einer zu schnellen Umwandlung entstehen Oberflächenspannungen, die beispielsweise lokale Risse hervorrufen.

Das Yttrium-stabilisierte Zirconiumoxid der Keramik weist insbesondere eine Korngröße D50 von weniger als 1,5 pm, vorzugsweise weniger als 1pm, insbesondere weniger als 0,8pm auf. Die D50 Korngröße der Keramik weist vorzugsweise mindestens 0,2 pm auf. Unter dem D50-Wert ist die Korngröße von 50% der Körner der Keramik zu verstehen. Bei dem beispielhaften D50 Korngrößenwert weisen 50% der Körner des Yttrium stabilisierten Zirconiumoxids einen Korngrößendurchmesser von weniger als 1,5 pm, vorzugsweise weniger als 1 pm, insbesondere weniger als 0,8pm auf.

Vorzugsweise beträgt der D90-Wert der Korngröße weniger als 3pm, insbesondere weniger als 2pm, vorzugsweise weniger als 1,5pm. Verschleißschutzelemente einer Zerkleinerungseinrichtung sind lokalen Beanspruchungen ausgesetzt. Daher sollte eine breite Korngrößenverteilung vermieden werden, um die Ausbildung von Rissen oder Ausbrüchen zu verhindern.

Insbesondere weist die Keramik einen Gehalt an Yttrium von 2 bis 4 Mol % Y203auf. Vorteile eines solchen Yttriumgehalts sind ein besseres Sinterverhalten bei noch niedrigere Sintertemperatur, außerdem eine feinere kristalline Struktur die wiederum zu höherer Ermüdungsresistenz und einer verbesserten Bruchzähigkeit führt. Des Weiteren weist die Keramik beispielsweise Ce-TZP mit einem Gehalt von 10 bis 12 Mol% an Ce02 auf. Insbesondere weist die Keramik einen Gehalt von 8 bis 10 mol% an Mg-PSZ auf. Es ist ebenfalls denkbar, dass die Keramik einen Gehalt von 5 bis 10 Mol % an MgO als Stabilisator aufweist.

Die Keramik weist insbesondere eine Porenanzahl mit einer Größe von mehr als 200pm von weniger als 0,1 pro mm 2 auf. Die Porenanzahl pro Fläche liefert ebenfalls einen Hinweis auf die Verschleißfestigkeit. Eine geringe Anzahl von Poren einer relativ großen Größe, wie mehr als 200pm sorgt für eine hohe Verschleißfestigkeit, da lokale Ausbrüche aus dem Keramikmaterial vermieden werden.

Vorzugsweise weist die Keramik eine Porenanzahl mit einer Größe von mehr als 150pm von weniger als 0,4 pro mm 2 auf. Insbesondere weist die Keramik eine Porenanzahl mit einer Größe von mehr als 100pm von weniger als 2 pro mm 2 aufweist. Eine solche Porenanzahl erhöht die Lebensdauer des Verschleißschutzelements erheblich.

Das Material des Befestigungsbereichs umfasst gemäß einerweiteren Ausführungsform einen Stahl, wie beispielsweise einen vergüteten Baustahl. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Mantel mit dem Befestigungsbereich fest verbunden, beispielsweise stoffschlüssig, wie Kleben oder Löten, oder formschlüssig.

Der Befestigungsbereich umfasst gemäß einer weiteren Ausführungsform weniger als 50%, vorzugweise weniger als 20%, höchstvorzugshalber weniger als 15% des Verschleißschutzelementes. Beispielswiese umfasst der Befestigungsbereich mindestens 10% des Verschleißschutzelements.

Die Erfindung umfasst des Weiteren eine Zerkleinerungseinrichtung aufweisend eine Verschleißfläche und ein Verschleißschutzelement wie voran beschrieben, wobei das Verschleißschutzelement zumindest teilweise in einer Ausnehmung in der Oberfläche Verschleißfläche, insbesondere einer Mahlwalze, angebracht ist.

Die mit Bezug auf das Verschleißschutzelement beschriebenen Vorteile treffen auch auf die Zerkleinerungseinrichtung mit einem solchen Verschleißschutzelement zu.

Der Befestigungsbereich des Verschleißschutzelements ist gemäß einer weiteren Ausführungsform mit der Mahlwalze stoffschlüssig verbunden, insbesondere geschweißt, geklebt oder gelötet. Vorzugsweise ist der Befestigungsbereich mit der Ausnehmung in der Verschleißfläche gelötet geklebt oder verschweißt.

Die Zerkleinerungseinrichtung ist beispielsweise eine Mahlwalze zur Gutbettzerkleinerung oder eine Vertikalrollenmühle.

Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung ist nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beiliegenden Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Zerkleinerungseinrichtung in einer Frontansicht gemäß einem Ausführungsbeispiel. Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Mahlwalze der Zerkleinerungseinrichtung gemäß Fig. 1.

Fig. 3 zeigt schematische Darstellungen eines Ausführungsbeispiels des Verschleißschutzelements in einer Seitenansicht und einer Draufsicht.

Fig. 4 zeigt schematische Darstellungen eines Ausführungsbeispiels des Verschleißschutzelements in einer Schnittansicht.

In Fig. 1 ist eine Zerkleinerungseinrichtung 10, insbesondere eine Walzenmühle schematisch dargestellt. Die Zerkleinerungseinrichtung 10 umfasst zwei schematisch als Kreise dargestellten Mahlwalzen mit Verschleißflächen 12, 14, die den gleichen Durchmesser aufweisen und nebeneinander angeordnet sind. Zwischen den Verschleißflächen 12, 14 der Mahlwalzen ist ein Mahlspalt ausgebildet, der beispielsweise in der Größe einstellbar ist.

Im Betrieb der Zerkleinerungseinrichtung 10 rotieren die Mahlwalzen in durch die Pfeile dargestellte Rotationsrichtung gegenläufig zueinander, wobei Mahlgut in Fallrichtung den Mahlspalt durchläuft und gemahlen wird.

Fig.2 zeigt einen Endbereich einer Mahlwalze, die eine Verschleißfläche 12 aufweist, an der Verschleißschutzelemente 16 angebracht sind. Die Verschleißschutzelemente 16 sind in dem äußeren Umfang der Oberfläche der Mahlwalze angebracht. Beispielhaft weisen die zueinander beabstandeten, nebeneinander angeordneten Verschleißschutzelemente 16 der Fig. 2 einen kreisförmigen Querschnitt auf. Es ist ebenfalls denkbar, dass die Verschleißschutzelemente 16 über die Oberfläche der Mahlwalze in der Größe, der Anzahl, der Querschnittsform und der Anordnung zueinander variieren, um beispielsweise lokale Unterschiede der Abnutzung im Betrieb der Zerkleinerungseinrichtung 10 auszugleichen.

Ferner weist die Mahlwalze an ihrem Ende angebrachte Verschleißschutzeckelemente 17 auf, die beispielhaft einen rechteckigen Querschnitt aufweisen und in Reihe derart nebeneinander angeordnet sind, dass sie über den Umfang der Mahlwalze einen Ring ausbilden. Es sind außerdem weitere Querschnittsformen der Verschleißschutzeckelemente 17 denkbar, die von der in Fig. 2 gezeigten Querschnittsform abweichen. Auch eine zueinander beabstandete Anordnung der Verschleißschutzeckelement 17 ist möglich. In Fig. 2 ist beispielhaft nur das linke Ende der Mahlwalze mit der Verschleißfläche 12 gezeigt, wobei das nicht gezeigte rechte Ende vorteilhafterweise im Aufbau identisch ist.

Fig. 3 zeigt ein Verschleißschutzelement 16 in einer Seitenansicht und einer Draufsicht. Das Verschleißschutzelement 16 weist einen Mantel 18 und eine Kern 20 auf, der von dem Mantel zumindest teilweise radial umgeben ist. Der Kern 20 erstreckt sich axial entlang der Mittelachse des im Wesentlichen zylinderförmigen Verschleißschutzelements 16 bis zur oberen Stirnfläche des Verschleißschutzelements 16. Der Kern 20 ist beispielhaft zylinderförmig ausgebildet und vorzugsweise fest mit dem Mantel 18 verbunden. Es ist ebenfalls denkbar, dass sich eine Mehrzahl von Kernen 20, beispielsweise zwei, vier oder sechs Kerne 20, durch das Verschleißschutzelement 16 vorzugsweise parallel zueinander erstrecken. Der Durchmesser des Kerns 20 beträgt beispielhaft etwa 10 bis 30% des Durchmessers des Verschleißschutzelements 16.

Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht des Verschleißschutzelements 16 der Fig. 3. Das Verschleißschutzelement 16 weist einen Befestigungsbereich 24 und einen Verschleißbereich 22 auf, wobei der Befestigungsbereich 24 in der Ausnehmung 26 an der Oberfläche des Verschleißfläche 12 der Mahlwalze angeordnet ist und mit der Verschleißfläche 12 der Mahlwalze verbunden ist. Beispielsweise ist das Verschleißschutzelement 16 an dem Befestigungsbereich 24 mit der Ausnehmung 26 in der Oberfläche der Verschleißfläche 12 der Mahlwalze stoffschlüssig, insbesondere verschweißt, verlötet oder verklebt oder formschlüssig verbunden, insbesondere verschraubt oder verkeilt. Der Verschleißbereich 22 des Verschleißschutzelements 16 ist zumindest teilweise oder vollständig außerhalb der Ausnehmung 26 in der Verschleißfläche 12 angeordnet, sodass dieser in radialer Richtung der nicht dargestellten Mahlwalze aus der Oberfläche der Verschleißfläche 12 hervorsteht. Der Befestigungsbereich 24 umfasst in dem dargestellten Ausführungsbeispiel etwa ein Drittel des gesamten Verschleißschutzelements 16, wobei der Verschleißbereich 22 in etwa die weiteren zwei Drittel umfasst. Der Befestigungsbereich 24 ist vorzugsweise aus einem Metall, wie beispielsweise Stahl ausgebildet. Der Verschleißbereich 22 des Verschleißschutzelements 16 weist den Mantel 18 und den Kern 20 auf, wobei der Mantel 18 vorzugsweise aus einem keramischen Material, wie beispielsweise Wolframcarbid, Titancarbid, Titancarbonitrid, Vanadiumcarbid, Chromcarbid, Tantalcarbid, Borcarbid, Niobcarbid, Molybdäncarbid, Aluminiumoxid, Zirkonoxid, und/ oder Siliziumcarbid oder einer Kombination der genannten Werkstoffe ausgebildet ist. Insbesondere umfasst die Keramik des Mantels Yttrium-stabilisiertes, tetragonales polykristallines Zirconiumoxid (TPZ), wobei das TPZ einen Volumenanteil von mindestens 60%, vorzugswiese mindestens 80%, insbesondere 95% bis 100% an der Keramik aufweist.

Des Weiteren können in dem Mantel 18 auch Partikel aus Industrie-Diamanten bzw. hochfesten Keramiken in eine keramische oder metallische Matrix eingebettet sein. Beispielsweise weist der Mantel 18 ein Matrixmaterial auf, in dem eine Mehrzahl von Partikeln angeordnet sind. Bei den Partikeln handelt es sich insbesondere um ein hochverschleißfestes Material, das beispielsweise Diamant, Keramik oder Titan umfasst. Das Matrixmaterial umfasst beispielsweise Wolframcarbid. Die Partikel sind insbesondere stoffschlüssig beispielsweise durch Sintern mit dem Matrixmaterial verbunden.

Im Betrieb der Zerkleinerungseinrichtung 10 sind die Verschleißschutzelemente 16 einem hohen Verschleiß ausgesetzt, wobei insbesondere der aus der Oberfläche der Verschleißflächen 12, 14 der Mahlwalzen hervorstehende Verschleißbereich 22 der Verschleißschutzelemente 16 verschleißt. Das verschleißfeste Material des Verschleißbereichs 22 verringert den Verschleiß der Verschleißschutzelemente 16 erheblich. Des Weiteren wird auf eine Ausbildung des Befestigungsbereichs, der keinem oder nur einem sehr geringen Verschleiß ausgesetzt ist, aus dem teureren, verschleißfesteren Werkstoff verzichtet. Der Kern aus Metall ermöglicht es auch bei einem bereits stark verschlissenen Verschleißbereich 22, das Verschleißschutzelement aus der Ausnehmung 26 in der Walzenoberfläche zu entfernen, indem mit entsprechendem Werkzeug das Verschleißschutzelement 16 an dem Metallkern 20 herausgezogen wird. Der Befestigungsbereich 24 ist vorzugsweise vollständig aus einem Metall ausgebildet und fest mit dem Kern 20 verbunden. Beispielsweise ist der Befestigungsbereich 24 mit dem Kern 20 verklebt, verlötet oder verschweißt oder einstückig mit diesem ausgebildet.

Bezugszeichenliste

10 Zerkleinerungseinrichtung / Walzenmühle 12 Verschleißfläche / Mahlwalze 14 Verschleißfläche / Mahlwalze

16 Verschleißschutzelement

17 Verschleißschutzeckelement

18 Mantel

20 Kern 22 Verschleißbereich

24 Befestigungsbereich 26 Ausnehmung