專利名稱:出料刮片以及具有所述出料刮片的三輥滾軋機的制作方法
技術領域：
[0001]本發(fā)明涉及一種三輥滾軋機，其具有進料輥、中心輥、出料輥以及用于從出料輥刮去制成品的出料刮片，涉及用于在這種滾軋機中磨碎、碾壓、混合、精制、分散和/或均勻化粘滯性和/或微粒材料的方法，以及涉及用于從三輥滾軋機中的出料輥刮去制成品的出料刮片的應用。
背景技術：
三輥滾軋機被用于磨碎、碾壓、混合、精制、分散和/或均勻化粘滯性和/或微粒材料的廣闊領域。通常在三輥滾軋機中加工的材料的示例包括電子厚膜墨水、高性能陶瓷、化妝品、塑料溶膠、含碳或石墨化合物、油漆、印刷墨水、醫(yī)藥品、化學品、玻璃涂層、牙化合物、顏料、涂料、粘合劑、密封劑以及糧食。
輥式滾軋機是基于使材料在兩個以相反方向和不同速度旋轉的輥之間經(jīng)受高的剪切力的一般原理。三輥滾軋機通常包括布置成圍繞其各自的縱向軸線旋轉的進料輥、中心輥以及出料輥，以及基本上平行于出料輥的縱向軸線布置用于從出料輥刮去制成品的出料刮片。在三輥滾軋機中，進料輥和中心輥布置成以相反的方向旋轉，使得供給到滾軋機中的材料經(jīng)歷進料和中心輥之間的第一輥隙。中心輥和出料輥布置成以相反方向旋轉，使得在經(jīng)過第一輥隙之后保留在中心輥上的材料被進料到中心輥和出料輥之間的第二輥隙中。出料刮片通常布置成使得通過出料刮片從出料輥刮去經(jīng)過第二輥隙之后保留在出料輥上的材料。
在諸如電子和高性能材料等新興技術領域：
中對被碾壓材料應用的不斷增強的興趣導致對三輥滾軋機中加工的材料的質量和純度的更高的要求。這依次帶來對三輥滾軋機的性能的更高的要求。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于滿足上述要求中的至少一部分。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種三輥滾軋機，其可以改善制成品的質量。
本發(fā)明的又一目的在于改善操作者操作三輥滾軋機的安全性。
本發(fā)明的還一目的在于降低操作三輥滾軋機的成本。
當以本發(fā)明的公開內容表述時對于本領域普通技術人員來說將是清楚的這些目的和其他目是通過本發(fā)明的不同方面實現(xiàn)的。
三輥滾軋機通常包括圍繞其各自的縱向軸線旋轉布置的進料輥、中心輥以及出料輥，以及出料刮片，所述出料刮片布置成基本上平行于出料輥的縱向軸線、用于從出料輥刮去制成品。
這里用到的術語“三輥滾軋機”意味著包含具有至少三個輥的滾軋機，例如諸如三個、四個、五個、六個、七個輥或更多。此處本發(fā)明將參照具有三個輥的軋輥滾軋機進行描述，但是本發(fā)明對于具有多于三個輥的輥式滾軋機是同等地可應用的。[0012]在三輥滾軋機中，進料輥和中心輥布置成沿相反方向旋轉，使得供給到滾軋機的材料經(jīng)過進料輥和中心輥之間的第一輥隙。中心輥和出料輥布置成沿相反方向旋轉，使得在經(jīng)過第一輥隙之后保留在中心輥上的材料被供給到中心輥和出料輥之間的第二輥隙。進料輥、中心輥和出料輥也可以 布置成以不同的速度旋轉。輥通常由冷鑄鐵制成，但是其他材料也可以使用。出料刮片通常布置成使得在經(jīng)過第二輥隙之后保留在出料輥上的材料被出料刮片從出料輥上刮去。三輥滾軋機還可以包括一些用于收集制成品的裝置，例如布置成接收通過出料刮片從出料輥刮去的材料的擋板或滑板。
當材料在進料輥和中心輥之間通過第一輥隙時，其經(jīng)歷高的剪切力，這導致材料的混合、精制、分散和/或均勻化。當已經(jīng)通過第一輥隙的材料經(jīng)過中心輥和出料輥之間的第二輥隙時，其再次經(jīng)歷高的剪切力，這導致材料的進一步的混合、精制、分散和/或均勻化。在經(jīng)過第二輥隙之后保留在出料輥上的處理過的材料通過出料刮片，這里也稱為“刮片”或“刮擦刮片”從輥上刮去。
使用三輥滾軋機中處理的制成品的應用在過去幾年中已經(jīng)迅速地發(fā)展起來。被碾壓材料在諸如電子和高性能材料等技術領域：
中的應用已經(jīng)導致對形成的制成品的質量和純度的更高要求。本發(fā)明是基于上面提到的目的可以通過引入覆蓋用于從出料輥刮去處理過的材料的出料刮片的工作邊緣的耐磨涂層來實現(xiàn)的實際結果。
在本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提供一種三輥滾軋機，包括布置成圍繞其各自的縱向軸線旋轉的進料輥、中心輥以及出料輥，和出料刮片，所述出料刮片布置成基本上平行于出料輥的縱向軸線、用于從出料輥刮去制成品，其特征在于出料刮片包括適于與出料輥接觸的至少覆蓋出料刮片的工作邊緣的耐磨沉積物。
傳統(tǒng)的用于三輥滾軋機中的出料刮片通常是鋼基的，并且在滾軋機中使用造成的磨損會導致來自刮片的金屬殘余物的磨損，這些金屬殘余物最終成為在處理過的材料中的微粒或離子污染。申請人已經(jīng)認識到，通過引入至少覆蓋適于與輥接觸的出料刮片的工作邊緣的耐磨沉積物可以提高被碾壓的材料的質量。本發(fā)明的耐磨沉積物顯著地減少與出料刮片的磨損有關的被碾壓材料的污染。
傳統(tǒng)的刮片在磨料顆粒(諸如彩色顏料)的加工期間被迅速地磨損掉。許多時候，刮片的磨損不會準確地沿刮片的長度一致，即刮片的工作邊緣的特定部分可能比其他部分快地磨損。這會導致磨損的刮片沿適于與出料輥接觸的邊緣區(qū)域具有不一致的形狀。這依次會導致在出料刮片的整個壽命跨度期間形成的制成品中的諸如顆粒尺寸分布的偏差。本發(fā)明可以減小或基本上消除這種影響，因為耐磨沉積物有助于工作邊緣保持其原始的形狀。由此具有耐磨沉積物的刮片提供較恒定的且均勻的碾壓加工，其導致所形成的制成品的改進的一致性和質量。
減小的磨損還具有其他優(yōu)點，即縮短由于刮片更換帶來的生產(chǎn)停工時間、減少勞動力以及最終降低生產(chǎn)成本。
本發(fā)明還提供對于操作者操作三輥滾軋機的安全性的顯著改善。用于傳統(tǒng)的三輥滾軋機中的刮擦刮片通常是鋼基的，并且在滾軋機中使用帶來的磨損導致在刮片上形成非常尖銳的邊緣。因為刮片通常通過手進行更換，因此在這樣的操作中受傷的風險相當大。本發(fā)明的刮片在工作邊緣處具有耐磨沉積物，其以兩種方式減小了受傷的風險。第一，耐磨沉積物可以幫助工作邊緣保持其原始的形狀以便不形成尖銳的邊緣，其次，耐磨沉積物將提高刮片的壽命，這導致刮片的較低頻率的更換。因而減小了暴露到刮片和與暴露到刮片有關的風險。
出料刮片可以是適于從出料輥刮去材料的任何形狀。通常，刮片將具有基本上平行于出料輥的縱向軸線的縱向延伸，并且具有適于與出料輥接觸的工作邊緣。刮片通常具有上側邊、下側邊以及沿刮片的長度延伸的兩個側部部分。刮片的上側邊和下側邊通常形成在基本上平行的平面內。刮片的厚度通常在0. 5-2mm 范圍，或在0. 5_lmm范圍內，或具有小于Imm的厚度。刮片的側部部分之間的刮片寬度通常在IO-IOOmm范圍內。刮片沿縱向方向的長度可以依賴于想要的應用而變化，通常在0. l-3m范圍內。刮片還包括沿刮片的至少一個側部部分布置的邊緣區(qū)域。邊緣區(qū)域包括適于與出料輥接觸的工作邊緣和與工作邊緣相鄰的側邊中每一個的至少一部分。
刮片的與刮片縱向延伸相垂直的橫截面的精確的幾何形狀可以改變。為了減小與處理刮片有關的風險，優(yōu)選刮片不包括不必要的尖銳的邊緣。為了減小手動處理刮片帶來傷害的風險，優(yōu)選刮片的邊緣區(qū)域的兩個相鄰側邊或斜面不應該形成小于50°的角度。為了進一步減小受傷的風險，優(yōu)選刮片的邊緣區(qū)域的兩個相鄰側邊或斜面不應該形成小于70°的角度。
因此，在本發(fā)明的一實施例中，出料刮片具有上側邊、下側邊和邊緣區(qū)域，其中刮片的邊緣區(qū)域的兩個相鄰側邊不形成小于50°的角度。在另一實施例中，刮片的邊緣區(qū)域的兩個相鄰側邊不形成小于70°的角度。
在一個實施例中，出料刮片包括邊緣區(qū)域，邊緣區(qū)域具有面對和/或接觸輥的后側邊和適于收集刮掉的材料的前側邊，其中刮片的工作邊緣由在所述后側邊和所述前側邊之間的角度P形成，并且所述角度在大約50-130°或在60-120°范圍內或在70-110°范圍內。優(yōu)選地，在該實施例中，刮片的上側邊和邊緣區(qū)域的前側邊之間的角度a可以在50-180°范圍內，并且刮片的下側邊和邊緣區(qū)域的后側邊之間的角度Y可以在50-180°范圍內，優(yōu)選地，角度a、^以及Y可以選擇成使得角度a、^以及Y的和接近360°，例如355-365°范圍內或359-361°范圍內。更優(yōu)選地，角度a、p以及Y的和為360°。
在一個實施例中，出料刮片包括邊緣區(qū)域，邊緣區(qū)域具有面對和/或接觸輥的后側邊和適于收集刮掉的材料的前側邊，其中刮片的工作邊緣由所述后側邊和所述前側邊之間的角度P形成，并且所述角度在50-130°范圍內或在60-120°范圍內，或在70-110°范圍內。優(yōu)選地，在該實施例中，刮片的上側邊和邊緣區(qū)域的前側邊之間的角度a可以在50-130°范圍內，刮片的下側邊和邊緣區(qū)域的后側邊之間的角度Y可以在130-180°范圍內，并且優(yōu)選地，角度a、P以及Y可以選擇成使得角度a、P以及Y的和接近360°，例如355-365°范圍內或359-361°范圍內。更優(yōu)選地，角度a、p以及Y的和為360°。換句話說，在一個實施例中，刮片包括在邊緣區(qū)域處的上斜面和下斜面。在包括上斜面和下斜面的實施例中，刮片的工作邊緣由上斜面和下斜面之間的角度P形成。在該實施例中，工作邊緣角度優(yōu)選應該在50-130°范圍內，例如在60-120°范圍內或在70-110°范圍內。優(yōu)選地，刮片的上斜面和上側邊之間的角度a在50-130°范圍內。刮片的下側邊和下斜面之間的角度P優(yōu)選在130-180°范圍內。優(yōu)選地，角度a、P以及Y可以選擇成使得角度a、0以及Y的和接近360°，例如355-365°范圍內或359-361°范圍內。更優(yōu)選地，角度a、P以及Y的和為360°。[0025]在另一實施例中，刮片的上側邊和邊緣區(qū)域的前側邊是相同的，S卩a =180°，刮片的工作邊緣由所述邊緣區(qū)域的所述后側邊和刮片的上側邊之間的角度P形成，所述角度在50-90°范圍內。換句話說，在刮片包括上側邊和下側邊的實施例中，刮片包括邊緣區(qū)域處的下斜面。在僅包括下斜面的實施例中，刮片的工作邊緣由刮片的上側邊和下斜面之間的角度形成。在該實施例中，工作邊緣角度P應該優(yōu)選在50-90°范圍內。刮片的下斜面和下側邊之間的角度Y優(yōu)選可以在90-130°范圍內。優(yōu)選地，角度ad以及Y可以選擇成使得角度a、P以及Y的和接近360°，例如355-365°范圍內或359-361°范圍內。更優(yōu)選地，角度a、^以及Y的和為360°。
在另一實施例中，邊緣區(qū)域的后側邊和刮片的下側邊是相同的，S卩Y =180°，刮片的工作邊緣由刮片的下側邊和所述前側邊之間的角度P形成，所述角度在50-90°范圍內。換句話說，在刮片包括上側邊和下側邊的實施例中，上側邊包括邊緣區(qū)域處的上斜面。
在僅包括上斜面的實施例中，刮片的工作邊緣由刮片的下側邊和上斜面之間的角度形成。在該實施例中，工作邊緣角度P應該優(yōu)選在50-90°范圍內。刮片的上側邊和上斜面之間的角度a優(yōu)選可以在90-130°范圍內。優(yōu)選地，角度以及Y可以選擇成使得角度a、P以及Y的和接近360°，例如355-365°范圍內或359-361°范圍內。更優(yōu)選地，角度a、P以及Y的和為360°。
刮片在邊緣區(qū)域處還可以包括側邊或斜面，由此導致其他適于用作刮片的工作邊緣的角度。
為了減小手工處理刮片引起傷害的風險，優(yōu)選地，刮片的邊緣區(qū)域的兩個相鄰側邊或斜面不應該形成小于50°的角度。在刮片的邊緣區(qū)域的兩個相鄰側邊之間具有小于50°的角度將使得刮片不必要地尖銳?；谙嗤脑颍瑑?yōu)選地，刮片的邊緣區(qū)域處的側邊或斜面的寬度應該為IOOiim或更高，因為具有小于IOOiim寬度的側邊或斜面可能是非常尖銳的。在一個實施例中，邊緣區(qū)域在角度a和0之間的前側邊的寬度為IOOiim或更高，優(yōu)選為200 u m或更高，更優(yōu)選為300 u m或更高。
出料刮片通常將以滑動接觸出料輥的方式相對于出料輥的切向方向以10-80°范圍的角度布置。
由于本申請的性質，甚至具有耐磨沉積物的出料刮片將在一段時間上經(jīng)受一定程度的磨損。當刮片被磨損，磨損面形成在刮片的工作邊緣處。為了避免在使用期間刮片的不必要的磨尖，刮片應該被布置成使得刮片磨損形成的磨損面不與相鄰的側邊或斜面形成尖銳的角度。這可以通過相對于出料輥以一角度布置出料刮片而在根據(jù)本發(fā)明的三輥滾軋機中實現(xiàn)，使得當刮片在三輥滾軋機中使用期間磨損時，形成在刮片的工作邊緣處的磨損面不與任何與之相鄰的表面形成小于50°的角度。在這一方面，本發(fā)明的具有耐磨沉積物的刮片具有超過傳統(tǒng)鋼刮片的重要優(yōu)點，即磨損發(fā)生得慢得多。耐磨沉積物有助于刮片在長得多的時間過程中保持其原始邊緣形狀，而傳統(tǒng)的鋼刮片的邊緣會迅速地失去其原始形狀并接受通過刮片相對于出料輥的角度和定位確定的形狀。出料刮片優(yōu)選相對于出料輥以一角度布置，使得當刮片在三輥滾軋機中使用期間磨損時，所述磨損不導致出料刮片的邊緣區(qū)域的側邊形成小于100 u m的寬度，優(yōu)選形成不小于200 y m的寬度。
在一個實施例中，當刮片磨損時，邊緣區(qū)域的前側邊在角度a和磨損面之間的寬度為100 u m或更大，優(yōu)選為200 u m或更大。在另一實施例中，當刮片磨損，邊緣區(qū)域的后側邊在角度Y和磨損面之間的寬度為IOOiim或更大，優(yōu)選為200 iim或更大。在優(yōu)選的實施例中，邊緣區(qū)域的前側邊在角度a和磨損面之間的寬度，以及邊緣區(qū)域的后側邊在角度Y和磨損面之間的寬度都是IOOiim或更大，優(yōu)選為200iim或更大。
刮片通常包括由鐵基材料制成的芯部或基底，例如碳鋼或不銹鋼。其他合適的芯部或基底材料，例如其他金屬或合金、陶瓷、聚合物或合成物也是可以用于出料刮片的。
刮片包括耐磨沉積物，其至少覆蓋刮片的適于與出料輥接觸的工作邊緣。耐磨沉積物優(yōu)選包括具有基本上高于碳鋼或不銹鋼的耐磨度的耐磨度。本發(fā)明的范圍不限于下文中提到的具體的耐磨材料示例。材料技術領域：
的技術人員可以確定其他合適的適用于本發(fā)明的高耐磨材料，并且高耐磨材料包括通常用于工具中加工和處理諸如石頭或金屬等硬材料的材料。
本發(fā)明的耐磨沉積物可以例如包括選自由下面各項組成的組耐磨碳化物、氧化物、氮化物、硼化物、硅酸鹽及其混合物。耐磨沉積物還可以是上述耐磨材料中的任何一種 與其他材料(例如金屬)的混合物或合成物。
在一個實施例中，耐磨沉積物是金屬陶瓷。金屬陶瓷是合成物材料，其包括分散在金屬基體內的陶瓷顆粒。在一個實施例中，耐磨沉積物包括碳化鎢。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，碳化鎢-鈷族內的材料在本發(fā)明中尤其有用。在一個實施例中，耐磨沉積物包括碳化鎢-鈷金屬陶瓷。金屬陶瓷可以例如使用熱噴涂HV0F(高速氧燃料)技術沉積到刮片襯底上。
金屬陶瓷沉積物與傳統(tǒng)的鋼刮片相比還具有其他優(yōu)點，即減小出料刮片和出料輥(例如冷鑄鐵輥)之間的摩擦力，由此導致刮片和輥上的較少的磨損，減少了摩擦熱，并且由于刮片和輥之間較小的阻力而降低功耗。碳化鎢-鈷金屬陶瓷提供尤其低的摩擦。例如，覆蓋刮片的工作邊緣的碳化鎢-鈷金屬陶瓷的沉積物使得刮片壓力從用于傳統(tǒng)鋼刮片的15巴減小為8巴。刮片壓力減小導致刮片磨損減小、出料輥磨損減小以及由于刮片和輥之間的較小的阻力帶來的功耗減小。不受任何具體科學理論約束的情況下，可以相信，在鑄鐵配對部分上運行鋼會誘發(fā)增大摩擦力的粘著現(xiàn)象。而且，由于高負載帶來的溫度對接觸點處的影響會使金屬材料軟化且變形。結果，促進了粘著磨損且摩擦力將進一步增大。由于與配對部分之間的較差的化學兼容性和通常的材料穩(wěn)定性，這種現(xiàn)象在本發(fā)明的耐磨沉積物的情況下遠不容易發(fā)生。
耐磨沉積物的厚度可以依賴于特定材料、應用以及其他要求(例如將要加工的材料的磨損性)而變化。通常，耐磨沉積物的厚度可以小于500 Pm。在一實施例中，耐磨沉積物的厚度小于300 u m。在另一實施例中，耐磨沉積物的厚度在50-300 y m范圍內。依賴于耐磨材料的性質和應用耐磨沉積物的方法，厚度還可以小于50 u m。
耐磨沉積物優(yōu)選至少覆蓋刮片的適于與出料輥接觸的工作邊緣，因為這是刮片經(jīng)受最大磨損的部分。在特定情形中，例如由于耐磨或制造原因，耐磨沉積物還覆蓋刮片的其他表面是有利的。因此，在不同實施例中，整個邊緣區(qū)域、刮片的上側邊、刮片的下側邊或刮片的整個表面可以完全或部分地由耐磨沉積物覆蓋。
在本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明提供用于刮去保留在三輥滾軋機的出料輥上的處理過的材料的出料刮片的應用，其中所述出料刮片設置有至少覆蓋出料刮片的適于與所述出料輥接觸的工作邊緣的耐磨沉積物。
通常，三輥滾軋機對于磨碎、碾壓、混合、精制、分散和/或均勻化粘性的和/或微粒材料是有用的。在一個實施例中，在本發(fā)明的三輥滾軋機中處理的材料包括粘性液體或膏。在另一實施例中，所述材料包括固體或半固體顆粒。所述材料還可以包括粘性液體或膏和固體或半固體顆粒。
在根據(jù)本發(fā)明的三輥滾軋機中可以處理大范圍的材料，盡管本發(fā)明的包括耐磨沉積物的刮片在處理包括能夠迅速地磨損壞傳統(tǒng)鋼刮片的磨料顆粒的材料中尤其有用。
可以在根據(jù)本發(fā)明的三輥滾軋機中處理的材料的示例包括電子厚膜墨水、高性能陶瓷、化妝品、塑料溶膠、含碳或石墨化合物、油漆、印刷墨水、調色劑顆粒、液晶分散劑、醫(yī)藥品、化工品、玻璃涂層、牙化合物、顏料、涂料、粘合劑、密封劑以及糧食。
本發(fā)明對其尤其有用的通常 包括磨料顆粒的材料示例包括印刷墨水、涂料顏料、調色劑顆粒、化妝品顏料、液晶分散劑以及陶瓷膏。
在本發(fā)明的第三方面，本發(fā)明提供一種在三輥滾軋機中混合、精制、分散和/或均勻化材料的方法，所述三輥滾軋機具有進料輥、中心輥和出料輥，所述方法包括步驟
a)將將要處理的材料供給到三輥滾軋機的進料區(qū)域中，
b)在第一處理步驟中在進料輥和中心輥之間，和在第二處理步驟中在中心輥和出料輥之間磨碎、碾壓、混合、精制、分散和/或均勻化材料，并且其特征在于
步驟c)在步驟b)之后、收集制成品之前，使用出料刮片刮去保留在出料輥上的處理過的材料，其中出料刮片具有至少覆蓋出料刮片的工作邊緣的耐磨沉積物。
與使用采用傳統(tǒng)鋼出料刮片的類似三輥滾軋機獲得的制成品相比，使用根據(jù)本發(fā)明的上述方面的三輥滾軋機獲得的制成品就金屬污染和顆粒尺寸分布方面來說具有提高的質量和均勻度。本發(fā)明的方法可獲得的材料的改善的性能不容易用物理參數(shù)進行描述。因此，在本發(fā)明的第四方面，本發(fā)明提供通過本發(fā)明第三方面的方法獲得的壓碎的、碾壓的、混合的、精制的、分散的和/或均勻化的材料。
在本發(fā)明的第五方面，本發(fā)明提供用于三輥滾軋機中從出料輥刮去制成品的出料刮片，所述刮片具有上側邊、下側邊以及邊緣區(qū)域，邊緣區(qū)域包括適于與出料輥接觸的后側邊和適于收集刮掉的制成品的前側邊，其中刮片的工作邊緣由所述后側邊和所述前側邊之間的在70-110°范圍內的角度P形成，刮片的邊緣區(qū)域的兩個相鄰側邊不形成70°或更小的角度，其特征在于出料刮片包括至少覆蓋其工作邊緣的耐磨金屬陶瓷。
本發(fā)明的第五方面的出料刮片還可以如本發(fā)明的第一方面那樣進行限定。
根據(jù)本發(fā)明該方面的刮片在用于處理包括磨料顆粒的材料的三輥滾軋機中尤其有用。本發(fā)明刮片提供超過在三輥滾軋機中傳統(tǒng)地使用的鋼刮片的若干個優(yōu)點，例如因為耐磨沉積物減小了磨損而減少處理后的制成品的金屬污染，降低了阻礙滾軋機的出料輥的摩擦力，以及因為沒有尖銳角度、結合耐磨沉積物顯著地降低了與刮片處理相關的風險而提高了操作者的安全。


圖I是根據(jù)本發(fā)明的三輥滾軋機的示意側視圖；
圖2是包括覆蓋出料刮片的工作邊緣的耐磨沉積物的出料刮片的示意橫截面圖；
圖3a_d是不同刮片橫截面幾何形狀的示意圖；
圖4是本發(fā)明一個實施例的刮片輪廓的示意圖；[0056]圖5a和5b分別示出新的時候和磨損后時的現(xiàn)有技術中的刮片；
圖6a和6b分別示出本發(fā)明的刮片新的時候和磨損后時的實施例；圖7a_c是刮片輪廓的照片。在照片中，刮片具有向上的刮片下側邊。刮片的邊緣區(qū)域向右，示出Imm距離的比例提供參照。圖7a示出本發(fā)明未磨損(新)刮片的一個實施例的圖像，其中在刮片的右上處較暗的三角區(qū)域是耐磨沉積物。圖7b示出在三輥滾軋機上磨損250小時之后圖7a的本發(fā)明的刮片的圖像。在刮片的右側邊上較暗的三角區(qū)域是殘余的耐磨沉積物。該刮片不具有50°或更小的角度。圖7c示出在三輥滾軋機上2小時后磨損的鋼刮片的圖像。尖角大約25°。
具體實施方式
在圖I中示出的本發(fā)明的一個實施例中，三輥滾軋機包括布置成圍繞其各自的縱向軸線旋轉的進料輥(I)、中心輥⑵以及出料輥(3)，以及出料刮片(4)，所述出料刮片布置成基本上平行于出料輥的縱向軸線、用于從出料輥刮去制成品。在本實施例的三輥滾軋機中，進料輥和中心輥布置成沿相反的方向旋轉，使得進料到滾軋機的進料部分的材料經(jīng)過進料輥和中心輥之間的第一輥隙(5)。中心輥和出料輥布置成沿相反的方向旋轉，使得在第一輥隙之后保留在中心輥上的材料被進料到中心輥和出料輥之間的第二輥隙(6)。出料刮片(4)包括覆蓋其適于與出料輥接觸的工作邊緣的耐磨沉積物。三輥滾軋機還可以包括用于收集處理后的材料的滑板或擋板(7)。
在圖2中示出的本發(fā)明的一個實施例中，三輥滾軋機的出料刮片包括碳鋼帶，其具有主縱向延伸，并且具有上側邊(8)、下側邊(9)以及兩個縱向側部部分(僅示出一個)。刮片的厚度小于2nm，刮片的寬度小于100_。沿一個側部部分，刮片設置有邊緣區(qū)域(10)，邊緣區(qū)域包括工作邊緣(11)，其由刮片的下側邊和刮片的邊緣區(qū)域處的側部側邊之間的角度形成。下側邊和所述側部側邊之間的角度在50-130度范圍內。邊緣區(qū)域(10)包括工作邊緣和鄰近工作邊緣(11)的側邊中的每一個側邊的至少一部分。工作邊緣適于與出料輥接觸，使得當輥旋轉時，在輥的包絡表面上的被處理的材料從輥上被刮掉并掉到刮片的上側邊上。刮片包括覆蓋刮片的邊緣區(qū)域的碳化鎢-鈷金屬陶瓷沉積物(12)。所述沉積物到刮片的下側邊的厚度在50-300 iim范圍。
圖3a_d示出本發(fā)明的四種不同實施方式的刮片輪廓。圖3示出一個實施例，其具有上斜面和下斜面，其中上斜面和下斜面之間的邊緣角3為50-130°范圍，上斜面和上表面之間的角度a在90°以上且180°以下的范圍，下斜面和下表面之間的角度Y在90°以上且180°以下的范圍。角度a、P以及Y優(yōu)選地選擇為使得角度a、P以及Y的和為360°。圖3b示出一個實施例，其具有上斜面但是沒有下斜面，其中邊緣角P在50-90°范圍內。在這種情形中，Y為180°。角度a和0優(yōu)選地選擇為使得角度a以及Y的和為360°。圖3c示出一個實施例，其具有下斜面但是沒有上斜面，其中邊緣角P在90-130°范圍內。在這種情形中，a為180°。角度P和Y優(yōu)選地選擇為使得角度a、3以及Y的和為360°。圖3d示出一個實施例，其具有基本上直角的輪廓，其中上面的角a和邊緣角P角大約為90°。在這種情形中，Y為180°。角度a和0優(yōu)選地選擇為使得角度ct、P以及Y的和為360°。
在另一實施例中，出料刮片具有如圖4所示的橫截面幾何形狀。在該實施例中,三輥滾軋機的出料刮片包括碳鋼帶，其具有主縱向延伸，并且具有上側邊(13)、下側邊(14)以及兩個側部部分(僅示出一個)。刮片的上側邊和下側邊形成在基本上平行的平面內。刮片的厚度小于2mm，并且刮片的寬度小于100mm。沿側部部分中的一個，刮片設置有邊緣區(qū)域。邊緣區(qū)域包括面對和/或接觸出料輥的后側邊(15)和適于收集刮掉的材料的前側邊(16)，并且刮片的工作邊緣(17)由所述后側邊和前側邊之間的角度P形成。所述后側邊和所述前側邊之間的角度P在50-130°范圍內。邊緣區(qū)域的前側邊和刮片的上側邊之間的角度a在90-130°范圍，邊緣區(qū)域的后側邊和刮片的下側邊之間的角度Y在130-180°范圍。角度a、P以及Y被選擇成使得角度a、P以及Y的和為360°。角度a和角度P之間的邊緣區(qū)域的前側邊的寬度d是至少300 iim。工作邊緣適于與出料棍接觸，使得當輥旋轉時，在輥的包絡表面上的被處理的材料從輥上刮掉并掉到刮片的上側邊上。刮片包括覆蓋刮片的邊緣區(qū)域的耐磨碳化鎢-鈷金屬陶瓷沉積物。所述沉積物的厚度在50-300 iim范圍內。
圖7a示出本發(fā)明的出料刮片的一個實施例的橫截面的照片圖像，其中角度a和角度P之間的邊緣區(qū)域的前側邊的寬度為大約390 iim。
圖5a和b示出傳統(tǒng)技術的鋼刮片上的磨損的效果。刮片的輪廓在使用期間從圖5a中的新刮片(18)的形狀迅速地改變?yōu)閳D5b中的用過的刮片(19)形狀，其具有通常在20-45度范圍的尖銳頂角并且沒有邊緣區(qū)域的前側邊。圖7c示出磨損過的傳統(tǒng)技術鋼刮片的橫截面照片圖像。該刮片具有大約25度的非常尖銳的角度，并且沒有邊緣區(qū)域的前側邊。
圖6a和b示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的刮片上的磨損效果。刮片的輪廓在使用期間因為覆蓋刮片工作邊緣的耐磨沉積物而非常緩慢地改變。圖6a表示新刮片(20)，圖6b表示磨損后的同一刮片(21)。磨損不會導致刮片的任何尖銳角的形成，并且在角度a和角度@之間的邊緣區(qū)域的前側邊的至少100 u m的寬度d被保持在磨損的刮片中。圖7b示出根據(jù)本發(fā)明的磨損的出料刮片的橫截面照片圖像。該刮片沒有尖銳角，即50度或更小的角，并且邊緣區(qū)域的前側邊的剩余寬度d為大約250 u m。
示例
_7] 示例I.包括耐磨碳化鎢-鈷沉積物的出料刮片的準備
首先具有0. 600mm厚度和50mm寬度的鋼襯底的一個縱向側邊被碾壓以對邊緣區(qū)域成形，并使得耐磨沉積物噴射到上面。然后使用F60金剛砂對邊緣區(qū)域噴砂以提高鋼襯底和耐磨沉積物之間的結合強度。隨后使用HVOF(高速氧燃料)技術用耐磨碳化鎢-鈷金屬陶瓷WC-Co(88-12重量百分比)對噴砂后的邊緣部分進行噴濺。隨后磨刮片的上側邊和下側邊以獲得想要的刮片形狀。
_9] 示例2.使用耐磨碳化鎢-鈷沉積物使刮片壽命延長
示例 2a.
在三輥滾軋機中(安全墨水提供商，Buhler SDVE 1300CLS)，使用兩種不同的出料刮片進行試驗。
第一種刮片類型是用作參照物的標準的磨尖過的鋼刮片A (現(xiàn)有技術刮片)。
第二種刮片類型是根據(jù)本發(fā)明的改進后的具有覆蓋刮片邊緣區(qū)域的耐磨碳化鎢-鈷沉積物的刮片B。[0074]在試驗中使用下面的操作條件
顏料膏的類型透明的白色、高固態(tài)白色、紅色膏。
棍表面鑄鐵棍溫度30°C
出料刮片尺寸0. 635X40X 1345mm(厚度X寬度X長度)。
刮片保持裝置角度55° (與出料輥相對于出料輥的切向方向滑動接觸)。
出料棍速度522rpm
刮片壓力8bars
參照刮片A(鋼刮片)的工作壽命為平均大約2小時。為了形成一批500kg的顏料膏，刮片必須卸下來四次以便磨尖。損傷的風險高且生產(chǎn)停工時間相對合乎邏輯刮片的改變花費大約10分鐘。
與之對比，在相同類型的顏料膏的情況下在相同機器上測試的第二刮片B持續(xù)了大約250小時。對于后面的、不同的批次，刮片被保留在刮片保持裝置內并且僅被清潔?；谶@些試驗，本發(fā)明的刮片B在更換刮片之前可以生產(chǎn)超過100倍多的相同類型的產(chǎn)品。
刮片B的磨損非常緩慢并且甚至因此不需要操作者改變刮片保持裝置的角度以改善性能。因此，使用刮片B獲得相當高的生產(chǎn)率的提高(減少了生產(chǎn)停工時間)。
示例 2b
用具有高磨蝕性的顏料膏實施第二試驗。用兩種不同類型的出料刮片A(標準鋼刮片)和在示例2a中提到的B(本發(fā)明的耐磨刮片)實施對比測試。所用的操作條件也與示例2a中提到的相同。
為了生產(chǎn)一批500kg的具有高磨蝕性的顏料膏，在4小時的生產(chǎn)期間需要10個類型A的刮片。每個參照刮片A持續(xù)大約20到30分鐘，在這段時間之后刮片邊緣處的磨損非常嚴重以至于制成品的刮擦不均勻。
在相應的條件下，刮片類型B持續(xù)15小時并且生產(chǎn)了 4批500kg的具有磨蝕性的
顏料膏。
再次地，生產(chǎn)率的提高非常大。
對于示例Ia和Ib的試驗，進一步地，對出料輥直徑執(zhí)行不同的測量，以便檢查并確認具有耐磨沉積物(碳化鎢-鈷沉積物)的刮片對輥表面沒有負面的影響并且也對輥直徑?jīng)]有負面的影響。獲得了下面的信息
-在4000小時的操作時間之后出料輥的表面磨損不明顯，
-在2000小時之后，存在與兩種類型的刮片類似的一種微磨蝕性的圓柱面磨損在0. 015到0. 045mm范圍內。
-圖7a示出本發(fā)明的沒有磨損(新)刮片的圖像
-圖7b示出在三輥滾軋機上250小時之后的本發(fā)明的磨損刮片的圖像。
-圖7c示出在三輥滾軋機上2小時之后的磨損的鋼刮片參照物的圖像。
示例3.使用耐磨碳化鎢-鈷沉積物減小摩擦力和刮片壓力
在三輥滾軋機上研究了示例2a中提到的兩種不同類型的出料刮片A(標準鋼刮片)和B(本發(fā)明的耐磨刮片)的摩擦力和刮片壓力。三輥滾軋機的操作條件與示例2a中提到的那些也相同。[0098]為了確保制成品的恒定的且均勻的刮擦，在I小時的短時間期間參照刮片A的壓力必須從10巴增大到15巴。這種艱苦的工作條件的直接結果包括鋼刮片的快速磨損，導致被處理的材料內的金屬污染。
相反，具有耐磨沉積物的刮片在8巴的較低的且恒定的壓力下良好地工作。
權利要求
1.一種三輥滾軋機，包括布置成圍繞其各自的縱向軸線旋轉的進料輥、中心輥以及出料輥；和出料刮片，所述出料刮片布置成基本上平行于出料輥的縱向軸線、用于從出料輥刮去制成品，其特征在于 出料刮片具有上側邊、下側邊以及邊緣區(qū)域，所述邊緣區(qū)域包括面對和/或接觸輥的后側邊和適于收集刮掉的材料的前側邊，并且其中刮片的工作邊緣由所述后側邊和所述前側邊之間的角度形成，并且所述角度在大約50-130°的范圍內，其中邊緣區(qū)域的前側邊具有大于IOOym的寬度，并且出料刮片包括至少覆蓋其適于與出料輥接觸的工作邊緣的耐磨沉積物。
2.根據(jù)權利要求
I所述的三輥滾軋機，其中，所述出料刮片的邊緣區(qū)域的兩個相鄰側邊不形成小于50°的角度。
3.根據(jù)前述權利要求
中任一項所述的三輥滾軋機，其中，所述后側邊和所述前側邊之間的角度在60-120°的范圍內。
4.根據(jù)權利要求
3所述的三輥滾軋機，其中，所述后側邊和所述前側邊之間的角度在70-110。的范圍之間。
5.根據(jù)權利要求
I所述的三輥滾軋機，其中，所述邊緣區(qū)域的側邊中的每一個具有大于100 μ m的寬度。
6.根據(jù)權利要求
I所述的三輥滾軋機，其中，所述出料刮片相對于出料輥以一角度布置，使得當刮片在三輥滾軋機中使用期間磨損時，形成在刮片工作邊緣處的磨損面不與與之相鄰的任何表面形成小于50°的角度。
7.根據(jù)權利要求
I所述的三輥滾軋機，其中，所述出料刮片相對于出料輥以一角度布置，使得當刮片在三輥滾軋機中使用期間磨損時，所述磨損不導致出料刮片的邊緣區(qū)域的側邊形成小于100 μ m的寬度。
8.根據(jù)權利要求
I所述的三輥滾軋機，其中，所述出料刮片具有小于Imm的厚度。
9.根據(jù)權利要求
I所述的三輥滾軋機，其中，所述耐磨沉積物是金屬陶瓷。
10.根據(jù)權利要求
I所述的三輥滾軋機，其中，所述耐磨沉積物是碳化鎢-鈷金屬陶瓷。
11.根據(jù)權利要求
I所述的三輥滾軋機，其中，其中所述耐磨沉積物具有小于300微米的厚度。
12.一種用于從三輥滾軋機中的出料輥刮去制成品的出料刮片，所述刮片具有上側邊、下側邊以及邊緣區(qū)域，所述邊緣區(qū)域包括適于與出料輥接觸的后側邊和適于收集刮掉的產(chǎn)品的前側邊，并且其中刮片的工作邊緣由所述后側邊和所述前側邊之間的在50° -130°范圍內的角度形成，并且刮片的邊緣區(qū)域的兩個相鄰側邊不形成小于50°的角度，其特征在于，出料刮片包括至少覆蓋出料刮片的工作邊緣的耐磨金屬陶瓷。
13.根據(jù)權利要求
12所述的出料刮片，其中，所述刮片的邊緣區(qū)域的任何兩個相鄰側邊形成大于70°的角度。
14.根據(jù)權利要求
12或13所述的出料刮片，其中，所述后側邊和所述前側邊之間的角度在60-120°的范圍內。
15.根據(jù)權利要求
14所述的出料刮片，其中，所述后側邊和所述前側邊之間的角度在70-110°的范圍內。
16.根據(jù)權利要求
12所述的出料刮片，其中，所述邊緣區(qū)域的側邊中的每一個具有大于100 μ m的寬度。
17.根據(jù)權利要求
12所述的出料刮片，其中，所述出料刮片相對于出料輥以一角度布置，使得當刮片在三輥滾軋機中使用期間磨損時，形成在刮片工作邊緣處的磨損面不與與之相鄰的任何表面形成小于50°的角度。
18.根據(jù)權利要求
12所述的出料刮片，其中，所述出料刮片相對于出料輥以一角度布置，使得當刮片在三輥滾軋機中使用期間磨損時，所述磨損不導致出料刮片的邊緣區(qū)域的側邊形成小于100 μ m的寬度。
19.根據(jù)權利要求
12所述的出料刮片，其中，所述出料刮片具有小于Imm的厚度。
20.根據(jù)權利要求
12所述的出料刮片，其中，所述耐磨金屬陶瓷是碳化鎢-鈷金屬陶瓷。
21.根據(jù)權利要求
12所述的出料刮片，其中，所述耐磨金屬陶瓷具有小于300微米的厚度。
專利摘要
本實用新型涉及一種三輥滾軋機，包括布置成圍繞其各自的縱向軸線旋轉的進料輥、中心輥以及出料輥，和出料刮片，所述出料刮片布置成基本上平行于出料輥的縱向軸線、用于從出料輥刮去制成品，其特征在于出料刮片包括至少覆蓋其適于與出料輥接觸的工作邊緣的耐磨沉積物；本實用新型涉及一種在這種三輥滾軋機中混合、精制、分散和/或均勻化材料的方法；以及本實用新型涉及一種通過這種方法可獲得的材料。本實用新型還涉及一種用于三輥滾軋機中的包括耐磨沉積物的出料刮片。
文檔編號B02C4/40GKCN202356130SQ200990100592
公開日2012年8月1日 申請日期2009年11月12日
發(fā)明者A·克勞登, L·賽爾維基諾爾 申請人:Btg埃克勒拜恩斯股份公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan