DD251160B1

DD251160B1 - Gusswerkstoff fuer laufringe und -rollen bei verarbeitungsmaschinen

Info

Publication number: DD251160B1
Application number: DD29264586A
Authority: DD
Inventors: Klaus Mueller; Holger Lau; Wolfgang Moeller; Eduard Hecht; Henry Krause
Original assignee: Thaelmann Schwermaschbau Veb
Priority date: 1986-07-18
Filing date: 1986-07-18
Publication date: 1990-03-07
Also published as: DD251160A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Gußwerkstoff für mechanisch hochbeanspruchte, thermisch belastbare und aggressiven Gasen und Stäuben ausgesetzte zylindrisch geformte Laufrollen und -ringe, vorzugsweise mit einer Wandstärke von 80 bis 250 mm, für Drehrohröfen, Trockentrommeln und -mühlen der Zementindustrie. Der zum Einsatz kommende Gußwerkstoff ist dadurch gekennzeichnet, daß die Legierungsbestandteile Kohlenstoff mit 3,5% und Silizium mit 2,1 % unter Einhaltung eines Kohlenstoffäquivalentes von 4,2% sowie Nickel von 1,25%, Kupfer mit 1,0% und die Begleitelemente Mangan mit 0,2%, Phosphor mit 0,06%, Schwefel mit 0,008% und Chrom mit 0,15% enthalten sind und das schmelzflüssige Gußeisen mit Magnesium im Anteil von 0,05% modifiziert ist.

Description

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Laufrollen und -ringe werden zur Lagerung von langgestreckten, um ihre Längsachse rotierenden Großanlagen, wie beispielsweise Drehrohröfen, Trockentrommeln und -mühlen, verwendet.

Beim Abwälzvorgang nehmen diese massiven, zylindrisch geformten Bauteile das Gewicht der gesamten Anlage, einschließlich des Füllgutes, auf. Die Lauf ringe haben zudem eine Stützfunktion für den Trommelmantel gegen die Wirkung der Querkraftbeanspruchung zu erfüllen. Die größere Hertzsche Pressung und die um ein vielfaches höhere Umdrehungszahl der Laufrolle im Vergleich zum Laufring führen naturgemäß zu einem schnelleren Verschleiß der Rolle. An der Lauffläche kommt es durch Kaltverfestigung zur Pittingbildung und zur Versprödung der Oberflächenpartien. Die speziellen Einsatzbedingungen stellen an den Werkstoff höchste Anforderungen bezüglich der Festigkeit, Härte, Verschleißverhalten, Notlaufeigenschaften, Dämpfungsvermögen und Temperaturbelastbarkeit sowie Widerstandsfähigkeit gegen aggressive Stäube und Gase. Bei bekannten Konstruktionsausführungen kommen als Werkstoffe Gußeisen mit Lamellen- oder Kugelgraphit, aber auch Stahlgußwerkstoffe, wie z. B. GS 28 Mn 6, GS42 Cr Mo4, GS-60, GS-50, zur Anwendung. Die größeren Dimensionen moderner Drehrohröfen machten es notwendig, anstelle von Gußeisen mit Lamellengraphit andere Gußwerkstoffe und Verfahrenstechniken anzuwenden.

Aus der britischen Patentschrift 1417435 ist ein legierter Gußeisenwerkstoff mit Kugelgraphit bekannt, der für dickwandige Formgußteile anwendbar ist. Bei diesem Werkstoff sind die Legierungsanteile Kohlenstoff, Silizium, Phosphor, Schwefel in an sich bekannten Bereichen sowie

MgO,3 ...1,4%

Ni 0,5 ...2,5%

Cu0,3 ...1,0%

Mo0,1 ...0,26%

Sn 0,03 ...0,2%

enthalten.

Dieser Gußwerkstoff ist verwendbar für dickwandigen Guß (50-100 mm Wanddicke). Für die speziellen Anforderungen, die an den Werkstoff von Laufrollen und -ringen gestellt werden, ist dieser Gußwerkstoff wegen unzureichender mechanischer Kennwerte nicht geeignet. Die Nachteile sind auch aus der Werkstorfzusammensetzung (DE-PS 1908856 und DE-OS 2428822) erkennbar, die nicht die Voraussetzungen für die Sicherung der notwendigen Bauteileigenschaften für Laufringe und -rollen im Wanddickenbereich von 80 bis 250 mm schaffen.

Aus der Fachzeitschrift „Gießerei-Praxis" Nr.21/1975, Seite 350 bis 357, sind Untersuchungen bekannt, die an Gußeisen mit Kugelgraphit im Wanddickenbereich von 25 bis 150 mm vorgenommen worden sind. Dabei wurde die Abhängigkeit der Wanddicke auf die Ausbildung eines perlitischen Gefüges und die mechanischen Kennwerte wärmebehandelter Gußproben untersucht. Diese ausgewiesenen Ergebnisse treffen nicht genau inhaltlich auf praktische Belange zu.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, durch eine wesentliche Erhöhung der Funktionssicherheit der Lauf ringe und -rollen den Reparatur- und Wartungsaufwand von Drehrohröfen, Trockentrommeln und -mühlen zu reduzieren, um die Leistungsfähigkeit dieser Zementanlagen zu steigern.

-2- 251 160 Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gußwerkstoff für Laufrollen und -ringe zu Drehrohröfen, Trockentrommeln und -mühlen der Zementindustrie zu entwickeln, der unter den speziellen Einsatz- und Umweltbedingungen, unter denen diese Zementanlagen betrieben werden, höchste Anforderungen an Festigkeit, Härte, Verschleißverhalten, Notlaufeigenschaften, Dämpfungsvermögen und Temperaturbelastbarkeit sowie Widerstandsfähigkeit gegenüber aggressiven staub- und schadgashaltigen Atmosphären erfüllt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Legierungsbestandteile Kohlenstoff mit 3,5% und Silizium mit 2,1 % unter Einhaltung eines Kohlenstoffäquivalentes von 4,2% sowie Nickel von 1,25%, Kupfer mit 1,0% und die Begleitelemente Mangan mit 0,2%, Phosphor mit 0,06%, Schwefel mit 0,008% und Chrom mit 0,15% enthalten sind und das schmelzflüssige Gußeisen mit Magnesium im Anteil von 0,05% modifiziert ist.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll anhand eines Beispieles, Laufrolle für einen Drehrohrofen, näher erläutert werden. Für diese Laufrolle wird legiertes Gußeisen mit Kugelgraphit mit der Bezeichnung GGG 350 NiCu 5.9 eingesetzt. Der Werkstoff hat folgende chemische Zusammensetzung:

Kohlenstoff	3,5%)
	) CE = 4,2%
Silizium	2,1%)
Nickel	1,25%
Kupfer	1,0%

Dieser Werkstoff wird mit 0,05% Magnesium modifiziert. Die Anteile an den Begleitelementen Schwefel, Phosphor, Mangan und Chrom wurden wie folgt ermittelt:

Mangan	0,2%
Chrom	0,15%
Phosphor	0,06%
Schwefel	0,008%

Die Form- und Kernherstellung erfolgt nach bekannten Verfahren unter Verwendung üblicher Modelleinrichtungen. Nach dem Gießen und Vorputzen des Formgußteiles wird eine Wärmebehandlung angewandt. Nach dieser Wärmebehandlung weist dieser Gußwerkstoff folgende Eigenschaften auf:

Zugfestigkeit mind. 800 MPa

0,2 %-Dehngrenze mind. 600 MPa

Bruchdehnung mind. 2%

Brinellhärte mind. 270 HB

Die sich anschließende spanabhebende Bearbeitung ist für diesen Gußwerkstoff unproblematisch.

Claims

Gußwerkstoff für Lauf ringe und -rollen bei Verarbeitungsmaschinen, insbesondere Drehrohröfen der Zementindustrie, vorzugsweise für Wanddicken zwischen 80-250 mm, dessen Gefügestruktur sich im Gußzustand, insbesondere nach einer Wärmebehandlung, unter Einhaltung der Abkühlungsbedingungen homogen, feinstreifig-perlitisch ausbildet, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierungsbestandteile Kohlenstoff mit 3,5% und Silizium mit 2,1 % unter Einhaltung eines Kohlenstoffäquivalentes von 4,2% sowie Nickel von 1,25%, Kupfer mit 1,0% und die Begleitelemente Mangan mit 0,2%, Phosphor mit 0,06%, Schwefel mit 0,008% und Chrom mit 0,15% enthalten sind und das schmelzflüssige Gußeisen mit Magnesium im Anteil von 0,05% modifiziert ist.

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Gußwerkstoff für mechanisch hoch beanspruchte, thermisch belastbare und aggressiven Gasen und Stäuben ausgesetzte zylindrisch geformte Laufrollen und -ringe, vorzugsweise mit einer Wandstärke von 80 bis 250mm, für Drehrohröfen, Trockentrommeln und -mühlen der Zementindustrie.
Weiterhin ist diese Erfindung in den Bereichen der chemischen Industrie sowie bei Großanlagen zur Erzaufbereitung anwendbar.