DD251160B1 - CASTING MATERIAL FOR SURFACE ROLLERS AND ROLLERS IN PROCESSING MACHINES - Google Patents

CASTING MATERIAL FOR SURFACE ROLLERS AND ROLLERS IN PROCESSING MACHINES Download PDF

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DD251160B1 DD29264586A DD29264586A DD251160B1 DD 251160 B1 DD251160 B1 DD 251160B1 DD 29264586 A DD29264586 A DD 29264586A DD 29264586 A DD29264586 A DD 29264586A DD 251160 B1 DD251160 B1 DD 251160B1
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Klaus Mueller
Holger Lau
Wolfgang Moeller
Eduard Hecht
Henry Krause
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Thaelmann Schwermaschbau Veb
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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.The invention relates to a cast material for mechanically highly stressed, thermally stable and aggressive gases and dusts exposed cylindrically shaped rollers and rings, preferably with a wall thickness of 80 to 250 mm, for rotary kilns, drying drums and mills of the cement industry. The cast material used is characterized in that the alloying constituents carbon with 3.5% and silicon at 2.1%, while maintaining a carbon equivalent of 4.2% and nickel of 1.25%, copper with 1.0% and the Accompanying elements manganese with 0.2%, phosphorus with 0.06%, sulfur with 0.008% and chromium with 0.15% are included and the molten cast iron with magnesium in the proportion of 0.05% is modified.

Description

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Laufrollen und -ringe werden zur Lagerung von langgestreckten, um ihre Längsachse rotierenden Großanlagen, wie beispielsweise Drehrohröfen, Trockentrommeln und -mühlen, verwendet.Casters and rings are used for the storage of elongate large plants rotating about their longitudinal axis, such as rotary kilns, drying drums and mills.

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.During the rolling process, these massive, cylindrically shaped components take on the weight of the entire system, including the contents. The running rings also have to fulfill a support function for the drum shell against the effect of the transverse force stress. The larger Hertzian pressure and the much higher number of revolutions of the roller compared to the race naturally lead to a faster wear of the roller. At the tread it comes through strain hardening for pitting and embrittlement of the surface parts. The special application conditions place the highest demands on the material in terms of strength, hardness, wear behavior, emergency running properties, damping capacity and temperature resistance as well as resistance to aggressive dusts and gases. In known construction designs come as materials cast iron with lamellar or nodular graphite, but also cast steel materials such. GS 28 Mn 6, GS42 Cr Mo4, GS-60, GS-50. The larger dimensions of modern rotary kilns made it necessary to use other cast materials and processing techniques instead of cast iron with lamellar graphite.

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 sowieFrom British patent specification 1417435 an alloyed cast iron material with nodular graphite is known, which is applicable for thick-walled castings. In this material, the alloying shares carbon, silicon, phosphorus, sulfur in known per se and

MgO,3 ...1,4%MgO, 3 ... 1.4%

Ni 0,5 ...2,5%Ni 0.5 ... 2.5%

Cu0,3 ...1,0%Cu0.3 ... 1.0%

Mo0,1 ...0,26%Mo0,1 ... 0,26%

Sn 0,03 ...0,2%Sn 0.03 ... 0.2%

enthalten.contain.

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.This casting material can be used for thick-walled castings (50-100 mm wall thickness). Due to insufficient mechanical characteristics, this casting material is unsuitable for the special requirements placed on the material of rollers and rings. The disadvantages are also apparent from the Werkstorfzusammensetzung (DE-PS 1908856 and DE-OS 2428822), which does not create the conditions for securing the necessary component properties for races and rollers in the wall thickness range of 80 to 250 mm.

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.From the journal "Foundry Practice" No.21 / 1975, pages 350 to 357, investigations are made on cast irons with nodular graphite in the wall thickness range of 25 to 150 mm were made.The dependence of the wall thickness on the formation of a pearlitic The reported results do not accurately reflect practical issues.

Ziel der ErfindungObject of the invention

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.The aim of the invention is to reduce the repair and maintenance of rotary kilns, drying drums and mills by a significant increase in the reliability of the running rings and rollers to increase the performance of these cement plants.

-2- 251 160 Darlegung des Wesens der Erfindung-2- 251 160 Outline of the Essence of the Invention

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.The invention has for its object to develop a casting material for rollers and rings to rotary kilns, drying drums and mills of the cement industry, the highest demands on strength, hardness, wear behavior under the special conditions of use and environmental conditions under which these cement plants are operated , Runflat properties, damping capacity and temperature resistance as well as resistance to aggressive atmospheres containing dust and harmful gases.

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.According to the invention, this object is achieved in that the alloying constituents carbon with 3.5% and silicon with 2.1% while maintaining a carbon equivalent of 4.2% and nickel of 1.25%, copper with 1.0% and the accompanying elements manganese with 0.2%, phosphorus with 0.06%, sulfur with 0.008% and chromium with 0.15% are included and the molten cast iron with magnesium in the proportion of 0.05% is modified.

Ausführungsbeispielembodiment

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:The invention will be explained in more detail with reference to an example, roller for a rotary kiln. For this roller alloyed ductile iron with the designation GGG 350 NiCu 5.9 is used. The material has the following chemical composition:

Kohlenstoffcarbon 3,5%)3.5%) ) CE = 4,2%CE = 4.2% Siliziumsilicon 2,1%)2.1%) Nickelnickel 1,25%1.25% Kupfercopper 1,0%1.0%

Dieser Werkstoff wird mit 0,05% Magnesium modifiziert. Die Anteile an den Begleitelementen Schwefel, Phosphor, Mangan und Chrom wurden wie folgt ermittelt:This material is modified with 0.05% magnesium. The proportions of the accompanying elements sulfur, phosphorus, manganese and chromium were determined as follows:

Manganmanganese 0,2%0.2% Chromchrome 0,15%0.15% Phosphorphosphorus 0,06%0.06% Schwefelsulfur 0,008%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:The molding and core fabrication is done by known methods using standard patterning equipment. After casting and pre-brushing the casting a heat treatment is applied. After this heat treatment, this casting material has the following properties:

Zugfestigkeit mind. 800 MPaTensile strength at least 800 MPa

0,2 %-Dehngrenze mind. 600 MPa0.2% proof strength at least 600 MPa

Bruchdehnung mind. 2%Elongation at break min. 2%

Brinellhärte mind. 270 HBBrinell hardness at least 270 HB

Die sich anschließende spanabhebende Bearbeitung ist für diesen Gußwerkstoff unproblematisch.The subsequent machining is unproblematic for this casting material.

Claims (1)

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.Casting material for running rings and rollers in processing machines, especially rotary kilns in the cement industry, preferably for wall thickness between 80-250 mm, the microstructure in the cast state, especially after a heat treatment, while maintaining the cooling conditions homogeneous, finely-striated perlitic forms, characterized in that the alloying constituents carbon with 3.5% and silicon with 2.1% with a carbon equivalent of 4.2% and nickel of 1.25%, copper with 1.0% and the accompanying elements manganese with 0.2%, phosphorus with 0.06%, 0.008% sulfur and 0.15% chromium are included, and the molten cast iron is modified with 0.05% magnesium. Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention 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.
The invention relates to a cast material for mechanically highly stressed, thermally stable and aggressive gases and dusts exposed cylindrically shaped rollers and rings, preferably with a wall thickness of 80 to 250mm, for rotary kilns, drying drums and mills the cement industry.
Furthermore, this invention is applicable in the fields of the chemical industry and in large-scale systems for ore processing.
DD29264586A 1986-07-18 1986-07-18 CASTING MATERIAL FOR SURFACE ROLLERS AND ROLLERS IN PROCESSING MACHINES DD251160B1 (en)

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