DE10033293A1 - Hitze- und verschleißbeanspruchtes Einbauelement, insbesondere Segment zum Zusammensetzen eines segmentierten Zyklontauchrohres - Google Patents
Hitze- und verschleißbeanspruchtes Einbauelement, insbesondere Segment zum Zusammensetzen eines segmentierten ZyklontauchrohresInfo
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Abstract
Um ein hitze- und verschleißbeständiges Einbauelement, insbesondere Segment zum Zusammensetzen eines segmentierten Tauchrohres für einen mit feuerfestem Material ausgekleideten Zyklon einer Zementklinkerproduktionslinie zu schaffen, wobei sich das einzelne Einbauelement, das mit einer Länge auch größer 120 cm herstellbar und montierbar sein soll, auch noch durch eine hohe Standzeit auszeichnen soll, wird als Einbauelement erfindungsgemäß ein Verbundkörper vorgeschlagen, bestehend aus einem metallischen Grundkörper (10), auf dem Stege (11) eines metallischen Rostes mit glitterförmigen Öffnungen angeordnet sind, die mit einer hitzebeständigen Keramikmasse (12) ausgefüllt sind.
Description
Die Erfindung betrifft ein hitze- und verschleißbeanspruchtes Einbau
element, insbesondere Segment zum Zusammensetzen eines Tauch
rohres, das zentral von oben in einen mit feuerfestem Material aus
gekleideten Zyklonabscheider einer Zementklinkerproduktionslinie
hineinragt und an der Zyklondecke aufhängbar ist.
Anlagen zur Herstellung von Zementklinker aus Zementrohmehl wei
sen einen Drehrohrofen und einen diesem materialflussseitig gese
hen vorgeschalteten Zyklonschwebegas-Wärmetauscher mit Calci
nator auf. Im Zyklonschwebegas-Wärmetauschersystem wird das
Zementrohmehl im kombinierten Gleich-/Gegenstrom zum heißen Ab
gas der Calcinierstufe bzw. des Drehrohrofens vorerhitzt, und das in
der Calcinierstufe vorcalcinierte Gutmaterial wird im untersten Zyklon
des Zyklonschwebegas-Wärmetauschersystems vom Heißgas abge
trennt und in den Drehrohrofen eingeführt. Es versteht sich, dass da
bei die Heißgaszyklone des Zyklonschwebegas-Wärmetauscher
stranges, insbesondere der unterste Zyklon, der mit Heißgas und
Heißmehl einer Temperatur von z. B. 700 bis 950°C in Berührung
kommt, einer hohen mechanischen, chemischen und thermischen
Beanspruchung und damit einem hohen thermochemischen und abra
siven Verschleiß ausgesetzt sind. Dies gilt insbesondere für das zent
ral von oben in den Zyklonabscheider hineinragende Tauchrohr.
Es ist daher schon bekannt (DE-C-32 28 902), bei einem diesen ho
hen Beanspruchungen ausgesetzten Zyklonabscheider das Tauchrohr
aus mehreren Segmenten zusammenzusetzen und die Segmente
untereinander lösbar miteinander zu verbinden, um im Verschleißfall
einzelne Tauchrohrsegmente mit verhältnismäßig geringem Zeit- und
Arbeitsaufwand erneuern zu können und Verformungen am Tauch
rohrmantel selbst bei hohen thermischen Wechselbelastungen zu
vermeiden. Dabei ist schon vorgeschlagen worden, die Tauchrohr
segmente vollständig aus Keramikmaterial zu fertigen, das zwar hit
zebeständig ist, aber höheren mechanischen Beanspruchungen nicht
standhält. Daher werden die Tauchrohrsegmente meistens aus hitze
beständigem Stahlguss gefertigt. Dem Gießen von dünnwandigen
Tauchrohrsegmenten sind aber insofern Grenzen gesetzt, als Seg
mente, wenn sie nicht dicker als ca. 15 mm sein sollen, nur bis zu
einer Länge von ca. 120 cm frei von Inhomogenitäten gegossen wer
den können. Große Heißgaszyklone verlangen aber entsprechend
große Tauchrohre, bei denen die einzelnen Segmente weit mehr als
120 cm lang sein sollen, die aus Montagegründen aber nicht zu
schwer sein dürfen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Einbauelement insbe
sondere Segment zum Zusammensetzen eines hitze- und ver
schleißbeanspruchten segmentierten Tauchrohres für einen mit feu
erfestem Material ausgekleideten Zyklon einer Zementklinkerproduk
tionslinie zu schaffen, wobei das einzelne Einbauelement mit einer
Länge auch größer 120 cm herstellbar und montierbar sein und sich
durch eine hohe Standzeit auszeichnen soll.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Einbauelement mit
den Merkmalen des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprü
chen angegeben.
Charakteristisch für das erfindungsgemäße hitzebeständige und ver
schleißbeständige Einbauelement ist, dass es ein Verbundkörper ist,
bestehend aus einem vergleichsweise dünnwandigen und leichtge
wichtigen metallischen Grundkörper, auf dem Stege eines metalli
schen gitterförmigen Rostes angeordnet sind, dessen Gitteröffnungen
mit einer hitzebeständigen und gegen mechanische und chemische
Einflüsse verschleißbeständigen Keramikmasse ausgefüllt sind. Dabei
wird die hitzebeständige Keramikmasse in die Gitteröffnungen des
Rostes, der elastisch sein kann, z. B. Streckmetallgitter, eingegossen
und/oder eingespritzt und/oder eingerüttelt/rüttelverdichtet und/oder
eingepresst. Die hitzebeständige Keramikmasse ist jedenfalls bei der
Herstellung des erfindungsgemäßen Verbundkörpers fließfähig und
sie kann auch durch eine zusätzliche Wärmebehandlung wie
Sinterung, Temperung etc. gehärtet werden. Die Keramikmasse weist
z. B. Siliciumcarbid (SiC) auf und sie kann außerdem ein
hydraulisches Bindemittel wie z. B. Zement enthalten, der nach seiner
Erhärtung der Keramikmasse eine besondere Festigkeit verleiht. In
jedem Fall wirkt beim erfindungsgemäßen Verbundkörper der inte
grierte Gitterrost als Armierung für die hitzebeständige Keramik
masse, die auf der verschleißbeanspruchten Seite des aus den erfin
dungsgemäßen Verbundkörper-Segmenten zusammengesetzten
Bauteils liegen soll, beim segmentierten Zyklontauchrohr also auf der
Tauchrohr-Außenseite, die von der in den Zyklon einströmenden
Heißgas-Feststoffsuspension hoch beansprucht ist.
Damit beim erfindungsgemäßen Verbundkörper-Einbauelement die
Oberfläche eine möglichst geringe Porosität aufweist, wird nach ei
nem weiteren Merkmal der Erfindung vorgeschlagen, die Oberfläche
der Keramikmasse und/oder der außenliegenden Seite des metalli
schen Grundkörpers mit einer abschließenden Beschichtung, insbe
sondere Verglasung, Glasur, Emaille etc. zu versehen.
Die Erfindung und deren weitere Merkmale und Vorteile werden an
hand des in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungs
beispieles näher erläutert.
Die Zeichnung zeigt ausschnittsweise den Querschnitt durch ein er
findungsgemäßes Verbundkörper-Einbauelement bzw. -Segment, be
stehend aus einem hitzebeständigen metallischen Grundkörper 10,
nämlich aus einem dünnwandigen z. B. 5 bis 15 mm dicken Stahl
walzmaterial, auf das die Stege 11 eines metallischen Rostes mit
gitterförmigen Öffnungen geheftet oder geschweißt sind. Es wäre
auch möglich, bei der Fertigung des Verbundkörpers den Gitterrost
11 lose auf den Grundkörper 10 aufzulegen. Die Öffnungen des Git
terrostes 11, die in Draufsicht betrachtet viereckig, sechseckig oder
sonst wie polygonal oder auch rund sein können, sind mit einer hoch
hitzebeständigen Keramikmasse 12 ausgefüllt, die in die Gitteröff
nungen eingegossen, eingerüttelt und dann gehärtet worden ist. Zu
ihrem Schutz weist die Oberfläche der Keramikmasse 12 noch eine
Beschichtung 13 möglichst geringer Porosität auf, insbesondere eine
Glasur, Verglasung, Emaillierung etc. Die Dicke der Keramikmasse
12 kann z. B. 25 mm betragen.
Aufgrund des erfindungsgemäßen Aufbaus des Verbundkörper-Ein
bauelements braucht der metallische Grundkörper 10 nicht mehr aus
einem hitzebeständigen Guss zu bestehen, dessen Dicke bei groß
formatigen langen Segmenten bei etwa mehr als 15 mm liegen
müsste. Vielmehr lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Aufbau
hitzebeständige und verschleißbeständige Verbundkörper-Segmente
herstellen mit einer Länge auch von mehr als 120 cm, ohne dass die
Dicke des metallischen Grundkörpers 10 15 mm überschreiten muss.
Wird aus den Verbundkörper-Segmenten das thermisch und mecha
nisch hoch beanspruchte Tauchrohr eines Zyklons des Zyklon
schwebegas-Wärmetauschersystems/Vorcalciniersystems einer Ze
mentklinkerbrennanlage zusammengesetzt, so wird die hitzebestän
dige Keramikmasse 12 auf der Außenseite des metallischen Grund
körpers 10 angeordnet, das ist die Seite, auf welche die einströ
mende abrasive Heißgas-Feststoff-Suspension zuströmt. Es besteht
aber auch die Möglichkeit, den Schichtaufbau des erfindungsge
mäßen Verbundkörpers zu beiden Seiten des Grundwerkstoff-Metall
bleches 10 anzuordnen. Jedenfalls ist die Standzeit der erfindungsge
mäßen Verbundkörper-Einbauelemente bzw. -Segmente hoch.
Wenn der metallische Grundkörper 10 aus Stahlguss besteht, kann
der metallische gitterförmige Rost mit seinen Stegen 11 vollständig
oder teilweise als einteiliger Gusskörper gleich zusammen mit dem
Grundkörper 10 hergestellt sein.
Die erfindungsgemäßen Verbundkörper sind außer zur Herstellung
segmentierter Zyklontauchrohre in Zementklinkerbrennanlagen auch
zum Schutz anderer einem hohen thermochemischen und abrasiven
Verschleiß ausgesetzten Einbauten anwendbar, insbesondere zum
Schutz der in die Heißgasleitungen und Heißmehlleitungen einge
bauten Leit- und/oder Regelelemente wie schwenkbare Umstellklap
pen, Prallschieber oder dergleichen.
Claims (9)
1. Hitze- und verschleißbeanspruchtes Einbauelement, insbeson
dere Segment zum Zusammensetzen eines Tauchrohres, das zentral
von oben in einen mit feuerfestem Material ausgekleideten Zyklonab
scheider einer Zementklinkerproduktionslinie hineinragt und an der
Zyklondecke aufhängbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass das Einbauelement ein Verbundkörper
ist, bestehend aus einem flachen metallischen Grundkörper (10), auf
dem Stege (11) eines metallischen gitterförmigen Rostes angeordnet
sind, dessen Öffnungen mit einer hitzebeständigen Keramikmasse
(12) ausgefüllt sind.
2. Einbauelement nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (11) des metallischen Ros
tes auf den Grundkörper (10) geheftet und/oder geschweißt sind.
3. Einbauelement nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der metallische Grundkörper (10) aus
einem dünnwandigen Stahlwalzmaterial besteht.
4. Einbauelement nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der metallische Grundkörper (10) aus
Stahlguss besteht, und dass der metallische gitterförmige Rost mit
seinen Stegen (11) ggf. als einteiliger Gusskörper zusammen mit dem
Grundkörper (10) hergestellt ist.
5. Einbauelement nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die hitzebeständige Keramikmasse
(12) in die Gitteröffnungen des Rostes (11) eingegossen und/oder
eingespritzt und/oder eingerüttelt/rüttelverdichtet und/oder einge
presst ist.
6. Einbauelement nach den Ansprüchen 1 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die hitzebeständige Keramikmasse
(12) Siliciumcarbid (SiC) enthält.
7. Einbauelement nach den Ansprüchen 1, 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet, dass die hitzebeständige Keramikmasse
(12) als hydraulisches Bindemittel Zement enthält.
8. Einbauelement nach den Ansprüchen 1 sowie 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Keramikmasse (12)
und/oder der außenliegenden Seite des metallischen Grundkörpers
(10) eine Beschichtung (13) mit einer möglichst geringen Porosität
aufweist, insbesondere emailliert oder verglast ist.
9. Einbauelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
8,
dadurch gekennzeichnet, dass der Schichtaufbau des Verbundkör
pers zu beiden Seiten des Grundwerkstoff-Metallbleches (10) ange
ordnet ist.
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE10033293A DE10033293A1 (de) | 2000-05-12 | 2000-07-07 | Hitze- und verschleißbeanspruchtes Einbauelement, insbesondere Segment zum Zusammensetzen eines segmentierten Zyklontauchrohres |
ES01111010T ES2220618T3 (es) | 2000-05-12 | 2001-05-08 | Elemento de montaje empotrado sometido al calor y al desgaste, especialmente segmento de un tubo de inmersion ciclonico. |
DK01111010T DK1153662T3 (da) | 2000-05-12 | 2001-05-08 | Varme- og slidbestandigt indbygningselement, navnlig segment til sammensætning af et segmenteret cyklon-dykrör |
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CZ20011678A CZ303127B6 (cs) | 2000-05-12 | 2001-05-11 | Žárem a opotrebením namáhaný vestavný prvek, predevším segment k sestavení segmentové ponorné trubky cyklónového odlucovace |
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DE (2) | DE10033293A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1350571A1 (de) * | 2002-04-04 | 2003-10-08 | KHD Humboldt Wedag AG | Zyklonabscheider mit segmentiertem Tauchrohr |
WO2020240102A1 (fr) * | 2019-05-31 | 2020-12-03 | Saint-Gobain Centre De Recherches Et D'etudes Europeen | Detecteur de vortex de prechauffeur a cyclone pour l'industrie cimentiere a base de carbure de silicium fritte |
-
2000
- 2000-07-07 DE DE10033293A patent/DE10033293A1/de not_active Withdrawn
-
2001
- 2001-05-08 DE DE50102830T patent/DE50102830D1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP1350571A1 (de) * | 2002-04-04 | 2003-10-08 | KHD Humboldt Wedag AG | Zyklonabscheider mit segmentiertem Tauchrohr |
DE10214863A1 (de) * | 2002-04-04 | 2003-10-16 | Kloeckner Humboldt Wedag | Zyklonabscheider |
WO2020240102A1 (fr) * | 2019-05-31 | 2020-12-03 | Saint-Gobain Centre De Recherches Et D'etudes Europeen | Detecteur de vortex de prechauffeur a cyclone pour l'industrie cimentiere a base de carbure de silicium fritte |
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Publication number | Publication date |
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DE50102830D1 (de) | 2004-08-19 |
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