DE102017105106A1 - COMPOSITE STEEL BAR - Google Patents

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Abstract

Ein Komposit-Roststab für einen Verbrennungsrost, der einen Grundkörper aus einer Stahllegierung mit einer Oberseite und wenigstens einem Seitenteil aufweist. Ein Anguss aus einer gegossenen Eisenlegierung bedeckt die Oberseite des Grundkörpers wenigstens teilweise.A composite grate bar for a grate comprising a steel alloy body having a top surface and at least one side portion. A cast iron alloy sprue at least partially covers the top of the body.

Description

Die vorliegende Beschreibung bezieht sich auf Vorschubroste, Rückschubroste und insbesondere auf Komposit-Roststäbe für Verbrennungsroste.The present description relates to feed grates, backbones, and more particularly to composite grate bars for combustion grates.

Die Rostfeuerung ist eine Feststofffeuerung, bei der der Brennstoff auf einem Rost, einer mit Öffnungen versehenen Auflagefläche, liegend verbrennt. Die Öffnungen im Roststab dienen der Zuführung des Unterwindes, der die für die Verbrennung notwendigen Gase enthält, und der Abführung der zurückbleibenden Asche. Eine Bewegung zum Umwälzen oder Schüren des Feuers und zum Abführen der Asche erfolgt bei einfachen Rostfeuerungen manuell mit einem Schürhaken, bei größeren Rostfeuerungen automatisch durch Eigenbewegung des Rostes.Grate firing is a solid-fuel firing in which the fuel burns horizontally on a grate, an apertured bearing surface. The openings in the grate bar serve to supply the underwind, which contains the gases necessary for the combustion, and the discharge of the remaining ash. A movement to circulate or stoke the fire and to remove the ash is done in simple grate firings manually with a poker, in larger grate firing automatically by proper movement of the grate.

Bei einer industriellen Rostfeuerung erfolgt die Brennstoffzuführung zum Rost automatisch und kontinuierlich, zum Beispiel mittels Förderschnecken, mechanischen Schiebern oder Doppelklappen. Durch diese Förderer wird gleichzeitig ein Abschluss zum Brennstoffvorlagebehälter hergestellt und ein Rückbrand verhindert.In an industrial grate firing, the fuel supply to the grate takes place automatically and continuously, for example by means of screw conveyors, mechanical slides or double flaps. Through this conveyor a conclusion is made at the same time to the fuel storage tank and prevents burn-back.

Der Brennstoff wird durch einen Bewegungsmechanismus kontinuierliche vom Eintrag zum Ascheaustrag gefördert und dabei automatisch umgewälzt. Im ersten Bereich des Rostes erfolgt eine Trocknung und Entgasung des Brennstoffes. Es schließt sich die Hauptverbrennungszone an, und im letzten Rostabschnitt erfolgt der Ausbrand.The fuel is continuously conveyed by a moving mechanism from the entry to the ash discharge and automatically circulated. In the first area of the grate, a drying and degassing of the fuel takes place. It is followed by the main combustion zone, and in the last grate section, the burnout takes place.

Ein Treppenrost oder Schüttrost sieht ähnlich aus wie eine flach liegende Treppe mit einem Gefälle von 8 bis 15 Grad.A stair grate or bulkhead looks similar to a flat staircase with a gradient of 8 to 15 degrees.

Der Brennstoff wird dadurch über den Rost bewegt, dass sich einige Treppenstufen, zum Beispiel jede zweite oder zwei von drei, oszillierend vor und zurück bewegen und so den Brennstoff vorwärts schieben. Je nach Richtung der Roststabbewegung wird der Treppenrost auch Vorschubrost oder Rückschubrost genannt. In beiden Fällen entsteht aber eine Vorwärts-Bewegung für den Brennstoff.The fuel is moved across the grate by oscillating back and forth a few steps, for example every second or two out of three, pushing the fuel forward. Depending on the direction of the grate bar movement, the stair grate is also called feed grate or return grate. In both cases, however, creates a forward movement for the fuel.

Die vorliegende Beschreibung offenbart einen Komposit-Roststab, bei dem der Roststab nicht als einstückiges Gussteil sondern als ein Metallverbundteil gestaltet wird, wodurch Eigenschaften des Roststabs verbessert werden können.The present specification discloses a composite grate bar in which the grate bar is designed not as a one-piece casting but as a metal composite part, whereby characteristics of the grate bar can be improved.

Der Komposit-Roststab ist insbesondere für den Einbau in einem Treppenrost oder Schubrost vorgesehen. Jedoch kann der Komposit-Roststab auch für eine Anwendung in einem stationären Rost, in einem Wanderrost oder in einem Walzenrost ausgebildet sein.The composite grate bar is especially intended for installation in a stair grate or sliding grate. However, the composite grate bar may also be designed for use in a stationary grate, in a traveling grate or in a roller grate.

Während eines Betriebs eines Schubrostes tritt an einem oberen Bereich des Roststabs, in dem eine weitere Lage von Roststäben aufliegt und sich relativ zu dem Roststab beweg, thermische und mechanische Abnutzung auf. An einem vorderen Bereich des Roststabs tritt vor allem thermische Abnutzung auf.During operation of a pushroof, thermal and mechanical wear occurs at an upper portion of the grate bar, in which another layer of grate bars rests and moves relative to the grate bar. At a front area of the grate bar occurs mainly thermal wear.

Dementsprechend kann bei einem Ausführungsbeispiel eines Roststabs gemäß der vorliegenden Beschreibung ein hitzebeständiges Material an der Oberfläche des Roststabs vorgesehen werden. Dagegen können die Rippen und der tragende Bereich des Roststabs, wenn diese nicht so hohen Temperaturen ausgesetzt sind, aus einem anderen weniger hitzebeständigen Material gefertigt sein. Insbesondere kann der Grundkörper des Roststabs aus Stahlblech oder auch aus einem Gusseisen gefertigt sein.Accordingly, in an embodiment of a grate bar according to the present description, a refractory material may be provided on the surface of the grate bar. In contrast, the ribs and the supporting portion of the grate bar, when not exposed to such high temperatures, may be made of another less heat-resistant material. In particular, the main body of the grate bar can be made of sheet steel or cast iron.

Dabei kann eine Wandstärke des Grundkörper so dünn bemessen sein, dass es möglich wird, den Grundkörper erst in einer flachen Konfiguration herzustellen, zum Beispiel durch Schneiden, Stanzen oder Gießen, und ihn danach in eine endgültige Form zu biegen, zusammenzusetzen oder zu fügen.In this case, a wall thickness of the base body can be dimensioned so thin that it is possible to produce the basic body in a flat configuration, for example by cutting, punching or casting, and then to bend, assemble or add it to a final shape.

Gemäß einem Herstellungsverfahren des Komposit-Roststabs wird ein aus Stahl gefertigter Bereich des Roststabs aus Stahlblech ausgeschnitten und danach gefaltet bzw. gebogen, so dass nach einem späteren Gießen keine Korrektur mehr nötig ist. Der aus Stahl gefertigte Bereich wird in eine Gussform eingebracht und das hitzebeständige aber bruchanfällige Material mit geringerer Zugfestigkeit wird darüber gegossen. Diese Herstellungsart wird auch als Verbundguss bezeichnet.According to a manufacturing method of the composite grate bar, a steel-made portion of the grate bar is cut out of sheet steel, and then folded or bent, so that after a later pouring correction is no longer necessary. The steel-made area is placed in a mold and the refractory but fracture-prone, lower tensile material is poured over it. This type of production is also referred to as composite casting.

Diese Herstellung des Roststabes durch einen Verbundguss bedingt unter anderem folgende Eigenschaft: es wird weniger Gussmaterial benötigt und man kann als Gussmaterial ein billigeres und haltbareres hitzebeständiges Material verwenden, beispielsweise auch ein Material mit hohem Nickel- und Chromanteil. Die Brüchigkeit des Gussmaterials stellt dabei ein geringeres Problem dar, denn der aus Stahl gefertigte Bereich im Zugspannungsbereich des Roststabs weist eine relative hohe Zugfestigkeit auf, während der gegen Zugspannung empfindlichere und aus Gussmaterial bestehende Bereich des Roststabs im Druckspannungsbereich des Roststabs gelegen ist. Falls im Betrieb des Roststabs ein Riss in dem hitzebeständigen Bereich auftritt, dann bricht nicht gleich der gesamte Roststab durch, weil der Grundkörper eine tragende Funktion übernimmt.This production of the grate bar by a composite casting requires, inter alia, the following property: it requires less casting material and can be used as a casting material cheaper and more durable Use heat-resistant material, for example, a material with a high nickel and chromium content. The brittleness of the casting material is a minor problem, because the made of steel area in the tensile stress region of the grate bar has a relatively high tensile strength, while the more sensitive to tension and consisting of cast material area of the grate bar located in the compressive stress range of the grate bar. If, during operation of the grate bar, a crack occurs in the heat-resistant area, then the entire grate bar does not immediately break because the main body assumes a supporting function.

Dem Gussmaterial kann ein Chrom-Anteil beigefügt werden, der zum Beispiel mindestens 12 Gew.-% betragen kann. Der Chromanteil bewirkt unter anderem eine Passivierung, die das Gussmaterial vor Korrosion schützt. Die Passivierung kommt durch Kontakt mit dem Sauerstoff aus den umgebenden Medien zustande. Dadurch bildet sich auf der Oberfläche des Gussmaterials eine dünne, nur wenige Atomlagen dicke transparente Schicht aus Chromoxid. Außerdem wird durch den Chromanteil die Härte erhöht.The casting material may be added to a chromium portion, which may be, for example, at least 12 wt .-%. Among other things, the chromium component causes a passivation that protects the casting material from corrosion. The passivation comes about through contact with the oxygen from the surrounding media. As a result, a thin, only a few atomic layers thick transparent layer of chromium oxide forms on the surface of the casting material. In addition, the chromium content increases the hardness.

Weitere Legierungselemente, die dem Gussmaterial beigefügt werden können, um die Härte des Gussmaterials zu erhöhen, sind Mangan, Silicium, Nickel, Wolfram, Vanadium, Molybdän und Kobalt. Eine Warmfestigkeit kann insbesondere durch Zugabe von Wolfram, Vanadium, Molybdän oder Kobalt erhöht werden, aber auch durch Zugabe von Silicium, Chrom oder Nickel.Other alloying elements that can be added to the casting material to increase the hardness of the casting material include manganese, silicon, nickel, tungsten, vanadium, molybdenum, and cobalt. Hot strength can be increased in particular by adding tungsten, vanadium, molybdenum or cobalt, but also by adding silicon, chromium or nickel.

Eine Kobalt enthaltende Legierung kann beispielsweise 2,0%–4,5% Silizium, 0,5%–5% Kobalt, 2,0%–4,5% Kohlenstoff und 0,3%–1,48% Molybdän aufweisen. Dabei sollen sich in der vorliegenden Beschreibung Prozentangaben von Legierungselementen und Materialzusätzen auf Gewichtsprozente (Gew.-%, wt.-%) beziehen, falls nichts anderes angeben ist.For example, a cobalt-containing alloy may include 2.0% -4.5% silicon, 0.5% -5% cobalt, 2.0% -4.5% carbon, and 0.3% -1.48% molybdenum. In the present description, percentages of alloying elements and material additives should refer to percentages by weight (% by weight, wt .-%), unless stated otherwise.

Unter anderem können beispielsweise die folgenden Nickel Chrom Legierungen verwendet werden: Name C % Si % Ni % Cu % Cr % Alferon 0,4–0,6 2–3 18–20 - 18–20 Niresist 2,5–3,3 bis 2 15–20 5–10 2–6 Nimol 2,5–3,3 - 15–20 5–10 bis 20 Nicrosil 2,5–3,3 Bis 8 12–20 5–9 2–6 Nicrosilal z. B. 1,8 6 18 - 2 EN-GJSA-XNiCr20-2 bis 3,0 1,5–3,0 18,0–22,0 bis 0,5 1,0–3,5 EN-GJSA-XNiSiCr35-5-2 bis 2,0 4,0–6,0 34,0–36,0 bis 0,5 1,0–3,5 EN-GJSA-XNiCr30-3 bis 2,6 1,5–3,0 28,0–32,0 bis 0,5 2,5–3,5 EN-GJSA-XNiSiCr30-5-5 bis 2,6 5,0–6,0 28,0–32,0 bis 0,5 4,5–5,5 Among others, for example, the following nickel chromium alloys can be used: Surname C% Si% Ni% Cu% Cr% Alferon 0.4-0.6 2-3 18-20 - 18-20 Niresist 2.5-3.3 up to 2 15-20 5-10 2-6 mmoles 2.5-3.3 - 15-20 5-10 until 20 Nicrosil 2.5-3.3 Till 8 12-20 5-9 2-6 Nicrosilal z. B. 1.8 6 18 - 2 EN-GJSA-XNiCr20-2 to 3.0 1.5-3.0 18.0 to 22.0 to 0.5 1.0-3.5 EN-GJSA-XNiSiCr35-5-2 to 2.0 4.0-6.0 34.0 to 36.0 to 0.5 1.0-3.5 EN-GJSA-XNiCr30-3 to 2.6 1.5-3.0 28.0 to 32.0 to 0.5 2.5-3.5 EN-GJSA-XNiSiCr30-5-5 to 2.6 5.0-6.0 28.0 to 32.0 to 0.5 4.5-5.5

Weitere geeignete Materialien sind unter anderem folgende hitzebeständige Stahlgusswerkstoffe gemäß DIN EN 10259 : die legierten Edelstähle mit einem Nickelgehalt von >= 2.5% gemäß Materialkennziffer 1.4837, GX40CrNiSi25-12 und gemäß Materialkennziffer 1.4823, GX40CrNiSi27-4 und der legierte Edelstahl mit einem Nickelgehalt < 2.5% gemäß Materialkennziffer 1.4723, GX160CrSi18. Weiterhin eignet sich unter anderem die Ventilstahl-Legierung nach DIN EN 10090 gemäß Materialkennziffer 1.4747, X80CrNiSi20.Other suitable materials include, but are not limited to, the following heat resistant cast steel materials DIN EN 10259 : the alloyed stainless steels with a nickel content of> = 2.5% according to material index 1.4837, GX40CrNiSi25-12 and material index 1.4823, GX40CrNiSi27-4 and the alloyed stainless steel with a nickel content <2.5% according to material index 1.4723, GX160CrSi18. Furthermore, among other things, the valve steel alloy is after DIN EN 10090 according to material code 1.4747, X80CrNiSi20.

Als besonderer Werkstoff kann ein austenitischer Gusswerkstoff verwendet werden, wie beispielsweise die in obiger Tabelle genannten Werkstoffe GJSA-X NiSiCr 35-5-2 oder GJSA-X NiSiCr 30-5-5.As a special material, an austenitic cast material can be used, such as the materials mentioned in the above table GJSA-X NiSiCr 35-5-2 or GJSA-X NiSiCr 30-5-5.

Bei einem Komposit-Roststab gemäß der vorliegenden Beschreibung handelt es sich um ein metallisches Verbundbauteil, das mit einem Eingussverfahren hergestellt wird. Insbesondere kann der Komposit-Roststab Eingussteile aus Stahl und/oder Gusseisen, wie insbesondere GGG, GJV oder GGL und Anguss-oder Umgussteile aus dem Werkstoff Stahl, Gusseisen oder Leichtmetall aufweisen.A composite grate bar according to the present specification is a composite metal component manufactured by a pouring method. In particular, the composite grate bar can have castings made of steel and / or cast iron, in particular GGG, GJV or GGL, and sprues or cast-on parts made of the material steel, cast iron or light metal.

Gußeisen kann gegenüber Stahl zum Beispiel durch den Kohlenstoffgehalt charakterisiert werden. Gemäß einer solchen Einteilung weist Stahl einen Kohlenstoffgehalt von < 2,06% und Gusseisen einen Kohlenstoffgehalt von > 2,06%. Typischerweise weist Gusseisen einen Kohlenstoffgehalt von 2,5%–4% auf, er kann jedoch auch niedriger oder höher liegen. Cast iron can be characterized by steel, for example, by the carbon content. According to such a classification steel has a carbon content of <2.06% and cast iron a carbon content of> 2.06%. Typically, cast iron has a carbon content of 2.5% -4% but may be lower or higher.

Die Bezeichnung ”GGG” bezieht sich auf Gusseisen mit Kugelgraphit, auch bezeichnet als Sphäroguss, globularer Grauguss oder duktiles Gusseisen. Nach aktueller europäischer Norm EN 1563 lautet die Bezeichnung dafür ”GJS”, und nach der früheren DIN 1693 ”GGG”. Die globulare Ausformung des Graphits kann insbesondere durch Zugaben von Magnesium oder Cer bewirkt werden.The term "GGG" refers to spheroidal graphite cast iron, also referred to as ductile iron, globular cast iron or ductile cast iron. After current European standard EN 1563 is the term for "GJS", and after the earlier DIN 1693 "GGG". The globular shaping of the graphite can be effected in particular by additions of magnesium or cerium.

”GGL” bezieht sich auf Gusseisen mit Lamellengraphit oder lamellaren Grauguss (Bezeichnung nach aktueller europäischer Norm EN 1561 „GJL” oder früher nach DIN 1691 „GGL”) und ”GJV” bezieht sich auf den Vermiculargraphit-Guss (Bezeichnung GJV nach aktueller ISO 16112 , früher GGV). Der lamellare Grauguss hat gegenüber dem Sphäroguss bessere Wärmeleitungseigenschaft, ist jedoch brüchiger und kann weniger Zugspannung aufnehmen. Die Eigenschaften des Vermiculargraphit-Gusses liegen zwischen denen des lamellaren und des globularen Graugusses."GGL" refers to cast iron with lamellar graphite or lamellar gray cast iron (designation after current European standard EN 1561 "GJL" or earlier after DIN 1691 "GGL") and "GJV" refers to vermicular graphite casting (designation GJV after current ISO 16112 , formerly GGV). The lamellar gray cast iron has better thermal conductivity compared to nodular cast iron, but is more brittle and can absorb less tension. The properties of vermicular graphite cast lie between those of lamellar and globular gray cast iron.

Insbesondere kann GJL Gusseisen die Werkstoffe GJL-100–GJL-400, GJV Gusseisen die Werkstoffe GJV-300–GJV-500, und GJS Gusseisen die Werkstoffe GJS-400–GJS-800 umfassen, wobei die dreistellige Kennziffer eine Mindestzugfestigkeit in Megapascal bezeichnet.In particular, GJL cast iron may include the materials GJL-100-GJL-400, GJV cast iron the materials GJV-300-GJV-500, and GJS cast iron the materials GJS-400-GJS-800, where the three-digit code indicates a minimum tensile strength in megapascals.

Die Materialsorten GJL, GJV, GJS werden auch als Grauguss bezeichnet, wogegen Temperguss und Hartguss auch als weißes Gusseisen bezeichnet wird.The material types GJL, GJV, GJS are also called gray cast iron, whereas malleable cast iron and chilled cast iron are also called white cast iron.

Die vorliegende Beschreibung offenbart insbesondere einen Komposit-Roststab für einen Verbrennungsrost, insbesondere Vorschubrost oder Walzenrost, wobei der Komposit-Roststab einen Grundkörper aus einer Stahllegierung, eine Oberseite und wenigstens ein Seitenteil aufweist. Die Oberseite ist auf einem Oberteil ausgebildet und das wenigstens eine Seitenteil schließt sich auf einer Unterseite des Oberteils an das Oberteil an und ist in einer Längsrichtung oder Längserstreckung des Roststabes orientiert.In particular, the present description discloses a composite grate bar for a combustion grate, in particular feed grate or roller grate, wherein the composite grate bar has a base body made of a steel alloy, an upper side and at least one side part. The upper side is formed on an upper part and the at least one side part adjoins the upper part on an underside of the upper part and is oriented in a longitudinal direction or longitudinal extension of the grate bar.

Zum Beispiel kann der Komposit-Roststab ein T-förmiges Profil aufweisen, wobei das wenigstens eine Seitenteil durch einen Steg des T-förmigen Profils gebildet wird. In einer weiteren Ausführungsform kann der Komposit-Roststab ein U-förmiges Profil aufweisen, wobei das wenigstens eine Seitenteil ein erstes Seitenteil aufweist, das durch ein einen ersten Steg des U-förmigen Profils gebildet wird und ein zweites Seitenteil aufweist, das durch einen zweiten Steg des U-förmigen Profils gebildet wird.For example, the composite grate bar may have a T-shaped profile, wherein the at least one side portion is formed by a web of the T-shaped profile. In a further embodiment, the composite grate bar may have a U-shaped profile, wherein the at least one side part has a first side part, which is formed by a first web of the U-shaped profile and has a second side part, which by a second web of the U-shaped profile is formed.

Der Komposit-Roststab weist einen Anguss aus einer gegossenen Eisenlegierung auf, wobei der Anguss die Oberseite des Grundkörpers wenigstens teilweise bedeckt. Insbesondere kann der Anguss die Oberseite des Grundkörpers zu mehr als 50%, zu mehr als 90% oder im Wesentlichen vollständig bedecken.The composite grate bar has a sprue of cast iron alloy, the sprue at least partially covering the top of the body. In particular, the gate may cover the top of the body more than 50%, more than 90%, or substantially all.

Insbesondere kann eine Eisenlegierung für den Anguss eine geringere Zugfestigkeit aufweisen als die Stahllegierung des Grundkörpers. Dies wird dadurch ermöglicht, dass der Grundkörper die Zugspannungen aufnimmt, die bei einer Belastung des Roststabs von oben unterhalb einer neutralen Faser des Roststabs auftreten.In particular, an iron alloy for the sprue may have a lower tensile strength than the steel alloy of the main body. This is made possible by the fact that the main body absorbs the tensile stresses that occur when a load of the grate bar from above below a neutral fiber of the grate bar.

Das Optimieren eines oberen Bereichs des Roststabs auf gewünschte Materialeigenschaften, wie beispielsweise Hitzebeständigkeit, Abrasionsbeständigkeit oder Materialkosten, wird vereinfacht, da das Angussmaterial, das sich insbesondere auf der Oberseite des Roststabs befindet, keine so hohe Zugfestigkeit aufzuweisen braucht wie das Material des Grundkörpers. Zum Beispiel kann für den Anguss ein Gusseisen verwendet werden, das preiswerter ist als die Stahllegierung des Grundkörpers. Insbesondere kann der Anguss ganz oder im Wesentlichen aus Gusseisen bestehen.Optimizing an upper portion of the grate bar to desired material properties, such as heat resistance, abrasion resistance, or material cost, is simplified because the sprue material, particularly located on top of the grate bar, need not exhibit as high a tensile strength as the body material. For example, a cast iron that is cheaper than the steel alloy of the main body can be used for the sprue. In particular, the sprue may consist entirely or essentially of cast iron.

Alternativ dazu oder zusätzlich kann der Anguss gewisse vorteilhafte Eigenschaften aufweisen, die dort von Vorteil sind, wo der Anguss aufgebracht wird. Insbesondere kann der Anguss eine höhere Hitzebeständigkeit oder eine höhere Abrasionsbeständigkeit als der Grundkörper aufweisen. Diese Eigenschaften sind insbesondere auf der Oberseite des Roststabs von Vorteil, auf der das Brennmaterial und gegebenenfalls andere Roststäbe aufliegen.Alternatively, or in addition, the gate may have certain advantageous properties that are beneficial where the gate is applied. In particular, the sprue may have a higher heat resistance or a higher abrasion resistance than the main body. These properties are particularly advantageous on the top of the grate bar on which rest the fuel and optionally other grate bars.

Es ist auch möglich, dass der Anguss eine Eisen- oder Stahllegierung aufweist, die einen höheren Materialpreis als der Grundkörper hat. Auch in diesem Fall ergibt sich ein Vorteil daraus, dass das Angussmaterial und der Grundkörper separat auf die gewünschten Materialeigenschaften hin optimiert werden können. Beispielsweise kann das Material des Grundkörpers so ausgewählt sein, dass es außer einer höheren Zugfestigkeit auch eine verbesserte Schweißbarkeit gegenüber dem Angussmaterial aufweist.It is also possible that the sprue has an iron or steel alloy that has a higher material price than the base body. Also in this case, there is an advantage that the Sprue material and the body can be optimized separately to the desired material properties. For example, the material of the body may be selected to have improved weldability to the gate material in addition to higher tensile strength.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Anguss zumindest teilweise ein Umguss, der einen Teilbereich des Grundkörpers umschließt. Dies kann zum Beispiel dadurch verwirklicht werden, dass Durchgangsöffnungen des Grundkörpers in dem Grundkörper vorgesehen sind, die mit dem Anguss ausgefüllt werden, wodurch Nieten gebildet werden. Damit kann eine bessere Verbindung zwischen Grundkörper und Anguss hergestellt werden. Weiterhin kann die Verbindung zwischen Grundkörper und Anguss dadurch verbessert werden, dass vor dem Aufbringen des Angusses ein Flussmittel auf entsprechende Bereiche des Grundkörpers aufgebracht wird.According to a further embodiment, the sprue is at least partially an encapsulation enclosing a portion of the body. This can be realized, for example, by providing passage openings of the base body in the base body, which are filled with the sprue, whereby rivets are formed. Thus, a better connection between the body and sprue can be made. Furthermore, the connection between the base body and sprue can be improved by applying a flux to corresponding regions of the base body before applying the sprue.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der Grundkörper aus einem Stahlblech ausgeformt, beispielsweise durch Plasmaschneiden oder Laserschneiden und anschließendes Umformen in die gewünschte Endgestalt. Mögliche Vorteile gegenüber einem Grundkörper aus Stahlguss können sich beispielsweise aus einer leichteren Formbarkeit oder aus einer Kosten- oder Gewichtseinsparung ergeben.According to a further embodiment, the base body is formed from a steel sheet, for example by plasma cutting or laser cutting and subsequent forming into the desired final shape. Possible advantages over a base made of cast steel, for example, result from an easier formability or from a cost or weight savings.

Dabei kann eine dem Schüttgut zugewandte Seite aus einem Metallguss gebildet sein und eine dem Schüttgut abgewandte Seite eine vorgeformte Stahlblechkomponente sein. Die Stahlblechkomponente wird bei der Herstellung in eine Roststab-Gussform eingelegt und anschließend in einem Verbundgießprozess stoffschlüssig mit dem Gussmaterial verbunden.In this case, a side facing the bulk material can be formed from a metal casting and a side facing away from the bulk material can be a preformed sheet steel component. The steel sheet component is inserted in the production in a grate bar mold and then connected in a composite casting cohesively with the casting material.

Dadurch kann eine Roststaboberfläche gebildet werden, die nicht zur Rissbildung neigt. Somit kann vermieden werden Schlagbelastungen, die auf der Schüttgutseite auf den Roststab einwirken ein Rissbildung auf der dem Schüttgut abgewandten Seite des Roststabs verursachen. Das gilt in ähnlicher Form auch für die anderen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Beschreibung.This can form a grate bar surface that is not prone to cracking. Thus it can be avoided impact loads acting on the bulk material side on the grate bar cause cracking on the side facing away from the bulk material of the grate bar. This applies in a similar form to the other embodiments of the present description.

Insbesondere kann das Stahlblech durch Biegen umgeformt werden. Demgemäß kann der Grundkörper ein gebogenes Stahlblech aufweisen bzw. aus einem gebogenen Stahlblech bestehen, wobei gebogene Bereiche des Stahlblechs mindestens einen ersten Übergangsbereich aufweisen, der zwischen der Oberseite und dem Seitenteil angeordnet ist.In particular, the steel sheet can be formed by bending. Accordingly, the main body may comprise a bent steel sheet or consist of a bent steel sheet, wherein bent portions of the steel sheet have at least a first transition region which is arranged between the upper side and the side part.

Hinsichtlich einer Verbesserung bezüglich der Hitzebeständigkeit und oder der Abrasionsbeständigkeit kann der Anguss insbesondere die folgenden Materialverbindungen aufweisen.With regard to an improvement in heat resistance and / or abrasion resistance, the sprue may particularly include the following material compounds.

Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel weist der Anguss Eisen, Kohlenstoff und zumindest eines von Mangan, Wolfram, Vanadium, Molybdän, Kobalt, Silicium, Chrom oder Nickel mit einem Anteil von mindestens 2% auf.According to a first embodiment, the gate comprises iron, carbon and at least one of manganese, tungsten, vanadium, molybdenum, cobalt, silicon, chromium or nickel in an amount of at least 2%.

Insbesondere kann der Anguss Metallverbindungen mit Nickel oder Kobalt und/oder mit Chrom und/oder mit Nickel aufweisen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist der Anguss zumindest eines von Nickel und Kobalt mit einem Gewichtsanteil von mindestens 2% auf. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist der Anguss Chrom mit einem Gewichtsanteil zwischen 2% und 20% beträgt auf.In particular, the gate may comprise metal compounds with nickel or cobalt and / or with chromium and / or with nickel. According to one embodiment, the gate comprises at least one of nickel and cobalt with a weight fraction of at least 2%. According to a further embodiment, the sprue has chromium with a weight proportion between 2% and 20% amounts to.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist der Anguss Nickel auf, wobei ein Gewichtsanteil des Nickels zwischen 10% und 36% beträgt. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist der Anguss Chrom und Nickel auf, wobei ein Chromanteil des Angusses zwischen 2% und 20% beträgt und wobei ein Nickelanteil des Angusses zwischen 10% und 36% beträgt.According to a further embodiment, the sprue comprises nickel, wherein a weight fraction of the nickel is between 10% and 36%. According to a further embodiment, the sprue comprises chromium and nickel, wherein a chromium portion of the sprue is between 2% and 20% and wherein a nickel content of the sprue is between 10% and 36%.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist das Angussmaterial einen legierten Edelstahl nach DIN EN 10259 auf, wobei insbesondere GX40CrNiSi25-12, GX40CrNiSi27-4 oder GX160CrSi18 in Betracht kommt. Dabei kann der Anguss überwiegend, im Wesentlichen oder vollständig aus dem legierten Edelstahl nach DIN EN 10259 bestehen, beispielsweise mit einem Gewichtsanteil von mehr als 50%, mehr als 90% oder mehr als 99%.According to a further embodiment, the sprue material detects an alloyed stainless steel DIN EN 10259 in particular GX40CrNiSi25-12, GX40CrNiSi27-4 or GX160CrSi18 comes into consideration. The sprue can be predominantly, substantially or completely made from the alloyed stainless steel DIN EN 10259 consist, for example, with a weight fraction of more than 50%, more than 90% or more than 99%.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist das Angussmaterial einen Ventilstahl nach DIN EN 10090 auf, wobei insbesondere X80CrNiSi20 in Betracht kommt. Dabei kann der Anguss überwiegend, im Wesentlichen oder vollständig aus dem Ventilstahl nach DIN EN 10259 bestehen, beispielsweise mit einem Gewichtsanteil von mehr als 50%, mehr als 90% oder mehr als 99%.According to a further embodiment, the sprue material after a valve steel DIN EN 10090 in particular X80CrNiSi20 comes into consideration. The sprue can predominantly, substantially or completely out of the valve steel DIN EN 10259 consist, for example, with a weight fraction of more than 50%, more than 90% or more than 99%.

Insbesondere kann eine Dicke eines Angussmaterials auf der Oberfläche des Komposit-Roststabs eine vorgegebene Dicke betragen, wie zum Beispiel mindestens 3 mm. In particular, a thickness of a sprue material on the surface of the composite grate bar may be a predetermined thickness, such as at least 3 mm.

Wie bereits weiter oben erwähnt wurde kann der Grundkörper des Komposit-Roststabs Durchganglöcher aufweisen, die mit dem Angussmaterial ausgefüllt sind. Diese Durchgangslöcher können insbesondere quer zu einer Längserstreckung des Komposit-Roststabs orientiert sein. Zum Beispiel kann der Grundkörper wenigstens zwei, wenigstens fünf oder wenigstens acht Durchgangslöcher aufweisen.As already mentioned above, the base body of the composite grate bar can have through holes which are filled with the sprue material. These through-holes can be oriented in particular transversely to a longitudinal extent of the composite grate bar. For example, the body may have at least two, at least five, or at least eight through holes.

Weiterhin kann der Komposit-Roststab einen zweiten gegossenen Bereich aufweisen, wobei der zweite gegossene Bereich Teilbereiche des wenigstens einen Seitenteils bedeckt. Diese Teilbereiche können sich auch zumindest teilweise unterhalb der neutralen Faser befinden. Insbesondere kann der zweite gegossene Bereiche Materialeigenschaften von Rippen des Komposit-Roststabs verbessern, wobei die Rippen mit dem wenigstens einen Seitenteil verbunden sind. Insbesondere können ein erstes Seitenteil und ein zweites Seitenteil des Grundkörpers jeweils wenigstens ein erste Rippe und eine zweite Rippe aufweisen.Furthermore, the composite grate bar may have a second cast area, the second cast area covering portions of the at least one side portion. These portions may also be at least partially below the neutral fiber. In particular, the second molded portion may improve material properties of ribs of the composite grate bar, wherein the ribs are connected to the at least one side member. In particular, a first side part and a second side part of the base body may each have at least a first rib and a second rib.

Des Weiteren offenbart die vorliegende Beschreibung einen Feuerungsrost, insbesondere einen Treppenrost oder einen Walzenrost mit einer Anordnung aus einer Vielzahl von Komposit-Roststäben gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest einige, wie beispielsweise 20%, die Hälfte, oder alle der Vielzahl von Komposit-Roststäben mit einem Antrieb des Feuerungsrostes verbunden sind.Furthermore, the present disclosure discloses a furnace grate, in particular a stair grate or a roller grate with an assembly of a plurality of composite grate bars according to any one of the preceding claims, wherein at least some, such as 20%, half, or all of the plurality of composite grids. Grate bars are connected to a drive of the Feuerungsrostes.

In einem weiteren Aspekt offenbart die vorliegende Beschreibung ein Verfahren zur Herstellung eines Komposit-Roststabs für einen Feuerungsrost.In another aspect, the present disclosure discloses a method of making a composite grate bar for a grate.

Gemäß diesem Verfahren wird ein Grundkörper aus einer Stahllegierung bereitgestellt, wobei der Grundkörper eine Oberseite und wenigstens ein Seitenteil aufweist, das sich in Längsrichtung des Grundkörpers erstreckt, wobei es sich beispielsweise um ein erstes Seitenteil und ein dem ersten Seitenteil gegenüberliegendes zweites Seitenteil handelt.According to this method, a base body made of a steel alloy is provided, wherein the base body has an upper side and at least one side part which extends in the longitudinal direction of the main body, which is, for example, a first side part and a second side part opposite the first side part.

Ein Flussmittel wird auf den Grundkörper aufgetragen, der Grundkörper wird in eine Gussform eingebracht und ein Anguss, der eine Eisenlegierung aufweist, wird durch Einbringen des geschmolzenen Angussmaterials in die Gussform auf den Grundkörper aufgebracht, so dass der Anguss die Oberseite des Grundkörpers wenigstens teilweise bedeckt. Insbesondere kann der Anguss die Oberseite des Grundkörpers zu mehr als 50%, zu mehr als 90% oder im Wesentlichen vollständig bedecken.A flux is applied to the body, the body is placed in a mold and a sprue having an iron alloy is applied to the body by placing the molten sprue in the mold such that the sprue at least partially covers the top of the body. In particular, the gate may cover the top of the body more than 50%, more than 90%, or substantially all.

Weiterhin kann das Gießen des Angusses wiederholt werden, so dass der Anguss mehrere Lagen bildet, beispielsweise zum Erzeugen einer höheren Gesamtdicke oder zur Erzeugung bestimmter Materialeigenschaften.Furthermore, the casting of the sprue can be repeated so that the sprue forms multiple layers, for example to produce a higher total thickness or to produce certain material properties.

Der Grundkörper kann insbesondere aus einem Stahlblech ausgeformt sein, zum Beispiel durch Laserschneiden oder Plasmaschneiden oder Stanzen und weiteren Umformprozessen wie Biegen. Weiterhin können eine Mehrzahl von Durchgangslöchern aus dem Grundkörper ausgeformt werden.The main body can in particular be formed from a steel sheet, for example by laser cutting or plasma cutting or punching and other forming processes such as bending. Furthermore, a plurality of through holes can be formed from the main body.

Im Folgenden wird der Gegenstand der vorliegenden Beschreibung mit Bezug auf die folgenden Figuren erläutert.In the following, the subject of the present description will be explained with reference to the following figures.

1 zeigt ein Blechteil eines Komposit-Roststabs in einer abgewickelten Konfiguration, 1 shows a sheet metal part of a composite grate bar in a developed configuration,

2 zeigt eine Seitenansicht eines Komposit-Roststabs, der das Blechteil von 1 enthält, und in dem ein Bereich verdeutlicht ist, der ein Gussmaterial aufweist, 2 shows a side view of a composite grate bar, the sheet metal part of 1 containing an area showing a casting material,

3 zeigt einen Querschnitt durch den Komposit-Roststab von 2, 3 shows a cross section through the composite grate bar of 2 .

4 zeigt einen weiteren Querschnitt durch den Komposit-Roststab von 2, 4 shows a further cross section through the composite grate bar of 2 .

5 zeigt eine weitere Seitenansicht des Komposit-Roststabs von 2, in der eine Gestalt des Blechteils von 1 in einem Gusskörper verdeutlicht ist, 5 shows another side view of the composite grate bar of 2 in which a shape of the sheet metal part of 1 clarified in a casting,

6 zeigt eine Seitenansicht des Blechteils von 1 nach der Biegung, 6 shows a side view of the sheet metal part of 1 after the bend,

7 zeigt ein Flussdiagram eines Verfahrens zur Herstellung des Komposit-Roststabes von 2, 7 shows a flowchart of a method for producing the composite grate bar of 2 .

8 zeigt einen Querschnitt einer weiteren Ausführungsform des Komposit-Roststabs in einer Gussform, 8th shows a cross section of another embodiment of the composite grate bar in a mold,

9 zeigt einen Querschnitt einer weiteren Ausführungsform des Komposit-Roststabs in einer Gussform, und 9 shows a cross section of another embodiment of the composite grate bar in a mold, and

10 zeigt einen Querschnitt einer weiteren Ausführungsform des Komposit-Roststabs in einer Gussform, 10 shows a cross section of another embodiment of the composite grate bar in a mold,

11 zeigt einen Komposit-Roststab gemäß einer weiteren Ausführungsform, 11 shows a composite grate bar according to another embodiment,

12 illustriert ein Verhalten des Komposit-Roststabes unter Biegebeanspruchung, 12 illustrates a behavior of the composite grate bar under bending stress,

13 zeigt einen Komposit Roststab für einen Walzenrost, 13 shows a composite grate bar for a roller grate,

14 zeigt eine Aufsicht auf den Roststab von 12, 14 shows a view of the grate bar of 12 .

15 zeigt einen Längsschnitt durch den Roststab von 13, 15 shows a longitudinal section through the grate bar of 13 .

16 zeigt einen ersten Querschnitt durch den Roststab von 13, 16 shows a first cross section through the grate bar of 13 .

17 zeigt einen zweiten Querschnitt durch den Roststab von 13, und 17 shows a second cross section through the grate bar of 13 , and

18 zeigt eine perspektivische Ansicht des Roststabs von 13. 18 shows a perspective view of the grate bar of 13 ,

1 zeigt einen Grundkörper 10 eines Komposit-Roststabs in einer abgewickelten Konfiguration, in der eine Oberseite 11, ein erstes Seitenteil 12 und ein zweites Seitenteil 13 in einer Ebene liegen. 1 shows a main body 10 a composite grate bar in an unwound configuration in which a top surface 11 , a first side part 12 and a second side part 13 lie in one plane.

Die Formgebung des Grundkörpers 10 gemäß 1 stellt eine beispielhafte Ausführungsform dar. Andere Formgebungen sind ebenfalls möglich.The shape of the body 10 according to 1 represents an exemplary embodiment. Other shapes are also possible.

Der Grundkörper 10 weist die zuvor erwähnte Oberseite 11, das erste Seitenteil 12 und das zweite Seitenteil 13 auf. Die Form des ersten Seitenteils 12 ist im Wesentlichen zur Form des zweiten Seitenteils 13 identisch. Die Seitenteile 12, 13 weisen auf einer Aufhängungs-Seite 14 einen abgerundeten Eingriffsbereich 15 auf.The main body 10 has the aforementioned top 11 , the first side part 12 and the second side part 13 on. The shape of the first side part 12 is essentially the shape of the second side part 13 identical. The side parts 12 . 13 point to a suspension page 14 a rounded engagement area 15 on.

Von dem abgerundeten Eingriffsbereich 15 erstreckt sich ein mittlerer Bereich 16 oder Übergangsbereich 16, der in der Ausführungsform von 1 bis ungefähr zur Mitte des Grundkörpers 10 reicht. Zwischen dem Übergangsbereich 16 und einem Kopfbereich 17 des Grundkörpers 10 befindet sich ein weiterer Eingriffsbereich 18, dessen Querschnitt in Form eines nach unten offenen abgerundeten Rechtecks ausgebildet ist.From the rounded engagement area 15 extends a middle range 16 or transition area 16 in the embodiment of 1 to about the middle of the body 10 enough. Between the transition area 16 and a head area 17 of the basic body 10 there is another intervention area 18 whose cross-section is in the form of a downwardly open rounded rectangle.

Der Kopfbereich 17 des Grundkörpers 10 ist auf einer Vorderseite des Grundkörpers abgerundet. Der Kopfbereich 17 der Seitenteile 12, 13 ragt nach unten über die anderen Bereiche des Grundkörpers 10 hinaus und weist an seiner Unterseite eine ebene Auflagefläche 19 auf. Die Auflagefläche 19 ist zur Aufhängungs-Seite 14 des Grundkörpers 10 hin leicht nach oben abgeschrägt.The head area 17 of the basic body 10 is rounded off on a front of the main body. The head area 17 the side parts 12 . 13 protrudes down over the other areas of the body 10 out and has on its underside a flat bearing surface 19 on. The bearing surface 19 is to the suspension page 14 of the basic body 10 slanted slightly upwards.

Hierbei beziehen sich die Begriffe ”oben” und ”unten” auf eine gefaltete bzw. gebogene Konfiguration des Grundkörpers 10, in der sich die in 1 gezeigte obere Fläche der Oberseite 11 oben befindet.Here, the terms "top" and "bottom" refer to a folded or bent configuration of the main body 10 in which the in 1 shown upper surface of the top 11 located at the top.

Durch die runde Formgebung des abgerundeten Eingriffsbereich 15 kann der Roststab um eine Achse eines Stabes rotieren, der sich in dem abgerundeten Eingriffsbereich befindet, und der in 2, 5 und 6 durch eine gestrichelte Linie angedeutete ist. Durch die Rotierbarkeit kann unter anderem ein Auswechseln des Roststabes erleichtert werden.Due to the round shape of the rounded engagement area 15 For example, the grate bar may rotate about an axis of a bar that is in the rounded engagement area and that in FIG 2 . 5 and 6 indicated by a dashed line. Due to the rotatability, among other things, a replacement of the grate bar can be facilitated.

Die Formgebung des zweiten Eingriffsbereichs 18 ermöglicht das Einbringen einer Befestigungsstange von der Seite des Grundkörpers her. An dem zweiten Eingriffsbereich 18 sind zwei seitliche Vorsprünge 20, 21 ausgebildet, die die in 1 nicht gezeigte Befestigungsstange nach unten hin festhalten. Durch die Befestigungsstange können benachbarte Roststäbe miteinander verbunden werden.The shaping of the second engagement area 18 allows the introduction of a mounting rod from the side of the body ago. At the second engagement area 18 are two lateral tabs 20 . 21 trained in the 1 Do not hold down the attachment rod, pointing downwards. By the mounting rod adjacent grate bars can be connected together.

In 1 sind Biegebereiche 22, 23 der Seitenteile 12, 13 durch gestrichelte Linien 24, 25 angedeutet. Nach einem Biegen des Grundkörpers 10 stellen die Biegebereiche 22, 23 einen Übergang von der horizontalen Oberseite 11 zu den vertikalen, im rechten Winkel zur Oberseite ausgerichteten Seitenteilen 12, 13 dar. Eine weitere gestrichelte Linie 26 zeigt eine Symmetrieachse des Grundkörpers 10 an. In 1 are bending areas 22 . 23 the side parts 12 . 13 by dashed lines 24 . 25 indicated. After bending the main body 10 set the bending ranges 22 . 23 a transition from the horizontal top 11 to the vertical, aligned at right angles to the top side panels 12 . 13 dar. Another dashed line 26 shows an axis of symmetry of the body 10 at.

Die 2 und 5 zeigen Seitenansichten eines Komposit-Roststabs 29, der den in 1 gezeigten Grundkörper 10 enthält, wobei jeweils gegossene Bereiche und der Grundköper 10 hervorgehoben sind. Der Roststab 29 entspricht den in der PCT Anmeldung WO/2012/032492 gezeigten Roststäben, und dabei insbesondere den Roststäben 10, 42, 44, 62, 63, 80, 120, und 140, die unter anderem in den 1, 6, 7, 18, 19, 20 gezeigt sind.The 2 and 5 show side views of a composite grate bar 29 who is the one in 1 shown basic body 10 contains, wherein each cast areas and the basic body 10 are highlighted. The grate bar 29 corresponds to those in the PCT application WO / 2012/032492 shown grate bars, and in particular the grate bars 10 . 42 . 44 . 62 . 63 . 80 . 120 , and 140 which, inter alia, in the 1 . 6 . 7 . 18 . 19 . 20 are shown.

In 2 ist ein unterer gegossener Bereich 30 und ein oberer gegossener Bereich 31 durch schwarze Färbung hervorgehoben. Der untere gegossene Bereich 30 weist einen Kopfbereich 32, einen waagerechten Bereich 33, eine erste Rippe 35, eine zweite Rippe 36 und einen Endbereich 34 auf.In 2 is a lower cast area 30 and an upper cast area 31 highlighted by black coloring. The lower cast area 30 has a header 32 , a horizontal area 33 , a first rib 35 , a second rib 36 and an end area 34 on.

Der obere gegossene Bereich 31 erstreckt sich über die gesamte Oberseite 11 des Grundkörpers 10 und weist einen abgerundeten Kopfbereich 37, einen ebenen Oberflächenbereich 38, und einen abgebogenen hinteren Bereich 39 auf. Der obere gegossene Bereich 31 bildet eine Lage von ungefähr gleichmäßiger Dicke auf der Oberseite 11 des Grundkörpers 10 und folgt somit der äußeren Form der Oberseite 11 des Grundkörpers 10.The upper cast area 31 extends over the entire top 11 of the basic body 10 and has a rounded head area 37 , a flat surface area 38 , and a bent rear area 39 on. The upper cast area 31 forms a layer of approximately uniform thickness on the top 11 of the basic body 10 and thus follows the outer shape of the top 11 of the basic body 10 ,

Der obere gegossene Bereich 31 weist ein hitze- und abrasionsbeständiges Material auf, wie zum Beispiel eine Stahl-Nickel-Chrom Legierung. Der untere gegossene Bereich 30 kann dagegen ein weniger hitze- und abrasionsbeständiges Material aufweisen.The upper cast area 31 has a heat and abrasion resistant material, such as a steel-nickel-chromium alloy. The lower cast area 30 however, may have a less heat and abrasion resistant material.

3 zeigt einen Querschnitt durch den Komposit-Roststab 29 entlang der Querschnittslinie A-A, wobei der Grundkörper 10 durch eine schwarze Färbung hervorgehoben ist. Eine Grenze zwischen dem unteren gegossenen Bereich und dem oberen gegossenen Bereich ist durch eine waagerechte Linie 40 angedeutet. 3 shows a cross section through the composite grate bar 29 along the cross-section line AA, where the main body 10 is highlighted by a black coloring. A boundary between the lower cast area and the upper cast area is by a horizontal line 40 indicated.

4 zeigt einen weiteren Querschnitt durch den Komposit-Roststab 29 entlang der Querschnittslinie A-A, wobei das gesamte Material des Komposit-Roststabs 29, das sowohl den Grundkörper 10 als auch die gegossenen Bereich 30, 31 umfasst, in schwarzer Färbung gezeigt ist. 4 shows another cross section through the composite grate bar 29 along the cross-section line AA, with all the material of the composite grate bar 29 that is both the main body 10 as well as the cast area 30 . 31 includes, shown in black.

5 zeigt eine weitere Seitenansicht des Komposit-Roststabs 29 von 2, wobei der Grundkörper 10 durch Umrisslinien angedeutet ist. 5 shows another side view of the composite grate bar 29 from 2 , where the main body 10 indicated by outlines.

6 zeigt eine Seitenansicht des gebogenen Grundkörpers 10, in der eines der Seitenteile 13 des Grundkörpers 10 gezeigt ist. Eine Antriebsstange mit einem runden Querschnitt, die in den Eingriffsbereich 15 eingreift, ist in 5 und 6 jeweils durch eine gestrichelte Linie angedeutet. Die Antriebsstange kann stationär oder aber in Längsrichtung des Komposit-Roststabs 29 angetrieben sein. 6 shows a side view of the curved body 10 in which one of the side panels 13 of the basic body 10 is shown. A drive rod with a round cross section, which is in the engagement area 15 engages is in 5 and 6 each indicated by a dashed line. The drive rod may be stationary or in the longitudinal direction of the composite grate bar 29 be driven.

7 zeigt ein Flussdiagram eines Verfahrens zur Herstellung eines Komposit-Roststabes gemäß der vorliegenden Beschreibung. 7 FIG. 12 is a flowchart of a method for manufacturing a composite grate bar according to the present description. FIG.

Zunächst wird ein Grundkörper aus einer Stahllegierung bereitgestellt. Der Grundkörper kann zum Beispiel durch Stahlguss oder durch Ausformen aus einem Stahlblech hergestellt sein. Wenn der Grundkörper aus einem Stahlblech hergestellt ist, wird gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ein Grundkörper 10 in einem ersten Schritt 50 aus einem Stahlblech ausgeformt beziehungsweise durch ein Trennverfahren von dem Stahlblech abgetrennt. Das Stahlblech kann speziell vorbehandelt sein, beispielsweise kann es gewalzt, gehämmert oder gesintert sein.First, a base body made of a steel alloy is provided. The base body may be made, for example, by cast steel or by molding from a steel sheet. When the base body is made of a steel sheet, according to an exemplary embodiment, a base body 10 in a first step 50 formed from a steel sheet or separated by a separation process of the steel sheet. The steel sheet may be specially pretreated, for example, it may be rolled, hammered or sintered.

Als Trennverfahren kommt bevorzugt ein thermisches Trennverfahren wie Laserschneiden, Plasmaschneiden oder Brennschneiden zum Einsatz. Falls eine geringere Blechdicke gewählt wird, kann auch ein Stanzverfahren oder ein Feinschneideverfahren verwendet werden. Ein Feinschneideverfahren eignet sich typischerweise für Blechdicken bis zu 20 mm, wogegen Laserschneiden auch noch bei Blechdicken von bis zu 25–30 mm angewandt werden kann und Plasmaschneiden auch noch bei Blechdicken von 160 mm.The separation process used is preferably a thermal separation process such as laser cutting, plasma cutting or flame cutting. If a smaller sheet thickness is selected, a punching method or a fine blanking method may also be used. A fineblanking process is typically suitable for sheet thicknesses up to 20 mm, whereas laser cutting can still be used for sheet thicknesses of up to 25-30 mm and plasma cutting even for sheet thicknesses of 160 mm.

In einem weiteren Schritt 51 wird der Grundkörper 10 in eine gewünschte Form gebogen. Dabei kann der Grundkörper 10 gegebenenfalls zum leichteren Verformen erhitzt werden. In einem weiteren Schritt 52 wird der fertig gebogene Grundkörper 10 in eine Gussform eingebracht. Alternativ dazu können die Seitenteile bzw. das Seitenteil des Grundkörpers und das Oberteil des Grundkörpers auch separat hergestellt werden und im Schritt 51 werden die Seitenteile oder das Seitenteil mit dem Oberteil verschweißt.In a further step 51 becomes the basic body 10 bent into a desired shape. In this case, the basic body 10 optionally heated for easier molding. In a further step 52 becomes the finished bent body 10 placed in a mold. Alternatively, the side panels or the side part of the body and the upper part of the body are also made separately and in the step 51 the side parts or the side part are welded to the upper part.

Nachdem der Grundkörper 10 in die Grundform eingebracht ist, wird in einem weiteren Schritt 53 ein unterer gegossener Bereich 30 hergestellt, und es wird in einem weiteren Schritt 54 ein oberer gegossener Bereich 31 hergestellt. Das dabei verwendete Gussmaterial enthält eine geeignete Eisenlegierung, wie zum Beispiel hitze- und abrasionsbeständige Stahllegierung oder auch eine Gußeisenlegierung mit geeigneten Eigenschaften. In einem weiteren Schritt 55 wird der Komposit-Roststab 29 erkalten gelassen.After the main body 10 is introduced into the basic form is in a further step 53 a lower cast area 30 made, and it will be in a further step 54 an upper cast area 31 produced. The cast material used includes a suitable iron alloy, such as heat and abrasion resistant steel alloy or a cast iron alloy with suitable properties. In a further step 55 becomes the composite grate bar 29 let cool.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird zwischen dem Grundkörper oder Eingussteil und dem Angussmaterial ein Flussmittel aufgebracht. Die Beschichtung mit einem Flussmittel hat den Vorteil, dass es beim Umgießen des beschichteten Eingussteils zur Reduktion, dem Auflösen und Wegschwemmen der Oxidhaut des Eingussteils kommt und somit der Gießwerkstoff mit dem Metall des Eingussteils eine metallurgische Bindung eingehen kann. Zur besseren Verbindbarkeit und um einen besseren Stoffschluss zu erreichen kann der Grundkörper auch mit einer Metallschicht überzogen werden, beispielsweise kann der Grundkörper verzinkt oder feuerverzinkt werden.According to a further embodiment, a flux is applied between the main body or the cast part and the sprue material. The coating with a flux has the advantage that, when the coated casting is overmolded, the oxide skin of the casting is reduced, dissolved and washed away, and thus the casting material can form a metallurgical bond with the metal of the casting. For better connectivity and to achieve a better adhesion of the base body can also be coated with a metal layer, for example, the main body can be galvanized or hot-dip galvanized.

Das Flussmittel kann insbesondere Alkali- oder Erdalkali-Borate, -Fluoride und/oder -Phosphate sowie Zuschlagstoffe aufweisen, die für das Eingießen von Eisenlegierungen, wie Stahl oder Gusseisen geeignet sind. Der Anteil der Zuschlagstoffe beträgt typischerweise 1 bis 25 Gewichtsprozent. In den für die Wirkung als Flussmittel benötigten Mengen findet keine nachteilige Beeinträchtigung der Legierungszusammensetzung in der Verbindungszone zwischen Einguss- und dem Anguss- bzw. Umgusswerkstoff statt.In particular, the flux may include alkali or alkaline earth borates, fluorides and / or phosphates, as well as additives suitable for pouring iron alloys such as steel or cast iron. The proportion of aggregates is typically 1 to 25 percent by weight. In the amounts needed for the effect as a flux, there is no adverse effect on the alloy composition in the joining zone between the sprue and the casting material.

Insbesondere sind die Flussmittel für die Kombinationen Stahl/Stahl, Stahl/Gusseisen und Gusseisen/Gusseisen geeignet. Dasselbe gilt für die Kombination Stahl/Aluminiumlegierung und Gusseisen/Aluminiumlegierung, wenn auf das Eingussteil eine erste Schicht aus Sn, Sn-Legierung, Ni, und/oder Ni-Legierung aufgetragen ist. In Bezug auf den Komposit-Roststab der vorliegenden Beschreibung ist insbesondere die Kombination Stahl/Gusseisen von Bedeutung.In particular, the fluxes are suitable for the combinations steel / steel, steel / cast iron and cast iron / cast iron. The same applies to the combination of steel / aluminum alloy and cast iron / aluminum alloy if a first layer of Sn, Sn alloy, Ni, and / or Ni alloy is applied to the cast part. With regard to the composite grate bar of the present description, the steel / cast iron combination is particularly important.

Weitere Flussmittel sind beispielsweise eutektische Zusammensetzungen aus K3AlF6 und KAlF4 oder K2ZrF6. Gemäß einem weiteren Verfahren zu Vorbereitung des Eingussteils für eine Verbindung mit dem Anguss- bzw. Umgussteil wird eine metallische Schicht aus Al-Si oder Fe auf den Grundkörper aufgetragen. Dann wird der Grundkörper mit Sandstrahlen und/oder durch Besprühen mit Siliziumpulver und/oder Borax (Na2B4O7-10H2O, hydratisiertes Natriumborat) bearbeitet, und der beschichtete Grundkörper wird umgossen.Further fluxes are, for example, eutectic compositions of K 3 AlF 6 and KAlF 4 or K 2 ZrF 6 . According to another method of preparing the gate for connection to the gate or casting, a metallic layer of Al-Si or Fe is applied to the body. Then, the body is sandblasted and / or sprayed with silicon powder and / or borax (Na 2 B 4 O 7 -10H 2 O, hydrated sodium borate), and the coated body is cast.

Bevorzugt enthält das Flussmittel Borax (Na2B4O7-10H2O), Boroxid, NaF, KF, K2ZrF6, K3AlF6, KAlF4 oder Na3PO4 oder MgF2. Besonders bevorzugt enthält das Flussmittel Borax und KAlE4 in einem Verhältnis von 1:5 bis 5:1.The flux preferably contains borax (Na 2 B 4 O 7 -10H 2 O), boron oxide, NaF, KF, K 2 ZrF 6 , K 3 AlF 6 , KAlF 4 or Na 3 PO 4 or MgF 2 . Most preferably, the flux contains borax and KAlE 4 in a ratio of 1: 5 to 5: 1.

Die im Flussmittel vorhandenen Zuschlagstoffe lassen sich insbesondere in Gießhilfsmittel oder in Beschichtungshilfsmittel unterteilen. Der Gehalt an Zuschlagstoffen kann im Bereich von 1 bis 50 Gewichtsprozent des Flussmittels liegen. Bevorzugt liegt der Gehalt an Beschichtungshilfsmitteln an der unteren Grenze des Bereichs, insbesondere bei 1 bis 5 Gewichtsprozent.The additives present in the flux can be subdivided in particular into casting aids or coating aids. The content of aggregates may range from 1 to 50% by weight of the flux. The content of coating aids is preferably at the lower limit of the range, in particular from 1 to 5 percent by weight.

Zu den Gießhilfsmitteln gehören metallische Pulver die niedrig schmelzend oder Eutektikum bildend sind. Die metallischen Zuschlagstoffe wirken auch als metallische Reduktionsmittel. Diese sind insbesondere auch geeignet, die Neubildung von Oxiden auf der Oberfläche des Eingussteils während des Vorwärmes oder des Eingießens zu verringern.Casting aids include metallic powders which are low melting or eutectic. The metallic additives also act as metallic reducing agents. In particular, these are also suitable for reducing the formation of new oxides on the surface of the casting during preheating or casting.

Bevorzugt werden hierbei Sn-Legierungen, Sn/Cu-Legierungen, Ni und/oder Ni-Legierungen eingesetzt. Zu den besonders geeigneten Sn-Legierungen zählen SnCu0,7Ni0,1 oder SnCu0,7. Diese Gießhilfsmittel unterstützen die Reduktion der Oxidschicht sowie deren Abtransport und insbesondere das Anschmelzen der Oberfläche des Eingussteils durch Bildung niedrigschmelzender Legierungen.In this case, Sn alloys, Sn / Cu alloys, Ni and / or Ni alloys are preferably used. Particularly suitable Sn alloys include SnCu 0.7 Ni 0.1 or SnCu 0.7 . These casting aids promote the reduction of the oxide layer and its removal, and in particular the melting of the surface of the sprue by forming low-melting alloys.

Die Beschichtungshilfsmittel haben die Aufgabe, die Viskosität bzw. Thixotropie gegebenenfalls flüssiger Beschichtungen einzustellen und die auf die Oberfläche aufgetragene Beschichtung zu binden beziehungsweise zu verfestigen. Bevorzugt sind die Beschichtungshilfsmittel ausgewählt aus metallorganischen Polymeren, Silan- und/oder Siloxanharzen, die als Binder verwendet werden. Die Silanharze und Siloxanharze haben den zusätzlichen Vorteil, dass sie auf die Oxidschichten reduzierend wirken.The coating aids have the task of adjusting the viscosity or thixotropy, if appropriate, of liquid coatings and of binding or solidifying the coating applied to the surface. The coating auxiliaries are preferably selected from organometallic polymers, silane and / or siloxane resins which are used as binders. The silane resins and siloxane resins have the additional advantage of reducing the oxide layers.

In einer bevorzugten Ausgestaltung wird das Flussmittel in Form einer wässrigen Lösung oder Suspensionen auf das Eingussteil aufgebracht. Als Erdalkali-Boraten, -Fluoriden, komplexen Fluoriden und/oder -Phosphaten sowie Zuschlagstoffen. In a preferred embodiment, the flux is applied to the casting in the form of an aqueous solution or suspensions. As alkaline earth borates, fluorides, complex fluorides and / or phosphates and aggregates.

Das Flussmittel kann je nach Konsistenz beispielsweise durch Siebdruck (Paste) oder Aufspritzen bzw. Einstreichen oder Tauchen (Flüssigkeit) aufgetragen werden. Wird das Flussmittel als flüssige Beschichtung aufgetragen, so ist eine gesonderte Trocknung des Flussmittels erforderlich, bevor der Einguss erfolgt. Die Schichtdicke des Flussmittels im getrockneten Zustand liegt bevorzugt in einem Bereich von 0,1–1,0 mm.Depending on the consistency, the flux can be applied, for example, by screen printing (paste) or spraying or brushing or dipping (liquid). If the flux is applied as a liquid coating, a separate drying of the flux is required before the sprue takes place. The layer thickness of the flux in the dried state is preferably in a range of 0.1-1.0 mm.

Als Gießverfahren wird bevorzugt ein Niederdruckguss oder ein Mitteldruckgussverfahren gewählt. Dies gilt insbesondere, wenn als Eingussmetall Stahl oder Gusseisen gewählt wird. Der beim Niederdruckgießen angewandte Druck liegt üblicherweise je nach notwendiger Steighöhe und der Dichte des Gusswerkstoffes zwischen 0,02 und 0,1 MPa. Der Gießdruck liegt bei Stahl und Gusseisen ist als Werkstoff bevorzugt bei einem Überdruck von ca. 0,3 bis 5 bar.As a casting method, a low-pressure casting or a medium-pressure casting method is preferably selected. This is especially true when steel or cast iron is chosen as the casting metal. The pressure used in low-pressure casting is usually between 0.02 and 0.1 MPa depending on the necessary height of rise and the density of the cast material. The casting pressure is in steel and cast iron is preferred as a material at an overpressure of about 0.3 to 5 bar.

Eine präzise Regelung des Gießdrucks, sowie des Druckverlaufs mit Druckaufbau, Haltephase und Nachdruck ist für eine gleichmäßige und lunkerfreie Formfüllung vorteilhaft. Bevorzugt werden 0,5 bis 1,5 bar angewendet. Es kann jedoch auch ein Gussverfahren ohne Beaufschlagung mit Pressluft oder Inertgas angewandt werden.A precise control of the casting pressure, as well as the pressure profile with pressure build-up, holding phase and holding pressure is advantageous for a uniform and void-free mold filling. Preferably 0.5 to 1.5 bar are used. However, a casting method without application of compressed air or inert gas may also be used.

Das verfahrensbedingt langsame Einströmen der Schmelze begünstigt hierbei sowohl das Auflösen und Wegschwemmen der Oxidschicht, als such das Anschmelzen der Eingussteil-Oberfläche. Die Schmelze kann darüber hinaus auch weitgehend laminar strömen.The process-related slow inflow of the melt in this case favors both the dissolution and Wegschwemmen the oxide layer, as looking for the melting of the casting surface. The melt can also flow largely laminar beyond.

In bevorzugter Ausgestaltung wird die Schmelze des Anguss- bzw. Umgussmetalls von unten in die Gießform zugeführt. Dies hat den Vorteil, dass sich die aufgelöste Oxidschicht bzw. die sich bildende Schlacke aus dem sich bildenden Verbundgussteil ausgetragen wird, da Oxide bzw. Schlacke oben aufschwimmen. Eine ungünstige Rückvermischung mit der Schmelze wird hierdurch weitgehend verhindert.In a preferred embodiment, the melt of the sprue or Umgussmetalls is supplied from below into the mold. This has the advantage that the dissolved oxide layer or the forming slag is discharged from the forming composite casting, since oxides or slag float on top. An unfavorable backmixing with the melt is thereby largely prevented.

Besonders bevorzugt werden die Speiser bzw. der Anguss nicht in unmittelbarer Nähe zum Eingussteil, bzw. der Fügezonen gelegt. Das Einlegeteil wird bevorzugt so in die Gießform eingepasst, dass das Ausgasen der Reaktionsprodukte des Flussmittels nach oben möglichst ungestört erfolgen kann.Particularly preferably, the feeders or the sprue are not placed in the immediate vicinity of the casting, or of the joining zones. The insert is preferably fitted into the mold so that the outgassing of the reaction products of the flux upwards can be carried out as undisturbed.

Die Gießform bzw. die Schmelzezufuhr werden bevorzugt so ausgestaltet, dass die Schmelze weitgehend laminar und ohne Rückvermischung an der Oberfläche des Eingussteils entlang fließen kann. Hierdurch entstehen günstige Fließbedingungen, was das Wegschwemmen der Oxide beziehungsweise Schlacke sowie das Anschmelzen der Oberfläche des Eingussteils begünstigt.The casting mold or the melt supply are preferably designed such that the melt can flow largely laminar and without backmixing along the surface of the casting. This results in favorable flow conditions, which favors the washing away of the oxides or slag and the melting of the surface of the sprue.

Aufgrund der günstigen thermischen und Strömungsverhältnisse können bei dieser Variante auch vergleichsweise dickere Schichten des Flussmittels verwendet werden mit Dicken im Bereich von 0,5–1,0 mm. Je nach Geometrie und relativer Lage des Eingussteils in der Gießform kann die Dicke des Flussmittels unterschiedlich eingestellt werden.Due to the favorable thermal and flow conditions, comparatively thicker layers of the flux can be used with thicknesses in the range of 0.5-1.0 mm in this variant. Depending on the geometry and relative position of the casting in the mold, the thickness of the flux can be adjusted differently.

Die 810 zeigen beispielhaft einen Komposit-Roststab 29', 29'', 29''' in einer Gießform 61. Die Gießform 61 besteht aus einer oberen Hälfte 62 und einer unteren Hälfte 63. Die obere Hälfte 62 weist einen Einlass oder Speiser 64 zum Einlassen einer Legierung bzw. einem Angussmaterial 65 auf.The 8th - 10 show an example of a composite grate bar 29 ' . 29 '' . 29 ''' in a mold 61 , The mold 61 consists of an upper half 62 and a lower half 63 , The upper half 62 has an inlet or feeder 64 for introducing an alloy or a sprue material 65 on.

Der Grundkörper 10 ist in einem Hohlraum 66 der Gussform 61 angeordnet. Der Grundkörper 10 ist bei den Gussformen 56', 61'' der 9 und 10 innerhalb der Schnittebene auf der jeweiligen unteren Hälfte der Gussform 63', 63'' nach unten abgestützt. Dagegen ist der Grundkörper 10 bei der Gussform 61 der 8 durch Bereiche der Gussform 61 abgestützt, die außerhalb der Schnittebene der 8 liegen. Der Anguss bzw. Umguss wird durch Bereiche der Legierung gebildet, die den Grundkörper 10 umgeben.The main body 10 is in a cavity 66 the mold 61 arranged. The main body 10 is with the molds 56 ' . 61 '' of the 9 and 10 within the cutting plane on the respective lower half of the mold 63 ' . 63 '' supported downwards. In contrast, the main body 10 at the mold 61 of the 8th through areas of the mold 61 supported outside the cutting plane of the 8th lie. The sprue or encapsulation is formed by areas of the alloy, which is the main body 10 surround.

Bei einem Gießprozess wird zunächst der Grundkörper 10 in die unter Hälfte der Gussform 61 eingesetzt. Dann wird die obere Hälfte 62 der Gussform 61 aufgesetzt und eine vordefinierte Menge der Legierung durch den Einlass eingegossen. Insbesondere kann zur besseren Verbindung des Grundkörpers 10 mit dem Anguss- bzw. Umgussmaterial vor dem Gießen ein Flussmittel auf den Grundkörper 10 aufgetragen werden oder das Flussmittel kann vor dem Eingießen des Anguss- bzw. Umgussmaterials in die Gussform 61 eingefüllt werden.In a casting process, the body is first 10 in the lower half of the mold 61 used. Then the top half 62 the mold 61 put on and poured a predefined amount of the alloy through the inlet. In particular, for a better connection of the main body 10 with the sprue or casting material before pouring a flux on the body 10 may be applied or the flux may be poured into the mold prior to pouring the sprue material 61 be filled.

Der Grundkörper 10 kann, wie oben beschrieben, durch Biegen aus einer ausgeschnittenen, gestanzten oder gegossenen Form hergestellt sein, aber auch durch andere Fertigungsprozesse, wie Gießen, Fügen oder Schweißen. Zur Verbesserung der Schweißbarkeit kann ein Kohlenstoffanteil bei einem Grundkörper aus Stahl kleiner als 0,22% gewählt werden. The main body 10 can, as described above, be made by bending from a cut, stamped or cast mold, but also by other manufacturing processes, such as casting, joining or welding. In order to improve the weldability, a carbon content of less than 0.22% steel base body may be selected.

Gemäß der 8 ist der Grundkörper 10 vollständig von der Anguss- bzw. Umgussmasse bedeckt, während der Grundkörper 10 gemäß 9 oben und an den äußeren Seitenflächen des Grundkörpers 10 von der Anguss- bzw. Umgussmasse bedeckt ist und gemäß 10 nur an einer Oberseite des Grundkörpers 10 von der Anguss- bzw. Umgussmasse bedeckt ist. Insbesondere bei den Ausführungsbeispielen der 8 und 9 braucht der Grundkörper 10 nicht entlang der gesamten Länge des Grundköpers so wie in dem Querschnitt gezeigt von der Anguss- bzw. Umgussmasse bedeckt zu sein. Zum Beispiel können bei dem Ausführungsbeispiel der 10 Bereiche vorgesehen sein, in denen der Grundkörper an der Gußform 51 abgestützt ist.According to the 8th is the main body 10 completely covered by the sprue or casting compound, while the main body 10 according to 9 above and on the outer side surfaces of the body 10 is covered by the sprue or Umgussmasse and according to 10 only on an upper side of the main body 10 is covered by the sprue or Umgussmasse. In particular, in the embodiments of the 8th and 9 the basic body needs 10 not to be covered along the entire length of the main body as shown in the cross section of the sprue or Umgussmasse. For example, in the embodiment of the 10 Be provided areas in which the main body to the mold 51 is supported.

Weiterhin kann der angegossene oder der umgossene Bereich auch in zwei oder mehrere Bereiche voneinander getrennte Bereiche aufgeteilt sein, die jeweils von einem separaten Kanal gespeist werden. So kann zum Beispiel die Oberseite des Grundkörpers 10 und einzelne, voneinander getrennte Bereiche der Seitenflächen des Grundkörpers 10 von Anguss- bzw. Umgussmaterial bedeckt sein. Des Weiteren kann der umgossene Bereich auch durch ein Verbundgussverfahren in mehreren Schichten gegossen sein, wobei die einzelnen Schichten aus verschiedenen Legierungen bestehen können.Furthermore, the molded or the cast-over area can also be divided into two or more areas separated areas, each of which is fed by a separate channel. For example, the top of the main body 10 and individual, separate areas of the side surfaces of the body 10 be covered by sprue or Umgussmaterial. Furthermore, the cast-over area can also be cast by a composite casting process in several layers, wherein the individual layers may consist of different alloys.

Die Ansicht von 810 dient zur Verdeutlichung des Gießverfahrens und ist lediglich eine vereinfachte, schematische Darstellung. Zum Beispiel können beim Schwerkraftgießen zusätzliche Windkanäle zum Entweichen der Luft aus der Gussform 61 vorgesehen sein. Des Weiteren kann innerhalb der Gussform 61 oder zwischen den Hälften der Gussform ein Kern angeordnet sein.The view from 8th - 10 serves to illustrate the casting process and is merely a simplified, schematic representation. For example, in gravity casting additional wind tunnels may be used to escape the air from the mold 61 be provided. Furthermore, within the mold 61 or a core may be arranged between the halves of the mold.

Insbesondere wenn die Gussform 61 durch eine metallische Kokille bereitgestellt wird kann der Kanal zum Eingießen der Gussmasse auch zwischen den beiden Formhälfte verlaufen. Die Gussform kann insbesondere auch senkrecht in eine linke und eine rechte Formhälfte unterteilt sein. Durch einen Kokillenguss mit einer metallischen Kokille kann eine schnelle Abkühlung und ein feines Gefüge mit entsprechend vorteilhaften Eigenschaften erzielt werden.Especially if the mold 61 provided by a metallic mold, the channel for pouring the casting material can also extend between the two mold halves. The casting mold can in particular also be divided vertically into a left and a right mold half. By chill casting with a metallic mold rapid cooling and a fine texture can be achieved with correspondingly advantageous properties.

Des Weiteren kann statt dem in 810 gezeigten Schwerkraftgießen, bei dem das Gussmaterial durch die Schwerkraft in die Gussform gedrückt wird, auch ein Druckgussverfahren, wie zum Beispiel ein Niederdruckguss, verwendet werden. Insbesondere beim Druckguss kann der Einlass auch an einer Unterseite der Gussform oder seitlich angeordnet sein.Furthermore, instead of in 8th - 10 Gravity casting, in which the casting material is forced by gravity into the mold, also uses a die casting process, such as low pressure casting. In particular, during die casting, the inlet can also be arranged on an underside of the casting mold or laterally.

In einem weiteren Verfahrensschritt kann der umgossene Grundkörper nach dem Gießen einer Wärmebehandlung in einem Wärmebehandlungsofen unterworfen werden, um dadurch eine vorbestimmte Gefügestruktur zu erzielen.In a further process step, the cast-on base body may be subjected to a heat treatment in a heat treatment furnace after casting, in order to thereby achieve a predetermined microstructure.

Die 11 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Komposit-Roststabes 10, bei dem Durchgangsbohrungen 67 vorgesehen sind, die quer zu einer Längsachse des Komposit-Roststabes 10 und in der Nähe einer oberen Fläche des Komposit-Roststabes 10' verlaufen. Während des Gießprozesses werden die Durchgangslöcher durch das Anguss- bzw. Umgussmaterial ausgefüllt, so dass der Umguss den Komposit-Roststab 10' wie eine Nietverbindung umschließt.The 11 shows a further embodiment of a composite grate bar 10 in which through holes 67 are provided, which are transverse to a longitudinal axis of the composite grate bar 10 and near an upper surface of the composite grate bar 10 ' run. During the casting process, the through-holes are filled by the sprue material, so that the over-molding is the composite grate bar 10 ' as a rivet connection encloses.

12 illustriert ein Verhalten eines Komposit-Roststabes 10' gemäß der Anmeldung unter Biegebeanspruchung. Der Roststab 10' liegt an seinem vorderen Ende und an seinem hinteren Ende auf, was durch ein vorderes und ein hinteres Lager symbolisiert ist. Durch auf dem Roststab 10' aufliegendes Brennmaterial und gegebenenfalls auch durch weitere aufliegende Roststäbe wirkt auf den Roststab 10' von oben her eine Biegekraft F ein. 12 illustrates a behavior of a composite grate bar 10 ' according to the application under bending stress. The grate bar 10 ' is at its front end and at its rear end, which is symbolized by a front and a rear bearing. Through on the grate bar 10 ' Overlying fuel and possibly also by other resting grate bars acts on the grate bar 10 ' from above a bending force F a.

Diese Biegekraft F führt zu einer Deformation des Roststabs 10'. In einem oberen Bereich 70 des Roststabs 10' oberhalb einer neutralen Faser 68 wird das Material des Roststabs 10' gestaucht wogegen das Material in einem unteren Bereich 71 des Roststabs 10' gedehnt wird. In einem Bereich der neutralen Faser 68 wird das Material weder gestaucht noch gedehnt. Die neutrale Faser 68 verläuft durch den Flächenschwerpunkt eines Querschnitts senkrecht zu der Längserstreckung des Roststabs 10'. Der Einfachheit halber ist die neutrale Faser 68 ungefähr auf halber Höhe des Roststabs 10' eingezeichnet.This bending force F leads to a deformation of the grate bar 10 ' , In an upper area 70 of the grate bar 10 ' above a neutral fiber 68 becomes the material of the grate bar 10 ' while the material is compressed in a lower area 71 of the grate bar 10 ' is stretched. In a range of neutral fiber 68 the material is neither compressed nor stretched. The neutral fiber 68 passes through the centroid of a cross section perpendicular to the longitudinal extent of the grate bar 10 ' , For the sake of simplicity, the neutral fiber 68 about halfway up the grate bar 10 ' located.

Die Dehnung bzw. Stauchung ε des Roststabs 10' nimmt mit zunehmendem Abstand von der neutralen Faser 68 zu. Diese Zunahme ist in guter Näherung linear. Die lineare Zunahme ist entlang eines ausgewählten Querschnitts des Roststabs 10' durch dreieckige Bereiche 69 angedeutet. Ebenso ist die Zunahme der Druck- beziehungsweise Zugspannung σ als Funktion des Abstands von der neutralen Faser in guter Näherung linear. The strain or compression ε of the grate bar 10 ' increases with increasing distance from the neutral fiber 68 to. This increase is, to a good approximation, linear. The linear increase is along a selected cross section of the grate bar 10 ' through triangular areas 69 indicated. Similarly, the increase in compressive stress σ as a function of the distance from the neutral fiber is linearly approximate.

Bei einem Roststab gemäß der vorliegenden Anmeldung kann ein Teil des Bereichs unterhalb der neutralen Faser 68 aus einem gegossenen Material bestehen, das eine gute Zugfestigkeit aufweist, wie zum Beispiel eine Stahllegierung. Dagegen kann ein Bereich oberhalb der Biegelinie aus einem Material bestehen, das eine geringere Zugfestigkeit aufweist und gleichzeitig eine gute Druckfestigkeit aufweist. Hierfür kommen ebenfalls Stahllegierungen in Betracht, aber auch andere Eisenwerkstoffe, die sich zum Gießen eigenen, wie zum Beispiel Gusseisen.In a grate bar according to the present application, a portion of the area below the neutral fiber 68 consist of a cast material having a good tensile strength, such as a steel alloy. In contrast, an area above the bending line can be made of a material which has a lower tensile strength and at the same time has a good compressive strength. For this purpose also steel alloys are considered, but also other iron materials that are suitable for casting, such as cast iron.

Gusseisen ist in der Regel preiswerter als Stahl. Somit kann eine Lage Gusseisen in ausreichender Dicke bereitgestellt werden. Weiterhin kann ein abgenutzter Roststab auf preisgünstige Weise mit einer neuen Lage Gusseisen versehen werden.Cast iron is usually cheaper than steel. Thus, a layer of cast iron of sufficient thickness can be provided. Furthermore, a worn grate bar can be provided in a cost effective manner with a new layer of cast iron.

Die 13 bis 18 zeigen verschiedene Ansichten eines Komposit-Roststabes 10'' für einen Walzenrost. Die oben genannten Verfahrensschritte können in ähnlicher Form auch für einen Roststab für einen Walzenrost verwendet werden, wie beispielsweise in 13 gezeigt.The 13 to 18 show different views of a composite grate bar 10 '' for a roller grate. The abovementioned method steps can also be used in a similar form for a grate bar for a roller grate, such as in 13 shown.

Im Einzelnen zeigen 13 eine Seitenansicht des Komposit-Roststabs für einen Walzenrost, 14 eine Aufsicht auf den Komposit-Roststab, 15 einen Längsschnitt durch den Komposit-Roststab, 16 einen Querschnitt durch den Komposit-Roststab, 17 einen zweiten Querschnitt durch den Komposit-Roststab, und 18 eine perspektivische Ansicht des Komposit-Roststabs.Show in detail 13 a side view of the composite grate bar for a roller grate, 14 a view of the composite grate bar, 15 a longitudinal section through the composite grate bar, 16 a cross section through the composite grate bar, 17 a second cross section through the composite grate bar, and 18 a perspective view of the composite grate bar.

Im Folgenden wird der Gegenstand der vorliegenden Beschreibung durch beispielhafte Merkmalskombinationen erläutert, die untereinander und mit den weiter oben beschriebenen Merkmalen und Ausführungsbeispielen kombiniert werden können.In the following, the subject matter of the present description is explained by exemplary combinations of features that can be combined with each other and with the features and embodiments described above.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist ein Verfahren zur Herstellung eines Komposit-Roststabs für einen Feuerungsrost offenbart, wonach ein Grundkörper aus einer Stahllegierung bereitgestellt wird, wobei der Grundkörper eine Oberseite und wenigstens ein Seitenteil aufweist. Auf diesen Grundkörper wird an Stellen, an denen ein Anguss aufgebracht werden soll ein Flussmittel aufgebracht, der Grundkörpers wird in eine Gussform eingebracht und der Anguss, der eine Eisenlegierung aufweist, wird in eine Gussform eingegossen, so dass der Anguss die Oberseite des Grundkörpers wenigstens teilweise bedeckt.According to one embodiment, a method for producing a composite grate bar for a firing grate is disclosed, according to which a base body made of a steel alloy is provided, wherein the main body has an upper side and at least one side part. A flux is applied to this body at locations where a sprue is to be applied, the body is placed in a mold, and the sprue comprising an iron alloy is poured into a casting mold so that the sprue at least partially covers the top of the body covered.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist eine Dicke des Angussmaterials auf der Oberfläche zweckmäßigerweise so gewählt, dass das Angussmaterial nicht zu schnell wieder abgetragen wird. Insbesondere kann gemäß einer Ausführungsform die Dicke des Angussmaterials auf der Oberseite des Grundkörpers mindestens 3 mm betragen.According to a further embodiment, a thickness of the sprue material on the surface is expediently chosen so that the sprue material is not removed again too quickly. In particular, according to one embodiment, the thickness of the sprue material on the upper side of the main body can be at least 3 mm.

Im Folgenden wird der Gegenstand der vorliegenden Beschreibung durch Merkmalskombinationen in Form einer Aufzählung erläutert. Diese Merkmale können untereinander und mit den weiter oben beschriebenen Merkmalen und Ausführungsbeispielen kombiniert werden.In the following, the subject matter of the present description will be explained by feature combinations in the form of an enumeration. These features may be combined with each other and with the features and embodiments described above.

Liste von Merkmalen:

  • 1. Komposit-Roststab für einen Verbrennungsrost, der aufweist:
  • – einen Grundkörper aus einer Stahllegierung, der eine Oberseite und wenigstens ein Seitenteil aufweist,
  • – ein Anguss aus einer gegossenen Eisenlegierung, wobei der Anguss eine Oberseite des Grundkörpers wenigstens teilweise bedeckt.
  • 2. Komposit-Roststab nach Ziffer 1, wobei der Anguss zumindest teilweise als ein Umguss ausgebildet ist.
  • 3. Komposit-Roststab nach Ziffer 1 oder Ziffer 2, wobei die Eisenlegierung für den Anguss eine geringere Zugfestigkeit aufweist als die Stahllegierung des Grundkörpers.
  • 4. Komposit-Roststab nach Ziffer 3, wobei der Anguss Gußeisen aufweist.
  • 5. Komposit-Roststab nach Ziffer 4, wobei das Gusseisen ein Gusseisen mit Vermiculargraphit oder ein Gusseisen mit Kugelgraphit ist.
  • 6. Komposit-Roststab nach einem der vorhergehenden Ziffern, wobei der Anguss zumindest eines von Nickel und Kobalt mit einem Gewichtsanteil von mindestens 2% aufweist.
  • 7. Komposit-Roststab nach einem der Ziffern 1 bis 3, wobei der Anguss einen legierten Edelstahl nach DIN EN 10259 und/oder einen Ventilstahl-Legierung nach DIN EN 10090 aufweist.
  • 8. Komposit-Roststab nach einem der vorhergehenden Ziffern, wobei der Anguss die Oberseite des Grundkörpers zu mindestens 90% bedeckt.
  • 9. Komposit-Roststab nach einem der Ziffern 1 bis 8, wobei der Grundkörper aus einem Stahlblech ausgeformt ist.
  • 10. Komposit-Roststab nach Ziffer 9, wobei der Grundkörper ein gebogenes Stahlblech aufweist, wobei gebogene Bereiche des Stahlblechs mindestens einen ersten Übergangsbereich aufweisen, der zwischen der Oberseite und dem wenigstens einen Seitenteil angeordnet ist.
  • 11. Komposit-Roststab nach einem der vorhergehenden Ziffern, wobei der Grundkörper Durchgangslöcher aufweist, die mit dem Angussmaterial ausgefüllt sind.
  • 12. Komposit-Roststab nach Ziffer 11, wobei sich die Durchgangslöcher senkrecht zu einer Längsrichtung des Grundkörpers erstrecken.
  • 13. Feuerungsrost mit einer Anordnung aus einer Vielzahl von Komposit-Roststäben gemäß einem der vorhergehenden Ziffern, wobei zumindest einige der Vielzahl von Komposit-Roststäben mit einem Antrieb des Feuerungsrostes verbunden sind.
  • 14. Feuerungsrost nach Ziffer 13, wobei der Feuerungsrost als ein Treppenrost ausgebildet ist, wobei der Treppenrost eine erste Lage aus Roststäben und eine zweite Lage aus Roststäben aufweist, wobei die zweite Lage von Roststäben auf der ersten Lage von Roststäben aufliegt und wobei mindestens die erste Lage von Roststäben aus Komposit-Roststäben gemäß einem der Ziffern 1 bis 12 gebildet ist.
  • 15. Feuerungsrost nach Ziffer 13, wobei der Feuerungsrost als ein Walzenrost ausgebildet ist, der mindestens eine erste Rostwalze und eine zweite Rostwalze aufweist, wobei die erste Rostwalze und die zweite Rostwalze jeweils mindestens einen Komposit-Roststab gemäß einem der Ziffern 1 bis 12 aufweisen, und wobei mindestens eine der ersten Rostwalze und der zweiten Rostwalze mit dem Antrieb des Feuerungsrostes verbunden ist.
List of characteristics:
  • A composite grate bar for a combustion grate comprising:
  • A basic body of a steel alloy which has an upper side and at least one lateral part,
  • - A sprue of a cast iron alloy, wherein the sprue at least partially covers an upper side of the body.
  • 2. Composite grate bar according to paragraph 1, wherein the sprue is at least partially formed as an encapsulation.
  • 3. Composite grate according to item 1 or item 2, wherein the iron alloy for the sprue has a lower tensile strength than the steel alloy of the body.
  • 4. Composite grate bar according to item 3, wherein the sprue has cast iron.
  • 5. Composite grate bar according to item 4, wherein the cast iron is a vermicular graphite cast iron or a ductile iron cast iron.
  • A composite grate bar according to any one of the preceding paragraphs, wherein the sprue has at least one of nickel and cobalt with a weight fraction of at least 2%.
  • 7. Composite grate bar according to one of the numbers 1 to 3, wherein the sprue has an alloyed stainless steel according to DIN EN 10259 and / or a valve steel alloy according to DIN EN 10090.
  • 8. Composite grate bar according to one of the preceding figures, wherein the sprue covers the top of the body to at least 90%.
  • 9. Composite grate bar according to one of the numbers 1 to 8, wherein the base body is formed from a steel sheet.
  • 10. Composite grate bar according to item 9, wherein the base body comprises a bent steel sheet, wherein bent portions of the steel sheet have at least a first transition region which is arranged between the upper side and the at least one side part.
  • 11. Composite grate bar according to one of the preceding figures, wherein the main body has through holes which are filled with the sprue material.
  • 12. Composite grate bar according to item 11, wherein the through holes extend perpendicular to a longitudinal direction of the base body.
  • 13. A firing grate comprising an assembly of a plurality of composite grate bars according to any preceding digit, wherein at least some of the plurality of composite grate bars are connected to a drive of the firing grate.
  • 14. firing grate according to item 13, wherein the grate is formed as a stair grate, the grate having a first layer of grate bars and a second layer of grate bars, wherein the second layer of grate bars rests on the first layer of grate bars and wherein at least the first Location of grate bars made of composite grate bars according to one of the numbers 1 to 12.
  • 15. A firing grate according to item 13, wherein the firing grate is formed as a roller grate having at least a first grate roller and a second grate roller, wherein the first grate roller and the second grate roller each have at least one composite grate bar according to one of the numbers 1 to 12, and wherein at least one of the first grate roller and the second grate roller is connected to the drive of the Feuerungsrostes.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Grundkörperbody
1111
Oberseitetop
1212
Seitenteilside panel
1313
Seitenteilside panel
1414
Aufhängungs-SeiteSuspension Page
1515
Eingriffsbereichengagement area
1616
ÜbergangsbereichTransition area
1717
Kopfbereichhead area
1818
Eingriffsbereichengagement area
1919
Auflageflächebearing surface
2020
seitlicher Vorsprunglateral projection
2121
seitlicher Vorsprunglateral projection
2222
Biegebereichbending area
2323
Biegebereichbending area
2424
gestrichelte Liniedashed line
2525
gestrichelte Liniedashed line
2626
Symmetrieachseaxis of symmetry
2929
Komposit-RoststabComposite grate bar
3030
unterer gegossener Bereichlower cast area
3131
oberer gegossener Bereichupper cast area
3232
Kopfbereichhead area
3333
waagerechter Bereichhorizontal area
3434
Endbereichend
3535
erste Rippefirst rib
3636
zweite Rippesecond rib
3737
Kopfbereichhead area
3838
Oberflächenbereichsurface area
3939
hinterer Bereichthe backstage area
4040
waagerechte Liniehorizontal line
5050
Verfahrensschrittstep
5151
Verfahrensschrittstep
5252
Verfahrensschrittstep
5353
Verfahrensschrittstep
5454
Verfahrensschrittstep
55 55
Verfahrensschrittstep
61, 61', 61''61, 61 ', 61' '
Gussformmold
6262
obere Hälfteupper half
6363
untere Hälftebottom half
6464
Einlass, SpeiserInlet, feeder
6565
Legierung, AngussmaterialAlloy, sprue material
6666
Hohlraumcavity
6767
DurchgangsöffnungThrough opening
6868
neutrale Faserneutral fiber
6969
Faserdehnungfiber elongation
7070
oberer Bereichupper area
7171
unterer Bereichlower area

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 2012/032492 [0081] WO 2012/032492 [0081]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • DIN EN 10259 [0018] DIN EN 10259 [0018]
  • DIN EN 10090 [0018] DIN EN 10090 [0018]
  • europäischer Norm EN 1563 [0022] European standard EN 1563 [0022]
  • DIN 1693 [0022] DIN 1693 [0022]
  • europäischer Norm EN 1561 [0023] European standard EN 1561 [0023]
  • DIN 1691 [0023] DIN 1691 [0023]
  • ISO 16112 [0023] ISO 16112 [0023]
  • DIN EN 10259 [0042] DIN EN 10259 [0042]
  • DIN EN 10259 [0042] DIN EN 10259 [0042]
  • DIN EN 10090 [0043] DIN EN 10090 [0043]
  • DIN EN 10259 [0043] DIN EN 10259 [0043]

Claims (10)

Komposit-Roststab für einen Verbrennungsrost, der aufweist: – einen Grundkörper aus einer Stahllegierung, der eine Oberseite und wenigstens ein Seitenteil aufweist, – ein Anguss aus einer gegossenen Eisenlegierung, wobei der Anguss eine Oberseite des Grundkörpers wenigstens teilweise bedeckt.Composite grate for a combustion grate comprising: A basic body of a steel alloy which has an upper side and at least one lateral part, - A sprue of a cast iron alloy, wherein the sprue at least partially covers an upper side of the body. Komposit-Roststab nach Anspruch 1, wobei der Anguss zumindest teilweise als ein Umguss ausgebildet ist.Composite grate bar according to claim 1, wherein the sprue is at least partially formed as an encapsulation. Komposit-Roststab nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Eisenlegierung für den Anguss eine geringere Zugfestigkeit aufweist als die Stahllegierung des Grundkörpers.Composite grate bar according to claim 1 or claim 2, wherein the iron alloy for the sprue has a lower tensile strength than the steel alloy of the body. Komposit-Roststab nach Anspruch 3, wobei der Anguss Gußeisen aufweist.The composite grate bar of claim 3, wherein the sprue comprises cast iron. Komposit-Roststab nach Anspruch 4, wobei das Gusseisen ein Gusseisen mit Vermiculargraphit oder ein Gusseisen mit Kugelgraphit ist.A composite grate bar according to claim 4, wherein the cast iron is a vermicular graphite cast iron or a ductile iron cast iron. Komposit-Roststab nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Anguss einen legierten Edelstahl nach DIN EN 10259 und/oder einen Ventilstahl-Legierung nach DIN EN 10090 aufweist.Composite grate bar according to one of claims 1 to 3, wherein the sprue has an alloyed stainless steel according to DIN EN 10259 and / or a valve steel alloy according to DIN EN 10090. Komposit-Roststab nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Grundkörper aus einem Stahlblech ausgeformt ist.Composite grate bar according to one of claims 1 to 6, wherein the base body is formed from a steel sheet. Komposit-Roststab nach Anspruch 7, wobei der Grundkörper ein gebogenes Stahlblech aufweist, wobei gebogene Bereiche des Stahlblechs mindestens einen ersten Übergangsbereich aufweisen, der zwischen der Oberseite und dem wenigstens einen Seitenteil angeordnet ist.The composite grate bar according to claim 7, wherein the base body comprises a bent steel sheet, wherein bent portions of the steel sheet have at least a first transition area disposed between the upper surface and the at least one side portion. Komposit-Roststab nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Grundkörper Durchgangslöcher aufweist, die mit dem Angussmaterial ausgefüllt sind.Composite grate bar according to one of the preceding claims, wherein the base body has through holes which are filled with the sprue material. Feuerungsrost mit einer Anordnung aus einer Vielzahl von Komposit-Roststäben gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest einige der Vielzahl von Komposit-Roststäben mit einem Antrieb des Feuerungsrostes verbunden sind.A firing grate comprising an assembly of a plurality of composite grate bars according to any one of the preceding claims, wherein at least some of the plurality of composite grate bars are connected to a drive of the firing grate.
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