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:
Weitere geeignete Materialien sind unter anderem folgende hitzebeständige Stahlgusswerkstoffe gemäß
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
”GGL” bezieht sich auf Gusseisen mit Lamellengraphit oder lamellaren Grauguss (Bezeichnung nach aktueller
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
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist das Angussmaterial einen Ventilstahl nach
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.
Die Formgebung des Grundkörpers
Der Grundkörper
Von dem abgerundeten Eingriffsbereich
Der Kopfbereich
Hierbei beziehen sich die Begriffe ”oben” und ”unten” auf eine gefaltete bzw. gebogene Konfiguration des Grundkörpers
Durch die runde Formgebung des abgerundeten Eingriffsbereich
Die Formgebung des zweiten Eingriffsbereichs
In
Die
In
Der obere gegossene Bereich
Der obere gegossene Bereich
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
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
Nachdem der Grundkörper
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
Der Grundkörper
Bei einem Gießprozess wird zunächst der Grundkörper
Der Grundkörper
Gemäß der
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
Die Ansicht von
Insbesondere wenn die Gussform
Des Weiteren kann statt dem in
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
Diese Biegekraft F führt zu einer Deformation des Roststabs
Die Dehnung bzw. Stauchung ε des Roststabs
Bei einem Roststab gemäß der vorliegenden Anmeldung kann ein Teil des Bereichs unterhalb der neutralen Faser
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
Im Einzelnen zeigen
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 1bis 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 1bis 12 aufweisen, und wobei mindestens eine der ersten Rostwalze und der zweiten Rostwalze mit dem Antrieb des Feuerungsrostes verbunden ist.
- 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
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
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- 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)
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Publication number | Publication date |
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DE202016101357U1 (en) | 2016-07-11 |
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