DE19857416A1

DE19857416A1 - High temperature resistant grate bar

Info

Publication number: DE19857416A1
Application number: DE19857416A
Authority: DE
Inventors: Hans-Peter Bossmann; Axel Kranzmann; Othmar Pfiffner; Hans Rueegg; Peter Serck-Hanssen; Ludwig Weiler
Original assignee: Asea Brown Boveri AG Switzerland; Asea Brown Boveri AB
Current assignee: Alstom SA
Priority date: 1998-12-12
Filing date: 1998-12-12
Publication date: 2000-06-15
Also published as: EP1008806A2; NO996122L; NO996122D0; TW432186B; KR20000048079A; EP1008806A3; JP2000179825A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen hochtemperaturbeständigen Roststab (2) für einen Rost eines Verbrennungsofens, insbesondere Müllverbrennungsofen, dessen dem Müllbett zugewandte Oberfläche zumindestens teilweise aus einer keramischen Schicht (3) besteht. Der Roststab ist dadurch gekennzeichnet, dass die keramische Schicht (3) aus einer Vielzahl keramischer Elemente (5) besteht, die in die Zwischenräume (6) einer gitterartigen metallischen Rahmenstruktur (4) eingebettet sind.The invention relates to a high-temperature-resistant grate bar (2) for a grate of a combustion furnace, in particular a waste incinerator, the surface of which faces the waste bed consists at least partially of a ceramic layer (3). The grate bar is characterized in that the ceramic layer (3) consists of a plurality of ceramic elements (5) which are embedded in the spaces (6) of a lattice-like metallic frame structure (4).

Description

Technical field

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Verbrennungstechnik. Sie betrifft einen hochtemperaturbeständigen Roststab mit einer keramischen Schutzschicht, der insbesondere für eine Rost in einem Verbrennungsofen zur Verbrennung von Müll eingesetzt werden kann.The invention relates to the field of combustion technology. It affects a high temperature resistant grate bar with a ceramic protective layer, which is particularly suitable for a grate in a combustion furnace for the combustion of Garbage can be used.

State of the art

Es ist bekannter Stand der Technik, Müll auf einem Verbrennungsrost zu verbren nen, dessen luft- oder wassergekühlte Roststäbe durch definierte Bewegung den Müll durch den Feuerraum transportieren.It is known prior art to incinerate waste on a combustion grate nen, the air or water-cooled grate bars by defined movement Transport garbage through the firebox.

Bei den luftgekühlten Rosten strömt Primärluft durch den Rost und wird dabei erst zur Kühlung der Roststäbe, anschliessend als notwendiger Reaktionspartner zur Verbrennung genutzt. Folgende Nachteile sind mit diesem System verbunden:
In the air-cooled grates, primary air flows through the grate and is only used to cool the grate bars and then as a necessary reaction partner for combustion. The following disadvantages are associated with this system:

- The significant fluctuation in waste quality in terms of calorific value, density, flow resistance, humidity, etc. leads to enormous temperature fluctuations, often at intolerable excess temperature of air-cooled cast rust be.
- The movement of the bars relative to each other and relative to the garbage leads to ho Hem abrasion wear, which accelerates at high temperatures finds.
- The frequent temperature change with large temperature gradients and Temperature transients lead to thermomechanical failure of some Grate bars. The resulting changed flow conditions for the primary air ultimately damages large areas of the grate.

Durch den Einsatz wassergekühlter Roststäbe versucht man diese Nachteile zu beseitigen. Obwohl die teuren Gusslegierungen, die für luftgekühlte Roste einge setzt werden müssen, bei wassergekühlten Rosten durch Verwendung billigerer Blechkonstruktionen eingespart werden können, haben wassergekühlte Roste eine Reihe von Nachteilen. Sie sind gegenüber luftgekühlten Rosten einerseits technisch wesentlich aufwendiger, da sie einen separaten Kühlwasserkreislauf aufweisen und sehr schadensempfindlich sind. Bei Leckagen müssen sie abge schaltet werden. Andererseits wird dem System nachteilig viel Wärmeenergie auf niedrigem Niveau entzogen, was den thermischen Wirkungsgrad der Müllverbren nungsanlage vermindert.These disadvantages are attempted by using water-cooled grate bars remove. Although the expensive cast alloys are used for air-cooled grids must be set for water-cooled grates by using cheaper Sheet metal structures can be saved, have water-cooled gratings a number of disadvantages. On the one hand, they are opposed to air-cooled grates technically much more complex because they have a separate cooling water circuit exhibit and are very sensitive to damage. In the event of leaks, they must be removed be switched. On the other hand, a lot of thermal energy is disadvantageously applied to the system deprived of low levels, reducing the thermal efficiency of garbage reduced.

Daher versucht man durch einen beanspruchungsgerechten Materialeinsatz die Eigenschaften der luftgekühlten Roststäbe zu verbessern. So ist aus EP 0 382 045 A2 ist ein Roststab bekannt, der aus einem tragendem unteren Element aus Stahl oder Gusseisen und einem oberen Element aus keramischen Material be steht, wobei das keramische Element das Bett für den zu verbrennenden Müll bil det. Wegen des verwendeten keramischen Materials weist das obere Element eine hohe Temperaturbeständigkeit und Verschleissfestigkeit auf, so dass der Rost luftgekühlt sein kann. Das obere keramische Element und das untere Ele ment jedes Roststabes sind formschlüssig und mittels Bolzen und elastischer Elemente, z. B. Federn miteinander verbunden. Nachteilig an diesem Stand der Technik ist, dass bei einer Schlagbeanspruchung das als Platte ausgebildete obe re keramische Element leicht zerspringt, weil die Keramik sehr spröde ist und eine hohe Schlagempfindlichkeit sowie geringe Bruchdehnung aufweist. Ausserdem ist es nicht möglich, die grossen Temperaturunterschiede und das unterschiedliche thermische Ausdehnungsverhalten der beiden Elemente ausreichend auszuglei chen, so dass es zu unerwünschten Spannungen und Verwerfungen kommt, die die Betriebsdauer des Rostes verkürzen. Hinzu kommt, dass eine hohe Ferti gungstoleranz der Verbindungen erforderlich ist, um nicht durch die Montage schon Vorschädigungen zu bewirken. Dies führt zu hohen Herstellungskosten.Therefore, one tries to use the material in accordance with the stress To improve the properties of the air-cooled grate bars. So from EP 0 382 045 A2 a grate bar is known which consists of a supporting lower element Steel or cast iron and an upper element made of ceramic material stands, the ceramic element the bed for the waste to be burned bil det. Because of the ceramic material used, the top element a high temperature resistance and wear resistance, so that the Rust can be air-cooled. The upper ceramic element and the lower ele ment of each grate bar are form-fitting and by means of bolts and elastic Elements, e.g. B. connected springs. A disadvantage of this state of the Technique is that with a shock load, the top designed as a plate re ceramic element easily shatters because the ceramic is very brittle and one has high impact sensitivity and low elongation at break. Also is it is not possible the big temperature differences and the different to adequately compensate for the thermal expansion behavior of the two elements Chen, so that there are undesirable tensions and distortions that shorten the operating time of the grate. Add to that a high ferti tolerance of the connections is required to avoid assembly to cause pre-damage. This leads to high manufacturing costs.

Eine ähnliche Lösung ist aus DE 33 14 098 C2 bekannt, bei welcher der Rost block bzw. Roststab als Bestandteil eines Rostbelags für einen Müllverbren nungsofen so ausgebildet ist, dass der der Verbrennung ausgesetzte Rostblock- bzw. Roststabteil aus feinkeramischem Werkstoff besteht und der Block- bzw. Stabhalter mit Lagerteil aus Stahl oder Stahlguss gefertigt ist. Auch hier werden beide Teile mittels Schraubverbindungen zusammengehalten. Diese Ausführung hat neben den oben aufgeführten Nachteilen zusätzlich den Nachteil, dass sie sehr teuer ist, weil hier fast der gesamte Rostblock bzw. Roststab aus teurem ke ramischen Material besteht.A similar solution is known from DE 33 14 098 C2, in which the grate block or grate bar as part of a grate covering for garbage burning oven is designed so that the grate block exposed to combustion or grate bar part made of fine ceramic material and the block or Rod holder with bearing part is made of steel or cast steel. Also be here both parts held together by screw connections. This execution In addition to the disadvantages listed above, it also has the disadvantage that it is very expensive because almost the entire grate block or grate bar made of expensive ke ramische material exists.

Presentation of the invention

Die Erfindung versucht, alle diese Nachteile zu vermeiden. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, einen luftgekühlten hochtemperaturbeständigen Roststab für einen Verbrennungsrost aufzuzeigen, dessen direkt der Verbrennung ausgesetzten Teile aus keramischem Material bestehen, wobei der Roststab relativ kostengün stig ist, Schlagbeanspruchungen gut aufnimmt und sich durch geringen Ver schleiss auszeichnet, so dass er eine lange Lebensdauer aufweist. The invention tries to avoid all of these disadvantages. You have the task based on an air-cooled, high-temperature-resistant grate bar for one To show combustion grate, its directly exposed to combustion Parts consist of ceramic material, the grate bar relatively inexpensive is strong, absorbs impact stresses well and is characterized by low ver wear, so that it has a long service life.

Erfindungsgemäss wird dies bei einem Roststab gemäss Oberbegriff des Patent anspruches 1 dadurch erreicht, dass die keramische Schicht aus einer Vielzahl keramischer Elemente besteht, die in Zwischenräume einer gitterartige metalli sche Rahmenstruktur eingebettet sind.According to the invention, this applies to a grate bar according to the preamble of the patent Claim 1 achieved in that the ceramic layer from a variety consists of ceramic elements in the interstices of a lattice-like metalli cal frame structure are embedded.

Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, dass einerseits lediglich die bei hohen Temperaturen den korrosiven und oxidierenden Atmosphären ausgesetzten Teile des Roststabes mit einer hochtemperaturbeständigen keramischen Schicht ver sehen sind, so dass der Roststab relativ kostengünstig ist, andererseits bei einer Schlagbeanspruchung die Keramik nicht zerspringt, da sie in die duktile metalli sche Rahmenstruktur eingebettet ist, die diese Beanspruchung aufnehmen und problemlos verkraften kann. Da die Rahmenstruktur eine Vielzahl von kerami schen Elementen umschliesst kommt ausserdem noch als Vorteil hinzu, dass bei einem eventuellen Ausfall eines keramischen Elementes der Roststab trotzdem noch eine genügende Betriebssicherheit aufweist und weiter eingesetzt werden kann. Schliesslich sind die Temperaturunterschiede innerhalb des Roststabes we sentlich kleiner als beispielsweise bei einem Roststab, dessen Oberfläche mit einer einzigen keramischen Platte abgedeckt ist, demzufolge sind weniger thermi sche Spannungen vorhanden, so dass der Roststab eine längere Lebensdauer aufweist.The advantages of the invention are that on the one hand only those at high Temperatures in parts exposed to corrosive and oxidizing atmospheres the grate bar with a high temperature resistant ceramic layer are seen, so that the grate bar is relatively inexpensive, on the other hand with a Impact stress does not shatter the ceramic, as it is in the ductile metal cal frame structure is embedded, which absorb this stress and can easily cope. Because the frame structure a variety of kerami enclosing elements also has the added advantage that at a possible failure of a ceramic element, the grate bar anyway still has sufficient operational reliability and will continue to be used can. Finally, the temperature differences within the grate bar are we considerably smaller than, for example, a grate bar, the surface of which has a single ceramic plate is covered, consequently are less thermi tensions exist so that the grate bar has a longer life having.

Es ist zweckmässig, wenn die metallische Rahmenstruktur herstellungsbedingt ein Teil des Roststabes ist. Dann entfällt eine Befestigung der Rahmenstruktur auf der Roststaboberfläche. Die keramischen Elemente können später in die Zwischen räume der Rahmenstruktur gefüllt werden oder sie werden gleich bei der Herstel lung der metallischen Komponenten des Roststabes in die Rahmenstruktur einge presst bzw. gegossen. It is expedient if the metallic frame structure is due to the manufacturing process Is part of the grate bar. Then there is no need to attach the frame structure to the Grate bar surface. The ceramic elements can later in the intermediate spaces of the frame structure can be filled or they become the same at the manufacturer tion of the metallic components of the grate bar inserted into the frame structure presses or casts.

Es ist auch vorteilhaft, wenn die metallische Rahmenstruktur ein separates Bauteil ist, welches mit dem Roststab verbunden ist und vor oder nach der Verbindung mit den keramischen Elementen gefüllt wird, weil dadurch eine Vorfertigung er möglicht wird und alte Stäbe leicht vor Ort repariert werden können. Aus Funkti ons- oder Kostengründen ist es auch von Vorteil, wenn der Grundträger und der die Keramik enthaltende Rahmen aus verschiedenen Materialien bestehen.It is also advantageous if the metallic frame structure is a separate component which is connected to the grate bar and before or after the connection is filled with the ceramic elements because he prefabricated is possible and old bars can be easily repaired on site. From functi Ons or cost reasons, it is also advantageous if the basic carrier and the the ceramic-containing frames are made of different materials.

Es ist weiterhin ein Vorteil, wenn die Zwischenräume zur Aufnahme der kerami schen Elemente derartig ausgebildet sind, dass der parallel zur Roststaboberflä che ausgerichtete Querschnitt der Zwischenräume bzw. der keramischen Ele mente polygonal oder rund bzw. elliptisch ist und einen Streckungsgrad in Längs richtung des Roststabes zwischen 1 und 20, vorzugsweise 1 bis 3, und ein Tie fenverhältnis relativ zur Querrichtung zwischen 0,1 und 20, vorzugsweise 1 bis 3, aufweisen. Infolge der Längsstreckung der keramischen Elemente sind nur wenig Kanten in Querrichtung vorhanden, so dass bei der Bewegung des Roststabes in Längsrichtung nur eine geringe Reibung hervorgerufen wird, was sich günstig in Bezug auf den Materialtransport, aber auch in Bezug auf den Verschleiss des Roststabes auswirkt.It is also an advantage if the gaps accommodate the kerami rule elements are designed such that the parallel to the Roststaboberflä che aligned cross section of the gaps or the ceramic ele mente polygonal or round or elliptical and a degree of elongation in the longitudinal direction of the grate bar between 1 and 20, preferably 1 to 3, and a tie fen ratio relative to the transverse direction between 0.1 and 20, preferably 1 to 3, exhibit. Due to the longitudinal stretching of the ceramic elements, there are only a few Edges present in the transverse direction so that when the grate bar moves in Longitudinal only a small amount of friction is caused, which is beneficial in Regarding the material transport, but also in terms of the wear of the Rust rod affects.

Weiterhin ist es zweckmässig, wenn die Zwischenräume der metallischen Rah menstruktur bzw. die keramischen Elemente senkrecht zur Roststaboberfläche variable Querschnitte aufweisen. Dadurch kann z. B. erreicht werden, dass das keramische Material während der Beanspruchung nicht aus der metallischen Rahmenstruktur herausgerissen, sondern dort festgehalten wird.Furthermore, it is expedient if the spaces between the metallic frames structure or the ceramic elements perpendicular to the grate bar surface have variable cross sections. This can, for. B. be achieved that ceramic material during the stress not from the metallic Frame structure torn out, but is held there.

Das keramische Material besteht aus mindestens einer Komponente oxidischer, karbidischer oder nitridischer Phasen, vorzugsweise Aluminiumoxid, Chromoxid, Siliziumkarbid, Siliziumnitrid, Siliziumdioxid oder Mischungen dieser Verbindungen und ist hydraulisch oder chemisch gebunden. Es kann faserverstärktes Material (Metall- oder Keramikfasern), poröse Strukturen oder monolithische Strukturkera mik sein. Durch Verwendung variabler Dicken, Materialien und Formen für ver schiedene Stellen des Roststabes sind vorteilhaft der Wärmefluss und die Erosion entsprechend den Anforderungen anpassbar.The ceramic material consists of at least one component of oxidic, carbidic or nitridic phases, preferably aluminum oxide, chromium oxide, Silicon carbide, silicon nitride, silicon dioxide or mixtures of these compounds and is hydraulically or chemically bound. It can be fiber reinforced material (Metal or ceramic fibers), porous structures or monolithic structural keras be mic. By using variable thicknesses, materials and shapes for ver Different locations on the grate bar are advantageous in terms of heat flow and erosion customizable according to requirements.

Brief description of the drawing

In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:Several exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing. Show it:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Teiles eines Müllverbrennungs rostes in der Draufsicht (oberer Teil von Fig. 1) und in der Seitenan sicht (unterer Teil von Fig. 1) nach dem bekannten Stand der Tech nik; Fig. 1 is a schematic representation of a part of a waste incineration grate in plan view (upper part of Fig. 1) and in the Seitenan view (lower part of Fig. 1) according to the known state of the art;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die metallische Rahmenstruktur eines Roststa bes, welche mit keramischen Elementen gefüllt ist, in einer ersten Ausführungsvariante der Erfindung; Figure 2 is a plan view of the metallic frame structure of a Roststa bes, which is filled with ceramic elements, in a first embodiment of the invention.

Fig. 3 eine Draufsicht auf die metallische Rahmenstruktur eines Roststa bes, welche mit keramischen Elementen gefüllt ist, in einer zweiten Ausführungsvariante der Erfindung; Figure 3 is a plan view of the metallic frame structure of a Roststa bes, which is filled with ceramic elements, in a second embodiment of the invention.

Fig. 4 eine Draufsicht auf die metallische Rahmenstruktur eines Roststa bes, welche mit keramischen Elementen gefüllt ist, in einer dritten Ausführungsvariante der Erfindung; Figure 4 is a plan view of the metallic frame structure of a Roststa bes, which is filled with ceramic elements, in a third embodiment of the invention.

Fig. 5 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemässen Roststab ge mäss Fig. 3; Fig. 5 shows a longitudinal section through an inventive ge grate bar Mäss Fig. 3;

Fig. 6 einen Längsschnitt durch einen weiteren erfindungsgemässen Roststab. Fig. 6 shows a longitudinal section according to the invention by a further grate bar.

Es sind nur die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Elemente gezeigt.Only the elements essential for understanding the invention are shown.

Way of carrying out the invention

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und der Fig. 1 bis 7 näher erläutert.The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments and FIGS. 1 to 7.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Teil eines luftgekühlten Rostes einer Müllverbren nungsanlage, wobei im oberen Teilbild eine Draufsicht, im unteren Teilbild eine Seitenansicht zu sehen ist. Der Rost besteht aus 4 Roststabreihen 1, in denen jeweils 3 Roststäbe 2 nebeneinander angeordnet sind. Der Rost ist in einem nicht dargestellten Verbrennungsofen angeordnet, in welchem Müll verbrannt wird. Durch eine definierte Bewegung der einzelnen Roststäbe 2 wird der Müll durch den Feuerraum transportiert. Durch den Rost strömt Primärluft, die zuerst die Roststäbe 2 kühlt und anschliessend zur Verbrennung des Mülls benutzt wird. Dies ist bekannter Stand der Technik. Da die Oberfläche des Roststabes dabei Temperaturen < 700°C und zudem noch oxidierenden und korrosiven Atmosphä ren ausgesetzt ist, wird die dem Müllbett zugewandte Oberfläche zumindestens mit einer keramischen Schicht 3 (s. unteres Teilbild von Fig. 1) versehen. Dies ist ebenfalls bekannter Stand der Technik. Fig. 1 shows schematically part of an air-cooled grate of a refuse incineration plant, with a top view in the upper part, a side view in the lower part. The grate consists of 4 rows of grate bars 1 , in each of which 3 grate bars 2 are arranged side by side. The grate is arranged in an incinerator, not shown, in which waste is burned. The garbage is transported through the combustion chamber by a defined movement of the individual grate bars 2 . Primary air flows through the grate, which first cools the grate bars 2 and is then used to incinerate the waste. This is known in the art. Since the surface of the grate bar is exposed to temperatures <700 ° C and also oxidizing and corrosive atmospheres, the surface facing the garbage bed is at least provided with a ceramic layer 3 (see lower partial image of FIG. 1). This is also known in the art.

Gemäss vorliegender Erfindung ist diese keramische Schicht 3 aber besonders ausgebildet. Fig. 2 zeigt in einer ersten Ausführungsvariante der Erfindung eine Draufsicht auf die metallische Rahmenstruktur 4 eines Roststabes 2, welche mit keramischen Elementen 5 gefüllt ist. Die metallische Rahmenstruktur 4 bildet in Längsrichtung des Roststabes 2 gestreckte Zwischenräume 6 (s. rechter Teil von Fig. 2), welche mit keramischen Elementen 5 gefüllt sind.According to the present invention, however, this ceramic layer 3 is specially designed. Fig. 2 in a first embodiment of the invention shows a plan view of the metallic frame structure 4 of a grate bar 2, which is filled with ceramic elements 5. The metallic frame structure 4 forms elongated spaces 6 in the longitudinal direction of the grate bar 2 (see right part of FIG. 2), which are filled with ceramic elements 5 .

Durch den Einsatz der keramischen Elemente 5 wird eine hohe Temperaturbe ständigkeit des Roststabes 2 erreicht. Ausserdem zerspringt bei der erfindungs gemässen Lösung die Keramik nicht bei einer Schlagbeanspruchung, da sie in die duktile metallische Rahmenstruktur 4 eingepresst ist, so dass der Roststab relativ kostengünstig ist, andererseits bei einer Schlagbeanspruchung die Keramik nicht zerspringt, da sie in die duktile metallische Rahmenstruktur 4 eingebettet ist, die diese Beanspruchung aufnehmen und problemlos verkraften kann. Da die Rah menstruktur 4 eine Vielzahl von keramischen Elementen 5 umschliesst, kommt ausserdem noch als Vorteil hinzu, dass bei einem eventuellen Ausfall eines kera mischen Elementes 5 der Roststab 2 trotzdem noch eine genügende Betriebssi cherheit aufweist und weiter eingesetzt werden kann. Schliesslich sind die Tempe raturunterschiede innerhalb des Roststabes 2 wesentlich kleiner als beispielswei se bei einem Roststab, dessen Oberfläche mit einer einzigen keramischen Platte abgedeckt ist, demzufolge sind weniger thermische Spannungen vorhanden, so dass der Roststab 2 eine längere Lebensdauer aufweist.By using the ceramic elements 5 , a high temperature resistance of the grate bar 2 is achieved. In addition, in the solution according to the invention, the ceramic does not shatter under impact stress, since it is pressed into the ductile metallic frame structure 4 , so that the grate bar is relatively inexpensive, and on the other hand, under impact stress, the ceramic does not shatter, since it strikes the ductile metallic frame structure 4 is embedded, which can absorb this strain and easily cope. Since the frame structure 4 encloses a large number of ceramic elements 5 , there is also an additional advantage that in the event of a failure of a ceramic element 5 the grate bar 2 still has sufficient operational safety and can be used further. Finally, the temperature differences within the grate bar 2 are significantly smaller than, for example, in the case of a grate bar whose surface is covered with a single ceramic plate, and consequently there are fewer thermal stresses, so that the grate bar 2 has a longer service life.

Die metallische Rahmenstruktur 4 kann in Bezug auf ihre Form sehr unterschied lich ausgebildet sein. Fig. 2 zeigt beispielsweise eine sechseckige Kontur der Zwi schenräume 6. Die in die Zwischenräume 6 einzusetzenden keramischen Ele mente 5 weisen somit eine einfach herstellbare Wabenstruktur auf.The metallic frame structure 4 can be designed very differently in terms of their shape. Fig. 2 shows, for example, a hexagonal contour of the inter mediate spaces 6th The ceramic elements 5 to be inserted into the spaces 6 thus have a honeycomb structure that is easy to produce.

Fig. 3 zeigt schliesslich eine Ausführungsform, bei der die keramischen Elemente 5 ziegelartig ausgebildet sind und in rechteckige Zwischenräume 6 der metalli schen Rahmenstruktur 4 eingepresst sind. Auch diese Form ist recht einfach zu realisieren. Fig. 3 finally shows an embodiment in which the ceramic elements 5 are brick-shaped and are pressed into rectangular spaces 6 of the metallic frame structure 4's . This form is also quite easy to implement.

Gemäss Fig. 4 sind auch elliptische Querschnitte der Zwischenräume 6 parallel zur Roststaboberfläche und dementsprechend elliptische Querschnitte der zuge hörigen keramischen Elemente 5 denkbar.According to FIG. 4, elliptical cross sections of the spaces 6 parallel to the grate bar surface and accordingly elliptical cross sections of the associated ceramic elements 5 are also conceivable.

Eine Längsstreckung der keramischen Elemente 5 in Längsrichtung der Roststäbe 2 hat den Vorteil, dass nur wenig Kanten in Querrichtung vorhanden, so dass bei der Bewegung des Roststabes 2, die in Längsrichtung erfolgt, nur eine geringe Reibung hervorgerufen wird, was sich günstig in Bezug auf den Transport des Brenngutes, aber auch in Bezug auf den Verschleiss des Roststabes 2 auswirkt. Denkbar sind Streckungsgrade im Bereich von 0,1 bis 20. Unter dem Streckungs grad soll dabei der Quotient aus Längsausdehnung zu Querausdehnung (in Be zug auf die Längsrichtung des Roststabes) eines keramischen Elementes 5 bzw. eines Zwischenraumes 6 verstanden werden. Es sind somit auch quadratische Querschnitte oder kreisförmige Querschnitte der Zwischenräume möglich. Bevor zugt sollte ein Streckungsgrad von etwa 1 bis 3 verwendet werden. Das Tiefen verhältnis relativ zur Querrichtung sollte ebenfalls zwischen 0,1 und 20, vorzugs weise 1 bis 3 liegen.A longitudinal stretching of the ceramic elements 5 in the longitudinal direction of the grate bars 2 has the advantage that there are only a few edges in the transverse direction, so that when the grate bar 2 moves in the longitudinal direction, only slight friction is produced, which is advantageous in relation to affects the transport of the firing material, but also in relation to the wear of the grate bar 2 . Degree of stretching in the range from 0.1 to 20 is conceivable. The degree of stretching is to be understood as the quotient from longitudinal expansion to transverse expansion (with reference to the longitudinal direction of the grate bar) of a ceramic element 5 or an intermediate space 6 . Square cross sections or circular cross sections of the intermediate spaces are thus also possible. Before doing so, an aspect ratio of about 1 to 3 should be used. The depth ratio relative to the transverse direction should also be between 0.1 and 20, preferably 1 to 3.

Fig. 5 zeigt einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemässen Roststab 2 ge mäss Fig. 3. Die keramischen Elemente 5, die in die Zwischenräume 6 eingebettet sind, haben die Form eines Ziegels, d. h. sie sind quaderförmig. Die Zwischen räume 6 der metallischen Rahmenstruktur 4 bzw. die keramischen Elemente 5 weisen somit bei diesem Ausführungsbeispiel senkrecht zur Roststaboberfläche einen konstanten Querschnitt auf. Fig. 5 shows a longitudinal section through a grate bar 2 ge according to FIG. 3. The ceramic elements 5 , which are embedded in the spaces 6 , have the shape of a brick, ie they are cuboid. The spaces 6 of the metallic frame structure 4 and the ceramic elements 5 thus have a constant cross section in this embodiment perpendicular to the grate bar surface.

Fig. 6 zeigt in einem Längsschnitt eine andere mögliche Ausführungsvariante eines Roststabes. Hier weisen die Zwischenräume 6 der metallischen Rahmen struktur 4 bzw. die keramischen Elemente 5 senkrecht zur Roststaboberfläche einen variablen Querschnitt auf, und zwar derart, dass die keramischen Elemente 5 direkt an der Oberfläche einen etwas kleineren Querschnitt aufweisen als in einem Abstand von der Oberfläche. Das hat den Vorteil, dass während der Bean spruchung das keramische Material nicht ausgerissen wird, allerdings wird die metallische Oberfläche gegenüber der Variante gemäss Fig. 5 etwas vergrössert. Die hohe Verschleiss- und Temperaturbeständigkeit dieses Roststabes ist aber trotzdem gegeben. Fig. 6 shows in a longitudinal section another possible embodiment of a grate bar. Here, the spaces 6 of the metallic frame structure 4 or the ceramic elements 5 perpendicular to the grate bar surface have a variable cross section, in such a way that the ceramic elements 5 have a somewhat smaller cross section directly on the surface than at a distance from the surface. This has the advantage that the ceramic material is not torn out during stress, but the metallic surface is somewhat enlarged compared to the variant according to FIG. 5. The high wear and temperature resistance of this grate bar is nevertheless given.

Erfindungsgemäss bestehen die keramischen Elemente 5 aus mindestens einer Komponente oxidischer, karbidischer oder nitridischer Phasen. Sie enthalten vor zugsweise Aluminiumoxid, Chromoxid, Siliziumkarbid, Siliziumdioxid oder Mi schungen dieser Verbindungen. Das keramische Material ist hydraulisch oder chemisch gebunden.According to the invention, the ceramic elements 5 consist of at least one component of oxidic, carbidic or nitridic phases. They preferably contain aluminum oxide, chromium oxide, silicon carbide, silicon dioxide or mixtures of these compounds. The ceramic material is hydraulically or chemically bound.

Die keramischen Elemente 5 können auch aus faserverstärktem Material (Metall- oder Keramikfaser) bestehen. Denkbar sind auch Elemente 5 aus monolithischer Keramik oder poröse Strukturen. Die keramischen Elemente 5 können vor ihrem Einsatz in die Zwischenräume 6 der metallischen Rahmenstruktur 4 als gesinterte Körper hergestellt werden.The ceramic elements 5 can also consist of fiber-reinforced material (metal or ceramic fiber). Elements 5 made of monolithic ceramic or porous structures are also conceivable. The ceramic elements 5 can be produced as sintered bodies before they are used in the spaces 6 of the metallic frame structure 4 .

Die keramischen Elemente 5 können vor oder während der Herstellung der metal lischen Rahmenstruktur 4 des Roststabes 2 in diese eingepresst, eingegossen, eingelötet oder durch Formschluss (z. B. Schwalbenschwanz) eingepasst werden. Die metallische Rahmenstruktur 4 kann entweder als ein separates Bauteil aus gebildet sein, welches mit dem Roststab 2 verbunden ist, beispielsweise durch Löten, Schweissen, Schrauben oder Fixierung durch Formschluss oder die metal lische Rahmenstruktur ist selbst herstellungsbedingt ein Teil des Roststabes 2, indem der Roststab einschliesslich der Rahmenstruktur als ein Gussteil hergestellt wird. The ceramic elements 5 can be pressed, poured, soldered or fit by positive locking (eg dovetail) before or during the manufacture of the metallic frame structure 4 of the grate bar 2 . The metallic frame structure 4 can either be formed as a separate component, which is connected to the grate bar 2 , for example by soldering, welding, screwing or fixing by positive locking, or the metallic frame structure is itself part of the grate bar 2 due to the manufacturing process , by the grate bar including the frame structure is manufactured as a casting.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsbei spiele beschränkt. So kann beispielsweise auch nur der Kopf des Roststabes 2 mit der erfindungsgemässen keramischen Schicht versehen sein. Es können va riable Dicken, Materialien und Formen für verschiedene Stellen des Roststabes eingesetzt werden, so dass eine optimale Anpassung an die jeweilige Beanspru chung erfolgt. Ebenso ist ein Herstellungsmix entsprechend lokal verschiedener Anforderungen innerhalb des Roststabes denkbar. Der zu beschichtende Grund körper kann auch mit geschlossenen Oberflächen gestaltet werden, so dass im Falle eines Abplatzens der Schicht der Roststab noch für eine Weile in Betrieb bleiben kann und somit gute Notlaufeigenschaften aufweist.Of course, the invention is not limited to the game Ausführungsbei described. For example, only the head of the grate bar 2 can be provided with the ceramic layer according to the invention. Varyable thicknesses, materials and shapes can be used for different positions of the grate bar, so that they can be optimally adapted to the respective load. A production mix corresponding to locally different requirements within the grate bar is also conceivable. The base body to be coated can also be designed with closed surfaces, so that if the layer flakes off, the grate bar can remain in operation for a while and thus has good emergency running properties.

Reference list

11

Roststabreihe
Row of grate bars

22nd

Roststab
Grate bar

33rd

keramische Schicht
ceramic layer

44th

metallische Rahmenstruktur
metallic frame structure

55

keramisches Element
ceramic element

66

Zwischenraum
Space

Claims

1. High-temperature-resistant grate bar ( 2 ) for a combustion furnace, in particular waste incinerator, the surface of which faces the waste bed at least partially consists of a ceramic layer ( 3 ), characterized in that the ceramic layer ( 3 ) consists of a large number of ceramic elements ( 5 ), which are embedded in the spaces ( 6 ) of a lattice-like metallic frame structure ( 4 ).

2. High temperature resistant grate bar ( 2 ) according to claim 1, characterized in that the metallic frame structure ( 4 ) is a part of the grate bar ( 2 ) due to the production.

3. High temperature-resistant grate bar according to claim 1, characterized in that the metallic frame structure ( 4 ) is a separate component which is connected to the grate bar ( 2 ).

4. High-temperature resistant grate bar according to claim 1, characterized in that the parallel to the grate bar surface cross section of the spaces ( 6 ) of the metallic frame structure ( 4 ) or the ceramic elements ( 5 ) is polygonal and an elongation in the longitudinal direction of the grate bar ( 2nd ) between 0.1 and 20, preferably 1 to 3, and a depth relative to the transverse direction between 0.1 and 20, preferably 1 to 3.

5. High-temperature resistant grate bar according to claim 4, characterized in that the spaces ( 6 ) or ceramic elements ( 5 ) have a honeycomb structure.

6. High-temperature resistant grate bar according to claim 1, characterized in that the cross section of the interstices ( 6 ) of the metallic frame structure ( 4 ) or the ceramic elements ( 5 ) aligned parallel to the grate bar surface is circular or elliptical and an elongation degree in the longitudinal direction of the Grate bar ( 2 ) between 0.1 and 20, preferably 1 to 3, and has a depth relative to the transverse direction between 0.1 and 20, preferably 1 to 3.

7. High temperature resistant grate bar according to one of claims 1, 4 or 6, characterized in that the spaces ( 6 ) of the metallic frame structure ( 4 ) or the ceramic elements ( 5 ) have variable cross sections perpendicular to the grate bar surface.

8. High-temperature-resistant grate bar according to claim 1, characterized in that the ceramic elements ( 5 ) consist of at least one component of oxidic, carbide or nitride phases.

9. High temperature resistant grate bar according to claim 8, characterized in that the ceramic elements ( 5 ) contain aluminum oxide, chromium oxide, silicon carbide, silicon nitride, silicon dioxide or mixtures of these compounds and the material is hydraulically or chemically bound.

10. High temperature resistant grate bar according to claim 8, characterized in that the ceramic elements ( 5 ) consist of fiber-reinforced material.