DE2413521B2 - Hochverschleißfester Siebkörper - Google Patents

Description

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Die Erfindung befaßt sich mit der Herstellung eines hochverschleißfesten Siebkörpers zum Absieben körniger Stoffe.

Bekanntlich werden an verschiedenen Stellen der Technik Erze, kalter Sinter oder Mineralien aller Art aus verfahrenstechnischen Gründen abgesiebt. Infolge der Schleißschärfe dieser Mineralien aller Art jo und infolge der von ihnen auf den Siebkörper ausgeübten reibenden Bewegung bei marken Drücken tritt nicht selten sehr erheblicher Verschleiß an den Siebkörpern, insbesondere deren Lo !wandungen auf. Dadurch wird die Körnung des abgesiebten Gutes un- a erwünscht verändert. Infolgedessen muß die Siebmaschine öfters abgestellt und der Siebkörper nachgebessert oder ausgewechselt werden; dadurch werden ganze Betriebsteile stillgelegt.

Um diese Mängel zu vermindern, wurde bereits vorgeschlagen, Siebbeläge dadurch herzustellen, daß auf ein an sich wenig verschleißfestes, aber zähes Material eine hochverschleißfeste Auftragsschweißung automatisch aufgebracht wird, und daß im Anschluß daran die so hergestellten Platten mit einem gewünschten Lochmuster versehen werden.

Es ist weiterhin bereits vorgeschlagen worden, die Löcher eines vorgelochten Bleches mit Stopfen zu verschließen und sodann die ganze Blechoberfläche und Stopfenstirnflächen zu überschweißen; anschlie- >o ßend sollen die Stopfen wieder entfernt und damit die Sieblöcher freigelegt werden. Auch dieses Verfahren ist verhältnismäßig teuer in der Herstellung.

Andere Vorschläge beziehen sich auf das Gießen des ganzen Siebkörpers aus herkömmlichen, nahelie- π genden Werkstoffen oder auf langwierige Handschweißung. Keines der bekannten Verfahren hat bisher restlos befriedigt.

Durch die DE-AS 1190305 ist es deuweiteren bekannt geworden, ein Siebblech aus einem gewalzten fen Verbundgußstahl herzustellen. Hierbei besteht die eine Lage, die als eigentliches Siebblech dient, aus einem relativ harten Stahl und die andere Lage aus einem relativ weichen, zähen Stahl. Die bekannte Lösung entspricht dem bisherigen Wissensstand des t>5 Durchschnittsfachmannes (vgl. hierzu auch »Werkstoff-Handbuch Stahl und Eisen«, 1965, Seite H 21-7), dahingehend, daß nämlich ein Siebkörper nicht aus einem einzigen verschleißfesten Werkstoff bisher hergestellt werden könne, sondern daß man vielmehr auf einen zähen Grundkörper eine hochverschleißfeste Decklage aufbringen müsse. Es handelt sich bei der bekannten Lösung also um eine sowohl in kostenmäßiger als auch in technischer Hinsicht sehr aufwendige Maßnahme zur Herstellung eines Siebkörpers.

Die DE-OS 2129959 lehrt zwar die Verwendung einer hochfesten Stahllegierung mit niedrigem Kohlenstoffgehalt als Verschleißschutz bei Reib-, Mahl-, Schleif- od. dgl. Scheiben für Zerfaserungs- oder Verfeinerungsmaschinen der Zellstoffindustrie. Bei der Herstellung von Papierbrei oder ZeUstoffbrei geht es fm wesentlichen um eine rein ritzende Beanspruchung kleiner Gußteile, die so bruchgefährdet sind, daß bei der bekannten Legierung nach DE-OS 2129959 ein niedriger Kohlenstoffgehalt vorgeschlagen worden ist. Der Werkstoff muß also bei derartigen Zerf aserungsscheiben völlig anderen Beanspruchungsarten standhalten als dies beim Gegenstand der vorliegenden Anmeldung, nämlich bei einem verschleißbeanspruchten Siebkörper, der Fall ist.

Durch die GB-PS 1119516 ist es weiterhin bekannt, verschleißfeste Stahllegierungen für Brecher- oder Mischerschaufeln zu verwenden. Auch hier handelt es sich aber un> eine Beanspruchungsart, die mit der Verschleißbeanspruchung von Siebkörpern nach der vorliegenden Anmeldimg nicht vergleichbar ist.

Aus der US-PS 3410682 ist ferner die Lehre zu entnehmen, in Kugel- oder Schlagmühlen gegen abrasive n Verschleiß beständige Auskleidungsplatten zu verwenden. Auch diese Beanspruchungsart steht indessen beim Anmeldungsgegenstand (Siebkörper) nicht im Vordergrund. Die DE-PS 564 794 befaßt sich mit der Wärmebehandlung von aus ledeburitischen Stählen hergestellten Walzen für das Warmverformen von heißem Walzgut. Sie ist somit ebenfalls im Verwendungszweck nicht mit dem Gegenstand der Anmeldung, die sich auf einen Siebkörper bezieht, vergleichbar.

Durch die US-PS 3018891 sind schließlich verschleißfeste Siebplatten bekannt geworden, bei denen das gegen Verschleiß beständige Material in einem Gummiträger eingebettet ist. Die beim Absieben körniger Stoffe auftretenden Materialbeanspruchungen sind aber mit diesen aus der US-PS 3018891 zu entnehmenden Beanspruchungsarten nicht vergleichbar, weil bei Siebflächen nicht nur das Problem der Verschleißfestigkeit in den Lochwandungen der Siebkörper, sondern auch das Problem der Stoßunempfindiichkeit der Siebkörper im rauhen Siebbetrieb gelöst werden muß.

Aufgabe der vorliegenden Anmeldung ist es, Siebkörper herzustellen, die nicht nur hochverschleißfest gegen abschleifend wirkende Siebgüter sind, sondern auch bei der Härtung der Siebkörper und deren späterem Einsatz gut formbeständig, d. h. eben, stoßunempfindlich und bruchfest, sind.

Dieses Problem wird nach der erfindungsgemäßen Lehre gelöst durch die Verwendung eines ledeburitischen Chromstahles, bestehend aus 1,5 bis 3 Gew.-% C, 8 bis 20Gew.-% Cr, 0,2 bis 1 Gew.-% Si, < 0,5 Gew.-% S, < 0,05 Gew.-% P, zusätzlich von je < 15 Gew.-% Mo. W, V, Ni oder Mn, einzeln oder kombiniert, Rest Eisen und Verunreinigungen, für die Herstellung eines hochverschleißfesten Siebkörpers zum Absieben körniger Stoffe, der nach Lochung der weichgeglühten Siebplatte auf über 900° C erwärmt

und anschließend durch Abkühlung in einem wassergekühlten Gesenk unter Farmzwang gehärtet ist.

Die hohe Verschleißfestigkeit iedeburitischer Chromstähle ist zwar an sich bekannt; jedoch hat die Fachwelt bisher deren Einsatz dann von vornherein ausgeschlossen, wenn auch die Forderung nach Stoßunempfindlichkeit des Werkstoffes bei Rüttelsieben gestellt worden ist Deshalb sind für derartige Zwecke Siebe entwickelt worden, die aus Gummi mit eingelagerten verschleißfesten Materialien bestehen. Als Be- ι ο weis bierfür sei nochmals die bereits oben abgehandelte US-PS 3018891 erwähnt.

Auch das Fachbuch srWerkstofftabellen der Metalle« von Wellinger-Gimmel-Bodenstein, belegt mit den Werkstoffen Nr. 12080 und Nr. 12436 ganz eindeutig, daß ledeburi tische Chromstähle bisher nicht für Siebbleche, sondern für ganz andere Verwendungszwecke eingesetzt worden sind.

Schließlich lehrt auch das »Werkstoff-Handbuch Stahl und Eisen«, 1965, Seite H 21-7, letzter Absatz, ^n - ebenso wie der in der DE-PS 671819 gewürdigte Stand der Technik — lediglich die Verwendung von Manganhartstählen für die Herstellung von Siebplatten. Dieser Werkstoff ist jedoch mit dem erfindungsgemäß zu verwendenden ledeburitischen Chrom- ri stahl in keiner Weise im Legierungsaufbau vergleichbar.

Der Anmeldung ist es somit vorbehalten gewesen, für speziell wärmebehandelte ledeburitische Chromstähle ein neues Verwendungsgebiet, nämlich die x> Herstellung von Siebkörpern, erfolgreich zu erschließen.

Die Erfindung ist in Abb. 1 und 2 schematisch dargestellt. Es zeigt

Ab. 1 den Aufblick auf einen erfindungsgemäßen r> Siebkörper,

Abb. 2 einen Schnitt durch Abb. 1 längs der Linie A-B.

Es bezeichnen 1, 2, 3 drei Siebplatten, die aus Iedeburitischem Chromstahl gefertigt sind mit versetzten Rundlöchern 4, 5, 6. Diese Rundlöcher werden aus einer gewalzten, weich geglühten Chromstahlplatte durch Stanzen, Plasmabrennen oder durch Bohren oder sonstige mechanische Bearbeitung ausgearbeitet. Daran anschließend weiden die Bleche in 4> an sich bekannter Art und Weise in einem Wärmeofen auf Härtetemperatur gebracht, wobei diese Abkühlung auf Raumtemperatur anschließend erfindungsgemäß in einem wassergekühlten Gesenk erfolgt. Dabei soll die Abkühlung im wassergekühlten Gesenk ~>n bis auf Raumtemperatur erfolgen oder aber das Lochblech bei einer Temperatur von unter 400° aus dem wassergekühlten Gesenk unter eine nicht wassergekühlte Presse kom.nmen, wobei in beiden Fällen der Pressenstempel eine Fläche von mehr als 75% des ge- >> wünschten Siebbelages abdeckt, vorzugsweise jedoch größer als der zu fertigende Siebbelag ist. Auf diese Weise ist eine intensive Härtung des Bleches bei guter Formbeständigkeit (Ebenheit) gewährleistet.

Die so gefertigten Siebplatten 1,2,3 werden mittels mi Schrauben 7, 8, 9 od. dgl. auf Trägern, z. B. Balken 10,11,12 befestigt, die sich ihrerseits auf Querbalken 13, 14 abstützen.

So hergestellte Siebkörper sind einerseits sehr verschleißfest und erreichen hohe Lebensdauern, ohne h·-. wesentliche Veränderung der Form der Sieböffnungen, d. h. bei langer, nahezu unverändert bleibender Körnungslinie des abgesiebten Siebgutes. Andererseits ist die Herstellung der Sieböffnungen im geglühten, weichen Blech verhältnismäßig einfach und genau; so sind z. B, die Sieböffnungen 4,5,6 leicht von oben nach unten siich konisch erweiternd auszuführen. Die anschließende Härtung im wassergekühlten Gesenk, d. h. unter Formzwang, gewährleistet intensive Härtung einerseilts und Freiheit von Verzug andererseits.

Durch entsprechende Lenkung der Abkühlung können mittelharte bis sehr harte Siebkörper gewonnen werden, die. auch bei Stoßen im Siebbetrieb bruchfrei arbeiten.

Die Trägerkörper 10,11,12 können durch geeignete andere Einrichtungen, z. B. ebenfalls gelochte Platten aus weichem Werkstoff oder durch angepaßte Rippenkörper ersetzt werden.

Anstelle der Verschraubungen 7, 8, 9 können die Siebkörper durch Kleben oder Schweißen auf ihren Trägerkörpern befestigt werden. P^e Trägerkörper erhalten zweckmäßig eine Wandstärke von 50 bis 150% der Wandstärke des Siebkörpers. Es soll mindesens 30% der Unterfläche des Siebkörpers abgestützt werden.

Der erfindungsgemäß zu verwendende Werkstoff kann auch für die Herstellung sog. Spalt-Siebbeläge in Frage kommen, wobei dann Löcher im Trägerkörper ganz entfallen und dieser neben der Erhöhung der Zähigkeit zum Anschweißen geeignet ist.

Zweckmäßig wählt man die Länge der Siebkörper, in Richtung der Hauptbewegung des Siebgutes gemessen, zu 50-150% der Breite (quer dazu).

Die Sieböffnungen im Siebkörper werden in an sich bekannter Weise zweckmäßig so ausgebildet, daß sie sich vom Eintritt des Siebgutes in Richtung zu dessen Austritt erweitern. Die öffnungen im Trägerkörper sollen größer sein als die Löcher am Austritt der Siebkörper. Auch sollen sich die öffnungen im Trägerkörper in Durchfallrichtung stndig erweitern.

Die Sieböffnungen im Siebkörper können als durchgehende längliche Spalte ausgebildet sein.

Der Siebkörper kann freitragend, d. h. über einen größeren Teil seiner Unterfläche, ohne Abstützung durch einen Trägerkörper, ausgebildet sein.

Der Siebkörper erhält bei der Härtung zweckmäßig eine Härte von etwa 50-64 RC.

Der Siebkörper kann auch nur oberflächlich gehärtet sein, z. B. durch Autogenhärtung oder Induktionshärtung.

Auch kann der Siebkörper, statt aus gewalztem Blech herausgearbeitet zu werden, aus einem entsprechenden Werkstoff im Gießverfahren hergestellt werden.

Es nandelt sich bei der Auswahl von ledeburitischem Chromstahl keineswegs nur um die Forderung der Verschleißfestigkeit. Vielmehr geht es sogar überwiegend um die Frage, ob der Werkstoff (der ja nur in hochgehärteten Zustand hochverschleißfest ist) in diesem hochgehär^tem Zustand auch noch die ausreichende Festigkeit besitzt, um den auf einem Sieb auftretenden Stößen und Sehwingungskräften standzuhalten. Endlich spielt die Bearbeitbarkeit eine Rolle, weil in die Stahlplatte Sieböffnungen, meist mechanisch, eingebracht werden müssen, die sich von der Eintrittsseite dei Löcher zur Austrittsseite hin konisch erweitern; dabei dürfen keine übermäßigen Abnutzungen der Werkzeuge auftreten. Der Werkstoff darf sich bei der Abnutzung im Betrieb nicht aufrauhen, sondern muß spiegelglatt werden. Er muß, insbe-

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sondere bei heißem Sinter, korrosionsfest sein. Der muß einfach durchführbar sein, wobei nach der AbWerkstoff muß preislich konkurrenzfähig sein. Er kühlung im Gesenk der gehärtete Körper ziemlich muß, auch in gehärtetem Zustand eine gewisse Rißfe- eben sein soll. Es müssen also eine ganze Anzahl von stigkeit aufweisen; die Stege zwischen den Löchern Bedingungen gleichzeitig erfüllt sein, was z. B. der sollen nicht durchbrechen. Die Wärmebehandlung < Stahl-Eisen-Liste nicht zu entnehmen ist.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verwendungeines ledeburitischen Chromstahles, bestehend aus 1,5 bis 3 Gew.-% C, 8 bis 20Gew.-% Cr, 0,2 bis 1 Gew.-% Si, <0,5Gew.-%S, <0,05Gew.-% P, zusätzlich von je < 15 Gew.-% Mo, W, V, Ni oder Mn, einzeln oder kombiniert, Rest Eisen und Verunreinigungen, für die Herstellung eines hochverschleißfesten Siebkörpers zum Absieben körniger Stoffe, der nach Lochung der weichgeglühten Siebplatte auf über 900° C erwärmt und anschließend durch Abkühlung in einem wassergekühlten Gesenk unier Formzwang gehärtet ist.

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