DE2454202A1 - Cooler grate plate, esp. for cooling cement clinker - made of metal box-frame contg. refractory layer and air holes - Google Patents
Cooler grate plate, esp. for cooling cement clinker - made of metal box-frame contg. refractory layer and air holesInfo
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Abstract
Description
Rostplatte für Rostkühler Die Erfindung betrifft eine Rostplatte für die Hochtemperaturzone eines Rostkühlers, insbesondere für Zementklinker, deren Ivietallkörper oben offene Ka sten aufweist, deren Böden mit Öffnungen für den Durchtritt der Kühlluft versehen sind. Grate plate for grate cooler The invention relates to a grate plate for the high temperature zone of a grate cooler, especially for cement clinker, their Ivietallkörper has open boxes at the top, the bottoms of which have openings for passage the cooling air are provided.
Aus der deutschen Auslegeschrift 2.011.518 ist eine Rostplatte für Rostkühler bekannt, die einen von Kühlluft durchströmten gebil aufweist, in dem nach oben offene Kästen vorhanden sind, deren Böden Luftdurchtflttsöffnungen für die Kühlluft enthalten. Die Kästen liegen mit ihrem Boden unterhalb der Ratplattenebene und mit ihrer Oberkante oberhalb der Rostplattenebene. Wenn die zu kühlenden Klinker auf die Rostplatte gelangen, bildet sich in den Kästen eine Klinkerschicht, die rasch abkühlt und als Isolationsschicht gegenüber den darüber befindlichen Klinkern dient. Nachteilig bei dieser Anordnung ist es, daß der Unterteil der Kästen durch heiße Klinker, auch wenn diese sich rasch abkühlen, beansprucht wird und daß durch die lose, zwangsläufig ungleichmäßige Klinkerschüttung in den Kästen die Strömung der RühlluSt durch die Kästen ebenfalls ungleichmäßig i kann.A grate plate for Grate cooler known, which has a flowed through by cooling air gebil, in which There are boxes that are open at the top and have openings for air through the bottom contain the cooling air. The bottom of the boxes is below the level of the council plate and with its upper edge above the level of the grate plate. When the clinker to be cooled get on the grate plate, a layer of clinker forms in the boxes, which cools down quickly and acts as an insulating layer opposite the ones above Clinker is used. The disadvantage of this arrangement is that the lower part of the boxes is stressed by hot clinker, even if it cools down quickly, and that the flow is caused by the loose, inevitably uneven clinker filling in the boxes the cooling air through the boxes can also be uneven.
Falls sich Klinker in den Kästen verkeilen, kann es sogar zu einer Verstopfung der ijuftdurchtrittsöffnungen kommen, so daß an diesen Stellen eine Uberhitzung der Rostplatten nicht ausgeschlossen werden kann.If clinker gets wedged in the boxes, it can even become one Blockage of the air passage openings come, so that a Overheating of the grate plates cannot be ruled out.
Weiterhin ist es bekannt, durch Temperatureinflüsse und schleißende Güter hochbeanspruchte hetallteile, wie Rostplatten, durch bberzüge, die im wesentlichen aus Metallkarbiden (z. B. Wolframkarbid) oder Metalloxyden (z. B.Furthermore, it is known to be caused by temperature influences and abrasive Goods subject to high stress metal parts, such as grate plates, through coatings that are essentially made of metal carbides (e.g. tungsten carbide) or metal oxides (e.g.
Aluminiumoxyd) bestehen, zu schützen. Die Haftung dieser Schutzschichten auf dem Grundmaterial ist jedoch ungenügend, so daß es aufgrund der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten von Schutzschicht und metallischer Grundmasse, (z. B.Aluminum oxide) to protect. The adhesion of these protective layers however, on the base material is insufficient, so it is due to the different Expansion coefficients of the protective layer and metallic base material, (e.g.
Chromnickelstahlguß) schon nach kurzem Betrieb zu Rissen und anschließenden Abplatzungen der Schutzschicht kommt.Chrome-nickel steel cast) to cracks and subsequent cracks after only a short period of operation The protective layer is flaking off.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugiunde, die vorgenannten Nachteile der bekannten kostplattenausführungen zu vermeiden und insbesondere Rostplatten zu schaffen, die eine höhere Standzeit bei geringen Fertigungskosten aufweisen.The invention is based on the object of eliminating the aforementioned disadvantages to avoid the known cost plate designs and in particular grate plates to create that have a longer service life at low manufacturing costs.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in den Kästen der Rostplatte eine homogene oder aus Steinen zusammengesetzte Keramikschicht vorgesehen ist, die ebenfalls mit LuStiurchtrittsöffnungen versehen ist. Hierdurch wird vorteilhaft erreicht, daß die Nachteile der offenen, mit Klinker gefüllten Lasten vermieden werden und die Standfestigkeit der Rostplatte bei verbesserter Kühlwirkung erhöht wird.The object is achieved in that in the boxes A homogeneous ceramic layer or a ceramic layer composed of stones is provided for the grate plate is, which is also provided with luxury passage openings. This is advantageous achieved that the disadvantages of the open, clinker-filled loads avoided and the stability of the grate plate is increased with an improved cooling effect will.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Metallkörper als Ganzes kastenförmig ausgebildet ist und an seiner Unterseite Befestigungselemente trägt. Hierdurch wird vorteilhaft nicht nur der vordere eil der Rostplatte, sondern der gesamte Metallkörper durch die Keramikschicht geschützt. Durch die Kastenform werden dabei Ausbrüche der Keramikschicht an den Seiten verhindert. Die erfindungsgemäße Rostplattenausführung bewirkt eine vorteilhafte Aufteilung der einzelnen Elemente der Rostplatte nach ihren funktionellen Möglichkeiten, die Leramikschicht übernimmt die Wärmedämmung und den Verschleißschutz und der hetallkörper liefert den strukturellen Halt für die Keramikschicht. So entsteht eine in ihrer Gesamtfunktion besonders vorteilhafte Rostplatte.In one embodiment of the invention it is provided that the metal body is box-shaped as a whole and has fastening elements on its underside wearing. This is advantageous not only the front part of the grate plate, but the entire metal body is protected by the ceramic layer. Through the box shape This prevents the ceramic layer from breaking out on the sides. The inventive The grate plate design results in an advantageous division of the individual elements the grate plate according to its functional possibilities, the ceramic layer takes over the Thermal insulation and wear protection and the metal body provides the structural Hold for the ceramic layer. This creates one that is special in its overall function advantageous grate plate.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Hetallkörper nur teilweise kastenförmig ausgebildet ist, wobei sich der kastenförmige Deil oberhalb oder unterhalb der Plattenebene befindet. Bei dieser Ausführung wird lediglich der Vorderteil der Rostplatte, der besonders hoch beansprucht ist, durch die Keramikschicht geschützt, so daß sich insgesamt eine leichtere Ausführung als bei einem Schutz der gesamten Rostplatte durch die Keramikschicht ergibt. Bei einer Anordnung oberhalb der Plattenebene kann ein solcher Kasten nachträglich auf noch vorhandene Rostplattenausführungen aufgesetzt werden, um die Raltbaikeit eines bestehenden Rostplattenkühlers zu erhöhen. Für im Vorderteil geschützte neue Rostplatten bietet sich die Anordnung unterhalb der Plattenebene an.In a further embodiment of the invention it is provided that the metal body is only partially box-shaped, the box-shaped Deil is located above or below the plane of the plate. With this execution only the front part of the grate plate, which is particularly heavily used, through the ceramic layer protected, so that overall a lighter design than results in a protection of the entire grate plate by the ceramic layer. At a Such a box can be arranged above the plane of the plate Existing grate plate designs can be put on in order to ensure the Raltbaikeit of an existing Increase grate plate cooler. For new grate plates protected in the front part the arrangement below the plane of the plate.
Kier entsteht eine insgesamt glatte Plattenoberfläche, bei der der vordere eil vorteilhaft geschützt ist.The result is an overall smooth panel surface, where the front part is advantageously protected.
Weiterhin ist in einer Ausführung der Erfindung vorgesehen, daß zwischen Keramikschicht und den Seiten des Kastens eine elastische Zwischenschicht, vorzugsweise aus keramischen Fasern, angeordnet ist. Hierdurch wird vorteilhaft erreicht, daß die Ausdehnungen und Verkleinerungen, die eine Rostplatte im Betrieb erfährt, bei den unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten von Keramik und Metall nicht zu einem Reißen der relativ spröden Keramikschicht führ t>.Die Ausdehnungedifferenzen zwischen Netallkörper und Keramikschicht werden von der elastischen Zwischenschicht aufgenommen. Auch eine Verformung des Netallkörpers, wie sie nach längerem Gebrauch häufig festzustellen ist, wirkt sich nicht auf die Keramikschicht aus, da zwischen Keramikschicht und Netallkörper die elastische Zwischenschicht angeordnet ist.Furthermore, it is provided in one embodiment of the invention that between Ceramic layer and the sides of the box an elastic intermediate layer, preferably made of ceramic fibers. This advantageously achieves that the expansions and contractions that a grate plate experiences during operation the different expansion coefficients of ceramic and metal do not combine Tearing of the relatively brittle ceramic layer leads to the differences in expansion between metal body and ceramic layer are made of the elastic intermediate layer recorded. Also a deformation of the metal body, as it occurs after prolonged use is often found, does not affect the ceramic layer, because between Ceramic layer and metal body, the elastic intermediate layer is arranged.
So wird der durch dauernde Verformung eventuell entstehende Unterschied zwischen dem aufnehmenden Kasten und der innenliegenden Keramikschicht ausgeglichen. Auf diese Weise kann die Haltbarkeit der Rostplatten erheblich gesteigert werden.This is how the difference that may arise due to permanent deformation becomes balanced between the receiving box and the inner ceramic layer. In this way, the durability of the grate plates can be increased considerably.
Je nach Belastung werden dabei Kalziumsilikatfasern, Asbestfasern, Kohlenstoffasern oder ähnliche mineralische Fasern eingesetzt.Depending on the load, calcium silicate fibers, asbestos fibers, Carbon fibers or similar mineral fibers are used.
Vorzugsweise wird vorgesehen, daß die Keramikschicht aus Um203 besteht, das mit SiO2 und geringen Nengen anderer ivietalloxyde gemischt ist. Durch Al203 steht vorteilhafterweise ein sehr abriebfestes Naterial zur Verfügung, das mit den das Grundkorn umhüllenden Stoffen eine enge Verbindung eingeht und durch einen abbindeprozeß zu einer homogenen Schicht wird, sei es im Einzelstein oder sei es in einer Stampfmasse. Dabei ist es nicht notwendig, den Stein oder die Stampfinasse zu sintern. Es genügt ein Brennen oder sogar ein einfaches Aushärten bei Raumtemperaturen. Die mit dem SiP2 gemischten Metalloxyde sind dabei vorzugsweise NgO und Fe203.It is preferably provided that the ceramic layer consists of Um203, that is mixed with SiO2 and small amounts of other ivietal oxides. By Al203 a very abrasion-resistant material is advantageously available, which with the the basic grain enveloping substances enters into a close connection and through a setting process becomes a homogeneous layer, be it in a single stone or in a rammed earth. It is not necessary to sinter the stone or the rammed earth. It is sufficient a firing or even a simple curing at room temperatures. The one with the SiP2 mixed metal oxides are preferably NgO and Fe203.
Weiterhin ist in einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß in die Keramikschicht keramische Fasern, insbesondere Kalziumsilikatfasern oder Asbestfasern, eingebettet sind. Hierdurch wird vorteilhaft erreicht, daß hohe Beanspruchungen, die hauptsächlich an den Kanten der Keramikmasse auftreten, nicht zu einem Zerbrechen der Keramikmasse führen und insbesondere das Ausbröckeln der Oberfläche verhindert wird. Die auftretenden Zugspannungen werden von den Fasern aufgenommen und die Keramikmasse dient lediglich zum Aufnehmen von Druckspannungen. Es ist dabei ausreichend, nur die Oberfläche der Keramikschicht durch Fasern zu verstärken, da hauptsächlich hier ein Ausbrechen, bedingt durch die Kantenspannungen und durch mechanische Beanspruchung durch den herabfallenden Klinker, zu befürchten ist.Furthermore, it is provided in one embodiment of the invention that ceramic fibers, in particular calcium silicate fibers or in the ceramic layer Asbestos fibers, are embedded. This advantageously ensures that high loads, which occur mainly at the edges of the ceramic mass, do not break the ceramic mass and in particular prevents the surface from crumbling will. The tensile stresses that occur are absorbed by the fibers and the ceramic mass serves only to absorb compressive stresses. It's just enough to reinforce the surface of the ceramic layer with fibers, there mainly a breakout here, caused by the edge tension and through mechanical stress from the falling clinker is to be feared.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Keramikschicht an der Plattenvorderkante eine über die Plattenoberfläche herausragende Verstärkung aufweist. Hierdurch wird ein Aufstauen des Gutes in Gutstromrichtung bewirkt und vorteilhaft die Dicke der zum Verschleiß zur Verfügung stehenden Keramikschicht im höchstbeanspruchten gebil der Rostplatte erhöht, so daß sich insgesamt eine erhebliche Steigerung der Haltbarkeit ergibt.In a further embodiment of the invention it is provided that the ceramic layer on the front edge of the plate protrudes above the surface of the plate Has reinforcement. This results in the material building up in the direction of the material flow causes and advantageously the thickness of the ceramic layer available for wear in the heavily stressed gebil the grate plate increased, so that overall a considerable Increase in durability results.
Weiter ist zur Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Keramikschicht die Plattenvorderkante und die Plattenseiten ganz oder teilweise überdeckt. Hierdurch wird vorteilhaft erreicht, daß der heiße Klinker zumindest an den am höchsten beanspruchten Stellen nicht in Berührung mit dem Metallkörper kommt. Während die Unterseite intensiv durch die Kühlluft gekühlt wird, ist diese Kühlung an den Seiten des Kastens weniger intensiv und durch die gute Wärmeleitfähigkeit des Metallkörpers kommt es hier zu relativ hohen Temperaturen. Dies wird durch die Überdeckung mit Keramik, die den direkten Kontakt zwischen dem heißen Klinker und dem Netall verhindert, wesentlich verbessert. Durch die schlechte Wärmeleitfähigkeit der Keramikschicht bleibt der gesamte Metallkörper weit unter der Oberflächentemperatur der Keramikschicht.It is further provided for the embodiment of the invention that the ceramic layer the front edge of the board and the sides of the board are completely or partially covered. Through this it is advantageously achieved that the hot clinker at least at the most heavily stressed Place not in contact with the metal body. While the bottom is intense is cooled by the cooling air, this cooling is less on the sides of the box intensive and due to the good thermal conductivity of the metal body it comes here to relatively high temperatures. This is achieved by covering with ceramic, the prevents direct contact between the hot clinker and the metal improved. Due to the poor thermal conductivity of the ceramic layer, the entire metal body far below the surface temperature of the ceramic layer.
In einer Ausgestaltung ist weiterhin vorgesehen, daß die Kühlluftöffnungen im Metallkörper in der Weise ausgeführt sind, daß sie als Aufnahmeöffnungen für im wesentlichen kegelige Formkörper, die während des Einbringens der Keramikschicht in die Kästen eingesetzt werden, dienen. Hierdurch wird ein einfaches Einformen der Keramikschicht in die fertigen Kästen ermöglicht, da die Formkörper, die die Form der Kühlluftöffnungen bestimmen, nach dem Aushärten durch die Kühlluftöffnungen wieder herausgenommen werden können.In one embodiment it is also provided that the cooling air openings are designed in the metal body in such a way that they are used as receiving openings for essentially conical shaped bodies, which are formed during the introduction of the ceramic layer are inserted into the boxes, serve. This is a simple molding the ceramic layer in the finished boxes, since the molded body that the Determine the shape of the cooling air openings after hardening through the cooling air openings can be removed again.
Gleichzeitig dienen die eingegossenen Kühlluftöffnungen in dem Metallkörper als Positionierungen für die Formkörper, so daß sichergestellt ist, daß bei der Ausmauerung oder bei dem Einstampfen die Anordnung der Kühlöffnungen einwandfrei ist. Durch diese Maßnahme kann davon abgesehen werden, Formkästen für die Keramikschicht herzustellen, da sich å ede Rostplatte zum Einformen verwenden läßt.The cast-in cooling air openings in the metal body serve at the same time as positioning for the molded body, so that it is ensured that in the Brick lining or in the case of ramming, the arrangement of the cooling openings flawlessly is. This measure means that molding boxes for the ceramic layer can be dispensed with as every grate plate can be used for molding.
Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to drawings.
Es zeigen: Fig. 1 eine Aufs-icht auf eine Rostplatte, die als Ganzes kastenförmig ausgebildet ist, Fig. 2 einen Querschnitt durch die Rostplatte gemäß Fig. 1, Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Rostplatte, die nur teilweise als Kasten ausgebildet ist. Der Kasten liegt unter der Plattenebene, Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Rostplatte, die ebenfalls nur teilweise als Kasten ausgebildet ist, dieser liegt oberhalb der Plattenebene.und kann nachtraglich aufgebracht werden.They show: FIG. 1 a top view of a grate plate, which as a whole is box-shaped, Fig. 2 shows a cross section through the grate plate according to Fig. 1, Fig. 3 a cross section through a grate plate, which is only partially as a box is trained. The box is below the plane of the plate, Fig. 4 shows a cross section by a grate plate, which is also only partially designed as a box, this is above the level of the panel and can be applied later.
Fig. 5 einen Querschnitt durch eine Rostplatte mit Verstärkung des vorderen Teils und einer elastischen Ausgleichsschicht, sowie Fig. 6 eine Rostplatte im Querschnitt, deren Kanten teilweise von Keramikmaterial überdeckt wird.Fig. 5 shows a cross section through a grate plate with reinforcement of the front part and an elastic compensating layer, and FIG. 6 shows a grate plate in cross-section, the edges of which are partially covered by ceramic material.
Wie Fig. 1 zeigt, faßt der metallische Körper 1 der Rostplatte die Keramikschicht 2 allseitig ein. Die Einfassung besitzt eine KantenverstrArkung 3. Gleichmaßig in der Keramikschicht 2 sind die Ktihlluftöffnungen 4 verteilt.As Fig. 1 shows, the metallic body 1 of the grate plate summarizes the Ceramic layer 2 on all sides. The border has an edge reinforcement 3. The cooling air openings 4 are evenly distributed in the ceramic layer 2.
Fig 2 zeigt, wie sich in der kastenförmigen Rostplatte 1 die Keramikschicht 2 befindet, die an den Kanten durch die Randverstärkung 3 besonders gehalten wird und die Kühl luftöffnungen 4 aufweist. An der Unterseite des Kastens befinden sich die Befestigungselemente 6 und 7. Die Randverstärkung 3 ist nicht unbedingt notwendig, sie kann entfallen und zwischen Keramikschicht 2 und Kasten 1 kann an den Seiten eine elastische Zwischenschicht aus keramischen Fasern z. B.Fig. 2 shows how in the box-shaped grate plate 1, the ceramic layer 2 is located, which is particularly held at the edges by the edge reinforcement 3 and the cooling air openings 4 has. At the bottom of the box are the fastening elements 6 and 7. The edge reinforcement 3 is not absolutely necessary, it can be omitted and between the ceramic layer 2 and the box 1 on the sides an elastic intermediate layer made of ceramic fibers e.g. B.
Kalziumsilikat oder Asbest angeordnet sein. Innerhalb der Keramikschicht sind vorteilhafterweise ebenfalls keramische Masern, sei es als Matten, sei es als Gemenge, eingebracht und insbesondere an der Oberfläche und um die Kühlluftöffnungen konzentriert.Calcium silicate or asbestos be arranged. Inside the ceramic layer ceramic measles are also advantageous, either as mats or as Mixture, introduced and especially on the surface and around the cooling air openings concentrated.
Die Rostplatte nach Fig. 3 ist nur teilweise kastenförmig ausgeführt. Der Kastenteil 8 erstreckt sich nur über die besonders hoch beanspruchte Vorderseite der Rostplatte.The grate plate according to Fig. 3 is only partially made box-shaped. The box part 8 extends only over the particularly highly stressed front the grate plate.
Ähnlich ist es in Fig. 4, in der der kastenförmige Teil 9 auf die Rostplatte aufgesetzt ist. Auch bei diesen husführungen können die Randverstärkungen entfallen und durch elastische Zwischenschichten zwischen Keramik und Rostplattenumrandung ersetzt werden.It is similar in FIG. 4, in which the box-shaped part 9 on the grate plate is in place. The edge reinforcements can also be used on these house guides omitted and thanks to elastic intermediate layers between the ceramic and the grate plate border be replaced.
In Fig. 5 ist eine Rostplatte gezeigt, die an ihrer besonders hoch beanspruchten Vorderseite 10 eine keramische Verstärkung 11 trägt, die sowohl die Vorderseite vor Verschleiß schützt als auch die Dicke der Keramikschicht, die letztlich die Haltbarkeit bedingt, erhöht. Zugleich staut sich durch die Verstärkung das Gut auf den einzelnen Rostplatten, so daß eine weitere Verbesserung erreicht wird. Zwischen den Kastenseiten 12 und der Keeramikmasse 13 befindet sich die elastische Zwischenschicht 14 aus Fasern. Je nach den Temperaturkoeffizienten und der Wärmebelastung, die diese Zwischenschicht aufzunehmen hat, wird ihre Dicke bestimmt und werden ihre einzelnen Komponenten geändert. So ist beispielsweise eine Mischung aus Asbest- und Kalziumsilikatfasern besonders geeignet.In Fig. 5, a grate plate is shown, which is particularly high at its claimed front 10 a ceramic reinforcement 11 carries both the Front face protects against wear as well as the thickness of the ceramic layer, which ultimately the shelf life is conditional, increased. At the same time, the reinforcement builds up the goods on the individual grate plates, so that a further improvement is achieved. Between the box sides 12 and the ceramic material 13 is the elastic intermediate layer 14 made of fibers. Depending on the temperature coefficient and the thermal load that this Interlayer has to be incorporated, its thickness is determined and its individual Components changed. For example, it is a mixture of asbestos and calcium silicate fibers particularly suitable.
In Fig. 6 ist eine Rostplatte gezeigt, deren Grundkörper 20 nur teilweise bis zum oberen Rand 15 reichende Seitenteile aufweist. Im vorderen, hochbelasteten Teil, überdeckt die K-ersmikschicht 16 die Seiten 17 und die Vorderkante 18 der Rostp1atte. Im hinteren Teil ist für die Keramikmasse ein Halteelemnt 19 vorgesehen.In Fig. 6, a grate plate is shown, the base body 20 only partially Has up to the upper edge 15 reaching side parts. In the front, heavily loaded Part, covers the K-ersmikschicht 16 the sides 17 and the front edge 18 of the rust plate. In the rear part there is a holding element 19 for the ceramic mass intended.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen für Rostplatten, insbesondere für Zementklinker, sind nicht auf die Verwendung bei der Kühlung von Zementklinkern beschränkt.The embodiments described above for grate plates, in particular for cement clinker, are not to be used in the cooling of cement clinkers limited.
Rostplatten dieser Art köxuien für Kühlung, Vorwärmung und Brennen im Temperaturbereich zwischen 5000 C und 13000 C für alle festen Güter verwendet werden, sei es Kalk, Dolomit, Sinterpellets o.ä. Je nach den Anforderungen werden dabei die Metallkästen durch Randverstarkungen, Querrippen etc.Grate plates of this type are suitable for cooling, preheating and burning Used in the temperature range between 5000 C and 13000 C for all solid goods be it lime, dolomite, sintered pellets or similar, depending on the requirements the metal boxes with edge reinforcements, cross ribs, etc.
verstärkt und es wird eine mehr oder weniger dicke, elastische Ausgleichsschicht zwischen Keramik und Hetallkörper verwendet.reinforced and it becomes a more or less thick, elastic leveling layer used between ceramic and metal body.
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