DE2922737C2

DE2922737C2 - Verbundteil

Info

Publication number: DE2922737C2
Application number: DE19792922737
Authority: DE
Inventors: Hans Dr.-Ing. 7000 Stuttgart Wahl; Wolfgang Dr.-Ing. 7302 Ostfildern Wahl
Original assignee: Verschleiss-Technik Dr-Ing Hans Wahl & Co 7302 Ostfildern De GmbH
Current assignee: Verschleiss-Technik Dr-Ing Hans Wahl & Co 7302 Ostfildern De GmbH
Priority date: 1979-06-05
Filing date: 1979-06-05
Publication date: 1982-08-05
Also published as: DE2922737A1; TR24365A

Description

1,0-6% Kohlenstoff

12-40% Chrom

0,5-8% Mangan

0,5-5% Silizium

0-10% Niob

0-10% Wolfram

0-10% Molybdän

0-10% Kupfer

0-10% Nickel

0-10% Vanadium

0-10% Aluminium

Rest Eisen + übliche Begleitstoffe,

dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper aus einem an sich bekannten zunderfesten Stahl mit einer Vickershärte //_v3o<300 der folgenden Zusammensetzung besteht:

0,03-0,5%	Kohlenstoff
1 -35%	Chrom
7-60%	Nickel
0,5-2%	Mangan
0,4-3%	Silizium
0-2%	Aluminium
0-10%	Molybdän
Rest	Eisen + übliche Begleitstoffe.

2. Verwendung von Verbundteilen nach Anspruch 1 bei Siebmaschinen für heißen Sinter.

3. Verwendung von Verbundteilen nach Anspruch 1 bei Wuchtförderern für heißen Sinter.

4. Verwendung von Verbundteilen nach Anspruch 1 bei Rutschen und Kühlern für heißen Klinker.

5. Verwendung von Verbundteilen nach Anspruch 1 bei Ausläufen von Zement-Brennöfen.

6. Verwendung von Verbundteilen nach Anspruch 1 bei Ventilatoren für heißen Staub.

7. Verwendung von Verbundstücken nach Anspruch 1 bei Rutschen von Koksöfen.

Die Erfindung betrifft ein Verbundteil zur Verwendung an Berührungsstellen mit bewegtem heißem mineralischem Betriebsgut und bei gleichzeitiger Beanspruchung auf Verschleiß und Oxidation nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Überall dort, wo große Mengen von Mineralhaufwerken transportiert, gemischt, zerkleinert oder abgesiebt werden, tritt an den entsprechenden Maschinenteilen erheblicher Abrieb auf. Dies führt zu der Notwendigkeit, abgenutzte Maschinenteile in regelmäßigem, oftmals sehr kurzfristigem Wechsel auszutauschen, wozu Einzelaggregate stillgesetzt werden müssen. Wegen des durch Abrieb verursachten Stillstandes einzelner, besonders verschleißgefährdeter Maschinenteile, müssen meiii ganze Komplexe, verfahrenstechnisch zusammenhängende Betriebsräte stillgelegt werden.

Ganz besonderen Beanspruchungen unterliegen die Sieb- und Trogplatten von Heißsiebanlagen, wie sie beispielsweise in den Sinterwerken moderner Hochofenanlagen oder in der Zementindustrie verwendet werden. Hier tritt in besonderem Maße neben die mechanische Wirkung der schleißscharfen Güter eine

ίο erhebliche Temperaturbeanspruchung. Hierdurch können die Standzeiten der Platten erheblich reduziert werden.

Ähnliche Probleme ergeben sich bei Wuchtförderern für heiße Siebe, Kühler für heißen Klinker oder auch bei Ventilatorflügeln für heißen Staub und dergleichen.

Zur Bewältigung der geschilderten Schwierigkeiten

wurden bisher im wesentlichen zwei Wege beschritten:

Nur als Versuch zu betrachten war die Verwendung

von Verbundplatten der eingangs geschilderten Art Sie bestanden aus einem unvergüteten Stahlgrundkörper (Werkstoff St 37), auf den im Wege des Auftrags-Schweißverfahrens eine Chromkarbid enthaltende Verschleißschicht aufgebracht wurde. Die Zusammensetzung des hierfür verwendeten Materials vor dem Auftragsschweißen war wie folgt:

Kohlenstoff

Chrom

Mangan

Silizium

Molybdän

4,5%
30%
1%

30/0

Derartige Verbundplatten erreichten jedoch in den Heißsiebmaschinen nur sehr kurze Standzeiten. Es traten sowohl Plattensprünge als auch starke Verzunderungen des Grundkörpers auf.

Die in der Praxis derzeit allgemein verwendeten Platten sind Einstoff platten aus dem Werkstoff 1.4825, einer zunderfesten aber nur mäßig verschleißfesten Stahllegierung der folgenden Zusammensetzung:

Kohlenstoff

Silizium

Mangan

Chrom

Nickel

0,15-0,35%

1,0-2,5%

0,5-1,5%

17-19%

8-10%

Die mit derartigen Platten bei Heißsiebmaschinen erzielbaren Standzeiten liegen im allgemeinen zwischen 3 und 4 Monaten. Obwohl ein derartiger vollständiger Siebbelag größenordnungsmäßig 50.000 DM kostet, hat sich die Hüttenindustrie mit dem häufig erforderlichen Austausch abgefunden, da keine praktikableren und wirtschaftlicheren Lösungen erkennbar waren.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verbundplatte der eingangs genannten Art so auszubilden, daß erheblich längere Standzeiten bei vertretbarem Preis erzielt werden können.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs beschriebene Erfindung gelöst; vorteilhafte Verwendungsarten sind in den Unteransprüchen angegeben.

Zweckmäßigerweise enthält der Grundkörper zusätzliche Legierungsbestandteile, an Aluminium und/oder Nickel und/oder Mangan und/oder Molybdän.

Derartige Verbundplatten eignen sich insbesondere zur Verwendung bei Siebmaschinen für heißen Sinter, Wuchtförderern für heißen Sinter, Kühler für heißen

Klinker oder Ventilatorflügel für heißen Staub und dergleichen.

Erfinduiigsgemäß wird also eine Verbundplatte gewählt, bei welcher der Grundkörper aus demselben Material besteht, wie es bisher für die sogenannte »Einstofflösung« verwendet wurde, und bei der die Verschleißschicht aus einem Material besteht, wie es für die an Heißsiebmaschinen wenig bewährten Verbundplatten bekannt war. Diese Matei ialkombination wurde von der Fachwelt bisher u.a. aus folgenden Gründen verworfen: Eine überschlägige Berechnung der zu erwarteten Standzeiten, die auf den Erfahrungen mit den bekannten Verbund- und Einstoffplatten beruhte, ergab, daß die höheren (etwa doppelt so hohen) Kosten durch die zu erwartenden Standzeitverlängerungen nicht gerechtfertigt würden. Mit der vorliegenden Erfindung wird gezeigt, daß diese Wirtschaftlichkeitsberechnung auf einem Vorurteil beruhte. Sie ist nämlich in Bezug auf die erreichbaren Standzeiten vermutiich deshalb falsch, weil ein physikalischer Kombinationseffekt unberücksichtigt blieb. Dieser besteht in folgendem: Beim Auftragsschweißen gelangt aus dem Grundkörper in erheblichem Maße Chrom in die Auftragsschicht und zwar in die die Chromkarbide enthaltende Matrix. Die Folge der Anreicherung der Auftragsschicht mit Chrom, die während des Auftragsschweißens erfolgt, ist eine überraschende Verbesserung der ohnehin nicht schlechten Zunderfestigkeit der Verschleißschicht Diese Verbesserung der Eigenschaften der Verschleißschicht ist es, die letztlich, wie die vorliegende Erfindung lehrt, den Einsatz der beanspruchten Verbundplatte in Heißsiebmaschinen wirtschaftlich macht.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen näher erläutert.

Beispiel 1
(Stand der Technik)

Eine Einstoffplatte, bestehend aus dem Werkstoff 1.4825 mit der Zusammensetzung:

folgenden Zusammensetzung im Wege des Auftragsschweißens aufgebracht:

Kohlenstoff

Silizium

Mangan

Chrom

Nickel

0,15-0,35%

1,0-2,5%

0,5-1,5%,

17-19%

8-10%

wurde in der Heißsiebmaschine einer Hochofenanlage als Siebplatte eingebaut. Die Temperatur an der Platte lag zwischen 560 und 640° C bei Spitzenwerten von 690° C. Die Temperaturdifferenz zwischen Sieboberseite und Siebunterseite lag bei etwa 10° C. Es wurden Standzeiten von 2-3 Monaten erreicht.

Beispiel 2
(Stand der Technik)

Auf einen Stahlgrundkörper, bestehend aus dem Werkstoff St 37, wurde eine Verschleißschicht mit der

Kohlenstoff	4,8%
Chrom	33%
Mangan	2%
Nickel	2%

Die so erhaltene Verbundplatte wurde in die ίο Heißsiebanlage von Beispiel 1 eingebaut. Unter denselben Betriebsbedingungen wurde eine Standzeit von 14 Tagen erreicht

Beispiel 3
(Erfindung)

Auf einen Grundkörper aus dem Werkstoff Nr. 1.4825 (s. Beispiel 1) wurde im Wege des Auftragsschweißens eine Verschleißschicht aus einem Ausgangsmaterial aufgebracht, welches dem von Beispiel 2 entsprach. Die so erhaltene Verbundplatte wurde in die Heißsiebmaschine der Beispiele 1 und 2 eingebaut und denselben Betriebsbedingungen unterworfen. Es wurden Standzeiten von über 4 Monaten erreicht.

Beispiel 4
(Erfindung)

Auf einem zunderbeständigen Grundkörper mit 0,4% Kohlenstoff, 1% Chrom und 0,5% Aluminium wurde mittels Auftragsschweißung eine Schicht aus einem Werkstoff mit 2,8% Kohlenstoff, 24% Chrom, 8% Molybdän und 4% Wolfram aufgetragen. Aus den so hergestellten Verbundplatten wurden Kühlerplatten für Heißklinkeraggregate erzeugt, die gegenüber dem reinen 1886-Grundmaterial bisheriger Verwendung eine Standzeitverlängerung um das Vierfache ergaben.

Beispiel 5
(Erfindung)

Zum Heißrösten von Schwefelkies wurde anstelle einer Einstoffplatte der Zusammensetzung 0,3% Kohlenstoff, 29% Chrom und 9% Nickel ein Verbundteil verwendet, das aus einem zunderfesten Grundkörper bestand, der mit einer Legierung von 29% Chrom, 6% Molybdän und 8% Nickel beschweißt war. Die Standzeitverlängerung betrug das Siebenfache.

Die obigen Beispiele zeigen, daß mit der erfindungsgemäßen Verbundplatte Standzeitverlängerungen erzielbar sind, die derart groß sind, daß der Einsatz auch trotz höheren Preises wirtschaftlich sinnvoll wird. Dies gilt insbesondere, wenn in die Wirtschaftlichkeitsberechnung auch diejenigen Kosten einbezogen werden, die mit dem bisher erforderlichen, häufigen Auswechseln der Platten und der hierdurch bestimmten Stillstandzeiten verbunden waren.

Claims

Patentansprüche:

1. Verbundteil zur Verwendung an Berührungsstellen mit bewegtem heißem, mineralischem Betriebsgut und bei gleichzeitiger Beanspruchung auf Verschleiß und Oxidation, bestehend aus einem Grundkörper und einer mittels Auftragsschweißen aufgebrachten Verschleißschicht mit einer Vickershärte Hy μ > 400, die aus einem an sich bekannten Stahl der folgenden Zusammensetzung besteht: