EP2417392A2 - Roststab für einen verbrennungsofen und verfahren zur herstellung eines roststabes - Google Patents

Roststab für einen verbrennungsofen und verfahren zur herstellung eines roststabes

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Publication number
EP2417392A2
EP2417392A2 EP10712346A EP10712346A EP2417392A2 EP 2417392 A2 EP2417392 A2 EP 2417392A2 EP 10712346 A EP10712346 A EP 10712346A EP 10712346 A EP10712346 A EP 10712346A EP 2417392 A2 EP2417392 A2 EP 2417392A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
grate bar
cover plate
grate
base body
bar base
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10712346A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bernd Spliethoff
Michael Mimor
Gerald GRÜNER
Nils Plagge
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Baumgarte Boiler Systems GmbH
Original Assignee
Baumgarte Boiler Systems GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Baumgarte Boiler Systems GmbH filed Critical Baumgarte Boiler Systems GmbH
Publication of EP2417392A2 publication Critical patent/EP2417392A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23H—GRATES; CLEANING OR RAKING GRATES
    • F23H17/00—Details of grates
    • F23H17/12—Fire-bars
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23H—GRATES; CLEANING OR RAKING GRATES
    • F23H7/00—Inclined or stepped grates
    • F23H7/06—Inclined or stepped grates with movable bars disposed parallel to direction of fuel feeding
    • F23H7/08—Inclined or stepped grates with movable bars disposed parallel to direction of fuel feeding reciprocating along their axes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23H—GRATES; CLEANING OR RAKING GRATES
    • F23H2900/00—Special features of combustion grates
    • F23H2900/17001—Specific materials therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23H—GRATES; CLEANING OR RAKING GRATES
    • F23H2900/00—Special features of combustion grates
    • F23H2900/17002—Detachable or removable worn-out parts
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49826—Assembling or joining

Definitions

  • the present invention relates to a grate bar for a combustion furnace with a grate bar base body and the grate bar base body at least on a pointing in operation to a combustion chamber surface area covering, high temperature resistant cover plate, wherein the cover plate is separated from the grate bar base body by a thermal insulating material. Moreover, the invention relates to a method for producing such a grate bar.
  • Grate bars of the type mentioned are used in Feuerungsrosten for incinerators, especially in incinerators for solid fuels.
  • These solid fuels may be, for example, waste, substitute fuels such as e.g. sorted and / or treated waste, secondary fuels, biomass or similar.
  • Such a firing grate usually consists of a grate construction with a number of tile layers arranged one above the other grate stages, each having a plurality of parallel juxtaposed grate bars.
  • the roof-tile-like arrangement of the grate bars forms the grate covering, on which the fuel bed is transported through the combustion chamber and on which the combustion takes place.
  • the combustion is by primary air, which usually u. a.
  • the grate is often designed so that the grate bars every second grate level in the longitudinal direction of the grate bars back and forth, while the grate bars of the remaining grate levels are held.
  • the fuel bed is transported obliquely downward from a preheat area to a main combustion area and further to a post combustion area during combustion on the tile-like grate construction.
  • the grate bar basic body is made of steel, preferably as a steel casting.
  • the surface area pointing towards the combustion chamber during operation, ie the side carrying the fuel bed, is then covered with a high-temperature-resistant cover plate, particularly preferably made of ceramic.
  • a high-temperature-resistant cover plate particularly preferably made of ceramic.
  • LM grate bars are described, each having a fastener as a base body and a cover plate attached thereto made of ceramic, being either an air gap or a continuous Isoliervlies to the insulation between the fastener and the cover plate to the cover plate completely from To separate fastener.
  • a grate bar is already described in DE 32368 A with a base made of cast iron or steel and an upper layer of a porcelain material, the porcelain plate and the grate bar basic body made of steel or iron are separated by a thin layer of a poor thermal conductivity material.
  • a simple insulating layer can already be achieved a certain thermal relief of the grate bar base body. Nevertheless, this is not enough for the temperature ranges usually achieved today, in order to provide a grate bar with sufficiently long service life even for air-cooled grate systems. Therefore, the more expensive water-cooled systems are still commonly used in modern solid fuel combustion plants.
  • a cavity with circumferential walls ie a cavity with walls running around it, is introduced into the grate bar base body in a side facing the cover plate and / or in the cover plate in the side facing the grate bar body.
  • Insulating material is filled.
  • this ceramic fiber insulating material itself is resistant to high temperatures.
  • it has a significantly higher insulation than conventional thermal insulation materials such as an insulating cement.
  • a grate bar base body is produced, for example cast from cast steel, and covered with a high-temperature-resistant cover plate at least on a surface area indicative of a combustion chamber during operation.
  • a cavity is introduced in the production of the grate bar base in the grate bar base body in a side facing the cover plate side and / or in the production of the cover plate in the cover plate in a side facing the grate bar body.
  • This kavity is then at least partially filled with a ceramic fiber insulating material prior to the assembly of the grate bar base body and the cover plate.
  • the cover plate can basically be made of different high temperature resistant materials.
  • it is a ceramic cover plate, since ceramic materials are not only high temperature resistant, but also also have a high resistance to chemical stress.
  • This is particularly preferably a silicon carbide (SiC) ceramic.
  • SiC silicon carbide
  • a silicon-filtered reaction-bonded SiC material has proven to be particularly suitable, which generally has good resistance to oxidation and corrosion, very good thermal shock resistance and very high breaking strength.
  • the cover plate should have a certain minimum thickness.
  • the thickness of the cover plate is at least 5 mm, more preferably at least 10 mm. Most preferably, the thickness is between 15 and 35 mm.
  • the cavity for receiving the ceramic fiber insulating material may also be incorporated in the cover plate.
  • the cavity is preferably at least for the most part or even exclusively in the grate bar base body.
  • a suitable cavity can be introduced into the grate bar base body without any great additional effort, in particular during manufacture of the grate bar in the cast steel process.
  • the cavity or even the complete grate bar base can also be made with or in combination with a machining process.
  • Ceramic fiber insulation material different materials of different consistency and design come into question.
  • a loose flake-like ceramic fiber insulating material may be used.
  • an insulating material in the form of a ceramic fiber insulating mat is used.
  • Such a ceramic fiber insulating mat can be easily processed, for example, by cutting it to fit the cavity and inserting it. It also has a defined thickness, so that hereby can achieve a well-defined insulation effect.
  • a ceramic fiber material which contains as main constituents SiO 2 (preferably> 60 wt .-%) and CaO (preferably> 25 wt .-%).
  • such a ceramic fiber mat may contain, as further components, MgO, Al 2 O 3 or Fe 2 O 3 , the latter both being preferably used in the order of 1% by weight or less, and the MgO is preferably used in an amount between 2 and 10 wt .-%.
  • the average fiber diameter is preferably between 3 and 3.5 ⁇ m.
  • an insulating cement layer or an insulating adhesive layer is located between the grate bar base body and the cover plate preferably an insulating cement layer or an insulating adhesive layer. This is considerably thinner than the layer height of the ceramic fiber insulating material or the depth of the cavity.
  • Isolierzement Anlagen or insulating adhesive layer is ensured that even in the areas where the grate bar base body and cover plate are not separated by the ceramic fiber insulating material, a certain thermal insulation is achieved.
  • this layer is used to compensate for small bumps in the top of the grate bar base body and the underside of the cover plate to ensure a secure position of the cover plate and thus to increase the breaking strength.
  • such an insulating cement layer or insulating adhesive layer is located around the cavity circumferentially between the grate bar base body and the cover plate.
  • the ceramic fiber insulating material is particularly tightly enclosed and protected from the effects of the combustion chamber, especially against the fact that liquefied by combustion fuel and combustion products, especially solid fuel, penetrates into the ceramic fiber insulating material and reduces the insulating effect.
  • the width of the cavity preferably extends at least over 80% of a width of the cover plate, ie. H. the grate bar width.
  • the length of the cavity extends at least over 60% of a length of the cover plate, so that the majority of the area of the cover plate which is in contact with the fuel bed is protected.
  • the depth of the cavity and the layer thickness of the ceramic fiber insulating material are selected so that the ceramic fiber insulating material when Roststab- basic body and cover plate are assembled, not or at most by a defined amount between the grate bar base body and the cover plate biased, ie between the grate bar body and cover plate is compressed.
  • the ceramic fiber insulating material is not subjected to any pressure at all, it has the maximum thermal insulation effect.
  • a certain bias which should not be so strong that the insulating material is compressed to the stop, but still enough air in the ceramic fiber insulation material, care must be taken that shocks that are exerted from the combustion chamber side on the cover plate, are damped down.
  • the thickness of the ceramic fiber insulating material corresponds exactly to the depth of the cavity plus a thickness of the insulating cement or insulating adhesive layer or is at best minimally larger.
  • the depth of the cavity is preferably between 5 mm and 20 mm, more preferably between 8 mm and 15 mm.
  • the cover plate is formed so that it completely covers the grate bar main body to the combustion chamber, starting from a foot region on which the grate bar rests in the installed state on a grate bar of a grate step arranged underneath, via a head or front side up to and including the exposed to the combustion chamber top area of the grate bar.
  • the cover plate is particularly preferably formed in two parts with a top plate and a head part. The shell plate and the head part are separated from each other at a located on the head side, transverse to a Roststablteilsraum separation point or separation line.
  • the separation point or separation line is preferably located in a central region of the head side, that is, approximately at mid-height between the foot region and the top of the grate bar.
  • Such an interruption of the cover plate on the head side has the advantage that the mechanical stresses are reduced to the cover plate. Due to the cyclical reciprocating movement of every second step of the grate, the cover plate is subjected to a special mechanical load in the foot region, wherein a force is constantly exerted on the foot region in the longitudinal direction of the grate bar. This force leads in particular to a torque at the point of separation between the top of the grate bar and the top of the grate bar, so that it could easily come to a break here.
  • the separation point itself is preferably stepped, that is, both the head part and the shell plate have mutually staggered ends, which engage with each other. As a result, no liquid and / or finely divided fuel can pass between the cover plate and the grate bar main body through the separation point.
  • Such a two-part construction of the cover plate is basically useful in all grate bars, which are formed with a grate bar base body and a separate cover plate, regardless of whether and in what way there is an insulating layer or an insulating material between them.
  • the cover plate is already produced in two parts with a top plate and a head part during manufacture. These components are mounted on the grate bar base body so that the top plate covers the grate bar main body in a top portion and on a head side of the grate bar up to a cross-section extending in Roststablteilsraum in the head area separation point and the head part, starting from this separation point, the grate bar -Basic body in the wider head area and a foot area of the grate bar covers.
  • cover plate and grate bar basic body There are various possibilities for the connection of cover plate and grate bar basic body. In principle, a screw connection, a pure bond or the like is possible. Preferably, however, the cover plate is positively connected to the grate bar base body. On further mechanical connecting parts such as screws or the like can then be dispensed with. In a preferred embodiment, the cover plate with grate bar base body via a tongue and groove connection or a bung connection, particularly preferably connected via a dovetail connection.
  • the grooves for the tongue and groove connection or bung connection are thus introduced in a facing the cover plate side in the grate bar base body and / or in the grate bar basic body facing side in the cover plate that they are from a first longitudinal edge of the grate bar extending transversely to a distance from an opposite second longitudinal edge of the grate bar.
  • grate bars are preferably used in Feuerungsrosten, which have a number of tile-like stacked grate levels, each grate level in each case a plurality of grate bars are mounted parallel to each other.
  • a grate step In this case, it is preferably constructed such that the grooves each extend from the same (first) longitudinal edge of the grate bar into the grate bar main body and / or the cover plate.
  • the grate level then has on this side (which lies in the direction of said first longitudinal edge of the grate bars) a possibly thinner completion grate bar with fixed ceramic surface, which covers the grooves in the penultimate grate bar to the side.
  • a possibly thinner completion grate bar with fixed ceramic surface which covers the grooves in the penultimate grate bar to the side.
  • Roststablijnsachse reversed trained grate bar whose cover plate can be pushed out only in the opposite direction as in the penultimate grate bar side.
  • such reversed grate bars can also be used at several points in the grate level.
  • two grate bars with different groove directions can always be set in pairs next to one another in such a way that they mutually block the movement of the cover plate out of the grooves.
  • a firing grate equipped with the grate bars according to the invention can, in principle, be used in a combustion chamber of any combustion furnace. Particularly advantageous is the use of the grate bars according to the invention in the field of solid fuel combustion, since it works with very high temperatures and also must be given a particular chemical resistance to unknown chemical compounds.
  • FIG. 1 shows a perspective view of an embodiment of a grate bar according to the invention obliquely from above
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the grate bar according to Figure 1 obliquely from above,
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the grate bar according to FIG. 1, viewed obliquely from below;
  • FIG. 4 shows a plan view of the grate bar according to FIG. 1 with partial section
  • FIG. 5 shows a longitudinal section through the grate bar according to FIG. 1 along the section line A-A shown in FIG. 4, FIG.
  • FIG. 6 is a perspective view of three grate steps of a firing grate constructed of grate bars according to FIG.
  • FIG. 7 shows a simplified sectional view through a solid fuel combustion system with a firing grate, which is constructed from grate steps according to FIG. In the following it is assumed - without limiting the generality - that the grate bar shown in FIGS. 1 to 5 is used within a solid fuel incineration plant.
  • This grate bar has a one-piece grate bar basic body 2 made of cast steel, which extends in a longitudinal direction R (see Figure 1).
  • the grate bar main body 2 may be substantially divided into two sections, a front section 2a and a holding section 2b.
  • the holding section 2b is located in the longitudinal direction on one of the head side 1 K or end face of the grate bar 1 opposite end and is formed with two hooks 11. As the perspective view of a section of three grate steps 51, 52, 53 of a finished firing grate 50 in FIG. 6 shows, this holding section 2b is not exposed to the combustion chamber, since the rear region of a grate bar 1 in a grate step 52, 53 is in each case grated by the grate bars 1 the overlying grate level 51, 52 is covered.
  • cover plate 30 made of ceramic material.
  • SiC ceramic since this has a particularly good temperature resistance, high mechanical stability and also a relatively high resistance to chemical attack.
  • This is a silicon-infiltrated reaction-bonded SiC, which consists of 88 wt .-% of SiC and 11 wt .-% of free silicon, which is infiltrated into the SiC.
  • the individual grate bars of a grate stage 51, 52, 53 are each together with the hooks 11 of the holding section 2B of the grate bar main body 2 on a bearing bar 54 or a corresponding one extending perpendicularly to the longitudinal direction R of the grate bars 1 Bearing rod outsourced.
  • holes 12 in the hooks 11 adjacent grate bars 1 can be screwed together so that the entire grate bars of a grate stage 51, 52, 53 form a solid composite, which is mounted on the respective bearing rod 54.
  • Each second bearing rod 54 in this case the bearing rod 54 of the middle grate stage 52, is coupled to a mechanism (not shown) by means of which the bearing rod 54 can be moved back and forth in a direction of movement B parallel to the grate length direction R, so that the entire grate stage 52 in the direction of movement B is pushed back and forth. In this way, the fuel bed is transported obliquely down from rust level to rust level.
  • This movement of each second grate stage 52 additionally leads to a mechanical load, since in each case the grate bars of an overlying grate step with a front foot area 1 F (see Figure 1) on the top side portion 1 S of the underlying grate level back and slide. For this reason, the ceramic cover plate 30 is formed so that it is also completely around the head side 1 K of the grate bar 1 and covers the foot portion 1 F with.
  • Both the grate bar basic body 2 and the cover plate 30 of each grate bar 1 are not rectangular in the area of the front section 2a, as viewed from above, but each have an indentation 10 on one longitudinal side. These indentations 10 each form the ventilation slots between the grate bars 1, through which air can be injected from below into the grate in order to maintain the combustion process on the one hand and to cool the grate bars by the introduced air on the other hand.
  • a larger through-going cavity 3 is introduced in the upper side of the front section 2a of the grate bar main body 2, which is covered by the cover plate 30. This cavity 3 extends over most of the surface of the front portion 2a.
  • a ceramic fiber insulating mat 20 is introduced before covering with the ceramic cover plate 30.
  • This can easily be used at average temperatures of 800 to 1000 0 C and can be used at short notice even at temperatures up to 1200 0 C.
  • the entire further surface area around the cavity 3, ie the webs remaining laterally on the grate bar main body 2 and all wide areas of the grate bar main body 2 on which the ceramic cover plate 30 would rest directly, are provided with a very thin insulating cement layer 21 serves to compensate for bumps.
  • the insulating mat 20 and the layer of insulating cement 21 is ensured that the grate bar base body 2 made of cast steel against the high-temperature-resistant cover plate 30 made of ceramic material is very good thermal insulation.
  • the grate bar basic body 2 therefore only needs to absorb a fraction of the thermal load which acts on the ceramic cover plate 30 of the grate bar 1.
  • the dimensions of the cavity 3 are preferably chosen such that the width b "of the cavity 3 corresponds to at least 90% of the total width b of the grate bar 1 and the length IK of the cavity 3 to at least 70% of the length I of the cover plate 30, calculated from the top 1 K of the grate bar 1 to the rear end of the cover plate 30, where it is adjacent to the holding portion 2b of the grate bar main body 2. That is, with a dimension of the cover plate having a length I of 560 mm, the length I K of the cavity is preferably 392 mm, and with a width b of the grate bar 1 of 140 mm, the width b K of the cavity is about 126 mm.
  • the size of the cavity 3 is thus preferably chosen so that the available surface in the grate bar main body 2 is utilized as well as possible and the peripheral walls around the cavity 3 are as thin as possible, since in the area of these remaining "webs" also at a use of the insulating cement only a lower thermal insulation effect can be achieved than in the region of the cavity 3, in which the ceramic fiber insulating mat 20 is inserted.
  • the thickness d of the ceramic fiber insulating mat 20 is chosen so that it corresponds as closely as possible to the depth t (see FIG. 5) of the cavity 3 plus the layer thickness of the insulating cement 21.
  • the cavity 3 is then completely filled and the insulating mat 20 is not at all or at least minimally compressed between the ceramic cover plate 30 and the grate bar base body 2, so that they can develop the maximum thermal insulation effect.
  • the cover plate 30 is here formed in two parts, with a top plate 30a, which covers the front portion 2a of the grate bar main body 2 in the upper side portion 1S of the grate bar 1 and the upper part of the head side 1 K of the grate bar 1, and a separate head portion 30b, which the lower Area of the head side 1 K of the grate bar 1 covers and extends below the foot area 1 F of the grate bar 1.
  • the separation point 39 between the two parts 30a, 30b of the cover plate 30 extends in the middle of the head side 1 K of the grate bar 1.
  • the boundary surfaces 31, 32 of the top plate 30a, and the head portion 30b of the cover plate 30 are each formed corresponding to one another stepped, so that the Separation point 39 viewed in cross section in Roststablteilscardi R according to stepped (see Figure 5).
  • the division of the ceramic cover plate 30 into a top plate 30a and a top part 30b has the advantage that frictional forces F R which act on the front plate in the foot region 1 F on the cover plate 30, can not lead to that in the region of the transition edge from the top 1S to the head 1 K of the grate bar 1 an excessive mechanical torque M can act on the cover plate 30. As shown in FIG. 5, this torque M caused by the force F R would occur in the region of the upper front edge of the grate bar 1
  • connection of the ceramic cover plate 30 with the grate bar main body 2 takes place in the illustrated preferred embodiment purely by positive fit, namely by a so-called bung connection, d. H. a tongue and groove joint, wherein in one of the two components to be joined, here in the grate bar base 2, grooves 4, 6, 7, 8 are introduced and the matching springs directly to the other component to be connected, here on the ceramic cover plate 30, are formed.
  • the grate bar main body 2 has for this purpose a total of four grooves 4, 6, 7, 8.
  • a first groove 4 extends parallel to the surface of the grate bar main body 2 to the rear in the holding portion 2b, so that above this groove 4 in the holding portion 2b a kind of nose 5 is formed.
  • a spring 37 is formed on the ceramic cover plate 30 or its upper part plate 30a on the end facing away from the head side 1 K of the grate bar 1 end, which extends parallel to the surface of the top plate 30a. This spring 37 can be inserted during assembly in the groove 4 under the nose 5 in the holding section 2b.
  • a further groove 6 is located in the front portion 2a of the grate bar main body 2 between the end face of the grate bar main body 2 and the recess 3. Accordingly, the top plate 30a here on the bottom side facing the grate bar base 2 an integrally molded spring 38, which in this groove 6 engages.
  • the here engaging spring on the ceramic cover plate 30 is divided at the separation point 39 in two part springs 33, 34, wherein a part spring 33 on the upper part plate 30a and the second part spring 34 on the head part 30b of the cover plate 30 is arranged.
  • a further groove 8 in which a spring 40 engages which is attached to the foot end of the head portion 30b of the ceramic cover plate 30 and extending from the foot area upwards.
  • the grooves 4, 6, 7 and 8 and the corresponding springs 37, 38, 33, 34 and 40 are preferably in the cross section slightly to the groove bottom widening, trapezoidal, so that in this way a dovetail-like connection is given to ensure a secure fit to care.
  • the groove 4 in the holding section 2 b, the groove 6 in the top of the front section 2 a and the groove 8 in the foot region of the grate bar main body 2 each extend from a first longitudinal edge 1 L into the grate bar main body 2 and end at a distance s from the opposite second longitudinal edge 1G of the grate bar 1 (see in particular in Figure 4).
  • the distance s is preferably 10 to 30 mm. That is, the grooves 4, 6, 8 do not extend completely from one side to the other across the base body 2. Accordingly, the integrally formed on the cover plate 30 springs 37, 38, 40 are shorter.
  • This design of the grooves and springs has the advantage that the top plate 30a and the head part 30b can be pushed onto the grate bar main body 2 only from the first longitudinal side 1 L out. Is then later in the composite within a grate level 51, 52, 53 (see Figure 6) at this first longitudinal edge 1 L an adjacent grate bar, so the two-piece cover plate 30 no longer slip out of the grooves in this direction and is securely fixed, without that additional holding means are needed.
  • a firing grate constructed from such grate steps 51, 52, 53 with the grate bars 1 according to the invention can then be used in a solid fuel incinerator 60, as shown in FIG.
  • the grate 50 is down in the combustion chamber 62.
  • This combustion chamber 62 is fed via a feed chute 61 of the solid fuel to be burned constantly.
  • the fuel bed in the combustion chamber 62 is continuously transported obliquely downward above the grate 50 by the advancing movements of each second grate stage.
  • the upper area facing the feed chute 61 on the firing grate 50 is a drying and degassing zone, in the middle area the main combustion takes place and in the lower area the afterburning takes place.
  • funnel-like ash collector 66 which collect the resulting ash combustion, which inter alia falls through the louvers between the grate bars, collect and subsequent conveyors 67 out.
  • a slag conveyor 69 At the bottom of the furnace grate is a slag conveyor 69.
  • the ash and slag are further disposed of with suitable equipment which is not shown in detail here.
  • the combustion chamber 62 Above the combustion chamber 62 are boiler trains, through which the flue gas is guided so that it gives its energy to the heating surfaces of the boiler trains. Subsequently, the cooled flue gas is passed through a filter system 64 only roughly schematically shown and the filtered flue gases then pass through an outlet 65 from the solid fuel incinerator 60.
  • the solid fuel incinerator is shown in Figure 7 only very roughly schematically, as the Construction of such solid fuel combustion plants in principle known in the art and the other components, in particular the facilities for collecting and disposing of the ash and slag, for filtering the flue gases and the task of the fuel in the incinerator, are not essential to the invention.
  • the above-described grate bars and grate bar stages or the firing grate and the incinerator are merely exemplary embodiments which can be modified in many different ways by the person skilled in the art without departing from the scope of the invention.
  • the grate bars reach life even with simple air cooling, as they are otherwise achieved only with water cooling, they are preferably used to build air-cooled Feuerungsrosten to z. B. to replace water-cooled grate bars, as explained above. However, this does not exclude that the invention can also be used in the context of water-cooled grate bars in order to increase the service life even further or to construct the firing grates for even higher temperature applications.

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Abstract

Es wird ein Roststab (1) für einen Verbrennungsofen (60) mit einem Roststab-Grundkörper (2) und einer den Roststab-Grundkörper (2) zumindest auf einem im Betrieb zu einem Brennraum (62) hin weisenden Oberflächenbereich abdeckenden, hochtemperaturfesten Deckplatte (30) beschrieben. Die Deckplatte (30) ist von dem Roststab-Grundkörper (2) durch ein thermisches Isoliermaterial (20, 21) getrennt. Im Roststab-Grundkörper (2) ist hierzu in einer zur Deckplatte (30) weisenden Seite und/oder in der Deckplatte (30) in der zum Roststab-Grundkörper (2) weisenden Seite eine Kavität (3) eingebracht, welche zumindest teilweise mit einem Keramikfaser-Isoliermaterial (20) gefüllt ist. Weiterhin wird ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Roststabs (1) beschrieben.

Description

Roststab für einen Verbrennungsofen und Verfahren zur Herstellung eines
Roststabes
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Roststab für einen Verbrennungsofen mit einem Roststab-Grundkörper und einer den Roststab-Grundkörper zumindest auf einem im Betrieb zu einem Brennraum hinweisenden Oberflächenbereich abdeckenden, hochtemperaturfesten Deckplatte, wobei die Deckplatte von dem Roststab- Grundkörper durch ein thermisches Isoliermaterial getrennt ist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Roststabes.
Roststäbe der eingangs genannten Art werden in Feuerungsrosten für Verbrennungsöfen, insbesondere in Verbrennungsanlagen für Festbrennstoffe, eingesetzt. Bei diesen Festbrennstoffen kann es sich beispielsweise um Abfall, Ersatzbrennstoffe wie z.B. sortierten und/oder aufbereiteten Abfall, Sekundärbrennstoffe, Biomasse oder ähnliches handeln. Ein solcher Feuerungsrost besteht üblicherweise aus einer Rostkonstruktion mit einer Anzahl von dachziegelartig übereinander angeordneten Roststufen, welche jeweils mehrere parallel nebeneinander gelagerte Roststäbe aufweisen. Die dachziegelartige Anordnung der Roststäbe bildet dabei den Rostbelag, auf dem das Brennstoffbett durch den Brennraum transportiert wird und auf dem die Verbrennung abläuft. Die Verbrennung wird durch Primärluft, die üblicherweise u. a. durch Spalten zwischen den Roststäben von unten in den Brennraum hineingeführt wird, unterhalten. Zur Fortbewegung des Brennstoffbettes ist der Feuerungsrost häufig so ausgebildet, dass die Roststäbe jeder zweiten Roststufe in Längsrichtung der Roststäbe hin- und herbewegbar sind, wogegen die Roststäbe der übrigen Roststufen festgehalten werden. Durch die zyklische Hin- und Herbewegung jeder zweiten Roststufe wird das Brennstoffbett während der Verbrennung auf der dachziegelartigen Rostkonstruktion schräg nach unten von einem Vorwärmbereich in einen Hauptverbrennungsbereich und weiter zu einem Nachverbrennungsbereich transportiert.
In einer solchen Verbrennungsanlage entstehen Temperaturen von kontinuierlich 800 bis 1300 0C oder kurzzeitig sogar darüber. Der gesamte vordere Teil der Roststäbe, welche innerhalb der dachziegelartigen Übereinanderschichtung unter den Roststäben der darüber liegenden Roststufe hervorragen, ist folglich großen thermischen Belastungen ausgesetzt. Hinzu kommen erhebliche mechanische Belastungen durch den Transport des Brennstoffbettes und die Hin- und Herbewegung jeder zweiten Roststufe. Außerdem tritt insbesondere in Festbrennstoffverbrennungsanlagen das Problem auf, dass die Roststäbe chemischen Angriffen ausgesetzt sind, die aus der speziellen Zusammensetzung des Brennstoffs in diesem Anwendungsgebiet resultieren.
Zur Reduzierung der thermischen Belastungen gibt es verschiedene Möglichkeiten, die Roststäbe zu kühlen. So gibt es Systeme, die mit Luftkühlung arbeiten. Hierbei wird Luft, die in der Regel ohnehin zur Aufrechterhaltung der Verbrennung benötigt wird, an den Roststäben vorbeigeführt, um diese abzukühlen. Bei Hochtemperaturanwendungen reicht aber die Luftkühlung bisher oft nicht aus, um zufriedenstellend hohe Standzeiten der Roststäbe zu gewährleisten. Der Austausch von beschädigten Roststäben, der nur bei einem längeren Stillstand der gesamten Anlage möglich ist, verursacht wiederum hohe Kosten. Daher werden meist Systeme eingesetzt, die - ggf. auch zusätzlich - mit einer Wasserkühlung arbeiten. Solche Systeme sind jedoch relativ aufwändig, da in den Roststäben Leitungen eingebracht sein müssen und die Roststäbe jeweils in einen zu realisierenden Kühlwasserkreislauf integriert werden müssen. Zudem ist permanent eine einwandfreie Funktion des kompletten Kühlwasserkreislaufs sicherzustellen und hierfür entsprechende Sicherheitssysteme einzubauen. Ohne die vorgesehene Kühlung würden die Standzeiten der Roststäbe erheblich reduziert.
Eine weitere Möglichkeit, die Standzeiten der Roststäbe zu erhöhen, ist der Aufbau von mehrschichtigen Roststäben der eingangs genannten Art. Hierzu wird beispielsweise der Roststab-Grundkörper aus Stahl gefertigt, vorzugsweise als Stahlgussteil. Der im Betrieb zum Brennraum hin weisende Oberflächenbereich, d. h. die das Brennstoffbett tragende Seite, wird dann mit einer hochtemperaturfesten Deckplatte, besonders bevorzugt aus Keramik, abgedeckt. Solche Konstruktionen mit einem Stahlgrundkörper und einer keramischen Deckplatte werden beispielsweise in der EPO 382 045 A2 und der EP 1 705 425 A1 beschrieben. In der DE 93 12 738 LM werden Roststäbe beschrieben, welche jeweils ein Befestigungselement als Grundkörper und eine daran befestigte Deckplatte aus Keramik aufweisen, wobei sich zur Isolierung zwischen dem Befestigungselement und der Deckplatte entweder ein Luftspalt oder ein durchgehendes Isoliervlies befindet, um die Deckplatte vollständig vom Befestigungselement zu trennen. Weiterhin wird bereits in der DE 32368 A ein Roststab beschrieben mit einem Grundkörper aus Gusseisen oder Stahl und einer oberen Schicht aus einem Porzellanmaterial, wobei die Porzellanplatte und der Roststab- Grundkörper aus Stahl oder Eisen durch eine dünne Schicht aus einem schlecht wärmeleitenden Material getrennt sind. Durch eine solche einfache Isolierschicht kann zwar bereits eine gewisse thermische Entlastung des Roststab-Grundkörpers erreicht werden. Dennoch reicht dies bei dem heute üblicherweise erreichten Temperaturbereichen noch nicht aus, um auch für luftgekühlte Rostsysteme einen Roststab mit ausreichend hohen Standzeiten zur Verfügung zu stellen. Daher werden in modernen Festbrennstoffverbrennungsanlagen dennoch üblicherweise die teureren wassergekühlten Systeme eingesetzt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Roststab der eingangs genannten Art sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung anzugeben, welcher selbst mit einfacher Luftkühlung bei ausreichend hohen Standzeiten auch in modernen Hochtemperatur-Festbrennstoffverbrennungsanlagen einsetzbar ist.
Diese Aufgabe wird zum einen durch einen Roststab gemäß Patentanspruch 1 und zum anderen durch ein Verfahren zur Herstellung eines Roststabes gemäß Patentanspruch 13 gelöst.
Erfindungsgemäß ist also im Roststab-Grundkörper in einer zur Deckplatte weisenden Seite und/oder in der Deckplatte in der zum Roststab-Grundkörper weisenden Seite eine Kavität mit umlaufenden Wandungen, d. h. eine Aushöhlung mit rundum verlaufenden Wänden, eingebracht, welche zumindest teilweise mit einem Keramikfaser-Isoliermaterial gefüllt ist. Dieses Keramikfaser-Isoliermaterial ist einerseits selber hochtemperaturbeständig. Zum anderen hat es aber eine erheblich höhere Isolierwirkung als übliche thermische Isoliermaterialien wie beispielsweise ein Isolierzement. Insbesondere ist durch die Einbringung des Keramikfaser-Isoliermatehals in eine Kavität, welche ja durch die Abdeckung des Roststab-Grundkörpers mit der Deckplatte einen abgeschlossenen Innenraum im Roststab bildet, gewährleistet, dass das Keramikfaser-Isoliermaterial einen bestimmten Ausdehnungsraum hat, so dass im Isoliermaterial immer eine gewisse Menge Luft eingeschlossen ist, welche zu einer sehr hohen thermischen Isolierung zwischen der Deckplatte und dem Rost- stab-Grundkörper beiträgt. Insgesamt ist daher die thermische Belastung auf den Roststab-Grundkörper selbst bei sehr hohen Brennbetttemperaturen bis 10000C und höher gegenüber den bekannten Roststäben deutlich reduziert. So können selbst bei einer einfachen Luftkühlung auch in solchen Anlagen Roststab-Standzeiten erreicht werden, wie sie sonst nur mit einer Wasserkühlung erreichbar sind. Insgesamt sind daher Feuerungsroste, welche mit den erfindungsgemäßen Roststäben aufgebaut sind, wirtschaftlicher herstellbar und vor allem im laufenden Betrieb kostengünstiger als die bisher bekannten Feuerungsroste mit Wasserkühlung.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Roststabs wird ein Roststab-Grundkörper erzeugt, beispielsweise aus Stahlguss gegossen, und zumindest auf einem im Betrieb zu einem Brennraum hinweisenden Oberflächenbereich mit einer hochtemperaturfesten Deckplatte abgedeckt. Dabei wird bei der Herstellung des Roststab-Grundkörpers in den Roststab-Grundkörper in einer zur Deckplatte weisenden Seite und/oder bei der Herstellung der Deckplatte in die Deckplatte in einer zum Roststab-Grundkörper weisenden Seite eine Kavität eingebracht. Diese Ka- vität wird dann vor der Zusammenmontage des Roststab-Grundkörpers und der Deckplatte zumindest teilweise mit einem Keramikfaser-Isoliermaterial gefüllt.
Die abhängigen Ansprüche und die nachfolgende Beschreibung enthalten besonders vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung, wobei das erfindungsgemäße Verfahren auch analog zu den abhängigen Ansprüchen betreffend den Roststab weitergebildet sein kann und umgekehrt.
Die Deckplatte kann grundsätzlich aus verschiedenen hochtemperaturfesten Materialien hergestellt sein. Vorzugsweise handelt es sich um eine keramische Deckplatte, da keramische Stoffe nicht nur hochtemperaturfest sind, sondern zudem auch noch eine hohe Beständigkeit gegen chemische Belastungen aufweisen. Besonders bevorzugt handelt es sich hierbei um eine Silizium-Carbid (SiC)-Keramik. Als ganz besonders geeignet hat sich ein siliziuminfiltriertes reaktionsgebundenes SiC-Material herausgestellt, das in der Regel eine gute Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit, eine sehr gute Temperaturwechselbeständigkeit und eine sehr hohe Bruchfestigkeit aufweist. Da, wie bereits oben erwähnt, die Oberfläche des Brennstabs auch mechanischen Belastungen ausgesetzt ist, sollte die Deckplatte eine bestimmte Mindestdicke aufweisen. Besonders bevorzugt beträgt die Dicke der Deckplatte mindestens 5 mm, besonders bevorzugt mindestens 10 mm. Ganz besonders bevorzugt liegt die Dicke zwischen 15 und 35 mm. Wie ebenfalls erwähnt, kann die Kavität zur Aufnahme des Keramikfaser-Isoliermaterials auch in die Deckplatte eingebracht sein. Um die Deckplatte aber nicht zu dick ausbilden zu müssen und dennoch eine möglichst hohe Stabilität der Deckplatte zu erreichen, befindet sich die Kavität vorzugsweise zumindest zum überwiegenden Teil oder sogar ausschließlich im Roststab-Grundkörper. Durch entsprechende Ausgestaltung der Gussform kann insbesondere bei einer Herstellung des Roststabs im Stahlgussverfahren eine geeignete Kavität ohne großen Mehraufwand in den Roststab-Grundkörper eingebracht werden. Alternativ kann die Kavität oder sogar der komplette Roststab-Grundkörper auch mit oder in Kombination mit einem spanabhebenden Verfahren hergestellt werden.
Als Keramikfaser-Isoliermaterial kommen verschiedene Stoffe unterschiedlicher Konsistenz und Ausführung in Frage. Beispielsweise kann ein lockeres flockenartiges Keramikfaser-Isoliermaterial verwendet werden. Bevorzugt wird aber ein Isoliermaterial in Form einer Keramikfaser-Isoliermatte eingesetzt. Eine solche Keramikfaser- Isoliermatte lässt sich einfach verarbeiten, indem sie beispielsweise passend auf die Kavität zugeschnitten und eingelegt wird. Sie hat zudem eine definierte Dicke, so dass sich hiermit eine genau definierte Isolationswirkung erreichen lässt.
Vorzugsweise wird ein Keramikfasermaterial eingesetzt, welches als Hauptbestandteile SiO2 (vorzugsweise > 60 Gew.-%) und CaO (vorzugsweise > 25 Gew.-%) enthält. Zusätzlich kann eine solche Keramikfasermatte als weitere Komponenten MgO, AI2O3 oder Fe2O3 enthalten, wobei letztere beide Stoffe vorzugsweise in der Größenordnung von 1 Gew.-% oder darunter eingesetzt werden und das MgO vorzugsweise in einer Menge zwischen 2 und 10 Gew.-%. Der durchschnittliche Faserdurchmesser liegt vorzugsweise zwischen 3 und 3,5 μm. Bevorzugt beträgt die Wärmeleitfähigkeit bei einer Durchschnittstemperatur von 8000C nur 0,23 Watt/m K bei einer Dichte von 128 kg/m3. In neben der Kavität befindlichen Flächenbereichen, welche die Wandungen der Ka- vität bilden, befindet sich zwischen dem Roststab-Grundkörper und der Deckplatte bevorzugt eine Isolierzementschicht oder eine Isolierkleberschicht. Diese ist erheblich dünner als die Schichthöhe des Keramikfaser-Isoliermaterials bzw. die Tiefe der Kavität. Durch diese Isolierzementschicht oder Isolierkleberschicht ist dafür gesorgt, dass auch in den Bereichen, in denen Roststab-Grundkörper und Deckplatte nicht durch das Keramikfaser-Isoliermaterial getrennt sind, eine gewisse thermische Isolierung erreicht wird. Außerdem dient diese Schicht zum Ausgleich kleiner Unebenheiten in der Oberseite des Roststab-Grundkörpers und der Unterseite der Deckplatte, um eine sichere Lage der Deckplatte zu gewährleisten und somit die Bruchfestigkeit zu erhöhen. Vorzugsweise befindet sich eine solche Isolierzementschicht oder Isolierkleberschicht rings um die Kavität umlaufend zwischen dem Roststab- Grundkörper und der Deckplatte. Auf diese Weise ist das Keramikfaser- Isoliermaterial besonders dicht eingeschlossen und gegenüber Einwirkungen vom Brennraum aus geschützt, vor allem dagegen, dass durch die Verbrennung verflüssigter Brennstoff und Verbrennungsprodukte, insbesondere Festbrennstoff, in das Keramikfaser-Isoliermaterial eindringt und die Isolierwirkung reduziert.
Damit die Bereiche neben der Kavität, welche nicht so gut thermisch isoliert sind wie der Bereich der Kavität, möglichst klein sind, erstreckt sich die Breite der Kavität vorzugsweise zumindest über 80 % einer Breite der Deckplatte, d. h. die Roststabbreite. Besonders bevorzugt erstreckt sich die Länge der Kavität zumindest über 60 % einer Länge der Deckplatte, so dass der Großteil des mit dem Brennbett in Kontakt stehenden Bereichs der Deckplatte geschützt wird.
Vorzugsweise sind die Tiefe der Kavität und die Schichtdicke des Keramikfaser- Isoliermaterials so gewählt, dass das Keramikfaser-Isoliermaterial, wenn Roststab- Grundkörper und Deckplatte zusammenmontiert sind, gar nicht oder maximal um ein definiertes Maß zwischen dem Roststab-Grundkörper und der Deckplatte vorgespannt, d. h. zwischen Roststab-Grundkörper und Deckplatte zusammengedrückt wird. Wenn das Keramikfaser-Isoliermaterial überhaupt keinem Druck unterliegt, hat es die maximale thermische Isolierwirkung. Andererseits kann durch eine bestimmte Vorspannung, die allerdings nicht so stark sein sollte, dass das Isoliermaterial bis zum Anschlag zusammengedrückt wird, sondern noch ausreichend Luft im Keramik- faser-lsoliermaterial verbleibt, dafür gesorgt werden, dass Stöße, die von der Brennraumseite aus auf die Deckplatte ausgeübt werden, nach unten abgedämpft werden. Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel entspricht die Dicke des Ke- ramikfaser-lsoliermaterials exakt der Tiefe der Kavität zuzüglich einer Dicke der Isolierzement- oder Isolierkleberschicht oder ist allenfalls minimal größer. Die Tiefe der Kavität liegt vorzugsweise zwischen 5 mm und 20 mm, besonders bevorzugt zwischen 8 mm und 15 mm.
Vorzugsweise ist die Deckplatte so ausgebildet, dass sie den Roststab-Grundkörper zum Brennraum hin vollständig abdeckt, ausgehend von einem Fußbereich, an welchem der Roststab in eingebautem Zustand auf einem Roststab einer darunter angeordneten Roststufe aufliegt, über eine Kopf- bzw. Stirnseite bis einschließlich dem dem Brennraum ausgesetzten Oberseitenbereich des Roststabes. Dabei ist die Deckplatte besonders bevorzugt zweiteilig mit einer Oberteilplatte und einem Kopfteil ausgebildet. Die Oberteilplatte und das Kopfteil sind dabei an einer an der Kopfseite befindlichen, quer zu einer Roststablängsrichtung verlaufenden Trennstelle bzw. Trennlinie voneinander getrennt. Die Trennstelle bzw. Trennlinie befindet sich bevorzugt in einem mittleren Bereich der Kopfseite, das heißt, ungefähr in mittlerer Höhe zwischen dem Fußbereich und der Oberseite des Roststabes. Eine solche Unterbrechung der Deckplatte an der Kopfseite hat den Vorteil, dass die mechanischen Belastungen auf die Deckplatte reduziert sind. Durch die zyklische Hin- und Herbewegung jeder zweiten Roststufe ist die Deckplatte im Fußbereich einer besonderen mechanischen Belastung ausgesetzt, wobei ständig eine Kraft auf den Fußbereich in Längsrichtung des Roststabs ausgeübt wird. Diese Kraft führt insbesondere zu einem Drehmoment an der Trennstelle zwischen der Oberseite des Roststabs und der Kopfseite des Roststabs, so dass es hier leicht zu einem Bruch kommen könnte. Durch die Trennung der Deckplatte in eine Oberteilplatte und ein Kopfteil an der Kopfseite wird vermieden, dass ein derartiges Drehmoment durch die Vorschubbewegung auf die Deckplatte ausgeübt ist. Die Trennstelle selber ist vorzugsweise gestuft ausgebildet, d. h. sowohl das Kopfteil als auch die Oberteilplatte weisen passend zueinander gestufte Enden auf, die ineinander greifen. Dadurch kann durch die Trennstelle kein flüssiger und/oder feinteiliger Brennstoff zwischen die Deckplatte und den Roststab-Grundkörper gelangen. Ein solcher zweiteiliger Aufbau der Deckplatte ist grundsätzlich bei allen Roststäben sinnvoll, die mit einem Roststab-Grundkörper und einer separaten Deckplatte ausgebildet sind, unabhängig davon, ob und in welcher Weise sich zwischen beiden eine Isolierschicht bzw. ein Isoliermaterial befindet. Insofern wird durch diese Idee auch unabhängig von dem Aufbau der erfindungsgemäßen Isolierschicht eine erhebliche Verbesserung der Standzeiten derartiger Roststäbe erzielt. Eine besonders hohe Standzeit lässt sich allerdings durch die beschriebene Kombination der erfindungsgemäßen Ausbildung der Isolierung zwischen Deckplatte und Roststab-Grundkörper und die zweiteilige Ausbildung der Deckplatte erreichen.
Bei einem Verfahren zur Herstellung eines solchen Roststabs wird die Deckplatte bereits bei der Herstellung zweiteilig mit einer Oberteilplatte und einem Kopfteil hergestellt. Diese Bestandteile werden so am Roststab-Grundkörper montiert, dass die Oberteilplatte den Roststab-Grundkörper in einem Oberseitenbereich und an einer Kopfseite des Roststabs bis zu einer quer zu einer in Roststablängsrichtung im Kopfbereich verlaufenden Trennstelle abdeckt und das Kopfteil, ausgehend von dieser Trennstelle, den Roststab-Grundkörper im weiteren Kopfbereich und einem Fußbereich des Roststabes abdeckt.
Für die Verbindung von Deckplatte und Roststab-Grundkörper gibt es verschiedene Möglichkeiten. Prinzipiell ist eine Verschraubung, eine reine Verklebung oder Ähnliches möglich. Vorzugsweise ist die Deckplatte jedoch mit dem Roststab-Grundkörper formschlüssig verbunden. Auf weitere mechanische Verbindungsteile wie Schrauben oder dergleichen kann dann verzichtet werden. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Deckplatte mit Roststab-Grundkörper über eine Nut-Feder-Verbindung bzw. eine Spundverbindung, besonders bevorzugt über eine Schwalbenschwanzverbindung verbunden.
Bei einer besonders bevorzugten Variante sind dabei die Nuten für die Nut-Feder- Verbindung bzw. Spundverbindung so in einer zur Deckplatte weisenden Seite im Roststab-Grundkörper und/oder in der zum Roststab-Grundkörper weisenden Seite in der Deckplatte eingebracht, dass sie sich von einer ersten Längskante des Roststabs aus quer bis zu einem Abstand von einer gegenüberliegenden zweiten Längskante des Roststabs erstrecken. Bei der Montage der Deckplatte auf den Roststab- Grundkörper werden dann die Federn für die Verbindung von der ersten Längskante des Roststabs aus in die Nuten geschoben, d. h. bei einer Spundverbindung, bei der sich an dem Bauteil, in dem sich nicht die Nuten befinden, die Federelemente, welche in die Nut eingreifen sollen, direkt angeformt sind, besteht dann die Möglichkeit, die Deckplatte und den Roststab-Grundkörper von der ersten Längskante aus, d. h. quer zu der Längsrichtung im Verlauf der Nuten, aufeinander aufzuschieben. Da die Roststäbe später innerhalb des Feuerungsrosts in einem direkten Verbund nebeneinander liegen, sind die Nuten jeweils durch den unmittelbar an der Öffnung der Nuten benachbart angeordneten Roststab abgedeckt. Dadurch kann die Deckplatte nicht wieder seitlich vom Roststab-Grundkörper herunterrutschen. In gleicher Weise ist es möglich, bei einer Nut-Feder-Verbindung die separaten Federn von der ersten Längskante des Roststabs aus in die Nuten einzuschieben.
Wie bereits oben erwähnt, werden solche Roststäbe vorzugsweise in Feuerungsrosten eingesetzt, die eine Anzahl von dachziegelartig übereinander angeordneten Roststufen aufweisen, wobei in jeder Roststufe jeweils mehrere Roststäbe parallel nebeneinander gelagert sind. Insbesondere bei einer Ausgestaltung der Verbindung zwischen Deckplatte und Roststab-Grundkörper als Nut-Feder- oder Spundverbindung, bei der sich die Nuten wie oben beschrieben von einer ersten Längskante des Roststabs aus in den Roststab-Grundkörper und/oder die Deckplatte erstrecken, ist eine Roststufe dabei bevorzugt so aufgebaut, dass sich die Nuten jeweils von der gleichen (ersten) Längskante des Roststabs aus in den Roststab-Grundkörper und/oder die Deckplatte hinein erstrecken. Die Roststufe weist dann an dieser Seite (die in Richtung der besagten ersten Längskante der Roststäbe liegt) einen ggf. auch dünneren Abschluss-Roststab mit fest montierter Keramik-Oberfläche auf, welcher die Nuten in dem vorletzten Roststab zur Seite hin abdeckt. Alternativ ist es auch möglich, zumindest als letzten Roststab in der Roststufe einen bezüglich der Nut- und Federausbildung zur Roststablängsachse seitenverkehrt ausgebildeten Roststab einzusetzen, dessen Deckplatte nur genau in die entgegengesetzte Richtung wie bei vorletzten Roststab seitlich heraus geschoben werden kann. Grundsätzlich können derartige seitenverkehrte Roststäbe auch an mehreren Stellen in der Roststufe eingesetzt werden. Z.B. können immer paarweise zwei Roststäbe mit unterschiedlicher Nutrichtung so nebeneinander gesetzt werden, dass sie gegenseitig die Bewegung der Deckplatte aus den Nuten blockieren. Ein mit den erfindungsgemäßen Roststäben ausgerüsteter Feuerungsrost kann prinzipiell in einem Brennraum eines beliebigen Verbrennungsofens genutzt werden. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Roststäbe im Bereich der Festbrennstoffverbrennung, da hier mit sehr hohen Temperaturen gearbeitet wird und zudem eine besondere Chemiebeständigkeit gegenüber unbekannten chemischen Verbindungen gegeben sein muss.
Die Erfindung wird im Folgenden noch einmal unter Hinweis auf die beigefügten Figuren anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Gleiche Bauteile sind in den verschiedenen Figuren jeweils mit denselben Bezugsziffern versehen. Es zeigen:
Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Roststabs von schräg oben,
Figur 2 eine perspektivische Explosionsdarstellung des Roststabs gemäß Figur 1 von schräg oben,
Figur 3 eine perspektivische Explosionsdarstellung des Roststabs gemäß Figur 1 von schräg unten,
Figur 4 eine Draufsicht auf den Roststab gemäß Figur 1 mit Teilschnitt,
Figur 5 ein Längsschnitt durch den Roststab gemäß Figur 1 entlang der in Figur 4 gezeigten Schnittlinie A-A,
Figur 6 eine perspektivische Darstellung dreier Roststufen eines Feuerungsrostes, welche aus Roststäben gemäß der Figur 1 aufgebaut sind,
Figur 7 eine vereinfachte Schnittdarstellung durch eine Festbrennstoffverbren- nungsanlage mit einem Feuerungsrost, welcher aus Roststufen gemäß Figur 6 aufgebaut ist. Im Folgenden wird - ohne Beschränkung der Allgemeinheit - davon ausgegangen, dass der in den Figuren 1 bis 5 dargestellte Roststab innerhalb einer Festbrennstoff- verbrennungsanlage eingesetzt wird.
Dieser Roststab weist einen einteiligen Roststab-Grundkörper 2 aus Stahlguss auf, der sich in einer Längsrichtung R (siehe Figur 1) erstreckt. Der Roststab- Grundkörper 2 kann im Wesentlichen in zwei Abschnitte, einen Vorderabschnitt 2a und einen Halteabschnitt 2b, unterteilt werden.
Der Halteabschnitt 2b befindet sich dabei in Längsrichtung an einem der Kopfseite 1 K bzw. Stirnseite des Roststabs 1 gegenüberliegenden Ende und ist mit zwei Haken 11 ausgebildet. Wie die perspektivische Darstellung eines Ausschnitts von drei Roststufen 51 , 52, 53 eines fertigen Feuerungsrosts 50 in Figur 6 zeigt, ist dieser Halteabschnitt 2b nicht dem Brennraum ausgesetzt, da der hinterer Bereich eines Roststabes 1 in einer Roststufe 52, 53 jeweils durch die Roststäbe 1 der darüber liegenden Roststufe 51 , 52 abgedeckt ist.
Nur der Vorderabschnitt 2a ragt jeweils unter dem darüber liegenden Roststab 1 hervor. Daher wird dieser Bereich vollständig durch eine Deckplatte 30 aus keramischem Material abgedeckt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine SiC-Keramik, da dieses eine besonders gute Temperaturfestigkeit, eine hohe mechanische Stabilität und zudem eine relativ hohe Unempfindlichkeit gegen chemische Einwirkungen aufweist. Es handelt sich hierbei um ein siliziuminfiltriertes reaktionsgebundenes SiC, welches zu 88 Gew.-% aus SiC besteht und 11 Gew.-% freies Silizium aufweist, das in das SiC einfiltriert ist.
Da die Roststäbe 1 in jeder der Roststufen 51 , 52, 53 nebeneinander dicht an dicht gepackt sind, ist somit der gesamte direkt dem verbrennenden Brennstoffbett ausgesetzte Teil des Roststabes 1 durch die keramische Deckplatte 30 geschützt.
Wie in Figur 6 weiterhin schematisch dargestellt ist, sind die einzelnen Roststäbe einer Roststufe 51 , 52, 53 jeweils gemeinsam mit den Haken 11 des Halteabschnitts 2B des Roststab-Grundkörpers 2 an einer senkrecht zur Längsrichtung R der Roststäbe 1 verlaufenden Lagerstange 54 bzw. einem entsprechenden Lagerstange ge- lagert. Durch quer zur Längsrichtung R verlaufende Löcher 12 in den Haken 11 können benachbarte Roststäbe 1 miteinander verschraubt werden, so dass die gesamten Roststäbe einer Roststufe 51 , 52, 53 einen festen Verbund bilden, der auf der jeweiligen Lagerstange 54 gelagert ist. Jede zweite Lagerstange 54, hier die Lagerstange 54 der mittleren Roststufe 52, ist mit einer Mechanik (nicht dargestellt) gekoppelt, über die die Lagerstange 54 in einer Bewegungsrichtung B parallel zur Roststablängsrichtung R hin- und herbewegt werden kann, so dass die gesamte Roststufe 52 in der Bewegungsrichtung B hin- und hergeschoben wird. Auf diese Weise wird das Brennstoff bett schräg nach unten von Roststufe zu Roststufe weitertransportiert. Diese Bewegung jeder zweiten Roststufe 52 führt zusätzlich zu einer mechanischen Belastung, da jeweils die Roststäbe einer darüber liegenden Roststufe mit einem vorderen Fußbereich 1 F (siehe Figur 1) auf dem Oberseitenbereich 1S der darunter liegenden Roststufe hin- und herrutschen. Aus diesem Grund ist die keramische Deckplatte 30 so ausgebildet, dass sie auch um die Kopfseite 1 K des Roststabs 1 vollständig herumgeführt wird und den Fußbereich 1 F mit abdeckt.
Die Roststäbe 1 , d. h. sowohl der Roststab-Grundkörper 2 als auch die Deckplatte 30 jedes Roststabs 1 , sind im Bereich des Vorderabschnitts 2a von oben gesehen nicht ganz rechteckig ausgeführt, sondern weisen jeweils auf einer Längsseite eine Einbuchtung 10 auf. Diese Einbuchtungen 10 bilden jeweils die Lüftungsschlitze zwischen den Roststäben 1 , durch die von unten in den Feuerungsrost Luft eingeblasen werden kann, um zum einen den Verbrennungsprozess aufrechtzuerhalten und zum anderen die Roststäbe durch die eingebrachte Luft zu kühlen.
Erfindungsgemäß ist, wie in Figur 2 besonders gut zu erkennen ist, in der Oberseite des Vorderabschnitts 2a des Roststab-Grundkörpers 2, welcher durch die Deckplatte 30 abgedeckt wird, eine größere durchgehende Kavität 3 eingebracht. Diese Kavität 3 erstreckt sich über den größten Teil der Oberfläche des Vorderabschnitts 2a.
In diese Kavität 3 wird vor der Abdeckung mit der keramischen Deckplatte 30 eine Keramikfaser-Isoliermatte 20 eingebracht. Diese kann problemlos bei Durchschnittstemperaturen von 800 bis 10000C verwendet werden und ist kurzfristig sogar bei Temperaturen bis zu 12000C einsetzbar. Der gesamte weitere Oberflächenbereich um die Kavität 3 herum, d. h. die seitlich am Roststab-Grundkörper 2 stehen bleibenden Stege und sämtliche weiten Bereiche des Roststab-Grundkörpers 2, auf denen die Keramikdeckplatte 30 direkt aufliegen würde, werden mit einer sehr dünnen Isolierzementschicht 21 versehen, welche dazu dient, Unebenheiten auszugleichen. Durch die Isoliermatte 20 und die Schicht aus Isolierzement 21 ist dafür gesorgt, dass der Roststab-Grundkörper 2 aus Stahlguss gegenüber der hochtemperaturfesten Deckplatte 30 aus keramischem Material sehr gut thermisch isoliert ist. Der Roststab-Grundkörper 2 braucht daher nur einen Bruchteil der thermischen Belastung aufzunehmen, die auf der keramischen Deckplatte 30 des Roststabs 1 wirkt.
Die Abmessungen der Kavität 3 sind vorzugsweise so gewählt, dass die Breite b« der Kavität 3 mindestens 90 % der Gesamtbreite b des Roststabs 1 und die Länge IK der Kavität 3 mindestens 70 % der Länge I der Deckplatte 30 entspricht, berechnet von der Kopfseite 1 K des Roststabs 1 bis zum rückseitigen Ende der Deckplatte 30, an dem dieses an den Halteabschnitt 2b des Roststab-Grundkörpers 2 angrenzt. Das heißt, bei einer Abmessung der Deckplatte mit einer Länge I von 560 mm beträgt die Länge IK der Kavität vorzugsweise 392 mm und bei einer Breite b des Roststabs 1 von 140 mm beträgt die Breite bK der Kavität ca. 126 mm. Die Größe der Kavität 3 wird also vorzugsweise so gewählt, dass die zur Verfügung stehende Oberfläche in dem Roststab-Grundkörper 2 möglichst gut ausgenutzt wird und die umlaufenden Wandungen um die Kavität 3 möglichst dünn sind, da ja im Bereich dieser verbleibenden „Stege" auch bei einem Einsatz des Isolierzements nur eine geringere thermische Isolierwirkung erreicht werden kann als im Bereich der Kavität 3, in der die Keramikfaser-Isoliermatte 20 eingelegt wird.
Die Dicke d der Keramikfaser-Isoliermatte 20 ist so gewählt, dass sie möglichst genau der Tiefe t (siehe Figur 5) der Kavität 3 zuzüglich der Schichtdicke des Isolierzements 21 entspricht. Die Kavität 3 ist dann vollständig ausgefüllt und die Isoliermatte 20 wird zwischen der keramischen Deckplatte 30 und dem Roststab- Grundkörper 2 gar nicht oder allenfalls minimal zusammengedrückt, so dass sie die maximale thermische Isolierwirkung entfalten kann. Die Deckplatte 30 ist hier zweiteilig ausgebildet, mit einer Oberteilplatte 30a, welche den Vorderabschnitt 2a des Roststab-Grundkörpers 2 im Oberseitenbereich 1S des Roststabs 1 sowie den oberen Teil der Kopfseite 1 K des Roststabs 1 abdeckt, und einem separaten Kopfteil 30b, welches den unteren Bereich der Kopfseite 1 K des Roststabs 1 abdeckt und sich untenseitig über den Fußbereich 1 F des Roststabes 1 erstreckt.
Die Trennstelle 39 zwischen den beiden Teilen 30a, 30b der Deckplatte 30 verläuft mitten auf der Kopfseite 1 K des Roststabs 1. Die Grenzflächen 31 , 32 der Oberteilplatte 30a, und des Kopfteils 30b der Deckplatte 30 sind jeweils zueinander korrespondierend gestuft ausgebildet, so dass die Trennstelle 39 im Querschnitt betrachtet in Roststablängsrichtung R entsprechend gestuft verläuft (siehe Figur 5).
Die Aufteilung der keramischen Deckplatte 30 in eine Oberteilplatte 30a und ein Kopfteil 30b hat den Vorteil, dass Reibungskräfte FR, die an der Vorderkante im Fußbereich 1 F auf die Deckplatte 30 wirken, nicht dazu führen können, dass im Bereich der Übergangskante von der Oberseite 1S zur Kopfseite 1 K des Roststabs 1 ein zu großes mechanisches Drehmoment M auf die Deckplatte 30 einwirken kann. Wie in Figur 5 gezeigt, würde dieses durch die Kraft FR verursachte Drehmoment M im Bereich der oberen vorderen Kante des Roststabs 1
M = FR X (h-, + h2)
betragen, wobei hi die Höhe von der Fußkante bis zur Trennstelle 39 zwischen Kopfteil 30b und Oberteilplatte 30a der Deckplatte 30 ist und h2 der Abstand von dieser Trennstelle 39 bis zu der besagten Position an der oberen Vorderkante der Deckplatte 30, an der das Drehmoment auf die Deckplatte einwirken würde und dort zu einem Bruch führen könnte.
Stattdessen wirkt durch die Teilung der Deckplatte 30 an der Trennstelle 39 nur noch ein Drehmoment
M = FR X hi auf das Kopfteil 30b selber ein, da die Oberteilplatte 30a und das Kopfteil 30b so ausgebildet sind, dass an der Trennstelle 39 ein gewisses Spiel verbleibt. Dies ist durch die oben beschriebene stufige Ausbildung der Grenzflächen 31 , 32 möglich, ohne dass der Roststab-Grundkörper 2 an dieser Stelle frei liegt, so dass dafür gesorgt ist, dass die Trennstelle relativ dicht gegenüber möglicherweise eindringenden flüssigen und/oder feinteiligen Brennstoff ist. Das Drehmoment hat also keinerlei Auswirkungen auf die obere Vorderkante der Deckplatte 30, d. h. die mechanischen Belastungen durch die ständigen Bewegungen jeder zweiten Roststufe 52 führen nicht zu einer erhöhten Bruchgefahr in der Keramikdeckplatte 30 und verringern nicht die Standzeit des Roststabs 1.
Die Verbindung der keramischen Deckplatte 30 mit dem Roststab-Grundkörper 2 erfolgt bei dem dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel rein durch Form- schluss, nämlich durch eine sogenannte Spundverbindung, d. h. eine Nut- und Federverbindung, wobei in einem der beiden zu verbindenden Bauteile, hier in den Roststab-Grundkörper 2, Nuten 4, 6, 7, 8 eingebracht sind und die hierzu passenden Federn unmittelbar am anderen zu verbindenden Bauteil, hier an der keramischen Deckplatte 30, angeformt sind.
Der Roststab-Grundkörper 2 weist hierfür insgesamt vier Nuten 4, 6, 7, 8 auf. Eine erste Nut 4 erstreckt sich parallel zur Oberfläche des Roststab-Grundkörpers 2 nach hinten in den Halteabschnitt 2b, so dass oberhalb dieser Nut 4 im Halteabschnitt 2b eine Art Nase 5 ausgebildet ist. Dementsprechend ist an der keramischen Deckplatte 30 bzw. deren Oberteilplatte 30a an dem von der Kopfseite 1 K des Roststabs 1 wegweisenden Ende eine Feder 37 angeformt, welche sich parallel zur Oberfläche der Oberteilplatte 30a erstreckt. Diese Feder 37 kann bei der Montage in die Nut 4 unter der Nase 5 im Halteabschnitt 2b eingeschoben werden. Eine weitere Nut 6 befindet sich im Vorderabschnitt 2a des Roststab-Grundkörpers 2 zwischen der Stirnseite des Roststab-Grundkörpers 2 und der Ausnehmung 3. Dementsprechend weist die Oberteilplatte 30a hier auf der zum Roststab-Grundkörper 2 verweisenden Unterseite eine angeformte Feder 38 auf, welche in diese Nut 6 eingreift.
Im Grundkörper 2 befindet sich zudem in der Kopfseite 1 K eine größere Nut 7, in welche entsprechende Federn 33, 34 eingreifen, welche sich am kopfseitigen Ende der Oberteilplatte 30a und dem Kopfteil 30b nach innen zum Roststab-Grundkörper 2 hin erstrecken. Das heißt, die hier eingreifende Feder an der keramischen Deckplatte 30 ist an der Trennstelle 39 in zwei Teilfedern 33, 34 aufgeteilt, wobei eine Teilfeder 33 an der Oberteilplatte 30a und die zweite Teilfeder 34 am Kopfteil 30b der Deckplatte 30 angeordnet ist.
Außerdem befindet sich im Roststab-Grundkörper 2 an der Unterseite im Fußbereich 1F eine weitere Nut 8, in welche eine Feder 40 eingreift, die am fußseitigen Ende des Kopfteils 30b der keramischen Deckplatte 30 angebracht ist und sich vom Fußbereich aus nach oben erstreckt.
Die Nuten 4, 6, 7 und 8 sowie die entsprechenden Federn 37, 38, 33, 34 und 40 sind vorzugsweise im Querschnitt leicht zum Nutgrund hin sich erweiternd, trapezförmig ausgebildet, so dass hierdurch eine schwalbenschwanzartige Verbindung gegeben ist, um für einen sicheren Halt zu sorgen.
Die Nut 4 im Halteabschnitt 2b, die Nut 6 in der Oberseite des Vorderabschnitts 2a und die Nut 8 im Fußbereich des Roststab-Grundkörpers 2 verlaufen jeweils von einer ersten Längskante 1 L aus in den Roststab-Grundkörper 2 hinein und enden in einem Abstand s von der gegenüberliegenden zweiten Längskante 1G des Roststabs 1 (siehe insbesondere in Figur 4). Der Abstand s beträgt vorzugsweise 10 bis 30 mm. Das heißt, die Nuten 4, 6, 8 verlaufen nicht vollständig von einer zur anderen Seite quer durch den Grundköper 2 hindurch. Entsprechend sind die an der Deckplatte 30 angeformten Federn 37, 38, 40 kürzer ausgebildet. Diese Ausbildung der Nuten und Federn hat den Vorteil, dass die Oberteilplatte 30a und das Kopfteil 30b nur von der ersten Längsseite 1 L aus auf den Roststab-Grundkörper 2 geschoben werden können. Liegt dann später im Verbund innerhalb einer Roststufe 51 , 52, 53 (siehe Figur 6) an dieser ersten Längskante 1 L ein benachbarter Roststab an, so kann die zweiteilige Deckplatte 30 nicht mehr in diese Richtung aus den Nuten herausrutschen und ist sicher fixiert, ohne dass weitere Haltemittel benötigt werden.
Um zu verhindern, dass sich in einer Roststufe 51 , 52, 53 an dem Roststab 1 , der in Richtung der ersten Längsseite 1 L der Roststäbe 1 weisenden Seite als letztes in der Roststufe 51 , 52, 53 angeordnet ist, die Deckplatte 30 durch seitliches Herausrut- sehen aus den Nuten vom Roststab-Grundkörper 2 lösen kann, befindet sich in jeder Roststufe an dieser Seite eine dünnere Roststab-Abschlussplatte 35.
Ein aus solchen Roststufen 51 , 52, 53 mit den erfindungsgemäßen Roststäben 1 aufgebauter Feuerungsrost kann dann, wie in Figur 7 dargestellt, in einer Festbrenn- stoffverbrennungsanlage 60 eingesetzt werden. Dabei befindet sich der Feuerungsrost 50 unten im Brennraum 62. Diesem Brennraum 62 wird über einen Zuführschacht 61 der zu verbrennende Festbrennstoff ständig zugeführt. Während der Verbrennung wird das Brennstoffbett im Brennraum 62 kontinuierlich über dem Feuerungsrost 50 durch die Vorschubbewegungen jeder zweiten Roststufe schräg nach unten transportiert. Der obere zum Zuführschacht 61 weisende Bereich auf dem Feuerungsrost 50 ist dabei eine Trockungs- und Entgasungszone, im mittleren Bereich findet die Hauptverbrennung statt und im unteren Bereich die Nachverbrennung.
Unterhalb des Feuerungsrosts 50 sind trichterartige Aschesammler 66 angeordnet, welche die bei der Verbrennung entstehende Asche, die u. a. durch die Luftschlitze zwischen den Roststäben herunterfällt, aufsammeln und anschließenden Fördereinrichtungen 67 zuführen. Am unteren Ende des Feuerungsrosts befindet sich eine Schlackefördereinrichtung 69. Die Asche und Schlacke werden mit geeigneten Einrichtungen weiter entsorgt, die hier nicht im Detail dargestellt sind. Oberhalb des Brennraums 62 befinden sich Kesselzüge, durch den das Rauchgas geführt wird, damit es seine Energie an die Heizflächen der Kesselzüge abgibt. Anschließend wird das abgekühlte Rauchgas durch eine nur grob schematisch dargestellte Filteranlage 64 geleitet und die gefilterten Rauchgase gelangen dann über einen Auslass 65 aus der Festbrennstoffverbrennungsanlage 60. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Festbrennstoffverbrennungsanlage in Figur 7 nur sehr grob schematisch dargestellt ist, da der Aufbau solcher Festbrennstoffverbrennungsanlagen vom Prinzip her dem Fachmann bekannt ist und die weiteren Komponenten, insbesondere die Einrichtungen zur Sammlung und Entsorgung der Asche und Schlacke, zur Filterung der Rauchgase und zur Aufgabe des Brennstoffs in die Verbrennungsanlage, für die Erfindung nicht wesentlich sind. Es wird abschließend auch noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei den vorhergehend beschriebenen Roststäben und Roststabstufen bzw. dem Feuerungsrost und der Verbrennungsanlage lediglich um Ausführungsbeispiele handelt, welche vom Fachmann in verschiedenster Weise modifiziert werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
Da die Roststäbe selbst mit einfacher Luftkühlung Standzeiten erreichen, wie sie sonst nur mit Wasserkühlung erreicht werden, werden sie vorzugsweise zum Aufbau von luftgekühlten Feuerungsrosten eingesetzt, um z. B. wassergekühlte Roststäbe zu ersetzen, wie dies vorstehend erläutert wurde. Dies schließt aber nicht aus, dass die Erfindung auch im Rahmen von wassergekühlten Roststäben zusätzlich genutzt werden kann, um die Standzeiten noch weiter zu erhöhen oder um die Feuerungsroste für noch höhere Temperaturanwendungen zu konstruieren.
Weiterhin schließt die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein" bzw. „eine" nicht aus, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können.

Claims

Patentansprüche
1. Roststab (1) für einen Verbrennungsofen (60) mit
- einem Roststab-Grundkörper (2)
- und einer den Roststab-Grundkörper (2) zumindest auf einem im Betrieb zu einem Brennraum (62) hin weisenden Oberflächenbereich abdeckenden, hochtemperaturfesten Deckplatte (30), wobei die Deckplatte (30) von dem Roststab-Grundkörper (2) durch ein thermisches Isoliermaterial (20, 21 ) getrennt ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Roststab-Grundkörper (2) in einer zur Deckplatte (30) weisenden Seite und/oder in der Deckplatte (30) in der zum Roststab-Grundkörper (2) weisenden Seite eine Kavität (3) mit umlaufenden Wandungen eingebracht ist, welche zumindest teilweise mit einem Keramikfaser-Isoliermaterial (20) gefüllt ist.
2. Roststab gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Keramikfaser- Isoliermaterial (20) eine Keramikfaser-Isoliermatte (20) umfasst.
3. Roststab gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Tiefe (t) der Kavität (3) und eine Schichtdicke (d) des Keramikfaser-Isoliermaterials (20) so gewählt sind, dass das Keramikfaser-Isoliermaterial (20) im zusammenmontierten Zustand nicht oder maximal um ein definiertes Maß zwischen dem Roststab-Grundkörper (2) und der Deckplatte (31) vorgespannt wird.
4. Roststab gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen dem Roststab-Grundkörper und der Deckplatte in neben der Kavität (3) befindlichen Bereichen eine Isolierzementschicht (21) oder Isolierkleberschicht befindet.
5. Roststab gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen dem Roststab-Grundkörper (2) und der Deckplatte (30) rings um die Kavität (3) umlaufend eine Isolierzementschicht (21) oder Isolierkleberschicht befindet.
6. Roststab gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Kavität (3) zumindest über 80 % einer Breite (b) der Deckplatte (30) und/oder zumindest 60 % einer Länge (I) der Deckplatte (30) erstreckt.
7. Roststab (1 ) für einen Verbrennungsofen (60), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit einem Roststab-Grundkörper (2) und einer den Roststab- Grundkörper (2) zumindest auf einem im Betrieb zu einem Brennraum (62) hin weisenden Oberflächenbereich (10) abdeckenden, hochtemperaturfesten Deckplatte (30), dadurch gekennzeichnet, dass die Deckplatte (30) den Roststab- Grundkörper (2) in einem Fußbereich (1 F), an einer Kopfseite (1K) und einem Oberseitenbereich (1S) des Roststabs (1) abdeckt und zweiteilig mit einer O- berteilplatte (30a) und einem Kopfteil (30b) ausgebildet ist, wobei die Oberteil- platte (30a) und das Kopfteil (30b) an einer an der Kopfseite (1 K) befindlichen, quer zu einer in Roststablängsrichtung (R) verlaufenden Trennstelle (39) aneinander grenzen.
8. Roststab gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckplatte (30) mit dem Roststab-Grundkörper (2) formschlüssig verbunden ist.
9. Roststab gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckplatte (30) mit dem Roststab-Grundkörper (2) über eine Nut-Feder-Verbindung und/oder Spundverbindung verbunden ist.
10. Roststab gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer zur Deckplatte (30) weisenden Seite im Roststab-Grundkörper (2) und/oder in der zum Roststab-Grundkörper (2) weisenden Seite in der Deckplatte (30) Nuten (6, 7) für die Nut-Feder-Verbindung und/oder Spundverbindung eingebracht sind, die sich von einer ersten Längskante (1 L) des Roststabs (1) aus quer bis zu einem Abstand (s) von einer gegenüberliegenden zweiten Längskante (1G) des Roststabs (1) erstrecken.
11. Feuerungsrost (50) mit einer Anzahl von dachziegelartig übereinander angeordneten Roststufen (51 , 52, 53), welche jeweils mehrere parallel nebeneinander gelagerte Roststäbe (1) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Roststäbe (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgebildet sind.
12. Verbrennungsofen (60), insbesondere für die Festbrennstoffverbrennung, mit einem Brennraum (62), welcher in einem unteren Bereich einen Feuerungsrost (50) gemäß Anspruch 11 aufweist.
13. Verfahren zur Herstellung eines Roststabs (1) für einen Verbrennungsofen (60), bei dem ein Roststab-Grundkörper (2) erzeugt und zumindest auf einem im Betrieb zu einem Brennraum (62) hin weisenden Oberflächenbereich mit einer hochtemperaturfesten Deckplatte (30) abgedeckt wird, wobei bei der Zusammenmontage des Roststab-Grundkörpers (2) und der Deckplatte (30) zwischen die Deckplatte (30) und den Roststab-Grundkörper (2) ein thermisches Isoliermaterial (20, 21) eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Herstellung des Roststab-Grundkörpers (2) in den Roststab-Grundkörper (2) in einer zur Deckplatte (30) weisenden Seite und/oder bei der Herstellung der Deckplatte (30) in die Deckplatte (30) in einer zum Roststab-Grundkörper (2) weisenden Seite eine Kavität (3) eingebracht wird, und dass die Kavität (3) vor der Zusammenmontage des Roststab-Grundkörpers (2) und der Deckplatte (30) zumindest teilweise mit einem Keramikfaser- Isoliermaterial (20) gefüllt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass in einer zur Deckplatte (30) weisenden Seite im Roststab-Grundkörper (2) und/oder in der zum Roststab-Grundkörper (2) weisenden Seite in der Deckplatte (30) Nuten (6, 7) für die Nut-Feder-Verbindung und/oder Spundverbindung eingebracht werden, die sich von einer ersten Längskante (1 L) des Roststabs (1) aus quer bis zu einem Abstand (s) von einer gegenüberliegenden zweiten Längskante (1G) des Roststabs (1) erstrecken, und dass bei der Montage der Deckplatte (30) auf den Roststab-Grundkörper (2) von der ersten Längskante (1 L) des Roststabs (1 ) aus Federn ( 33, 34, 37, 38, 40) in die Nuten (6, 7) geschoben werden.
15. Verfahren zur Herstellung eines Roststabs (1) für einen Verbrennungsofen (60), insbesondere gemäß Anspruch 13 oder 14, bei dem ein Roststab-Grundkörper (2) erzeugt und zumindest auf einem im Betrieb zu einem Brennraum (62) hin weisenden Oberflächenbereich mit einer hochtemperaturfesten Deckplatte (30) abgedeckt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckplatte (30) zweiteilig mit einer Oberteilplatte (30a), welche den Roststab-Grundkörper (2) in einem Oberseitenbereich (15) und an einer Kopfseite (1 K) des Roststabs (1) bis zu einer quer zu einer in Roststablängsrichtung (R) an der Kopfseite (1K) verlaufenden Trennstelle (39) abdeckt, und einem Kopfteil (30b), welches, ausgehend von der Trennstelle (39), den Roststab-Grundkörper, die weitere Kopfseite (1 K) und einen Fußbereich (1 F) des Roststabs (1) abdeckt, hergestellt wird.
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