EP2878888B1 - Rostelement mit eingegossenem Keramikeinsatz - Google Patents
Rostelement mit eingegossenem Keramikeinsatz Download PDFInfo
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- EP2878888B1 EP2878888B1 EP14004057.7A EP14004057A EP2878888B1 EP 2878888 B1 EP2878888 B1 EP 2878888B1 EP 14004057 A EP14004057 A EP 14004057A EP 2878888 B1 EP2878888 B1 EP 2878888B1
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Classifications
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- 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
Definitions
- the invention relates to a grate element and a method for its production according to the preamble of claims 1 and 9, respectively.
- the invention relates to a grate element, in particular a one-piece or modular grate bar, for a moving grate of a large furnace.
- grate bars are for example from the DE 201 11 804 U1 , DE202013004749 and in a modular design from the DE 20 2011 005 341 U1 as well as the DE 10 2001 100 369 A1 known to the applicant.
- the frontal section of the known grate bar is particularly exposed to very high loads. This contacts the material to be burned by means of a feed and has nozzle holes for supplying air to the material to be burned.
- the nozzle holes tend to burn open. If the nozzle holes are burnt open, the component must be completely replaced.
- the invention is therefore based on the object of creating a grate element according to the preamble of claim 1, in particular a grate bar or a part thereof, for example an element of a modular grate bar, and a method for its production according to the preamble of claim 9 in order to simplify Manufacture to ensure a longer lifespan.
- a grate element is created for a moving grate of a large combustion system, the grate element having a front sliding surface interspersed with throughflow openings for air and / or gases, in which a high-temperature-resistant ceramic insert encompassing an opening is encased on the front side in the grate element.
- the ceramic insert can expediently have an anchoring element, in particular a projection and / or an undercut, for anchoring in the grate element. This ensures a secure hold even if the cast is burned out on the face.
- a particularly bar-shaped ceramic insert with several nozzle openings is introduced into the mold for the grate element and cast around it.
- Several nozzle holes are formed in one step and the ceramic insert is firmly anchored by encapsulating it on all sides.
- the ceramic insert which is basically fragile, does not have to be handled separately and is also not exposed to the outside, in particular does not touch the combustion material, which significantly reduces the risk of breakage.
- the adjacent ceramic inserts can be individually spaced from one another.
- the opening in the ceramic insert to the front sliding surface can be designed both conical and cylindrical.
- the grate element can be a one-piece grate bar or a part thereof, e.g. front grate element of a modular grate bar.
- One opening or several openings can be provided in the ceramic element.
- the invention creates individual components of a grate and the occupancy of a complete grate consisting of the grate element according to the invention.
- the invention also provides a method for producing a grate element.
- connection of two different materials lies in a gray area of casting in terms of manufacturing, i.e. in stage 2.
- casting and ceramics are combined, which are very different in their specific properties and must be optimally matched to one another.
- the process places maximum demands on the caster and the material.
- the ceramics must also withstand the effects of impacts caused by falling, heavy firing material or falling brickwork.
- the firing is set individually by the operator (operating mode) - and in some cases it can also be higher than the actual design of the system, which increases the stress in operation exponentially.
- the different types of fuel used in the systems (examples are weapons / ammunition, palm oil, coffee grounds, waste wood, wood chips, sewage sludge, household waste, animal carcasses, paper residues, chemical waste, coal, etc.) cause different wear patterns on the burning path, the head or nozzles of the grate bar. Everything together then affects the air flow and the cooling of the rod.
- the decisive factor for the operational success of a part made of different materials is the wear pattern in the operation of a system, the resulting service life and the cost-benefit expenditure in purchasing.
- the skills of the caster are decisive for the quality of the rod and a sensible design decides on an economically sensible series production. Taken together and optimally coordinated, this leads to successful use in incineration plants.
- the applicant has due to the above Core competencies, especially the casting technique and the geometry of the ceramic, iteratively brought to series production, with the aim of achieving a combination of durability and cost-effective, high-quality production.
- the invention makes it possible to connect the two materials in a form-fitting manner and to make this connection durable over the long term.
- the properties of the casting (flow speed, casting temperature and shrinkage when the respective materials cool down) must be observed.
- the success of this process lies not only in the casting process but also in the shaping of the ceramic.
- the ceramic nozzle according to the invention is preferably a cylindrical ring nozzle.
- the shape allows any arrangement in the head of the grate bar.
- the shape was adapted to the shrinkage of the respective material and withstands both the pressure of the medium during casting and shrinkage when it cools.
- the grate bars are heated again, whereby pressure is again exerted on the ceramic.
- the ceramic does not offer any surface against external forces. It is completely enclosed and protected.
- the method for producing a grate element provides for the ceramic insert to be pretreated before it is poured in, in particular to preheat the ceramic insert before it is poured in.
- the ceramic insert can also be flooded with an inert noble gas, which displaces or replaces water and oxygen.
- the ceramic insert preferably has a low thermal expansion.
- the ceramic of the ceramic insert preferably has an aluminum oxide content of 25% by weight to 85% by weight. You can e.g. Contain cordierite or consist essentially of cordierite. Cordierite is a synthetically produced refractory ceramic with low heat conduction and expansion and is particularly suitable for series production.
- the grate element 1 shown for a moving grate of a combustion or large combustion system has an upper side 2 which comprises a burning surface and a sliding surface for items to be burned.
- the material to be fired is pushed forward by a structurally identical grate element 1, which is usually placed on the sliding surface in the moving grate, by means of the front-side sliding surface 3, which is interspersed here by two sets of four flow openings 4 for air and / or gases
- the partial cut in the Fig. 1 (b), 1 (c) and 1 (d) shows two high-temperature-resistant ceramic inserts 5, each comprising four openings, which are encased on all sides in the grate element 1 on the front side.
- the openings 6 of the ceramic inserts 5 are aligned with openings 7 in the front sliding surface 3 of the grate bar 1, forming the throughflow openings 4.
- a ceramic insert 5 is in Fig. 2 It can in particular be rod-shaped or bar-shaped as shown and has a plurality of spaced apart openings 5.
- the ceramic insert 5 is inserted into the casting mold, possibly using a holding element, and encapsulated.
- Several nozzle holes are formed in one step and the ceramic insert 5 is firmly anchored by being cast around on all sides.
- the basically fragile ceramic insert 5 does not have to be handled separately and is also not exposed to the outside, in particular does not touch the combustion material, which considerably reduces the risk of breakage.
- Grate elements with four openings in the ceramic insert 5 - as shown by way of example - have proven to be particularly useful. However, more openings can be provided, in particular six, seven or eight.
- the adjacent ceramic inserts 5 can engage in one another in order to ensure reliable positioning during manufacture.
- a groove 8 can be provided at one end and a tongue 9 at the other end, cf. Fig. 2 (a) .
- Adjacent ceramic inserts 5 can, however, as in Fig. 1 shown, also be spaced from one another.
- the openings in the ceramic insert 5 expediently taper conically towards the sliding surface on the end face in order to generate a nozzle effect which promotes the combustion process.
- the openings 6 on the sliding surface side are preferably of smaller diameter than the inner openings 6b, cf. Fig. 2 (b) - 2 (d) , 1 (b), 1 (c) .
- the ceramic insert 5 can expediently have an anchoring element 10 or more, in particular a projection and / or an undercut, for anchoring in the grate element 1, cf. Fig. 3 (a) . This ensures a secure hold even if the cast is burned out on the face side.
- the anchoring element 10 is expediently designed in the shape of a ring and / or bead around the ceramic insert, see Fig. 3 (b) or Fig. 8 , there by way of example for a nozzle-shaped ceramic insert 5.
- the anchoring element 10 can also be configured in the shape of a pyramid, see FIG Fig. 9 .
- the anchoring element has a stepped, in particular zigzag-shaped cross section, see FIG Fig. 7 using the example of a cuboid ceramic insert 5, which is illustrated here with flange sections 12, which can also serve as an anchoring element or end flush with the grate element or rest on the outside or be set back from the end face.
- the grate element 1 can be a one-piece grate bar as in Fig. 1 or a part thereof, for example the front grate element 11 of a modular grate bar, cf. Fig. 4 .
- the high-temperature-resistant ceramic insert 5 has at one mouth end (or, as shown, possibly both mouth ends) of the openings 6, 6b, a flange section 12 which extends transversely to the axis of the openings 6, 6b and which rests against the front sliding surface 3 of the cast body. This makes the face stronger against wear protected; however, there is a higher risk of breakage since the ceramic body 5 comes into contact with the material to be burned.
- the flange section 12 can in particular be annular and extend around an opening 6, 6b.
- An annular flange section 12 can also be provided for each opening 6, 6b.
- flange sections 12 for example straight and / or spaced apart, can be provided adjacent to one another, cf. Fig. 6 (a), 6 (b) .
- flange sections 12 are expediently provided at both mouth ends so that the ceramic insert 5 is secured against falling out on both sides.
- the ceramic insert is encompassed on all sides by the cast and its opening (s) can end flush with the end face of the grate element, be set back on one or both sides with respect to the at least one mouth opening or extend beyond it on one or both sides.
- the ceramic insert can be set back in relation to the end face, and it can also be provided that it protrudes towards the mouth opposite the end face 3, that is to say inward, see Fig. 10 .
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Description
- Die Erfindung betrifft ein Rostelement und ein Verfahren zu dessen Herstellung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 9.
- Die Erfindung betrifft ein Rostelement, insbesondere einen einteiligen oder modularen Roststab, für einen Vorschubrost einer Großfeuerungsanlage. Derartige Roststäbe sind beispielsweise aus dem
DE 201 11 804 U1 ,DE202013004749 und in modularer Bauweise aus demDE 20 2011 005 341 U1 sowie derDE 10 2001 100 369 A1 der Anmelderin bekannt. - Einer sehr hohen Beanspruchung ist insbesondere der stirnseitige Abschnitt des bekannten Roststabs ausgesetzt. Dieser kontaktiert das Verbrennungsgut mittels Vorschub und weist Düsenlöcher für die Luftzuführung zum Verbrennungsgut auf. Die Düsenlöcher neigen dazu, aufzubrennen. Sind die Düsenlöcher aufgebrannt, muss das Bauteil vollständig erneuert werden.
- Zwar ist es aus bekannt, einen modularen Roststab einzusetzen, bei dem nur das Vorschubelement erneuert werden muss. Allerdings ist dies dennoch mit einem Stillstand der Verbrennungsanlage und mit Wartungsaufwand verbunden.
- Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Rostelement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere einen Roststab oder einen Teil davon, beispielsweise ein Element eines modularen Roststabs, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 9 zu schaffen, um bei einfacher Herstellung eine längere Lebensdauer sicherzustellen.
- Diese Aufgabe wird entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. 9 gelöst.
- Demnach wird ein Rostelement für einen Vorschubrost einer Verbrennungs-Großfeuerungsanlage, wobei das Rostelement eine mit Durchströmöffnungen für Luft und/oder Gase durchsetzte stirnseitige Schiebefläche aufweist, geschaffen, bei dem ein eine Öffnung umfassender hochtemperaturbeständiger Keramikeinsatz unter allseitiger Umfassung stirnseitig im Rostelement eingegossen ist.
- Zweckmäßigerweise kann der Keramikeinsatz ein Verankerungselement, insbesondere einen Vorsprung und/oder eine Hinterschneidung, zur Verankerung im Rostelement aufweisen. Damit ist ein sicherer Halt auch dann noch gewährleistet, wenn stirnseitig der Guss ausgebrannt ist.
- So wird ein insbesondere balkenförmiger Keramikeinsatz mit mehreren Düsenöffnungen in die Form für das Rostelement eingebracht und umgossen. Es werden in einem Schritt mehrere Düsenlöcher ausgebildet und der Keramikeinsatz wird durch allseitiges Umgießen fest verankert. Der grundsätzlich bruchempfindliche Keramikeinsatz muss nicht gesondert gehandhabt werden und ist auch nicht nach außen exponiert, berührt insbesondere nicht das Verbrennungsgut, wodurch das Bruchrisiko erheblich sinkt.
- Bei breiteren Rostelementen können mehrere zueinander benachbarte Keramikeinsätze vorgesehen sein, um auf einfache Weise eine Vielzahl von Düsenlöchern zu schaffen.
- Die benachbarten Keramikeinsätze können individuell zueinander beabstandet sein.
- Die Öffnung im Keramikeinsatz zur stirnseitigen Schiebefläche kann sowohl konisch als auch zylindrisch ausgebildet sein.
- Das Rostelement kann dabei ein einteiliger Roststab oder ein Teil davon, z.B. vorderes Rostelement eines modularen Roststabs, sein.
- Es kann eine Öffnung im Keramikelement vorgesehen sein, oder mehrere Öffnungen.
- Die Erfindung schafft einzelne Komponenten eines Rostes sowie die Belegung einen kompletten Rostes, bestehend aus dem erfindungsgemäßen Rostelement.
- Denkbar sind auch andere Formgebungen der Keramiken für Anwendungen in anderen Gusskomponenten.
- Die Erfindung schafft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Rostelements.
- Die Herausforderungen in der Fertigung von Gussteilen bestehen darin, dass drei Fertigungsstufen gleichermaßen sorgsam durchlaufen werden müssen. Die Stufen sind:
- (1) vor dem Gießverfahren (der Festlegung von Geometrien, dem Modellbau, den Kernkästen, der Auswahl des Werkstoffes mit dessen spezifischen Eigenschaften),
- (2) dem tatsächlichen Gießen (technisches Equipment, Gießverfahren, Formen und Formsand, den Fähigkeiten des Gießers)
- (3) sowie die Folgeschritte nach der Erstellung (z.B. Putzen, Bearbeitung, Schweißen, Zusammenbau von Komponenten, Veredelung).
- Die Verbindung von zwei unterschiedlichen Materialien liegt fertigungstechnisch in einer Grauzone des Gießens, also in Stufe 2. Erfindungsgemäß werden Guss und Keramik vereint, die in den spezifischen Eigenschaften sehr unterschiedlich sind und maximal auf einander abgestimmt sein müssen. Das Verfahren stellt den Gießer und das Material vor maximale Anforderungen.
- Es geht u.a. um die Standfestigkeit der ausgewählten Keramik während des Eingießens des heißen Stahls in den Formkasten. Ebenso muss die Keramik den im Betrieb entstehenden Einflüssen aus Stößen durch herabfallendes, schweres Brenngut oder herabfallende Ausmauerungen standhalten. Die Feuerung wird durch den Betreiber (Fahrweise) individuell eingestellt - und kann fallweise auch über der tatsächlichen Auslegung der Anlage liegen, wodurch die Beanspruchung im Betrieb exponentiell steigt. Ebenso verursacht das in den Anlagen unterschiedlich verwendete Brenngut (Beispiele sind Kampfmittel/Munition, Palmöl, Kaffeesatz, Altholz, Hackschnitzel, Klärschlämme, Hausmüll, Tierkadaver, Papierrückstände, Chemieabfälle, Kohle usw.) unterschiedliche Verschleißbilder auf der Brennbahn, dem Kopf oder den Düsen des Roststabes. Alles zusammen beeinflusst dann den Luftdurchfluss und die Kühlung des Stabes.
- Ausschlaggebend für den betrieblichen Erfolg eines aus verschiedenen Materialien verbundenen Teiles ist das Verschleißbild im Betrieb einer Anlage, die daraus entstehende Standzeit sowie der Kosten-Nutzenaufwand im Einkauf. Die Fähigkeiten des Gießers sind ausschlaggebend für die Qualität des Stabes und eine vernünftige Konstruktion entscheidet über eine wirtschaftlich sinnvolle Serienfertigung. Zusammen genommen und optimal abgestimmt führt dies zum erfolgreichen Einsatz in Verbrennungsanlagen.
- Die Anmelderin hat aufgrund der o.g. Kemkompetenzen vor allem die Gießtechnik und die Geometrie der Keramik iterativ zur Serienreife gebracht, mit dem Ziel, eine Kombination aus Haltbarkeit und kostengünstiger, qualitativ hochwertiger Fertigung zu erzielen.
- Das erfindungsgemäße macht es gießtechnisch möglich, die beiden Materialien formschlüssig zu verbinden und diese Verbindung langfristig haltbar zu gestalten. Die Eigenschaften des Gusses (Fließgeschwindigkeit, Gießtemperatur sowie Schwundmaß beim Erkalten der jeweiligen Werkstoffe) sind zu beachten.
- Der Erfolg dieses Prozesses liegt, neben dem Gießverfahren, auch in der Formgebung der Keramik. Die erfindungsgemäße Keramikdüse ist vorzugsweise eine zylindrische Ringdüse. Die Form ermöglicht eine beliebige Anordnung im Kopf des Roststabes. Die Form wurde dem Schwundmaß des jeweiligen Werkstoffes angepasst und hält sowohl dem Druck des Mediums während des Gießens, als auch dem Schrumpfen beim Erkalten stand. Während des Betriebes werden die Roststäbe wieder erhitzt, wodurch erneut Druck auf die Keramik ausgeübt wird.
- Die charakteristische Schlagempfindlichkeit von Keramik bleibt jedoch weiter bestehen. Daher ist es in der Produktion vorteilhaft, dass die Düse vollständig eingegossen ist.
- So bietet die Keramik keine Angriffsfläche gegenüber externen Kräften. Sie ist vollständig umschlossen und geschützt.
- Auch bei dem bekannten Problem des Schmiedefeuereffektes bei sich zusetzenden Düsen brennt die Keramik im Stab nicht auf. Sie kann weder herausfallen noch ist sie Stößen ausgesetzt.
- So sieht das Verfahren zum Herstellen eines Rostelements vor, den Keramikeinsatz vor dem Eingießen vorzubehandeln, insbesondere den Keramikeinsatz vor dem Eingießen vorzuwärmen. Der Keramikeinsatz kann auch mit einem inerten Edelgas geflutet werden, wodurch Wasser- und Sauerstoff verdrängt oder ersetzt wird.
- Vorzugsweise weist die der Keramikeinsatz eine geringe Wärmeausdehnung auf.
- Vorzugsweise weist die Keramik des Keramikeinsatzes einen Aluminiumoxidgehalt von 25 Gew.-% bis 85 Gew.-% auf. Sie kann z.B. Cordierit enthalten oder im wesentlichen aus Cordierit bestehen. Cordierit ist eine synthetisch hergestellte feuerfeste Keramik mit geringer Wärmeleitung und -ausdehnung und eignet sich besonders für die Serienfertigung.
- Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, sowie aus der nachfolgenden Beschreibung und den zugehörigen Figuren. Einzelne Merkmale der Ansprüche oder der Ausführungsformen können mit anderen Merkmalen anderer Ansprüche und Ausführungsformen kombiniert werden.
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Fig. 1(a) zeigt einen Roststab in Perspektivansicht. -
Fig. 1(b), 1(c) und 1(d) zeigen den Roststab derFig. 1(a) von unten, von der Seite bzw. von vorne, jeweils in teilweisem Schnitt im Bereich des Keramikeinsatzes. -
Fig. 2(a) zeigt ein Keramikelement in Perspektivansicht. -
Fig. 2(b), 2(c), 2(d) und 2(e) zeigen das Keramikelement von vorne, in Durchsicht von oben, im Schnitt entlang der Linie A-A derFig. 2(b) , bzw. in Durchsicht von der Seite. -
Fig. 3(a), 3(b) illustrieren im Schnitt jeweils einen Keramikeinsatz mit einem Verankerungselement. -
Fig. 4(a) zeigt ein vorderes Rostelement für einen modularen Roststab in Perspektivansicht. -
Fig. 4(b), 4(c) und 4(d) zeigen das Rostelement derFig. 4(a) von unten, von der Seite bzw. von vorne, jeweils in teilweisem Schnitt im Bereich des Keramikeinsatzes. -
Fig. 5 illustriert einen Keramikeinsatz mit Flansch im Schnitt. -
Fig. 6(a), 6(b) illustrieren einen weiteren Keramikeinsatz mit Flansch von vorne bzw. von der Seite. -
Fig. 7 ,8 und9 illustrieren jeweils einen weiteren Keramikeinsatz. -
Fig. 10 illustriert einen eingesetzten Kermikeinsatz. - Das in
Fig. 1(a) dargestellte Rostelement 1 für einen Vorschubrost einer Verbrennungs- oder Großfeuerungsanlage weist eine Oberseite 2 auf, die eine Brennfläche und eine Schiebefläche für Brenngut umfasst. Vorgeschoben wird Brenngut durch ein im Vorschubrost auf der Schiebefläche fachüblich aufliegendes baugleiches Rostelement 1 mittels der stirnseitigen Schiebefläche 3, die hier beispielhaft von zwei Sätzen mit jeweils vier Durchströmöffnungen 4 für Luft und/oder Gase durchsetzt ist - Der Teilschnitt in den
Fig. 1(b), 1(c) und 1(d) zeigt zwei hier jeweils vier Öffnungen umfassende hochtemperaturbeständige Keramikeinsätze 5, die unter allseitiger Umfassung stirnseitig im Rostelement 1 eingegossen sind. Die Öffnungen 6 der Keramikeinsätze 5 fluchten dabei mit Öffnungen 7 in der stirnseitigen Schiebefläche 3 des Roststabs 1 unter Ausbildung der Durchströmöffnungen 4. - Ein Keramikeinsatz 5 ist in
Fig. 2 dargestellt Er kann insbesondere wie dargestellt stab- oder balkenförmig sein und weist mehrere beabstandete Öffnungen 5 auf. Bei der Herstellung eines Rostelements wird der Keramikeinsatz 5 in die Gussform eingesetzt, ggf. unter Verwendung eines Halteelements, und umgossen. Dabei werden in einem Schritt mehrere Düsenlöcher ausgebildet und der Keramikeinsatz 5 wird durch allseitiges Umgießen fest verankert. Der grundsätzlich bruchempfindliche Keramikeinsatz 5 muss nicht gesondert gehandhabt werden und ist auch nicht nach außen exponiert berührt insbesondere nicht das Verbrennungsgut, wodurch das Bruchrisiko erheblich sinkt. - Als besonders zweckmäßig haben sich Rostelemente mit - wie beispielhaft dargestellt - vier Öffnungen im Keramikeinsatz 5 herausgestellt. Es können jedoch mehr Öffnungen vorgesehen sein, insbesondere sechs, sieben oder acht.
- Wird das Keramikelement 5 zu lang, steigt die Bruchgefahr bei der Handhabung und beim Betrieb. Bei breiteren Rostelementen können daher zwei oder mehr zueinander benachbarte Keramikeinsätze vorgesehen sein, um auf einfache Weise eine Vielzahl von Düsenlöchern zu schaffen, siehe
Fig. 1(b), 1(c), 1(d) . - Dabei können die benachbarten Keramikeinsätze 5 ineinander eingreifen, um so eine zuverlässige Positionierung bei der Herstellung zu gewährleisten. Hierzu kann einenends eine Nut 8 und anderenends eine Feder 9 vorgesehen sein, vgl.
Fig. 2(a) . - Benachbarte Keramikeinsätze 5 können jedoch, wie in
Fig. 1 dargestellt, auch zueinander beabstandet sein. - Zweckmäßigerweise verjüngen sich die Öffnungen im Keramikeinsatz 5 zur stirnseitigen Schiebefläche hin konisch, um einen den Verbrennungsprozess begünstigenden Düseneffekt zu erzeugen. So sind die schiebeflächenseitigen Öffnungen 6 vorzugsweise kleineren Durchmessers als die innenseitigen Öffnungen 6b, vgl.
Fig. 2(b) - 2(d) ,1(b), 1(c) . - Zweckmäßigerweise kann der Keramikeinsatz 5 ein Verankerungselement 10 oder mehrere, insbesondere einen Vorsprung und/oder eine Hinterschneidung, zur Verankerung im Rostelement 1 aufweisen, vgl.
Fig. 3(a) . Damit ist ein sicherer Halt auch dann noch gewährleistet, wenn stirnseitig der Guss ausgebrannt ist Zweckmäßigerweise ist das Verankerungselement 10 ring- und/oder wulstförmig den Keramikeinsatz umlaufend ausgestaltet, sieheFig. 3(b) oderFig. 8 , dort beispielhaft für einen düsenförmigen Keramikeinsatz 5. Das Verankerungselement 10 kann auch pyramidenförmig ausgestaltet sein, sieheFig. 9 . In einer weiteren Ausgestaltung weist das Verankerungselement einen gestuften, insbesondere zickzackförmigen Querschnitt auf, siehe inFig. 7 am Beispiel eines quaderförmigen Keramikeinsatzes 5, der hier mit Flanschabschnitten 12 illustriert ist, die ebenfalls als Verankerungselement dienen können oder bündig mit dem Rostelement abschließen oder außen anliegen oder gegenüber der Stirnfläche zurückversetzt sein können. - Das Rostelement 1 kann dabei ein einstückiger Roststab wie in
Fig. 1 oder ein Teil davon, z.B. vorderes Rostelement 11 eines modularen Roststabs, sein, vgl.Fig. 4 . - In der in
Fig. 5 dargestellten Ausführungsform weist der hochtemperaturbeständige Keramikeinsatz 5 an einem Mündungsende (oder wie dargestellt ggf. beiden Mündungsenden) der Öffnungen 6, 6b einen sich quer zur Achse der Öffnungen 6, 6b erstreckenden Flanschabschnitt 12 auf, welcher an der stirnseitigen Schiebefläche 3 des Gusskörpers anliegt. Hierdurch wird die Stirnfläche stärker gegen Verschleiß geschützt; allerdings besteht höhere Bruchgefahr, da der Keramikkörper 5 mit dem vorzuschiebenden Verbrennungsgut in Kontakt gerät. - Der Flanschabschnitt 12 kann insbesondere ringförmig sein und sich um eine Öffnung 6, 6b herum erstrecken. Es kann auch für jede Öffnung 6, 6b ein ringförmiger Flanschabschnitt 12 vorgesehen sein.
- Zudem oder alternativ dazu können mehrere beispielsweise gerade und/oder beabstandete Flanschabschnitte 12 benachbart zueinander vorgesehen sein, vgl.
Fig. 6(a), 6(b) . - Zweckmäßigerweise sind wie beispielhaft illustriert an beiden Mündungsenden Flanschabschnitte 12 vorgesehen, so dass der Keramikeinsatz 5 gegen beiderseitiges Herausfallen gesichert ist.
- Der Keramikeinsatz ist allseitig vom Guss umfasst und seine Öffnung(en) können bündig mit der Stirnseite des Rostelements abschließen, ein- oder beidseitig gegenüber der mindestens einen Mündungsöffnung zurückversetzt sein oder ein-oder beidseitig sich gegenüber darüber hinaus erstrecken. Insbesondere kann der Keramikeinsatz gegenüber der Stirnfläche zurückversetzt sein, und dabei kann es auch vorgesehen sein, dass er gegenüber der der Stirnfläche 3 gegenüberliegenden Mündung, also nach innen, hervorsteht, siehe
Fig. 10 . -
- 1
- Rostelement
- 2
- Oberseite
- 3
- Schiebefläche
- 4
- Durchströmöffnung 4
- 5
- Keramikeinsatz
- 6
- Öffnung
- 7
- Öffnung
- 8
- Nut
- 9
- Feder
- 10
- Verankerungselement
- 11
- vorderes Rostelement modularen Roststabs
- 12
- Flanschabschnitt 12
Claims (10)
- Rostelement (1, 11) für einen Vorschubrost einer Verbrennungs- oder Großfeuerungsanlage, wobei das Rostelement (1, 11) eine mit einer Durchströmöffnung (4) für Luft und/oder Gase durchsetzte stirnseitige Schiebefläche (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein eine Öffnung (6) umfassender hochtemperaturbeständiger Keramikeinsatz (5) unter allseitiger Umfassung stirnseitig im Rostelement (1, 11) eingegossen ist.
- Rostelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Keramikeinsatz (5) düsenförmig ausgebildet ist.
- Rostelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Keramikeinsatz (5) ein Verankerungselement (10), insbesondere einen Vorsprung und/oder eine Hinterschneidung, zur Verankerung im Rostelement (1, 11) aufweist.
- Rostelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (6) des Keramikeinsatzes (5) mit einer Öffnung (7) in der stirnseitigen Schiebefläche (3) des Rostselements (1, 11) unter Ausbildung der Durchströmöffnungen (4) ein- oder beidseitig fluchtet oder dass der Keramikeinsatz zurückversetzt ist.
- Rostelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei zueinander benachbarte Keramikeinsätze (5) vorgesehen sind, wobei die benachbarten Keramikeinsätze (5) ineinander eingreifen können oder zueinander beabstandet sein können; und/oder dass zwei, drei, vier oder fünf Öffnungen (6) im Keramikeinsatz (5) vorgesehen sind; und/oder dass die Öffnungen (6) im Keramikeinsatz sich zur stirnseitigen Schiebefläche (3) hin konisch verjüngen; und/oder dass es ein Roststab (1) oder ein vorderes Rostelement (11) eines modularen Roststabs ist.
- Rostelement (1, 11), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, für einen Vorschubrost einer Verbrennungs-Großfeuerungsanlage, wobei das Rostelement (1, 11) einen Gusskörper mit einer mit Durchströmöffnungen (4) für Luft und/oder Gase durchsetzten stirnseitigen Schiebefläche (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein eine Öffnung (6) umfassender hochtemperaturbeständiger Keramikeinsatz (5) stirnseitig im Rostelement (1, 11) eingegossen ist, die Öffnung (6) den Keramikeinsatz (5) durchsetzt und der Keramikeinsatz (5) an einem Mündungsende der Öffnung (6) einen sich quer zur Achse der Öffnung (6) erstreckenden Flanschabschnitt (12) aufweist, welcher an der stirnseitigen Schiebefläche (3) des Gusskörpers anliegt oder im Gusskörper verankert ist.
- Rostelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein ringförmiger Flanschabschnitt (12) vorgesehen ist, der sich um eine Öffnung (6) herum erstreckt, oder dass mehrere beabstandete Flanschabschnitte (12) benachbart zueinander vorgesehen sind, wobei an beiden Mündungsenden (6, 6b) ein Flanschabschnitt (12) vorgesehen sein kann; und/oder dass der Keramikeinsatz (5) ein Verankerungselement (10), insbesondere einen Vorsprung und/oder eine Hinterschneidung, zur Verankerung im Rostelement (1, 11) aufweist; und/oder dass wenigstens zwei zueinander benachbarte Keramikeinsätze (5) vorgesehen sind, die ineinander eingreifen oder zueinander beabstandet sind; und/oder dass zwei, drei, vier oder fünf Öffnungen (6) im Keramikeinsatz (5) vorgesehen sind; und/oder dass die Öffnung (6) im Keramikeinsatz (5) sich zur stirnseitigen Schiebefläche (3) hin konisch verjüngt; und/oder dass es ein Roststab (1) oder ein vorderes Rostelement (11) eines modularen Roststabs ist.
- Verfahren zum Herstellen eines Rostelements nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Keramikeinsatz (5) vor dem Eingießen vorbehandelt wird.
- Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Keramikeinsatz (5) vor dem Eingießen vorgewärmt und/oder mit einem inerten Edelgas geflutet wird.
- Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Keramik mit einem Aluminiumoxidgehalt von 25 Gew.-% bis 85 Gew.-% verwendet wird.
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