EP0816525A1 - Siebplatte - Google Patents

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Publication number
EP0816525A1
EP0816525A1 EP97109259A EP97109259A EP0816525A1 EP 0816525 A1 EP0816525 A1 EP 0816525A1 EP 97109259 A EP97109259 A EP 97109259A EP 97109259 A EP97109259 A EP 97109259A EP 0816525 A1 EP0816525 A1 EP 0816525A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sieve plate
support layer
plate according
wear protection
hard alloy
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Withdrawn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
EP97109259A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gerhard Kruske
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.)
GEA Group AG
Original Assignee
Metallgesellschaft AG
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.)
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Publication date
Application filed by Metallgesellschaft AG filed Critical Metallgesellschaft AG
Publication of EP0816525A1 publication Critical patent/EP0816525A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B1/00—Sieving, screening, sifting, or sorting solid materials using networks, gratings, grids, or the like
    • B07B1/46—Constructional details of screens in general; Cleaning or heating of screens
    • B07B1/4609—Constructional details of screens in general; Cleaning or heating of screens constructional details of screening surfaces or meshes
    • B07B1/469—Perforated sheet-like material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge

Definitions

  • the invention relates to a screen plate Through openings for sieving granular solids.
  • the invention has for its object, sieve plates for high to provide abrasive stresses cost-effectively. According to the invention this is achieved in that the screen plate that is in contact with the solids during screening standing side a wear protection layer from a Hard alloy based on nickel or cobalt, which with a support layer made of iron material metallurgically connected is.
  • Sieves of this type can e.g. B. for sieving granules or pellets in the field of metallurgy or for stones or Earths can be used.
  • Hard materials are particularly carbides, the Carbides of tungsten and chrome are of particular importance.
  • Suitable hard alloys contain 0 to 52% by weight of tungsten, 3 up to 30% by weight chromium, 1.0 to 5.0% by weight boron, 1.0 to 5.0% by weight Silicon, 0.05 to 2.0% by weight carbon and the rest nickel and / or cobalt. Alloys of this type have a structure finely divided species-specific hard phase boride and / or carbide in nature. The matrix metal nickel and / or Cobalt forms boron and with the chromium and with the metalloids Silicon together with carbon hard phases, which are in the Microstructure as primary or secondary solidified connections or in Eliminate the form of binary or ternary eutectics. This Hard phases are extremely hard and determine together the properties of the hard alloy with the tough metal matrix with regard to wear resistance and corrosion resistance. The latter is also important because educated Corrosion products the wear resistance of surfaces Reduce.
  • the Hard alloy serves as the matrix alloy for the inlaid carbides.
  • the proportion of these stored carbides in the wear protection layer is generally 5 to 70% by weight and preferably 25 to 50% by weight if you have a high Wants to achieve wear resistance.
  • the hard alloy in addition to the above mentioned components still 3 to 20 wt% iron and / or 2 to Add 10% by weight of phosphorus. Phosphorus increases the viscosity, improves the wetting of the iron material and lowers it the processing temperature of the alloy.
  • Other components strong carbide formers such as e.g. B. Be molybdenum.
  • the wear protection layer is made with the support layer Iron material metallurgically connected. Generally poses the support layer is made of steel or nodular cast iron. The The thickness of the wear protection layer is usually in Range from 0.5 to 10 mm.
  • An expedient development of the invention consists in to form the wear protection layer from a powder mixture, that applied to the support layer and by melting with the support layer is connected.
  • the melting takes place usually in an inert atmosphere or in a vacuum Temperatures from 800 to 1200 ° C. This creates one metallurgical bond between the two layers that is no longer separable. Details of hard nickel alloys and the coating of a support layer made of ferrous material are described in DE-A 4 007 734, which deals with the Training of plain bearings deals. There is also that Another possibility described that the powder mixture apply to the support layer by thermal spraying and can then melt.
  • the sieve plate (1) consists of numerous parallel bars (3) on supporting bars (4) are welded on.
  • the ones necessary for screening Through openings are the spaces (5) between the Lattice bars (3).
  • the sieve plate (2) of Figure 2 has numerous openings (5) in the form of long looseners on.
  • Figure 3 shows in cross section a composite panel with an upper Wear protection layer (8) with the support layer (9) Iron material is connected.
  • the bars of the sieve plate (1) in cross section a wedge shape or an approximate wedge shape on, as shown in Figure 5 in three variants. This will expand the passage openings (5) from top to bottom, whereby the jamming of grains completely or largely avoided becomes.
  • the passage openings (5) are the Sieve plate (2) according to Figure 2 expanded from top to bottom educated.
  • Figure 5 shows, e.g. from a plate-shaped Support layer (9) with applied wear protection layer (8) from, as shown in Figure 3.
  • Figure 5 shows, e.g. from a plate-shaped Support layer (9) with applied wear protection layer (8) from, as shown in Figure 3.
  • the grooves (10) reduce the thickness of the support layer and facilitate cutting along the lines (11).
  • the gutters (10) can e.g. B. also formed when casting the support layer (9) or be formed by forging.
  • FIG. 5 (c) In order to produce bars with the profile according to FIG. 5 (c), one proceeds in the representation of FIG Iron material plate made for the support layer (9) is provided and parallel grooves (12) in the surface having.
  • the channels (12) with the powder mixture Wear protection layer filled and the connection is through the melting process at temperatures in the range of 800 to 1200 ° C. Possibly after the superficial Grinding the plate with the wear protection there is a separation along the dashed lines (13), so that the wedge profile according to Figure 5 (c) results.
  • Of the Parting cut can be from top to bottom or in reverse direction. It can be seen at this production of bars only relatively little material used for the wear protection layer.
  • finished Bar profile is the wear protection layer (8) through the softer material of the support layer edged on the sides, taking care that this edge is only very narrow, there it is at least partially removed during operation.

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Abstract

Die Siebplatte besitzt Durchtrittsöffnungen zum Sieben körniger Feststoffe. Die Siebplatte weist auf der mit den Feststoffen während der Siebung im Kontakt stehenden Seite eine Verschleißschutzschicht aus einer Hartlegierung auf Nickel- oder Kobaltbasis auf. Die Verschleißschutzschicht ist mit einer Stützschicht aus Eisenwerkstoff metallurgisch verbunden. Vorzugsweise enthält die Hartlegierung in ihrer Matrix 5 bis 70 Gew% artfremde Hartstoffe, z. B. Karbide von Wolfram und/oder Chrom.

Description

Die Erfindung betrifft eine Siebplatte mit Durchtrittsöffnungen zum Sieben körniger Feststoffe.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Siebplatten für hohe abrasive Beanspruchungen kostengünstig bereitzustellen. Erfindungsgemäß gelingt dies dadurch, daß die Siebplatte auf der mit den Feststoffen während der Siebung in Kontakt stehenden Seite eine Verschleißschutzschicht aus einer Hartlegierung auf Nickel- oder Kobaltbasis aufweist, die mit einer Stützschicht aus Eisenwerkstoff metallurgisch verbunden ist. Siebe dieser Art können z. B. zum Sieben von Granulat oder Pellets im Bereich der Metallurgie oder für Steine oder Erden verwendet werden.
Um die Verschleißschutzschicht noch widerstandsfähiger auszubilden, ist es vorteilhaft, daß die Nickel- oder Kobalthartlegierung in ihrer Matrix 20 bis 70 Gew% artfremde Hartstoffe eingebettet enthält. Bei diesen artfremden Hartstoffen handelt es sich insbesondere um Karbide, wobei den Karbiden von Wolfram und Chrom besondere Bedeutung zukommt.
Geeignete Hartlegierungen enthalten 0 bis 52 Gew% Wolfram, 3 bis 30 Gew% Chrom, 1,0 bis 5,0 Gew% Bor, 1,0 bis 5,0 Gew% Silizium, 0,05 bis 2,0 Gew% Kohlenstoff und im übrigen Nickel und/oder Kobalt. Legierungen dieser Art weisen ein Gefüge mit feinverteilter arteigener Hartphase boridischer und/oder karbidischer Natur auf. Das Matrixmetall Nickel und/oder Kobalt bildet mit dem Chrom und mit den Metalloiden Bor und Silizium zusammen mit Kohlenstoff Hartphasen, die sich im Gefüge als primär oder sekundär erstarrte Verbindungen oder in Form binärer oder ternärer Eutektika ausscheiden. Diese Hartphasen weisen eine hohe Härte auf und bestimmen im Verbund mit der zähen Metallmatrix die Eigenschaften der Hartlegierung hinsichtlich Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit. Letzteres ist ebenfalls wichtig, da gebildete Korrosionsprodukte die Verschleißfestigkeit von Oberflächen vermindern.
Wenn man Wolframkarbide und/oder Chromkarbide als artfremde Hartstoffe in die Hartlegierung einbringt, sorgt man für eine Körnung dieser Karbide zwischen 10 und 500 µm. Die Hartlegierung dient dann als Matrixlegierung für die eingelagerten Karbide. Der Anteil dieser eingelagerten Karbide in der Verschleißschutzschicht beträgt im allgemeinen 5 bis 70 Gew% und vorzugsweise 25 bis 50 Gew%, wenn man eine hohe Verschleißfestigkeit erreichen will.
Es kann zweckmäßig sein, der Hartlegierung neben den oben erwähnten Komponenten noch 3 bis 20 Gew% Eisen und/oder 2 bis 10 Gew% Phosphor zuzugeben. Phosphor erhöht die Viskosität, verbessert die Benetzung des Eisenwerkstoffs und erniedrigt die Verarbeitungstemperatur der Legierung. Weitere Komponenten in der Hartlegierung können starke Karbidbildner wie z. B. Molybdän sein.
Die Verschleißschutzschicht ist mit der Stützschicht aus Eisenwerkstoff metallurgisch verbunden. Im allgemeinen stellt man die Stützschicht aus Stahl oder auch Sphäroguß her. Die Stärke der Verschleißschutzschicht liegt üblicherweise im Bereich von 0,5 bis 10 mm.
Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung besteht darin, die Verschleißschutzschicht aus einem Pulvergemisch zu bilden, das auf die Stützschicht aufgebracht und durch Schmelzen mit der Stützschicht verbunden ist. Das Schmelzen erfolgt üblicherweise in inerter Atmosphäre oder im Vakuum bei Temperaturen von 800 bis 1200°C. Es entsteht hierdurch eine metallurgische Verbindung zwischen den beiden Schichten, die nicht mehr trennbar ist. Einzelheiten zu Nickelhartlegierungen und die Beschichtung einer Stützschicht aus Eisenwerkstoff sind in DE-A 4 007 734 beschrieben, die sich mit der Ausbildung von Gleitlagerungen befaßt. Dort ist auch die weitere Möglichkeit beschrieben, daß man das Pulvergemisch durch thermisches Spritzen auf die Stützschicht auftragen und anschließend einschmelzen kann.
Weitere Möglichkeiten zum Herstellen der metallurgischen Verbindung zwischen der Verschleißschutzschicht und der Stützschicht ergeben sich beim Einsatz eines elektrischen Lichtbogens, wobei das Pulvergemisch der Verschleißschutzschicht in hoch erhitzer Form auf die Stützschicht trifft. Man wendet hierbei in an sich bekannter Weise das Plasmaspritzen oder das Plasmaauftragsschweißen an.
Ausgestaltungsmöglichkeiten der Siebplatte werden mit Hilfe der Zeichnung erläutert. Es zeigt:
  • Figur 1 eine erste Variante der Siebplatte in Draufsicht,
  • Figur 2 eine zweite Variante der Siebplatte in Draufsicht,
  • Figur 3 einen Querschnitt durch eine Verbundplatte zum Herstellen einer Siebplatte,
  • Figur 4 die Herstellung von Gitterstäben aus einer Verbundplatte,
  • Figur 5 drei Varianten von Gitterstäben im Querschnitt und
  • Figur 6 eine weitere Herstellungsvariante für Gitterstäbe.
    • Gemäß Figur 1 besteht die Siebplatte (1) aus zahlreichen parallelen Gitterstäben (3), die auf Tragstäben (4) aufgeschweißt sind. Die für die Siebung notwendigen Durchtrittsöffnungen sind die Zwischenräume (5) zwischen den Gitterstäben (3). Die Siebplatte (2) der Figur 2 weist zahlreiche Durchtrittsöffnungen (5) in Form von Langlöshern auf.
    Figur 3 zeigt im Querschnitt eine Verbundplatte mit oberer Verschleißschutzschicht (8), die mit der Stützschicht (9) aus Eisenwerkstoff verbunden ist. Um zu verhindern, daß während des Betriebs Feststoffkörner häufig in den Durchlaßöffnungen festgeklemmt werden, weisen die Gitterstäbe der Siebplatte (1) im Querschnitt eine Keilform oder eine annähernde Keilform auf, wie es Figur 5 in drei Varianten zeigt. Dadurch erweitern sich die Durchlaßöffnungen (5) von oben nach unten, wodurch das Festklemmen von Körnern ganz oder weitgehend vermieden wird. In analoger Weise sind die Durchlaßöffnungen (5) der Siebplatte (2) gemäß Figur 2 von oben nach unten erweitert ausgebildet.
    Zur Herstellung von Gitterstäben (3) mit T-Profil, wie es Figur 5 (a) zeigt, geht man z.B. von einer plattenförmigen Stützschicht (9) mit aufgebrachter Verschleißschutzschicht (8) aus, wie das Figur 3 zeigt. In einem ersten Bearbeitungsschritt, vergl. Figur 4, fräst man parallele Rinnen (10) in die Stützschicht und trennt anschließend die Stäbe durch Schneiden entlang der gestrichelten Linien (11). Die Rinnen (10) verringern die Dicke der Stützschicht und erleichtern das Schneiden entlang der Linien (11). Die Rinnen (10) können z. B. auch beim Guß der Stützschicht (9) geformt oder aber durch Schmieden ausgebildet sein.
    Zum Trennen der harten Verschleißschutzschicht eignen sich verschiedene Verfahren, wie z.B. das autogene Brennschneiden, das Plasma-Brennschneiden, das Plasma-Feinstrahl-Brennschneiden, das Laser-Schneiden und auch das Wasserstrahl-Schneiden. Diese Trennverfahren sind an sich bekannt.
    Um Gitterstäbe mit dem Profil gemäß Figur 5 (c) herzustellen, geht man in der Darstellung der Figur 6 von einer Eisenwerkstoff-Platte aus, die für die Stützschicht (9) vorgesehen ist und parallele Rinnen (12) in der Oberfläche aufweist. Die Rinnen (12) werden mit dem Pulvergemisch der Verschleißschutzschicht gefüllt und die Verbindung wird durch den Einschmelzvorgang bei Temperaturen im Bereich von 800 bis 1200°C hergestellt. Gegebenenfalls nach oberflächlichem Schleifen der mit dem Verschleißschutz versehenen Platte erfolgt eine Trennung entlang der gestrichelten Linien (13), so daß sich das Keilprofil gemäß Figur 5 (c) ergibt. Der Trennschnitt kann hierbei von oben nach unten oder aber in umgekehrter Richtung geführt werden. Ersichtlich wird bei dieser Herstellung von Gitterstäben nur relativ wenig Material für die Verschleißschutzschicht gebraucht. Beim fertigen Stabprofil ist die Verschleißschutzschicht (8) durch das weichere Material der Stützschicht an den Seiten eingefaßt, wobei man dafür sorgt, daß dieser Rand nur sehr schmal ist, da er während des Betriebs zumindest teilweise abgetragen wird.

    Claims (9)

    1. Siebplatte mit Durchtrittsöffnungen zum Sieben körniger Feststoffe, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebplatte auf der mit den Feststoffen während der Siebung im Kontakt stehenden Seite eine Verschleißschutzschicht aus einer Hartlegierung auf Nickel- oder Kobaltbasis aufweist, die mit einer Stützschicht aus Eisenwerkstoff metallurgisch verbunden ist.
    2. Siebplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartlegierung in ihrer Matrix 5 bis 70 Gew% artfremde Hartstoffe eingebettet enthält.
    3. Siebplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartlegierung aus
      0 bis 52 Gew% Wolfram,
      3 bis 30 Gew% Chrom,
      1,0 bis 5,0 Gew% Bor,
      1,0 bis 5,0 Gew% Silizium,
      0,05 bis 2,0 Gew% Kohlenstoff
      Rest Nickel und/oder Kobalt besteht.
    4. Siebplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschleißschutzschicht aus einem Pulvergemisch gebildet ist, das auf die Stützschicht aufgebracht und durch Schmelzen mit der Stützschicht verbunden ist.
    5. Siebplatte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulvergemisch durch thermisches Spritzen auf die Stützschicht aufgetragen und eingeschmolzen ist.
    6. Siebplatte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulvergemisch beim örtlichen Anschmelzen der Stützschicht im Elektrolichtbogen auf die Stützschicht aufgebracht ist.
    7. Siebplatte nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebplatte aus mehreren, miteinander verbundenen, etwa parallelen Stäben besteht, wobei jeder Stab eine Verschleißschutzschicht aus der Hartlegierung und eine Stützschicht aus Eisenwerkstoff aufweist, wobei die beiden Schichten metallurgisch miteinander verbunden sind.
    8. Siebplatte nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe durch Schneiden aus einer Verbundplatte gebildet sind, wobei die Verbundplatte aus einer Stützschichtplatte besteht, die mit mindestens einer Verschleißschutzschicht versehen ist.
    9. Siebplatte nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbundplatte in den für das Schneiden vorgesehenen Bereichen mit verringerter Dicke der Stützschichtplatte ausgebildet ist.
    EP97109259A 1996-07-05 1997-06-07 Siebplatte Withdrawn EP0816525A1 (de)

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    DE19627039A DE19627039A1 (de) 1996-07-05 1996-07-05 Siebplatte
    DE19627039 1996-07-05

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    Publication Number Publication Date
    EP0816525A1 true EP0816525A1 (de) 1998-01-07

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