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Zementwerk-Ersatzteile: Hitzebeständige Legierungen für die Pyroprozesslinie

Die Pyroprozesslinie ist das thermische Herz eines Zementwerks und wandelt Rohmehl in Klinker durch eine Sequenz von Vorwärm-, Kalzinier- und Sinterstufen um, bei denen die Gastemperaturen von 350 Grad C an der Spitze des Vorwärmerturms bis über 1 450 Grad C in der Brennzone des Drehrohrofens reichen. Jede Komponente in diesem Kreislauf — von Zyklon-Tauchrohren über Ofenmündungsgussteile bis hin zu Klinkerkühler-Rostplatten — muss einer Kombination aus hoher Temperatur, thermischer Wechselbeanspruchung, abrasivem Partikelstrom und korrosivem gasphasigem Alkaliangriff standhalten. ATF fertigt Gussteile für die gesamte Pyroprozesslinie in hitzebeständigen Legierungen, die auf die spezifischen thermischen und mechanischen Bedingungen an jedem Einbauort abgestimmt sind.

Vorwärmerzyklon-Komponenten arbeiten bei Gastemperaturen von 350–880 Grad C und erfahren kontinuierliche Erosion durch Rohmehl, das mit Geschwindigkeiten von 15–25 m/s im Gasstrom mitgeführt wird. Tauchrohre, Wirbelfinder und Spritzplatten werden in hitzebeständigen Chrom-Nickel-austenitischen Legierungen gegossen. ATFs Standard-Vorwärmerlegierung ist eine 25Cr-12Ni-Güte (ASTM A297 Grade HH), die Oxidationsbeständigkeit bis 1 000 Grad C aufrechterhält und sulfat- sowie chloridinduzierter Heißkorrosion widersteht. Für untere Zyklonstufen, in denen die Temperaturen 900 Grad C erreichen und die Alkalikondensation aggressiver ist, liefern wir 25Cr-20Ni (HK-30) Gussteile mit kontrolliertem Siliziumgehalt (1,5–2,0 % Si) zur verbesserten Beständigkeit gegen Alkalisulfat-Penetration entlang der Korngrenzen.

Ofenmündungsgussteile und Ofenhaube-Komponenten sind den extremsten thermischen Bedingungen im Zementwerk ausgesetzt. Ofenmündungsring und Dammring befinden sich an der Schnittstelle zwischen Drehrohrofen und Klinkerkühler, wo die Gastemperaturen 1 350 Grad C überschreiten und die Klinkerbetttemperatur 1 450 Grad C erreicht. ATF gießt diese Komponenten in HK-40-Legierung (25Cr-20Ni, 0,40 % C) oder in einer proprietären 25Cr-35Ni-Nb-Güte mit 1,0–1,5 % Niob, das NbC-Ausscheidungen bildet, um die Austenitmatrix gegen Sigma-Phasen-Versprödung während langfristigem Betrieb über 900 Grad C zu stabilisieren. Alle Ofenmündungsgussteile werden im Gusszustand ohne Nachschweißreparatur geliefert, um die Gefügeintegrität zu bewahren.

Klinkerkühler-Rostplatten müssen Wärme aus 1 400-Grad-C-Klinker abführen und gleichzeitig Abrasion durch tumblende Klinkerknollen und thermische Ermüdung durch den kontinuierlichen Luftabschreckzyklus widerstehen. ATF fertigt Rostplatten in einer 25Cr-12Ni hitzebeständigen Güte für Standard-Wanderrost-Kühler und in einer 28Cr-15Ni-Güte mit 2,0 % Wolfram für Hochdurchsatz-Kühler der neuesten Generation, bei denen Rostplattentemperaturen routinemäßig 1 100 Grad C überschreiten. Rostplatten werden im Feinguss- oder Sandgussverfahren mit integralen Luftdüsen gefertigt, die auf die spezifischen Luftverteilungsanforderungen des Kühlers dimensioniert sind. Jede Platte wird härtegeprüft (typischerweise 200–250 BHN bei Raumtemperatur, bei Aufrechterhaltung der Strukturstabilität bei erhöhter Temperatur) und maßlich gegen das OEM-Schlitzmuster verifiziert, um Austauschbarkeit sicherzustellen.

Steigrohre, Tertiärluftkanäle und Ofeneinlaufkammern sind starker Partikelerosion bei moderaten Temperaturen (600–900 Grad C) ausgesetzt. ATF versorgt diese Bereiche mit Chromcarbid-Auftragsverschleißplatten: ein Weichstahlsubstrat mit schweißaufgetragener Chromcarbid-Schicht, die 58–63 HRC erreicht. Die Auftragsstruktur besteht aus primären Cr7C3-Karbiden in einer martensitischen Matrix und bietet hervorragende Gleitabrasionsbeständigkeit. Für geometrisch komplexe Kanalübergänge liefern wir vorgeformte Auftragsplatten, die lasergeschnitten und auf die Kanalkrümmung gerollt werden, was eine Schraubmontage ermöglicht, die Feldschweißarbeiten eliminiert. Die Standard-Auftragsdicke beträgt 8–10 mm auf einem 6–8 mm Substrat und bietet je nach Staubbeladung und Geschwindigkeit 3 000–5 000 Betriebsstunden.