Walze für eine Anlage zum kontinuierlichen Giessen

Abstract

 Walze für eine Anlage zum kontinuierlichen Gießen mittels einer oder zweier Walzen mit einem äußeren, gut wärmeleitenden Mantel, insbesondere aus einer Kupferlegierung und einem mittigen Kern, wobei der gut wärmeleitende Mantel aus Segmenten (14,20) zusammengesetzt ist, die bei Arbeitstemperatur eine fugenlose Oberfläche (8) ausbilden.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Walze für eine Anlage zum kontinuierlichen Gießen mittels einer oder zweier derartiger Walzen mit einem äußeren, gut wärmeleitenden Mantel, insbesondere aus einer Kupferlegierung und einem mittigen Kern sowie ein verfahren zur Endbearbeitung der Walze.

[0002] Aus der DE 41 40 319 A1 ist eine Walze für eine Anlage zum kontinuierlichen Gießen mittels einer oder zweier derartiger Walzen mit einem äußeren Ring aus einem gut wärmeleitenden Material und einem mittigen Kern bekannt, bei der der Ring mit einem darunterliegenden zylindrischen Tragteil über seine gesamte Berührungsfläche verbunden ist, wobei die Verbindung eine Diffusions-Schweiß-Verbindung ohne Verschmelzung ist. Ein derartiger äußerer Ring verhält sich im Betrieb zwar, ebenso wie ein ähnlicher, aus der DE 38 39 110 A1 bekannter Ring durch seine Nahtlosigkeit günstig, ist aber sehr kostenaufwendig in der Herstellung. Desweiteren bringt die Diffusionsverbindung Probleme mit sich. Darüber hinaus bedeutet eine örtliche Beschädigung, daß der gesamte Ring einem Reparaturvorgang unterzogen werden muß, ggf. ist er vollständig abzudrehen.

[0003] Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Gießwalze mit gut wärmeleitendem Mantel und mittigem Kern anzugeben, die bei vergleichbarer Gebrauchstüchtigkeit erheblich kostengünstiger als die bekannten Walzen herzustellen und zu reparieren ist. Darüber hinaus soll auch ein dauerhaft besseres Betriebsergebnis aufgrund einer dauerhaft konstant bleibenden und einfach zu berechnenden Deformation unter Belastung erreicht werden.

[0004] Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der gut wärmeleitende Mantel aus Segmenten zusammengesetzt ist, die bei Arbeitstemperatur eine fugenlose Oberfläche ausbilden. Durch die Segmentierung des äußeren Mantels der Walze ergibt sich vorteilhaft die Möglichkeit einer optimalen Durcharbeitung des eingesetzten Mantel-Materials, z.B. durch Schmieden, Strangpressen o.ä. Die durch das Durcharbeiten erzielbare Homogenität des Gefüges wirkt sich vorteilhaft auf die Dauerfestigkeit aus und vermeidet spätere Ausscheidungs- o.ä. -vorgänge in dem Material. Auch die mechanische Bearbeitung wird erheblich kostengünstiger, da mit preisgünstigen, kleinen Werkzeugmaschinen in Kleinserien gearbeitet werden kann. Zwischen den einzelnen Segmenten wird vorteilhaft im kalten Zustand ein Spalt gelassen, der sich bei Arbeitstemperatur durch die thermische Ausdehnung der einzelnen Segmente schließt. Bei entsprechender, durch Versuche leicht genau feststellbarer Bemessung ergibt sich eine fugenlose Oberfläche des wärmeleitenden Mantels trotz seines Aufbaus aus einzelnen Segmenten.

[0005] In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Segmente auf ihrer Innenseite eine ebene Oberfläche aufweisen und daß der innere Kern, vorzugsweise ein Stahlschmiedestück, als Vielflächner ausgebildet ist, dessen Flächenzahl der Anzahl der Segmente entspricht. Durch die ebene Innenseite der Segmente ergibt sich eine besonders leichte Bearbeitbarkeit der Segmente, verbunden mit der vorteilhaften Möglichkeit, eine großflächige Auflage der Segmente auf ihrer gesamten Innenfläche zu erreichen.

[0006] Die Segmente weisen vorteilhaft Kühlkanäle auf, die auf üblichen Bohrwerken gebohrt werden. Hierfür ist die ebene Innenfläche der Segmente vorteilhaft, da so ein einfaches Spannen der Segmente möglich ist. Die Kühlkanäle weisen vorteilhaft durchgezogene Spannelemente für Seitendichtungen auf, z.B., Stäbe. Stäbe in Kühlkanälen sind bekannt, z.B. aus der DE 30 12 736 B1. Hier dienen sie jedoch der Kühlmitteldurchflußregelung. Die erfindungsgemäßen Stäbe sind vorteilhaft als Zugstäbe ausgebildet und erlauben eine einfache, hochelastische Verspannung von Kühlkanalseitendichtungen mit den Segmentseitenflächen. So kann sehr vorteilhaft auf ein Anschrauben der Kühlkanalseitendichtungen verzichtet werden. Zugbelastete Verschraubungen in Kupfer, auch in ausgehärteten Kupferlegierungen, wie sie vonrzugsweise für die Segmente benutzt werden,. neigen zum Ausreißen.

[0007] Die Segmente sind vorteilhaft auf dem Kern verschraubt und weisen mittig eine Nut-Federkombination als Zentrierung auf, während die Seiten in Längsrichtung beweglich ausgebildet sind. Die Nut-Federkombination kann auch eine Bolzen-Loch-Kombination o.ä. sein, wichtig ist lediglich die Zentrierung der Segmente auf der Mitte des Walzenkerns.

[0008] In Ausgestaltung der Erfindung weisen die Segmente vorteilhaft seitlich über den Kern nach außen ragende Teile, z.B. einen Kragen auf. Dieser Kragen bildet eine Abdeckung für die Kühlkanalseitendichtungen und ggf. einer Außenverrohrung für die Kühlmittelzufuhr. Darüberhinaus ergibt sich vorteilhaft ein mit den seitlichen Dämmwänden des zu vergießenden Metalls zusammenwirkend frei gestaltbarer Randbereich. In diesem Randbereich können beispielsweise Elemente für eine elektrodynamische Seitenwanddichtung angeordnet sein.

[0009] Bei Herstellung der erfindungsgemäßen Walze ist vorgesehen, daß die Endbearbeitung bei Arbeitstemperatur erfolgt, insbesondere nach einem Setzvorgang, der vorzugsweise in der Gießeinrichtung selbst durchgeführt wird. Vorteilhaft erfolgt so die Endbearbeitung im Endmontagezustand der Walzen, so sind auch Exzentrizitäts- und andere Fehler der Walzen ausgleichbar. Dabei ist von Vorteil, daß eine Gießeinrichtung in der Regel eine Heizvorrichtung aufweist, mit der die Walzen vor Gießbeginn auf Arbeitstemperatur gebracht und anschließend auf Arbeitstemperatur gehalten werden.

[0010] Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen näher erläutert, aus denen, ebenso wie aus den Unteransprüchen, weitere, auch erfinderische Einzelheiten entnommen werden können. Im einzelnen zeigen:

FIG 1

eine Stirnseitenansicht eines Segments,

FIG 2

eine Längsseitenansicht eines Segments,

FIG 3

eine Sicht auf die Befestigungsseite eines Segments und

FIG 4

eine Seitenansicht zweier Walzen im montierten Zustand in einer Gießeinrichtung.

[0011] In FIG 1 bezeichnet 1 die Stirnfläche eines Segments mit den Kühlkanälen 5. Die Seiten der Segmente werden von fein bearbeiteten Stoßflachen 3 und gegenüber den Stoßflächen 3 zurückgesetzten Seitenflächen 4 gebildet, die nicht mit der Seitenfläche des benachbarten, nicht dargestellten Segments in Berührung kommen. In der Stirnseite des Segments sind noch Bohrungen, insbesondere Gewindebohrungen angeordnet, über die durch Schrauben Führungen o.ä. für Kühlmittelrohre oder äußere Abdeckbleche befestigt werden können. Die ebene Auflagefläche 7 der Segmente ist vorzugsweise geschliffen, desgleichen die Außenfläche 8, die aber auch feingedreht sein kann. Die Bearbeitung der Außenfläche 8 erfolgt im fertig montierten Zustand des Segments bei Betriebstemperatur, vorzugsweise zweistufig. Zwischen den beiden Bearbeitungsstufen erfolgt erfindungsgemäß der Setzvorgang der Segmente 1 auf dem Kern. Gleichzeitig kann auch die endgültige Lagereinstellung der Walzen etc. erfolgen, so daß wirklich rundlaufende, schlagfreie Walzen erhalten werden.

[0012] In FIG 2 bezeichnet 9 die zurückgesetzte Seitenwand des Segments und 14 die Stoßfläche des Segments, mit dem dieses am benachbarten Segment anliegt. Längs durch das Segment verlaufen Kühlkanäle 11. Quer durch das Segment verläuft eine Nut 10, in die eine passende Feder eingreift. Über Schrauben, die in die Gewindebohrungen 12 eingeschraubt werden, für die Hantierungsmöglichkeit dieser Schrauben ist der mittige Kern entsprechend ausgedreht, wird das Segment mit dem mittigen Kern verschraubt. Die Schraubenanordnung ist derart ausgeführt, daß die Seiten des Segments eine ausreichende Beweglichkeit zum Ausgleich der thermischen Dehnungen aufweisen. Seitlich sind auch noch die bereits in der Beschreibung von FIG 1 erwähnten Bohrungen ersichtlich, hier mit 13 bezeichnet.

[0013] Aus FIG 3 ist zu ersehen, daß die Nut 16 quer durch das Segment verläuft, also durchgehend gefräst oder gestoßen werden kann. Die ebene Auflagefläche des Segments auf dem mittleren Kern ist mit 15 bezeichnet, diese Fläche wird vorteilhaft schon vor der Endbearbeitung der Segmente, insbesondere das Einbringen der Kühlkanäle, gefertigt, damit das Segment einfach und sicher gespannt werden kann. Seitlich außen und alle Kühlelemente auf der Stirnfläche 17 sicher abdeckend, befindet sich ein kragenförmiges Teil 18, in das z.B. Teile für eine elektrodynamische Seitenwandabdichtung eingebracht werden können.

[0014] In FIG 4 bezeichnet 19 den Kern einer Gießwalze, und 20 die auf den Kern 19 aufgesetzten Segmente. Die Gießwalze ist in dem gezeigten Beispiel eine Gießwalze einer symmetrischen Zweiwalzen-Gießeinrichtung. Oben zwischen den beiden Gießwalzen wird das zu vergießende Material 21 zugegeben. In diesem Bereich ist auch eine Schlackenfangvorrichtung 22 o.ä. angeordnet. Die Gießwalzen sind in Lagern 25 - hier nur einseitig gezeigt - gelagert, z.B. in einem verschieblichen Rahmen 24. 23 bezeichnet eine Kühlwasser-Zuleitung, die mit einem Verteiler für die vorteilhaft außen liegenden Kühlwasserzuführungsrohre zu den Kühlkanälen verbunden ist. 24 bezeichnet eine Kühlwasser-Ableitung.

[0015] In dem Raum zwischen den jeweiligen Kühlwasserleitungen oder darunter ist vorteilhaft eine ortsbewegliche Schlittenführung für eine Schleifvorrichtung o.ä. einbringbar, mit der die Gießwalzen im montierten Zustand endbearbeitet werden können. Die Schlittenführung wird in der Regel während des Betriebs der Gießeinrichtung entfernt. Entsprechende Vorrichtungen, die, falls sie als Schleifvorrichtungen ausgebildet sind, vorteilhaft mit Schleifbändern arbeiten, sind bekannt.

Ansprüche

1. Walze für eine Anlage zum kontinuierlichen Gießen mittels einer oder zweier Walzen mit einem äußeren, gut wärmeleitenden Mantel, insbesondere aus einer Kupferlegierung und einem mittigen Kern, dadurch
gekennzeichnet,
daß der gut wärmeleitende Mantel aus Segmenten (14,20) zusammengesetzt ist, die bei Arbeitstemperatur eine fugenlose Oberfläche (8) ausbilden.

2. Walze nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Segmente (14,20) auf ihrer Innenseite eine ebene Oberfläche (7) aufweisen und daß der innere Kern (19), vorzugsweise ein Stahlschmiedestück, als Vielflächner ausgebildet ist, dessen Flächenzahl der Zahl der Segmente (15,20) entspricht.

3. Walze nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Segmente (1,20) Kühlkanäle (5,11) aufweisen, insbesondere Kühlkanäle mit durchgezogenen Spannelementen für Seitendichtungen, z.B. Stäbe.

4. Walze nach Anspruch 1,2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Segmente (1,20) auf dem Kern (19) verschraubt angeordnet sind.

5. Walze nach Anspruch 1,2,3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Segmente (1,20) eine mittig angeordnete Nut (10) - Feder o.ä. Arretierung aufweisen und die Verschraubung eine Bewegung der Segmentseitenteile in Längsrichtung erlaubend ausgebildet ist.

6. Walze nach Anspruch 1,2,3,4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Segmente (1,20) an ihren Längsseiten außen bis zur Oberfläche des Mantels reichende Stoßflächen (3,14) aufweisen und daß der innere Teil (4,9) der Längsseiten gegenüber den Stoßflächen (3,14) zurückgesetzt ist.

7. Walze nach Anspruch 1,2,3,4,5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Segmente (1,20) seitlich über den Kern (19) zumindest in Teilen hinausragend ausgebildet sind.

8. Verfahren zur Herstellung einer Walze für eine Anlage zum kontinuierlichen Gießen, mit einem äußeren, gut wärmeleitenden Mantel und einem mittigen Kern, insbesondere nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß sie einer Endbearbeitung, z.B. durch Feindrehen, Schleifen o.ä. bei Arbeitstemperatur (etwa 200 °C bis 300 C) unterzogen wird.

9. Verfahren zur Herstellung einer Walze nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß sie einem Setzvorgang für ihre einzelnen Bestandteile bei Arbeitstemperatur unterzogen und anschließend nachbearbeitet wird.

Zeichnung