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(11) | EP 1 457 280 A1 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG |
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| (54) | Verfahren zur Herstellung einer hohlzylindrischen Giessrolle und Giessrolle |
| (57) Das Verfahren zur Herstellung einer großformatigen hohlzylindrischen Gießrolle (1)
aus Kupfer oder einer Kupferlegierung umfaßt zunächst das Gießen von mindestens zwei
Hohlzylindern (2, 3) geringer Masse mit gleicher Wanddicke (WD). Diese Hohlzylinder
(2, 3) werden dann koaxial aneinander gefügt. Hierzu gelangt insbesondere das Strahl-
oder das Reibrührschweißen zur Anwendung. Nach dem Fügen kann die Gießrolle (1) endbearbeitet
und gegebenenfalls beschichtet werden. |
[0001] Die Erfindung betrifft einerseits ein Verfahren zur Herstellung einer hohlzylindrischen Gießrolle aus Kupfer oder einer Kupferlegierung sowie andererseits eine Gießrolle.
[0002] Sowohl die Hersteller von Gießanlagen als auch die Anwender von Gießrollen äußern in einem zunehmenden Umfang den Wunsch nach großformatigen Gießrollen. Dieser Wunsch ist anlagen- und konstruktionsbedingt. Die zur Fertigung von Gießrollen bislang zur Verfügung gestellten Gußblöcke stoßen jedoch bei Großformaten an die Grenze des technisch Machbaren. Infolge dessen ergeben sich Engpässe in der Bereitstellung von großformatigen Gießrollen.
[0003] Durch die US 6,474,402 B1 zählt es zum Stand der Technik, eine Gießrolle für eine Stranggießanlage aus einer Vielzahl von dünnwandigen Scheiben zu bilden, die auf Verbindungsstangen gefädelt und über die Verbindungsstangen in axialer Richtung fest miteinander verbunden werden. Außerdem werden in die Scheiben in der Nähe des Umfangs Kühlbohrungen eingebracht, die sich bei aneinander gefügten Scheiben dann zu Kühlkanälen ergänzen. Die Scheibenelemente können aus Kupfer oder Kupferlegierungen bestehen.
[0004] Bedingt durch den konstruktiven Aufbau einer solchen Gießrolle ist der Fertigungsaufwand hoch. Großformatige Gießrollen können aus derartigen Scheibenelementen nur unwirtschaftlich bereit gestellt werden.
[0005] Der Erfindung liegt - ausgehend vom Stand der Technik - die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer hohlzylindrischen Gießrolle aus Kupfer oder einer Kupferlegierung zu schaffen, das insbesondere die Bereitstellung großformatiger Gießrollen in einfacher und wirtschaftlicher Weise ermöglicht. Ferner soll eine problemlos zu fertigende großformatige Gießrolle geschaffen werden.
[0006] Der verfahrensmäßige Teil dieser Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
[0007] Danach werden nunmehr mindestens zwei Hohlzylinder mit gleicher Wanddicke gegossen und diese Hohlzylinder dann koaxial aneinander gefügt.
[0008] Die Bildung einer großformatigen Gießrolle aus wenigstens zwei koaxial aneinander gefügten Hohlzylindern ermöglicht es jetzt, die einzelnen Hohlzylinder weniger kritisch mit kleinerer Masse zu gießen. Dadurch wird zunächst der Vorteil erreicht, daß die hohen Anforderungen an die Qualität eines Hohlzylinders hinsichtlich eines homogenen Gefüges mit einem kleineren Format bzw. geringerer Masse leichter zu gewährleisten ist. Auch kann eine Warm- oder Kaltzwischenumformung nach dem Gießen eines Hohlzylinders bedeutend einfacher durchgeführt werden, wenn dessen Abmessungen bzw. Masse kleiner sind. Der Hohlzylinder kann aus einem Gußblock oder aus einem gezogenen Rohrstrang gefertigt sein.
[0009] Das koaxiale Fügen der Hohlzylinder erfolgt vorteilhaft vor der spanenden Endbearbeitung einer Gießrolle, beispielsweise vor der Herstellung von Kühlkanälen. Für dieses Fügen werden erfindungsgemäß insbesondere solche Fügeprozesse vorgeschlagen, welche die Eigenschaften der Grundwerkstoffe der Hohlzylinder möglichst wenig beeinflussen. Dies ist besonders bei den ausscheidungsgehärteten Werkstoffen wichtig, aus denen Gießrollen der in Rede stehenden Art meistens gefertigt werden.
[0010] Die Erfindung erlaubt es darüber hinaus, die Qualitätsanforderungen an eine aus mindestens zwei koaxial aneinander gefügten Hohlzylindem geringer Masse gebildete großformatige Gießrolle beanspruchungsgerecht herab zu setzen, wenn auf die umfangsseitige Oberfläche der Gießrolle noch eine Beschichtung aufgebracht werden soll, bzw. wenn die Oberfläche mit der darin befindlichen Fügestelle nicht die mit einer Schmelze in Berührung kommende spätere Gießfläche darstellt. Dies ist zum Beispiel bei Verschleiß- oder Deckbeschichtungen der Fall. Die Wirtschaftlichkeit bei der Herstellung einer großformatigen Gießrolle wird auf diese Weise noch weiter erhöht.
[0011] Nach den Merkmalen des Patentanspruchs 2 ist es zweckmäßig, wenn die Hohlzylinder durch Schweißen koaxial aneinander gefügt werden.
[0012] In diesem Zusammenhang kommt entsprechend den Merkmalen des Patentanspruchs 3 insbesondere das Strahlschweißen (Elektronenstrahl- oder Laserstrahlschweißen) oder das Reibrührschweißen (friction stir welding) in Frage. Diese Schweißverfahren erlauben es, ausscheidungsgehärtete Werkstoffe einwandfrei zu fügen, ohne daß nachteilige Änderungen des Gefüges bzw. der Werkstoffeigenschaften eintreten.
[0013] Eine großformatige Gießrolle, die aus mindestens zwei koaxial aneinander gefügten Hohlzylindern geringer Masse besteht, bildet Bestandteil des Patentanspruchs 4.
[0014] Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
[0015] Mit 1 ist eine großformatige Gießrolle aus einer Kupferlegierung bezeichnet. Diese Gießrolle 1 setzt sich aus zwei einzeln gegossenen Hohlzylindern 2, 3 geringer Masse mit gleicher Wanddicke WD zusammen, die über ihre einander zugewandten Stirnseiten 4, 5 koaxial aneinander gefügt werden. Das Fügen erfolgt durch Reibrührschweißen. Die Fügestelle ist mit 6 bezeichnet.
[0016] Nach dem Fügen der Hohlzylinder 2, 3 kann eine spanende Bearbeitung der Gießrolle 1 durchgeführt werden.
[0017] Auch sind umfangsseitige Verschleiß- oder Deckbeschichtungen 7 denkbar. In der Figur sind diese strichpunktiert angedeutet.
[0018] Ferner kann statt mindestens einer Verschleiß- oder Deckbeschichtung 7 die Gießrolle 1 mit einer den jeweiligen Anforderungen gerecht werdenden Hülse 8 versehen sein. Eine solche in unterbrochener Linienführung veranschaulichte Hülse 8 kann insbesondere durch heißisostatisches Pressen ("Hippen") mit der Gießrolle 1 gefügt werden.
[0019] Schließlich ist es noch vorstellbar, daß die Gießrolle 1 auf einen Stahlkern 9 aufgebracht werden kann. Auch dies erfolgt insbesondere durch heißisostatisches Pressen.
Bezugszeichenaufstellung
1. Verfahren zur Herstellung einer hohlzylindrischen Gießrolle (1) aus Kupfer oder einer
Kupferlegierung, bei welchem mindestens zwei Hohlzylinder (2, 3) mit gleicher Wanddicke
(WD) gegossen und diese Hohlzylinder (2, 3) dann koaxial aneinander gefügt werden.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1, bei welchem die Hohlzylinder (2, 3) durch Schweißen
koaxial aneinander gefügt werden.
3. Verfahren nach Patentanspruch 2, bei welchem die Hohlzylinder (2, 3) durch Strahlschweißen
oder Reibrührschweißen koaxial aneinander gefügt werden.
4. Gießrolle (1), die aus mindestens zwei koaxial aneinander gefügten Hohlzylindern (2,
3) besteht.