GIESSWALZE UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINER GIESSWALZE

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Gießwalze für das Stranggießen von dünnen metallischen Bändern, insbesondere Stahlbändern, in einer Zweiwalzen- oder Einwalzengießanlage, mit einem Walzenkern mit einer äußeren Mantelfläche und einem diesen umgebenden, aufgeschrumpften, ringförmigen Walzenmantel mit einer inneren Mantelfläche und mit einer zentrischen Gießwalzenachse, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Gießwalze.

[0002] Gießwalzen dieser Art werden zur Herstellung von Metallband mit einer Banddicke bis zu 10mm eingesetzt, wobei flüssiges Metall auf die Gießwalzenoberfläche mindestens einer Gießwalze aufgebracht wird, dort zumindest teilweise erstarrt und in das gewünschte Bandformat umgeformt wird. Wird die Metallschmelze vorwiegend auf eine Gießwalze aufgebracht, spricht man von Einwalzengießverfahren. Wird die Metallschmelze in einen Gießspalt, der von zwei im Abstand voneinander angeordneten Gießwalzen gebildet wird, eingebracht, wobei die Metallschmelze an den beiden Gießwalzenoberflächen erstarrt und aus diesen ein Metallband geformt wird, so spricht man von Zweiwalzengießverfahren. Bei diesen Produktionsverfahren müssen in kurzer Zeit große Wärmemengen von der Gießwalzen-Oberfläche in das Innere der Gießwalze abgeführt werden. Dies wird erreicht, indem die Gießwalze mit einem äußeren Walzenmantel aus eine besonders wärmeleitfähigem Material, vorzugsweise Kupfer oder einer Kupferlegierung, und einer Innenkühlung mit einem Kühlwasserkreislauf ausgestattet ist. Derartige Gießwalzen sind beispielsweise bereits in der US-A 5,191,925 oder der DE-C 41 30 202 beschrieben.

[0003] Aus der US-A 5,191,925 ist eine Gießwalze zu entnehmen, bei der auf einem mit Kühlkanälen ausgestatteten Walzenkern zwei ringförmige Walzenmäntel aufgezogen sind und die beiden Walzenmäntel durch einer Schweißverbindung miteinander verbunden sind oder der eine Walzenmantel durch elektrolytische Ablagerung auf dem anderen Walzenmantel hergestellt wird.

[0004] Aus der DE-C 41 30 202 ist eine Gießwalze zu entnehmen, bei der eine Verbindung zwischen einem Walzenkern und einem Walzenmantel durch Hartlöten hergestellt wird, wobei zwischen dem Walzenkern und dem Walzenmantel vor dem Zusammenbau ein geeignetes Lötmittel, vorzugsweise in Form eines Bandes aus diesem Lötmittel, aufgebracht und befestigt werden muss. Der Walzenmantel wird durch einen thermischen Schrumpfprozess auf den Walzenkern aufgezogen und solcherart eine provisorische Verbindung erzielt, dem das zeitaufwendige Hartlötverfahren nachfolgt.

[0005] Bei konventionellen Stranggießanlagen sind im Anschluss an die Stranggießkokille in der Strangführung thermisch wesentlich geringer belastete Stütz- und Führungsrollen für die Stützung des gegossenen Strang bekannt (DE-C 40 27 225), bei denen ein Rollenmantel durch eine Schrumpfverbindung auf einem Rollenkern aufgezogen ist, wobei zwischen Rollenmantel und Rollenkern ein normgerechter Passsitz vorgesehen ist.

[0006] Aus der EP 0 246 188 A1 ist eine Gießwalze für eine Bandgießmaschine bekannt, bei der zwischen einem Walzenkern und einem Walzenmantel Stäbe in Axialnuten des Walzenkerns eingesetzt sind. Diese Stäbe bilden gemeinsam mit dem Walzenkern und dem Walzenmantel eine Vielzahl von Kühlmittelkanälen. Um den Zusammenhalt der Bauteile zu gewährleisten bildet die innere Walzenmantelfläche mit den radial nach außen gerichteten Flächen der eingesetzten Stäbe eine Schrumpfverbindung.

[0007] Bei Gießwalzen zum direkten Bandgießen von Metallen und insbesondere wenn Stahl vergossen wird, treten wegen der erforderlichen hohen Anlagenproduktivität extreme zyklische Wärmebelastungen am Walzenmantel auf. Es ist bekannt, dass eine spezifische Wärmeabfuhr von bis zu 15 MW/m², und mehr, durch den Walzenmantel erfolgen muss. Bei Gießwalzenkonstruktionen der eingangs beschriebenen Art, die üblicherweise von einem auf einem Stahlkern aufgeschrumpften Kupferrohr gebildet sind, kommt es durch die mit den thermischen Belastungen verbundenen lokalen und zyklisch auftretenden Umfangsspannungsschwankungen zu Umfangskräften, die zu einem Wandern des Kupfermantels auf dem Stahlkern führen können. Durch diese Wanderbewegung kommt es an der Kontaktfläche von Kupfermantel und Stahlkern zu Adhäsions-Veränderungen, die typischerweise zu einer raschen Alterung der Haftverbindung führen. Dadurch wird die Lebensdauer des Kupfermantels bzw. der Haftverbindung deutlich herabgesetzt.

[0008] Auch die vorgeschlagene Hartlötverbindung ist neben deren aufwendigen Herstellung bei den auftretenden, örtlich hohen thermischen Belastungen nicht geeignet, eine derartige Wanderbewegung des Walzenmantels nachhaltig zu verhindern.

[0009] Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese beschriebenen Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und eine Gießwalze und ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Gießwalze vorzuschlagen, mit einer zwischen Walzenmantel und Walzenkern den hohen thermischen und mechanischen Belastungen widerstehende Verbindung, wobei Wanderbewegungen des Walzenmantels auf dem Walzenkern nachhaltig vermieden werden.

[0010] Diese Aufgabe wird bei einer Gießwalze der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, dass zumindest eine der einander gegenüberliegenden eine Schrumpfverbindung bildenden Mantelflächen Erhebungen und Vertiefungen in der Mantelfläche aufweist, die zumindest teilweise in Richtung der Gießwalzenachse orientiert sind und deren radiale Erstreckung mindestens 2µm beträgt und die Erhebungen und Vertiefungen an zumindest einer der einander gegenüberliegenden Mantelflächen eine Oberflächenstruktur ausbilden, bei der die Mantelfläche eine Rauigkeit R_z zwischen 2µm und 1500µm, vorzugsweise zwischen 10µm und 500µm, aufweist.

[0011] Die Erhebungen und Vertiefungen auf der Mantelfläche bilden Stützflächen, die überwiegend im wesentlichen parallel zur Gießwalzenachse orientiert und eine radiale Mindesterstreckung aufweisend, einen zusätzlichen Widerstand gegen eine Wanderbewegung des Walzenmantels gegenüber dem Walzenkern in Umfangsrichtung erzeugen. Bei einer stochastischen Verteilung dieser Stützflächen entspricht deren radiale Erstreckung einer definierten Rauigkeit R_z von 2µm. Bei diesen Rauigkeitswerten ist bei Herstellung der Schrumpfverbindung ein optimales Eindringen der Erhebungen in die gegenüberliegende Mantelfläche erzielbar, sodass von den einzelnen Stützflächen eine ausreichend große Gesamtstützfläche einer Mantelverdrehung entgegenwirkt.

[0012] Zur Vermeidung einer Wanderbewegung des Walzenmantels in Richtung der Gießwalzenachse und um eine mittige Zentrierung des Walzenmantels auf dem Walzenkern zu gewährleisten, weist zumindest eine der einander gegenüberliegenden Mantelflächen Erhebungen und Vertiefungen in und unmittelbar um eine achsnormale Gießwalzen-Symmetrieebene weitgehend entlang des gesamten Umfangs einer der beiden Mantelflächen auf, mit einer radialen Erstreckung von mindestens 2 µm, vorzugsweise mindestens 0,2 mm, insbesondere 1 bis 15 mm, die vorzugsweise in Umfangsrichtung orientiert sind. Alternativ bilden diese Erhebungen und Vertiefungen in und unmittelbar um eine achsnormale Gießwalzen-Symmetrieebene an zumindest einer der einander gegenüberliegenden Mantelflächen eine Oberflächenstruktur aus, bei der die Mantelfläche eine Rauigkeit Rz zwischen 2 µm und 1500 µm aufweist.

[0013] Dieser Effekt wird in optimaler Weise erreicht, wenn die Erhebungen und Vertiefungen im wesentlichen radial und in Richtung der Gießwalzenachse gerichtete Stützflächen mit einer Längserstreckung ausbilden, die kleiner oder gleich der Mantelflächenlänge sind. Derartig ausgerichtete Stützflächen ergeben sich bei einer beispielsweise mechanischen Bearbeitung der Mantelfläche in Richtung der Gießwalzenachse, wie beispielsweise durch eine Rändelung. Die sich hierbei einstellende annähernd V-förmige Rillenbildung an einer Mantelfläche ergibt eine feste Verbindung mit der weiteren Mantelfläche, wenn der Abstand zwischen den Rillenspitzen vorzugsweise zwischen 0,1 und 1,7 mm und der Abstand zwischen Tal und Spitze zwischen 0,06 und 0,8 liegt.

[0014] Weiters hat sich als günstig erwiesen, wenn der Walzenkern und der ringförmige Walzenmantel im Bereich der einander gegenüberliegenden Mantelflächen aus Werkstoffen verschiedener Härte gebildet sind und zumindest die Mantelfläche des die höheren Mantelfläche-Härtewerte aufweisenden Bauteiles mit der vorbestimmten Rauigkeit versehen ist. Während des Aufschrumpfens des Walzenmantels auf dem Walzenkern prägt sich das Rauigkeitsmuster der härteren Mantelfläche in die weichere Mantelfläche ein, wodurch sich ein vollflächiger Mikro-Formschluss ergibt, der dem beim üblichen Schrumpfvorgang erreichbaren Reibungsschluss deutlich überlegen ist. Eine Härtedifferenz zwischen den Randschichten im Bereich der härteren und der weichem Mantelflächen soll mindestens 20%, vorzugsweise aber mehr als 50% betragen, wobei die Härte der weicheren Mantelfläche unter 220 HB, vorzugsweise unter 150 HB liegen soll.

[0015] Gleichermaßen wie bei den beschriebenen Gießwalzen nach dem Stand der Technik hat es sich bewährt, den Walzenkern aus Stahl und den ringförmigen Walzenmantel aus Kupfer oder einer Kupferlegierung herzustellen. Die Ausbildung des Walzenkernes aus Stahl gibt der Gießwalzenkonstruktion die notwendige Betriebsfestigkeit und die Ausbildung des Walzenmantels aus Kupfer oder einer Kupferlegierung ist für eine ausreichende Wärmeabfuhr aus der auf sie aufgebrachten Metallschmelze zwingend notwendig.

[0016] Um unabhängig von den gewählten Materialien für den Walzenkern und den Walzenmantel, sowie anderen Einflüssen, die Schrumpfverbindung in Hinblick auf die bestmögliche Haftverbindung ausbilden zu können, ist zwischen dem Walzenkern und dem Walzenmantel vorzugsweise eine Verbindungsschicht angeordnet und der die Verbindungsschicht bildende Werkstoff auf einer der beiden einander zugeordneten Mantelflächen abgeschieden. Hierbei ist eine der einander zugeordneten Mantelflächen mit der vorbestimmten Rauigkeit bzw. Oberflächenstrukturierung versehen und auf der anderen Mantelfläche ist der die Verbindungsschicht bildende Werkstoff abgeschieden. Vorzugsweise besteht die Verbindungsschicht aus einem Metall oder einer Metalllegierung, wobei in diese Verbindungsschicht verschleißfeste Granulate eingebettet sein können. Diese verschleißfesten Granulate bestehen aus Körnern oder Lamellen von Metalloxiden, wie Aluminiumoxid, Zirkonoxid oder ähnlichen Werkstoffen oder deren Gemenge. Die Granulate können auch aus Körnern oder Lamellen von Karbiden, wie Titankarbid, Wolframkarbid, Siliziumkarbid oder ähnlichen Werkstoffen mit vergleichbaren Eigenschaften oder deren Gemengen bestehen. Auch Mischungen von Metalloxiden und Karbiden sind zweckmäßig. Durch die in eine Grundmatrix eingebetteten hohe Härte aufweisende Karbide und Metalloxide wird die Verhakung zwischen den Mantelflächen zusätzlich verstärkt. Die Verbindungsschicht kann auch von einem sehr harten Material, beispielsweise einer Plasmakeramik gebildet sein, wobei dieses Material so auf eine der Mantelflächen aufgebracht werden muss, dass sich gleichzeitig auch die gewünschte Rauigkeit einstellt. Die Verbindungsschicht weist vorzugsweise eine Schichtdicke von 0,05 bis 1,2 mm auf. Die in sie eingebetteten verschleißfesten Granulate haben eine Korngröße von kleiner als 40 µm, vorzugsweise kleiner als 10µm.

[0017] Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gießwalze besteht darin, dass der Walzenkern parallel zur Gießwalzenachse an seiner Mantelfläche verteilt Nuten aufweist, in die Sicherungsleisten eingesetzt sind, die die Mantelfläche des Walzenkernes in radialer Richtung um mindestens 2 µm überragen. Die über die Mantelfläche des Walzenkernes vorstehenden Sicherungsleisten drücken sich mit der Schrumpfverbindung in die Mantelfläche des Walzenmantels ein und bilden selbst eine Stützfläche gegen die Mantelverdrehung und erzeugen durch ihre Einprägung in den Walzenmantel eine gegengerichtete Stützfläche in diesem. Vorzugsweise überragen diese Sicherungsleisten die Mantelfläche des Walzenkernes nicht mehr als 1500 µm, da die Möglichkeiten der Einprägung in den Walzenmantel beschränkt ist. Wenn allein durch das Einpressen der Sicherungsleisten in den Walzenmantel ein sattes Aufeinanderliegen der beiden Mantelflächen nicht erreicht werden kann, besteht vorzugsweise auch die Möglichkeit, seichte Einfräsungen mit geringer Tiefe im Walzenmantel an den Stellen vorzunehmen, die den Nuten im Walzenkern gegenüber liegen.

[0018] Nach einer weiteren Ausführungsform überragen die Sicherungsleisten die Mantelfläche des Walzenkernes in radialer Richtung zwischen 500 um und 15 mm. Hierbei sind auch in die innere Mantelfläche des Walzenmantels Nuten eingefräst, die den Nuten in der Mantelfläche des Walzenkernes gegenüberliegen und wobei einander gegenüberliegende Nuten jeweils eine Sicherungsleiste aufnehmen. Die Flanken der Sicherungsleiste und die Flanken der Nuten bilden entsprechende in Richtung der Gießwalzenachse orientierte Stützflächen aus. Eine großflächige Schrumpfverbindung zwischen dem Walzenkern und dem Walzenmantel ist dann möglich, wenn die Summentiefe zweier Nuten größer ist als die Höhe der sie aufnehmenden Sicherungsleiste.

[0019] Typische Nutentiefen betragen im Walzenkern 2 bis 15 mm und im Walzenmantel 0,4 bis 5 mm. Die Breite der Sicherungsleiste liegt zwischen 4 und 45 mm, vorzugsweise zwischen 5 und 25 mm. Üblicherweise werden weniger als 16, vorzugsweise weniger als 8 Sicherungsleisten bzw. Nuten auf dem Walzenkern an seinem Umfang vorzugsweise regelmäßig verteilt angeordnet. Mindestens 3 Nuten sind für eine ausreichende Verdrehsicherung des Walzenmantels notwendig, wenn gleichzeitig eine ungleichmäßige Kräfte- und Spannungsverteilung im Walzenmantel vermieden werden soll. Die Länge der Nuten bzw. der Sicherungsleisten ist geringer als die Mantelflächenlänge des Walzenkernes. Damit wird die Gefahr eines Herausgleitens der Sicherungsleisten unter Betriebsbelastung vermieden.

[0020] Bei einem Verfahren zur Herstellung einer Gießwalze, die für das Stranggießen von dünnen metallischen Bändern, insbesondere von Stahlbändern, nach dem Zweiwalzen- oder Einwalzengießverfahren geeignet ist und die im wesentlichen aus einem Walzenkern mit einer äußeren Mantelfläche und einem diesen umgebenden, aufgeschrumpften, ringförmigen Walzenmantel mit einer inneren Mantelfläche und einer zentrischen Gießwalzenachse besteht, wird die Mantelfläche des Walzenkernes und die innere Mantelfläche des Walzenmantels für eine Schrumpfverbindung vorbereitet und der Walzenmantel mit einer gegenüber dem Walzenkern erhöhten Temperatur auf dem Walzenkern aufgezogen. Die Erfindung besteht darin, dass auf mindestens einer der einander zugeordneten eine Schrumpfverbindung bildenden Mantelflächen zumindest teilweise in Richtung der Gießwalzenachse orientierte Erhebungen und Vertiefungen mit einer radiale Erstreckung von mindestens 2µm durch mechanische Bearbeitung hergestellt werden und die auf mindestens einer der einander zugeordneten Mantelflächen hergestellten Erhebungen und Vertiefungen eine Oberflächenstruktur ausbilden bei der die Mantelfläche eine Rauigkeit zwischen 2µm und 1500µm aufweist. Anschließend erfolgt eine kontrollierte Abkühlung der Gießwalze auf Raumtemperatur.

[0021] Die Vorbereitungen für die Ausbildung einer Schrumpfverbindung bestehen im wesentlichen darin, dass ein auf die Betriebsbedingungen der Gießwalze abgestimmter Passsitz gewählt und der Walzenkern mit einem entsprechenden Außendurchmesser und der Walzenmantel mit einem entsprechenden Innendurchmesser hergestellt wird. Die erfindungswesentliche Maßnahme besteht hierbei in der Ausgestaltung einer der beiden zusammenwirkenden Mantelflächen mit einer Oberflächenstruktur bei der Erhebungen und Vertiefungen Stützflächen bilden, die überwiegend im wesentlichen parallel zur Gießwalzenachse orientiert sind und eine radiale Mindesterstreckung aufweisen, um einen entsprechenden Widerstand gegen eine Wanderbewegung des Walzenmantels in Umfangsrichtung zu gewährleisten. Vorzugsweise wird eine orientierte Oberflächenstruktur in die Mantelfläche eingearbeitet, die eine Rauigkeit R_z zwischen 10µm und 500µm, aufweist. Als besonders günstig hat sich hierbei die Ausbildung einer Oberflächenstruktur erwiesen, bei der die auf mindestens einer der einander zugeordneten Mantelflächen eingearbeiteten Erhebungen und Vertiefungen mit im wesentlichen radial und in Richtung der Gießwalzenachse gerichtete Stützflächen hergestellt werden, die eine Längserstreckung aufweisen, die kleiner oder gleich der Mantelflächenlänge sind.

[0022] Die in eine der Mantelflächen eingearbeitete orientierte Oberflächenstruktur dringt bei Herstellung der Schrumpfverbindung mit deutlich reduzierter Abplattungstendenz in die Oberfläche der Gegen-Mantelfläche ein, wenn der Walzenkern und der ringförmige Walzenmantel aus Werkstoffen verschiedener Härte hergestellt werden und der mit einem höheren Mantelfläche-Härtewert ausgebildete Bauteil mit der vorbestimmten Rauigkeit R_z versehen wird. Die Härtewerte des mit einem höheren Mantelfläche-Härtewert ausgebildeten Bauteils kann zusätzlich durch eine Härtung, Nitrierung, Aufkohlung oder einem vergleichbaren Verfahren erhöht werden. Damit kann auf die Haftverbindung verbessernde zusätzliche Beschichtung auf einer der einander zugeordneten Mantelflächen weitgehend verzichtet werden.

[0023] Die gerichtete Oberflächenstruktur bzw. die Rauhigkeit Rz wird in einfacher Weise durch mechanische Bearbeitung der Manteloberfläche, wie Rändeln, Stoßen oder Fräsen hergestellt. Insbesondere bei Stoß- oder Fräsbearbeitung in Richtung der Gießwalzenachse ist in einfacher Weise eine entsprechend gerichtete Oberflächenstruktur mit vorbestimmter Rauigkeit herstellbar, die überwiegend in Richtung der Gießwalzenachse orientierte und einer Mantelverdrehung entgegenwirkende Stützflächen aufweist.

[0024] Die Haftverbindung zwischen dem Walzenkern und dem Walzenmantel können zusätzlich verbessert werden, wenn auf einer der einander zugeordneten Mantelflächen eine Verbindungsschicht abgeschieden wird, wobei vorteilhaft auf einer Mantelfläche die vorbestimmte Rauigkeit aufgebracht wird und auf der anderen Mantelfläche die Verbindungsschicht in einer Schichtdicke von 0,05 bis 1,2 mm abgeschieden wird. Die Verbindungsschicht aus einem Metall oder einer Metalllegierung wird bevorzugt durch elektrolytische Abscheidung oder durch Plasmaabscheidung auf der Mantelfläche aufgebracht. Zusätzlich können die bereits zuvor beschriebenen Granulate in die Verbindungsschicht eingelagert werden.

[0025] Eine Variante des beschriebenen Verfahrens zur Herstellung einer Gießwalze mit einer entsprechend stabilen Verdrehsicherung zwischen Walzenkern und Walzenmantel wird hergestellt, indem die Mantelfläche des Walzenkernes und die innere Mantelfläche des Walzenmantels für eine Schrumpfverbindung vorbereitet werden,dass auf der Mantelfläche des Walzenkernes parallel zur Gießwalzenachse Nuten eingearbeitet und in diese Sicherungsleisten eingesetzt werden, die die Mantelfläche des Walzenkernes in radialer Richtung mindestens 2µm überragt, vorzugsweise zwischen 500 µm und 15 mm überragen,
und dass der Walzenmantel mit einer gegenüber dem Walzenkern erhöhten Temperatur auf dem Walzenkern aufgezogen wird, wobei zwischen den Sicherungsleisten und dem Walzenmantel eine Schrumpfverbindung und zwischen dem Walzenkern und dem Walzenmantel zumindest eine dichte Verbindung hergestellt wird. Anschließend erfolgt eine kontrollierte Abkühlung der Gießwalze auf Raumtemperatur.

[0026] Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung nicht einschränkender Ausführungsbeispiele, wobei auf die beiliegenden Figuren Bezug genommen wird, die folgendes zeigen:

Fig. 1

eine Gießwalze im Teilschnitt mit einer erfindungsgemäßen Ausbildung der Mantelfläche des Walzenkernes nach einer ersten Ausführungsform,

Fig. 2

eine Gießwalze im Querschnitt mit einer erfindungsgemäßen Ausbildung der Mantelflächen nach einer zweiten Ausführungsform,

Fig. 3

die in Fig. 2 verwendeten Sicherungsleisten in einem Schrägriss.

[0027] In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Gießwalze für das Stranggießen von Stahlbändern in einer Zweiwalzen-Stranggießanlagen schematisch in einemTeilschnitt dargestellt. Sie besteht aus einem Walzenkern 1 aus Stahl, der in Walzenzapfen 1 a, 1 b zur Abstützung in nicht dargestellten Gießwalzenlagern endet. Ein zylindrischer Walzenmantel 2 aus einer Kupferlegierung umgibt den Walzenkern 1 und ist mit einer Schrumpfverbindung 3 drehfest auf diesem befestigt. Die Schrumpfverbindung 3 wird von der äußeren Mantelfläche 4 des Walzenkernes 2 und der inneren Mantelfläche 5 des Walzenmantels 2 gebildet, wobei die beiden Mantelflächen 4 und 5 durch eine gerichtete Oberflächenstruktur einen gegenüber gängigen Schrumpfverbindungen erhöhten Verdrehwiderstand erzielt. Beispielhaft in Fig. 1 dargestellt, ist die Mantelfläche 4 mit einer Rändelung 6 ausgestattet, wobei die durch die Rändelung erzeugten Nuten 7 in Richtung der Gießwalzenachse 8 orientiert sind und V-förmige im wesentlichen radial und in Richtung der Gießwalzenachse 8 erstreckte Stützflächen 9 bilden, die in großer Zahl als Widerstandsflächen gegen ein relatives Verdrehen des Walzenmantels 2 zum Walzenkern 1 wirken. Auf der inneren Mantelfläche 5 des Walzenmantels 2 ist eine metallische Verbindungsschicht 10 beispielsweise elektrolytisch abgeschieden und bildet ein verhältnismäßig weiche, geringe Härte aufweisende Schicht, in die die strukturierte äußere Mantelfläche 4 des Walzenkernes 1 bei der Herstellung der Schrumpfverbindung, ohne seine Struktur wesentlich zu verändern, eindringt. In die Verbindungsschicht können zusätzlich von verschiedenen Metalloxiden oder Karbiden gebildete Granulate eingebettet sein, die die Haftwirkung zusätzlich erhöhen.
Die Gießwalze ist mit einer inneren zirkulierenden Flüssigkeitskühlung versehen, wobei Kühlflüssigkeit über eine zentrale Zuleitung 11 und radialen Stichleitungen 12 zu ringförmigen in die äußere Mantelfläche 4 des Walzenkern 1 eingefrästen Kühlmittelkanälen 13 zugeleitet und über weitere radiale Stichleitungen 14 und eine zentrale Ableitung 15 wieder abgeleitet wird. Mit dem durch die eingefrästen Kühlmittelkanäle 13 zirkulierende Kühlmittel wird der auf die Gießwalzenoberfläche 16 aufgebrachten Stahlschmelze Wärme entzogen und durch den Walzenmantel 2 in das Kühlmittel abgeführt.

[0028] In Fig. 2 ist die Gießwalze mit einer erfindungsgemäßen Schrumpfverbindung 3 nach einer weiteren Ausführungsform in einem Querschnitt dargestellt. Der Walzenkern 1 ist analog wie in Fig. 1 mit einem Kühlmittelkreislauf ausgestattet, der aus einer zentralen Zuleitung 11, radialen Stichleitungen 12, radialen Stichleitungen 14 und einer zentralen Ableitung 15 ausgestattet. Die ringförmigen Kühlmittelkanäle 13 sind bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform in den Walzenmantel 2 gedreht. Parallel zur Gießwalzenachse 8 sind vier Nuten 7 in die äußere Mantelfläche 4 des Walzenkerns 1 eingefräst und in jede dieser Nuten 7 ist eine Sicherungsleiste 17 eingesetzt, die die äußere Mantelfläche 4 des Walzenkerns 1 um ein kleines Stück überragt. Gleichermaßen sind in die innere Mantelfläche 5 des Walzenmantels 2 Nuten 18 geringer Tiefe eingefräst, die den Nuten 7 im Walzenkern 1 gegenüber liegen und gemeinsam die Sicherungsleisten 17 aufnehmen. Die seitlichen Flanken 19, 20 der Sicherungsleisten 17 und die seitlichen Flanken 21, 22 der in die Umfangskühlrippen gefrästen Nuten 7, 18 im Walzenkern 1 und im Walzenmantel 2 (im Bereich der in Umfangsrichtung verlaufenden Kühlrippen 24) wirken hierbei als Stützflächen gegen die Mantelverdrehung.

[0029] Die Sicherungsleiste 17 ist in Fig. 3 in einem Schrägriss dargestellt. die Sicherungsleiste 17 enthält Ausnehmungen 23 für die ungestörte Kühlmitteldurchführung, wobei diese Ausnehmungen 23 in eingebauter Lage der Sicherungsleiste mit den ringförmigen Kühlmittelkanälen 13 fluchten. Im Abstand nebeneinander angeordnete Ausnehmungen 23 werden zur Gewährleistung einer gleichmäßigen Walzenmantelkühlung jeweils bevorzugt in entgegegesetzter Richtung durchströmt. Dies ist durch Pfeile angedeutet.

[0030] Der Schutzumfang des Gießwalze beschränkt sich nicht auf die detailliert dargestellten Ausführungsformen, sondern umfasst insbesondere auch Gießwalzen mit einem Walzenmantel, mit im wesentlichen mittig liegenden axialen Kühlbohrungen, sowie Gießwalzen mit in den Walzenkern oder den Walzenmantel eingearbeiteten trapezgewindeartigen Kühlkanälen, oder auf Gießwalzen mit in den Walzenkern eingearbeiteten Umfangskühlrippen.

Ansprüche

1. Gießwalze für das Stranggießen von dünnen metallischen Bändern, insbesondere von Stahlbändern, in einer Zweiwalzen- oder Einwalzengießanlage, mit einem Walzenkern (1) mit einer äußeren Mantelfläche (4) und einem diesen umgebenden, aufgeschrumpften, ringförmigen Walzenmantel (2) mit einer inneren Mantelfläche (5) und mit einer zentrischen Gießwalzenachse (8), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der einander gegenüberliegenden eine Schrumpfverbindung bildenden Mantelflächen (4, 5) Erhebungen und Vertiefungen in der Mantelfläche aufweist, die zumindest teilweise in Richtung der Gießwalzenachse (8) orientiert sind und deren radiale Erstreckung mindestens 2µm beträgt und dass die Erhebungen und Vertiefungen an zumindest einer der einander gegenüberliegenden Mantelflächen (4, 5) eine Oberflächenstruktur ausbilden, bei der die Mantelfläche eine Rauigkeit (R_z) zwischen 2µm und 1500µm aufweist.

2. Gießwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der einander gegenüberliegenden Mantelflächen eine Rauigkeit (R_z) zwischen 10µm und 500µm aufweist.

3. Gießwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der einander gegenüberliegenden Mantelflächen (4, 5) Erhebungen und Vertiefungen in und unmittelbar um eine achsnormale Gießwalzen-Symmetrieebene weitgehend entlang des gesamten Umfanges einer der Mantelflächen (4, 5) aufweist, mit einer radialen Erstreckung von mindestens 2 µm, die bevorzugt in Umfangsrichtung orientiert sind.

4. Gießwalze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen und Vertiefungen in und um die achsnormale Gießwalzen-Symmetrieebene an zumindest einer der einander gegenüberliegenden Mantelflächen (4, 5) eine Oberflächenstruktur ausbilden, bei der die Mantelfläche eine Rauigkeit (R_z) zwischen 2µm und 1500µm aufweist.

5. Gießwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen und Vertiefungen im wesentlichen radial und in Richtung der Gießwalzenachse (8) gerichtete Stützflächen (9) mit einer Längserstreckung ausbilden, die kleiner oder gleich der Mantelflächenlänge (L) sind.

6. Gießwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzenkern (1) und der ringförmige Walzenmantel (2) im Bereich der einander gegenüberliegenden Mantelflächen (4, 5) aus Werkstoffen verschiedener Härte gebildet sind und zumindest die Mantelfläche des die höheren Mantelfläche-Härtewerte aufweisenden Bauteiles mit der vorbestimmten Rauigkeit (R_z) versehen ist.

7. Gießwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzenkern (1) aus Stahl und der ringförmige Walzenmantel (2) aus Cu oder einer Cu-Legierung besteht.

8. Gießwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Walzenkern (1) und dem Walzenmantel (2) eine Verbindungsschicht (10) angeordnet ist und dass der die Verbindungsschicht (10) bildende Werkstoff auf einer der beiden einander zugeordneten Mantelflächen (4, 5) abgeschieden ist.

9. Gießwalze nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine der einander zugeordneten Mantelflächen (4 oder 5) mit der vorbestimmten Rauigkeit (R_z) versehen ist und auf der anderen Mantelfläche der die Verbindungsschicht (10) bildende Werkstoff abgeschieden ist.

10. Gießwalze nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsschicht (10) von einem Metall oder einer Metalllegierung gebildet ist.

11. Gießwalze nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in die Verbindungsschicht (10) verschleißfeste Granulate eingebettet sind.

12. Gießwalze nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die verschleißfesten Granulate von Metalloxiden, wie Aluminiumoxid, Zirkonoxid oder ähnlichen Werkstoffen bestehen.

13. Gießwalze nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die verschleißfesten Granulate von Karbidkörnern oder -lamellen, wie Titankarbid, Wolframkarbid, Siliziumkarbid oder ähnlichen Werkstoffen gebildet sind.

14. Gießwalze nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Korngröße der verschleißfesten Granulate kleiner als 40 µm, vorzugsweise kleiner als 10µm ist.

15. Gießwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzenkern (1) parallel zur Gießwalzenachse (8) an seiner Mantelfläche (4) verteilt Nuten (7) aufweist, in die Sicherungsleisten (17) eingesetzt sind, die die Mantelfläche (4) des Walzenkernes (1) in radialer Richtung zwischen 2 µm und 1500 µm überragen und in die Mantelfläche (5) des Walzenmantels (2) eingeprägt sind.

16. Gießwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzenkern (1) parallel zur Gießwalzenachse (8) an seiner Mantelfläche (4) verteilt Nuten (7) aufweist, in die Sicherungsleisten (17) eingesetzt sind, die die Mantelfläche (4) des Walzenkernes (1) in radialer Richtung zwischen 500 µm und 15 mm überragen und dass die innere Mantelfläche (5) des Walzenmantels (2) Nuten (18) enthält, die zu den Nuten (7) in der Mantelfläche (4) des Walzenkernes (1) gegenüberliegen und einander gegenüberliegende Nuten (7. 18) jeweils eine Sicherungsleiste (17) aufnehmen, wobei die Summentiefe der gegenüberliegenden Nuten (7, 18) größer ist als die Höhe der sie aufnehmenden Sicherungsleiste (17).

17. Gießwalze nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass weniger als 16, vorzugsweise weniger als acht Sicherungsleisten (17) bzw. Nuten (7) auf dem Walzenkern (1) verteilt angeordnet sind.

18. Gießwalze nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Nuten (7) und der Sicherungsleisten (17) geringer ist als die Mantelflächenlänge (L) des Walzenkernes (1).

19. Verfahren zur Herstellung einer Gießwalze für das Stranggießen von dünnen metallischen Bändern, insbesondere von Stahlbändern, nach dem Zweiwalzen- oder Einwalzengießverfahren, welche Gießwalze einen Walzenkern (1) mit einer äußeren Mantelfläche (4) und einen diesen umgebenden, aufgeschrumpften, ringförmigen Walzenmantel (2) mit einer inneren Mantelfläche (5) und einer zentrischen Gießwalzenachse (8) aufweist, wobei die Mantelfläche (4) des Walzenkernes (1) und die innere Mantelfläche (5) des Walzenmantels (2) für eine Schrumpfverbindung (3) vorbereitet werden und der Walzenmantel (2) mit einer gegenüber dem Walzenkern (1) erhöhten Temperatur auf dem Walzenkern (1) aufgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass auf mindestens einer der einander zugeordneten eine Schrumpfverbindung bildenden Mantelflächen (4, 5) zumindest teilweise in Richtung der Gießwalzenachse (8) orientierte Erhebungen und Vertiefungen mit einer radialen Erstreckung von mindestens 2µm durch mechanische Bearbeitung hergestellt werden, und die auf mindestens einer der einander zugeordneten Mantelflächen (4, 5) hergestellten Erhebungen und Vertiefungen eine Oberflächenstruktur ausbilden, bei der die Mantelfläche eine Rauigkeit (R_z) zwischen 2µm und 1500µm aufweist,

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die auf mindestens einer der einander zugeordneten Mantelflächen (4, 5) eingearbeiteten Erhebungen und Vertiefungen eine Oberflächenstruktur ausbilden, bei der die Mantelfläche eine Rauigkeit (R_z) zwischen 10µm und 500µm aufweist.

21. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die auf mindestens einer der einander zugeordneten Mantelflächen (4, 5) eingearbeiteten Erhebungen und Vertiefungen mit im wesentlichen radial und in Richtung der Gießwalzenachse (8) gerichtete Stützflächen (9) hergestellt werden, die eine Längserstreckung aufweisen, die kleiner oder gleich der Mantelflächenlänge (L) sind.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzenkern (1) und der ringförmige Walzenmantel (2) aus Werkstoffen verschiedener Härte, gegebenenfalls unter Anwendung einer zusätzlichen Härtung, Nitrierung oder Aufkohlung, hergestellt werden und der mit einem höheren Mantelfläche-Härtewert ausgebildete Bauteil mit der vorbestimmten Rauigkeit (R_z) versehen wird.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Rauigkeit (R_z) durch Rändeln, Stoßen oder Fräsen aufgebracht wird.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzenkern (1) aus Stahl und der ringförmige Rollenmantel (2) aus Cu oder einer Cu-Legierung hergestellt wird.

25. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer der einander zugeordneten Mantelflächen (4, 5) eine Verbindungsschicht (10) abgeschieden wird.

26. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer der einander zugeordneten Mantelflächen (4, 5) eine vorgegebene Rauigkeit (R_z) aufgebracht wird und auf der anderen Mantelfläche eine Verbindungsschicht (10) abgeschieden wird.

27. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 und 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsschicht (10) elektrolytisch abgeschieden wird.

28. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 und 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsschicht (10) durch Plasmaabscheidung gebildet wird.

29. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsschicht (10) von einem Metall oder einer Metalllegierung gebildet wird.

30. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass in die Verbindungsschicht (10) verschleißfeste Granulate eingelagert werden.

31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass als verschleißfeste Granulate Metalloxiden, wie Aluminiumoxid, Zirkonoxid und ähnlichen Werkstoffen in die Verbindungsschicht (10) eingelagert werden.

32. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass als verschleißfeste Granulate Karbidkörnern oder Karbidlamellen, wie Titankarbid, Wolframkarbid, Siliziumkarbid oder ähnlichen Werkstoffen in die Verbindungsschicht (10) eingelagert werden.

33. Verfahren nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, dass verschleißfeste Granulate mit einer Korngröße kleiner als 40 µm, vorzugsweise kleiner als 10µm in die Verbindungsschicht (10) eingelagert werden.

Claims

1. Casting roll for the continuous casting of thin metallic strips, in particular of steel strips, in a two-roll or one-roll casting installation, having a roll core (1) with an outer lateral surface (4) and an annular roll shell (2) which surrounds the roll core, is shrunk on and has an inner lateral surface (5) and having a central casting-roll axis (8), characterized in that at least one of the lateral surfaces (4, 5) which lie opposite one another and form a shrink connection has elevations and depressions in the lateral surface, at least some of which are oriented in the direction of the casting-roll axis (8) and the radial extent of which is at least 2 µm, and in that the elevations and depressions form a surface structure on at least one of the lateral surfaces (4, 5) which lie opposite one another, in which surface structure the lateral surface has a roughness (R_z) of between 2 µm and 1500 µm.

2. Casting roll according to Claim 1, characterized in that at least one of the lateral surfaces which lie opposite one another has a roughness (R_z) of between 10 µm and 500 µm .

3. Casting roll according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the lateral surfaces (4, 5) which lie opposite one another has elevations and depressions in and directly around a casting-roll plane of symmetry which is normal to the axis, substantially along the entire circumference of one of the lateral surfaces (4, 5), with a radial extent of at least 2 µm, which are preferably oriented in the circumferential direction.

4. Casting roll according to Claim 4, characterized in that the elevations and depressions in and around the casting-roll plane of symmetry which is normal to the axis, on at least one of the lateral surfaces (4, 5) which lie opposite one another, form a surface structure in which the lateral surface has a roughness (R_z) of between 2 µm and 1500 µm.

5. Casting roll according to one of the preceding claims, characterized in that the elevations and depressions form supporting surfaces (9) which are directed substantially radially and in the direction of the casting-roll axis (8) and have a longitudinal extent less than or equal to the lateral-surface length (L).

6. Casting roll according to one of the preceding claims, characterized in that the roll core (1) and the annular roll shell (2), in the region of the lateral surfaces (4, 5) which lie opposite one another, are formed from materials of different hardness, and at least the lateral surface of the component which has the higher lateral surface hardness is provided with the predetermined roughness (R_z).

7. Casting roll according to one of the preceding claims, characterized in that the roll core (1) consists of steel and the annular roll shell (2) consists of Cu or a Cu alloy.

8. Casting roll according to one of the preceding claims, characterized in that a joining layer (10) is arranged between the roll core (1) and the roll shell (2), and in that the material which forms the joining layer (10) is deposited on one of the two mutually associated lateral surfaces (4, 5).

9. Casting roll according to Claim 6, characterized in that one of the mutually associated lateral surfaces (4 or 5) is provided with the predetermined roughness (R_z), and the material which forms the joining layer (10) is deposited on the other lateral surface.

10. Casting roll according to one of Claims 8 or 9, characterized in that the joining layer (10) is formed by a metal or a metal alloy.

11. Casting roll according to one of Claims 8 to 10, characterized in that wear-resistant granules are embedded in the joining layer (10).

12. Casting roll according to Claim 11, characterized in that the wear-resistant granules consist of metal oxides, such as aluminium oxide, zirconium oxide or similar materials.

13. Casting roll according to Claim 11, characterized in that the wear-resistant granules are formed by carbide grains or platelets, such as titanium carbide, tungsten carbide, silicon carbide or similar materials.

14. Casting roll according to Claim 12 or 13, characterized in that the grain size of the wear-resistant granules is less than 40 µm, preferably less than 10 µm.

15. Casting roll according to one of the preceding claims, characterized in that the roll core (1), parallel to the casting-roll axis (8), has grooves (7) distributed over its lateral surface (4), into which grooves securing bars (17) are fitted, which project between 2 µm and 1500 µm above the lateral surface (4) of the roll core (1) in the radial direction and are stamped into the lateral surface (5) of the roll shell (2).

16. Casting roll according to one of Claims 1 to 14, characterized in that the roll core (1), parallel to the casting-roll axis (8), has grooves (7) distributed over its lateral surface (4), into which grooves securing bars (17) are fitted, which project between 500 µm and 15 mm above the lateral surface (4) of the roll core (1) in the radial direction, and in that the inner lateral surface (5) of the roll shell (2) includes grooves (18) which lie opposite the grooves (7) in the lateral surface (4) of the roll core (1), and grooves (7, 18) which lie opposite one another accommodate in each case one securing bar (17), the sum of the depth of the opposite grooves (7, 18) being greater than the height of the securing bar (17) which they accommodate

17. Casting roll according to Claim 15 or 16, characterized in that fewer than 16, preferably fewer than eight securing bars (17) and grooves (7) are distributed over the roll core (1).

18. Casting roll according to one of Claims 15 to 17, characterized in that the length of the grooves (7) and of the securing bars (17) is shorter than the lateral-surface length (L) of the roll core (1).

19. Process for producing a casting roll for the continuous casting of thin metallic strips, in particular of steel strips, using the two-roll or one-roll casting process, which casting roll has a roll core (1) with an outer lateral surface (4), and an annular roll shell (2) which surrounds the roll core, has been shrunk on and has an inner lateral surface (5) and a central casting-roll axis (8), the lateral surface (4) of the roll core (1) and the inner lateral surface (5) of the roll shell (2) being prepared for joining by shrink-fitting and the roll shell (2) being drawn onto the roll core (1) at a temperature which is higher than that of the roll core (1), characterized in that elevations and depressions, at least some of which are oriented in the direction of the casting-roll axis (8) and the radial extent of which is at least 2 µm, are produced by machining on at least one of the mutually associated lateral surfaces (4, 5) which form a shrink connection, and the elevations and depressions which are produced on at least one of the mutually associated lateral surfaces (4, 5) form a surface structure in which the lateral surface has a roughness (R_z) of between 2 µm and 1500 µm.

20. Process according to Claim 19, characterized in that the elevations and depressions which are formed on at least one of the mutually associated lateral surfaces (4, 5) form a surface structure in which the lateral surface has a roughness (R_z) of between 10 µm and 500 µm.

21. Process according to Claim 19 or 20, characterized in that the elevations and depressions which are formed on at least one of the mutually associated lateral surfaces (4, 5) are produced with supporting surfaces (9) which are directed substantially radially and in the direction of the casting-roll axis (8) and have a longitudinal extent less than or equal to the lateral-surface length (L).

22. Process according to one of Claims 19 to 21, characterized in that the roll core (1) and the annular roll shell (2) are produced from materials of different hardness, and the component which is formed with the higher lateral-surface hardness is provided with the predetermined roughness (R_z).

23. Process according to Claim 22, characterized in that the roughness (R_z) is applied by knurling, forging or milling.

24. Process according to one of Claims 19 to 23, characterized in that the roll core (1) is produced from steel and the annular roll shell (2) is produced from Cu or a Cu alloy.

25. Process according to one of Claims 19 to 21, characterized in that a joining layer (10) is deposited on one of the mutually associated lateral surfaces (4, 5) .

26. Process according to one of Claims 19 to 25, characterized in that a predetermined roughness (R_z) is applied to one of the mutually associated lateral surfaces (4, 5), and a joining layer (10) is deposited on the other lateral surface.

27. Process according to one of Claims 25 and 26, characterized in that the joining layer (10) is produced by electrodeposition.

28. Process according to one of Claims 25 and 26, characterized in that the joining layer (10) is formed by plasma deposition.

29. Process according to one of Claims 25 to 28, characterized in that the joining layer (10) is formed from a metal or a metal alloy.

30. Process according to one of Claims 25 to 29, characterized in that wear-resistant granules are incorporated in the joining layer (10).

31. Process according to Claim 30, characterized in that metal oxides, such as aluminium oxide, zirconium oxide and similar materials, are incorporated in the joining layer (10) as wear-resistant granules.

32. Process according to Claim 30, characterized in that carbide grains or carbide platelets, such as titanium carbide, tungsten carbide, silicon carbide or similar materials, are incorporated in the joining layer (10) as wear-resistant granules.

33. Process according to Claim 31 or 32, characterized in that wear-resistant granules with a grain size of less than 40 µm, preferably less than 10 µm, are incorporated in the joining layer (10).

Revendications

1. Cylindre de coulée pour la coulée continue de minces feuillards métalliques, en particulier de feuillards en acier, dans une installation de coulée à deux cylindres ou à un cylindre, qui présente une âme (1) de cylindre dotée d'une surface extérieure d'enveloppe (4) et une enveloppe annulaire (2) de cylindre sertie sur la surface extérieure d'enveloppe et dotée d'une surface intérieure d'enveloppe (5), le cylindre de coulée présentant un axe central (8), caractérisé en ce qu'au moins l'une des surfaces d'enveloppe (4, 5) mutuellement opposées et formant une liaison sertie présente dans sa surface des reliefs et des creux dont au moins une partie est orientée dans la direction de l'axe (8) du cylindre de coulée et dont l'extension radiale est d'au moins 2 µm et en ce que les reliefs et les creux forment sur au moins l'une des surfaces d'enveloppe (4, 5) opposées l'une à l'autre une structure de surface qui donne à la surface d'enveloppe une rugosité (R_z) comprise entre 2 µm et 1 500 µm.

2. Cylindre de coulée selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins l'une des surfaces d'enveloppe opposées l'une à l'autre présente une rugosité (R_z) comprise entre 10 µm et 500 µm.

3. Cylindre de coulée selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins l'une des surfaces d'enveloppe (4, 5) opposées l'une à l'autre présente des reliefs et des creux dans le plan de symétrie perpendiculaire à l'axe du cylindre de coulée et directement autour de ce plan sur toute la périphérie de l'une des surfaces d'enveloppe (4, 5), et qui sont orientées de préférence dans le sens de la périphérie avec une extension radiale d'au moins 2 µm.

4. Cylindre de coulée selon la revendication 3, caractérisé en ce que les reliefs et les creux formant dans le plan de symétrie perpendiculaire à l'axe du cylindre de coulée et autour de ce plan sur au moins l'une des surfaces d'enveloppe (4, 5) opposées l'une à l'autre une structure de surface grâce à laquelle la surface d'enveloppe présente une rugosité (R_z) comprise entre 2 µm et 1 500 µm.

5. Cylindre de coulée selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les reliefs et les creux forment des surfaces d'appui (9) orientées essentiellement radialement et dans la direction de l'axe (8) du cylindre de coulée et dont l'extension longitudinale est inférieure ou égale à la longueur (L) de la surface d'enveloppe.

6. Cylindre de coulée selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'âme (1) du cylindre et l'enveloppe annulaire (2) du cylindre sont formées de matériaux de duretés différentes dans la zone des surfaces d'enveloppe (4, 5) opposées l'une à l'autre, la surface d'enveloppe du composant qui présente la plus haute valeur de dureté étant dotée de la rugosité (R_z) prédéterminée.

7. Cylindre de coulée selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'âme (1) du cylindre est constituée d'acier et l'enveloppe annulaire (2) du cylindre de Cu ou d'un alliage de Cu.

8. Cylindre de coulée selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une couche de liaison (10) est disposée entre l'âme (1) du cylindre et l'enveloppe (2) du cylindre et en ce que le matériau qui forme la couche de liaison (10) est déposé sur l'une des deux surfaces d'enveloppe (4, 5) associées l'une à l'autre.

9. Cylindre de coulée selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'une des surfaces d'enveloppe (4 ou 5) associées l'une à l'autre est dotée de la rugosité (R_z) prédéterminée et en ce que le matériau qui forme la couche de liaison (10) est déposé sur l'autre surface d'enveloppe.

10. Cylindre de coulée selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que la couche de liaison (10) est formée d'un métal ou d'un alliage de métaux.

11. Cylindre de coulée selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que des granulés résistants à l'usure sont incorporés dans la couche de liaison (10).

12. Cylindre de coulée selon la revendication 11, caractérisé en ce que les granulés résistants à l'usure sont constitués d'oxydes de métaux, par exemple d'oxyde d'aluminium, d'oxyde de zirconium ou de matériaux similaires.

13. Cylindre de coulée selon la revendication 11, caractérisé en ce que les granulés résistants à l'usure sont formés de lamelles ou de grains de carbures, par exemple du carbure de titane, du carbure de tungstène, du carbure de silicium ou de matériaux similaires.

14. Cylindre de coulée selon les revendications 12 ou 13, caractérisé en ce que la taille des grains des granulés résistants à l'usure est inférieure à 40 µm et de préférence inférieure à 10 µm.

15. Cylindre de coulée selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que parallèlement à l'axe (8) du cylindre de coulée, l'âme (1) du cylindre présente des rainures (7) réparties sur sa surface d'enveloppe (4) et dans lesquelles des languettes de blocage (17) qui débordent dans la direction radiale de la surface d'enveloppe (4) de l'âme (1) du cylindre sur une distance comprise entre 2 µm et 1 500 µm et qui sont enfoncées dans la surface d'enveloppe (5) de l'enveloppe (2) du cylindre.

16. Cylindre de coulée selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que parallèlement à l'axe (8) du cylindre de coulée, l'âme (1) du cylindre représente sur sa surface d'enveloppe (4) des rainures (7) dans lesquelles sont insérées des languettes de blocage (17) qui débordent de la surface d'enveloppe (4) de l'âme (1) du cylindre de 500 µm à 15 mm dans la direction radiale et en ce que la surface intérieure d'enveloppe (5) de l'enveloppe (2) du cylindre contient des rainures (18) qui sont situées face aux rainures (7) ménagées dans la surface d'enveloppe (4) de l'âme (1) du cylindre, les rainures (7, 18) opposées deux à deux reprenant chaque fois une languette de blocage (17), la somme des profondeurs des rainures (7, 18) opposées deux à deux étant supérieure à la hauteur de la languette de blocage (17) qu'elles reprennent.

17. Cylindre de coulée selon les revendications 15 ou 16, caractérisé en ce que moins de 16 et de préférence moins de huit languettes de blocage (17) ou rainures (7) sont réparties sur l'âme (1) du cylindre.

18. Cylindre de coulée selon l'une des revendications 15 à 17, caractérisé en ce que la longueur des rainures (7) et des languettes de blocage (17) est plus petite que la longueur (L) de la surface d'enveloppe de l'âme (1) du cylindre.

19. Procédé de fabrication d'un cylindre de coulée pour la coulée continue de minces feuillards métalliques, en particulier de feuillards en acier, par un procédé de coulée à deux cylindres ou à un cylindre, lequel cylindre de coulée présente une âme (1) de cylindre dotée d'une surface extérieure d'enveloppe (4) et une enveloppe annulaire (2) de cylindre sertie sur la surface extérieure d'enveloppe et dotée d'une surface intérieure d'enveloppe (5), le cylindre de coulée présentant un axe central (8), la surface d'enveloppe (4) de l'âme (1) du cylindre et la surface intérieure d'enveloppe (5) de l'enveloppe du cylindre (2) étant préparées pour une liaison sertie (3) et l'enveloppe du cylindre (2) étant passée sur l'âme (1) du cylindre à une température plus élevée que celle de l'âme (1) du cylindre, caractérisé en ce que des reliefs et des creux dont au moins une partie est orientée dans la direction de l'axe (8) du cylindre de coulée et dont l'extension radiale est d'au moins 2 µm sont réalisés par usinage mécanique sur au moins l'une des surfaces d'enveloppe (4, 5) mutuellement opposées et formant une liaison sertie et en ce que les reliefs et les creux forment sur au moins l'une des surfaces d'enveloppe (4, 5) opposées l'une à l'autre une structure de surface qui donne à la surface d'enveloppe une rugosité (R_z) comprise entre 2 µm et 1 500 µm.

20. Procédé selon la revendication 19, caractérisé en ce que les reliefs et les creux ménagés sur au moins l'une des surfaces d'enveloppe (4, 5) associées l'une à l'autre forment une structure de surface grâce à laquelle la surface d'enveloppe présente une rugosité (R_z) comprise entre 10 µm et 500 µm.

21. Procédé selon les revendications 19 ou 20, caractérisé en ce que les reliefs et les creux ménagés sur au moins l'une des surfaces d'enveloppe (4, 5) associées l'une à l'autre sont réalisés avec des surfaces d'appui (9) orientées essentiellement radialement et dans la direction de l'axe (8) du cylindre de coulée et ont une extension en longueur inférieure ou égale à la longueur (L) de la surface d'enveloppe.

22. Procédé selon l'une des revendications 19 à 21, caractérisé en ce que l'âme (1) du cylindre et l'enveloppe annulaire (2) du cylindre sont formées de matériaux de duretés différentes, si besoin est au moyen d'un durcissement, nitruration ou carburation supplémentaire, la surface d'enveloppe du composant qui présente la plus haute valeur de dureté étant dotée de la rugosité (R_z) prédéterminée.

23. Procédé selon la revendication 22, caractérisé en ce que la rugosité (R_z) est réalisée par moletage, martelage ou fraisage.

24. Procédé selon l'une des revendications 19 à 23, caractérisé en ce que l'âme (1) du cylindre est constituée d'acier et l'enveloppe annulaire (2) du cylindre de Cu ou d'un alliage de Cu.

25. Procédé selon l'une des revendications 19 à 24, caractérisé en ce qu'une couche de liaison (10) est déposée sur l'une des surfaces d'enveloppe (4, 5) associées l'une à l'autre.

26. Procédé selon l'une des revendications 19 à 25, caractérisé en ce que l'une des surfaces d'enveloppe (4, 5) associées l'une à l'autre est dotée de la rugosité (R_z) prédéterminée et en ce que le matériau qui forme la couche de liaison (10) est déposé sur l'autre surface d'enveloppe.

27. Procédé selon l'une des revendications 25 et 26, caractérisé en ce que la couche de liaison (10) est déposée par électrolyse.

28. Procédé selon l'une des revendications 25 et 26, caractérisé en ce que la couche de liaison (10) est formée par dépôt au plasma.

29. Procédé selon l'une des revendications 25 à 28, caractérisé en ce que la couche de liaison (10) est réalisée en métal ou en un alliage de métaux.

30. Procédé selon l'une des revendications 25 à 29, caractérisé en ce que des granulés résistants à l'usure sont incorporés dans la couche de liaison (10).

31. Procédé selon la revendication 30, caractérisé en ce que comme granulés résistants à l'usure, des oxydes de métaux, par exemple de l'oxyde d'aluminium, de l'oxyde de zirconium ou des matériaux similaires sont incorporés dans la couche de liaison (10).

32. Procédé selon la revendication 30, caractérisé en ce que comme granulés résistants à l'usure, des lamelles ou des grains de carbures, par exemple de carbure de titane, de carbure de tungstène, de carbure de silicium ou de matériaux similaires sont incorporés dans la couche de liaison (10).

33. Procédé selon les revendications 31 ou 32, caractérisé en ce que des granulés résistants à l'usure en grains d'une taille inférieure à 40 µm et de préférence inférieure à 10 µm sont incorporés dans la couche de liaison (10).

Zeichnung