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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines z. B. zylindrischen oder konischen Hohlkörpers aus Stahl mit einer Masse von mehr als 100 t. Solche zylindrischen oder konischen Hohlkörper werden beispielsweise als Behälterabschnitte bzw. Mantelabschnitte von Großbehältern, z. B. Druckbehältern und folglich Druckbehälterschüssen verwendet. So besteht z. B. ein Reaktordruckbehälter aus mehreren Mantelschüssen, die jeweils ein Gewicht von mehr als 100 t aufweisen. Derartige Großbauteile werden in der Regel im Wege des Schmiedens und/oder Ringwalzens aus zylindrischen oder konischen Rohblöcken bzw. Ingots und insbesondere Hohlingots hergestellt.
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Bislang werden Schmiedeblöcke und folglich Ingots für Großkomponenten wie z. B. Druckbehälterschüsse in der Praxis in der Regel im Wege des Gießens aus Stahlguss hergestellt. Als Schmiedeblock für Großkomponenten wird dabei ein beruhigt vergossener, massiver Ingot aus Stahlguss verwendet. In begrenztem Umfang werden darüber hinaus ringförmig gegossene Hohlingots eingesetzt. Massive Ingots weisen zahlreiche Schwindungshohlräume (Lunker) entlang der zentralen Längsachse auf. Nahe der Gießoberseite findet man einen großen Primärlunker und einen kleineren darunter liegenden Sekundärlunker. Unterhalb des Sekundärlunkers schließen sich innerhalb eines nach oben geöffneten konischen Kernraums zahlreiche Mikrolunker an. Die Erstarrung eines massiven Ingots verläuft von der äußeren Kokillenwand und vom unteren Kokillenboden zur Mitte und nach oben. An der Kokillenwand entstehen während der Abkühlung zunächst viele Kristallisationskeime und ein feinkörniges Gefüge. Von diesem oberflächennahen Gefüge wachsen grobe Stengelkristalle zur Mitte. In der Blockmitte selbst bildet sich ein mittelgrobes Korn. Zu Beginn der Erstarrung werden bestimmte Legierungselemente und Verunreinigungen, insbesondere Kohlenstoff, Schwefel und Phosphor, nur in kleinen Mengen in das Gefüge eingebunden, so dass deren Konzentration in der Restschmelze stetig zunimmt. Dadurch erfolgt mit fortschreitender Blockerstarrung eine kontinuierliche Anreicherung mit Kohlenstoff sowie mit diesen Verunreinigungen. Zwischen den Oberflächen der groben radial orientierten Stengelkristalle sammeln sich derartige Verunreinigungen aus niedrig schmelzenden Phasen (z. B. Sulfide) an. Diese Konzentrationsunterschiede und Ansammlungen von Verunreinigungen im Blockgefüge werden als Seigerung bezeichnet. Bei gegossenen Hohlingots ist die Lunkerzone auf den mittleren Ringdurchmesser hin verlagert. Zu diesem mittleren Ringdurchmesser hin erfolgt in der Regel auch die stengelartige Gefügekristallisation. Eine solche Herstellung von Schmiedeingots im Wege des Gießens ist aus der Praxis seit Langem bekannt.
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Im Zuge der Warmumformung durch Schmieden bei einer Schmiedetemperatur von rund 900°C bis 1.200°C werden die Konzentrationsunterschiede (Seigerungen) in der Regel ausgeglichen und die Schwindungshohlräume (Lunker) werden geometrisch verschlossen und stoffschlüssig verschweißt. Um ein fehlerfreies Schmiedestück zu erhalten, wird jedoch der großvolumige Primärlunker (zuvor) stets abgetrennt. Der Sekundärlunker kann unter günstigen Umständen, im Zuge des Schmiedens geschlossen werden. Die Mikrolunker können in der Regel während des Schmiedens geschlossen werden. Um jedoch eine gleichmäßige Verteilung der Seigerung zu erreichen, ist ein hoher Verschmiedungsgrad, d. h. Umformgrad, von etwa 3 bis 5 erforderlich.
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Um aus dem massiven Ingot einen Hohlkörper herzustellen, wird er in der Praxis zunächst in eine Ringscheibe umgeformt, indem der Ingot gestaucht und gelocht wird. Die entstandene Ringscheibe wird anschließend radial gestaucht und gleichzeitig tangential und axial gereckt, so dass ein zylindrisch geschmiedeter Ringmantel entsteht. Um die geforderte zylindrische oder konische Geometrie aus diesem Ringmantel erzeugen zu können, ist eine ausreichende Schmiedezugabe erforderlich. In der Praxis beträgt das Verhältnis zwischen Ingotgewicht und Fertiggewicht des geschmiedeten Mantelschusses bis zu etwa 2 bis 3.
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In der Praxis besteht nun das Bedürfnis nach geschmiedeten zylindrischen und konischen Großbauteilen, z. B. Druckbehälterschüssen mit einem Fertiggewicht von z. B. 250 bis 350 t. Nach der beschriebenen herkömmlichen Verfahrensweise, bei dem ein gegossener Schmiedeingot verwendet wird, wären hierfür Ingotgewichte von etwa 700 bis 1.100 t erforderlich. Mit derartigen Ingotgewichten kann in den bekannten Gießanlagen und insbesondere mit den bekannten Schmiedemanipulatoren nicht gearbeitet werden. Selbst größte Schmiedemanipulatoren können in der Regel lediglich ein Ingotgewicht bis zu 650 t handhaben. Es wäre zwar grundsätzlich denkbar, größere Fertigungseinrichtungen vorzusehen, dies ist jedoch mit außergewöhnlich hohen Investitionskosten verbunden, die sich nur auf sehr niedrige Stückzahlen umlegen lassen. Die wirtschaftliche Auslastung derartiger Schmiedeanlagen wäre nicht zu gewährleisten.
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Aus der
DE 29 14 551 A1 kennt man im Übrigen ein Verfahren zum Herstellen eines gegossenen Hohlblockes aus Stahl, bei welchem ein zylindrischer Kern im Zentralbereich einer auf einem Gießgespann angeordneten Gießform angeordnet und eine Schmelze im steigenden Guss abgegossen wird. Der verwendete Kern weist eine Kombination aus einem zylindrischen oder ringförmigen Feuerfestmaterial aus einem gebundenen körnigen Feuerfestmaterial und Stahlrohren auf.
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Die Herstellung von schweren hohlen Stahlingots wird außerdem in der
AT 144 348 B beschrieben.
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Schließlich befasst ich auch die
DE 87 123 A mit der Herstellung von Ingots, wobei diese ebenfalls im Wege des Gießens hergestellt werden.
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Ausgehend von der erläuterten Problematik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein wirtschaftliches Verfahren zum Herstellen eines zylindrischen oder konischen Hohlkörpers aus Stahl von einer Masse von mehr als 100 t zu schaffen. Außerdem soll ein Verfahren zum Herstellen eines hohlen Rohlings als Schmiedeblock für die Herstellung derartiger Hohlkörper geschaffen werden.
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Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines z. B. zylindrischen oder konischen Hohlkörpers aus Stahl, vorzugsweise mit einer Masse von mehr als 100 t,
- – wobei aus einem oder mehreren Stahlblechen mehrere ebene oder gekrümmte Blechstreifen geschnitten werden,
- – wobei zunächst mehrere solche Blechstreifen flächig zu jeweils einem mehrschichtigen Mantelsegment verschweißt werden,
- – wobei anschließend mehrere Mantelsegmente miteinander zu einem hohlen Rohling verschweißt werden und
- – wobei der z. B. zylindrische oder konische Hohlkörper aus dem hohlen Rohling durch Umformung und/oder spanabhebende Bearbeitung gefertigt wird.
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Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, dass sich Rohlinge für eine Weiterverarbeitung und insbesondere Schmiedeblöcke bzw. Schmiedeingots in wirtschaftlicher und vorteilhafter Weise aus einer Vielzahl miteinander verschweißter dickwandiger Stahlbleche herstellen lassen, so dass auf das Gießen des Rohlings, z. B. Ingots und insbesondere Hohlingots mit den beschriebenen Nachteilen verzichtet werden kann. Ausgangsmaterial für die Rohling- bzw. Ingotherstellung bilden dabei Stahlbleche, z. B. dickwandige, warmgewalzte Grobbleche mit einer Wandstärke von zumindest 100 mm, z. B. 100 mm bis 500 mm, vorzugsweise 150 mm bis 400 mm, besonders bevorzugt 150 mm bis 300 mm. Diese Stahlbleche werden zunächst zu einzelnen Blechstreifen aufgetrennt und folglich geschnitten. Schneiden meint im Rahmen der Erfindung insbesondere ein thermisches Trennen. Es sind aber auch andere Trennverfahren von der Erfindung umfasst. Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass sich aus einer Vielzahl solcher Stahlblechstreifen ein hohler Rohling herstellen lässt, der hervorragend weiter verarbeitet werden kann. Besonders bevorzugt bildet ein solcher hohler Rohling einen Schmiedeblock und folglich Ingot, der im Wege des Schmiedens und/oder Ringwalzens zu dem Hohlkörper umgeformt wird. Der hohle Rohling kann aber alternativ oder auch ergänzend im Wege einer spanabhebenden Verarbeitung weiterverarbeitet werden. Dieses bietet sich z. B. an, wenn aus dem hohlen Rohling ein Hohlkörper gefertigt werden soll, der z. B. als Zylinder für eine Presse eingesetzt werden soll. Es kann aber auch zweckmäßig sein, den hohlen Rohling vor einer Warmumformung zunächst durch eine spanabhebende Verarbeitung vorzubereiten. So kann es zweckmäßig sein, aus dem z. B. mehreckigen hohlen Rohling zunächst einen ”runden” hohlen Rohling zu fertigen, der dann im Wege einer Warmumformung weiterverarbeitet werden kann. Dieses bietet sich insbesondere beim Ringwalzen an.
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Dabei besteht im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit, mit gekrümmten Stahlblechen bzw. gekrümmten Blechstreifen zu arbeiten, die flächig zu einem gekrümmten, mehrschichtigen Mantelsegment miteinander verschweißt werden, so dass aus den Mantelsegmenten ein hohler Rohling mit im Wesentlichen rundem Querschnitt hergestellt werden kann.
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Besonders bevorzugt werden jedoch aus den Stahlblechen ebene Blechstreifen mit einem trapezförmigen Querschnitt geschnitten, wobei die Blechstreifen zu einem Mantelsegment mit trapezförmigem Querschnitt verschweißt werden und wobei diese Mantelsegmente zu einem hohlen Rohling mit einem vieleckigen Querschnitt verschweißt werden. Dieser hohle Rohling mit vieleckigem Querschnitt kann anschließend z. B. im Wege des Schmiedens und/oder Ringwalzens zu dem zylindrischen Hohlkörper, z. B. einem Mantel für einen Druckbehälter umgeformt werden. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, den vieleckigen hohlen Rohling vor der Warmumformung im Wege einer spanabhebenden Bearbeitung vorzubereiten, indem z. B. zunächst ein Hohlkörper mit rundem Querschnitt gedreht wird, der anschließend verschmiedet wird. Jedenfalls lässt sich ein solcher Rohling als z. B. Schmiedeingot wirtschaftlich mit hoher Qualität herstellen, da sich aus ebenen Stahlblechen sehr einfach ebene Blechstreifen mit trapezförmigem Querschnitt schneiden und anschließend daraus die Mantelsegmente herstellen lassen. Der Rohling kann aus Blechen bzw. Blechstreifen derselben Dicke oder auch unterschiedlicher Dicke zusammengesetzt sein.
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Die Erfindung geht dabei ferner von der Erkenntnis aus, dass die auf diese Weise hergestellten hohlen Rohlinge, die gleichsam eine Schweißkonstruktion aus einer Vielzahl von Stahlblechen bilden, weder Lunker noch Dopplungen noch sonstige Gefügefehler aufweisen, die ansonsten durch eine Warmumformung beseitigt werden müssten. Außerdem weist der entstandene hohle Rohling hinsichtlich seiner chemischen Zusammensetzung nur geringste Konzentrationsunterschiede auf. Er ist deshalb als seigerungsfrei bzw. seigerungsarm anzusehen. Der entstandene hohle Rohling kann folglich hervorragend durch z. B. Freiformschmieden oder Ringwalzen auf einem Dorn ausgeschmiedet bzw. ausgewalzt werden, so dass aus dem hohlen Rohling in wirtschaftlicher Weise der gewünschte zylindrische oder konische Hohlkörper hergestellt werden kann. Der Umformgrad bzw. Verschmiedungsgrad des Mantelquerschnitts kann wegen des fehlerfreien seigerungsarmen Materialgefüges des hohlen Rohlings auf unter 2 vorzugsweise auf 1,3 bis 1,8 verringert werden.
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Gegebenenfalls vorliegende Unregelmäßigkeiten in der Korngröße und der Kornorientierung nach dem Schweißen in Grundwerkstoff, Schweißgut und Wärmeeinflusszone werden durch die anschließende Warmumformung mit Wärmenachbehandlung und die damit einhergehende Gefügerekristallisation vollständig eliminiert. Es entsteht ein homogenes Schmiedestück. Optional können die gewünschten Effekte unter Verzicht auf eine Warmumformung durch eine einfache oder doppelte Normalisierungsglühung nach dem Schweißen erreicht werden.
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Von besonderer Bedeutung ist dabei die Tatsache, dass sich die aus Blechen miteinander verschweißten hohlen Rohlinge mit einem sehr geringen Verschmiedungsgrad zu dem gewünschten Hohlkörper umformen lassen, so dass für die Herstellung herkömmlicher Großbauteile ein Schmiedeingot mit wesentlich geringerem Gewicht verwendet werden kann. Damit lassen sich die Anlagenkosten z. B. für Schmiedemanipulatoren wesentlich verringern. Andererseits besteht aber auch die Möglichkeit auf vorhandenen Schmiedeanlagen mit großen Schmiedemanipulatoren wesentlich größere Bauteile herzustellen. So lassen sich beispielsweise auf Schmiedeanlagen mit einem Schmiedemanipulator für 650 t einteilige geschmiedete Bauteile, z. B. Druckbehälterelemente mit einem Fertiggewicht von bis zu 500 t herstellen.
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Ausgangsmaterial für die Herstellung der hohlen Rohlinge sind – wie beschrieben – dickwandige warmgewalzte Grobbleche. Diese werden vorzugsweise aus entschwefeltem Flüssigstahl hergestellt, indem dieser zu Gießbrammen abgegossen wird, z. B. im Stranggussverfahren, wobei die Gießbrammen zu Grobblechen warmgewalzt werden. Diese Grobbleche können beispielsweise eine Dicke von 150 mm bis 300 mm aufweisen. Der Reduktionsfaktor beim Warmwalzen der Gießbrammen sollte zumindest 3 bis 4 betragen und kann auf bis ca. 10 gesteigert werden, um ein möglichst gleichmäßiges homogenes Gefüge der Grobbleche frei von Walzfehlern zu erzielen. Niedrige Schwefelgehalte unter ca. 0,01% sind durch geeignete Entschwefelungsverfahren, z. B. nach dem TN-Verfahren einzustellen. Dem Stahl wird vorzugsweise ausreichend Mangan zur Abbindung des Restschwefels beigefügt (MN > 3 × S). Der Kupfergehalt sollte auf ca. 0,25% begrenzt werden, um einer möglichen Lötbrüchigkeit bei der Warmumformung vorzubeugen. Es ist dann zweckmäßig, die Grobbleche zerstörungsfrei auf Fehlerfreiheit zu prüfen. Anschließend können die Grobbleche z. B. thermisch durch Brennschneiden in die Blechstreifen aufgetrennt werden. Besonders bevorzugt werden dann jeweils 2 bis 5 Blechstreifen zu einem Mantelsegment einer Dicke von 200 mm bis 1.500 mm, z. B. 500 mm bis 1.200 mm verschweißt. Sie werden folglich zunächst schichtweise durch vorzugsweise artgleiches Schweißen zu trapezförmigen Prismen gefügt. Der Schweißzusatzwerkstoff entspricht vorzugsweise hinsichtlich seiner chemischen Zusammensetzung dem Grundwerkstoff. Die Schweißverbindungen können mittels Durchstrahlungs- und/oder Ultraschallprüfung zerstörungsfrei auf ihre innere Fehlerfreiheit geprüft werden. Anschließend werden die einzelnen Mantelsegmente bzw. Trapezsegmente z. B. durch Eckschweißung analog zu der zuvor beschriebenen Schichtschweißung z. B. zu dem vieleckigen hohlen Rohling zusammengefügt. Aus fertigungstechnischen Gründen ist es zweckmäßig, wenn die Länge der längsten Schichtschweißung in etwa der radialen Länge der Eckschweißung entspricht bzw. diese nicht oder nur unwesentlich überschreitet.
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Das Verschweißen der einzelnen Blechstreifen miteinander und/oder das Verschweißen der einzelnen Mantelsegmente miteinander kann durch Elektroschlackeschweißen oder Elektronenstrahlschweißen erfolgen. Grundsätzlich sind auch andere Schweißverfahren einsetzbar, z. B. Elektrogasschweißen, Unterpulver-Engspaltschweißen, Alumino-Thermit-Schweißen, Laserstrahlschweißen, Gießschweißen mit überhitzter Schmelze und Vorwärmung der Stoßflanken knapp unter Solidus-Temperaturen.
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Im Falle des Elektroschlackeschweißens können die Schweißungen bereits mithilfe von sechs handelsüblichen UP-Schweißstromquellen und etwa 12 bis 18 Drahtfödereinheiten erfolgreich durchgeführt werden. Alternativ können Bandelektroden eingesetzt werden. Die Investitionskosten für die schweißtechnische Ausrüstung sind verhältnismäßig niedrig. Unter Berücksichtigung der erforderlichen Schweißzeiten und des elektrischen Leistungsbedarfes kann insgesamt wirtschaftlich gearbeitet werden. Insbesondere die Sondereinzelkosten für die Herstellung einer Gießform entfallen vollständig, so dass das beschriebene Verfahren insgesamt sehr wirtschaftlich ist. Es können geschmiedete hohle Rohlinge z. B. Druckbehältermäntel mit größeren Abmessungen und höheren Fertiggewichten auf den verfügbaren Schmiedeanlagen hergestellt werden. Die Investitionskosten für neue größere Schmiedeanlagen können auf ein wirtschaftlich vernünftiges Maß beschränkt werden.
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Ein weiterer Vorteil des beschriebenen Verfahrens besteht darin, dass nach jedem überschaubaren Zwischenschritt eine Zwischenprüfung erfolgen kann, bei der Fehler rechtzeitig erkannt und mit geringstmöglichem Zeit- und Kostenaufwand korrigiert werden können. Das Herstellungsrisiko wird minimiert, die Gefügequalität optimiert.
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Es liegt im Rahmen der Erfindung, wenn die aus den Stahlblechen geschnittenen Blechstreifen anschließend unmittelbar ohne weitere spanabhebende Bearbeitung zu den Mantelsegmenten zusammengefügt werden. Ebenso können die einzelnen Mantelsegmente ohne weitere spanabhebende Bearbeitung zu dem hohlen Rohling miteinander verschweißt werden. Es kann jedoch zweckmäßig sein, die Blechstreifen und/oder die Mantelsegmente, insbesondere im Bereich der Schmalflächen bzw. Stoßflächen, vor dem Verschweißen einer spanabhebenden Bearbeitung zu unterziehen. Dieses kann insbesondere dann zweckmäßig sein, wenn nicht ein zylindrischer, sondern ein konischer Hohlkörper gefertigt werden soll. Dann ist es zweckmäßig, die Blechstreifen und/oder die Mantelsegmente im Bereich der Schmalflächen oder Stoßflächen in geeigneter Weise zuzuschneiden, so dass sich die einzelnen Blechstreifen bzw. Mantelsegmente zu konischen hohlen Rohlingen zusammensetzen lassen. In ähnlicher Weise besteht die Möglichkeit, durch spanabhebende Bearbeitung der Blechstreifen, der Mantelsegmente und/oder der Rohlinge aus diesen Rohlingen Rohlingabschnitte mit ”schrägen Stirnflächen” zu schaffen, so dass mehrere derartige Rohlingabschnitte zu einem bogenförmigen Rohling zusammengesetzt werden können, der anschließend durch Umformung und/oder spanabhebende Bearbeitung zu einem gekrümmten Hohlkörper, z. B. Rohrbogen verarbeitet wird. So lassen sich Rohrbögen mit großer Wandstärke und großem Durchmesser wirtschaftlich herstellen. Aber auch gerade Rohrstücke für Rohrleitungen hoher Wandstärke lassen sich im Rahmen der Erfindung wirtschaftlich herstellen.
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Wie beschrieben eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren u. a. für die Herstellung von konischen oder zylindrischen Mantelschüssen und folglich Mantelabschnitten eines Großbehälters, z. B. Druckbehälters, Reaktorbehälters oder Reaktordruckbehälters. Alternativ lassen sich im Rahmen der Erfindung aber auch Presszylinder für eine Presse herstellen. Ferner können – wie beschrieben – Rohrstücke für Rohrleitungen und z. B. auch Rohrbögen hergestellt werden.
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Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass der hohle Rohling und/oder der aus dem hohlen Rohling durch Umformung und/oder spanabhebende Bearbeitung gefertigte Hohlkörper eine Wandstärke von mehr als 200 mm aufweist. So lassen sich z. B. Rohrleitungen mit hoher Wandstärke von z. B. 200 mm und mehr, vorzugsweise 400 mm und mehr, herstellen. Der Innendurchmesser des hohlen Rohlings und/oder des gefertigten Hohlkörpers beträgt vorzugsweise mehr als 1.000 mm, besonders bevorzugt mehr als 2.000 mm. So lassen sich beispielsweise Rohrstücke mit hoher Wandstärke und großen Innendurchmesser herstellen. Bei der Herstellung von Mantelabschnitten für Großbehälter können Wandstärke und/oder Innendurchmesser noch deutlich größer sein.
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Im Rahmen der Erfindung kommt der Herstellung des hohlen Rohlings, welcher anschließend durch Umformung und/oder spanabhebende Bearbeitung zu dem Hohlkörper gefertigt wird, besondere Bedeutung zu. Die Herstellung des hohlen Rohlings, z. B. des Hohlingots wird im Rahmen der Erfindung folglich auch selbstständig unter Schutz gestellt. Die Erfindung betrifft daher auch ein Verfahren zum Herstellen eines hohlen Rohlings als Schmiedeblock (und folglich Ingot) für die Herstellung eines zylindrischen oder konischen Hohlkörpers in der beschriebenen Art und Weise.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand ein lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
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1a bis g die Herstellung eines zylindrischen Hohlkörpers aus Stahl in mehreren Verfahrensschritten,
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2a, b die Herstellung eines konischen Hohlkörpers aus Stahl in mehreren Verfahrensschritten und
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3a bis c die Herstellung eines zylindrischen Hohlkörpers als Presszylinder für eine Presse,
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4a bis c die Herstellung eines gekrümmten Rohrbogens.
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Das in den 1a bis 1g dargestellte Ausführungsbeispiel betrifft die Herstellung eines zylindrischen Hohlkörpers, z. B. eines Mantelschusses für einen Druckbehälter aus Stahl. Ausgangspunkt für die Herstellung ist ein warmgewalztes Stahlblech 1, welches z. B. eine Dicke D1 von etwa 150 bis 300 mm aufweisen kann. In 1a ist erkennbar, dass dieses Stahlblech 1 zunächst durch thermisches Trennen zu Blechstreifen 2 aufgetrennt wird. Aus dem Stahlblech 1 werden folglich mehrere ebene Blechstreifen 2 geschnitten. Die einzelnen Schnitte 3 verlaufen dabei unter einem vorgegebenen Winkel schräg zur Oberfläche des Stahlbleches 1. Es ist in 1a bereits erkennbar, dass die einzelnen Blechstreifen 2 zwar dieselbe Dicke, jedoch eine unterschiedliche Breite aufweisen.
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Aus den in 1a dargestellten drei Blechstreifen wird dann in einem nächsten Verfahrensschritt das in 1b dargestellte Mantelsegment 4 hergestellt. Die drei einzelnen Blechstreifen 2 werden flächig zu dem mehrschichtigen Mantelsegment 4 miteinander verschweißt. Die Schweißverbindungen 5 sind in 1b lediglich angedeutet.
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In der beschriebenen Weise werden nun mehrere Mantelsegmente 4 hergestellt. Jeweils zwei Mantelsegmente 4 werden dann gemäß 1c miteinander verschweißt. Die Schweißverbindung 6 im Bereich der Stoßflächen ist ebenfalls lediglich angedeutet. Eine vergleichende Betrachtung der 1c und 1d macht deutlich, dass anschließend die beiden paarweisen miteinander verschweißten Mantelsegmente 4 mit zwei ebenfalls paarweise miteinander verschweißten Mantelsegmenten 4 verschweißt werden. Diese Vorgehensweise wird fortgesetzt, bis aus den einzelnen Mantelsegmenten 4 der in 1e dargestellte hohle Rohling 7 entsteht. Es ist erkennbar, dass es sich um einen im Querschnitt mehreckigen, nämlich im Ausführungsbeispiel zwölfeckigen Rohling 7 handelt.
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Aus diesem hohlen Rohling 7 wird dann durch Umformung und/oder spanabhebende Bearbeitung der gewünschte zylindrische Hohlkörper 8 gefertigt, der in 1g dargestellt ist. Es kann sich insbesondere um einen Mantelschuss 8 für einen Druckbehälter, z. B. Reaktordruckbehälter handeln. Dabei besteht grundsätzlich die Möglichkeit, den Rohling 7 gemäß 1e unmittelbar durch Warmumformung, z. B. Schmieden in den 1g dargestellten Hohlkörper 8 umzuformen. Es ist jedoch in 1f angedeutet, dass auch die Möglichkeit besteht, den Rohling 7 zunächst z. B. durch spanabhebende Verarbeitung vorzubereiten, d. h. die Vorform 8' herzustellen, aus der dann z. B. durch Schmieden der Hohlkörper 8 erzeugt wird. Dieser Zwischenschritt gemäß 1f bietet sich insbesondere an, wenn der Hohlkörper 8 aus der Vorform 8' durch Ringwalzen gefertigt werden soll.
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Der in 1e dargestellte hohle Rohling 7 bzw. die Vorform 8' gemäß 1f bilden folglich einen Schmiedeblock bzw. Hohlingot für ein Schmiedeverfahren.
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Der Hohlingot wird folglich nicht – wie beim Stand der Technik – im Wege des Gießens aus Stahlguss hergestellt, sondern bildet gleichsam eine Schweißkonstruktion aus einer Vielzahl von Stahlblechstreifen.
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Die 2a und 2b zeigen, dass sich auf die in den 1a bis g beschriebene Weise nicht nur zylindrische Rohlinge 7 und folglich auch zylindrische Hohlkörper 8 herstellen lassen, sondern auch konische Rohlinge 7, z. B. konische Hohlingots, die anschließend im Wege der Warmumformung zu konischen Hohlkörpern 8 umgeformt werden. Solche konischen Hohlkörper 8 finden beispielsweise als Reduzierstück Anwendung. Die Herstellung ist vergleichbar mit der in 1a bis g dargestellten Vorgehensweise. Um den in den 2a bzw. 2b dargestellten Rohling 7 herzustellen, ist es jedoch zweckmäßig, die einzelnen Blechstreifen 2 bzw. Mantelsegmente 4 in einem weiteren Zwischenschritt durch eine spanabhebende Bearbeitung bzw. durch thermisches Trennen passgenau zuzuschneiden, damit sich die einzelnen Mantelsegmente 4 anschließend zu dem im Wesentlichen konischen Rohling 7 zusammenfügen. Der in 2a dargestellte Rohling 7 kann dann wie beschrieben im Wege der spanabhebenden Bearbeitung und/oder Warmumformung weiterverarbeitet werden. Es besteht die Möglichkeit, den in 2b dargestellten Hohlkörper 8 als Reduzierstück zu verwenden oder diesen noch durch (weitere) Umformung, z. B. Warmumformung, weiter zu verarbeiten, z. B. um die Wandstärke zu reduzieren, ähnlich wie dieses in 1f und 1g dargestellt ist.
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Alternativ lassen sich in der beschriebenen Weise auch ”kompliziert geformte” Gegenstände, z. B. Presszylinder 8 für eine hydraulische Presse herstellen. Dazu wird auf die 3a bis c verwiesen. Auch bei dieser Ausgestaltung werden zunächst aus Stahlblechen 1 mehrere Blechstreifen 2, 2' geschnitten. In 2a ist jedoch angedeutet, dass es zweckmäßig sein kann, Blechstreifen 2, 2' unterschiedlicher Dicke und Länge herzustellen. So ist erkennbar, dass einerseits Blechstreifen 2 mit größerer Dicke und andererseits Blechstreifen 2' eingesetzt werden. Die einzelnen Blechstreifen 2, 2' werden wiederum flächig zu einem Mantelsegment 4 miteinander verschweißt. Die einzelnen Mantelsegmente 4 werden dann gemäß 3b zu dem hohlen Rohling 7 verschweißt, der bereits die typische stufenförmige Zylinderform für einen Hydraulikzylinder einer großen Pressenanlage erkennen lässt. Anschließend kann aus dem hohlen Rohling 7 gemäß 3b dann in einem weiteren Verfahrensschritt der hohle Körper 8 und folglich der Zylinder 8 hergestellt werden. In diesem Ausführungsbeispiel erfolgt die dargestellte Weiterverarbeitung in der Regel durch eine spanabhebende Bearbeitung. Alternativ oder ergänzend kann jedoch auch hier eine Warmumformung, z. B. eine Verschmiedung, zweckmäßig sein.
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Ferner besteht die Möglichkeit, im Rahmen der Erfindung gekrümmte Rohlinge 7 und daraus dann gekrümmte Hohlkörper und folglich Rohrbögen 8 herzustellen. Dazu wird auf eine vergleichende Betrachtung der 4a, 4b und 4c verwiesen. Zunächst wird in der beschriebenen Weise aus einer Vielzahl von Blechstreifen 2 und folglich einer Vielzahl von Mantelsegmenten 4 ein Rohling bzw. Rohlingabschnitt 7' hergestellt. Dazu kann zunächst ein Rohling 7 hergestellt werden, wie er z. B. in 1e dargestellt ist. Durch eine spanabhebende Bearbeitung an den Stirnflächen kann dann aus diesem in 1e dargestellten Rohling 7 der in 4a dargestellte Rohlingabschnitt 7' hergestellt werden. Mehrere solcher Rohlingabschnitte 7' können dann zu einem gekrümmten Rohling 7 zusammengesetzt werden. Dieses ergibt sich aus einer vergleichenden Betrachtung der 4a und 4b. Anschließend lässt sich der Rohling 7 gemäß 4b dann durch spanabhebende Bearbeitung und/oder Umformung weiterverarbeiten zu dem in 4c dargestellten Hohlkörper 8, welcher einen dickwandigen Rohrbogen mit großem Durchmesser bildet.
