DE19845837A1

DE19845837A1 - Verfahren zum Herstellen eines gegossenen kaltwalzfähigen Metallbandes, insbesondere als Vormaterial zur Münzherstellung

Info

Publication number: DE19845837A1
Application number: DE1998145837
Authority: DE
Inventors: Eberhard Fischer; Andrzej Hytros
Original assignee: Mannesmann AG; WALCOWNIE METALI DZIEDZICE CZE
Current assignee: SMS Siemag AG
Priority date: 1998-09-23
Filing date: 1998-09-23
Publication date: 2000-03-30
Also published as: EP1115521A1; AU1750599A; JP2002526266A; MXPA01002439A; PL188441B1; PL346833A1; WO2000016933A1

Abstract

Die Erfindung betrtifft ein Verfahren zum Herstellen eines gegossenen kaltwalzfähigen Metallbandes, insbesondere als Vormaterial zur Münzherstellung, auf einer einem Schmelzofen nachgeordneten horizontalen Stranggießanlage, wobei das mit ca. 145 mm/min kontinuierlich gegossene Metallband nach seiner Erstarrung zu einem Bund aufgewickelt wird. Dabei wird die aus einer Kupferlegierung mit Anteilen aus 4,5 bis 5,5% Aluminium, 4,25 bis 5,75% Zink und 0,6 bis 1,4% Zinn bestehende Schmelze desoxidierend bei 1150 DEG C bis 1155 DEG C in einer Graphitkokille vergossen, deren Graphitdichte 1,5 bis 2, vorzugsweise 1,83 kg/dm·3· beträgt, das Abziehen des Metallbandes erfolgt mit einem Ziehhub von 24 mm bis 28 mm, vorzugsweise 26 mm und unmittelbar anschließendem Rückstoß von 0,6 mm bis 1 mm, vorzugsweise 0,8 mm in Richtung Kokille, an den Rückstoß schließt sich eine Haltezeit des Metallbandes von 7 sec. bis 7,5 sec., vorzugsweise 7,2 sec., an und unmittelbar vor dem nächsten Ziehhub erfolgt ein zweiter langer und in der Kokille wirksamer Rückstoß von 1 mm bis 2,5 mm, vorzugsweise 1,9 mm.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines gegossenen kaltwalzfähigen Metallbandes, insbesondere als Vormaterial zur Münzherstellung, auf einer einem Schmelzofen nachgeordneten horizontalen Stranggießanlage, wobei sich die Abzugsbewegung des Metallbandes aus der Kokille aus einem Ziehhub, Haltezeiten und Rückstößen zusammensetzt und das mit ca. 145 mm/min kontinuierlich gegossene Metallband nach seiner Erstarrung zu einem Bund aufgewickelt wird (Firmenprospekt der Mannesmann Demag AG, Demag Technica, Veitshöchheim/Würzburg, "Münzfertigung").

Nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren werden Metallmasseln, Kathoden oder Metallschrott in einem Ofen, vorzugsweise in einem Tiegelofen geschmolzen. Das eingesetzte Material wird durch Zuschlag verschiedener Legierungselemente zu der jeweils gewünschten Chargen zusammengestellt, die nach Überführen der Schmelze in einen Warmhalteofen in einer ein- oder zweisträngigen kontinuierlichen Horizontal-Gießanlagen zu einem Metallband vergossen wird. Der Gießquerschnitt beträgt beispielsweise 200 × 15 mm. Die Warmhalteöfen sind in der Regel induktiv beheizt; aus ihnen wird direkt in die wassergekühlte Graphitkokille gegossen, wobei Gießgeschwindigkeiten von ca. 140-200 mm/min üblich sind. Die gegossenen Metallbänder werden von einer Abzugsmaschine erfaßt und in festgelegtem Takt abwechselnd gezogen und zurückgestoßen, wobei Haltezeiten eingehalten werden. Bekannt und üblich ist es, das Metallband mit einer Hublänge zwischen 12 und 19 mm abzuziehen und nach einer kurzen Haltezeit von 0,1 bis 0,5 s zurückzustoßen. Nach einer weiteren kurzen Haltezeit erfolgt ein weiterer Rückstoß von 0 bis 1 mm, bevor der nächste Ziehhub eingeleitet wird.

Das so hergestellte gegossene Metallband wird auf einer Walzanlage in mehreren Vor- und Fertigwalzstichen bearbeitet, wobei das Metallband als Walzbund im ungeglühten Zustand von der Gießmaschine zugeleitet wird. Eine Aufbiegeeinheit mit Richtmaschine fädelt den Bandanfang in den Walzspalt des ersten Gerüstes ein; Vor- und Fertigwalzung erfolgt gewöhnlich im Reversierbetrieb. Zwischen Vor- und Fertigwalzstichen sind Glüh- und Rekristallisationsschritte geschaltet, wobei Haubenglühöfen zum Einsatz kommen.

Nach dem Fertigwalzen werden die ausgewalzten Metallbänder Stanzeinrichtungen zugeleitet, in denen Münzplättchen in den gewünschten Münzabmessungen ausgestanzt werden, die später geprägt werden.

Bei der Herstellung von Münzen sind unterschiedliche Münzenwerkstoffe gefragt. Einer der bekannten Münzenwerkstoffe, der insbesondere in den nordeuropäischen Ländern Verwendung findet, hat ein goldähnliches Aussehen und besteht aus einer Kupferlegierung mit Anteilen aus Aluminium, Zink und Zinn. Wegen seines Aussehens und seiner Verbreitung ist dieser Werkstoff bzw. diese Kupferlegierung unter dem Namen Nordic Gold bekannt und wird bisher aus Blöcken mit einer Dicke von 100-300 mm zunächst in einem Warmwalzwerk ausgewalzt.

Während andere bekannte Münzwerkstoffe in der eingangs beschriebenen Weise aus vorgegossenen Metallbändern problemlos hergestellt werden können, erschien der als Nordic Gold bekannte Werkstoff bisher nicht geeignet, in einem kontinuierlichen Gießverfahren als direkt kaltwalzfähiges Metallband ohne vorheriges Warmwalzen hergestellt werden zu können. Die Legierungsbestandteile dieser Kupferlegierung und ihre Mengenanteile führten dazu, daß der Werkstoff, insbesondere beim Kaltwalzen, aufriß und deshalb nur im walzwarmen Zustand gewalzt werden konnte. Ein Kaltwalzen des Metallbandes war erst nach einer Vielzahl von Warmwalzstichen möglich, die die Herstellung des Verfahrens aufwendig und teuer macht.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist die qualitativ einwandfreie und kostengünstiger Herstellung eines kaltwalzfähigen Metallbandes aus einer Kupferlegierung mit Anteilen aus Aluminium, Zink und Zinn, beispielsweise als Halbzeug für die Münzherstellung, auf einer bekannten Horizontalgießanlage.

Dieses Ziel wird durch die erfindungsgemäße Kombination teilweise bekannter Verfahrensschritte erreicht, die die Herstellung der geforderten Kupferiegierungen auf solchen Anlagen ermöglicht, die bisher nicht für die Verarbeitung dieser Werkstoffe geeignet erschienen:

- die aus einer Kupferlegierung mit Anteilen aus 4,5 bis 5,5% Aluminium, 4,25 bis 5,75% Zink und 0,6 bis 1,4% Zinn bestehende Schmelze wird desoxidierend bei 1150°C bis 1155°C in einer Graphitkokille vergossen, deren Graphitdichte 1,5 bis 2, vorzugsweise 1,83 kg/dm³beträgt,
- das Abziehen des Metallbandes erfolgt mit einem Ziehhub von 24 mm bis 28 mm, vorzugsweise 26 mm und unmittelbar anschließendem Rückstoß von 0,6 mm bis 1 mm, vorzugsweise 0,8 mm in Richtung Kokille,
- an den Rückstoß schließt sich eine Haltezeit des Metallbandes von 7 sec. bis 7,5 sec., vorzugsweise 7,2 sec. an,
- unmittelbar vor dem nächsten Ziehhub erfolgt ein zweiter langer und in der Kokille wirksamer Rückstoß von 1 mm bis 2,5 mm, vorzugsweise 1,9 mm.

Die Schmelze sollte günstigerweise ohne schädliche Turbulenzen und bei gleichmäßiger Temperatur zum Warmhalteofen überführt werden und vor allem mit exakt eingehaltener Gießtemperatur vergossen werden. Das vorgeschlagene Verfahren läßt sich weiter optimieren, indem beispielsweise bereits die Schmelze mit einem desoxidierenden Gießpulver (z. B. mit Papad 331 MBN) abgedeckt wird.

Besonderer Bedeutung kommt der Kokillenqualität zu, deren Graphit eine Dichte von vorzugsweise 1,83 kg/dm³ haben sollte. Die Graphitplatte ist üblicherweise mit den Kühlplatten der Kokille in optimierter Schraubenanordnung verschraubt.

Bei ungewöhnlich großer Hublänge von vorzugsweise 26 mm erfolgt nicht, wie beim Stand der Technik, zunächst eine Haltezeit, sondern der Rückstoß wird erfindungsgemäß unmittelbar nach dem Ziehen eingeleitet, gefolgt von einer längeren Haltezeit von vorzugsweise 7,2 s. Es hat sich gezeigt, daß bei dieser Verfahrensweise die Neigung des Metallbandes zum Reißen im nachfolgenden Verfahren deutlich vermindert wird. Eine weitere deutliche Verbesserung des Verfahrens und damit einen wesentlichen Beitrag, diesen schwierigen Werkstoff nach dem bekannten Verfahren herstellen zu können, liefert der zweite Rückstoß, der unmittelbar vor dem nächsten Ziehhub erfolgt. Dieser Rückstoß ist deutlich länger als bei dem bekannten Verfahren und wirkt dadurch, daß er etwa 1,9 mm beträgt, bis in die Kokille.

Bei Einhaltung der im Patentanspruch aufgezeigten Parameter zur Herstellung einer Werkstofflegierung mit den im Anspruch angegebenen Legierungsbestandteilen läßt sich dieser Werkstoff, wie andere Münzwerkstoffe, als kaltwalzfähiges Metallband herstellen, ohne daß es zu Rißbildungen im Metallband kommt. Auf diese Weise wird es möglich, daß bisher aufwendig durch Warmwalzen zu verarbeitende Material in einem wesentlich wirtschaftlicheren und damit preisgünstigeren Prozeß herzustellen, ohne daß die Qualität des Fertigproduktes darunter leidet. Teure Warmwalzprozesse werden durch Gießen eines kaltwalzfähigen Bandes umgangen. Die Kokillenstandzeiten erhöhen sich bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Eine weitere Anpassung der Glüh- und Walzvorgänge an die Legierung ist sinnvoll.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines gegossenen kaltwalzfähigen Metallbandes, insbesondere als Vormaterial zur Münzherstellung, auf einer einem Schmelzofen nachgeordneten horizontalen Stranggießanlage, wobei sich die Abzugsbewegung des Metallbandes aus der Kokille aus einem Ziehhub, Haltezeiten und Rückstößen zusammensetzt und das mit ca. 145 mm/min kontinuierlich gegossene Metallband nach seiner Erstarrung zu einem Bund aufgewickelt wird, gekennzeichnet durch die Kombination der nachfolgenden, teilweise bekannten Merkmale,
- - die aus einer Kupferlegierung mit Anteilen aus 4,5 bis 5,5% Aluminium, 4,25 bis 5,75% Zink und 0,6 bis 1,4% Zinn bestehende Schmelze wird desoxidierend bei 1150°C bis 1155°C in einer Graphitkokille vergossen, deren Graphit dichte 1,5 bis 2, vorzugsweise 1,83 kg/dm³ beträgt,
- - das Abziehen des Metallbandes erfolgt mit einem Ziehhub von 24 mm bis 28 mm, vorzugsweise 26 mm und unmittelbar anschließendem Rückstoß von 0,6 mm bis 1 mm, vorzugsweise 0,8 mm in Richtung Kokille,
- - an den Rückstoß schließt sich eine Haltezeit des Metallbandes von 7 sec. bis 7,5 sec., vorzugsweise 7,2 sec. an,
- - unmittelbar vor dem nächsten Ziehhub erfolgt ein zweiter langer und in der Kokille wirksamer Rückstoß von 1 mm bis 2,5 mm, vorzugsweise 1,9 mm.