DE19919777A1 - Verfahren zum Herstellen von Breitseitenplatten für Durchlaufkokillen - Google Patents
Verfahren zum Herstellen von Breitseitenplatten für DurchlaufkokillenInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Seitenplatten für Durchlaufkokillen insbesondere mit einem zu den Seiten und nach unten zu auslaufenden ausgebildeten Erweiterungsbereich, wobei als Ausgangsmaterial gegossene und zeilengefräste Platten aus Kupferlegierung verwendet werden. Die Platten werden nach dem Fräsen zur Einebnung von Fräsrillen und Erzielung einer äußerst glatten und verschleißresistenten Oberfläche ihrer Arbeitsseite unter Verwendung einer druckbeaufschlagbaren Glattwalzvorrichtung glattgewalzt und im Bereich der oberen Gefügeschichten verdichtet.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Breitseitenplatten für
Durchlaufkokillen, wobei als Ausgangsmaterial Platten aus Kupferlegierungen
verwendet werden.
Zum Stranggießen von Brammen werden aus zwei Breitseitenwänden und zwei
Schmalseitenwänden bestehende Durchlaufkokillen verwendet. Insbesondere zum
Gießen von Dünnbrammen und Stahlbändern sind Durchlaufkokillen im Einsatz,
deren Breitseitenwände zumindest über einen Teil ihrer Breite und Höhe einen
Erweiterungsbereich in Form eines Eingußtrichters bilden.
Es ist bekannt, die Form der Breitseitenplatten der Kokille durch spanende Bear
beitung herzustellen. Dabei wird die Arbeitsseite der Seitenplatten bspw. auf einer
Portalfräsmaschine im Zeilenfräsverfahren vorgearbeitet. Die Güte der Oberfläche
resultiert aus dem gewählten Zeilenabstand und Fräsvorschub. Die entstandene
Oberflächenstruktur macht eine anschließende, außerordentlich aufwendige
Überarbeitung der Plattenfläche bspw. durch Nachschleifen erforderlich.
Im Gegensatz zu einer vorgedrehten Oberfläche, bei der die Profilspitzen in nur
einer Richtung ausgebildet sind, treten bei einer im Zeilenfräsverfahren herge
stellten Fläche Vertiefungen sowohl in Richtung des Zeilenvorschubs als auch in
Richtung des Fräsvorschubs auf.
Wesentliche Forderungen an Stahlstrang-Gießkokillen sind gute Wärmeleitfähig
keit, Verschleißfestigkeit und Formstabilität. Bekannt sind Stranggießkokillen mit
formgebenden Wänden aus Reinkupfer, legiertem Kupfer und aus mit Chrom und
Nickel beschichtetem Kupfer.
Durch die EP-A-0 383 934 sind Stahlstranggießkokillen bekannt, deren aus Kupfer
oder Kupferlegierung bestehende Wände an der Arbeitsseite mit einer Beschich
tung aus Nickellegierung versehen sind. Zum Abflachen der Härtegradunterschie
de zwischen der Kupferwand und der sehr harten Nickellegierungsschicht sowie
zur Verbesserung der Bindung ist zwischen der Kupferwand und Nickellegie
rungsschicht eine Schicht aus Nickel angeordnet.
Bei den in neuerer Zeit entwickelten Stranggießanlagen zum Gießen von Stahl
bändern unterliegen die dabei eingesetzten Kokillen aufgrund höherer Gießge
schwindigkeit und komplexer Gestalt des Formraumes erheblich höheren Bean
spruchungen durch Verschleiß, Spannungsverzug und Rißbildung.
Die EP 0 492 264 A1 beschreibt eine Stahlstranggießkokille, deren Wände aus
einem mit Kühlkanälen versehenen Grundkörper aus legiertem Kupfer und einer
auf diesem befindlichen Arbeitsbeschichtung bestehen. Die Erfindung besteht
darin, daß bei einer Kokille zum Stranggießen von Dünnbrammen deren Breitsei
tenwände einen erweiterten Eingießbereich formen, und die Grundkörper mit einer
Reinkupferschicht von mindestens 0,2 mm Dicke versehen sind. In weiterer Aus
gestaltung ist vorgesehen, daß die Arbeitsbeschichtung eine Reinkupferschicht
von 1 bis 8 mm Dicke ist, oder daß eine Reinkupferschicht von 0,2 bis 0,4 mm
Dicke eine Unterlage für eine Arbeitsbeschichtung bildet, die im wesentlichen aus
Nickel oder Chrom oder Molybdän bzw. auch aus Metallkeramik bestehen kann.
Die DE 42 33 522 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer Breitseiten
wand für eine Dünnbrammengießanlage, die einen von der Oberkante ausgehen
den, zu den Seiten und nach unten auslaufenden Erweiterungsbereich aufweist
und dadurch gekennzeichnet ist, daß die im wesentlichen aus Kupfer bestehende,
5 bis 50 mm dicke Breitseitenwand durch Zugumformen/Zugdruckumformen mit
einem Erweiterungsbereich versehen sind.
Durch die DE-AS 25 33 528 ist ein Verfahren zur Herstellung von Kokillenwänden
mit konvexer oder konkaver Gestaltung bekannt, wobei eine Kokillenwand durch
die Detonationskraft eines Sprengstoffs auf einer Matrize verformt wird. Ein derar
tiges Verfahren ist jedoch vorrichtungsmäßig aufwendig und auf große Plattenab
messungen nur schwer oder nicht anwendbar.
Die DE 42 33 739 beschreibt eine Vorrichtung zum Herstellen einer Breitseiten
wand für eine Dünnbrammengießanlage, die einen von der Oberkante ausgehen
den, zu den Seiten und nach unten auslaufenden Erweiterungsbereich aufweist
und dadurch gekennzeichnet ist, daß die Matrizenplatte eine Formfläche zur Auf
nahme einer Kokillenbreitseitenwand aufweist, deren Arbeitsseite eine aus mehre
ren einzeln einstellbaren Teilflächen gebildete Druckfläche zugeordnet ist.
In der Druckplatte ist eine Mehrzahl von Druckschrauben eingeschraubt, an denen
Fußteller beweglich angebracht sind, deren Flächen gemeinsam die Druckfläche
bilden.
Zur Vermeidung von Oberflächenbeschädigungen sind bei einer speziellen Aus
führung die aus mehreren einstellbaren Teilflächen gebildeten Druckflächen der
Fußteller mit einer gleitfähigen und elastischen Beschichtung versehen.
Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, ein Verfahren zur form- und/oder oberflächengenauen Herstellung von
Kokillen-Breitseitenwänden für Dünnbrammen- bzw. Stahlbandgießkokillen mit
beliebiger Gestaltung anzugeben, welches bei einem vergleichsweise geringen
Herstellungs- und Vorrichtungsaufwand eine äußerst glatte, extrem geringe Rauh
tiefen und hohe Festigkeitswerte aufweisende Oberflächenbeschaffenheit ergibt
und infolgedessen eine verbesserte Verschleißresistenz und Standzeit sowie ge
ringere Reibungswerte relativ zu einer sich bildenden Strangschale besitzt.
Zur Lösung der Aufgabe wird bei einem Verfahren der im Oberbegriff von An
spruch 1 angegebenen Art mit der Erfindung vorgeschlagen, daß die Platten nach
der spanenden Bearbeitung zur Einebnung von Profil- und Rauhigkeitsspitzen und
zur Erzielung einer äußerst glatten und/oder verschleißresistenten Oberfläche ih
rer Arbeitsseite unter Verwendung einer Glattwalzvorrichtung glattgewalzt und im
Bereich der oberen Gefügeschichten verfestigt werden.
Durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Glättverfahren mittels Glattwalzen
wird eine infolge Verdichtung äußerst glatte und verschleißresistente Oberfläche
geschaffen, wobei der bisher übliche und sehr kostenaufwendige zusätzliche Ar
beitsgang durch Nachschleifen entfallen kann. Gleichzeitig wird dadurch erreicht,
daß infolge der Verdichtung der erfindungsgemäß hergestellten Oberfläche eine
Standzeit-Erhöhung der Kokille im Gießprozeß erreicht wird. Es konnte nachge
wiesen werden, daß beim Glattwalzen der Breitseitenplatte aus Kupfer eine Verfe
stigung der Oberfläche auftritt. Diese beträgt bis zu 60% des Grundmaterials.
Durch entsprechende Auswahl der Festwalzparameter kann in beliebigen Berei
chen der Breitseitenwände eine genau definierte Verfestigung der Oberflächen
schicht eingestellt werden. Bei der Messung von Mittenrauhwerten wurde weiter
hin ermittelt, daß diese durchschnittlich im Bereich von 0,8 µm liegen.
Eine Ausgestaltung des Verfahrens nach der Erfindung sieht vor, daß der Erweite
rungsbereich zugleich mit der spanenden Bearbeitung der Plattenoberfläche
bspw. durch Fräsen ausgearbeitet, und das Glattwalzen nach dessen Fertigstel
lung einschließlich des Erweiterungsbereichs vorgenommen wird.
Eine alternative Ausgestaltung des Verfahrens sieht mit Vorteil vor, daß die Breit
seitenplatten nach der spanenden Bearbeitung in ebener Position mittels einer
Glattwalzvorrichtung geglättet und verfestigt werden und im Anschluß daran die
Platten durch spanloses Zugumformen/Zugdruckumformen einschließlich eines
Erweiterungsbereichs in die endgültige Form und Oberflächenbeschaffenheit bzw.
Güte gebracht werden.
Damit wird der Arbeitsaufwand beim Fräsen wesentlich reduziert und der Glättvor
gang in ebener Position der Seitenplatten signifikant erleichtert, weil ein Nachfüh
ren des Glättwerkzeuges in der gekrümmten Fläche des Erweiterungsbereiches
vermieden wird.
Dabei kann erfindungsgemäß so vorgegangen werden, daß das Umformen der
Seitenplatten unter Berücksichtigung des Einflusses einer Rückfederung sowie
unter sorgfältiger Vermeidung von Beschädigungen der geglätteten und verdich
teten Oberfläche durchgeführt wird.
Weiterhin ist mit dem Verfahren nach der Erfindung vorgesehen, daß die Ein
drucktiefe der Glattwalze bzw. einer zum Glattwalzen vorgesehenen Vorrichtung
nach Maßgabe der beim Fräsen entstehenden Rauhigkeitswertes der Fräsrillen so
eingestellt wird, daß ein anschließendes Glattschleifen oder eine manuelle Nach
bearbeitung entfallen kann.
Dabei kann die Eindrucktiefe der Glattwalze bzw. einer zum Glattwalzen verwen
deten Vorrichtung so eingestellt werden, daß das Wellenprofil z. B. der vorgefrä
sten Oberfläche tolerierbar reduziert oder ganz beseitigt wird.
Eine Ausgestaltung sieht weiter vor, daß das Glatt- bzw. Festwalzen der durch
spanende Bearbeitung hergestellten ebenen Flächen sowie des Erweiterungsbe
reiches Erweiterungsbereichs zeilenweise in Durchlaufrichtung vorgenommen und
dabei die Glattwalzvorrichtung Zeile für Zeile der Form der Breitseitenplatte mittels
elektronischer Steuerung oder mechanischer Abtastung nachgeführt wird.
Bei der Verfahrensvariante nach Anspruch 3, wobei die Breitseitenplatten nach
dem Planfräsen in ebener Position mittels einer Glättwalze geglättet werden, kann
der Glättvorgang einer eben vorgefrästen Seitenplatte in einem Walzgerüst mit
Arbeitswalzen von höchster Oberflächenqualität und -güte durchgeführt werden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Versuchen weiter erläutert:
Bei einer durch Zeilenfräsen erzeugten Oberfläche weist das Profil "Berge" und
"Täler" in zwei Ebenen auf. Maßgeblich bestimmt wird das gefräste Oberflächen
profil durch den Fräsvorschub und den Zeilenvorschub. Im Gegensatz zur Dreh
bearbeitung, wo die Vorschubwerte im Zehntelbereich liegen, sind die Profilab
stände beim Zeilenfräsen im Millimeterbereich.
Ziel des Versuchs ist es festzustellen, ob eine durch Zeilenfräsen erzeugte Ober
fläche für das Glatt- bzw. Festwalzen geeignet ist. Hierzu sind folgende Aspekte
zu beobachten.
- - Erreichen der geforderten geringen Rauhigkeitswerte, so daß die manuelle Nachbearbeitung entfallen kann,
- - unter gleichzeitiger Berücksichtigung, daß das Wellenprofil der vor gefrästen Oberfläche tolerierbar reduziert oder ganz beseitigt wird,
- - Höhe und Einflußparameter der Kaltverfestigung von Kupfer.
Um den Einfluß des Zeilenvorschubs der Fräsvorbearbeitung beim anschließen
den Glattwalzen festzustellen, wurden für vier Segmentabschnitte verschiedene
Zeilenvorschübe gewählt. Die Fräsbearbeitung wurde mit einem Messerkopf (∅
319 mm) bei einem Vorschub von 4500 mm/min durchgeführt.
Für die einzelnen Teilsegmente wurden jeweils vier Teilprogramme erstellt, die
eine Veränderung des Zeilenvorschubs beim Glattwalzen ermöglichten. Analog
zur Fräsbearbeitung erfolgte auch das Glattwalzen im Pendelverfahren, das heißt,
daß jeder Längsbewegung ein Zeilenvorschub zuvorgeht.
Die Vorschubgeschwindigkeit für das Glattwalzen betrug 9500 mm/min. Höhere
Vorschubgeschwindigkeiten sind verfahrenstechnisch möglich. Das eingesetzte
Glattwalzelement war eine Hartstoffkugel mit einem Durchmesser von 25 mm.
Das hydrostatische Glattwalzwerkzeug verfügt über ein Nachführsystem mit einem
Hub von ca. 8,5 mm. Dies ermöglichte das Glattwalzen über die Werkstückkante
hinaus, da beim Wiederanfahren an die Kante das Nachführungssystem die ge
wählte "Vorspannung" von 0,5 mm wieder ausgleicht.
Die Hauptparameter, die das Glattwalzen beeinflussen, sind Kugeldurchmesser,
Walzkraft und Zeilenvorschub. Die Walzkraft wird direkt vom Druck bestimmt, mit
dem das Glattwalzwerkzeug von einer separaten externen Hochdruckpumpe be
aufschlagt wird. Beginnend mit einem Druck von 10 bar, wurde der Druck über 40
bar auf 60 bar erhöht. Bei dieser Einstellung konnte eine deutliche Glättung der
Oberfläche erkannt und gefühlt werden. Die Eindrückung der Planfläche durch das
Glattwalzen betrug ca. 0,01 mm.
Die Messungen der Versuchsergebnisse sind in die Teilbereiche Oberflächenfe
stigkeit, Mittenrauhwerte und Oberflächenprofil gegliedert.
Die Veränderungen der Oberflächenfestigkeiten können der Tabelle 1 entnommen
werden. Das eingesetzte Meßmittel war ein mobiles Härteprüfgerät, welches nach
dem Rückprallprinzip arbeitet. Die Streuung der Meßergebnisse war relativ groß,
so daß die angegebenen Härtezunahmen den Trend wiedergeben.
Die ermittelten Rauhigkeitswerte sind der Tabelle 2 zu entnehmen. Das zur Mes
sung eingesetzte Gerät war ein portables Perthometer. Bei den Messungen wurde
unterschieden zwischen Messungen, die quer zur Gießrichtung liegen und Mes
sungen, die längs der Gießrichtung liegen. Die Meßstellen für die Quermessungen
wurden in Abständen von ca. 20, 400 und 700 mm von der Werkstückoberkante
durchgeführt.
Um beurteilen zu können, wie stark das Glattwalzelement der Kontur der Vorbear
beitung nachläuft, wurde das Oberflächenprofil des Gießtrichters vor und nach
dem Glattwalzen aufgezeichnet.
Wichtigste Einflußgröße für die Welligkeit ist die Größe des Zeilenvorschubs beim
Fräsen bzw. der Fräserdurchmesser gemäß Darstellung in Fig. 1. Diese zeigt die
theoretischen Rauhtiefen bzw. Profilwelligkeit in Abhängigkeit vom Zeilenvorschub
beim Fräsen.
Die Messungen der Welligkeit beziehen sich auf Messungen quer zur Gießrich
tung und sind der Tabelle 3 zu entnehmen.
Die Betrachtung aller Teilergebnisse zeigt, daß eine durch Zeilenfräsen erzeugte
Oberfläche für das Glattwalzen geeignet ist.
Es konnte nachgewiesen werden, daß auch beim Glattwalzen von Kupfer eine
Verfestigung der Oberfläche auftritt. Mit den für die Versuchsreihe gewählten Pa
rametern konnte eine Verfestigung der Oberfläche von bis zu 20% gemessen
werden. In weitergehenden Untersuchungen wurde festgestellt, wie tief in der
Randschicht diese Verfestigungen noch wirksam sind.
In Hinsicht auf den Mittenrauhwert Ra von 0,8 µm wurden die Forderungen weit
gehend erfüllt. Lediglich bei den größten Zeilenvorschüben beim Glattwalzen lie
gen die Mittenrauhwerte (quer zur Gießrichtung) oberhalb von 0,8 µm. Dieses Er
gebnis deckt sich mit den theoretischen Rauhtiefen (siehe Fig. 1) und zeigt, daß
die Mittenrauhwerte nach dem Glattwalzen weniger durch die Vorbearbeitung be
stimmt werden, als durch den Zeilenvorschub beim Glattwalzen. Bei der Messung
der Mittenrauhwerte längs der Gießrichtung konnte der geforderte Mittenrauhwert
von 0,8 µm sogar deutlich unterschritten werden.
Zu beachten ist, daß die Werte der Vorbearbeitung je nach Meßrichtung starke
Unterschiede aufweisen können. So erkennt man, daß die Mittenrauhwerte in
Gießrichtung (3,26-5,07 µm) wesentlich höher sind als quer zur Gießrichtung
(0,78-1,04 µm).
Dies ist damit zu erklären, daß eine Längsmessung rechtwinklig zur Hauptbear
beitungsrichtung (= Umfangsbewegung des Fräsers) liegt, wo erwartungsgemäß
die größten Mittenrauhwerte gemessen werden. Angesichts der sehr geringen
Mittenrauhwerte nach dem Glattwalzen, läßt sich jedoch vermuten, daß dieses
Oberflächenprofil ideal zum Glattwalzen geeignet ist, da hier "Berge" und "Täler"
für das plastische Fließen des Materials optimal zueinander ausgeprägt zu sein
scheinen.
Bei den Quermessungen hingegen liegen die Bearbeitungsriefen in Meßrichtung
und wirken sich daher nicht so stark auf den Ra-Wert aus. Entscheidende Einfluß
größe in Querrichtung ist das Oberflächenprofil, d. h. die Welligkeit durch das Zei
lenfräsen, die aber durch den Cut-Off des Meßgerätes aus der Rauhigkeitsmes
sung herausgefiltert wird.
Ähnlich großen Einfluß auf die Mittenrauhwerte wie der Zeilenvorschub hat der
Walzdruck. Ist dieser zu gering gewählt, so werden die geforderten Mittenrauh
werte nicht erreicht. Besonders deutlich ist dies am Beispiel der Längsmessungen
zu erkennen.
Bei der Untersuchung der Profilwelligkeit vor und nach dem Glattwalzen zeigen
sich insbesondere im 1. Segment mit dem kleinsten Zeilenfräsvorschub (2 mm)
hervorragende Ergebnisse. Hier konnte die aus der Vorbearbeitung resultierende
Welligkeit von 14,0 µm auf Werte zwischen 3,0-6,0 µm reduziert werden. Im 2.
Segment (Zeilenfräsvorschub 3 mm) konnte die Ausgangswelligkeit (19,0 µm) im
merhin noch messbar reduziert werden (13,0-14,0 µm).
In einem weiteren Versuch sollte untersucht werden, ob eine Optimierung des
Fertigungsprozesses hinsichtlich einer zu erzielenden Kaltverfestigung bzw. mit
welchem Ergebnis zu erreichen ist.
Als Werkstück für den Versuch diente ein abgetrennter Streifen von ca. 270 mm
Breite der Kupferplatte des 1. Versuchs.
Ausgangsoberfläche war eine plangefräste Fläche. Die Vorschubgeschwindigkeit
für das Festwalzen betrug 10 m/min. der Zeilenvorschub 0,3 mm. Der Verfahrweg
des Festwalzwerkzeugs war so gewählt, daß die Hartstoffkugel ca. 5 mm über
beide Werkstückkanten hinwegfuhr.
Beginnend mit einem Walzdruck von 100 bar wurde der Walzdruck in Schritten
von 50 bar auf den Maximalwert von 400 bar gesteigert. Aus Zeitgründen wurde
für jeden Versuchsabschnitt die Streifenbreite auf ca. 25 mm beschränkt.
Die Bestimmung der Härte erfolgte nach Vickers, die aufgebrachte Prüflast betrug
200 g.
Neben der Messung der Oberflächenhärte unmittelbar auf der festgewalzten
Oberfläche, fanden zusätzliche Messungen auf einer sogenannten Härtespur statt.
Diese Messungen geben den Verlauf der Härte in das Grundmaterial der Proben
wieder. Ausgehend von einem Messeindruck im Abstand von ~ 0,06 mm von der
Oberfläche, werden fortlaufend weitere Messeindrücke zur Probenmitte hin getä
tigt, bis kein Härteabfall mehr messbar ist (siehe Fig. 2).
Die genauen Härtewerte und die entsprechenden arithmetischen Mittenrauhwerte
der jeweiligen Proben sind der Tabelle 4 zu entnehmen.
Gegenstand: Kupferplatte - Oberfläche gewalzt
Werkstoff: CuAg
Abmessung: < 22 mm
Meßstellen: 1 bis 7
Prüfauftrag: Mikrohärteprüfung auf der gewalzten Oberfläche und am Querschnitt (Härtespur).
Werkstoff: CuAg
Abmessung: < 22 mm
Meßstellen: 1 bis 7
Prüfauftrag: Mikrohärteprüfung auf der gewalzten Oberfläche und am Querschnitt (Härtespur).
Die Mikrohärteprüfung wurde mit einer Last von 200 g durchgeführt. Die Härte
prüfung erfolgte jeweils auf der Oberfläche und am Querschliff, ausgehend ca.
0,04 mm vom Rand der gewalzten Oberfläche im Abstand von je 0,06 mm. Der
neunte Meßpunkt je Meßreihe befindet sich in etwa 1 mm Tiefe. Der letzte Meß
punkt lag jeweils im Kernbereich der Kupferplatte.
Die Versuchsreihe zum Fest- bzw. Glattwalzen von Kupferplatten zeigt, daß durch
das Festwalzen der Kupferoberfläche eine Zunahme der Oberflächenhärte zu er
zielen ist.
Im Vergleich zu der gefrästen Oberfläche nimmt die Härte, direkt auf der gewalz
ten Oberfläche gemessen, bereits ab einem Walzdruck von 100 bar deutlich zu.
Bei einer gemittelten Kernhärte von 88 HV und einer gemittelten Oberflächenhärte
von 140 HV entspricht dies einer Zunahme von ca. 60%.
Die Dicke der Härteschicht beträgt bereits ab einem Walzdruck von 150 bar ca.
0,4 mm. Mit weiter zunehmenden Walzdruck steigt auch die Härteschicht (Probe
Nr. 7 weist noch in einer Tiefe von 1,00 mm eine 20% höhere Härte als das
Grundmaterial auf).
Im Endergebnis zeigt sich, daß durch das Festwalzen der Oberfläche keine Ab
plattung und schichtweise Überlagerung der Körner entsteht, wie es von anderen
kaltverfestigenden Verfahren bekannt ist.
Zu beachten ist, daß mit zu hohem Walzdruck wieder eine Zunahme der Mitten
rauhwerte erfolgt. Bei einer geforderten Oberfläche der Kupferkokillen von Ra =
0,8 liegt das Optimum von Oberlächenbeschaffenheit und Randschichtaufhärtung
bei einem Walzdruck von 250 bar.
Claims (14)
1. Verfahren zum Herstellen von Breitseitenplatten für Durchlaufkokillen, wobei
als Ausgangsmaterial Platten aus Kupferlegierungen verwendet werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Platten nach der spanenden Bearbeitung zur Einebnung von Profil-
und Rauhigkeitsspitzen und zur Erzielung einer äußerst glatten und/oder ver
schleißresistenten Oberfläche ihrer Arbeitsseite unter Verwendung einer Glatt
walzvorrichtung glattgewalzt und im Bereich der oberen Gefügeschichten ver
festigt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Erweiterungsbereich einer Breitseitenplatte zugleich mit der spanen
den Bearbeitung der Plattenoberfläche bspw. durch Fräsen ausgearbeitet, und
das Glattwalzen nach dessen Fertigstellung einschließlich des Erweiterungsbe
reiches vorgenommen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Breitseitenplatten nach der spanenden Bearbeitung in ebener Position
mittels einer Glattwalzvorrichtung geglättet und verfestigt werden und im An
schluß daran die Platten durch spanloses Zugumformen/Zugdruckumformen
einschließlich eines Erweiterungsbereiches in die endgültige Form und Ober
flächenbeschaffenheit bzw. Güte gebracht werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Umformen der Breitseitenplatten unter Berücksichtigung des Einflus
ses einer Rückfederung sowie unter sorgfältiger Vermeidung von Beschädi
gungen der geglätteten und verfestigten Oberfläche durchgeführt wird.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Eindrucktiefe der Glattwalze bzw. einer zum Glattwalzen vorgesehe
nen Vorrichtung nach Maßgabe der bei der spanenden Bearbeitung bspw.
beim Fräsen entstehenden Rauhigkeitswerte der Fräsrillen so eingestellt wird,
daß ein anschließendes Glattschleifen oder eine manuelle Nachbearbeitung
entfallen kann.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Eindrucktiefe der Glattwalze bzw. einer zum Glattwalzen verwendeten
Vorrichtung so eingestellt wird, daß das Wellenprofil der z. B. vorgefrästen
Oberfläche tolerierbar reduziert oder ganz beseitigt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Glatt- bzw. Festwalzen der durch spanende Bearbeitung hergestellten
ebenen Flächen sowie des Erweiterungsbereiches zeilenweise in Durchlauf
richtung oder orthogonal zur Durchlaufrichtung vorgenommen und dabei die
Glattwalzvorrichtung Zeile für Zeile der Form der Breitseitenplatte mittels elek
tronischer Steuerung oder mechanischer Abtastung nachgeführt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Glätten von gekrümmt vorgefrästen Flächenbereichen einer Seiten
platte unter Verwendung einer hochglanzgeschliffenen Stahlkugel durch Rollie
ren vorgenommen wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Glätten unter Verwendung einer Hartstoffkugel mit einem Durchmes
ser von 15 bis 30 mm, vorzugsweise 25 mm vorgenommen wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Glattwalzen im Pendelverfahren erfolgt, wonach jeder Längsbewe
gung ein Zeilenvorschub zuvorgeht.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Glätten einer spanend bearbeiteten Breitseitenplatte in einem Walzge
rüst mit Arbeitswalzen von höchster Oberflächenqualität und -güte durchge
führt wird.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Erzielung einer optimierten Oberflächen-Rauhigkeit und Randschicht
aufhärtung der Kokillenplatte von Ra = 0,65 bis Ra = 0,85 vorzugsweise von Ra
= 0,8 mit einem Walzdruck von 200 bis 300 bar, vorzugsweise mit 250 bar ge
arbeitet wird.
13. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Verfestigung der Oberflächenschicht durch andere Verfahren bspw.
durch Kugelstrahlen erfolgt.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Verfestigung der Oberflächenschicht örtlich gezielt eingestellt werden
kann.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110170625A (zh) * | 2019-07-04 | 2019-08-27 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | 一种板坯波浪形铜板结构 |
EP1855824B1 (de) * | 2005-03-10 | 2021-02-17 | SMS group GmbH | Verfahren zum herstellen einer stranggiesskokille und stranggiesskokille |
CN113705006A (zh) * | 2021-08-30 | 2021-11-26 | 日照钢铁控股集团有限公司 | 一种薄板坯连铸机窄面铜板磨损预测的方法 |
CN115156844A (zh) * | 2022-06-08 | 2022-10-11 | 上海航天设备制造总厂有限公司 | 一种运载火箭燃料贮箱整体成型箱底加工方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ZA754574B (en) * | 1974-07-29 | 1976-06-30 | Concast Inc | A method of forming the walls of continuous casting and chill |
JPH0459064B2 (de) * | 1988-07-22 | 1992-09-21 | ||
DE4041830A1 (de) * | 1990-12-24 | 1992-06-25 | Schloemann Siemag Ag | Stahlstranggiesskokille |
DE4233522A1 (de) * | 1992-04-04 | 1993-10-07 | Schloemann Siemag Ag | Verfahren zur Herstellung einer Kokillenbreitseitenwand für eine Dünnbrammengießanlage |
DE4233739A1 (de) * | 1992-10-07 | 1994-04-14 | Schloemann Siemag Ag | Vorrichtung zur Herstellung einer Kokillenbreitseitenwand für eine Dünnbrammengießanlage |
-
1999
- 1999-04-30 DE DE19919777A patent/DE19919777C2/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1855824B1 (de) * | 2005-03-10 | 2021-02-17 | SMS group GmbH | Verfahren zum herstellen einer stranggiesskokille und stranggiesskokille |
CN110170625A (zh) * | 2019-07-04 | 2019-08-27 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | 一种板坯波浪形铜板结构 |
CN110170625B (zh) * | 2019-07-04 | 2024-03-19 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | 一种板坯波浪形铜板结构 |
CN113705006A (zh) * | 2021-08-30 | 2021-11-26 | 日照钢铁控股集团有限公司 | 一种薄板坯连铸机窄面铜板磨损预测的方法 |
CN113705006B (zh) * | 2021-08-30 | 2024-01-30 | 日照钢铁控股集团有限公司 | 一种薄板坯连铸机窄面铜板磨损预测的方法 |
CN115156844A (zh) * | 2022-06-08 | 2022-10-11 | 上海航天设备制造总厂有限公司 | 一种运载火箭燃料贮箱整体成型箱底加工方法 |
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