DE2816006C2

DE2816006C2 - Verfahren zur Herstellung einer Stromleitwalze und nach diesem Verfahren hergestellte Walze

Info

Publication number: DE2816006C2
Application number: DE19782816006
Authority: DE
Inventors: Harald 5840 Schwerte Albrecht; Roland 5800 Hagen Schnettler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-04-13
Filing date: 1978-04-13
Publication date: 1983-12-01
Also published as: BE875554A; DE2816006A1; FR2422738B1; FR2422738A1; GB2019127B; GB2019127A

Description

ren der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, daß über den Außenumfang des metallisch sauberen Walzenkörper^ Kühlrohre angeordnet werden, dann mit Abstand zu den Rohren der Außenmantd zentriert aufgebracht und seine Stirnseiten verschlossen werden und anschließend der die Kühlrohre aufnehmende Hohlraum zwischen dem Walzenkörper und dem Außenmantel, die auf etwa Gußtemperatur erwärmt worden sind, mit einem elektrisch leitenden Metall, vorzugsweise unter Vakuum oder in einer Schutzgasatmosphäre, ausgegossen wird.

Zur Erhöhung der Fließfähigkeit und der Benetzbarkeit ist es zweckmäßig, zumindest die Kühlrohre außen mit einem Flußmittel vorzubehandeln. Die Kühlrohre können auf dem Walzenkörper entweder wendelartig oder achsparallel, etwa in Form eines Käfiges, um die Walze herum angeordnet werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß auf dem Walzenkörper Außenmäntel aus beliebigem geeignetem Material, beispielsweise aus Edelstählen oder Nickellegierungen, in geeigneter Dicke aufgebracht werden können, wobei das Aufbringen der elektrisch gut leitenden Zwischenschicht durch Eingießen relativ rasch und kostengünstig erfolgt Durch die Verwendung solcher sehr verschleißfester Außenmäntel, durch die der Elektrolyt nicht hindurchzudringen vermag, werden Stromleitwalzen mit außerordentlich hohen Standzeiten erreicht. Die eingebrachten Kühikanäle liegen unmittelbar in der Nähe des Außenmantels, wodurch gute Kühlleistungen erzielt werden.

Durch die Anformung der Achsenden an dem hohlen Walzenkörper werden mechanisch günstige Festigkeitswerte erreicht, so daß im Übergangsbereich zwischen Achsende und Walzenkörper die bisher häufig vorkommenden Belastungsschäden vermieden werden.

Anhand eines im Schnitt abgebildeten Ausführungsbeispieles einer Stromleitwalze wird die Erfindung im folgenden näher erläutert.

Bei der Herstellung der abgebildeten Stromleitwalze geht man aus von einer als Guß- oder Schweißkonstruk- w tion hergestellten Hohlwalze 1, an dessen geschlossenen Stirnseiten It und 19 die nur teilweise dargestellten Achsenden 12 angeformt sind. Der vorzugsweise aus Stahl hergestellte Walzenkörper 1 wird an seiner zylindrischen Oberfläche durch Schleifen, Sandstrahlen oder durch chemische Behandlung metallisch sauber bearbeitet. Danach werden wendelartig mit Abstand, beispielsweise durch Abstandshalter, um de.i Walzenkörper 1 herum Kühlrohre 2 angeordnet, die an ihren Enden mit den Anschlußbohrungen 15,16,17,18 und 19 in dem Walzenhohlkörper verbunden werden. Über die Kühlmittelzuleitung 13 und die Kühlmittelableitung 14 in den Achsenden 12 erfolgt der KühJmitteltransport Die Kühlleitungen können jedoch auch achsparallel konzentrisch um den Walzenkörper 1 herum angeordnet und durch stirnseitige Ringleitungen miteinander verbunden werden.

Nach der Montage der Kühlleitungen 2 erfolgt die konzentrische Aufbringung des Außenmantels 4, beispielsweise aus Stahl Vorzugsweise wird dieser Mantel als Schweißkonstruktion ausgeführt, da er mit seinen eingezogenen Mantelabschnitten 41 die Achsenden 12 teilweise umgibt. In diesem Falle erfolgt der dichte Verschluß an den Stirnseiten dieser Mantelabschnitte. Für den Fall, daß der Mantel an seinen Enden nicht eingezogen wird, können die Stirnseiten direkt durch geeignete Platten verschlossen werden.

An diesen Stirnseiten wird man zweckmäßiger Weise auch den Gießtrichter und die Entlüftung zum Eingießen der metallisch gut leitenden Zwischenschicht in den Hohlraum zwischen Walzenkörper i und Außenmantel 4 vorsehen. Es erweist sich als zweckmäßig, vor dem Eingießen dieser Metalle, wie etwa Kupfer, Messing oder Aluminium, die auf die Metalle des Walzenkörpers, der Rohre und des Außenmantels abgestimmt sind, zumindest die Rohre mit einem Flußmittel vorzubehandeln, um eine gute Benetzbarkeit mit dem flüssigen Metall zu erreichen. Das Eingießen des Metalles zur Bildung der Zwischenschicht 3 erfolgt nach Erwärmung des Walzenkörpers 1 und des Außenmantels 4 auf etwa Gußtemperatur des entsprechenden Metalles. Das Eingießen erfolgt vorzugsweise unter Vakuum oder in einer Schutzgasatmosphäre in entsprechenden Öfen. Der Zwischenraum füllt sich vollständig mit dem Metall. Nach der Füllung wird die Stromleitwalze langsam abgekühlt.

Die dadurch hergestellte Zwischenschicht 3 gibt einen metallischen Verbund mit dem Walzenkörper 1, den Kühlrohren 2 und dem Außenmantel 4 und gewährleistet eine gleichmäßige Stromverteilung über die gesamte Oberfläche der Stromleitwalze.

Stromleitwalzen, an denen nur relativ niedrige Stromdichten auftreten, können nach dem erfindungsgemäßen Verfahren auch ohne Kühlrohre hergestellt werden. Dabei wird das Kühlmittel lediglich durch den hohlen Walzenkörper geführt. Bei dem entsprechenden Verfahren zur Herstellung solcher Stromleitwalzeii wird der Außenmantel mit Abstand zentriert um den metallisch sauberen Walzenkörper angeordnet, danach werden seine Stirnseiten verschlossen und anschließend der Hohlraum zwischen dem Walzenkörper und dem Außenmantel, die auf etwa Gußtemperatur erwärmt worden sind, mit einem elektrisch leitenden Metall ausgegossen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer Stromleitwalze zur Übertragung hoher elektrischer Ströme, insbesondere in elektrolytischen Bandveredelungsanlagen, bestehend aus einem mit Stromzuführungs- und/oder Stromableitungsorganen versehenen hohlen Walzenkörper, an dem außen Kühlkanäle vorgesehen sind, die mit durch die Achsenden des Walzenkörpers geführten Kühlmittelzu- und -ableitungen über Bohrungen im Walzenkörper verbunden sind, einer auf dem Walzenkörper aufgebrachten, elektrisch gut leitenden Zwischenschicht und einem auf dieser Zwischenschicht angeordneten leitfähigen Außenmantel, dadurch gekennzeichnet, daß über den Außenumfang des metallisch sauberen Walzenkörpers (ί) Kühlrohre (2) angeordnet werden, dann mit Abstand /.u der. Rohren (2) der Außenmantel (4) zentriert aufgebracht wird und seine Stirnseiten (42) verschlossen werden und anschließend der die Kühlrohre (2) aufnehmende Hohlraum zwischen dem Walzenkörper (1) und dem Außenmantel (4), die auf etwa Gußtemperatur erwärmt worden sind, mit einem elektrisch leitenden Metall (3) ausgegossen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch leitende Metall (3) unter Vakuum oder in einer Schutzgasatmosphäre eingegossen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Kühlrohre (2) außen mit einem Flußmittel vorbehandelt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrohre wendelartig oder achsparallel um den Walzenkörper (1) herum angeordnet werden.

5. Stromleitwalze, hergestellt nach dem Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch einen hohlen Walzenkörper (1) mit angeformten Achsenden (12, 19).

6. Stromleitwalze nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen im Bereich der Achsenden (12, 19) konzentrisch eingezogenen Außenmantel (4), wobei ein zwischen den Achsenden (12, 19) und dem entsprechendem Außenmantelabschnitt (41) gebildeter Hohlraum ebenfalls mit Metall (3) ausgegossen ist.

7. Verfahren zur Herstellung einer Stromleitwalze zur Übertragung hoher elektrischer Ströme, insbesondere in elektrolytischen Bandveredelungsanlagen, bestehend aus einem mit Stromzuführungs- und/oder Stromableitungsorganen versehenen hohlen, kühlbaren Walzenkörper mit einer darauf aufgebrachten, elektrisch gut leitenden Zwischenschicht und einem auf dieser Zwischenschicht angeordneten leitfähigen Außenmantel, dadurch gekennzeichnet, daß um den metallisch sauberen Walzenkörper mit Abstand der Außenmantel zentriert angeordnet wird, seine Stirnseiten anschließend verschlossen werden und daß anschließend der entstandene Hohlraum zwischen dem Walzenkörper und dem Außenmantel, die vorher auf etwa Gußtemperatur erwärmt worden sind, mit einem elektrisch leitenden Metall ausgegossen wird.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Stromleitwalze zur Übertragung hoher elektrischer Ströme, insbesondere in elektrolytischen Bandveredelungsanlagen, bestehend aus einem mit Stromzuführungs- und/oder Stromableitungsorganen versehenen hohlen Walzenkörper, an dem außen Kühlkanäle vorgesehen sind, die mit durch die Achsenden des Walzenkörpers geführten Kühlmittelzu- und -ableitungen über Bohrungen im Walzenkörper verbunden sind, einer auf den Walzenkörper aufgebrachten, elektrisch gut leitenden Zwischenschicht und einem auf dieser Zwischenschicht angeordneten leitfähigen Außenmantel, sowie eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Stromleitwalze.

In Bandveredelungsanlagen, in denen bandförmiges Gut in einem Elektrolytbad mit einem metallischen Niederschlag versehen wird, werden sogenannte Stromleitwalzen zur Übertragung der relativ hohen elektrischen Ströme verwendet Die entsprechenden Stromleitwalzen bestehen im wesentlichen aus einem Walzenhohlkörper, beispielsweise aus Stahl, dessen Außenfläche mit einem Kupferüberzug zur eigentlichen Stromleitung beschichtet ist. Durch die Bohrung der Welle wird eine Kühlflüssigkeit durch entsprechende Anschlußbohrungen in Kühlkanäle gefördert, die in die Mantelfläche der metallischen Walze eingearbeitet sind. Nach einem bekannten Verfahren (DE-AS 17 71 277) sind diese Kühlkanäle innen korsionsbeständig ausgekleidet und mit leitfähigen Blechen abgedeckt. Darauf wird die so vorbereitete Walze in einem elektrolytischen Bad mit einer metallischen Außenhaut versehen. Es ist bekannt, diese Außenhaut durch eine elektrisch gut leitende Zwischenschicht und der darauf aufgebrachten leitfähigen metallisch harten Außenschicht aufzubauen. Häufig besteht die Zwischenschicht aus Elektrolytkupfer. Der Außenmantel ist eine Chromschicht.

Nach diesem Verfahren können nur Außenmäntel aus elektrolytisch aufbringbaren Metallen hergestellt werden. Das Aufbringen dieser relativ dicken Schichten ist zeitaufwendig und kostspielig. In der Praxis hat es sich gezeigt, daß die verwendeten hartverschromten Kupferschichten verschleißen und in folge der relativ spröden Außenhaut die Kupferschicht vom Elektrolyten angegriffen wird. Dadurch kommt es bereichsweise zu Ablösungen der Chromschicht schon bereits nach relativ kurzer Betriebszeit. Selbst kleinste Fehler jedoch in der Walzenoberfläche führen zu nicht einwandfreien Produkten, die mit derartigen Bandanlagen, beispielsweise Verzinnungs- oder Verzinkungsanlagen, hergestellt werden. Aus diesem Grunde ist die Nachbearbeitung solcher Walzen durch Abschleifen und gegebenenfalls durch Neubeschichten schon nach relativ kurzer Zeit notwendig.

Auch bei der Behandlung sehr schwerer Bleche, beispielsweise bei Verzinkungsbehandlungen, wird die relativ dünne Chromschicht stark beansprucht, so daß es zu feinen Rissen kommt, durch die der Elektrolyt eindringen kann und die Schicht teilweise zerstört. In diesen Bereichen können infolge der hohen Stromstärken Brandstellen auftreten, die zusätzlich die Oberfläche der Stromleitwalze zerstören.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung von Stromleitwalzen vorzuschlagen, mit dem die Aufbringung von Außenmänteln aus beliebigem, geeignetem Material in gewünschter Stärke in kostengünstiger Weise möglich ist.
Zur Lösung dieser Erfindungsaufgabe ist ein Verfah-