DE2824076C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von ring- oder rohrförmigen, metallischen Werkstücken aus einer Metallbahn und eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens sowie eine Verwendung des Verfahrens.

Verfahren zur Herstellung nahtloser Ringe und Rohre aus Me­ tall sind in großer Zahl bekannt. Für die Herstellung von Rohren werden als Ausgangsmaterial Rohrluppen aus meist ge­ walzten Blooms- oder Knüppelabschnitten verwendet, die ent­ weder mittels eines eingepreßten Dorns oder durch Walzen zwischen schräggestellten Rollen mit einem Loch versehen werden. Für die Herstellung von Ringen und Metallreifen werden als Ausgangsmaterial gegossene Ringe, die in Ring­ walzwerken zum Endprofil ausgewalzt werden, oder ausgewalz­ te Profile verwendet, die rundgebogen und zusammenge­ schweißt werden. Da das Ausgangsmaterial wegen seiner großen Materialstärke die bekannten nachteiligen Erschei­ nungen im Gefüge, z. B. Ausscheidungen von Legierungs- und Begleitelementen, und große Gefügeunterschiede über den Querschnitt aufweist, muß es bei der Herstellung des Werk­ stücks intensiv durchknetet werden, was einen hohen materi­ ellen und zeitlichen Aufwand bedingt, welcher zudem noch durch kostspielige und zeitraubende Wärmebehandlung zur Erzielung der gewünschten technologischen Eigenschaften des fertigen Werkstücks vergrößert wird.

Aber auch die Herstellung von Rohren durch Verformen ge­ walzter Bänder mit anschließendem Verschweißen der entste­ henden Fuge bedingt einen beträchtlichten Aufwand, sobald bestimmte Anforderungen an die Eigenschaften des Werkstücks gestellt werden, die eine thermische und mechanische Be­ handlung der Schweißnaht erforderlich machen.

Es ist weiter ein Verfahren bekannt (DE-OS 24 06 252), bei dem auf einer bewegten Kühlfläche, die von einer Metallschmelze benetzt wird, eine Schicht der Schmelze zur Erstarrung gebracht und anschließend von dieser Kühlfläche abgestreift wird. Mindestens zwei solcher Schichten werden aufeinandergelegt und durch entsprechende Druckanwendung preßverschweißt. Mit diesem Verfahren kann zwar Strangmaterial bis zu großen Dicken hergestellt werden, das sich durch eine hohe Homogenität des Gefüges auszeichnet, jedoch ist der Aufwand wegen der für je eine Schicht benötigten Kühlfläche groß, und zudem ist es für die direkte Herstellung von ring- und rohrförmigen Werk­ stücken nicht verwendbar.

Bei einem bekannten Verfahren zum kontinuierlichen elek­ trischen Preßnahtschweißen von Rohren (DE-AS 21 49 538) werden die Längskanten eines rohrförmig zusammengebogenen Metallbandes mittels einer Induktionsspule angeschmolzen und dann gegeneinandergedrückt, so daß sie sich verschwei­ ßen. Durch das Zusammenpressen wird das teilweise geschmol­ zene Metall verformt, so daß ein Schweißwulst entsteht.

Weiter ist es bekannt (GB-PS 13 58 786), einheitliche Ringe durch Schleudergießen herzustellen, wobei die Zusammen­ setzung des Metalls über den Querschnitt variierbar ist. Der fertiggegossene, rohrförmige Rohling wird gekühlt und an­ schließend werden davon Ringe abgetrennt, die erwärmt und anschließend geschmiedet und bearbeitet werden. Es erfolgt jedoch kein Zusammenpressen von Metallagen.

Bei einem weiteren bekannten Verfahren (CH-PS 4 56 500) wird ein Stahlband in mindestens zwei Lagen zu einem Rohr gewic­ kelt, welches anschließend durch Wärmewirkung im Schmelz­ intervall zwischen der Solidus- und Liquidus-Linie mitein­ ander verbunden wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verfahren und Vorrichtung eingangs genannter Gattung so auszubilden, daß damit nahtlose ring- oder rohrförmige Werkstücke, insbeson­ dere mit hohen und/oder gezielten Anforderungen an ihre technologischen Eigenschaften mit geringerem Aufwand als in den bekannten Fällen herzustellen sind.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 und hin­ sichtlich der Vorrichtung durch die kennzeichnenden Merkma­ le des Patentanspruchs 2 gelöst.

Die Herstellung von Werkstücken nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in der beanspruchten Anlage ist besonders kosten­ günstig, da die in der Bandgießvorrichtung erzeugte Metall­ bahn unmittelbar nach Verlassen derselben aufgewickelt und verschweißt wird, so daß das Gefüge des Werkstücks feinkör­ nig und dessen Zusammensetzung infolge seiner schnellen Er­ starrung gleichmäßig ist.

Eine Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens betrifft die Herstellung von Halbzeug für das Walzen von Blechen, Bändern, Stäben, Drähten o. dgl., z. B. Brammen, Platinen oder Knüppel, wobei die ring- oder rohrförmigen Werkstücke aufgeschnitten und geradegerichtet werden.

Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteran­ sprüchen.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen in zwei Ausführungs­ beispielen einer Anlage zur Durchführung des erfindungsge­ mäßen Verfahrens dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Anlage zur Herstellung ring- oder rohrförmiger Werkstücke aus einem aus einer Schmelze direkt gewonnenen Strang,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Anlage nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht eines Teils der Anlage nach Fig. 1, die das Entfernen eines fertiggewickelten Werkstücks zeigt,

Fig. 4 einen Vertikalschnitt durch die Anlage nach Fig. 1 und

Fig. 5 eine schematische Seitenansicht einer weiteren Anlage zur Herstellung ring- oder rohrförmiger Werkstücke.

Auf der in Fig. 1-4 dargestellten Anlage werden ring- oder rohrförmige Werkstücke unmittelbar aus einer Schmelze hergestellt, die einem Gießbehälter 1 zugeführt wird, der eine Ausgußöffnung mit einem schematisch dargestellten Verschluß 2 aufweist, aus welchem die Schmelze 3 durch eine Öffnung 4 in einen um eine horizontale Achse 5 schwenkbaren Schmelzenbehälter 6 fließt, der durch ein an der Unterseite des Schmelzenbehälters 6 angreifendes Hubwerk 7, z. B. einen hydraulischen Schubkolbenantrieb, geschwenkt wird, der sich an einem Bodenteil 8 der Anlage abstützt. Auf dem Bodenteil 8 sind zwei Seitenrahmen 9, 10 abgestützt, zwischen denen eine Bandgießvorrichtung 11 angeordnet ist, welche ein mit einer Kühlung 12 versehenes, über Rollen 13, 14, 15 laufendes Gießband 16 aufweist. Das Gießband 16 bildet zwischen den Rollen 13 und 14 eine schräg ansteigende Kühlfläche 17, auf welcher ein Schmelzenverteiler 20 angeordnet ist, der mit dem Schmelzenbehälter 6 durch ein Rohrdrehgelenk 21 verbunden ist. Der Schmelzenverteiler 20 weist zwei der Kühlfläche 17 angepaßte Seitenwände 22, 23 und eine Abschlußwand 24 mit einem Schmelzeneinlauf 25 auf. Eine zwischen den Seitenwänden 22, 23 angeordnete Tauchwand 26 hält etwaige Schlackenteile oder andere Verunreinigungen zurück. Nach oben ist der Schmelzenverteiler 20 durch einen Deckel 27 abge­ deckt. Ein in der Nähe der Abschlußwand 24 angeordneter Behälter 28 enthält ein Schmiermittel bzw. ein das Ankleben verhinderndes Mittel, mit welchem das Gießband 16 überzogen wird. Die Wände 22, 23, 24 und die Tauchwand 26 sowie der Deckel 27 sind aus einem hitzebeständigen Material hergestellt.

Das Rohrdrehgelenk 21 weist einen mit der Seitenwand 10 verbunde­ nen Formkörper 30 auf, in dessen muldenförmiger Außenseite ein weiterer Formkörper 31 gelagert ist, der stirnseitig einen Dich­ tungsring 32 aufweist, der mit einem am Schmelzenbehälter 6 befestigten Dichtungsring 33 zusammenwirkt. Die Formkörper 30, 31 sind von zwei miteinander verschraubten Flanschenstutzen 34, 35 umgeben, von denen der Stutzen 34 an dem Formkörper 30 der Seiten­ wand 10 befestigt ist. Der Stutzen 35 trägt einen Wälzlagerring 36, der über Kugeln 38 mit einem Lagerring 37 zusammenwirkt, welch letzterer am Schmelzenbehälter 6 befestigt ist. Beim Schwenken des Schmelzenbehälters 6 werden der mit ihm verbundene Dichtungs­ ring 33 und der Lagerring 37 bewegt, während die übrigen Teile des Rohrdrehgelenks 21 mit dem Formkörper 30 der Seitenwand 10 verbunden und deshalb ortsfest sind.

In den Seitenrahmen 9, 10 sind die Rollen 13, 14, 15 gelagert, z. B. mittels Stehlagern 18, 19.

Es können auch andere Vorrichtungen anstelle der beschriebenen Gießvorrichtung 11 verwendet werden, z. B. eine von der Schmelze benetzte rotierende Trommel. Weiter sind in den Fig. 1-4 im Interesse der Übersichtlichkeit der Figuren beim Gießen von dünnen Schichten benützte Vorrichtungen nicht dargestellt, z. B. zum Verhindern des Austretens von Schmelze durch Fugen und zum Steuern ihrer Ausbreitung auf der Kühlfläche. Weiter fehlen in den Figuren besondere Maßnahmen zur Verhinderung einer durch behinderte Schrumpfung hervorgerufenen Rißtendenz, welche durch eine andere Anordnung des Schmelzenverteilers 20 oder durch eine gekühlte Gießtrommel, an deren Umfang der Schmelzenverteiler angeordnet ist, beeinflußt bzw. verbessert werden kann.

Maßnahmen zum Steuern der Ausbreitung der Schmelze, um das Ent­ stehen von Schrumpfungsrissen zu vermeiden, sind z. B. eine andere Anordnung der Abschlußwand 24 als senkrecht zur Bewegungsrich­ tung, z. B. schräg, spitz, zickzack- oder wellenförmig, damit die Erstarrung der Metallbahn nicht gleichzeitig einsetzt. Dieselbe Wirkung kann z. B. auch mittels Gasstrahlen oder elektromagneti­ schen Kräften erreicht werden, welche die Schmelze in Teilbereiche der Bahnbreite zurückhalten.

Wesentlich für die Anlage ist eine Wickelvorrichtung 40, die anschließend an die Bandgießvorrichtung 11 auf den beiden Seitenrahmen 9, 10 aufgebaut ist. Die Wickelvorrichtung 40 weist zwei Ständer 29 auf, die auf verlängerten Lagerzapfen 49 einer auf den beiden Seitenrahmen 9, 10 in Stehlagern 52 gelagerten Rolle 50 schwenkbar gelagert sind. Jeder Ständer 29 weist zwei durch ein oberes Joch 42 und ein unteres Joch 43 verbundene Säulen 41 auf, an denen ein Lagergehäuse 44 mit einem Lager 45 für die drehbare Lagerung einer Dornrolle 46 gleitend geführt ist. Der als Lagerwelle ausgebildete Mittelteil 43′ der unteren Joche 43 ist in einem Lagerschild 47 schwenkbar gelagert, der mit Hilfe eines Lagers 48 auf den verlängerten Lagerzapfen 49 schwenkbar abgestützt ist. Dadurch können die Ständer 29 einerseits durch ein Spreizwerk 53 gespreizt und andererseits um die Drehachse 51 der Rolle 50 geschwenkt werden. Die Bandgießvorrichtung 11 und die Rolle 50 werden durch einen Motor 56 über ein Getriebe 57 ange­ trieben.

Die Lagerschilde 47 weisen über die unteren Joche 43 auskragende Lagerlaschen 54 auf, an denen je ein Hubwerk 55, z. B. ein hydrau­ lischer Schubkolbenantrieb, angreift, der am Bodenteil 8 abge­ stützt ist. Die Rolle 50 ist, siehe Fig. 4, mit Hohlräumen 58 ver­ sehen, durch welche Kühlflüssigkeit in nicht näher dargestellter Weise strömt.

Anhand von Fig. 4 kann am besten die Herstellung eines ring- oder rohrförmigen Werkstücks erläutert werden. Auf der Kühlfläche 17 der Bandgießvorrichtung 11 wird durch Erstarren der Schmelze eine verhältnismäßig dünne Metallbahn 61 gebildet, die durch Leitvor­ richtungen (nicht dargestellt) auf die Dornrolle 46 gelenkt wird, auf der sie in Lagen zu einem ring- oder rohrförmigen Werkstück 60 aufgewickelt wird. Das Aufwickeln in Lagen kann auf verschiedene Weise erfolgen: Es können die Lagen bündig übereinandergelegt werden, so daß mit jeder Lage die Wanddicke des Werkstücks 60 entsprechend wächst, oder die Lagen werden nur teilweise über­ lappt aufgewickelt, so daß ein Werkstück mit schraubenförmig auf­ gewickelter Metallbahn entsteht. Wesentlich ist dabei, daß die Metallbahn mit der gewünschten Zusammenstellung bei einer so hohen Temperatur aufgewickelt wird, daß die durch die Rolle 50 gegen­ einandergepreßten, aufeinanderstoßenden Lagen der Bahn 61 im Lauf der Aufwicklung miteinander zu einem Ring mit einer Wand­ stärke verschweißen, die größer ist als die Dicke der einzelnen Bahn 61, aber auch ein Mehrfaches dieser Dicke betragen kann. Da­ durch erhält das Werkstück 60 eine durchgehende gleichmäßige, der Zusammensetzung der aufgewickelten Bahn 61 entsprechende Zusammen­ setzung. Inhomogenitäten und Segregate, die häufig in einem gegos­ senen Produkt vor seiner Warmverformung zu finden sind, sind somit nicht zu befürchten. Das Pressen des Werkstücks 60 erfolgt durch in den obern Jochen 42 abgestützte Hubwerke 63, z. B. hydraulische Schubkolbenantriebe, welche die auf den Säulen 41 verschiebbaren Lagergehäuse 44 mit der darin gelagerten Dornrolle 46 gegen die Rolle 50 drücken.

Die Herstellung von Werkstücken 60 in der beschriebenen Anlage ist besonders kostengünstig, da die in der Bandgießvorrichtung 11 erzeugte Metallbahn 61 unmittelbar nach Verlassen derselben auf­ gewickelt und verschweißt wird, so daß das Gefüge des Werkstücks 60 feinkörnig und dessen Zusammensetzung infolge seiner schnellen Erstarrung gleichmäßig ist. Auch kann die als Rohr ausgebildete Dornrolle 46 zur Herstellung des Werkstücks 60 mit der Metall­ bahn 61 verschweißt werden. Sind gegebenenfalls die Oberflächen der in der Bandgießvorrichtung 11 erzeugten Metallbahn 61 für die Herstellung eines innigen Kontaktes beim Aufwickeln nicht genügend eben, kann ein Paar Glättwalzen zwischen der Bandgießvorrichtung 11 und der Wickelvorrichtung 40 angeordnet werden.

Die aufzuwickelnde Bahn kann auch ein gewalztes Band sein. In diesem Fall entfällt die Banggießvorrichtung 11; das Aufwickeln und Verschweißen der Metallbahn erfolgt jedoch in genau gleicher Weise, wie wenn diese durch Gießen erzeugt wird. Allerdings muß die Metallbahn vor dem Aufwickeln von eventuellen Verunreinigungen, wie z. B. Rost, befreit werden und auf diejenige Temperatur gebracht werden, die für eine Verunreinigung bei dem zur Verfügung stehenden Anpreßdruck erforderlich ist.

Für die Herstellung ringförmiger Werkstücke mit großem Innen­ durchmesser ist es zweckmäßiger, anstelle eines einzelnen Rollen­ paares, wie nach Fig. 1-4, mehrere in einem Käfig 62 gelagerte Rollenpaare 65, 66 für das Aufwickeln des Werkstücks 60 einzu­ setzen, siehe Fig. 5. Durch eine rotierende, durch die Schmelze benetzte und die Bandgießvorrichtung 11 bildende gekühlte Gieß­ trommel 64 wird eine Metallbahn 61 gebildet, die über die Rollen­ paare 65, 66 aufgewickelt wird. Die auf der Innenseite des Werk­ stücks 60 liegenden Rollen 66, 67 sind an einem im Käfig 62 gelagerten Halter 69 abgestützt. Der Käfig 62 ist auf einem Fahr­ werk 77 verschiebbar gelagert, damit er sich entsprechend dem Wachsen des Werkstücks 60 verschieben kann. Die inneren Rollen 66, 67 können zur Festlegung des Innendurchmessers einstellbar sein, während die äußeren Walzen 65 mit Hubantrieben 68 ausgerüstet sein können. Mit einer Einrichtung zur Wärmezufuhr oder -abfuhr 75 kann die Temperatur der Ringoberfläche auf dem gewünschten Wert gehalten werden. Seitlich angeordnete Führungsrollen 76 dienen der Führung und/oder dem seitlichen Pressen des Werkstücks 60.

Bei der Anlage nach Fig. 5 ist das Schwenken des Käfigs 62 nach oben wie bei der Anlage nach Fig. 1-4 nicht immer möglich. Zweck­ mäßig ist dann die Wickelvorrichtung mit ihrem Käfig 62 auf dem Fahrwerk 77 aus der Anlage zu entfernen und gegen eine zweite gleiche Wickelvorrichtung auszuwechseln. Auf diese Weise kann mit der aus der Anlage entfernten Wickelvorrichtung das fertige Werk­ stück 60 weiter angetrieben und gegebenenfalls zur Vollendung des Schweißvorgangs gepreßt werden.

Mit den beschriebenen Anlagen kann auch ein Werkstück mit gezielten Materialschichtungen in einer Operation hergestellt werden, z. B. Ringe oder Rollen mit verschleißfesten Innen- oder Außenschichten oder Rohrluppen von gewöhnlichem Röhrenstahl mit einer Innen- und Außenschicht aus nichtrostendem Stahl. Die Metallbahnen werden in Streifen bestimmter Länge mit unterschiedlicher, den gewünschten Schichtungen entsprechender Zusammensetzung einfach zu einem Strang aneinandergereiht und danach aufgewickelt und verschweißt.

Wesentlich ist, daß die aufzuwickelnde Bahn die für die Durch­ führung des Preßschweißens der aufgewickelten Lagen richtige Temperatur aufweist, wobei verschiedene Methoden angewandt werden können. In den beim Aufwickeln von zwei Lagen gebildeten Winkel können Flammen und Strahlen, z. B. aus einem Gasbrenner, Plasma­ brenner oder einem Laser gerichtet werden, welche die Flächen schnell auf Schweißtemperatur bringen, besonders wenn der Strang bereits vorgewärmt ist. Meistens aber ist eine elektrische, vorzugs­ weise induktive Aufheizung vorzuziehen, welche eine genaue auto­ matische Temperaturregelung ermöglicht und die das Band umgebende Atmosphäre nicht beeinflußt. Eine Oxidation der zu verschweißen­ den Flächen, welche die einwandfreie metallische Bindung beein­ trächtigen, ist zu vermeiden, weshalb die Herstellung der Werk­ stücke 60 vorzugsweise in einem geschlossenen Raum mit nicht­ oxidierender Atmosphäre durchzuführen ist, wie noch erläutert wird.

Abgesehen von der Aufheizung der aufeinanderstoßenden Flächen der Lagen der Metallbahn auf Schweißtemperatur kann ein Durchwärmen derselben vor dem Aufwickeln und Verschweißen nützlich oder sogar notwendig sein, besonders bei Metallen mit hoher Wärmeleitfähigkeit und bei größeren Bahnstärken. Nicht nur würde sonst die Wärme all­ zu schnell von den zu verschweißenden Oberflächen in das Innere der Bahn abgeleitet, was eine schlechte Verschweißung zur Folge hätte, sondern es könnten auch zu Rißbildungen führende Wärme­ spannungen entstehen. Für die Vorheizung eignet sich in solchen Fällen z. B. ein Schmelzbad aus Salz, das gegebenenfalls auch die Flächen des Strangs von Verunreinigungen und Oxyden befreit und vor der Wickelvorrichtung 40 anzuordnen ist.

Es ist nicht immer notwendig, die Oberflächen der einzelnen Lagen für eine einwandfreie metallische Bindung in schmelzflüssigen Zustand zu versetzen. Vielmehr kann die Bindung durch eine inter­ kristalline Diffusion in fester Phase zustandekommen, vorausgesetzt, daß ein inniger Kontakt zwischen den Oberflächen und eine genügend hohe Temperatur vorhanden ist. Weil die Diffusion infolge eines auf der Oberfläche haftenden Gasfilms erschwert ist, wäre ein Ver­ schweißen unter Vakuum günstiger, jedoch genügt meistens bei nor­ maler Walz- oder Schmiedetemperatur ein angemessener Preßdruck zur Erreichung einer guten Verschweißung. Zwar erfolgt die Verscheißung schneller, je höher die Temperatur ist, allerdings ertragen die meisten metallischen Werkstoffe in der Nähe des Schmelzpunktes keine nennenswerte, durch Druck verursachte Verformung, ohne daß sich Risse im Gefüge bilden, und demzufolge ist der Druck der vor­ handenen Plastizität anzupassen. Wenn das Werkstück schichtenweise Eigenschaftsunterschiede aufweisen soll und deshalb aus unter­ schiedlichem Material hergestellt wird, ist gegebenenfalls eine zu weitgehende Diffusion von einem Material in das andere nicht wünschenswert. In diesem Falle wird das Verschweißen bei relativ niedriger Temperatur, dafür aber mit höherem Druck erreicht.

Das Verschweißen durch eine interkristalline Diffusion in fester Form bei angemessenem Druck ist ein Vorgang, der zu seiner Durch­ führung eine gewisse Zeit benötigt; je höher die Temperatur und der Druck sind, desto höher ist diese Zeit. Es ist nicht auszuschlies­ sen, besonders bei reaktionsträgen Metallen und Metall-Legierungen, daß bei der herrschenden Temperatur und bei dem verfügbaren Druck das vollständige Schweißen nicht innerhalb der Aufwickelzeit beendet ist, sondern ein längeres Verweilen bei hoher Temperatur und/oder noch eine Warmbearbeitung benötigt wird, die wegen den dadurch entstehenden Gitterbewegungen die interkristalline Diffusion erleichtert.

Mit einer Rolle von genügend großem Durchmesser kann nicht nur der benötigte Druck für die Anpressung der gerade aufgewickelten Lage, sondern auch ein die Vervollständigung des Schweißvorgangs begünstigender Materialfluß in tieferen Lagen erreicht werden. Eine Warmverformung bewirkt eine Kornverfeinerung und einen Gefügeausgleich, weshalb ein Walzen oder Schmieden im Anschluß an die Verschweißung, z. B. ein Stauchen über die Endflächen oder eine andere Formgebung, auch zur Verbesserung der Verschweißung beiträgt. Wegen des bei längerdauerndem Verweilen des Werkstücks in hoher Temperatur eintretenden unerwünschten Kornzuwachses ist das Werkstück beim Aufwickeln zweckmäßig so groß zu dimensio­ nieren, daß eine eine Kornverfeinerung bewirkende Verformung bis zu Fertigdimension durchgeführt werden kann, wenigstens bei Werkstücken mit hohen Qualitätsansprüchen.

Aus den Fig. 2, 3 und 5 ist ersichtlich, daß die Bandgießvor­ richtung 11 und die Wickelvorrichtng 40 von einer Abdeckung 70 umgeben sind, innerhalb welcher sich eine nichtoxydierende Atmosphäre unterhalten läßt.

Ist das Werkstück 60 fertiggewickelt, werden die Ständer 29 der Anlage nach Fig. 1-4 in die in Fig. 3 dargestellte, angenähert senkrechte Lage gebracht, in welcher sie durch das Spreizwerk 53 geöffnet werden, so daß die Dornrolle 46 frei wird und zusammen mit dem Werkstück 60 über eine Rampe 71 in einen Behälter 72 mit einem Schrägboden 73 unter der Abdeckung 70 hindurch auf die Außenseite des als Schleuse ausgebildeten und mit einer Sperr­ flüssigkeit 74 gefüllten Behälters 72 rollen und herausgenommen werden kann.

Die Dornrolle 46 wird über eine Schleuse 80 in die Wickelvorrich­ tung 40 eingeführt, welche Schleuse als Behälter mit einem an Scharnieren 81 schwenkbaren Deckel, der in Fig. 2 in ganz offener Stellung gezeichnet ist, ausgebildet ist. In die Schleuse 80 wird die leere Dornrolle 46 eingelegt, der Deckel geschlossen und ein stirnseitiger Deckel 82 in der Wand der Abdeckung 70 in Pfeil­ richtung geöffnet. Nun wird die Dornrolle 46 auf einer Schiene 83 eingefahren, die Wickelvorrichtung 40 mit Hilfe der Hubwerke 55 in die Arbeitslage geschwenkt und hierauf das Spreizwerk 53 geschlossen, so daß die Enden der Dornrolle 46 in den Lagern 45 aufgenommen sind. Damit ist die Wickelvorrichtung 40 wieder bereit für das Aufwickeln einer Metallbahn.

Wenn das Werkstück 60 seine gewünschte Größe oder Wandstärke erreicht hat, wird die Zufuhr der Metallbahn zur Wickelvorrichtung 40 unterbrochen. Wird die Metallbahn 61 in der Bandgießvorrich­ tung 11 gebildet, bedeutet dies die Unterbrechung des Gießvor­ ganges, d. h. der Bahnbildung. Dies wird durch Absenken des schwenk­ baren Schmelzenbehälters 6 erreicht, wodurch die noch nicht erstarrte Schmelze aus dem Schmelzenverteiler 20 in den Schmelzen­ behälter 6 zurückfließt.

Die Zufuhr der Metallbahn kann auch in anderer Weise unterbrochen werden, z. B. durch Erzeugen eines Druckunterschieds zwischen dem Schmelzenbehälter 6 und dem durch die Abdeckung 70 getrennten Raum. In diesem Falle ist es nicht erforderlich, die Kühlfläche 17 in Bewegungsrichtung der Metallbahn 61 schräg ansteigend anzuordnen.

Im praktischen Betrieb ist es zweckmäßig, zwei oder mehrere, wechselweise arbeitende Wickelvorrichtung 40 in Verbindung mit einer Bandgießvorrichtung 11 zu verwenden, so daß die letztere kontinuierlich betrieben werden kann. Der Wechsel zu einer anderen Wickelvorrichtung erfolgt nach dem Abschneiden der kontinuierlich erzeugten Bahn.

Verliert aufgrund eines größeren Abstandes zwischen der Gießvor­ richtung 11 und der Wickelvorrichtung 40 die Metallbahn 61 zu viel Wärme, ist eine Vorrichtung zur schnellen Aufheizung der Stoßflächen, wie bereits erwähnt wurde, einzusetzen. Bei Ver­ wendung von mehreren, wechselweise einzusetzenden Wickelvorrich­ tungen kann ohne Störung die ein fertigaufgewickeltes Werkstück enthaltende Vorrichtung gegebenenfalls weitergefahren werden, z. B. mit einem erhöhten Rollendruck für die Vollendung des während des Aufwickelns nocht nicht beendeten Schweißvorganges.

In dem durch die Abdeckung 70 geschlossenen Raum können gegebenen­ falls weitere Operationen im Anschluß an das Aufwickeln vorge­ nommen werden. Das Werkstück 60 kann z. B. auf einer Haltestelle entlang der schrägen Bahn 71 von der Dornrolle 46 befreit werden, um mit Walzen-, Preß- oder Schmiedevorrichtungen bearbeitet, aber auch um in einen als Verlängerung des geschlossenen Raums ausgebildeten Warmhalteofen eingeführt zu werden. Unter Umständen kann es dann zweckmäßiger sein, die in wechselweisem Einsatz ver­ wendeten Dornrollen 46 nicht aus dem Raum bzw. in den Raum heraus- oder hineinzuschleusen, sondern sie nach dem Ausstoßen aus dem Werkstück 60 auf eine seitwärts der Wickelvorrichtung 40 befin­ liche, zur Wickelvorrichtung 40 führende, gleichzeitig als Magazin und Kühlanlage für die Dornrollen 46 dienende Rücktransportbahn zu bringen. Das Wiedereinschieben der Dornrollen 46 in die Wickel­ vorrichtung 40 kann mittels gasdicht durch die Wand der Abdeckung 70 geführte, pneumatisch oder elektromotorisch betätigte Stangen durchgeführt werden.

Wesentlich ist für die beschriebene Anlage, daß die durch Walzen oder Dauergießen erzeugte Metallbahn 61 mit der gewünschten Temperatur in die Wickelvorrichtng 40 gelangt. Neben den erwähnten Einrichtungen zur Erhöhung der Temperatur der Bahn können auch Mittel zur Kühlung vorgesehen werden, z. B. Flüssigkeiten oder Gase.

Die auf den beschriebenen Anlagen erzeugten Werkstücke 60 können auch mit Vorteil als Halbzeug für das Walzen von Blechen, Bändern, Stäben, Drähten o. dgl. sowie für das Strangpressen und Schmieden dienen. Wenn Ringe aus einem sehr dünnen Strang hergestellt werden, kann eine hohe Produktion bei günstigsten Umwandlungskosten von der Schmelze zum Halbzeug wegen der für die erfindungsgemäße Anlage erforderlichen niedrigen Investitionskosten erzielt werden. Stehen Walzwerke für das Auswalzen von endlosen Bahnen, z. B. Radialwalz­ werke, nicht zur Verfügung, werden die Ringe aufgeschnitten und zu Brammen, Platinen oder Knüppel für das nachfolgende Auswalzen geradegerichtet. Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erreich­ bare Produktivität hängt von der Leistung der Vorwalzeinrichtung bzw. der erstarrten Metallmenge pro Zeiteinheit bei der Bandgieß­ vorrichtung 11 ab; beim Gießen von sehr dünnen Metallbahnen 61 kann diese sehr viel höher sein als bei einer konventionellen Stranggießanlage. Dazu hat aber das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Halbzeug ein feinkörniges Gefüge als das mit dem konventionellen Stranggießen gegossene Material und ist frei von Primärseigerungen, weshalb es für die Erzielung der gewöhnlichen für gewalzte Produkte geltenden technologischen Normen weniger verformt zu werden braucht und deshalb in kleineren Dimensionen hergestellt sowie in weniger Walzendurchgängen fertig­ gewalzt werden kann als ein nach bekannten Verfahren hergestelltes Halbzeug.

Im Rahmen der Erfindung ist es, besonders bei der Herstellung von Rohrluppen, manchmal von Vorteil, anstatt eines Dornes in auf Band­ breite zugeschnittene Rohrlängen zu verwenden, die mit den Werk­ stücken verschweißen. Diese Rohrlängen können entweder vom selben Material wie das des Werkstücks oder von einem anderen Material sein.

Mehrere Bahnen mit gleichen oder ungleichen Breiten können neben­ einander in ein und derselben Wickelvorrichtung verschweißt werden. Diese Bahnen, falls sie gegossen sind, können als separate Bahnen auf einer gemeinsamen Kühfläche gegossen sein oder Teile einer in Längsrichtung aufgeschnittenen, breiteren Bahn sein.

Bei der Herstellung von Ringen kann gegebenenfalls die Bahn, be­ sonders bei Ringen mit großem Durchmesser, in Teilstücken mit eine Länge ≦π × Ringdurchmesser abgeschnitten werden, welche Teilstücke nacheinander und aufeinander gewickelt und verschweißt werden zu einem aufgeschnittenen Ring. Anstatt den inneren Rollen 66, 67 kann dann eine Trommel verwendet werden.

Claims (11)

1. Verfahren zur Herstellung von ring- oder rohr­ förmigen Werkstücken aus einer flachen Metallbahn in sauer­ stofffreier Umgebung durch Aufwickeln der Metallbahn in Lagen und Verbinden derselben, dadurch gekennzeichnet, daß die aus einer Schmelze unmittelbar erzeugte Metallbahn nach ihrer Erstarrung in Bewegungsrichtung aufgewickelt und die Lagen unter gleichzeitiger Anwendng eines radial wirkenden Druckes verschweißt werden, wobei die Temperatur der Metallbahn auf Preßschweißtemperatur geregelt wird.

2. Ring- bzw. Rohrwickelmaschine zur Herstellung von ring- oder rohrförmigen Werkstücken mit einer Abdeckung und einer Einrichtung zur Herstellung einer Metallbahn aus einer Schmelze zur Durchführung des Verfahrens nach An­ spruch 1, gekennzeichnet durch eine mit einer Zuführvor­ richtung für die Metallbahn (61) versehene, Ständer aufwei­ sende Wickelvorrichtung (40), die mit mindestens einem Rollenpaar (46, 50; 65, 66) ausgerüstet ist, bei welchem die eine als Dornrolle eingesetzte Rolle (46) verschiebbar gelagert ist und die andere, vorzugsweise gekühlte Rolle (50) angetrieben ist.

3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die beiden Rollen (46) in um die Drehachse (51) der Rolle (50) schwenkbaren Ständern (29) gelagert sind, wobei die Dornrolle (46) durch an den Ständern abgestützte Hubwerke (63) verschiebbar ist und die Ständer durch ein Spreizwerk (53) um je eine Achse senkrecht zur Drehachse der Rolle so weit ausschwenkbar sind, daß die Dornrolle (46) von ihrer Lagerung (44, 45) trennbar ist.

4. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Wickelvorrichtung (40) mehrere, in einem Käfig (62) angeordnete Rollenpaare (65, 66) aufweist, von denen die innenliegenden Rollen (66) und wahlweise weitere innen­ liegende Rollen (67) als Dornrolle dienen.

5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß der Käfig (62) der Wickelvorrichtung (40) mit einem Fahrwerk (77) ausgerüstet ist.

6. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Zuführeinrichtung eine in Richtung der Wickel­ vorrichtung (40) bewegte, der Strangbildung dienende Kühl­ fläche (17) mit einem der Kühlfläche vorgelagerten Schmelzenbehälter (6) mit heb- und senkbarem Schmelzen­ niveau und einem an der Kühlfläche anliegenden Schmelzen­ verteiler (20) ist.

7. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Schmelzenbehälter (6) um eine Achse (5) schwenkbar ist, in welcher der Schmelzenbehälter durch ein Rohrdrehgelenk (32-38) mit dem Schmelzenverteiler (20) verbunden ist.

8. Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kühlfläche (17) eine in Richtung der Wickel­ vorrichtung (40) drehbare Trommel (64) ist.

9. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Ständer gegen eine Rampe (71) schwenkbar sind, auf der die von den Ständern getrennte Dornrolle (46) mit dem Werkstück (60) in einen als Schleuse ausgebildeten, mit einer Sperrflüssigkeit (74) gefüllten Behälter (72) abroll­ bar und auf der Außenseite einer die Anlage umgebenden Ab­ deckung (70) abtransportierbar ist.

10. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß an der Abdeckung (70) eine Schleuse (80) angeord­ net ist, durch welche eine leere Dornrolle (46) auf einer Schiene (83) in die Wickelvorrichtung (40) einführbar ist.

11. Verwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 zur Herstellung von Halbzeug, insbesondere Brammen, Platinen, Knüppel o. dgl., für das Walzen von Blechen, Bändern, Stäben, Drähten sowie für das Strangpressen und Schmieden, wobei die ring- oder rohrförmigen Werkstücke (60) aufge­ schnitten und geradegerichtet werden.