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Walze, insbesondere für Walzwerke Der schwere Walzwerkbetrieb mit
großen Erzeugungsmengen stellt an die Walzen große Anforderungen und führt zu häufigen
Walzenbrüchen, besonders bei den stark überhitzten Walzten rund den Warmwalzen für
Bleche, denen Temperatur im normalen Arbeitsgang bis auf etwa 5oo bis 6oo° C ansteigt.
Infolge der Erhitzung dieser stets massiv ausgeführten Warmwalzen, die anfänglich
z. B. durch Gasflammen erfolgt und dann durch das glühende Walzgut weiter gesteigert
wird, entstehen, da,diese Erhitzung von iaußen erfolgt, in der harten Schale ringsum
starke Diehnungen wind gefährliche Spannungen, :denen die damit unmittelbar verbundene,
noch nicht oder nur wenig ,erhitzte, starre Kernmasse des Walzeninnern nicht folgen
kann. Dies führt dann zu einer Sprengung des Walzenballens. So entstehen die Wärmespannungsbrüche
mit den bekannten glatten Bruchflächen, die meistens in dem der Dehnung am meisten
ausgesetzten mittleren Teil des Ballens auftreten und die durch vom Guß leer etwa
noch in der Walze verbliebene Spannung begünstigt werden. Ein großer Teil :aller
Warmblechwalzen geht infolge dieser Spanntmigsvorgänb vorzeitig zu Bruch.
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Um der erhitzten Schalle eine freiere Ausdehnung zu ermöglichen, hat
man versucht, auch bei Warmblechwalzen das Innere des Walzenballens möglichst weit
auszubohren, doch schützt auch :dies nicht vor Walzenbrüchen, da die durch den Walzdruck
sehr stark beanspruchte Walzenschale in ihrem inneren Hohlraum keine Stütze findet.
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Von der Erwägung rausgehend, :daß Rissigwerden und Bruch von hohlgegossenen
Walzen tauf von der Schrumpfspannung herrührenden feinen, radial gerichteten Anrissen
an der Innenfläche beruht, die sich im Betrieb allmählich bis an die Oberfläche
des Walzenballens fortsetzen, hat man schon vorgeschlagen, statt des gewöhnlichen
zylindrischen oder glattwandigen Kerns zur Bildung des Hohlraumes einen zopfartig
geflochtenen zu. verwenden, dessen Stärke von der Mitte nach beiden Enden zu abnimmt.
Auf diese Weise soll eine erhebliche Streuung der Richtung der feinen Schrumpfanrisseerreicht
und dadurch verhütet werden, :daß diese sich unter der Betriebsbelastung sternförmig
nach der Ballenobeidläche fortsetzen können.
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Anderseits ist schon vorgeschlagen, die Schale .der Hohlwalzen .dadurch
gegen Bruchgefahr zu schützen, :daß im Hohlraum Versteifungen verschiedlt;ner Art
angebracht werden, etwa so, daß der Hohlraum mittels eines aus Walzprofilstahlstäben
zusammengeschweißten, in .die Walze eingegossenen, von einem Zapfen zum anderen
durchgehenden Hohlgebildes hergestellt wird, das zugleich als Bruchsicherung und
als Kühlmitbelkanal dienen soll, oder .dadurch, daß der Hohlraum in seiner ganzen
Länge mit einer eingetriebenen Kupferseele ausgefüllt wird, die beim Warmwerden
infolge ihrer stärkeren Wärmedehnung
einen den Walzenballen entlastenden
Gegendruck ausüben soll. Beide Vorschläge haben sich im praktischen Betrieb nicht
durchsetzen können, weil die angewandten Mittel nach heutiger Erkenntnis die erwarteten
Ergebnisse nicht sicherstellen konnten.
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Das gleiche gilt für den Vorschlag, die Verstärkungsteile nicht in
die Walze einzugießen oder einzutreiben, sondern nach dem Guß in den Hohlraum .der
Hohlwalze besonders einzubauen, die durch Keilwirkung trabend an die Innenwand des
V6'alzenballens angepreßt werden soll, und den Rest des Hohlraumes mit Zement auszugießen.
Aber auch die so angestrebte Stützwirkung ist unzuverlässig. Selbst wenn es gelingen
sollte, im kalten Zustand der Walze den gewünschten Anlagedruck in der Ballenmitte
zu erreichen, ist es fraglich, wie solche Stützen aus Stahlgußprofilstangen, Zement
und Armierungseis@en sich bei erhitzter Walze im Betrieb verhalten werden, zumal
die Wärmeleitfähigkeit von Stahl und Zement sehr verschieden ist, so daß das Innere
des Kerns kalt bleiben wird, während der Walzenballen sich stark erhitzt und ausdehnt.
Jedenfalls kann nicht mit Sicherheit damit ,gerechnet Werden, daß Walze und Stützeinbau
sich- im Betrieb so gleichartig verhalten, daß .die Stützwirkung in jedem Betriebszustand
verhalten bleibt.
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Es ist schließlich noch vorgeschlagen, statt die Walze hohl zu .gießen,
in den Ballen und je nach Größe und Beanspruchung auch in den Kern mit den Lagerzapfen
ein Gitter von Profilstahlstäbien einzugießen, die von einem Ende zum anderen durchgehen
und vermöge ihrer höheren Bruchfestigkeit :den Walzenballen und die Zapfen entlasten
sollen. Es ist aber bekannt, daß bei dem Eingießen von Profilstahlstäben in eine
Gußwalzeeine einwandfreie Schweißung nicht zustande kommt, so daß der gedachte Zweck
nicht erreicht werden kann. Im Gegenteil werden infolge der größeren Wärmeausdehnung
des Stahlgerippes bei betriebsmäßig zunehmender Erwärmung der Walzen im Gußeisen
noch zusätzliche Spannungen hervorgerufen, und die Bruchgefahr wird -wahrscheinlich,
größer statt geringer.
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Erfindungsgemäß wird der Walzenballen als Hohlkörper gegossen Mund
erhält in seinem Innern dadurch eine Versteifung, daß in dein Hohlraum mit Hilfe
einer -entsprechenden Einsatzform in einem Guß mit dem übrigen Walzenkörper ein
Kern erzeugt wird, der durch eine Vielzahl von einzelnen Tragsäulen mit .der Schale
verbunden ist. Walzenballen, Zapfen, Kern und Tragsäulen bilden also rein Ganzes,
werden untrer allen Betriebsverhältnissen in gleichem Zustand sein und sieh hinsichtlich
Ausdehnung und Schrumpfung gleichartig verhalten. Dabei ist noch wesentlich, ,daß
die Stützsäulen nach der Erfindung nicht gleichlaufend mit der Walzenachse, sondern
senkrecht zu ihr angeordnet sind, also in der Hauptsache nicht auf Biegung beansprucht
werden wie die Stützen der bisherigen Vorschläge, sondern auf Druck oder Zug. Die
auf Stützung der Walzenschale wirkende Spannung muß also im Betrieb gleichmäßig
bleiben. Diese Säulen bilden damit ein Zwischenglied, das durch Nachgeben verhindert,
daß Dehnungen. und Spannungen der Schale sich unmittelbar auf .den starren inneren
Kern vzehnehr der erhitzten Schale ermöglicht, ihre Spannung undDehnung auszugleichen
und dabei durch diese Säulen Stützung auf dem inneren Kern zu. finden. Ebenso werden
auf diese Weise schon beim Guß der Walze auftretende Spannungen ausgeglichen und
beseitigt.
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In .der Zeichnung ist reine Walze nach der Erfindung beispielsweise
im Längs- und Querschnittdargestellt.
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Der Kern a ist mit -der Außenschale b durch die Säulen c verbunden.
Zum Herstellen dieser Säulen wird in die Kokille ein Formteil d. eingesetzt, das
auf dem Formboden durch einen Stiele abgestützt ist, der rhassiv sein kann, wie
irr !daxgestellten Beispiel,oder auch hohl, insbesondere bei größerem Durchmesser.
Oben kann ein ähnliches, durch den Oberzapfenkasten gehendes Führungsteil f angeordnet
werden.
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Das Formteil d enthält für die Verbindungssäulen c öfinungen,deren
Querschnitt beliebig sein kann und. deren Länge nach derjeweils geforderten elastischen
Dehnungsfähigkeit des Walzenwerkstoffes bestimmt wird. Das Formteil d kann auch,
statt auf einer Stütze e zu stehen, einfach mit einer Vorrichtung bekann. ter Art
in die Kokille gehängt werden. Es kann auch an den Enden offen sein.