EP0246188A1 - Giesswalze und Verfahren zum Ueberholen derselben - Google Patents

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Wilhelm Friedrich Lauener
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Lauener Engineering AG
Larex AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • B22D11/0637—Accessories therefor
    • B22D11/0648—Casting surfaces
    • B22D11/0651—Casting wheels

Definitions

  • rolls - Belt casting machines with casting rolls, in which the metal melt is poured between two counter-rotating casting rolls - hereinafter referred to as rolls - are known.
  • the rollers generally consist of a roller core with pins on both sides for receiving the bearings, a roller shell that fits snugly on the roller core and the components required for the coolant supply and discharge, such as rotating glands, pipes, distributors and seals and various small parts.
  • the roll core has cooling grooves on the surfaces of the roll barrel - referred to below as grooves - through which the coolant flows, whereby the heat transferred from the cast material to the roll shell is dissipated (Herrmann, Handbuch der Stranggiessens, 1958 edition, page 21).
  • the diameter of the roll core is becoming smaller and smaller, which means that the inside diameter of the roll shells is becoming ever smaller. Regardless of the previous design and arrangement of the grooves, this is associated with further major disadvantages.
  • the storage of the roller sleeves which are to be regarded as wearing parts, is very complex, since the inside diameter must correspond to the diameter of the roller core in order to ensure the required fit.
  • the present invention is based on the object of avoiding reworking of the roll core and thus always being able to use roll shells with the same inside diameter, which greatly simplifies storage.
  • the solution is described in claim 1.
  • Fig. 1 shows the known version in section.
  • the roll shell 1 is shrunk onto the roll core 3 provided with longitudinal grooves 2.
  • the superimposed surfaces of these parts are worn, which means that the roller shell must be removed and replaced after a certain time.
  • the outer diameter of the roller core is reduced and the former roller shell can no longer be shrunk on - not to mention that in In many cases, the inner surface of the roll shell would also have to be revised.
  • a new roller jacket with a smaller inner diameter must therefore be fitted. As mentioned, this always requires the individual production and / or storage of roll shells, the inside diameter of which has to be individually adapted to the outside diameter of the revised roll cores.
  • connection elements for guiding the cooling water in the channels formed by the grooves 2 between the roll core and the roll shell would also have to be adapted to the new diameter, whereby there is also a limit to the reduction of the diameter of the roll core from this side are.
  • the roller core 3 is provided with axial grooves 2 rectangular cross-section, in which rods 4 rectangular cross-section are inserted.
  • the roll shell 1 is shrunk onto these rods. Coolant channels 5 are formed between the bars.
  • a significant advantage of the invention is that the bars can be made of the most suitable and hardened steel, regardless of the material of the roll core, which significantly increases the wear resistance and thus the service life.
  • the cross-section of the bars can now be rectangular according to FIGS. 2 and 3, wherein the contact surfaces on the roll shell 1 can be rounded according to its radius, or other shapes can also be used, for example bars 4 'with a trapezoidal cross-section according to FIG. 4, which engage in dovetail grooves 2 ', or rods 4 "with a circular cross section according to FIG. 5, which engage in grooves 2" with a circular section cross section.
  • the constant dimension of the roll core has the advantage that connecting elements for guiding the cooling water in the channels 5 can never be adapted. It is therefore also possible, if appropriate, to use somewhat more complex connecting elements.
  • These connecting members are preferably designed such that at least one pair of channels is connected in series in such a way that the cooling water can be supplied and removed at one and the same roller end. In this way, the cooling water flow in the roller can be considerably simplified by avoiding feed or return channels that penetrate the entire roller in the axial direction. Calculations also show that the pump output can be significantly reduced without a noticeable loss of cooling effect.
  • the invention is not on internally cooled casting rolls limited, ie the arrangement of support rods between the roller core and roller shell can also be useful if the channels formed between the rods are not flowed through by cooling water.
  • the main focus is on the fact that the actual roll core never has to be touched and its effective diameter can be brought to the desired size - in particular the original size - simply by changing rods.

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Abstract

In axiale Nuten (2) des Walzenkerns (3) sind Stäbe (4) eingesetzt, die über die Nuten (2) hinausragen. Auf diese Stäbe (4) ist der Walzenmantel (1) aufgeschrumpft. Durch das Wandern des Walzenmantels (1) infolge wechselweiser Erhitzung und Kühlung desselben, erfolgt eine Abnutzung zwischen der Innenfläche des Walzenmantels (1) und der daran anliegenden Aussenfläche jedes Stabes (4). Ist diese Abnutzung untragbar hoch geworden, wird der Walzenmantel entfernt, die Stäbe (4) werden ersetzt, und ein Walzenmantel mit saüberer Innenfläche wird wieder aufgeschrumpft, wobei die radiale Abmessung der Stäbe und der Innendurchmesser des Walzenmantels aufeinander abgestimmt sein müssen. Es können dabei insbesonders immer neue Stäbe und neue Walzenmäntel gleicher Abmessungen verwendet werden. Eine Abnutzung des Walzenkerns (3) erfolgt nicht. Lagerhaltung und Herstellung werden durch die Ersatzteile stets gleicher Abmessungen besonders vereinfacht.

Description

  • Bandgiessmaschinen mit Giesswalzen, bei welchen die Metallschmelze zwischen zwei gegenläufig rotierende Giesswalzen - nachstehen Walzen genannt - gegossen wird, sind bekannt.
  • Die Walzen bestehen allgemein aus einem Walzenkern mit beidseitigen Zapfen für die Aufnahme der Lager, einem Walzenmantel, welcher satt auf dem Walzenkern sitzt und den für die Kühlmittelzu- und abfuhr erforderlichen Bestandteilen wie rotierende Stopfbüchsen, Rohre, Verteilstücke und Dichtungen und diversen Kleinteilen.
  • Der Walzenkern weist an den Oberflächen des Walzenballens Kühlnuten - nachstehens Nuten genannt - auf, welche vom Kühlmittel durchströmt werden, wobei die vom Giessgut an den Walzenmantel übertragene Wärme abgeführt wird (Herrmann, Handbuch des Stranggiessens, Ausgabe 1958, Seite 21).
  • Es ist bekannt, die Kühlnuten in Umfangsrichtung, spi-ralförmig oder parallel zu der Längsachse der Walzen auszuführen.
  • Ebenfalls ist bekannt, dass der Walzenmantel infolge des Zusammenspiels der lokalen, externen Erwärmung in der Giesszone und der Abkühlung an der Innenseite einer kriechenden Drehbewegung relativ zum Walzenkern unterworfen ist. Damit it eine gewisse Abnützung des Walzenkerns verbunden, was eine periodisch auftretende Nacharbeit desselben erfordert.
  • Um dabei den Querschnitt der Nuten aufrecht zu erhalten, müssen diese deshalb ebenfalls von Zeit zu Zeit nachgearbeitet werden. Naturgemäss ist diese Operation bei achsparallelen Längsnuten aufwendiger als bei umlaufenden Nuten, welche in der gleichen Operation wie die Nachbearbeitung der Walzenoberfläche auf einer Drehmaschine nachgestochen werden können, wogegen für Längsnuten ein Hobel- oder Fräswerk erforderlich ist.
  • Durch die Nachbearbeitung wird der Durchmesser des Walzenkerns immer kleiner, womit auch immer kleinere Innendurchmesser der Walzenmäntel erforderlich.werden. Damit sind, unabhängig von der bisherigen Gestaltung und Anordnung der Nuten, weitere grosse Nachteile verbunden.
  • Neben den Bearbeitungskosten und entsprechender Ausfallzeit wird die Lagerhaltung der als Verschleissteil zu betrachtenden Walzenmäntel sehr aufwendig, da der Innendurchmesser dem Durchmesser des Walzenkerns entsprechen muss, um den erforderlich Sitz zu gewährleisten.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Nachbearbeitung des Walzenkerns zu vermeiden und damit immer Walzenmäntel mit gleichem Innendurchmesser verwenden zu können, womit die Lagerhaltung sehr vereinfacht wird. Die Lösung ist im Anspruch 1 beschrieben.
  • Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung, welche ein Ausführungsbeispiel und einige Varianten zeigt, näher erläutert.
    • Fig. 1 zeigt einen Teil-Querschnitt durch eine bekannte Ausführung,
    • Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch einen Teil des Ausführungsbeispiels,
    • Fig. 3 zeigt einen vergrösserten Ausschnitt aus Fig. 1, und
    • Fig. 4 und 5 zeigen Ausführungsvarianten.
  • Fig. 1 zeigt die bekannte Ausführung im Schnitt. Der Walzenmantel 1 ist auf den mit Längsnuten 2 versehenen Walzenkern 3 aufgeschrumpft. Infolge des oben erwähnten Wanderns des Walzenmantels 1 auf dem Walzenkern 3, werden die aufeinanderliegenden Flächen dieser Teile abgenützt, was dazu führt, dass nach einer gewissen Zeit der Walzenmantel entfernt und ersetzt werden muss. Da bei diesem Ueberholen der Walze nicht nur die Längsnuten 2 ausgestossen sondern auch die Auflagefläche zwischen diesen Nuten überdreht und/oder überschliffen werden muss, verringert sich der Aussendurchmesser des Walzenkerns, und der frühere Walzenmantel kann nicht mehr aufgeschrumpft werden - ganz abgesehen davon, dass in vielen Fällen auch die Innenfläche des Walzenmantels überarbeitet werden müsste. Es muss daher ein neuer Walzenmantel mit geringerem Innendurchmesser aufgezogen werden. Das bedingt, wie erwähnt, stets die individuelle Herstellung und/oder Lagerhaltung von Walzenmänteln, deren Innendurchmesser individuell dem erreichten Aussendurchmesser der überarbeiteten Walzenkerne angepasst sein muss.
  • Auch das Ausstossen der Längsnuten 2 ist aufwendig, und schliesslich muss auch der teure Walzenkern ersetzt werden, wenn eine nochmalige Ueberarbeitung nicht mehr möglich ist. Eine besondere Schwierigkeit liegt ohnehin auch darin, dass Anschlussorgane zur Führung des Kühlwassers in den durch die Nuten 2 zwischen dem Walzenkern und dem Walzenmantel gebildeten Kanälen auch jeweils dem neuen Durchmesser angepasst werden müssten, wobei auch von dieser Seite einer Reduktion des Durchmessers des Walzenkerns Grenzen gesetzt sind.
  • All diese Probleme sind bei der erfindungsgemässen Ausführung nach Fig. 2 behoben. Entsprechende Teile sind gleich bezeichnet wie in Fig. 1. Der Walzenkern 3 ist mit Axialnuten 2 rechteckigen Querschnitts versehen, in welche Stäbe 4 rechteckigen Querschnitts eingesetzt sind. Der Walzenmantel 1 ist auf diese Stäbe aufgeschrumpft. Zwischen den Stäben sind Kühlmittelkanäle 5 gebildet.
  • Anstelle der vorgängig erwähnten Nacharbeit des Walzenkerns 3, welche immer mit einem Ersatz des Walzenmantels 1 verbunden ist, werden nun - wenn erforderlich - die relativ billigen Stäbe ersetzt, welche alle in gleicher Abmessung vorrätig gehalten werden können. Da in den Nuten des Walzenkerns kein Verschleiss stattfinden kann, bleibt der Innendurchmesser der Walzenmäntel immer.: gleich.
  • Ein bedeutender Vorteil der Erfindung besteht noch darin, dass die Stäbe, unabhängig vom Material des Walzenkerns, aus bestgeeignetem und gehärtetem Stahl hergestellt werden können, was die Verschleissfestigkeit und damit die Einsatzdauer wesentlich erhöht.
  • Der Querschnitt der Stäbe kann nun rechteckig gemäss Fig. 2 und 3 sein, wobei die Auflageflächen am Walzenmantel 1 entsprechend dessen Radius gerundet sein können, oder es können auch andere Formen verwendet werden, zum Beispiel Stäbe 4' mit trapezförmigem Querschnitt gemäss Fig. 4, die in Schwalbenschwanznuten 2' greifen, oder Stäbe 4" mit kreisrundem Querschnitt gemäss Fig. 5, die in Nuten 2" mit kreisabschnittförmigem Querschnitt greifen.
  • Bei einem Walzenkern mit einem Durchmesser von beispielsweise 600 mm werden vorzugsweise etwa 120 Nuten vorgesehen. Damit ergibt sich eine Teilung von
    Figure imgb0001
    Wird ein rechteckiger Stabquerschnitt vorgesehen, so kann hierbei eine Abmessung von 6 x 12 mm gewählt werden, wobei der Stab 8 mm tief im Walzenkern steckt und 4 mm herausragt. Damit ergeben sich Kühlkanäle von angenähert 4 x 9,7 mm2 und eine benetzte Oberfläche am Walzenmantel von
    Figure imgb0002
  • In der Praxis hat sich eine benetzte Oberfläche des Walzenmantels von 55 - 65% gut bewährt. Somit ergibt die getroffene Stabdicke von 6 mm diesbezüglich einen günstigen Wert.
  • Wie oben erwähnt, hat die stets gleichbleibende Dimension des Walzenkerns u.a. den Vorteil, dass Anschlussorgane zur Führung des Kühlwassers in den Kanälen 5 nie anzupassen sind. Es können daher gegebenenfalls auch etwas aufwendigere Anschlussorgane verwendet werden. Vorzugsweise werden diese Anschlussorgane so ausgebildet, dass je mindestens ein Paar von Kanälen derart in Serie geschaltet wird, dass die Zu- und Abfuhr des Kühlwassers an ein- und demselben Walzenende geschehen kann. Damit kann die Kühlwasserführung in der Walze erheblich vereinfacht werden, indem die ganze Walze in Axialrichtung durchsetzende Vor- oder Rücklaufkanäle vermieden werden können. Berechnungen zeigen ausserdem, dass ohne merkliche Einbusse an Kühlwirkung die Pumpenleistung erheblich reduziert werden kann.
  • Die Erfindung ist nicht auf innengekühlte Giesswalzen beschränkt, d.h., die Anordnung von Stützstäben zwischen Walzenkern und Walzenmantel kann auch dann sinnvoll sein, wenn die zwischen den Stäben gebildeten Kanäle nicht von Kühlwasser durchflossen sind. In jedem Falle steht der Vorteil im Vordergrund, dass der eigentliche Walzenkern nie angetastet werden muss und sein wirksamer Durchmesser durch einfaches Auswechseln von Stäben auf das gewünschte Mass - insbesondere das ursprüngliche Mass - gebracht werden kann.

Claims (9)

1. Giesswalze mit einem Walzenmantel (1) und einem Walzenkern (3), dadurch gekennzeichnet, dass der Walzenkern (3) Nuten (2) mit eingesetzten Stäben (4) aufweist, welche aus den Nuten (2) ragen und auf welchen der Walzenmantel (1) sitzt.
2. Giesswalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen besagten Stäben (4) für den Durchfluss von Kühlmitteln bemessene Kanäle (5) gebildet sind.
3. Giesswalze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stäbe (4) auswechselbar sind.
4. Giesswalze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stäbe (4) rechteckigen Querschnitt aufweisen.
5. Giesswalze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stäbe (4') trapezförmigen Querschnitt aufweisen und in Schwalbenschwanznuten (2') des Kerns (3) greifen.
6. Giesswalze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stäbe (4") kreisrunden Querschnitt aufweisen.
7. Giesswalze nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stäbe (4) höhere Verschleissfestigkeit als der Walzenmantel (1) aufweisen.
8. Verfahren zum Ueberholen einer Giesswalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man den Walzenmantel entfernt und auf Stäbe gleicher Abmessungen wie die der ursprünglich vorhandenen Stäbe einen neuen Walzenmantel mit gleichen Innenabmessungen wie die des ursprünglichen Walzenmantels aufsetzt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass man auch die Stäbe entfernt und durch neue ersetzt.
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