EP1457281A1 - Method for producing a hollow casting roll and casting roll - Google Patents

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EP1457281A1
EP1457281A1 EP04003780A EP04003780A EP1457281A1 EP 1457281 A1 EP1457281 A1 EP 1457281A1 EP 04003780 A EP04003780 A EP 04003780A EP 04003780 A EP04003780 A EP 04003780A EP 1457281 A1 EP1457281 A1 EP 1457281A1
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hollow cylinder
hollow cylinders
cylinders
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EP04003780A
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Dirk Dr. Rode
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    • B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
    • B22D11/128—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for removing
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22D7/00—Casting ingots, e.g. from ferrous metals
    • B22D7/04—Casting hollow ingots

Abstract

Process for preparation of a hollow casting roll (1a) in Cu or Cu alloy in which at least two hollow cylinders (2,3) are cast, where the internal diameter of cylinder (2) is greater than the external diameter (AD) of cylinder (3) and the two cylinders are joined to each other. An independent claim is included for a casting roll (1,1a) consisting of at least two concentric cylinders joined together.

Description

Die Erfindung betrifft einerseits ein Verfahren zur Herstellung einer hohlzylindrischen Gießrolle aus Kupfer oder einer Kupferlegierung sowie andererseits eine Gießrolle.On the one hand, the invention relates to a method for producing a hollow cylindrical Casting roll made of copper or a copper alloy and on the other hand a casting roll.

Sowohl die Hersteller von Gießanlagen als auch die Anwender von Gießrollen äußern in einem zunehmenden Umfang den Wunsch nach großformatigen Gießrollen. Dieser Wunsch ist anlagen- und konstruktionsbedingt. Die zur Fertigung von Gießrollen bislang zur Verfügung gestellten Gußblöcke stoßen jedoch bei Großformaten an die Grenze des technisch Machbaren. Infolge dessen ergeben sich Engpässe in der Bereitstellung von großformatigen Gießrollen.Both the manufacturers of casting machines and the users of casting rolls increasingly express the desire for large format Casting rolls. This wish is due to the plant and construction. The one for manufacturing Casting blocks previously made available from casting rolls are encountered in large formats to the limit of what is technically feasible. As a result, arise Bottlenecks in the provision of large-format cast rolls.

Der Erfindung liegt - ausgehend vom Stand der Technik - die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer hohlzylindrischen Gießrolle aus Kupfer oder einer Kupferlegierung zu schaffen, das insbesondere die Bereitstellung großformatiger Gießrollen in einfacher und wirtschaftlicher Weise ermöglicht. Ferner soll eine wirtschaftlich herzustellende Gießrolle geschaffen werden.Starting from the prior art, the invention is based on the object Process for producing a hollow cylindrical casting roll made of copper or a To create copper alloy, in particular the provision of large format Casting rolls made possible in a simple and economical manner. Furthermore, an economic Casting roll to be produced.

Der verfahrensmäßige Teil dieser Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.The procedural part of this task is specified with that in claim 1 Features resolved.

Bei diesem Verfahren werden zunächst mindestens zwei Hohlzylinder geringer Masse gegossen. Von Bedeutung hierbei ist, daß der Innendurchmesser eines 1. Hohlzylinders größer als der Außendurchmesser des anderen 2. Hohlzylinders bemessen wird. Der Durchmesserunterschied ist so, daß anschließend die beiden Hohlzylinder problemlos zu einer großformatigen Gießrolle konzentrisch ineinander gefügt werden können.With this method, at least two hollow cylinders are initially reduced Mass poured. It is important here that the inside diameter of a 1st Hollow cylinder dimension larger than the outer diameter of the other 2nd hollow cylinder becomes. The difference in diameter is such that subsequently the two Hollow cylinders concentrically into one another to form a large-format casting roll can be added.

Der Vorteil eines solchen Verfahrens liegt zunächst darin, daß die Hohlzylinder weniger kritisch mit einer kleineren Masse gegossen und auch durch Warm- und/oder Kaltzwischenumformung weiter verarbeitet werden können, wenn die Abmessungen bzw. die Masse kleiner ist. Auf diese Weise können die Anforderungen an die Größe/Masse des inneren Hohlzylinders und des äußeren Hohlzylinders deutlich verringert werden. Dies kommt einer kostengünstigeren Fertigung sowohl in der Gießerei als auch bei der sich daran anschließenden Warm/Kaltzwischenumformung entgegen. Somit ist es möglich, im Prinzip doppelt so schwere Gießrollen wie bislang herzustellen. Die Hohlzylinder können aus Gußblöcken mit anschließender Zwischenumformung oder aus Rohrsträngen gefertigt werden.The advantage of such a method is that the hollow cylinders are less critically cast with a smaller mass and also by warm and / or Cold intermediate forming can be processed further if the dimensions or the mass is smaller. In this way, the requirements of the Size / mass of the inner hollow cylinder and the outer hollow cylinder significantly reduced become. This comes from both cheaper manufacturing Foundry as well as in the subsequent hot / cold intermediate forming opposite. This makes it possible, in principle, twice as much to manufacture heavy casting rolls as before. The hollow cylinder can Cast blocks with subsequent intermediate forming or from pipe strings are manufactured.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß jetzt verschiedene Werkstoffe für den äußeren Hohlzylinder und den inneren Hohlzylinder zum Einsatz gelangen können. So ist es je nach Einsatzzweck, z.B. bezüglich des zu vergießenden Werkstoffs, möglich, einen besonders ermüdungsfesten Werkstoff für den äußeren Hohlzylinder zu verwenden. Genauso ist bei einer Zielvorgabe einer hohen Kühlleistung für den äußeren Hohlzylinder ein relativ hochwärmeleitender Werkstoff verwendbar.Another advantage of the invention is that now different materials for the outer hollow cylinder and the inner hollow cylinder can. Depending on the application, e.g. regarding the material to be cast, possible, a particularly fatigue-proof material for the outside To use hollow cylinders. It is the same with a high target Cooling capacity for the outer hollow cylinder is a relatively highly heat conductive material usable.

Desweiteren ist es jetzt von Vorteil, daß gemäß Patentanspruch 2 die Wanddicken des inneren Hohlzylinders und des äußeren Hohlzylinders werkstoffabhängig oder einsatzbedingt gezielt eingestellt werden können. So ist es beispielsweise denkbar, daß bei einer kleineren Wanddicke dann eventuell auch ein höherer Kaltumformgrad der Hohlzylinder eingestellt werden kann. Furthermore, it is now advantageous that the wall thicknesses according to claim 2 of the inner hollow cylinder and the outer hollow cylinder depending on the material or can be specifically adjusted depending on the application. For example, it is conceivable that with a smaller wall thickness, a higher degree of cold forming may also be required the hollow cylinder can be adjusted.

Andererseits lassen sich je nach konstruktiver Vorgabe auch ein innerer Hohlzylinder mit einer größeren Wanddicke im Vergleich zu der Wanddicke eines äußeren Hohlzylinders kombinieren.On the other hand, depending on the design specifications, an inner hollow cylinder can also be used with a larger wall thickness compared to the wall thickness of an outer one Combine hollow cylinders.

Unabhängig von der genauen Ausführung des Fügeprozesses der beiden Hohlzylinder, der verwendeten Werkstoffe und ihrer Warm-/Kaltzwischenumformung bzw. anschließender Aushärtung bleibt im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit, die so gefertigte großformatige Gießrolle auch auf einen Stahlkern zu installieren. Das Fügen der Gießrolle auf einen Stahlkern erfolgt insbesondere durch heißisostatisches Pressen ("Hippen").Regardless of the exact execution of the joining process of the two hollow cylinders, of the materials used and their hot / cold intermediate forming or subsequent Curing remains in the scope of the invention, the possibility of the so manufactured Large-format castor roll can also be installed on a steel core. The joining the casting roll on a steel core is done in particular by hot isostatic Pressing ("bouncing").

Nach Patentanspruch 3 ist es vorteilhaft, daß die Hohlzylinder durch heißisostatisches Pressen ineinander gefügt werden. Dies ist ein Fügeprozeß mit sehr gutem Wärmeübergang zwischen den beiden zu fügenden Hohlzylindern.According to claim 3, it is advantageous that the hollow cylinder by hot isostatic Presses to be joined together. This is a very good joining process Heat transfer between the two hollow cylinders to be joined.

Die Merkmale des Patentanspruchs 4 erlauben es, ineinander gefügte Hohlzylinder mit weiteren ineinander gefügten Hohlzylindern koaxial aneinander zu fügen. Dieses Fügen erfolgt vorteilhaft im Strahlschweißen (Elektronenstrahl- oder Laserstrahlschweißen) oder durch Reibrührschweißen (friction stir welding). Diese Schweißverfahren erlauben es, ausscheidungsgehärtete Werkstoffe einwandfrei zu fügen.The features of claim 4 allow hollow cylinders inserted into one another to be joined coaxially to one another with further hollow cylinders inserted into one another. This Joining is advantageously carried out in beam welding (electron beam or laser beam welding) or by friction stir welding. This welding process allow precipitation-hardened materials to be joined properly.

Die fertig zu einer großformatigen Gießrolle gefügten Hohlzylinder kleiner Masse können mit einer Verschleiß- oder Deckbeschichtung versehen werden.The hollow cylinders of small mass that have been joined to form a large-format casting roll can be provided with a wear or top coating.

Darüber hinaus ist es vorstellbar, daß eine Hülse als Verschleiß- oder Deckbeschichtung auf die gefügten Hohlzylinder gebracht wird. Danach kann die Endbearbeitung erfolgen. In addition, it is conceivable that a sleeve as a wear or top coating is brought to the joined hollow cylinder. After that, the finishing respectively.

Eine großformatige Gießrolle, die aus mindestens zwei Hohlzylindern geringer Masse besteht, welche konzentrisch ineinander gefügt sind, bildet Bestandteil des Patentanspruchs 5.A large-format casting roll that consists of at least two hollow cylinders of low mass exists, which are concentrically joined together, forms part of the claim 5th

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1
in schematischer Perspektive eine Gießrolle und
Figur 2
in schematischer Perspektive eine Gießrolle mit weiteren Varianten.
The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments illustrated in the drawings. Show it:
Figure 1
in a schematic perspective a casting roll and
Figure 2
in a schematic perspective, a casting roll with other variants.

Mit 1 ist in der Figur 1 eine großformatige Gießrolle bezeichnet. Die Gießrolle 1 setzt sich aus zwei konzentrisch ineinander gefügten Hohlzylindem 2, 3 geringerer Masse aus Kupferlegierungen zusammen. Dazu ist der Innendurchmesser ID der äußeren Hohlzylinder 2 größer als der Außendurchmesser AD des inneren Hohlzylinders 3 bemessen. Die Hohlzylinder 2, 3 können aus Gußblöcken mit anschließender Zwischenumformung oder aus gegossenen Rohrsträngen gefertigt sein. Die Hohlzylinder 2, 3 sind durch heißisostatisches Pressen ineinander gefügt.1 in FIG. 1 denotes a large-format casting roll. The casting roller 1 sets consist of two concentrically interlocking hollow cylinders 2, 3 of lesser mass composed of copper alloys. For this, the inner diameter ID is the outer one Hollow cylinder 2 larger than the outer diameter AD of the inner hollow cylinder 3 sized. The hollow cylinder 2, 3 can be made from cast blocks with subsequent Intermediate forming or be made from cast tubing. The hollow cylinder 2, 3 are joined together by hot isostatic pressing.

Wie aus der Figur 1 erkennbar ist, weisen die beiden Hohlzylinder 2, 3 unterschiedliche Wanddicken WD, WD1 auf.As can be seen from FIG. 1, the two hollow cylinders 2, 3 different wall thicknesses WD, WD1.

Die Figur 2 zeigt eine großformatige Gießrolle 1 a, bei welcher insgesamt vier Hohlzylinder 2, 3 koaxial aneinander gefügt sind. Das Fügen ist durch Strahlschweißen oder durch Reibrührschweißen erfolgt.Figure 2 shows a large-format casting roller 1 a, in which a total of four hollow cylinders 2, 3 are joined together coaxially. The joining is by beam welding or by friction stir welding.

Das Fügen erfolgt über die einander zugewandten Stimseiten 4, 5 der Hohlzylinder 2, 3. Die Fügestelle ist mit 6 bezeichnet. The joining takes place via the mutually facing end faces 4, 5 of the hollow cylinder 2, 3. The joint is designated 6.

Nach dem Fügen der Hohlzylinder 2, 3 zu einer Gießrolle 1 a kann eine spanende Bearbeitung durchgeführt werden.After joining the hollow cylinders 2, 3 to a casting roll 1 a, a cutting can Processing.

Auch ist eine umfangsseitige Verschleiß- oder Deckbeschichtung 7 denkbar. In der Figur 2 ist diese Beschichtung 7 in strichpunktierter Linienführung angedeutet.A circumferential wear or top coating 7 is also conceivable. In the FIG. 2 shows this coating 7 in dash-dotted lines.

Ferner kann statt mindestens einer Verschleiß- oder Deckbeschichtung 7 die Gießrolle 1 a mit einer den jeweiligen Anforderungen gerecht werdenden Hülse 8 versehen sein. Eine solche in unterbrochener Linienführung veranschaulichte Hülse 8 (Verschleiß- oder Deckhülse) kann insbesondere durch heißisostatisches Pressen mit der Gießrolle 1 a gefügt werden.Furthermore, instead of at least one wear or top coating 7, the casting roller 1 a with a sleeve 8 that meets the respective requirements be provided. Such a sleeve illustrated in broken lines 8 (wear sleeve or cover sleeve) can in particular by hot isostatic pressing be added with the casting roller 1 a.

Schließlich ist es noch vorstellbar, daß die Gießrolle 1 a auf einen Stahlkem 9 aufgebracht werden kann. Dies erfolgt bevorzugt ebenfalls durch heißisostatisches Pressen. Finally, it is conceivable that the casting roller 1 a applied to a steel core 9 can be. This is also preferably done by hot isostatic Press.

BezugszeichenaufstellungREFERENCE NUMBERS

1 -1 -
GießrolleCasting roller
1a -1a -
GießrolleCasting roller
2 -2 -
Hohlzylinderhollow cylinder
3 -3 -
Hohlzylinderhollow cylinder
4 -4 -
Stirnseite v. 2, 3Front of v. 2, 3
5 -5 -
Stirnseite v. 2, 3Front of v. 2, 3
6 -6 -
Fügestellejoint
7 -7 -
Verschleißbeschichtungwear coating
8 -8th -
Hülseshell
9 -9 -
Stahlkernsteel core
AD -AD -
Außendurchmesser v. 3Outer diameter of 3
ID -ID -
Innendurchmesser v. 2Inner diameter of 2
WD -WD -
Wanddicke v. 2Wall thickness v. 2
WD1 -WD1 -
Wanddicke v. 3Wall thickness v. 3

Claims (5)

Verfahren zur Herstellung einer hohlzylindrischen Gießrolle (1, 1 a) aus Kupfer oder einer Kupferlegierung, bei welchem zunächst mindestens zwei Hohlzylinder (2, 3) gegossen werden, bei denen der Innendurchmesser (ID) eines 1. Hohlzylinders (2) größer als der Außendurchmesser (AD) des anderen 2. Hohlzylinders (3) bemessen ist, und daß dann die beiden Hohlzylinder (2, 3) konzentrisch ineinander gefügt werden.Process for producing a hollow cylindrical casting roll (1, 1 a) from copper or a copper alloy, in which initially at least two hollow cylinders (2, 3) are cast, in which the inner diameter (ID) of a 1st hollow cylinder (2) larger than the outer diameter (AD) of the other 2nd hollow cylinder (3) is dimensioned, and that then the two hollow cylinders (2, 3) concentrically into each other be added. Verfahren nach Patentanspruch 1, bei welchem die Hohlzylinder (2, 3) mit unterschiedlichen Wanddicken (WD, WD1) gegossen werden.Method according to claim 1, in which the hollow cylinders (2, 3) with different Wall thicknesses (WD, WD1) can be cast. Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 2, bei welchem die Hohlzylinder (2, 3) durch heißisostatisches Pressen ineinander gefügt werden.Method according to claim 1 or 2, in which the hollow cylinders (2, 3) can be joined together by hot isostatic pressing. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, bei welchem ineinander gefügte Hohlzylinder (2, 3) mit weiteren ineinander gefügten Hohlzylindern (2, 3) koaxial aneinander gefügt werden.Method according to one of claims 1 to 3, in which merged Hollow cylinder (2, 3) with further hollow cylinders (2, 3) joined together be coaxially joined together. Gießrolle (1, 1a), die aus mindestens zwei Hohlzylindem (2, 3) besteht, welche konzentrisch ineinander gefügt sind.Casting roller (1, 1a), which consists of at least two hollow cylinders (2, 3), which are concentrically merged.
EP04003780A 2003-03-14 2004-02-19 Method for producing a hollow casting roll and casting roll Withdrawn EP1457281A1 (en)

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