EP1476262A2 - Giesswalze und verfahren zur herstellung einer giesswalze - Google Patents

Giesswalze und verfahren zur herstellung einer giesswalze

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EP1476262A2
EP1476262A2 EP20020793061 EP02793061A EP1476262A2 EP 1476262 A2 EP1476262 A2 EP 1476262A2 EP 20020793061 EP20020793061 EP 20020793061 EP 02793061 A EP02793061 A EP 02793061A EP 1476262 A2 EP1476262 A2 EP 1476262A2
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
roll
casting
core
lateral surface
roller
Prior art date
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Granted
Application number
EP20020793061
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP1476262B1 (de
Inventor
Gerald Hohenbichler
Gerald Eckerstorfer
Thomas Reiter
Jean-Michel Damasse
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Primetals Technologies Austria GmbH
Original Assignee
Voest Alpine Industrienlagenbau GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Voest Alpine Industrienlagenbau GmbH filed Critical Voest Alpine Industrienlagenbau GmbH
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Publication of EP1476262A2 publication Critical patent/EP1476262A2/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1476262B1 publication Critical patent/EP1476262B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • 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

  • Casting roll and method for producing a casting roll :
  • the invention relates to a casting roll for the continuous casting of thin metallic strips, in particular steel strips, in a two-roll or Einwalzeng tellstrom, with a roll core having an outer surface and a surrounding, shrunk, annular roll shell with an inner circumferential surface and with a central casting roll axis, and a method for producing such a casting roll.
  • Casting rolls of this type are used for producing metal strip with a strip thickness of up to 10 mm, wherein liquid metal is applied to the casting roll surface of at least one casting roll where it is at least partially solidified and shaped into the desired strip format. If the molten metal is predominantly applied to a casting roll, this is called single-roll casting. If the molten metal is introduced into a casting gap, which is formed by two spaced-apart casting rolls, wherein the molten metal is solidified on the two casting roll surfaces and from these a metal strip is formed, it is called Zweiwalzeng veiclar. In these production methods, large amounts of heat have to be dissipated from the casting roll surface into the interior of the casting roll in a short time.
  • the casting roll is equipped with an outer roll shell of a particularly thermally conductive material, preferably copper or a copper alloy, and an internal cooling with a cooling water circuit.
  • a particularly thermally conductive material preferably copper or a copper alloy
  • an internal cooling with a cooling water circuit Such casting rolls are already described, for example, in US Pat. No. 5,191,925 or DE-C 41 30 202.
  • US Pat. No. 5,191,125 discloses a casting roll in which two annular roll shells are mounted on a roll core equipped with cooling channels and the two roll shells are connected to one another by a welded joint or a roll sheath is bonded to the other roll shell by electrolytic deposition will be produced.
  • a casting roll can be seen in which a connection between a roll core and a roll shell is prepared by brazing, wherein between the roll core and the roll shell prior to assembly a suitable solder, preferably in the form of a strip of this Solder, must be applied and fixed.
  • the roll shell is drawn onto the roll core by a thermal shrinking process, thus achieving a temporary bond followed by the time-consuming brazing process.
  • the proposed braze joint is not suitable in addition to the complex production in the occurring, locally high thermal loads, to prevent such migration of the roll shell sustainable.
  • the elevations and depressions on the lateral surface form support surfaces, which are predominantly oriented substantially parallel to the casting roll axis and having a radial minimum extent, produce an additional resistance to a traveling movement of the roll shell relative to the roll core in the circumferential direction.
  • support surfaces which are predominantly oriented substantially parallel to the casting roll axis and having a radial minimum extent, produce an additional resistance to a traveling movement of the roll shell relative to the roll core in the circumferential direction.
  • a stable connection between roll core and roll shell is achieved if the elevations and depressions on at least one of the mutually opposite lateral surfaces form a surface structure in which the lateral surface has a roughness R z between 2 ⁇ m and 1500 ⁇ m, preferably between 10 ⁇ m and 500 ⁇ m. With these roughness values, an optimum penetration of the elevations into the opposite lateral surface can be achieved when producing the shrink-fit connection, so that a sufficiently large total support surface of a jacket twisting counteracts from the individual support surfaces.
  • At least one of the opposing shell surfaces elevations and depressions in and immediately about an axis normal casting roll symmetry plane substantially along the entire circumference of one of the two On lateral surfaces, with a radial extent of at least 2 microns, preferably at least 0.2 mm, in particular 1 to 15 mm, which are preferably oriented in the circumferential direction.
  • these elevations and depressions in and immediately around an axis-normal casting-roll plane of symmetry form on at least one of the mutually opposite lateral surfaces a surface structure in which the lateral surface has a roughness Rz between 2 ⁇ m and 1500 ⁇ m.
  • This effect is achieved in an optimum manner when the elevations and recesses substantially in the direction of the casting roll axis and directed radially with support surfaces form a longitudinal extension, which are smaller than or equal to the lateral surface length.
  • Such oriented support surfaces arise in an example mechanical machining of the lateral surface in the direction of the casting roll axis, such as by knurling.
  • the resulting approximately V-shaped groove formation on a lateral surface results in a firm connection with the further lateral surface, if the distance between the groove tips preferably between 0.1 and 1, 7 mm and the distance between the valley and tip between 0.06 and 0th , 8 lies.
  • the roll core and the annular roll shell are formed in the region of the opposite lateral surfaces made of materials of different hardness and at least the lateral surface of the component having the higher lateral surface hardness values is provided with the predetermined roughness.
  • the roughness pattern of the harder mantle surface is impressed into the softer mantle surface, resulting in a full-surface micro-mating fit which is clearly superior to the friction fit achievable in the conventional shrinking process.
  • a hardness difference between the edge layers in the region of the harder and softened lateral surfaces should be at least 20%, but preferably more than 50%, the hardness of the softer lateral surface being less than 220 HB, preferably less than 150 HB.
  • the steel roll core and the annular roll shell from copper or a copper alloy.
  • the formation of the roll core made of steel gives the cast roll construction the necessary operational stability and the formation of the roll mantle of copper or a copper alloy is absolutely necessary for a sufficient heat removal from the molten metal applied to it.
  • a bonding layer is preferably arranged between the roll core and the roll shell and the material forming the tie-layer on one of the two deposited associated with each other lateral surfaces.
  • the bonding layer consists of a metal or a metal alloy, wherein wear-resistant granules can be embedded in this bonding layer.
  • wear-resistant granules consist of grains or lamellae of metal oxides, such as aluminum oxide, zirconium oxide or similar materials or their mixtures.
  • the granules may also consist of grains or fins of carbides, such as titanium carbide, tungsten carbide, silicon carbide or similar materials with comparable properties or their mixtures. Mixtures of metal oxides and carbides are useful.
  • the connecting layer can also be formed by a very hard material, for example a plasma ceramic, wherein this material must be applied to one of the lateral surfaces such that the desired roughness also sets at the same time.
  • the bonding layer preferably has a layer thickness of 0.05 to 1.2 mm.
  • the wear-resistant granules embedded in them have a particle size of less than 40 ⁇ m, preferably less than 10 ⁇ m.
  • the roll core has grooves distributed parallel to the casting roll axis on its lateral surface, are inserted into the fuse strips, which project beyond the lateral surface of the roll core in the radial direction by at least 2 microns.
  • the over the lateral surface of the roll core protruding fuse strips press with the shrink connection in the lateral surface of the roll shell and form itself a support surface against the jacket twist and produce by their impression in the roll shell a counter-supported support surface in this.
  • these securing strips project beyond the lateral surface of the roller core no more than 1500 ⁇ m, since the possibilities of embossing in the roller shell are limited. If only by the pressing of the fuse strips in the roll shell a rich juxtaposition of the two lateral surfaces can not be achieved, it is preferably also possible to make shallow milled with shallow depth in the roll shell at the points that are opposite to the grooves in the roll core.
  • the securing strips project beyond the lateral surface of the roller core in the radial direction between 500 ⁇ m and 15 mm.
  • the securing strips are also in the inner circumferential surface of the roll mantle grooves milled, which lie opposite the grooves in the lateral surface of the roll core and wherein opposing grooves each receive a fuse strip.
  • the flanks of the securing strip and the flanks of the grooves form corresponding support surfaces oriented in the direction of the casting roll axis.
  • a large-area shrinkage connection between the roll core and the roll shell is additionally possible if the sum of the depths of two grooves is greater than the height of the fuse strip receiving them.
  • Typical groove depths are 2 to 15 mm in the roll core and 0.4 to 5 mm in the roll shell.
  • the width of the fuse strip is between 4 and 45 mm, preferably between 5 and 25 mm.
  • Usually less than 16, preferably less than 8 fuse strips or grooves are preferably distributed regularly distributed on the roll core at its periphery. At least 3 grooves are necessary for a sufficient rotation of the roll shell, if at the same time an uneven forces and stress distribution in the roll shell to be avoided.
  • the length of the grooves or the fuse strips is less than the lateral surface length of the roller core. Thus, the risk of slipping out of the fuse strips is avoided under operating load.
  • a method for producing a casting roll suitable for the continuous casting of thin metallic strips, in particular steel strips, by the two-roll or single-roll casting process and consisting essentially of a roll core having an outer circumferential surface and a shrunk annular roll shell surrounding the latter inner circumferential surface and a central casting roll axis is, is characterized in that the lateral surface of the roll core and the inner surface of the roll shell are prepared for a shrink connection, that on at least one of the mutually associated shrink-forming lateral surfaces surveys and depressions are made, at least partially in Direction of the casting roll axis are oriented and whose radial extent is at least 2 ⁇ m and that the roll shell is raised with a relative to the roll core elevated temperature on the roll core.
  • the preparations for the formation of a shrink connection consist essentially in that a matched to the operating conditions of the casting roll fit selected and the roll core is made with a corresponding outer diameter and the roll shell with a corresponding inner diameter.
  • the feature essential to the invention consists in the design of one of the two cooperating jacket surfaces with a surface structure in the elevations and depressions form support surfaces, which are oriented substantially parallel to the casting roll axis and have a radial minimum extent to a corresponding resistance to a migration of the roll shell in the circumferential direction to ensure.
  • an oriented surface structure is incorporated into the lateral surface, which has a roughness R z between 2 ⁇ m and 1500 ⁇ m, preferably between 10 ⁇ m and 500 ⁇ m.
  • R z roughness
  • the formation of a surface structure has proved to be particularly favorable, in which the elevations and depressions incorporated on at least one of the mutually associated lateral surfaces are produced with support surfaces oriented essentially radially and in the direction of the casting roll axis, which have a longitudinal extension which is less than or equal to Lateral surface length are.
  • the incorporated in one of the lateral surfaces oriented surface structure penetrates when producing the shrink connection with significantly reduced Abplattungstendenz in the surface of the mantle surface when the roll core and the annular roll shell are made of materials of different hardness and formed with a higher lateral surface hardness value component with the predetermined roughness R z is provided.
  • the hardness values of the component formed with a higher lateral surface hardness value can additionally be increased by hardening, nitriding, carburizing or a comparable method. This can be largely dispensed with adhesion-improving additional coating on one of the mating lateral surfaces.
  • the directional surface structure or the roughness Rz is produced in a simple manner by mechanical processing of the mantle surface, such as knurling, bumping or milling.
  • a correspondingly directed surface structure having a predetermined roughness can be produced in a simple manner, which is predominantly in the direction the casting roll axis oriented and a jacket twist counteracting support surfaces.
  • the bonding between the roll core and the roll shell can be further improved if a bonding layer is deposited on one of the mating surfaces, wherein the predetermined roughness is advantageously applied to one lateral surface and the bonding layer is applied in a layer thickness of 0.05 to 1, 2 mm is deposited.
  • the compound layer of a metal or a metal alloy is preferably applied by electrodeposition or by plasma deposition on the lateral surface.
  • the granules already described above can be incorporated into the bonding layer.
  • a variant of the described method for producing a casting roll with a correspondingly stable rotation between the roll core and roll shell is prepared by the lateral surface of the roll core and the inner surface of the roll shell are prepared for a shrink connection, that incorporated on the lateral surface of the roll core parallel to the casting roll axis grooves and be used in these fuse strips, which projects beyond the lateral surface of the roller core in the radial direction at least 2 ⁇ m, preferably between 500 microns and 15 mm, and that the roll shell is raised with respect to the roller core elevated temperature on the roll core, wherein between the fuse strips and the Roll shell a shrink connection and between the roll core and the roll shell at least a tight connection is made. Subsequently, a controlled cooling of the casting roll takes place at room temperature.
  • 1 shows a casting roll in partial section with an inventive design of the lateral surface of the roll core according to a first embodiment
  • 2 is a casting roll in cross section with an inventive design of the lateral surfaces according to a second embodiment
  • FIG. 3 the fuse strips used in Fig. 2 in a Schrägriss.
  • a casting roll according to the invention for the continuous casting of steel strips in a two-roll continuous casting is shown schematically in a partial section. It consists of a roller core 1 made of steel, which ends in roll neck 1a, 1b for support in G manwalzenlagern not shown.
  • a cylindrical roll shell 2 made of a copper alloy surrounds the roll core 1 and is fixed in rotation therewith by means of a shrink connection 3.
  • the shrink joint 3 is formed by the outer circumferential surface 4 of the roll core 2 and the inner circumferential surface 5 of the roll shell 2, wherein the two lateral surfaces 4 and 5 achieved by a directed surface structure increased compared to conventional shrink joints torsional resistance. Illustrated by way of example in FIG.
  • the lateral surface 4 is provided with a knurling 6, wherein the grooves 7 produced by the knurling are oriented in the direction of the casting roll axis 8 and form V-shaped support surfaces 9 extending substantially radially and in the direction of the casting roll axis 8, which act in large numbers as resistance surfaces against a relative rotation of the roll shell 2 to the roll core 1.
  • a metallic compound layer 10 is, for example, deposited electrolytically and forms a relatively soft, low hardness layer, in which the structured outer surface 4 of the roll core 1 in the manufacture of the shrink joint without significantly altering its structure, penetrates.
  • granules formed by different metal oxides or carbides which additionally increase the adhesive effect can be embedded in the bonding layer.
  • the casting roll is provided with an internal circulating liquid cooling, wherein cooling liquid is supplied via a central supply line 11 and radial branch lines 12 to annular milled into the outer circumferential surface 4 of the roll core 1 coolant channels 13 and discharged via further radial stubs 14 and a central discharge line 15 again.
  • cooling liquid is supplied via a central supply line 11 and radial branch lines 12 to annular milled into the outer circumferential surface 4 of the roll core 1 coolant channels 13 and discharged via further radial stubs 14 and a central discharge line 15 again.
  • the coolant circulating through the milled-coolant channels 13
  • the heat applied to the casting roll surface 16 of molten steel heat is removed and discharged through the roll shell 2 into the coolant.
  • the casting roll is shown with a shrinkage connection 3 according to the invention according to a further embodiment in a cross section.
  • the roller core 1 is analogous as in Fig.
  • annular coolant channels 13 are rotated in the roll shell 2 in the embodiment shown in FIG.
  • Parallel to the casting roll axis 8 four grooves 7 are milled into the outer circumferential surface 4 of the roll core 1 and in each of these grooves 7 a fuse strip 17 is inserted, which projects beyond the outer surface 4 of the roll core 1 by a small piece.
  • 2 grooves 18 shallow depth are milled into the inner circumferential surface 5 of the roll shell, which lie opposite the grooves 7 in the roll core 1 and collect the fuse strips 17 together.
  • the fuse strip 17 is shown in Fig. 3 in an oblique view, the fuse strip 17 includes recesses 23 for the undisturbed coolant bushing, these recesses 23 are aligned in the installed position of the fuse strip with the annular coolant channels 13. At a distance juxtaposed recesses 23 are each preferably flowed through in the opposite direction to ensure uniform roll jacket cooling. This is indicated by arrows.
  • casting roll is not limited to the embodiments shown in detail, but also includes casting rolls with a roll shell, with substantially central axial cooling holes, and casting rolls with incorporated into the roll core or the roll shell trapezoidal thread-like cooling channels, or on casting rolls in the roll core incorporated circumferential cooling ribs.

Description

Gießwalze und Verfahren zur Herstellung einer Gießwalze:
Die Erfindung betrifft eine Gießwalze für das Stranggießen von dünnen metallischen Bändern, insbesondere Stahlbändern, in einer Zweiwalzen- oder Einwalzengießanlage, mit einem Walzenkern mit einer äußeren Mantelfläche und einem diesen umgebenden, aufgeschrumpften, ringförmigen Walzenmantel mit einer inneren Mantelfläche und mit einer zentrischen Gießwalzenachse, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Gießwalze.
Gießwalzen dieser Art werden zur Herstellung von Metallband mit einer Banddicke bis zu 10mm eingesetzt, wobei flüssiges Metall auf die Gießwalzenoberfläche mindestens einer Gießwalze aufgebracht wird, dort zumindest teilweise erstarrt und in das gewünschte Bandformat umgeformt wird. Wird die Metallschmelze vorwiegend auf eine Gießwalze aufgebracht, spricht man von Einwalzengießverfahren. Wird die Metallschmelze in einen Gießspalt, der von zwei im Abstand voneinander angeordneten Gießwalzen gebildet wird, eingebracht, wobei die Metallschmelze an den beiden Gießwalzenoberflächen erstarrt und aus diesen ein Metallband geformt wird, so spricht man von Zweiwalzengießverfahren. Bei diesen Produktionsverfahren müssen in kurzer Zeit große Wärmemengen von der Gießwalzen-Oberfläche in das Innere der Gießwalze abgeführt werden. Dies wird erreicht, indem die Gießwalze mit einem äußeren Walzenmantel aus eine besonders wärmeleitfähigem Material, vorzugsweise Kupfer oder einer Kupferlegierung, und einer Innenkühlung mit einem Kühlwasserkreislauf ausgestattet ist. Derartige Gießwalzen sind beispielsweise bereits in der US-A 5,191 ,925 oder der DE-C 41 30 202 beschrieben.
Aus der US-A 5, 191 ,925 ist eine Gießwalze zu entnehmen, bei der auf einem mit Kühlkanälen ausgestatteten Walzenkern zwei ringförmige Walzenmäntel aufgezogen sind und die beiden Walzenmäntel durch einer Schweißverbindung miteinander verbunden sind oder der eine Walzenmantel durch elektrolytische Ablagerung auf dem anderen Walzenmantel hergestellt wird.
Aus der DE-C 41 30 202 ist eine Gießwalze zu entnehmen, bei der eine Verbindung zwischen einem Walzenkern und einem Walzenmantel durch Hartlöten hergestellt wird, wobei zwischen dem Walzenkern und dem Walzenmantel vor dem Zusammenbau ein geeignetes Lötmittel, vorzugsweise in Form eines Bandes aus diesem Lötmittel, aufgebracht und befestigt werden muss. Der Walzenmantel wird durch einen thermischen Schrumpfprozess auf den Walzenkern aufgezogen und solcherart eine provisorische Verbindung erzielt, dem das zeitaufwendiger Hartlötverfahren nachfolgt.
Bei konventionellen Stranggießanlagen sind im Anschluss an die Stranggießkokille in der Strangführung thermisch wesentlich geringer belastete Stütz- und Führungsrollen für die Stützung des gegossenen Strang bekannt (DE-C 40 27 225), bei denen ein Rollenmantel durch eine Schrumpfverbindung auf einem Rollenkern aufgezogen ist, wobei zwischen Rollenmantel und Rollenkern ein normgerechter Passsitz vorgesehen ist.
Bei Gießwalzen zum direkten Bandgießen von Metallen und insbesondere wenn Stahl vergossen wird, treten wegen der erforderlichen hohen Anlagenproduktivität extreme zyklische Wärmebelastungen am Walzenmantel auf. Es ist bekannt, dass eine spezifische Wärmeabfuhr von bis zu 15 MW/m2, und mehr, durch den Walzenmantel erfolgen muss. Bei Gießwalzenkonstruktionen der eingangs beschriebenen Art, die üblicherweise von einem auf einem Stahlkern aufgeschrumpften Kupferrohr gebildet sind, kommt es durch die mit den thermischen Belastungen verbundenen lokalen und zyklisch auftretenden Umfangsspannungsschwankungen zu Umfangskräften, die zu einem Wandern des Kupfermantels auf dem Stahlkern führen können. Durch diese Wanderbewegung kommt es an der Kontaktfläche von Kupfermantel und Stahlkern zu Adhäsions-Veränderungen, die typischerweise zu einer raschen Alterung der Haftverbindung führen. Dadurch wird die Lebensdauer des Kupfermantels bzw. der Haftverbindung deutlich herabgesetzt.
Auch die vorgeschlagene Hartlötverbindung ist neben deren aufwendigen Herstellung bei den auftretenden, örtlich hohen thermischen Belastungen nicht geeignet, eine derartige Wanderbewegung des Walzenmantels nachhaltig zu verhindern.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese beschriebenen Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und eine Gießwalze und ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Gießwalze vorzuschlagen, mit einer zwischen Walzenmantel und Walzenkern den hohen thermischen und mechanischen Belastungen widerstehende Verbindung, wobei Wanderbewegungen des Walzenmantels auf dem Walzenkern nachhaltig vermieden werden. Diese Aufgabe wird bei einer Gießwalze der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, dass zumindest eine der einander gegenüberliegenden eine Schrumpfverbindung bildenden Mantelflächen Erhebungen und Vertiefungen in der Mantelfläche aufweist, die zumindest teilweise in Richtung der Gießwalzenachse orientiert sind und deren radiale Erstreckung mindestens 2μm beträgt. Die Erhebungen und Vertiefungen auf der Mantelfläche bilden Stützflächen, die überwiegend im wesentlichen parallel zur Gießwalzenachse orientiert und eine radiale Mindesterstreckung aufweisend, einen zusätzlichen Widerstand gegen eine Wanderbewegung des Walzenmantels gegenüber dem Walzenkern in Umfangsrichtung erzeugen. Bei einer stochastischen Verteilung dieser Stützflächen entspricht deren radiale Erstreckung einer definierten Rauigkeit Rz von 2μm.
Eine stabile Verbindung zwischen Walzenkern und Walzenmantel wird erzielt, wenn die Erhebungen und Vertiefungen an zumindest einer der einander gegenüberliegenden Mantelflächen eine Oberflächenstruktur ausbilden, bei der die Mantelfläche eine Rauigkeit Rz zwischen 2μm und 1500μm, vorzugsweise zwischen 10μm und 500μm, aufweist. Bei diesen Rauigkeitswerten ist bei Herstellung der Schrumpfverbindung ein optimales Eindringen der Erhebungen in die gegenüberliegende Mantelfläche erzielbar, sodass von den einzelnen Stützflächen eine ausreichend große Gesamtstützfläche einer Mantelverdrehung entgegenwirkt.
Zur Vermeidung einer Wanderbewegung des Walzenmantels in Richtung der Gießwalzenachse und um eine mittige Zentrierung des Walzenmantels auf dem Walzenkern zu gewährleisten, weist zumindest eine der einander gegenüberliegenden Mantelflächen Erhebungen und Vertiefungen in und unmittelbar um eine achsnormale Gießwalzen-Symmetrieebene weitgehend entlang des gesamten Umfangs einer der beiden Mantelflächen auf, mit einer radialen Erstreckung von mindestens 2 μm, vorzugsweise mindestens 0,2 mm, insbesondere 1 bis 15 mm, die vorzugsweise in Umfangsrichtung orientiert sind. Alternativ bilden diese Erhebungen und Vertiefungen in und unmittelbar um eine achsnormale Gießwalzen-Symmetrieebene an zumindest einer der einander gegenüberliegenden Mantelflächen eine Oberflächenstruktur aus, bei der die Mantelfläche eine Rauigkeit Rz zwischen 2 μm und 1500 μm aufweist.
Dieser Effekt wird in optimaler Weise erreicht, wenn die Erhebungen und Vertiefungen im wesentlichen radial und in Richtung der Gießwalzenachse gerichtete Stützflächen mit einer Längserstreckung ausbilden, die kleiner oder gleich der Mantelflächenlänge sind. Derartig ausgerichtete Stützflächen ergeben sich bei einer beispielsweise mechanischen Bearbeitung der Mantelfläche in Richtung der Gießwalzenachse, wie beispielsweise durch eine Rändelung. Die sich hierbei einstellende annähernd V-förmige Rillenbildung an einer Mantelfläche ergibt eine feste Verbindung mit der weiteren Mantelfläche, wenn der Abstand zwischen den Rillenspitzen vorzugsweise zwischen 0,1 und 1 ,7 mm und der Abstand zwischen Tal und Spitze zwischen 0,06 und 0,8 liegt.
Weiters hat sich als günstig erwiesen, wenn der Walzenkern und der ringförmige Walzenmantel im Bereich der einander gegenüberliegenden Mantelflächen aus Werkstoffen verschiedener Härte gebildet sind und zumindest die Mantelfläche des die höheren Mantelfläche-Härtewerte aufweisenden Bauteiles mit der vorbestimmten Rauigkeit versehen ist. Während des Aufschrumpfens des Walzenmantels auf dem Walzenkern prägt sich das Rauigkeitsmuster der härteren Mantelfläche in die weichere Mantelfläche ein, wodurch sich ein vollflächiger Mikro-Formschluss ergibt, der dem beim üblichen Schrumpfvorgang erreichbaren Reibungsschluss deutlich überlegen ist. Eine Härtedifferenz zwischen den Randschichten im Bereich der härteren und der weichern Mantelflächen soll mindestens 20%, vorzugsweise aber mehr als 50% betragen, wobei die Härte der weicheren Mantelfläche unter 220 HB, vorzugsweise unter 150 HB liegen soll.
Gleichermaßen wie bei den beschriebenen Gießwalzen nach dem Stand der Technik hat es sich bewährt, den Walzenkern aus Stahl und den ringförmigen Walzenmantel aus Kupfer oder einer Kupferlegierung herzustellen. Die Ausbildung des Walzenkernes aus Stahl gibt der Gießwalzenkonstruktion die notwendige Betriebsfestigkeit und die Ausbildung des Walzenmantels aus Kupfer oder einer Kupferlegierung ist für eine ausreichende Wärmeabfuhr aus der auf sie aufgebrachten Metallschmelze zwingend notwendig.
Um unabhängig von den gewählten Materialien für den Walzenkern und den Walzenmantel, sowie anderen Einflüssen, die Schrumpfverbindung in Hinblick auf die bestmögliche Haftverbindung ausbilden zu können, ist zwischen dem Walzenkern und dem Walzenmantel vorzugsweise eine Verbindungsschicht angeordnet und der die Verbindungsschicht bildende Werkstoff auf einer der beiden einander zugeordneten Mantelflächen abgeschieden. Hierbei ist eine der einander zugeordneten Mantelflächen mit der vorbestimmten Rauigkeit bzw. Oberflächenstrukturierung versehen und auf der anderen Mantelfläche ist der die Verbindungsschicht bildende Werkstoff abgeschieden. Vorzugsweise besteht die Verbindungsschicht aus einem Metall oder einer Metalllegierung, wobei in diese Verbindungsschicht verschleißfeste Granulate eingebettet sein können. Diese verschleißfesten Granulate bestehen aus Körnern oder Lamellen von Metalloxiden, wie Aluminiumoxid, Zirkonoxid oder ähnlichen Werkstoffen oder deren Gemenge. Die Granulate können auch aus Körnern oder Lamellen von Karbiden, wie Titankarbid, Wolframkarbid, Siliziumkarbid oder ähnlichen Werkstoffen mit vergleichbaren Eigenschaften oder deren Gemengen bestehen. Auch Mischungen von Metalloxiden und Karbiden sind zweckmäßig. Durch die in eine Grundmatrix eingebetteten hohe Härte aufweisende Karbide und Metalloxide wird die Verhakung zwischen den Mantelflächen zusätzlich verstärkt. Die Verbindungsschicht kann auch von einem sehr harten Material, beispielsweise einer Plasmakeramik gebildet sein, wobei dieses Material so auf eine der Mantelflächen aufgebracht werden muss, dass sich gleichzeitig auch die gewünschte Rauigkeit einstellt. Die Verbindungsschicht weist vorzugsweise eine Schichtdicke von 0,05 bis 1,2 mm auf. Die in sie eingebetteten verschleißfesten Granulate haben eine Korngröße von kleiner als 40 μm, vorzugsweise kleiner als 10μm.
Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gießwalze besteht darin, dass der Walzenkern parallel zur Gießwalzenachse an seiner Mantelfläche verteilt Nuten aufweist, in die Sicherungsleisten eingesetzt sind, die die Mantelfläche des Walzenkernes in radialer Richtung um mindestens 2 μm überragen. Die über die Mantelfläche des Walzenkernes vorstehenden Sicherungsleisten drücken sich mit der Schrumpfverbindung in die Mantelfläche des Walzenmantels ein und bilden selbst eine Stützfläche gegen die Mantelverdrehung und erzeugen durch ihre Einprägung in den Walzenmantel eine gegengerichtete Stützfläche in diesem. Vorzugsweise überragen diese Sicherungsleisten die Mantelfläche des Walzenkernes nicht mehr als 1500 μm, da die Möglichkeiten der Einprägung in den Walzenmantel beschränkt ist. Wenn allein durch das Einpressen der Sicherungsleisten in den Walzenmantel ein sattes Aufeinanderliegen der beiden Mantelflächen nicht erreicht werden kann, besteht vorzugsweise auch die Möglichkeit, seichte Einfräsungen mit geringer Tiefe im Walzenmantel an den Stellen vorzunehmen, die den Nuten im Walzenkern gegenüber liegen.
Nach einer weiteren Ausführungsform überragen die Sicherungsleisten die Mantelfläche des Walzenkernes in radialer Richtung zwischen 500 μm und 15 mm. Hierbei sind auch in die innere Mantelfläche des Walzenmantels Nuten eingefräst, die den Nuten in der Mantelfläche des Walzenkernes gegenüberliegen und wobei einander gegenüberliegende Nuten jeweils eine Sicherungsleiste aufnehmen. Die Flanken der Sicherungsleiste und die Flanken der Nuten bilden entsprechende in Richtung der Gießwalzenachse orientierte Stützflächen aus. Eine großflächige Schrumpfverbindung zwischen dem Walzenkern und dem Walzenmantel ist zusätzlich möglich, wenn die Summentiefe zweier Nuten größer ist als die Höhe der sie aufnehmenden Sicherungsleiste.
Typische Nutentiefen betragen im Walzenkern 2 bis 15 mm und im Walzenmantel 0,4 bis 5 mm. Die Breite der Sicherungsleiste liegt zwischen 4 und 45 mm, vorzugsweise zwischen 5 und 25 mm. Üblicherweise werden weniger als 16, vorzugsweise weniger als 8 Sicherungsleisten bzw. Nuten auf dem Walzenkern an seinem Umfang vorzugsweise regelmäßig verteilt angeordnet. Mindestens 3 Nuten sind für eine ausreichende Verdrehsicherung des Walzenmantels notwendig, wenn gleichzeitig eine ungleichmäßige Kräfte- und Spannungsverteilung im Walzenmantel vermieden werden soll. Die Länge der Nuten bzw. der Sicherungsleisten ist geringer als die Mantelflächenlänge des Walzenkernes. Damit wird die Gefahr eines Herausgleitens der Sicherungsleisten unter Betriebsbelastung vermieden.
Ein Verfahren zur Herstellung einer Gießwalze, die für das Stranggießen von dünnen metallischen Bändern, insbesondere von Stahlbändern, nach dem Zweiwalzen- oder Einwalzengießverfahren geeignet ist und die im wesentlichen aus einem Walzenkern mit einer äußeren Mantelfläche und einem diesen umgebenden, aufgeschrumpften, ringförmigen Walzenmantel mit einer inneren Mantelfläche und einer zentrischen Gießwalzenachse besteht, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelfläche des Walzenkernes und die innere Mantelfläche des Walzenmantels für eine Schrumpfverbindung vorbereitet werden, dass auf mindestens einer der einander zugeordneten eine Schrumpfverbindung bildenden Mantelflächen Erhebungen und Vertiefungen hergestellt werden, die zumindest teilweise in Richtung der Gießwalzenachse orientiert sind und deren radiale Erstreckung mindestens 2μm beträgt und dass der Walzenmantel mit einer gegenüber dem Walzenkern erhöhten Temperatur auf dem Walzenkern aufgezogen wird. Anschließend erfolgt eine kontrollierte Abkühlung der Gießwalze auf Raumtemperatur. Die Vorbereitungen für die Ausbildung einer Schrumpfverbindung bestehen im wesentlichen darin, dass ein auf die Betriebsbedingungen der Gießwalze abgestimmter Passsitz gewählt und der Walzenkern mit einem entsprechenden Außendurchmesser und der Walzenmantel mit einem entsprechenden Innendurchmesser hergestellt wird. Die erfindungswesentliche Maßnahme besteht hierbei in der Ausgestaltung einer der beiden zusammenwirkenden Mantelflächen mit einer Oberflächenstruktur bei der Erhebungen und Vertiefungen Stützflächen bilden, die überwiegend im wesentlichen parallel zur Gießwalzenachse orientiert sind und eine radiale Mindesterstreckung aufweisen, um einen entsprechenden Widerstand gegen eine Wanderbewegung des Walzenmantels in Umfangsrichtung zu gewährleisten. Vorzugsweise wird eine orientierte Oberflächenstruktur in die Mantelfläche eingearbeitet, die eine Rauigkeit Rz zwischen 2μm und 1500μm, vorzugsweise zwischen 10μm und 500μm, aufweist. Als besonders günstig hat sich hierbei die Ausbildung einer Oberflächenstruktur erwiesen, bei der die auf mindestens einer der einander zugeordneten Mantelflächen eingearbeiteten Erhebungen und Vertiefungen mit im wesentlichen radial und in Richtung der Gießwalzenachse gerichtete Stützflächen hergestellt werden, die eine Längserstreckung aufweisen, die kleiner oder gleich der Mantelflächenlänge sind.
Die in eine der Mantelflächen eingearbeitete orientierte Oberflächenstruktur dringt bei Herstellung der Schrumpfverbindung mit deutlich reduzierter Abplattungstendenz in die Oberfläche der Gegen-Mantelfläche ein, wenn der Walzenkern und der ringförmige Walzenmantel aus Werkstoffen verschiedener Härte hergestellt werden und der mit einem höheren Mantelfläche-Härtewert ausgebildete Bauteil mit der vorbestimmten Rauigkeit Rz versehen wird. Die Härtewerte des mit einem höheren Mantelfläche-Härtewert ausgebildeten Bauteils kann zusätzlich durch eine Härtung, Nitrierung, Aufkohlung oder einem vergleichbaren Verfahren erhöht werden. Damit kann auf die Haftverbindung verbessernde zusätzliche Beschichtung auf einer der einander zugeordneten Mantelflächen weitgehend verzichtet werden.
Die gerichtete Oberflächenstruktur bzw. die Rauhigkeit Rz wird in einfacher Weise durch mechanische Bearbeitung der Manteloberfläche, wie Rändeln, Stoßen oder Fräsen hergestellt. Insbesondere bei Stoß- oder Fräsbearbeitung in Richtung der Gießwalzenachse ist in einfacher Weise eine entsprechend gerichtete Oberflächenstruktur mit vorbestimmter Rauigkeit herstellbar, die überwiegend in Richtung der Gießwalzenachse orientierte und einer Mantelverdrehung entgegenwirkende Stützflächen aufweist.
Die Haftverbindung zwischen dem Walzenkern und dem Walzenmantel können zusätzlich verbessert werden, wenn auf einer der einander zugeordneten Mantelflächen eine Verbindungsschicht abgeschieden wird, wobei vorteilhaft auf einer Mantelfläche die vorbestimmte Rauigkeit aufgebracht wird und auf der anderen Mantelfläche die Verbindungsschicht in einer Schichtdicke von 0,05 bis 1 ,2 mm abgeschieden wird. Die Verbindungsschicht aus einem Metall oder einer Metalllegierung wird bevorzugt durch elektrolytische Abscheidung oder durch Plasmaabscheidung auf der Mantelfläche aufgebracht. Zusätzlich können die bereits zuvor beschriebenen Granulate in die Verbindungsschicht eingelagert werden.
Eine Variante des beschriebenen Verfahrens zur Herstellung einer Gießwalze mit einer entsprechend stabilen Verdrehsicherung zwischen Walzenkern und Walzenmantel wird hergestellt, indem die Mantelfläche des Walzenkernes und die innere Mantelfläche des Walzenmantels für eine Schrumpfverbindung vorbereitet werden, dass auf der Mantelfläche des Walzenkernes parallel zur Gießwalzenachse Nuten eingearbeitet und in diese Sicherungsleisten eingesetzt werden, die die Mantelfläche des Walzenkernes in radialer Richtung mindestens 2μm überragt, vorzugsweise zwischen 500 μm und 15 mm überragen, und dass der Walzenmantel mit einer gegenüber dem Walzenkern erhöhten Temperatur auf dem Walzenkern aufgezogen wird, wobei zwischen den Sicherungsleisten und dem Walzenmantel eine Schrumpfverbindung und zwischen dem Walzenkern und dem Walzenmantel zumindest eine dichte Verbindung hergestellt wird. Anschließend erfolgt eine kontrollierte Abkühlung der Gießwalze auf Raumtemperatur.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung nicht einschränkender Ausführungsbeispiele, wobei auf die beiliegenden Figuren Bezug genommen wird, die folgendes zeigen:
Fig. 1 eine Gießwalze im Teilschnitt mit einer erfindungsgemäßen Ausbildung der Mantelfläche des Walzenkernes nach einer ersten Ausführungsform, Fig. 2 eine Gießwalze im Querschnitt mit einer erfindungsgemäßen Ausbildung der Mantelflächen nach einer zweiten Ausführungsform,
Fig. 3 die in Fig. 2 verwendeten Sicherungsleisten in einem Schrägriss.
In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Gießwalze für das Stranggießen von Stahlbändern in einer Zweiwalzen-Stranggießanlagen schematisch in einemTeilschnitt dargestellt. Sie besteht aus einem Walzenkern 1 aus Stahl, der in Walzenzapfen 1a, 1 b zur Abstützung in nicht dargestellten Gießwalzenlagern endet. Ein zylindrischer Walzenmantel 2 aus einer Kupferlegierung umgibt den Walzenkern 1 und ist mit einer Schrumpfverbindung 3 drehfest auf diesem befestigt. Die Schrumpfverbindung 3 wird von der äußeren Mantelfläche 4 des Walzenkernes 2 und der inneren Mantelfläche 5 des Walzenmantels 2 gebildet, wobei die beiden Mantelflächen 4 und 5 durch eine gerichtete Oberflächenstruktur einen gegenüber gängigen Schrumpfverbindungen erhöhten Verdrehwiderstand erzielt. Beispielhaft in Fig. 1 dargestellt, ist die Mantelfläche 4 mit einer Rändelung 6 ausgestattet, wobei die durch die Rändelung erzeugten Nuten 7 in Richtung der Gießwalzenachse 8 orientiert sind und V-förmige im wesentlichen radial und in Richtung der Gießwalzenachse 8 erstreckte Stützflächen 9 bilden, die in großer Zahl als Widerstandsflächen gegen ein relatives Verdrehen des Walzenmantels 2 zum Walzenkern 1 wirken. Auf der inneren Mantelfläche 5 des Walzenmantels 2 ist eine metallische Verbindungsschicht 10 beispielsweise elektrolytisch abgeschieden und bildet ein verhältnismäßig weiche, geringe Härte aufweisende Schicht, in die die strukturierte äußere Mantelfläche 4 des Walzenkernes 1 bei der Herstellung der Schrumpfverbindung, ohne seine Struktur wesentlich zu verändern, eindringt. In die Verbindungsschicht können zusätzlich von verschiedenen Metalloxiden oder Karbiden gebildete Granulate eingebettet sein, die die Haftwirkung zusätzlich erhöhen.
Die Gießwalze ist mit einer inneren zirkulierenden Flüssigkeitskühlung versehen, wobei Kühlflüssigkeit über eine zentrale Zuleitung 11 und radialen Stichleitungen 12 zu ringförmigen in die äußere Mantelfläche 4 des Walzenkern 1 eingefrästen Kühlmittelkanälen 13 zugeleitet und über weitere radiale Stichleitungen 14 und eine zentrale Ableitung 15 wieder abgeleitet wird. Mit dem durch die eingefrästen Kühlmittelkanäle 13 zirkulierende Kühlmittel wird der auf die Gießwalzenoberfläche 16 aufgebrachten Stahlschmelze Wärme entzogen und durch den Walzenmantel 2 in das Kühlmittel abgeführt. In Fig. 2 ist die Gießwalze mit einer erfindungsgemäßen Schrumpfverbindung 3 nach einer weiteren Ausführungsform in einem Querschnitt dargestellt. Der Walzenkern 1 ist analog wie in Fig. 1 mit einem Kühlmittelkreislauf ausgestattet, der aus einer zentralen Zuleitung 11 , radialen Stichleitungen 12, radialen Stichleitungen 14 und einer zentralen Ableitung 15 ausgestattet. Die ringförmigen Kühlmittelkanäle 13 sind bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform in den Walzenmantel 2 gedreht. Parallel zur Gießwalzenachse 8 sind vier Nuten 7 in die äußere Mantelfläche 4 des Walzenkerns 1 eingefräst und in jede dieser Nuten 7 ist eine Sicherungsleiste 17 eingesetzt, die die äußere Mantelfläche 4 des Walzenkerns 1 um ein kleines Stück überragt. Gleichermaßen sind in die innere Mantelfläche 5 des Walzenmantels 2 Nuten 18 geringer Tiefe eingefräst, die den Nuten 7 im Walzenkern 1 gegenüber liegen und gemeinsam die Sicherungsleisten 17 aufnehmen. Die seitlichen Flanken 19, 20 der Sicherungsleisten 17 und die seitlichen Flanken 21 , 22 der in die Umfangskühlrippen gefrästen Nuten 7, 18 im Walzenkern 1 und im Walzenmantel 2 (im Bereich der in Umfangsrichtung verlaufenden Kühlrippen 24) wirken hierbei als Stützflächen gegen die Mantelverdrehung.
Die Sicherungsleiste 17 ist in Fig. 3 in einem Schrägriss dargestellt, die Sicherungsleiste 17 enthält Ausnehmungen 23 für die ungestörte Kühlmitteldurchführung, wobei diese Ausnehmungen 23 in eingebauter Lage der Sicherungsleiste mit den ringförmigen Kühlmittelkanälen 13 fluchten. Im Abstand nebeneinander angeordnete Ausnehmungen 23 werden zur Gewährleistung einer gleichmäßigen Walzenmantelkühlung jeweils bevorzugt in entgegegesetzter Richtung durchströmt. Dies ist durch Pfeile angedeutet.
Der Schutzumfang des Gießwalze beschränkt sich nicht auf die detailliert dargestellten Ausführungsformen, sondern umfasst insbesondere auch Gießwalzen mit einem Walzenmantel, mit im wesentlichen mittig liegenden axialen Kühlbohrungen, sowie Gießwalzen mit in den Walzenkern oder den Walzenmantel eingearbeiteten trapezgewindeartigen Kühlkanälen, oder auf Gießwalzen mit in den Walzenkern eingearbeiteten Umfangskühlrippen.

Claims

Patentansprüche:
1. Gießwalze für das Stranggießen von dünnen metallischen Bändern, insbesondere von Stahlbändern, in einer Zweiwalzen- oder Einwalzengießanlage, mit einem Walzenkern (1) mit einer äußeren Mantelfläche (4) und einem diesen umgebenden, aufgeschrumpften, ringförmigen Walzenmantel (2) mit einer inneren Mantelfläche (5) und mit einer zentrischen Gießwalzenachse (8), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der einander gegenüberliegenden eine Schrumpfverbindung bildenden Mantelflächen (4, 5) Erhebungen und Vertiefungen in der Mantelfläche aufweist, die zumindest teilweise in Richtung der Gießwalzenachse (8) orientiert sind und deren radiale Erstreckung mindestens 2μm beträgt.
2. Gießwalze nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen und Vertiefungen an zumindest einer der einander gegenüberliegenden Mantelflächen (4, 5) eine Oberflächenstruktur ausbilden, bei der die Mantelfläche eine Rauigkeit (Rz ) zwischen 2μm und 1500μm aufweist.
3. Gießwalze nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der einander gegenüberliegenden Mantelflächen eine Rauigkeit (Rz ) zwischen 10μm und 500μm aufweist.
4. Gießwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der einander gegenüberliegenden Mantelflächen (4, 5) Erhebungen und Vertiefungen in und unmittelbar um eine achsnormale Gießwalzen- Symmetrieebene weitgehend entlang des gesamten Umfanges einer der Mantelflächen (4, 5) aufweist, mit einer radialen Erstreckung von mindestens 2 μm, die bevorzugt in Umfangsrichtung orientiert sind.
5. Gießwalze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen und Vertiefungen in und um die achsnormale Gießwalzen-Symmetrieebene an zumindest einer der einander gegenüberliegenden Mantelflächen (4, 5) eine Oberflächenstruktur ausbilden, bei der die Mantelfläche eine Rauigkeit (R2 ) zwischen 2μm und 1500μm aufweist.
6. Gießwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen und Vertiefungen im wesentlichen radial und in Richtung der Gießwalzenachse (8) gerichtete Stützflächen (9) mit einer Längserstreckung ausbilden, die kleiner oder gleich der Mantelflächenlänge (L) sind.
7. Gießwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzenkern (1) und der ringförmige Walzenmantel (2) im Bereich der einander gegenüberliegenden Mantelflächen (4, 5) aus Werkstoffen verschiedener Härte gebildet sind und zumindest die Mantelfläche des die höheren Mantelfläche- Härtewerte aufweisenden Bauteiles mit der vorbestimmten Rauigkeit (Rz ) versehen ist.
8. Gießwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzenkern (1) aus Stahl und der ringförmige Walzenmantel (2) aus Cu oder einer Cu-Legierung besteht.
9. Gießwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Walzenkern (1) und dem Walzenmantel (2) eine Verbindungsschicht (10) angeordnet ist und dass der die Verbindungsschicht (10) bildende Werkstoff auf einer der beiden einander zugeordneten Mantelflächen (4, 5) abgeschieden ist.
10. Gießwalze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine der einander zugeordneten Mantelflächen (4 oder 5) mit der vorbestimmten Rauigkeit (Rz ) versehen ist und auf der anderen Mantelfläche der die Verbindungsschicht (10) bildende Werkstoff abgeschieden ist.
11. Gießwalze nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsschicht (10) von einem Metall oder einer Metalllegierung gebildet ist.
12. Gießwalze nach nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in die Verbindungsschicht (10) verschleißfeste Granulate eingebettet sind.
13. Gießwalze nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die verschleißfesten Granulate von Metalloxiden, wie Aluminiumoxid, Zirkonoxid oder ähnlichen Werkstoffen bestehen.
14. Gießwalze nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die verschleißfesten Granulate von Karbidkörnern oder -lamellen, wie Titankarbid, Wolframkarbid, Siliziumkarbid oder ähnlichen Werkstoffen gebildet sind.
15. Gießwalze nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Korngröße der verschleißfesten Granulate kleiner als 40 μm, vorzugsweise kleiner als 10μm ist.
16. Gießwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzenkern (1) parallel zur Gießwalzenachse (8) an seiner Mantelfläche (4) verteilt Nuten (7) aufweist, in die Sicherungsleisten (17) eingesetzt sind, die die Mantelfläche (4) des Walzenkernes (1) in radialer Richtung mindestens 2 μm überragen.
17. Gießwalze nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungsleisten (17) die Mantelfläche (4) des Walzenkernes (1) in radialer Richtung um zwischen 500 μm und 15 mm überragen.
18. Gießwalze nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass weniger als 16, vorzugsweise weniger als acht Sicherungsleisten (17) bzw. Nuten (7) auf dem Walzenkern (1 ) verteilt angeordnet sind.
19. Gießwalze nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Nuten (7) und der Sicherungsleisten (17) geringer ist als die Mantelflächenlänge (L) des Walzenkernes (1).
20. Gießwalze nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Mantelfläche (5) des Walzenmantels (2) Nuten (18) enthält, die zu den Nuten (7) in der Mantelfläche (4) des Walzenkernes (1) gegenüberliegen und einander gegenüberliegende Nuten (7. 18) jeweils eine Sicherungsleiste (17) aufnehmen.
21. Verfahren zur Herstellung einer Gießwalze für das Stranggießen von dünnen metallischen Bändern, insbesondere von Stahlbändern, nach dem Zweiwalzen- oder Einwalzengießverfahren, welche Gießwalze einen Walzenkern (1) mit einer äußeren Mantelfläche (4) und einen diesen umgebenden, aufgeschrumpften, ringförmigen Walzenmantel (2) mit einer inneren Mantelfläche (5) und einer zentrischen Gießwalzenachse (8) aufweist, dadurch gekennzeichnet,
• dass die Mantelfläche (4) des Walzenkernes (1) und die innere Mantelfläche (5) des Walzenmantels (2) für eine Schrumpfverbindung (3) vorbereitet werden,
• dass auf mindestens einer der einander zugeordneten eine Schrumpfverbindung bildenden Mantelflächen (4, 5) Erhebungen und Vertiefungen hergestellt werden, die zumindest teilweise in Richtung der Gießwalzenachse (8) orientiert sind und deren radiale Erstreckung mindestens 2μm beträgt,
• dass der Walzenmantel (2) mit einer gegenüber dem Walzenkern (1) erhöhten Temperatur auf dem Walzenkern (1 ) aufgezogen wird.
22. Verfahren nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die auf mindestens einer der einander zugeordneten Mantelflächen (4, 5) hergestellten Erhebungen und Vertiefungen eine Oberflächenstruktur ausbilden, bei der die Mantelfläche eine Rauigkeit (Rz ) zwischen 2μm und 1500μm aufweist.
23. Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die auf mindestens einer der einander zugeordneten Mantelflächen (4, 5) eingearbeiteten Erhebungen und Vertiefungen eine Oberflächenstruktur ausbilden, bei der die Mantelfläche eine Rauigkeit (Rz ) zwischen 10μm und 500μm aufweist.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die auf mindestens einer der einander zugeordneten Mantelflächen (4, 5) eingearbeiteten Erhebungen und Vertiefungen mit im wesentlichen radial und in Richtung der Gießwalzenachse (8) gerichtete Stützflächen (9) hergestellt werden, die eine Längserstreckung aufweisen, die kleiner oder gleich der Mantelflächenlänge (L) sind.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzenkern (1) und der ringförmige Walzenmantel (2) aus Werkstoffen verschiedener Härte, gegebenenfalls unter Anwendung einer zusätzlichen Härtung, Nitrierung oder Aufkohlung, hergestellt werden und der mit einem höheren Mantelfläche-Härtewert ausgebildete Bauteil mit der vorbestimmten Rauigkeit (Rz )versehen wird.
26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Rauigkeit (Rz ) durch Rändeln, Stoßen oder Fräsen aufgebracht wird.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzenkern (1) aus Stahl und der ringförmige Rollenmantel (2) aus Cu oder einer Cu- Legierung hergestellt wird.
28. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer der einander zugeordneten Mantelflächen (4, 5) eine Verbindungsschicht (10) abgeschieden wird.
29. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer der einander zugeordneten Mantelflächen (4, 5) eine vorgegebene Rauigkeit (Rz ) aufgebracht wird und auf der anderen Mantelfläche eine Verbindungsschicht (10) abgeschieden wird.
30. Verfahren nach einem der Ansprüche 28 und 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsschicht (10) elektrolytisch abgeschieden wird.
31. Verfahren nach einem der Ansprüche 28 und 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsschicht (10) durch Plasmaabscheidung gebildet wird.
32. Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 31 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsschicht (10) von einem Metall oder einer Metalllegierung gebildet wird.
33. Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass in die Verbindungsschicht (10) verschleißfeste Granulate eingelagert werden.
34. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass als verschleißfeste Granulate Metalloxiden, wie Aluminiumoxid, Zirkonoxid und ähnlichen Werkstoffen in die Verbindungsschicht (10) eingelagert werden.
35. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass als verschleißfeste Granulate Karbidkörnern oder Karbidlamellen, wie Titankarbid, Wolframkarbid, Siliziumkarbid oder ähnlichen Werkstoffen in die Verbindungsschicht (10) eingelagert werden.
36. Verfahren nach Anspruch 34 oder 35, dadurch gekennzeichnet, dass verschleißfesten Granulate mit einer Korngröße kleiner als 40 μm, vorzugsweise kleiner als 10μm in die Verbindungsschicht (10) eingelagert werden.
37. Verfahren zur Herstellung einer Gießwalze für das Stranggießen von dünnen metallischen Bändern, insbesondere von Stahlbändern, nach dem Zweiwalzen- oder Einwalzengießverfahren, welche Gießwalze einen Walzenkern (1) mit einer äußeren Mantelfläche (4) und einen diesen umgebenden, aufgeschrumpften, ringförmigen Walzenmantel (2) mit einer inneren Mantelfläche (5) und einer zentrischen Gießwalzenachse (8) aufweist, dadurch gekennzeichnet,
• dass die Mantelfläche (4) des Walzenkernes (1) und die innere Mantelfläche (5) des Walzenmantels (2) für eine Schrumpfverbindung (3) vorbereitet werden,
• dass auf der Mantelfläche (4) des Walzenkernes (1) parallel zur Gießwalzenachse (8) Nuten (7) eingearbeitet werden, in die Sicherungsleisten (17) eingesetzt werden, die die Mantelfläche (4) des Walzenkernes (1) in radialer Richtung mindestens 2μm überragt, vorzugsweise zwischen 500 μm und 15 mm überragen,
• dass der Walzenmantel (2) mit einer gegenüber dem Walzenkern (2) erhöhten Temperatur auf dem Walzenkern aufgezogen wird, wobei zwischen den Sicherungsleisten (10) und dem Walzenmantel (1) eine Schrumpfverbindung (3) und zwischen dem Walzenkern (1) und dem Walzenmantel (2) zumindest eine dichte Verbindung hergestellt wird.
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