EP1506828A1 - Giesswalze - Google Patents
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- EP1506828A1 EP1506828A1 EP04016402A EP04016402A EP1506828A1 EP 1506828 A1 EP1506828 A1 EP 1506828A1 EP 04016402 A EP04016402 A EP 04016402A EP 04016402 A EP04016402 A EP 04016402A EP 1506828 A1 EP1506828 A1 EP 1506828A1
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- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- core
- casting
- jacket
- casting roll
- roller according
- Prior art date
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- Withdrawn
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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
- B22D11/0637—Accessories therefor
- B22D11/0648—Casting surfaces
- B22D11/0651—Casting wheels
Definitions
- the invention relates to a casting roll for a continuous casting plant for the continuous casting of metal strips according to the features in the preamble of patent claim 1.
- Casting involves pouring liquid steel or other non-ferrous metals between two horizontally or vertically stacked, counter-rotating, laterally sealed casting rolls. During this process, the strip solidifies between the two casting rolls and continues to run continuously in the process.
- Casting rollers of the common type have a cylindrical core, usually made of Steel and a jacket connected to it.
- material for the coat come for Steel casting usually uses high thermal conductivity materials such as copper or copper alloys used.
- non-ferrous metals Usually steel jackets applied.
- the shrinking process creates tensile stresses in the jacket.
- In the operational Use during the casting process may depend on the rigidity of the Construction and the forces acting to a deflection or rebound of the Casting roller come.
- Load voltages that are related to the acting stresses from the shrinking process overlap. These stresses can be under load at the acting Alternating stress lead to cracking.
- the invention is based on the prior art, the object of a, for the operational use improved casting roll to create, in the stress is reduced during operation.
- the solution of this problem consists according to the invention in a casting roll according to the features of claim 1.
- a relaxation zone is provided between the core and the shell of the casting roll, through which a local reduction of the shrinkage stresses takes place. This results in a reduction in the reference voltages in the areas under heavy load. In this way, the formation of fatigue and the formation of cracks due to stress is prevented, resulting in an increase in the life of a casting roll. In addition, this improves the running properties of the casting roll.
- the relaxation zone is formed by a profiling of the outer diameter of the core and / or the inner diameter of the shell.
- the relaxation zone is formed by a partial reduction of the outer diameter of the core
- claim 3 provides that the relaxation zone is formed by a partial enlargement of the inner diameter of the shell.
- a particularly advantageous embodiment of the basic concept of the invention is according to the features of claim 4 in that the relaxation zone is located in the central longitudinal region of the core and / or the jacket. In this case, the invention makes the knowledge that the maximum stress resulting from the superposition of the shrinkage stresses and the load stresses is established in the middle region of the casting roll.
- FIGS 1 and 2 each show a casting roll 1 and 2 for a casting mill for continuous casting of metal strips.
- Each casting roll 1, 2 has a cylindrical core 3, 4 made of steel and a shrunk thereon 5, 6 made of a copper alloy.
- the sheath 5 and 6 and the core 3 and 4 are connected by shrinking techniques. By the shrinking process arise in the jacket 5, 6 tensile stresses. These interfere with the operational load voltages to the so-called reference voltage. This maximum stress arises in the central region B of a casting roll 1 and 2, respectively. In these regions B, crack formation under load occurs in the acting alternating stress.
- a relaxation zone E is provided.
- This relaxation zone E is introduced specifically in the area B, in which in the operational use of the casting roll 1, 2 can be expected under load with the highest stress.
- the expansion zone E is provided in the middle length region of the shell 5, 6.
- the expansion zone E is formed by a region-wise enlargement of the inside diameter D I of the shell 5.
- the relaxation zone E here has a radial extent s of 0.6 to 2.0 mm, preferably 1 mm.
- the expansion zone E is formed by a partial reduction of the outer diameter D A of the core 4 (see also FIG.
- the outer diameter D A is partially reduced radially in the middle length region of the core 4.
- the relaxation zone E has an extension s between 0.6 and 2.0 mm, preferably 1 mm.
- the relaxation zone E depending on the embodiment of a casting roll 1, 2 and use case of different lengths.
- the length L E of the relaxation zone E between 0.2 to 0.8 x the total length L of the core 3, 4 and / or the jacket 5, 6 are.
- the relaxation zone E is in the embodiments shown here for Clarification of the invention shown oversized. In practice, according to the Do not shrink any gap between sheath 5, 6 and core 3, 4. Through the targeted in the Areas of highest stress relaxation zone E becomes a partially achieved reduction of shrinkage stresses. These lead into the high burdened areas to a reduction of the maximum load.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Abstract
Description
Beim Gießwalzen wird flüssiger Stahl oder andere Nichteisenmetalle zwischen zwei horizontal oder vertikal übereinander angeordneten, sich gegensinnig drehenden, seitlich abgedichteten Gießwalzen vergossen. Hierbei erstarrt das Band zwischen den beiden Gießwalzen und wird im Prozess kontinuierlich weitergeführt.
Danach ist zwischen dem Kern und dem Mantel der Gießwalze eine Entspannungszone vorgesehen, durch welche eine lokale Reduzierung der Schrumpfspannungen erfolgt. Hieraus resultiert in den unter Last höchst beanspruchten Bereichen eine Verringerung der Vergleichsspannungen. Auf diese Weise wird die Entstehung von Materialermüdungerscheinungen und die Rissbildung als Folge der Beanspruchung verhindert, was zu einer Erhöhung der Lebensdauer einer Gießwalze führt. Zudem werden hierdurch die Laufeigenschaften der Gießwalze verbessert.
Die Entspannungszone wird durch eine Profilierung des Außendurchmessers des Kerns und/oder des Innendurchmessers des Mantels ausgebildet. Nach den Merkmalen von Patentanspruch 2 ist vorgesehen, dass die Entspannungszone durch eine bereichsweise Reduktion des Außendurchmessers des Kerns gebildet ist, wohingegen Patentanspruch 3 vorsieht, dass die Entspannungszone durch eine bereichsweise Vergrößerung des Innendurchmessers des Mantels entsteht.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des grundsätzlichen Erfindungsgedankens besteht nach den Merkmalen von Patentanspruch 4 darin, dass die Entspannungszone im mittleren Längenbereich des Kerns und/oder des Mantels liegt. Die Erfindung macht sich hierbei die Erkenntnis zu eigen, dass sich die aus der Überlagerung der Schrumpfspannungen und der Lastspannungen resultierende maximale Beanspruchung im mittleren Bereich der Gießwalze einstellt.
Die Entspannungszone kann bei Vorliegen entsprechender Belastungen der Walzen, z.B. bei ungünstigen Kühlverhältnissen auch gemäß Patentanspruch 5 in den Außenbereichen einer Walze liegen.
Praktische Versuche haben gezeigt, dass je nach Stetigkeit und Konstruktion der Gießwalze die Entspannungszone auf einer Länge vorgesehen sein sollte, die der 0,2 bis 0,8-fachen der Gesamtlänge des Kerns und/oder des Mantels entspricht (Patentanspruch 6).
Zweckmäßigerweise weist die Entspannungszone eine radiale Erstreckung von 0,6 bis 0,2 mm auf, wie dies Patentanspruch 7 vorsieht. Als besonders effektiv wird eine radiale Erstreckung von 1 mm angesehen.
Bei der erfindungsgemäßen Gießwalze sind Kern und Mantel zuverlässig durch eine kraftschlüssige Verbindung in Folge des Schrumpfsitzes mit ausreichend hoher Pressung verbunden. Dennoch können die Schrumpfspannungen gezielt in den hoch belasteteten Bereichen vermindert werden und so eine Verringerung der Vergleichsspannung erreicht.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
- Figur 1
- technisch vereinfacht in einem vertikalen Längsschnitt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gießwalze;
- Figur 2
- eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gießwalze;
- Figur 3
- den Mantel der Gießwalze gemäß Figur 1 im vertikalen Längsschnitt und
- Figur 4
- den Kern der Gießwalze gemäß Figur 2 im vertikalen Längsschnitt.
Wie vorstehend erwähnt, werden der Mantel 5 bzw. 6 und der Kern 3 bzw. 4 auf schrumpftechnischem Wege miteinander verbunden. Durch den Schrumpfvorgang entstehen im Mantel 5, 6 Zugspannungen. Diese überlagern sich mit den betrieblichen Lastspannungen zur sogenannten Vergleichsspannung. Diese maximale Beanspruchung entsteht im mittleren Bereich B einer Gießwalze 1 bzw. 2. In diesen Bereichen B kommt es bevorzugt zu Rissbildung unter Last bei der wirkenden Wechselbeanspruchung.
Zur Verminderung der sich aus dem Schrumpfsitz zwischen Kern 3, 4 und Mantel 5, 6 ergebenden Schrumpfspannungen ist zwischen dem Kern 3, 4 und dem Mantel 5, 6 eine Entspannungszone E vorgesehen. Diese Entspannungszone E wird gezielt in dem Bereich B eingebracht, in dem im betrieblichen Einsatz der Gießwalze 1, 2 unter Last mit der höchsten Beanspruchung zu rechnen ist.
Bei den hier dargestellten Ausführungsbeispielen der Gießwalzen 1 und 2 für eine Aluminium-Gießwalzanlage ist die Entspannungszone E im mittleren Längenbereich des Mantels 5, 6 vorgesehen. Bei der Gießwalze 1 ist, wie insbesondere auch die Figur 3 erkennen lässt, die Entspannungszone E durch eine bereichsweise Vergrößerung des Innendurchmessers DI des Mantels 5 gebildet. Die Entspannungszone E weist hier eine radiale Erstreckung s von 0,6 bis 2,0 mm, vorzugsweise von1 mm auf.
Bei der Gießwalze 2 ist die Entspannungszone E durch eine bereichsweise Reduktion des Außendurchmessers DA des Kerns 4 gebildet (s. hierzu auch Figur 4). Hier ist partiell im mittleren Längenbereich des Kerns 4 der Außendurchmesser DA radial verringert. Auch hier weist die Entspannungszone E eine Erstreckung s zwischen 0,6 und 2,0 mm, vorzugsweise von 1 mm auf.
- 1 -
- Gießwalze
- 2 -
- Gießwalze
- 3 -
- Kern
- 4 -
- Kern
- 5 -
- Mantel
- 6 -
- Mantel
- B -
- Bereich
- E -
- Entspannungszone
- DI -
- Innendurchmesser v. 5, 6
- DA -
- Außendurchmesser v. 3, 4
- s -
- radiale Erstreckung von E
- L -
- Länge von 3, 4 bzw. 5, 6
Claims (7)
- Gießwalze für eine Gießwalzanlage zum Stranggießen von Metallbändern, welche einen im wesentlichen zylindrischen Kern (3, 4) und einen hierauf aufgeschrumpften Mantel 5, 6) aus einem Material hoher Wärmeleitfähigkeit, wie Kupfer oder einer Kupferlegierung, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Kern (3, 4) und dem Mantel (5, 6) eine Entspannungszone (E) vorgesehen ist.
- Gießwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Entspannungszone (E) durch eine bereichsweise Reduktion des Außendurchmessers (DA) des Kerns (4) gebildet ist.
- Gießwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Entspannungszone (E) durch eine bereichsweise Vergrößerung des Innendurchmessers (DI) des Mantels (5) gebildet ist.
- Gießwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Entspannungszone (E) im mittleren Längenbereich des Kerns (3, 4) und/oder des Mantels (5, 6) liegt.
- Gießwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Entspannungszone in den Außenbereichen des Kerns und/oder des Mantels liegt.
- Gießwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Entspannungszone (E) eine Länge (LE) aufweist, die dem 0,2 - 0,8 fachen der Gesamtlänge (L) des Kerns (3, 4) und/oder des Mantels (5, 6) entspricht.
- Gießwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Entspannungszone (E) eine radiale Erstreckung (s) von 0,6 bis 2,0 mm, vorzugsweise von 1,0 mm, aufweist.
Applications Claiming Priority (2)
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Legal Events
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