Beschreibung

Walze und/oder Rolle sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Walze und/oder Rolle

Die Erfindung betrifft eine Walze und/oder Rolle sowie eine Vorrichtung zur Verschleißkontrolle einer an ihrer Oberfläche verschleißenden Walze. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung und/oder Instandsetzung einer Walze und/oder Rolle, wobei auf eine Mantelfläche der Walze und/oder Rolle wenigstens abschnittsweise eine MetallSchicht aufgebracht wird.

Walzen und/oder Rollen werden in vielen technologischen Be- reichen eingesetzt, beispielsweise in der Papierindustrie, in der Textilindustrie oder in der Metallindustrie zur Führung und Bearbeitung von Material.

Beispielsweise wird in einem Stahl- und/oder Walzwerk aus Me- tallvorprodukten, insbesondere Stahl, beispielsweise in Form von Brammen, Vorblöcken oder Knüppeln, Metallfertigprodukte, wie etwa Blech, Platten, Stabstahl oder Draht, erzeugt. Bei der überführung der Metallvorprodukte in Metallfertigprodukte werden in der Regel Walzen eingesetzt, insbesondere Arbeits- walzen und Stützwalzen. Arbeitswalzen sind dabei direkt mit dem zu bearbeitenden Metall in Kontakt und insbesondere in Warmwalzwerken einer hohen thermischen und mechanischen Beanspruchung ausgesetzt.

Daher unterliegen in Stahlwerken insbesondere Arbeitswalzen einem hohen Verschleiß. Trotz des hohen Verschleißes und ei ^¬ ner sich dadurch verändernden Oberfläche der Arbeitswalze ist es erforderlich, dass die Arbeitswalzen eine Fertigung des Metallfertigprodukts in einer gewünschten Qualität ermögli- chen. Ein Qualitätsmerkmal kann beispielsweise die Planheit eines Metallfertigprodukts sein.

Durch die Verschleißerscheinungen an der Oberfläche der Walze und/oder Rolle kommt es zu Veränderungen an der Walzenoberfläche bzw. Rollenoberfläche, wodurch die Reibungsverhältnis ^¬ se zwischen einzelnen Walzen bzw. zwischen einer Walze und dem mit der Walze verarbeitetem Metallgut beeinflusst werden. Der Reibwert zwischen einer Walze und/oder Rolle und dem zu bearbeitenden Metallgut ist jedoch ein maßgebliches Kriterium zur Einstellung der Qualität des Metallfertigprodukts.

ähnliche Verschleißprozesse treten auch auf für Richtwalzen auf, welche ebenfalls in metallverarbeitenden Industrieanla ^¬ gen verwendet werden. Weiter sind von derartigen Verschleißprozessen auch Papierwalzen, Teppichwalzen und viele weiteren Walzen betroffen, die entsprechend beansprucht werden. Auch für Material führende, bearbeitende oder transportierende Rollen, beispielsweise Umlenkrollen oder Transportrollen, sind derartige Verschleißerscheinungen von Bedeutung. Insbesondere ist ein hoher Verschleiß der Oberfläche von Walzen und Rollen in der Regel dann gegeben, wenn eine Bearbeitung von Produkten mit faseriger Struktur, wie etwa Papier oder Teppichfasern, vorgenommen wird.

Zur Verringerung des Verschleißes von Walzen finden sich im Stand der Technik folgende Hinweise:

Aus der Patentschrift JP 01293911-A ist eine Arbeitswalze für eine Warmwalzstraße bekannt, mit einer eine Cermet-Beschich- tung aufweisenden Oberfläche, wobei die Beschichtung aus WC, CrC ₃ , TiC: 60-95 Massenprozent mit einem oder mehr als zwei Bindemetallen aus der Gruppe Co, Ni, Cr besteht.

Aus der Patentschrift JP 2002282909-A ist eine Walze für eine Warmwalzstraße bekannt, mit einer Wolframcarbidpartikel auf ^¬ weisenden Außenschicht mit einem Volumenverhältnis von 50 bis 80 Volumenprozent in einer Nickel-Kobalt-Legierung, welches durch Zentrifugalvergießen auf eine Innenschicht der Walze aufgebracht wird.

Aus der Patentschrift JP 2000160283 ist eine chemische Zusam ^¬ mensetzung einer Walzenoberfläche bekannt, welche sich aus folgenden Bestandteilen, angegeben in Massenprozent (mp) zusammensetzt: 0,1 bis 1,2 mp Kohlenstoff; 0,1 bis 2,5 mp Si- lizium; 0,1 bis 2,5 mp Mangan; 1,0 bis 5,0 mp Chrom; 0,1 bis 4,0 mp Molybdän; 0,1 bis 5,0 mp Vanadium; 0,1 bis 5,0 Kobalt; 0 bis mp 7,3 Niob und 0 bis 7,8 mp Wolfram. Der restliche Be ^¬ standteil ist definierte Massenprozente von Wolfram und Mo ^¬ lybdän aufweisendes Eisen.

Nachteile dieser den Verschleiß von Walzen mindernden Be- schichtungen liegen darin, dass ihre Herstellung teuer ist, nur eine beschränkte Genauigkeit der Schichtdicke erreicht werden kann und dass eine dem Herstellungsprozess geschuldete Eigenschaft - etwa die Porosität - der Schicht nur in einem bestimmten, nachteiligen Bereich einstellbar ist. Insbesondere kann es aufgrund der hohen Fremdstoffanteile in der Me ^¬ tallschicht zu Bruchstellen durch Akkumulation von Hartstoffpartikeln kommen, welche als cracks bezeichnet werden und die Lebensdauer der Beschichtung verringern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Walze und/oder Rolle, ein Verfahren zur Herstellung einer Walze und/oder Rolle und eine Vorrichtung zur Verschleißkontrolle anzugeben, durch welche der Aufwand zur Instandhaltung der Walze und/oder der Rolle verringert wird.

Der vorrichtungsmäßige Teil der Aufgabe wird gelöst durch ei ^¬ ne Walze und/oder Rolle mit einer Mantelfläche, wobei auf die Mantelfläche wenigstens abschnittsweise eine Metallschicht aufgebracht ist, und die Metallschicht als eine duktile me ^¬ tallische Matrix mit eingelagerten Hartstoffpartikeln ausgebildet ist.

Unter einer duktilen metallischen Matrix wird ein Metall verstanden, welches eine Struktur zur Einlagerung der Hartstoffpartikel vorgibt. Dementsprechend ist es erforderlich - im Gegensatz zum Stand der Technik -, dass der Metallanteil im

Wesentlichen wenigstens 50 Volumenprozent der MetallSchicht umfasst. Duktiler bezeichnet hierbei einen vergleichsweise weichen metallischen Grundwerkstoff, der eine Vickers-Härte von maximal etwa 180-230 HV ₀ I aufweist. Die Härtebestimmung nach Vickers ist der Norm DIN EN ISO 6507 zu entnehmen.

Dadurch, dass eine duktile metallische Matrix verwendet wird, kommt es zudem zu keiner Werkstofftrennung, insbesondere akkumulierten Ausscheidung von Hartstoffpartikeln, mit der Zeit durch den auf die Walze und/oder Rolle ausgeübten Druck. Die duktile Matrix umschließt vorzugsweise jeden Hartstoffparti ^¬ kel derart, dass sich keine zwei Hartstoffpartikel direkt kontaktieren. Dadurch werden Sollbruchstellen vermieden. Die Beschichtung bleibt also auch unter Belastung über längere Zeiträume in ihren Eigenschaften stabil.

Als Mantelfläche einer Walze wird diejenige Fläche einer Wal ^¬ ze und/oder Rolle verstanden, auf welche eine erste Metall ^¬ schicht aufgebracht wird. Dahingegen wird im Rahmen dieser Anmeldung unter der Oberfläche der Walze die äußere, in der Regel zylindermantelförmige Begrenzungsfläche der äußersten Metallschicht verstanden.

Die Mantelfläche wird somit durch den Grundkörper der Walze gebildet. Das Grundmaterial des Grundkörpers der Walze und/oder Rolle, ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass ei ^¬ ne duktile metallische Matrix daran haftet. Dies ist in der Regel für herkömmliche Walzen und deren Grundkörper gegeben.

Als Hartstoffpartikel können vorzugsweise alle Partikel ver ^¬ wendet werden, welche eine höhere Härte als die duktile me ^¬ tallische Matrix aufweisen. Die Auswahl der Hartstoffpartikel kann insbesondere davon abhängen, für welches Einsatzgebiet bzw. Applikation die Walze und/oder Rolle vorgesehen ist.

So können beispielsweise für Walzen, welche in der Papier und/oder Druckindustrie eingesetzt werden, andere Hartstoff ^¬ partikel vorgesehen werden, als für eine Beschichtung einer

Walze, welche für die Bearbeitung von Metall eingesetzt wird. Dies gilt Analog für Rollen. Beispielsweise sind Antriebsrol ^¬ len für Transportbänder, etwa bei der Rohstoffförderung, einem anderen Verschleißpotential ausgesetzt als beispielsweise eine Umlenkrolle für Metallgut in einem Walzwerk. Je nach zu erwartendem Verschleiß für die Rolle und/oder Walze kann da ^¬ her die Sorte an zu verwendenden Hartstoffpartikeln gewählt werden .

Es können auch mehrere Metallschichten mit unterschiedlichen Eigenschaften auf eine Walze und/oder Rolle aufgebracht wer ^¬ den. Es können auch verschiedene Hartstoffpartikelsorten miteinander in einer Schicht kombiniert werden.

Der Aufwand zur Instandhaltung der Walze und/oder Rolle wird also dadurch verringert, dass einerseits der Aufwand zur Er ^¬ zeugung der Beschichtung reduziert wird. Im Weiteren werden durch den reduzierten Verschleiß der Walze und/oder Rolle die Betriebszeiten erhöht und die Stillstandzeiten gesenkt. Dar- über hinaus wird eine Verschleiß und/oder Korrosion reduzie ^¬ rende Schicht bereitgestellt, wobei nach Aufbringen der Me ^¬ tallschicht keine weiteren Maßnahmen zur Oberflächenbehand ^¬ lung erforderlich sind, um Verschleiß und/oder Korrosion der Walze zu verringern.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind Hart- stoffpartikel durch wenigstens ein Element der Gruppe, umfas ^¬ send Carbide, insbesondere Borcarbid, Wolframcarbid oder Si- liciumcarbid, oder Aluminiumtitanat oder Kohlenstoffmodifika- tionen, insbesondere Diamant, Carbon-Nanotubes oder Graphit, oder Zirkonoxyd, gebildet. Aus derartigen Material gebildete Partikel haben ihre Tauglichkeit bereits in Tests bewiesen und sind geeignet, als Hartstoffpartikel in einer duktilen metallischen Matrix eingelagert zu werden. Durch die Verwen- düng eines Elements der Gruppe umfassend Carbide, insbesonde ^¬ re Borcarbid, Wolframcarbid oder Siliciumcarbid, oder Kohlen ^¬ stoffmodifikationen, insbesondere Diamant, Carbon-Nanotubes oder Graphit, oder Zirkonoxid oder Aluminiumtitanat kann der

Verschleiß an der Oberfläche einer Walze und/oder Rolle um ein vielfaches gesenkt werden. Insbesondere können auch ande ^¬ re Kohlenstoffmodifikationen, welche sich durch hohe Härte auszeichnen, wie etwa Fullerene, verwendet werden. Vorzugs- weise weisen die Hartstoffpartikel eine größere Vickershärte auf als die duktile metallische Matrix, insbesondere eine Vi ^¬ ckershärte die größer ist als im Wesentlichen 180 HV ₀ I .

Vorteilhaft ist es, dass die duktile metallische Matrix im Wesentlichen als Nickelmatrix ausgebildet ist. Es kann vorteilhafterweise auch eine Nickellegierungsmatrix als duktile metallische Matrix verwendet werden. Als Nickellegierungsbe ^¬ standteil kann bspw. Kobalt und/oder Eisen vorgesehen werden.

Insbesondere die oben erwähnten Hartstoffpartikel weisen eine gute Löslichkeit in Nickel- bzw. einer Nickellegierungsmatrix auf, so dass beispielsweise homogene Schichteigenschaften oh ^¬ ne technische Probleme - etwa durch Segregation - erzeugt werden können. Durch die Wahl des der Matrix zugrunde liegen- den Materials können Schichteigenschaften beispielsweise die Duktilität eingestellt werden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind in die Metallschicht einzubringende Hartstoffpartikel mit einer Hartstoffpartikelbeschichtung ummantelt. Eine vor der Aufbringung der Metallschicht auf eine Walze und/oder Rolle auf die Hartstoffpartikel aufgebrachte Hartstoffpartikelbeschich ^¬ tung erlaubt es, Hartstoffpartikel zu verwenden, welche ohne Beschichtung nicht in eine metallische Matrix, insbesondere elektrolytisch, einbringbar sind, wie bspw. Zirkonoxid. Dadurch kann die Anzahl an möglichen verwendbaren Hartstoffpartikeln deutlich gesteigert werden, wodurch der Fachmann in der Lage ist, individuell für seine Zwecke auswählbare Hart ^¬ stoffpartikel zu verwenden. Von Vorteil ist es, dass die Hartstoffpartikelbeschichtung aus demselben Material besteht, wie die metallische Matrix, in die die beschichteten Hart ^¬ stoffpartikel eingebracht werden sollen. Insbesondere kann ein Material für die Hartstoffpartikelbeschichtung verwendet

werden, dass die Löslichkeit und/oder Aktivierung der Hart- stoffpartikel in der metallischen Matrix erhöht.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die duktile metallische Matrix eine vorgebbare Dichte ^¬ verteilung an eingelagerten Hartstoffpartikeln auf. Dadurch kann die Eigenschaft der Beschichtung beliebig auf das Ein ^¬ satzgebiet und die mit der Walze und/oder Rolle zu bearbei ^¬ tenden Güter eingestellt werden. Dabei kann sich bei den an- gesprochenen vorgebbaren Dichteverteilungen um Liniendichten, Flächendichten oder Volumendichten von Hartstoffpartikeln in der Metallschicht handeln.

Beispiel für eine Liniendichte kann beispielsweise ein Kon- zentrationsgradient der Hartstoffpartikelflächendichte über die Schichtdicke der abgeschiedenen Metallschicht sein. Bei konstanter Flächendichte innerhalb jedes Schichtdickenab ^¬ schnitts handelt es sich hierbei um eine radialsymmetrische Verteilung, welche durch die Hartstoffpartikelkonzentration abhängig vom Radius charakterisiert werden kann. Beispiels ^¬ weise kann die erste auf der Mantelfläche abgeschiedene Me ^¬ tallschicht den höchsten Hartstoffpartikelanteil aufweisen, um beispielsweise bei einer verzögerten Instandsetzungsmaß ^¬ nahme die Mantelfläche der Walze und/oder Rolle nicht zu ge- fährden, während radial nach außen die Hartstoffpartikelkonzentration linear oder nicht-linear bis auf einen geeigneten Grenzwert abnimmt. Auch sind die Hartstoffpartikelverteilung charakterisierende Stufenfunktionen in der Hartstoffpartikel ^¬ verteilung über den Radius der Walze und/oder Rolle als Li- niendichte denkbar.

Beispiel für eine Flächendichte kann beispielsweise die Erhö ^¬ hung der Hartstoffpartikelkonzentration in einem beispielsweise ringförmigen Flächenabschnitt der Mantelfläche der WaI- ze und/oder Rolle sein, welcher einer größeren Belastung ausgesetzt ist als andere Flächenbereiche der Walze und/oder Rolle. Bei derartigen Flächenbereichen mit hoher zu erwartender Belastung ist es vorteilhaft, eine lokale Anpassung der

Hartstoffpartikeldichte vorzunehmen, beispielsweise zu erhö ^¬ hen, um trotz unterschiedlicher lokaler Belastung der Oberfläche einen gleichmäßigen Verschleiß der Oberfläche zu er ^¬ reichen. Dadurch wird die Oberfläche der Walze gleichmäßig abgenutzt und das Profil der Walze bleibt - bei einer relati ^¬ ven Betrachtung des Walzenprofils - über die Zeit stabil.

Unter Volumendichte kann sowohl eine lokale Volumendichte als auch die mittlere Volumendichte verstanden werden. Die gilt analog im übrigen ebenso für Flächendichte und Liniendichte. Die mittlere Volumendichte ist der Volumenanteil der Hart- stoffpartikel der gesamten MetallSchicht im Vergleich zum Ge ^¬ samtvolumen dieser Metallschicht. Dies bedeutet jedoch nicht, dass die Angabe einer mittleren Volumendichte stets eine Gleichverteilung der Hartstoffpartikel in der Metallschicht zur Folge hat. Vielmehr können lokal große Abweichungen von einer mittleren Volumendichte der Hartstoffpartikel durch ei ^¬ ne erhöhte oder verringerte lokale Volumendichte der Hart- stoffpartikel gegeben sein.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die duktile metallische Matrix eine mittlere Volumendichte an eingelagerten Hartstoffpartikeln von im Wesentlichen höchstens 40 Volumenprozent auf. Mit zunehmender Erhöhung des An- teils der Hartstoffpartikel an der Metallschicht wird die Me ^¬ tallschicht zunehmend spröder. Durch die Ansammlung bzw. Akkumulation von Hartstoffpartikeln in der Schicht kann es zu Sollbruchstellen führen, da die Hartstoffpartikel in diesen Ansammlungen nicht mehr vollständig von einer duktilen Matrix umgeben sind, sondern sich gegenseitig kontaktieren. Bei dauerhafter und großer Belastung der Metallschicht kann dies zu Brüchen, insbesondere Mikrorissen, in der Metallschicht führen. Dies wiederum kann zum Ausbrechen von Metallschichtabschnitten führen, wenn mehrere Mikrorisse zusammen laufen. Es ist daher vorteilhaft, dass die mittlere Volumendichte der Hartstoffpartikel im Wesentlichen 40 Volumenprozent nicht überschreitet .

Besonders vorteilhaft ist es, einen Volumenprozentbereich der Hartstoffpartikel in der MetallSchicht von 8 Volumenprozent bis 25 Volumenprozent vorzusehen. Daraus ergibt sich dann ein Anteil der duktilen Matrix von 92 Volumenprozent bis 75 VoIu- menprozent. Mit einer Zusammensetzung der Metallschicht im genannten Bereich kann der Verschleiß der Walze und/oder Rolle bereits in hohem Maße reduziert werden, bei gleichzeitig geringer Sprödigkeit der Metallschicht.

Besonders vorteilhaft ist eine Metallschicht aufweisend eine duktile Nickellegierung mit vorzugsweise homogen verteilten, eingelagerten Hartstoffpartikel. Vorteilhafterweise kann eine Schichtdicke von lμm bis lOOμm, bevorzugt 2μm bis 50μm, bzw. 5μm bis 20μm verwendet werden. Der Volumenanteil der Hart- Stoffpartikel in der Metallschicht beträgt vorteilhafterweise 1% bis 40%, bevorzugt 2% bis 15%, bzw. 4% bis 12%. Die Parti ^¬ kelgröße der Hartstoffpartikel wird vorteilhafterweise ge ^¬ wählt von 0,lμm bis 5μm, bevorzugt 0,5μm bis 3μm, bzw. 0,8μm bis 2μm. Die Hartstoffpartikel bestehen vorteilhafterweise aus Borcarbid, Diamant, Wolframcarbid oder Zirkonoxid, wobei auch Mischungen aus jeweils zwei der genannten Materialien vorteilhaft sind, insbesondere bei Anwendung einer Mehrfach- beschichtung, insbesondere Zweifachbeschichtung, der Walze und/oder Rolle. Dies erlaubt eine Vervielfachung der Stand- zeiten bei gleichen Beschichtungskosten je Walze und/oder

Rolle eine längere Aufrechterhaltung des Walzenschliffes in ^¬ nerhalb der erlaubten Toleranzen. Aus diesen Vorteilen resultieren ferner eine Erhöhung der Anlagenverfügbarkeit und Jah ^¬ resproduktivität der Anlage aufgrund verringerter Anzahl an Walzenwechseln bzw. Rollenwechseln.

Vorzugweise wird eine Beschichtung derart auf die Walze und/oder Rolle aufgebracht, dass bei Verschleiß der aufge ^¬ brachten Metallschicht der Reibwert trotz Verschleiß, insbe- sondere lokal konstant bleibt. So ist eine konstante Prozess ^¬ führung für Industrieanlagen, beispielsweise für Stahlwerke, insbesondere Gießanlagen mit Führungsrollen, für Walzwerke, für Anlagen in der Papier- und Druckindustrie oder Textilin-

dustrie unabhängig vom Verschleiß der Walzen und/oder Rollen möglich, sofern die MetallSchicht bedingt durch Verschleiß nicht vollständig abgetragen wurde. Andererseits kann auch ein vorgebbarer Reibwertverlauf über die Dicke der Metall- schicht mit zunehmendem Abrieb vorgegeben werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die duktile metallische Matrix eine vorgebbare Korngrö ^¬ ßenverteilung an eingelagerten Hartstoffpartikel auf. Durch die Einstellung einer vorgebbaren Korngrößenverteilung kann der Reibwert von Rolle zu Rolle bzw. von Walze zu Walze, aber auch lokal auf einer Rolle bzw. auf eine Walze variiert wer ^¬ den. Dies erlaubt eine hohe Flexibilität des Verfahrens bei der Anpassung der Metallschicht für eine bestimmte Applikati- on . Die vorgebbare Korngrößenverteilung kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass für das Aufbringen der Metallschicht Hartstoffpartikel einer bestimmten Korngröße oder ei ^¬ ner Korngrößenverteilung bereitgestellt werden, beispielsweise in einem Elektrolysebad. Beispielsweise kann eine radiale Korngrößenverteilung der Hartstoffpartikel in der Metallschicht mittels einer Einstellung der Konzentration der Hart- stoffpartikel in einem Elektrolysebad erfolgen. Dazu kann vorgesehen werden, dass Hartstoffpartikel mit unterschiedli ^¬ chen Korngrößen bzw. Korngrößenverteilungen dem Elektrolyse- bad sukzessive während der Elektrolyse derart zugeführt wer ^¬ den, dass eine bestimmte radiale Korngrößenverteilung in der Metallschicht eingestellt wird.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind auf die Mantelfläche mehrere Metallschichten übereinander aufge ^¬ bracht, wobei aneinandergrenzende Metallschichten unter ^¬ schiedliche Farben aufweisen. Grundsätzlich hat jede Metallschicht eine natürliche Farbe, welche sie nach ihrer Herstel ^¬ lung aufweist, ohne dass weitere Handlungen vorgenommen wur- den. Die Farbe kann beispielsweise durch die in die Metall ^¬ schicht eingelagerten Hartstoffpartikel mitbestimmt werden, da unterschiedliche Hartstoffpartikel in der duktilen metal ^¬ lischen Matrix unterschiedliche optische Eigenschaften haben.

Insofern können gegebenenfalls durch Auswahl geeigneter Hart- stoffpartikel zwei aneinander grenzende Metallschichten des ^¬ halb unterschiedliche Farbe aufweisen, weil für diese zwei Metallschichten jeweils unterschiedliche Hartstoffpartikel verwendet werden.

Die Färbung kann auch auf beliebige andere Weise erreicht werden. Jedoch ist ein Färbeverfahren für die Metallschicht vorzugsweise derart zu wählen, dass die Farbe in der jeweili- gen gesamten Metallschicht vorzugsweise gleichmäßig vorhanden ist .

Vorzugsweise sind in die duktile metallische Matrix Farbpar ^¬ tikel eingelagert. Es kann eine Mehrzahl von, d.h. wenigstens zwei, Metallschichten auf die Walze und/oder Rolle aufge ^¬ bracht werden, wobei aneinandergrenzende Farbschichten farb ^¬ lich unterschiedlich sind. Dies kann bspw. dadurch erreicht werden, dass wenigstens eine der beiden Metallschichten mit Farbpartikeln versetzt wird.

Die unterschiedliche Farbe zweier aneinandergrenzender Me ^¬ tallschichten erlaubt es, einen Verschleiß einer durch die Metallschichten gebildeten Walzenoberfläche und/oder Rollenoberfläche wahrzunehmen, da durch den Verschleiß ein Farb- Wechsel bei dem übergang von einer äußeren Metallschicht zu einer an dieser angrenzenden Metallschicht auftritt. Die Me ^¬ tallschichten können dabei bis auf die Farbe gleich Eigenschaften haben.

Weist eine neu beschichtete Walze mehrere Metallschichten auf, wobei aneinandergrenzende Metallschichten sich farblich unterscheiden, so kann festgestellt werden, wann die obere der Metallschichten zumindest abschnittsweise verschlissen ist. Dies kann ein Maß dafür sein, dass in einer bestimmten Zeit eine Neubeschichtung der Walze erforderlich ist.

Vorzugsweise werden die Farben für aneinandergrenzende Me ^¬ tallschichten derart gewählt, dass diese unterschiedlich

sind, etwa gelb und blau, rot und blau oder rot und grün sind, vorzugsweise komplementäre Farben. Alternativ können beispielsweise aus anderen technischen Gebieten genutzte Farben, beispielsweise grün, gelb und rot - aus dem Bereich der Verkehrstechnik - genutzt werden, um zu signalisieren, in welchem Zustand sich die Walze und/oder Rolle befindet.

Es kann auch ein Metallschichtensystem bestehend aus einer Vielzahl von Metallschichten vorgesehen werden, wobei sich jede Farbe einer Metallschicht von der jeweiligen anderen

Farbe der übrigen Metallschichten des Metallschichtensystems unterscheidet. Die Anzahl der Metallschichten innerhalb des Metallschichtensystems kann bei geringer Schichtdicke der einzelnen Metallschichten sehr groß werden. Weisen alle vom Metallschichtensystem umfassten Metallschichten unterschiedliche Farben auf, kann durch Betrieb der Walze und/oder Rolle ein Verschleißprofil bzw. Rauhigkeitsprofil der Walze oder Rolle sichtbar gemacht werden. Auf dieser Grundlage kann bei ^¬ spielsweise dann eine neue Beschichtung der Walze und/oder Rolle erfolgen. Dabei kann vorgesehen werden, dass an Stellen mit hohen Verschleißerscheinungen, d.h. hohem Abrieb des Metallschichtensystems bis auf eine tiefliegende Metallschicht, wobei die Tiefe des Abriebs über die freigelegte Farbe be ^¬ stimmbar ist, eine an die lokale Belastung der Walze und/oder Rolle angepasste Dichte von Hartstoffpartikeln bei einer Neu- beschichtung aufgebracht wird.

Vorteilhafterweise können die Walzen als Gießwalzen, Arbeits ^¬ walzen, Stützwalzen und Richtwalzen für Industrieanlagen zur Verarbeitung von Metallgut, insbesondere Gießanlagen und

Walzwerke, ausgebildet sein. Rollen können beispielsweise als Führungsrollen, Transportrollen oder Umlenkrollen ausgebildet sein. Dies schließt auch Führungswalzen und Umlenkwalzen ein. Von der Anmeldung sollen auch alle weiteren Walzen und/oder Rollen eingeschlossen werden, welche hohen mechanischen und/oder thermischen Belastungen ausgesetzt sind.

Aufgrund der guten thermischen Leitfähigkeit und der thermischen Stabilität der MetallSchicht können Rollen und Walzen auch bei hohen Temperaturen, insbesondere beim Warmwalzen und Gießen verwendet, werden.

Daher können die erfindungsgemäß hergestellten Rollen vorteilhaft als Führungsrollen und/oder als Umlenkrollen, insbesondere für den Einsatz in Metall verarbeitenden Industrieanlagen, eingesetzt werden.

Der verfahrensmäßige Teil der Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung und/oder Instandsetzung einer Walze und/oder Rolle, wobei auf eine Mantelfläche der Walze und/oder Rolle wenigstens abschnittsweise eine Metallschicht aufgebracht wird. Dadurch, dass als Metallschicht eine dukti ^¬ le metallische Matrix mit eingelagerten Hartstoffpartikeln verwendet wird, kann die Schicht nach Verschleiß neu aufge ^¬ bracht werden, wodurch die Lebensdauer einer Walze deutlich verlängert wird.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung erfolgt bei der Aufbringung der Metallschicht eine Drehung der Walze relativ zu Mitteln zum Aufbringen der Metallschicht um ihre Rotationsachse. Die Mittel zum Aufbringen der Metallschicht sind in der Regel derart ausgestaltet, dass ein bestimmtes Verfahren zur Aufbringung der Metallschicht auf die Mantel ^¬ fläche der Walzen und/oder Rollen verwendet wird. Dabei können sich entweder die Mittel zum Aufbringen der Metallschicht um die Walze und/oder Rolle bewegen, so dass deren Mantelflä- che wenigstens abschnittsweise beschichtet wird. Alternativ und in der Regel einfacher ist es, die Walze und/oder die Rolle während des Beschichtungsprozesses um ihre jeweilige Längsachse zu drehen. Dies ist vorteilhaft, da die Längsachse eines rotationssymmetrischen Körpers, hier einer Walze oder einer Rolle, um ihre Achse mit dem kleinsten Trägheitsmoment gedreht wird. Dementsprechend ist dazu ein relativ geringe Kraft bzw. Motorleistung erforderlich um eine Drehung der Walze und/oder Rolle zu erzeugen. Gegebenenfalls kann auch

eine kombinierte Bewegung von Walze und Mitteln zum Aufbringen der Metallschicht ausgeführt werden.

In einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung wird die duktile metallische Matrix mit den eingelagerten Hart- stoffpartikeln mittels Elektrolyse aufgebracht. In der Regel wird dazu die Walze und/oder Rolle wenigstens teilweise in einem Elektrolysebad angeordnet. Die Mantelfläche der Walze ist also abschnittsweise in einen Elektrolyt eingetaucht. Die Walze wird mit einer Spannung beaufschlagt, so dass sich in dem Elektrolysebad befindliche Metall-Ionen, beispielsweise Nickel-Ionen, auf der Mantelfläche der Walze abscheiden. Dazu ist im Elktrolysebad wenigstens eine Metallelektrode, bspw. eine Nickelelektrode, angeordnet.

Die Hartstoffpartikel werden während des Abscheideprozesses der Metall-Ionen durch einen Luftstrom oder mittels eines Flüssigkeitsstroms an die Mantelfläche der Walze und/oder Rolle herangeführt. Dies kann beispielsweise dadurch erfol- gen, dass die Hartstoffpartikel bereits im Elektrolyten vor ^¬ liegen und durch die Strömung an die Mantelfläche herange ^¬ führt werden. Alternativ können die Hartstoffpartikel über die die Strömung ausbildenden Mittel in das Elektrolysebad eingeführt werden. Eine kostengünstige Möglichkeit die Me- tall-Ionen bereitzustellen ist es, eine entsprechende Metall ^¬ elektrode im Elektrolysebad vorzusehen, von welcher Metall- Ionen in Lösung gehen. Insbesondere kann hier eine Nickelelektrode verwendet werden, die mit einer positiven Spannung beaufschlagt wird.

Durch Verwendung eines Luftstroms oder eines Flüssigkeits ^¬ stroms umspülen die Hartstoffpartikel die Mantelfläche der Walze und/oder Rolle wenigstens abschnittsweise und führen dazu, dass bei der elektrochemischen Ausscheidung von Nickel an der Mantelfläche der Walze und/oder Rolle Hartstoffparti ^¬ kel in die sich abscheidende metallische Matrix eingelagert werden. Der Luftstrom bzw. die Flüssigkeitsstrom, welcher die Hartstoffpartikel an die Mantelfläche heranführt, beeinflusst

die Einlagerung der Harststoffpartikel maßgeblich. Der Elektrolyt, aus welchem die duktile metallische Matrix abgeschie ^¬ den wird, ist derart ausgebildet, dass sich im Rahmen der e- lektrochemischen Spannungsreihe als erstes Kationen in Form der gewünschten Metall-Ionen aus der Lösung abscheiden.

Unter anderem ist die Strömungsgeschwindigkeit des Luftstroms bzw. des Flüssigkeitsstroms als auch die Konzentration an Hartstoffpartikeln im Luftstrom bzw. im Flüssigkeitsstrom maßgebend für die Eigenschaften der auf der Mantelfläche ab ^¬ geschiedenen Schicht. Die Verwendung eines Luftstroms im E- lektrolysebad ist insofern nachteilig, da an die Mantelfläche der Walze aufsteigende, Hartstoffpartikel aufweisende Bläss ^¬ chen nur schwer zu kontrollieren sind. In der Regel wird bei qualitativ hochwertigen, individuell eingestellten Schichten eine Flüssigströmung verwendet, wobei die Hartstoffpartikel bereits im Elektrolysebad vorliegen.

Mittels Elektrolyse können Schichten von wenigen Mikrometern bis hin zu Millimetern oder mehr abgeschieden werden. Die Schichtdicke ist daher nahezu frei wählbar. Gleichzeitig kann mittels einer Elektrolyse eine sehr hohe Genauigkeit bei der Einstellung der Schichtdicke erreicht werden.

Die Aufgabe, den Aufwand zur Instandhaltung der für eine WaI- ze und/oder Rolle zu verringern, wird ebenfalls gelöst durch eine Vorrichtung zur Verschleißkontrolle einer an ihrer Oberfläche verschleißenden Walze und/oder Rolle, welche nach Anspruch 11 oder 12 hergestellt ist, mit einem Detektor zur Erfassung eines Farbwechsels an der Oberfläche. Grundlegend für die Verschleißkontrolle ist hierbei die Erfassung des Wech ^¬ sels von einer ersten Farbe zu einer zweiten Farbe. Dabei ist es nicht notwendigerweise erforderlich, dass die Farbe der Oberfläche verfasst wird. Lediglich die änderung von einem ersten Farbzustand in einem zweiten Farbzustand muss erfass- bar sein. Dadurch kann erfasst werden, wann eine Walze und/oder Rolle derart verschlissen ist, dass ein Austausch der betroffenen Walze und/oder Rolle erforderlich ist. Das Verfahren erhöht die Betriebssicherheit, da ein Verschleiß

einer Walze und/oder Rolle sicher, kontinuierlich und gefahrlose für Personen erkannt werden kann. Ebenfalls erhöht es die Planbarkeit von Walzenwechseln und/oder Rollenwechseln. Als Detektor kann beispielsweise eine Kamera oder ein Farb- sensor vorgesehen werden. Vorzugsweise ist der Detektor mit einer Einrichtung zum Erkennen des Farbwechsels wirkverbunden ist in der Regel eine Datenverarbeitungseinrichtung.

Vorteilhaft ist es auch, dass der Detektor zur Erfassung ei- nes Farbwechsels die Farbe der MetallSchicht erfasst. Dadurch ist die Erkenntnis, dass eine Walze und/oder eine Rolle ver ^¬ schleißt, nicht auf den Zeitraum des Farbwechsels beschränkt, sondern der Zustand der Walze und/oder Rolle kann jederzeit erfasst werden. Vorzugsweise ist eine dem Verschleiß zugeord- nete Farbstaffelung von auf eine Walze und/oder Rolle aufge ^¬ brachten farbigen Metallschichten in einer speicherprogrammierbaren Einheit hinterlegt, so dass bei Erfassung einer Farbe stets angegeben werden kann, ob die Walze und/oder Rolle einen kritischen oder unkritischen Verschleißzustand auf- weist. Dies kann beispielsweise von einer oben genannten Pa ^¬ tentverarbeitungseinrichtung geleistet werden.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist eine Einrichtung zur Abgabe eines Signals bei erkanntem Farbwech- sei vorgesehen. Das Signal kann beispielsweise einer zentra ^¬ len Steuereinrichtung zugeführt werden, welche daraufhin in einem Kontrollraum oder überwachungszentrale, eine dem Signal entsprechende Ausgabe an einem Bildschirm vornimmt. Ebenfalls kann das Signal einer entfernten Servicezentrale, ebenfalls eine überwachungszentrale, zugeführt werden, welche anhand des Signals beispielsweise einen Serviceauftrag für eine be ^¬ stimmte Walze und/oder eine Rolle der betroffenen Industrie ^¬ anlage erfasst.

Insbesondere ist es vorteilhaft, dass mittels des Detektors zusätzlich eine Identifizierung einer Walze und/oder Rolle vorgenommen werden kann, welche die erfassten Verschleißerscheinungen aufweist. Dies kann beispielsweise dadurch erfol-

gen, dass jeder Rolle genau ein Detektor zugeordnet ist, wel ^¬ cher neben der Farbe bzw. einem Farbwechsel stets auch eine eigene Kennung als Bestandteil des Signals mitliefert, oder aber eine durch den Detektor erfassbare Kennzeichnung der Rolle miterfasst wird.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus Ausführungs ^¬ beispielen, welche anhand der nachfolgenden, schematisch dargestellten Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:

FIG 1 eine Elektrolyseeinrichtung zum Aufbringen einer

Metallschicht auf eine Walze,

FIG 2 einen Seitenausschnitt einer mit einer Metall ^¬ schicht beschichteten Walze, FIG 3 eine mit mehreren farbigen Metallschichten beschichtete Walze, FIG 4 eine Vorrichtung zur Verschleißkontrolle für ein

Walze eines Walzgerüsts einer Walzstraße,

FIG 5 eine Vorrichtung zur Verschleißkontrolle für Füh- rungsrollen einer Gießanlage,

FIG 6 ein Flussdiagramm zur schematischen Darstellung eines Ablaufs eines erfindungsgemäßen Herstellungs ^¬ verfahrens .

FIG 1 zeigt eine Elektrolyseeinrichtung 7 zur Erzeugung einer erfindungsgemäßen Metallschicht auf einer Walze 1. Die aufzu ^¬ bringende Metallschicht ist dabei als eine duktile metalli ^¬ sche Matrix mit eingelagerten Harzstoffpartikeln ausgebildet. Um eine derartige Metallschicht auf eine Mantelfläche 2 der Walze 1 aufzubringen, ist die Walze 1 mit einem Abschnitt ih ^¬ rer Mantelfläche 2 in einem Tank 7 ' der Elektrolyseeinrichtung 7 angeordnet. Der Tank 7' ist mit einem nickelhaltigen Elektrolyt 17, welcher vorzugsweise als wässrige Lösung vor ^¬ liegt, befüllt. Die Mantelfläche 2 der Walze 1 taucht ab- schnittsweise in diesen Elektrolyten 17 ein. Um eine gleichmäßige duktile metallische Matrix auf der Walze 1 abzuschei ^¬ den, ist ein Motor 19 vorgesehen, welcher die Walze 1 derart antreibt, dass sich diese um ihre Rotationsachse 6 dreht. Da-

bei wird kontinuierlich ein Teil der Mantelfläche 2 in den nickelhaltigen Elektrolyten 17 eingeführt und gleichzeitig an anderer Stelle ein Teil der Mantelfläche 2 aus dem Elektroly ^¬ ten 17 ausgeführt. Die Einstellung der Drehgeschwindigkeit der Walze 1 um ihre Rotationsachse 6 kann zur Einstellung der Schichteigenschaften der abzuscheidenden Metallschicht genutzt werden, beispielsweise zur Einstellung eines Hartstoff ^¬ partikel-Konzentrationsgradienten über die Schichtdicke der Metallschicht .

Des Weiteren wird wenigstens die Mantelfläche 2 der Walze 1 mit einer negativen Spannung beaufschlagt, so dass sich die im Elektrolyten 17 gelösten Nickel-Ionen auf der Mantelfläche 2 der Walze 1 ausscheiden. Die Bereitstellung der gelösten Nickel-Ionen im Elektrolyten 17 kann kostengünstig mit wenigstens einer im Elektrolyten 17 angeordneten, nicht dargestellten Nickelelektrode erfolgen, welche mit einer positiven Spannung beaufschlagt wird. Hierfür kann die in FIG 1 am Tank 7' angelegte Spannung verwendet werden.

Ferner werden mittels im Tank 7' vorhandener Ventile 18, welche einen Flüssigkeitsstrom erzeugen, Hartstoffpartikel, welche im Elektrolyten 17 vorliegen - im vorliegenden Fall Bor- carbid - an die Mantelfläche 2 der Walze 1 herangeführt. Der Flüssigkeitsstrom ist gut kontrollierbar und führt die Hart- stoffpartikel an die Mantelfläche 2 der Walze 1 kontrolliert heran .

Alternativ können die Hartstoffpartikel in den Tank 7' mit- tels eines Trägers - etwa dem Flüssigkeitsstrom oder dem

Luftstrom - eingebracht werden. Vorzugsweise wird als Hart- stoffpartikel-Träger der gleiche Elektrolyt 17 verwendet wie der im Tank 7' vorliegende Elektrolyt 17, so dass durch das Heranführen der Hartstoffpartikel an die Mantelfläche 2 die Nickel-Konzentration in der Umgebung der Mantelfläche 2 nicht gesenkt wird. Durch das gezielte Einbringen von Hartstoffpartikeln mittels Träger in das Elektrolysebad lassen sich Kos-

ten reduzieren, da weniger Hartstoffpartikel zur Herstellung der Metallschicht erforderlich sind.

Während der Ausscheidung der Nickel-Ionen aus dem nickelhal- tigen Elektrolyten 17 auf die Mantelfläche 2 - aufgrund der an der Mantelfläche 2 anliegenden elektrischen Spannung - werden die an die Mantelfläche 2 herangeführten Hartstoffpartikel - Borcarbid - während der Abscheidung der Nickelmatrix in diese eingelagert.

Durch die Strömungsgeschwindigkeit des die Hartstoffpartikel an die Mantelfläche 2 heranführenden Flüssigkeitsstroms und durch die Konzentration der Hartstoffpartikel im Flüssig ^¬ keitsstrom kann die Konzentration bzw. die Dichte der Hart- Stoffpartikel in der Nickelmatrix eingestellt werden.

Bei Verwendung eines die Hartstoffpartikel in das Elektroly ^¬ sebad einbringenden Trägers mittels der Ventile 18 können auch von Ventil 18 zu Ventil 18 unterschiedliche Hartstoff- partikelkonzentrationen eingebracht werden. Dies hat zur Folge, dass längs der Rotationsachse 6 eine unterschiedliche vorgebbare Dichteverteilung der Hartstoffpartikel eingestellt werden kann. Vorzugsweise sind Mittel vorgesehen, welche ver ^¬ hindern, dass sich Trägerströme benachbarter Ventile 18 durchmischen und dies zu einer unerwünschten Abweichung der Dichteverteilung der Hartstoffpartikel von der vorgegebenen Dichteverteilung führt.

Eine derartige Einstellung einer vorgebbaren Dichteverteilung der Hartstoffpartikel in der Metallschicht ist in der Regel auf das Einsatzgebiet und die spezielle Verwendung der Walze 1 anzupassen. Dies gilt analog für Rollen.

Durch die an der Walze 1 bzw. an der Mantelfläche 2 angelegte Spannung und deren vorzugsweise kontinuierliche Rotation um ihre Rotationsachse 6 kommt es zu einer gleichmäßigen Ab ^¬ scheidung einer Nickelmatrix, deren Schichtdicke wesentlich durch die Dauer der Elektrolyse bestimmt wird. Die Elektroly-

se erlaubt es, Schichtdicken der MetallSchicht in einer Grö ^¬ ßenordnung von wenigen Mikrometern bis mehreren Millimetern oder mehr auf die Mantelfläche 2 der Walze 1 aufzubringen und exakt einzustellen. Nach Beendigung der Elektrolyse und Ent- fernung der Walze 1 aus dem Tank 7', weist die Walze 1 nun eine von der aufgebrachten Metallschicht gebildete Oberfläche auf. Diese senkt den Verschleiß der Walze 1 bei der Bearbei ^¬ tung eines Walzguts, wie etwa Metall, Papier oder Textilien, deutlich ab.

FIG 2 zeigt einen Seitenausschnitt einer mit einer Metall ^¬ schicht 3 beschichteten Walze 1 bzw. Rolle 1' . Die Metall ^¬ schicht 3 weist eine Schichtdicke 22 auf. Die auf die Mantel ^¬ fläche 2 der Walze 1 bzw. Rolle 1' abgeschiedene Metall- schicht 3 umfasst Hartstoffpartikel 5. Die Dichteverteilung der Hartstoffpartikel 5 sowie die Korngrößenverteilung der Hartstoffpartikel 5 sind vorgebbar und einstellbar. Die Hart- stoffpartikel 5 sind in eine duktile metallische Matrix 4, eingelagert. Vorzugsweise sind Hartstoffpartikel 5 bzw. Hart- stoffpartikel-Cluster vollständig von der duktilen metallischen Matrix 4 umgeben. Eine in FIG 2 dargestellte Metall ^¬ schicht 3 führt trotz ihres Verschleißes im Mittel zu einem konstanten Reibwert während des Abtragens der Metallschicht 3 über die Schichtdicke 22 der Metallschicht 3.

FIG 3 zeigt eine Schnittdarstellung durch eine Walze 1, auf welche mehrere Metallschichten 8, 9, 10 mit jeweils unter ^¬ schiedlichen Farben abgeschieden sind. Die unterschiedlichen Farben sind durch unterschiedliche Schraffuren gekennzeich- net . Bei der gezeigten Walze 1 wurde, beispielsweise durch

Elektrolyse, die erste Metallschicht 8 mit einer ersten Farbe auf der Mantelfläche 2 der Walze 1 aufgebracht. Darüber wurde eine zweite Metallschicht 9, beispielsweise ebenfalls mittels Elektrolyse, mit einer zweiten, von der ersten verschiedenen Farbe aufgebracht. über dieser zweiten Metallschicht 9 ist eine dritte Metallschicht 10, mit einer dritten von der ers ^¬ ten und der zweiten verschiedenen Farbe, aufgebracht. Eine derartig beschichtete Walze 1 erlaubt einerseits eine deut-

lieh erhöhte Betriebsdauer, ohne dass die Walze ausgewechselt werden muss. Andererseits kann anhand der Farbe der Oberflä ^¬ che festgestellt werden, wie weit ein Verschleiß der Oberflä ^¬ che der Walze fortgeschritten ist.

In FIG 3 ist die erste Farbe der ersten MetallSchicht 8 rot, die zweite Farbe der zweiten MetallSchicht 9 gelb und die dritte Farbe der dritten Metallschicht 10, und damit die bei Betriebsaufnahme der neu beschichteten Walze die Oberfläche 2' bildende Metallschicht, grün. Durch den Betrieb der Walze 1 bzw. einer derart beschichteten Rolle kommt es nun zu Verschleißerscheinung an der Oberfläche 2' der Walze 1, welche jedoch durch die Metallschichten deutlich reduziert werden können. Durch den beim Betrieb verursachten Abtrag der Me- tallschichten 8, 9, 10 kommt es somit irgendwann lokal oder flächig zu einem Farbwechsel der Oberfläche 2' der Walze 1, wodurch bestimmt werden kann, wie und in welchem Maß Verschleiß auftritt an der Walzenoberfläche auftritt.

Es kann festgestellt werden, wann ein Farbwechsel auftritt, beispielsweise von Grün nach Gelb, welcher signalisiert, dass die äußerste Metallschicht 10 wenigstens teilweise abgetragen wurde. Auf Grundlage dieser Erkenntnis kann nun beispielswei ^¬ se ein Serviceauftrag zur Instandsetzung der Walze 1 abge- setzt werden, ohne jedoch vorerst den Betrieb der Walze ein ^¬ stellen zu müssen.

Die erste Metallschicht 8 der Walze 1, im Ausführungsbeispiel die rote Metallschicht, kann als Notpuffer vorgesehen werden, sofern eine Instandsetzung nicht rechtzeitig - während des

Verschleißes der zweiten Metallschicht 9 -erfolgen kann. Da ^¬ durch wird vermieden, dass durch eine verspätete Instandset ^¬ zung Stillstandzeiten der Industrieanlage erzeugt werden und gegebenenfalls bei Fortsetzung des Betriebs trotz verschlie- ßender Oberfläche eine signifikante Beschädigung der Walze 1, insbesondere des Grundkörpers der Walze 1, erfolgt. Dies kann insbesondere von Bedeutung sein für die Durchführung von Walzenschliffen .

FIG 4 zeigt eine Vorrichtung 11 zur Verschleißkontrolle einer Arbeitswalze 1 zum Walzen eines Metallguts 21. Die Arbeits ^¬ walzen 1 werden von Stützwalzen 1' ' gestützt. Wenigstens die obere Arbeitswalze 1 weist wenigstens zwei nicht dargestellte Metallschichten auf, welche sich in ihrer Farbe unterschei ^¬ den. Dabei bildet die äußerste Metallschicht die Oberfläche der Arbeitswalze 1. Durch das Walzen von Metallgut 21 durch die Arbeitswalzen 1, kommt es zu Verschleiß an der Oberfläche der Arbeitswalze 1. Zur Kontrolle dieses Verschleißes ist ein Detektor 12 vorgesehen, welcher derart angeordnet ist, dass er die Farbe der Oberfläche der Arbeitswalze 1 erfassen kann.

Der Detektor 12 gibt ein der erfassten Farbe zugeordnetes Signal aus, welches einer Erkennungseinrichtung 13 zugeführt wird. Die Erkennungseinrichtung 13 erkennt sowohl die Farbe der Oberfläche der Arbeitswalze 1, sowie, ob ein Farbwechsel wenigstens in einem Abschnitt der Oberfläche der Arbeitswalze 1 stattgefunden hat. über eine von der Erkennungseinrichtung 13 umfasste Signalisierungseinrichtung 14 wird der Zustand der Oberfläche der Arbeitswalze 1 an eine Ausgabeeinheit ei ^¬ nes Kontrollraums 15 übermittelt.

Gleichzeitig wird das von der Signalisierungseinrichtung 14 erzeugte Signal an eine Servicestation 16 übermittelt. Die

Servicestation 16 ist in der Regel einem Unternehmen zur Instandsetzung der derart beschichteten Walzen 1 und/oder Rollen 1' (siehe FIG 5) zugeordnet. Des Weiteren gehen bei der Servicezentrale 16 eine Vielzahl von derartigen Informationen von unterschiedlichen Industrieanlagen ein.

Eine Erfassung der Farbe bzw. eines Farbwechsels der Oberflä ^¬ che einer Arbeitswalze 1 kann nicht nur für das in FIG 4 dar ^¬ gestellte Walzgerüst, sondern auch für eine Vielzahl weitere Rollen und Walzgerüste bzw. Walzen erfolgen, beispielsweise auch für Stützwalzen 1' ' . Eine derartige Vorrichtung 11 zur Verschleißkontrolle von Walzen und Rollen ermöglicht es, dass sowohl der Instandsetzer als auch der Betreiber der Indust-

rieanlage stets auf dem aktuellen Stand bezüglich des Ver ^¬ schleißzustandes der Arbeitsmittel ist.

FIG 5 zeigt einen Abschnitt einer Gießanlage, in welcher ein als Strang ausgebildetes Metallgut 21 durch eine Mehrzahl von Führungsrollen 1' geführt wird. Wenigstens ein Teil der Füh ^¬ rungsrollen 1' sind mit wenigstens zwei Metallschichten unterschiedlicher Farbe beschichtet. Dadurch wird zum einen der Verschleiß an der Oberfläche der Rollen 1' verringert, zum anderen kann ein Verschleißzustand der Rollen 1' ermittelt werden .

FIG 5 zeigt eine Mehrzahl von Detektoren 12, welche den oberen, in der Regel angetriebenen Rollen 1' zugeordnet sind. Diese Detektoren 12 erfassen jeweils eine Farbe der Oberflä ^¬ che derjenigen Rolle 1', welcher sie zugeordnet sind. Ein der erfassten Farbe der Oberfläche der Rollen 1' zugeordnetes Signal wird einer Erkennungseinrichtung 13 zugeführt. Die Erkennungseinrichtung 13 erkennt für die erfassten Rollen 1', in welchem Verschleißzustand sich ihre Oberfläche befinden, indem sie deren Farbe erkennt.

Die Erkennung der Farbe kann beispielsweise durch Referenzsignale, welche in der Erkennungseinrichtung 13 hinterlegt sind und jeweils einer Farbe zugeordnet sind, erreicht wer ^¬ den. Den erkannten Farben der jeweiligen Oberfläche der Rollen 1' zugeordneten Signale werden einer Signalisierungsein- richtung 14 zugeführt, welche ein Signal zur Ausgabe der er ^¬ kannten Farben bzw. eines Farbwechsels auf einer Ausgabeein- heit ausgibt. Die Ausgabeeinheit ist vorzugsweise Teil des zentralen Kontrollraums 15 der Industrieanlage. Tritt ein Farbwechsel einer Rolle 1' auf, so wird zudem nicht nur der Kontrollraum 15 von der Signalisierungseinrichtung benachrichtigt, sondern es wird auch ein Signal an einer entfernte Servicezentrale 16 versendet, so dass diese über eine baldige Instandsetzungsmaßnahme informiert wird.

Vorzugsweise werden alle einem Verschleiß unterliegenden Wal ^¬ zen 1 bzw. Rollen 1', welche eine derartige Beschichtung aufweisen, d.h. mindestens zwei Metallschichten mit unterschied ^¬ licher Farbe, durch eine solche Vorrichtung 11 zur Ver- schleißkontrolle überwacht. Dadurch können Stillstandzeiten verringert werden, die Produktivität gesteigert werden und Instandsetzungsmaßnahmen optimiert werden.

FIG 6 zeigt ein Ablaufdiagramm zu einem Verfahren zur Her- Stellung einer Walze. Das Verfahren bezieht sich auf eine

Herstellung einer MetallSchicht für eine Walze, wobei die Me ^¬ tallschicht eine duktile metallische Matrix, hier eine Ni ^¬ ckelmatrix, mit eingelagerten Borcarbidpartikeln umfasst.

Das in FIG 6 gezeigte Ablaufdiagramm geht davon aus, dass die Metallschicht mittels Elektrolyse auf die Mantelfläche der Walze aufgebracht wird. Die Walze ist dabei bereits in einem Tank derart angeordnet, dass die Mantelfläche wenigstens ab ^¬ schnittsweise in eine nickelhaltige Elektrolytlösung ein- taucht. In einem ersten Verfahrensschritt 100 wird die Walze in Rotation um ihre Rotationsachse versetzt. Anschließend werden die Schichtparameter für die auf die Walze abzuschei ^¬ dende Metallschicht eingestellt. Unter Berücksichtigung des Einsatzgebiets der Walze bzw. der zu beschichteten Rolle, wird zunächst eine Dichteverteilung der Hartstoffpartikel für die Metallschicht eingestellt. Dies erfolgt in einem Verfah ^¬ rensschritt 101. Anschließend wird ebenfalls unter dem Aspekt des Einsatzgebietes der Walze bzw. der Rolle eine Korngröße der Hartstoffpartikel in einem Verfahrensschritt 102 festge- legt. Die Korngröße und die Dichteverteilung der Hartstoff ^¬ partikel kann lokal über die Mantelfläche der Walze bzw. der Rolle variiert werden.

Vorteilhafterweise wird zur Einstellung der Korngröße und Dichteverteilung seitens des Walzenbetreibers ein gewünschter Reibwert bzw. eine Reibwertverteilung vorgegeben, welche die Metallschicht bezüglich eines zu verarbeitenden Guts aufwei ^¬ sen soll. In einem nächsten Verfahrensschritt 103 wird die

Hartstoffpartikelzufuhr eingestellt. Dies betrifft beispiels ^¬ weise die Sorte an zu verwendenden Hartstoffpartikeln, die Parameter zum Heranführen der Hartstoffpartikel an die Mantelfläche der Walze sowie die Konzentration der Hartstoffpar- tikel, welche in der Trägerströmung an die Mantelfläche der Walze herangeführt werden.

In einem weiteren Verfahrensschritt 104 wird eingestellt, welche Farbe eine Metallschicht aufweisen soll. Dementspre- chend werden bei der Hartstoffpartikelzufuhr Farbpartikel beigemischt, welche dann bei der Elektrolyse in die Nickel ^¬ matrix mit eingelagert werden.

Des Weiteren wird in einem Verfahrensschritt 105 eine Schichtdicke der abzuscheidenden Metallschicht auf der Man ^¬ telfläche der Walze vorgegeben. Auch diese orientiert sich am Einsatzgebiet der Walze bzw. Rolle.

In einem Verfahrensschritt 106 wird abgefragt, ob weitere Me ^¬ tallschichten auf diese erste Metallschicht abgeschieden wer- den sollen. Die auf die erste Metallschicht nachfolgenden Me ^¬ tallschichten, sofern welche vorgesehen sind, können in ihren Eigenschaften unabhängig von den Schichteigenschaften der ersten Schicht gewählt werden. Nach Festlegung der Parameter für die gewünschten Metallschichten auf der Walzenmantelflä- che, wird die Elektrolyse in einem Verfahrensschritt 107 ge ^¬ startet und durchgeführt. Dazu wird die rotierende Walze mit unter Spannung gesetzt und die Hartstoffpartikel entsprechend der Einstellungen an die Mantelfläche der Walze geführt.

Vorzugsweise wird das gesamte Herstellungsverfahren der Me ^¬ tallschicht, insbesondere die eingestellten Korngrößen, die eingestellten Dichteverteilung, die eingestellte Hartstoffpartikelzufuhr bzw. Farbpartikelzufuhr, über eine Steuereinrichtung gesteuert. Somit kann mit hoher Prozesssicherheit eine vom Betreiber gewünschte Beschichtung auf eine Walze bzw. Rolle für einen bestimmten Einsatzzweck vorgenommen werden .

FIG 6 zeigt eine beispielhafte Möglichkeit zur Ausführung der Herstellung einer MetallSchicht für Walzen und/oder Rollen. Es können jedoch auch andere Beschichtungsverfahren, beispielsweise Pulverbeschichtung, insbesondere Cold-Spray- Verfahren, zur Herstellung einer Metallschicht für Walzen und/oder Rollen verwendet werden.