Eine gattungsmässige Giessrolle nach der Druckschrift DE-A-41 41 484 ist mit einer Kühlfläche ausgebildet, welche sich aus einem gut wärme- leitenden Grundmetall und einem auf diesem aufgebrachten Metall zu- sammensetzt, wobei das aufgebrachte Metall eine geringere Wärmeleit- fähigkeit als das Grundmetall aufweisen soil. Beim Grundmetall sind ausserdem auf ihrer Oberfläche verteilte Erhebungen vorgesehen, zwi- schen diesen das Metall verteilt angeordnet ist. Das Grundmetall soll vorteilhaft aus Kupfer oder einer Kupferlegierung, indessen das aufge- brachte Metall aus Nickel oder einer Nickellegierung bestehen. Mit dieser Beschichtung ist jedoch nicht eine optimale Oberfläche bezüglich ihrer Verschleissfestigkeit erzielt. Insbesondere ist auch bei den seitlichen Stirnflächen keine ausreichende Verschleissfestigkeit vorhanden, da die- se Stirnflächen während des Abgiessens mit den Seitenabdichtungen in Kontakt stehen.

Ausgehend von dieser bekannten Lösung wurde der Erfindung die Auf- gabe zugrundegelegt, einen Mantelring für eine Giessrolle nach der ein- gangs erwähnten Gattung zu schaffen, mittels welchem insbesondere bei seinen Stirnflächen, die während des Abgiessens von den Seitenab- dichtungen ggf. mit einem Anpressdruck beaufschlagt sind, eine höhere Verschleissfestigkeit erzielt werden soll. Hierbei soll mit diesem Mantel- ring ein optimaler Wärmefluss von dem mit der Metallschmelze in Berüh- rung gelangenden Endbereich der Giessrolle zu der im Mantelring ent- haltenden Wasserkühlung ermöglicht werden.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass bei diesen Stirn- flächen das Basismaterial oder eine auf dieses aufgetragene Material- schicht mit einer zusätzlichen Materialschicht versehen ist, welche zu- mindest teilweise aus Keramikpartikeln besteht.

Sehr vorteilhaft verfügt die zusätzliche Materialschicht bei der Stirnfläche über eine hohe Verschleissfestigkeit, vorzugsweise mit einer Härte zwi- schen 2000 und 5000 daN/mm2, und über einen niedrigen Reibungs- koeffizienten, vorzugsweise zwischen 0.1 und 0.01.

Mit dieser erfindungsgemässen Ausbildung des Mantelringes der Giessrolle wird eine erhebliche Verbesserung bezüglich der Ver- schleissfestigkeit bei seinen Stirnflächen und damit eine Haltbarkeits- steigerung der Giessrolle insgesamt erreicht. Zudem ist durch diese er- findungsgemässe Ausbildung der Stirnseiten eine reduzierte Wärmeleit- fähigkeit im Endbereich der Giessrollen geschaffen worden. Dies führt zu zwei weiteren Vorteilen : Zum einen erfolgt bei der Rollenoberfläche gegen die Kanten hin eine verzögerte Erstarrung der Schmelze nahe bei den entstehenden Band- kanten. Dadurch kann eine zusätzliche Abnützung bei den Seitenab- dichtungen durch andernfalls entstehende Bärte (Finnen) verhindert wer- den.

Als zweiter Vorteil wird der Wärmefluss gegen den Stirnbereich der Giessrolle reduziert, ansonsten parasitäre Erstarrungen bei den Dichtflä- chen gefördert würden, da Wärme über die Seitenabdichtungen zurück in die Rolle fliessen könnte.

Die Erfindung sowie weitere Vorteile derselben ist durch Ausführungs- beispiele nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt : Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt einer teilweise dargestellten Giessrolle mit einem Mantelring, Fig. 2 einen schematischen Schnitt eines vergrösserten Teils des Mantelringes bei der äusseren Kante, Fig. 3 bis Fig. 5 je einen schematischen Schnitt eines vergrösserten Teils eines Mantelringes, Fig. 6 einen schematischen Schnitt eines vergrösserten Teils des Mantelringes bei der äusseren Kante ohne einer Materialschicht B, und Fig. 7 einen schematischen Schnitt eines Teils des Mantelringes bei der äusseren Kante mit einer Materialschicht B.

Fig. 1 zeigt eine Hälfte einer Giessrolle 10 sowie eine zweite angedeutete Giessrolle 11, die jeweils im wesentlichen aus einer vorzugsweise star- ren Welle 15 mit verschiedenen Zu-und Abflussleitungen 12,13 für das Kühlwasser und aus einem auf dieser Welle 15 drehbar gelagerten Mantelring 20 bestehen. Eine solche Giessrolle 10 wird für eine Band- giessmaschine insbesondere zur Herstellung von Stahlbändern verwen- det. Es sind hierbei zwei zueinander beabstandete Giessrollen 10,11 mit jeweils einer horizontalen Drehachse und mit den Stirnflächen 25 der Giessrollen 10, 11 in Berührung oder in angestellter Position stehende Seitenabdichtungen 16 vorgesehen. Durch den gebildeten Spalt 14. zwi- schen den Rollen wird das erzeugte Metallband weggeführt.

Der Mantelring 20 ist beispielsweise seitlich an je einem auf der Weite 15 gelagerten Lagerring 17 gehalten und wird von einem angedeuteten An- triebsrad 19 eines nicht näher gezeigten Antriebsorganes gedreht. Er weist praktisch durchgehend einen zum Beispiel aus jeweils einer Boh- rung gebildeten Kühlkanal 23 auf, durch welchen das Kühlwasser geleitet wird. Der Mantelring 20 ist aus einem aus Metall enthaltenden Basisma- terial A und aus wenigstens einer auf diesem aufgetragenen Material- schicht hergestellt.

Erfindungsgemäss ist nach Fig. 2 bei diesen Stirnflächen 25 das Basis- material A oder eine auf dieses Basismaterial A aufgetragene Material- schicht B mit einer zusätzlichen Materialschicht CSt versehen, welche zumindest teilweise Keramikpartikel enthalten kann.

Diese zusätzliche Materialschicht CSt bei der Stirnfläche 25 ist aus sol- chen Materialien aufgetragen, welche über eine hohe Verschleissfestig- keit, vorzugsweise mit einer Härte zwischen 2000 und 5000 daN/mm2, und einen niedrigen Reibungskoeffizienten, vorzugsweise zwischen 0.1 und 0.01, verfügen. Hierzu eignet sich als Keramikpartikel für die Materi- schicht CSt insbesondere ein Material auf Zirkonbasis, zum Beispiel PSZr02 oder ein Material aus diamantähnlichen Kohlenstoffschichten.

Diese Materialschicht B und/oder die Materialschicht C weisen bei den Stirnflächen 25 jeweils eine sehr niedrige Wärmeleitfähigkeit je nach Material von weniger als 40, vorzugsweise von weniger als 10 W/m°K auf. Für diese sind hierbei derartige Materialien gewählt und Schichtdik- ken aufgetragen, dass in diesem Endbereich eine niedrigere Wärmeleit- fähigkeit als bei der Ringmantelfläche 10'im übrigen zylindrischen Be- reich entsteht.

Das Basismaterial A an der Ringmantelfläche 10'ist ebenfalls mit einem Auftrag einer Materialschicht B und einer zusätzlichen Materialschicht C versehen. Bei den endseitigen Stirnkanten 61 des Mantelringes 20 von der Ringmantelfläche 10'auf die jeweilige Stirnfläche 25 ist ein durchge- hender Übergang der Materialschicht B und der zusätzlichen Material- schicht C aufgetragen.

Das Basismaterial A ist hierbei aus reinem Kupfer, aus einer Kupferlegie- rung mit den Hauptbestandteilen Cu, Ag oder Cu, Cr, Zr oder Cu, Ni, Be (Beryllium) oder aus Stahl, insbesondere einem legierten Stahl, herge- stellt. Es zeichnet sich durch die gute Wärmeleitfähigkeit aus, durch die gewährleistet ist, dass das durch den Kühlkanal 23 fliessende Wasser möglichst viel Wärmeenergie abführt.

Für die auf das Basismaterial aufgetragene Materialschicht B ist vor- zugsweise Nickel oder eine Nickellegierung und/oder Chrom oder eine Chromlegierung vorgesehen.

Die Materialschicht C besteht aus zwei unterschiedlichen Materialien je- weils aus Keramik und/oder Cermet C1, C2, die auf die gesamte Ring- mantelfläche aufgetragen ist. Für die Keramik-bzw. Cermetmaterialien C1, C2 sind insbesondere Al203, SiAì202, PSZrO2, Si3N4 SiAION, SiA- IYON und/oder SiC verwendbar.

Die zylindrische Manteloberfläche ist glatt ausgebildet, mit einer Oberflä- chenrauheit von weniger als 6, vorzugsweise weniger als 1 Mikrometer, unddemgemässdurch Drehen, Schleifen oder Polieren feinbearbeitet ist.

Die Materialschicht B und die MateriaischichtC:sindimRahmen der Er- findung durch ein thermisches Spritzverfahren, wie beispielsweise Plas- maspritzen, Flämmspritzen, durch HIP cladding oder durch ein andere Beschichtungsmethode, zum Beispiel eiektroiytisch, aufgetragen.

Zum Beispiel kann das Basismaterial A aus Stahl oder. einer Stahllegie- rung, indessen die Materialschicht B als legierter Stahl, die durch ein Schweissauftragen erzeugt ist, und die Materialschicht C als ein dünner Keramikauftrag von ca. 0.2 bis 0.4 Millimetern bestehen.

Bei einer sehr vorteilhaften Ausführung ist auf den beidseitigen Stirnflä- chen 20'des Mantelringes ebenfalls je eine Materialschicht B und eine zusätzliche Materialschicht C aufgetragen. Es ist hierbei bei den Stirn- kanten ein kontinuierlicher Übergang der Materialschicht B und der zu- sätzlichen Materialschicht C von der Ringmantelfläche auf die jeweilige Stirnfläche 20'erzeugt. Ferner ist noch eine Bandhaut D veranschaulicht, die sich unmittelbar an der Mantelaussenfläche 10'bildet.

In Fig. 3 ist eine Variante dargestellt, die an sich gleich wie der Mantel- ring 10 nach Fig. 1 hergestellt ist. Die aus zwei verschiedenen Keramik- materialien C1, C2 bestehende Materialschicht C auf der Materialschicht B ist derart aufgetragen, dass sich das eine Keramikmaterial C2 über die gesamte Mantelfläche erstreckt und das zweite Keramikmaterial C1 in annähernd gleichmässigen Abständen als Partikel im ersten Material C2 eingebettet ist. Da dieses zweite Material eine geringere Wärmeleitfähig- keit als das erste aufweist, ergibt sich an. seiner Stelle jeweils ein gerin- gerer Wärmedurchgang Q als beim Material C1, wie dies durch die säge- zähnförmige Kurve 31 verdeutlicht ist.. Damit wird ein ausreichender Schutz der Schicht B und des Basismaterials A erreicht und gleichzeitig eine genügende Wärmeleitfähigkeit erzeugt. Die Abnützung der Material- schicht C ist durch die Wahl der Materialien C1 und C2 sehr gering.

Fig. 4 zeigt eine Variante eines Manteirihges, bei dem nur ein Basismate- rial A und eine Materialschicht C vorhanden ist. Die Materialschicht C ist hierbei mit einer Oberflächenrauheit versehen, durch die wiederum ein Wärmeübergang entsteht, der sich wiederum durch eine sägezahnför- mige Kurve manifestiert.

Gemäss Fig. 5 wird die angestrebte sägezahnförmige Kurve des Wärme- überganges f dadurch erreicht, dass die auf dem Basismaterial A aufge- tragene Keramikschicht C durch eingearbeitete Vertiefungen 51 im Mi- krometerbereich versehen ist, die beispielsweise durch eine Stahlsand- strahl-Aufrauhung erzeugt werden kann.

Der sich bildende Gasfilm G zwischen der Schicht C und der Bandhaut D der Metallschmelze 18 bewirkt je nach verwendetem Gas den unter- schiedlichen Wärmedurchgang .

Fig. 6 zeigt in vergrösserter Darstellung den bei der Stirnkante 61 des Mantelringes 10 vorgesehenen Übergang der Materialschicht C von der Ringoberfläche 10'auf die Stirnfläche 25, wobei vorliegend nur ein Ba- sismaterial A, bspw. CuCrZr, oder CuNiBe, und eine Materialschicht C, bspw. A1203, Sisal202, PSZrO2, Si3N4 SiAION, SiAIYON oder SiC, verwen- det wird. Bei der Stirnfläche 25 kann im Prinzip das gleiche oder ein an- deres Keramikmaterial als auf der Ringoberfläche 10'vorgesehen sein.

In) vorliegenden Beispiel kann durch thermisches Spritzen eine Material- schicht C auf der gesamten Ringoberfläche 10'auf.. Zirkonbasis, z. B.

PSZrO2, bis ca. ein paar Millimeter vor der Ringkante 61 aufgebracht werden. m nachfolgenden Bereich der Stirnkante 61 ist ein sich ändern- des Mischverhältnis der Materialschichten C', C"von dem einen zum an- deren Keramikmaterial erzeugt. Ausgehend von 100% dieses Zirkonma- terials ist vor der Stirnkante 61 ein anderes Keramikmaterial zugemischt, bspw. noch 60% des Zirkonmateriales und 40% eines Materiales aus ei- nem anderen keramischen Material. Der Anteil des Zirkon-Materials re- duziert sich dann bei der Schicht C"bis 0%, wie dies durch die gegen die Rollenecke hin verlaufende schräge Linie 62 angedeutet ist. Bei der Stirnfläche 25 ist eine Keramikschicht CSt vorgesehen, die z. B. zwei unterschiedliche Keramikmaterialien PSZrO2 und/oder diamantähnliche Kohlenstoffschichten enthalten kann. Diese Schicht CSt schliesst unmit- telbar an die Mischung bzw. an die Schicht mit SiC an. Damit ist ein ho- mogener Übergang bei der Rollenkante 61 geschaffen, mittels der dieser Mantelring 10 über eine erhöhte Standzeit verfügt.

Bei Verwendung von CAH auf der Basis von Kohlenwasserstoff, das mit einer Härte zwischen 2000 und 5000 daN/mm2 sehr hart ist, aber einen sehr niedrigen Reibungskoeffizienten hat, ca. 0.02, wird dieses mittels einem kathodischen Sprühverfahren bei 100 bis 250 °C auf das Kera- mikmaterial, z. B. PSZrO2, aufgebracht.

Zur Erzielung des niedrigen Reibungskoeffizienten an der Stirnfläche 25 kann diesem Keramikmaterial PSZrO2 auch ein Kohlegraphit beigemischt sein. Dieses Gemisch wird wiederum Amit einem thermischen Spritzen aufgetragen. Dieses Kohlegraphit-Material hat zwar eine hohe Wärme- leitfähigkeit, bewirkt aber insgesamt durch seinen geringen Anteil eine vernachlässigbare Verschlechterung der angestrebten tiefen Wärmeleit- fähigkeit.

Fig. 7 unterscheidet. sich von Fig. 6 einzig dadurch, dass zwischen dem Basismaterial. A, z. B. CuCrZr, und der Keramikschicht C eine Material- schicht B, : bspw. Ni, NiCr, vorhanden ist, die auch bei der Stirnfläche des Mantelringes vorgesehen ist.

Die Erfindung ist mit den oben erläuterten Ausführungsbeispielen ausrei- chend dargetan. Sie liesse sich jedoch noch in anderen Varianten dar- stellen. So könnten zum Beispiel die Materialschicht B und die aus den Keramikpartikeln bestehende Materialschicht C gleichzeitig auf das Ba- sismaterial aufgetragen werden.