Die Erfindung betrifft eine ungekühlte Ofenrolle zum Transport von Stranggussmaterial einer Stranggießanlage nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 , und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Rolle nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 1 . In Rollenherdöfen von Stranggießanlagen wird Stranggussmaterial auf Walztemperatur vorgewärmt. Der Transport des Walzgutes, z.B. in Form von Dünnbrammen oder dergleichen, durch einen Rollenherdofen erfolgt über angetriebene Ofenrollen in unterschiedlichen Ausführungen. Die Ofenrollen sind in einer bestimmten Ofenhöhe in vorgegebenen Abständen zueinander angeordnet. Die Abmessungen der Ofenrollen zeichnen sich - relativ gesehen - dadurch aus, dass deren Durchmesser klein ist gegenüber deren Länge in axialer Richtung.

Die Ofenrollen eines Rollenherdofens bzw. eines Tunnelofens können mit einer Wasserkühlung ausgestattet sein, wie beispielsweise aus DE 100 47 046 A1 bekannt. Demgegenüber können die Ofenrollen auch ohne Kühleinrichtung, nämlich als sogenannte trockene Rolle ausgebildet sein. Der Wärmetransport aus dem Innenraum des Tunnelofens über eine trockene, d.h. ungekühlte Ofenrolle erfolgt durch Wärmestrahlung, Wärmeleitung im Stahl und Wärmeleitung des Ofenabgases (Konvektion). Im Gegensatz zu wassergekühlten Ofenrollen wird bei ungekühlten Ofenrollen auf eine aktive Kühlung ihrer Komponenten verzichtet, so dass dadurch deutlich weniger Energie aus dem Tunnelofen abgezogen wird.

Herkömmliche ungekühlte Ofenrollen bestehen in der Regel aus einem hohlen zylindrischen Rollenkörper, an dessen Stirnseiten jeweils ein konisches Endstück angeschweißt ist. An den Außenseiten der konischen Endstücke sind jeweils Zapfen angebracht, über die die Ofenrolle drehbar gelagert ist und angetrieben werden kann.

Aus EP 0 293 428 B1 und US 2,15 6,395 ist jeweils eine ungekühlte Ofenrolle nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 bekannt. Bei diesen herkömmlichen Ofenrollen sind die konischen Endstücke mit den Stirnseiten des Rollenkörpers dadurch verbunden, dass die Zylinderhülse des Rollenkörpers auf einem axial vorspringenden Ansatz der konischen Endstücke aufsitzt, wobei dann der Rollenkörper an seinen Stirnseiten entlang des Umfangs mit den konischen Endstücken verschweißt ist.

Beim Betrieb eines Tunnelofens sind ungekühlte Ofenrollen wegen der extrem hohen Temperaturen im Tunnelofen, eventueller Temperaturschwankungen und der fortlaufenden Biegewechselbelastung durch den Transport von Walzgut hohen Beanspruchungen ausgesetzt. Hierbei besteht die Gefahr, dass die Schweißnähte zwischen den konischen Endstücken und dem Rollenkörper versagen. Falls dies geschieht, können sich die konischen Endstücke und der Rollenkörper durch die Last des aufliegenden Walzgutes voneinander lösen. Die Ofenrolle knickt dann durch und kann das Walzgut nicht weiter transportieren. Falls ein solches Versagen einer Ofenrolle nicht rechtzeitig erkannt wird, kann eine Dünnbramme innerhalb des Tunnelofens abtauchen, so dass der Produktionsbetrieb der Stranggießanlage gestoppt werden muss, was zu hohen Kosten führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Betriebssicherheit einer ungekühlten Ofenrolle zu erhöhen und dabei die Gefahr gegen ungeplantes Durchknicken zu vermindern oder auszuschließen.

Diese Aufgabe wird durch eine Ofenrolle mit den Merkmalen von Anspruch 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert. Eine ungekühlte Ofenrolle nach der vorliegenden Erfindung dient zum Transport von Stranggussmaterial einer Stranggießanlage, und umfasst einen Rollenkörper, der in Form einer länglichen Zylinderhülse ausgebildet ist und in einem Ausgangszustand offene seitliche Stirnseiten aufweist, und konische Endstücke, die jeweils an den Stirnseiten des Rollenkörpers befestigt sind. Zumindest ein konisches Endstück weist an seiner dem Rollenkörper zugewandten Seite einen axialen Absatz auf, der zum Verbinden des konischen Endstücks mit dem Rollenkörper in die offene Stirnseite des Rollenkörpers eingeführt ist. Die Ofenrolle umfasst Formschlussmittel, die eine Relativbewegung zwischen dem Absatz des konischen Endstücks und der Zylinderhülse des Rollenkörpers in Richtung der Längsachse der Ofenrolle verhindern.

Bei einem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung zur Herstellung einer ungekühlten Ofenrolle werden zunächst ein zylindrischer Rollenkörper in Form einer länglichen Zylinderhülse mit offenen seitlichen Stirnseiten, sowie konische Endstücke bereitgestellt. Im Anschluss daran werden die konischen Endstücke an den Stirnseiten des Rollenkörpers befestigt, wobei ein axialer Absatz, der an zumindest einem konischen Endstück an dessen dem Rollenkörper zugewandten Seite ausgebildet ist, zum Verbinden des konischen Endstücks mit dem Rollenkörper in die offene Stirnseite des Rollenkörpers eingeführt wird. Zum Verbinden eines solchen Endstücks mit einer Stirnseite des Rollenkörpers werden Formschlussmittel eingesetzt, die eine Relativbewegung zwischen dem Absatz des konischen Endstücks und der Zylinderhülse des Rollenkörpers in Richtung der Längsachse der Ofenrolle verhindern.

Der Erfindung liegt die wesentliche Erkenntnis zugrunde, dass die Ofenrolle dank der Formschlussmittel Notlaufeigenschaften aufweist. Falls eine Schweißnaht an der Stirnseite zwischen dem konischen Endstück und dem Rollenkörper versagen sollte, kann die Ofenrolle trotzdem weiter rotieren und darauf eine Dünnbramme oder dergleichen transportieren. Ein Knicken und somit ein vollständiges Versagen der Ofenrolle wird durch die Formschlussmittel wirkungsvoll verhindert. Nach einem Befestigen des konischen Endstücks an der Stirnseite des Rollenkörpers wird durch die Formschlussmittel sichergestellt, dass eine axiale Relativbewegung zwischen dem Absatz des konischen Endstücks und der Zylinderhülse des Rollenkörpers in Richtung der Längsachse der Ofenrolle unmöglich ist. Notlaufeigenschaften im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet, dass durch die Formschlussmittel ein Trennen bzw. axiales Abgleiten des konischen Endstücks von der Stirnseite des Rollenkörpers wirksam unterbunden und damit ein Durchknicken der Ofenrolle verhindert wird, wenn die Schweißnaht, die entlang des Umfangs zwischen diesen beiden Bauteilen vorgesehen ist, versagen sollte. Somit wird durch die Formschlussmittel, auch bei einer Schwächung oder gar einem Versagen der Schweißnaht an der Stirnseite zwischen dem konischen Endkörper und dem Rollenkörper, eine dauerhafte Verbindung zwischen dem konischen Endstück und dem Rollenkörper sichergestellt. Entsprechend kann die Ofenrolle für diesen Fall nicht mehr durchknicken, so dass ein weiterer Betrieb des Tunnelofens und der Stranggießanlage möglich ist. Das Risiko für einen ungeplanten Produktionsstop in Folge einer durchgeknickten Ofenrolle wird somit deutlich minimiert. In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung können die Formschlussmittel zumindest einen Bolzen umfassen, der senkrecht zur Längsachse der Ofenrolle ausgerichtet ist und dabei eine Wandung der Zylinderhülse des Rollenkörpers und den Absatz des konischen Endstücks durchsetzt. Die Ausrichtung des Bolzens quer bzw. senkrecht zur Längsachse der Ofenrolle gewährleistet, dass sich das konische Endstück und der Rollenkörper relativ zueinander in axialer Richtung entlang der Längsachse der Ofenrolle nicht verschieben können. Entsprechend übernimmt der Bolzen die Funktion eines Sicherungsbolzens, der die vorstehend erläuterten Notlaufeigenschaften für die Ofenrolle sicherstellt. In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung können in der Wandung des Rollenkörpers und in dem Absatz jeweils Bohrungen ausgebildet sein, die auf den Durchmesser des Bolzens abgestimmt sind und in denen der Bolzen für eine formschlüssige Verbindung zwischen dem konischen Endstück und dem Rollenkörper eingesetzt ist. Für eine dauerhafte und betriebssichere Befestigung kann der Bolzen in diesen Bohrungen oder angrenzend dazu verschweißt sein. Zusätzlich ist es möglich, den Bolzen in die Bohrungen einzuschrumpfen, was als Vorbereitungsmaßnahme ein anschließendes Verschweißen des Bolzens erleichtert.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsformen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 eine vereinfachte Perspektivansicht eines Rollenkörpers in Form einer länglichen Zylinderhülse, zur Verwendung für eine erfindungsgemäße Ofenrolle,

Figur 2 eine Längsquerschnittsansicht durch den Rollenkörper von Figur 1 , Figur 3 eine vereinfachte Längsquerschnittsansicht eines konischen

Endstücks, zur Verwendung für eine erfindungsgemäße Ofenrolle,

Figur 4 eine vereinfachte Längsquerschnittsansicht eines Teilbereichs einer erfindungsgemäßen Ofenrolle, wenn ein konisches Endstück gemäß Figur 3 an einer Stirnseite eines Rollenkörpers gemäß Figur 1 befestigt ist,

Figur 5 eine Querschnittsansicht entlang der Linie l-l von Figur 4, und

Figur 6 eine vereinfachte Perspektivansicht einer erfindungsgemäßen

Ofenrolle im fertig montierten Zustand. In den Figuren 1 und 2 ist jeweils - nicht maßstabsgetreu - vereinfacht ein Rollenkörper 2 dargestellt, nämlich sowohl in einer Perspektivansicht (Figur 1 ) als auch in einer Längsquerschnittsansicht (Figur 2). Dieser Rollenkörper 2 ist in den Figuren 1 und 2 in einem Ausgangszustand dargestellt, bevor er als Bauelement zur Herstellung einer Ofenrolle nach der vorliegenden Erfindung dient, wie nachstehend noch im Einzelnen erläutert ist.

Der Rollenkörper 2 ist in Form einer Zylinderhülse 4 ausgebildet. Entsprechend sind seine beiden seitlichen Stirnseiten 6 offen ausgebildet. In einer Wandung der Zylinderhülse sind angrenzend zu den beiden Stirnseiten jeweils Bohrungen 14 ausgebildet, deren Zweck nachstehend noch erläutert wird.

Figur 3 - ebenfalls nicht maßstabsgetreu - zeigt vereinfacht eine Längsquerschnittsansicht eines Teils eines konischen Endstücks 8, das als weiteres Bauelement für eine erfindungsgemäße Ofenrolle 1 dient. Das konische Endstück 8 ist in Form eines Kappenelements ausgebildet, das an einer Seite, nachfolgend Befestigungsseite 9 genannt, mit seinem Durchmesser an die seitliche Stirnseite 6 des Rollenkörpers 2 von Fig. 1 bzw. Fig. 2 angepasst ist. An seiner Befestigungsseite 9 weist das konische Endstück 8 einen Absatz 10 auf, der sich axial von der Befestigungsseite 9 weg erstreckt. Zweckmäßigerweise ist dieser Absatz ringförmig ausgebildet, als ein durchgehender Ringkörper. Alternativ hierzu ist es auch möglich, den Absatz in Form von einzelnen Fingern bzw. Stegen auszubilden, die sich axial von der Befestigungsseite 9 weg erstrecken und entlang des Umfangs der Befestigungsseite 9 gleichmäßig zueinander beabstandet sind.

In Figur 3 ist des Weiteren ein Bolzen 12 dargestellt, der für eine Verbindung eines konischen Endstücks 8 mit dem Rollenkörper 2 die Funktion von Formschlussmitteln erfüllt, wie nachstehend noch im Detail erläutert. Die Herstellung einer erfindungsgemäßen Ofenrolle 1 , die in Figur 6 fertig montiert in einer vereinfachten Perspektivansicht gezeigt ist, erfolgt dadurch, dass konische Endstücke 8 gemäß Figur 3 an den beiden Stirnseiten 6 des Rollenkörpers 2 gemäß Figur 1 bzw. Fig. 2 befestigt werden. Figur 4 zeigt vereinfacht eine Längsquerschnittsansicht durch einen Teil einer fertig montierten Ofenrolle 1 , die nun im Detail erläutert ist.

Zur Befestigung eines konischen Endstücks 8 an einer Stirnseite 6 des konischen Rollenkörpers 2 wird der axiale Absatz 10 des konischen Endstücks 8 in die offene Stirnseite 6 eingeschoben bzw. eingeführt, so dass die Zylinderhülse 4 des Rollenkörpers 2 auf dem axialen Absatz 10 aufsitzt. Zu diesem Zweck ist der axiale Absatz 10 ausreichend lang ausgebildet. Hierbei wird das konische Endstück 8 in Umfangsrichtung derart bezüglich des Rollenkörpers positioniert, dass die Bohrungen 16, die in dem axialen Absatz 10 ausgebildet sind, mit den in der Wandung der Zylinderhülse 4 ausgebildeten Bohrungen 14 fluchten. Eine Befestigung des konischen Endstücks 8 an der Stirnseite 6 des Rollenkörpers 2 erfolgt durch eine umlaufende Schweißnaht 1 1 .

Eine zusätzliche Verbindung zwischen dem konischen Endstück 6 und dem Rollenkörper 2 erfolgt dadurch, dass der Bolzen 12 in die Bohrungen 14, 16 eingesetzt ist, und hierdurch eine formschlüssige Verbindung zwischen dem axialen Absatz 10 des konischen Endstücks 8 und der Zylinderhülse 4 des Rollenkörpers 2 bildet. Hierbei ist der Bolzen 12 mit seiner Längsachse quer bzw. senkrecht zur Längsachse 1 L der Offenrolle 1 ausgerichtet. In Folge dessen ist eine Relativbewegung zwischen dem konischen Endstück 8 und dem Rollenkörper 2 in Richtung der Längsachse 1 L der Ofenrolle 1 unmöglich, auch wenn die Schweißnaht 1 1 versagen sollte. Entsprechend kann für diesen Fall ein Knicken bzw. Durchbrechen der Ofenrolle 1 verhindert werden. Bei der Montage eines konischen Endstücks 8 mit einer Stirnseite 6 des Rollenkörpers 2 kann der Bolzen 12 zunächst in die Bohrungen 14, 16 ein geschrumpft werden, um dadurch einen korrekten Passsitz zwischen der Zylinderhülse 4 und dem konischen Endstücks 8 zu kontrollieren. Eine finale Befestigung des Bolzens 12 in den Bohrungen 14, 16 kann dadurch erfolgen, dass der Bolzen 12 durch eine Zusatzschweißung 13 (Fig. 4) mit dem Absatz 10 oder mit einer Wandung des Rollenkörpers 2, d.h. mit der Zylinderhülse 4 verbunden wird. Alternativ hierzu ist es auch möglich, den Bolzen 12 durch die Zusatzschweißung 13 sowohl mit dem Absatz 10 als auch mit der Zylinderhülse 4 zu verbinden. Hierdurch ist sichergestellt, dass der Bolzen 12 beim Betrieb der Ofenrolle 1 in den Bohrungen 14, 16 verbleibt und sich nicht lösen bzw. herausfallen kann.

Fig. 4 verdeutlicht, dass eine äußere Stirnseite des Bolzens 12 bündig mit einer Außenumfangsfläche 3 des Rollenkörpers 2 abschließt. Hierdurch wird verhindert, dass Walzgut, z.B. in Form von Dünnbrammen oder dergleichen, bei einem Transport über die Ofenrolle 1 durch den Bolzen 12 geschädigt wird. Alternativ zur Darstellung von Fig. 4 ist es auch möglich, den Bolzen 12 in die Bohrung 14 des Rollenkörpers 2 derart einzusetzen, dass seine äußere Stirnseite darin versenkt ist. Entsprechend gelangte eine Dünnbramme bei einem Transport über die Ofenrolle 1 dann nicht in Kontakt mit der äußeren Stirnseite des Bolzens 12.

Der Bolzen 12 gewährleistet Notlaufeigenschaften für die Ofenrolle 1 im Falle einer Schwächung der Schweißnaht 1 1 , indem ein konisches Endstück 8 mit dem Rollenkörper 2 formschlüssig verbunden ist. Wie vorstehend erläutert, ist hierdurch ein axiales Abgleiten der Zylinderhülse 4 des Rollenkörpers 2 von dem axialen Absatz 10 eines konischen Endstücks 8 und somit ein Knicken der Ofenrolle 1 nicht möglich. Die Betriebssicherheit der Ofenrolle 1 gegen ein solches Knicken kann dadurch verbessert werden, dass eine Mehrzahl von Bolzen 12 vorgesehen sind. Vorzugsweise sind vier solcher Bolzen 12 vorgesehen, ausweislich der Figur 5, die eine vereinfachte Querschnittsansicht entlang der Linie l-l von Figur 4 darstellt. Hierbei sind die Bolzen 12 entlang eines Umfangs des Rollenkörpers 2 gleichmäßig zueinander beabstandet. Diesbezüglich darf darauf hingewiesen werden, dass die Mehrzahl von Bolzen 12, abweichend von der Darstellung in Fig. 5, auch weniger oder mehr als vier betragen kann. Falls mehrere Bolzen 12 vorgesehen sind, versteht sich, dass in der Zylinderhülse 4 des Rollenkörpers 2 und in dem axialen Absatz 10 des konischen Endstücks 8 eine Mehrzahl von entsprechenden Bohrungen 14, 16 ausgebildet sind.

Eine vollständig montierte Ofenrolle 1 ist in der Perspektivdarstellung von Fig. 6 gezeigt. An den Außenseiten der konischen Endstücke 6, die deren Befestigungsseiten 9 entgegengesetzt sind, können Zapfen 18 angebracht sein, mit denen eine Lagerung der Ofenrolle 1 und ein Antrieb um deren Längsachse 1 L (Fig.4) möglich ist.

Die erfindungsgemäße Ofenrolle 1 zeichnet sich durch Notlaufeigenschaften aus, weil sie durch die Formschlussmittel in Form des oder der Bolzen 12 gegen ein Knicken geschützt ist. Für die Herstellung der Ofenrolle 1 ist es von Vorteil, wenn die konischen Endstücke 8 und der Rollenkörper 2 aus dem gleichen Material hergestellt werden. Hierdurch wird sichergestellt, dass diese Komponenten der Ofenrolle 1 beim Auftreten von Temperaturschwankungen in einem Tunnelofen oder dergleichen gleiche Formveränderungen bzw. Dehnungen erfahren, wodurch eine Beanspruchung der Ofenrolle 1 weiter vermindert und deren Betriebssicherheit entsprechend verbessert wird.

Die Verwendung von unterschiedlichen Materialien für die konischen Endstücke 8 und den Rollenkörper 2 ist ebenfalls möglich. Für diesen Fall können die konischen Endstücke 8 und der Rollenkörper 2 jeweils eine übereinstimmende Wärmeausdehnung aufweisen, um wie erläutert ein gleiches Formänderungsverhalten dieser Bauteile beim Auftreten von Temperaturschwankungen zu gewährleisten. Bezugszeichenliste

1 Ofenrolle

1 L Längsachse der Ofenrolle

2 Rollenkörper

3 Außenumfangsfläche des Rollenkörpers

4 Zylinderhülse

6 Stirnseite

8 Konisches Endstück

9 Befestigungsseite des konischen Endstücks

10 Axialer Absatz eines konischen Endstücks

1 1 Umlaufende Schweißnaht

12 Formschlussmittel/Bolzen

13 Zusatzschweißung

14 Bohrung in einer Wandung der Zylinderhülse

16 Bohrung in dem axialen Absatz eines konischen Endstücks Zapfen