DE19845837A1 - Verfahren zum Herstellen eines gegossenen kaltwalzfähigen Metallbandes, insbesondere als Vormaterial zur Münzherstellung - Google Patents
Verfahren zum Herstellen eines gegossenen kaltwalzfähigen Metallbandes, insbesondere als Vormaterial zur MünzherstellungInfo
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Abstract
Die Erfindung betrtifft ein Verfahren zum Herstellen eines gegossenen kaltwalzfähigen Metallbandes, insbesondere als Vormaterial zur Münzherstellung, auf einer einem Schmelzofen nachgeordneten horizontalen Stranggießanlage, wobei das mit ca. 145 mm/min kontinuierlich gegossene Metallband nach seiner Erstarrung zu einem Bund aufgewickelt wird. Dabei wird die aus einer Kupferlegierung mit Anteilen aus 4,5 bis 5,5% Aluminium, 4,25 bis 5,75% Zink und 0,6 bis 1,4% Zinn bestehende Schmelze desoxidierend bei 1150 DEG C bis 1155 DEG C in einer Graphitkokille vergossen, deren Graphitdichte 1,5 bis 2, vorzugsweise 1,83 kg/dm·3· beträgt, das Abziehen des Metallbandes erfolgt mit einem Ziehhub von 24 mm bis 28 mm, vorzugsweise 26 mm und unmittelbar anschließendem Rückstoß von 0,6 mm bis 1 mm, vorzugsweise 0,8 mm in Richtung Kokille, an den Rückstoß schließt sich eine Haltezeit des Metallbandes von 7 sec. bis 7,5 sec., vorzugsweise 7,2 sec., an und unmittelbar vor dem nächsten Ziehhub erfolgt ein zweiter langer und in der Kokille wirksamer Rückstoß von 1 mm bis 2,5 mm, vorzugsweise 1,9 mm.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines gegossenen kaltwalzfähigen
Metallbandes, insbesondere als Vormaterial zur Münzherstellung, auf einer einem
Schmelzofen nachgeordneten horizontalen Stranggießanlage, wobei sich die
Abzugsbewegung des Metallbandes aus der Kokille aus einem Ziehhub, Haltezeiten
und Rückstößen zusammensetzt und das mit ca. 145 mm/min kontinuierlich
gegossene Metallband nach seiner Erstarrung zu einem Bund aufgewickelt wird
(Firmenprospekt der Mannesmann Demag AG, Demag Technica,
Veitshöchheim/Würzburg, "Münzfertigung").
Nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren werden Metallmasseln, Kathoden
oder Metallschrott in einem Ofen, vorzugsweise in einem Tiegelofen geschmolzen.
Das eingesetzte Material wird durch Zuschlag verschiedener Legierungselemente zu
der jeweils gewünschten Chargen zusammengestellt, die nach Überführen der
Schmelze in einen Warmhalteofen in einer ein- oder zweisträngigen kontinuierlichen
Horizontal-Gießanlagen zu einem Metallband vergossen wird. Der Gießquerschnitt
beträgt beispielsweise 200 × 15 mm. Die Warmhalteöfen sind in der Regel induktiv
beheizt; aus ihnen wird direkt in die wassergekühlte Graphitkokille gegossen, wobei
Gießgeschwindigkeiten von ca. 140-200 mm/min üblich sind. Die gegossenen
Metallbänder werden von einer Abzugsmaschine erfaßt und in festgelegtem Takt
abwechselnd gezogen und zurückgestoßen, wobei Haltezeiten eingehalten werden.
Bekannt und üblich ist es, das Metallband mit einer Hublänge zwischen 12 und 19 mm
abzuziehen und nach einer kurzen Haltezeit von 0,1 bis 0,5 s zurückzustoßen. Nach
einer weiteren kurzen Haltezeit erfolgt ein weiterer Rückstoß von 0 bis 1 mm, bevor
der nächste Ziehhub eingeleitet wird.
Das so hergestellte gegossene Metallband wird auf einer Walzanlage in mehreren
Vor- und Fertigwalzstichen bearbeitet, wobei das Metallband als Walzbund im
ungeglühten Zustand von der Gießmaschine zugeleitet wird. Eine Aufbiegeeinheit mit
Richtmaschine fädelt den Bandanfang in den Walzspalt des ersten Gerüstes ein; Vor- und
Fertigwalzung erfolgt gewöhnlich im Reversierbetrieb. Zwischen Vor- und
Fertigwalzstichen sind Glüh- und Rekristallisationsschritte geschaltet, wobei
Haubenglühöfen zum Einsatz kommen.
Nach dem Fertigwalzen werden die ausgewalzten Metallbänder Stanzeinrichtungen
zugeleitet, in denen Münzplättchen in den gewünschten Münzabmessungen
ausgestanzt werden, die später geprägt werden.
Bei der Herstellung von Münzen sind unterschiedliche Münzenwerkstoffe gefragt.
Einer der bekannten Münzenwerkstoffe, der insbesondere in den nordeuropäischen
Ländern Verwendung findet, hat ein goldähnliches Aussehen und besteht aus einer
Kupferlegierung mit Anteilen aus Aluminium, Zink und Zinn. Wegen seines
Aussehens und seiner Verbreitung ist dieser Werkstoff bzw. diese Kupferlegierung
unter dem Namen Nordic Gold bekannt und wird bisher aus Blöcken mit einer Dicke
von 100-300 mm zunächst in einem Warmwalzwerk ausgewalzt.
Während andere bekannte Münzwerkstoffe in der eingangs beschriebenen Weise
aus vorgegossenen Metallbändern problemlos hergestellt werden können, erschien
der als Nordic Gold bekannte Werkstoff bisher nicht geeignet, in einem
kontinuierlichen Gießverfahren als direkt kaltwalzfähiges Metallband ohne vorheriges
Warmwalzen hergestellt werden zu können. Die Legierungsbestandteile dieser
Kupferlegierung und ihre Mengenanteile führten dazu, daß der Werkstoff,
insbesondere beim Kaltwalzen, aufriß und deshalb nur im walzwarmen Zustand
gewalzt werden konnte. Ein Kaltwalzen des Metallbandes war erst nach einer Vielzahl
von Warmwalzstichen möglich, die die Herstellung des Verfahrens aufwendig und
teuer macht.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist die qualitativ einwandfreie und kostengünstiger
Herstellung eines kaltwalzfähigen Metallbandes aus einer Kupferlegierung mit
Anteilen aus Aluminium, Zink und Zinn, beispielsweise als Halbzeug für die
Münzherstellung, auf einer bekannten Horizontalgießanlage.
Dieses Ziel wird durch die erfindungsgemäße Kombination teilweise bekannter
Verfahrensschritte erreicht, die die Herstellung der geforderten Kupferiegierungen auf
solchen Anlagen ermöglicht, die bisher nicht für die Verarbeitung dieser Werkstoffe
geeignet erschienen:
- - die aus einer Kupferlegierung mit Anteilen aus 4,5 bis 5,5% Aluminium, 4,25 bis 5,75% Zink und 0,6 bis 1,4% Zinn bestehende Schmelze wird desoxidierend bei 1150°C bis 1155°C in einer Graphitkokille vergossen, deren Graphitdichte 1,5 bis 2, vorzugsweise 1,83 kg/dm3beträgt,
- - das Abziehen des Metallbandes erfolgt mit einem Ziehhub von 24 mm bis 28 mm, vorzugsweise 26 mm und unmittelbar anschließendem Rückstoß von 0,6 mm bis 1 mm, vorzugsweise 0,8 mm in Richtung Kokille,
- - an den Rückstoß schließt sich eine Haltezeit des Metallbandes von 7 sec. bis 7,5 sec., vorzugsweise 7,2 sec. an,
- - unmittelbar vor dem nächsten Ziehhub erfolgt ein zweiter langer und in der Kokille wirksamer Rückstoß von 1 mm bis 2,5 mm, vorzugsweise 1,9 mm.
Die Schmelze sollte günstigerweise ohne schädliche Turbulenzen und bei
gleichmäßiger Temperatur zum Warmhalteofen überführt werden und vor allem mit
exakt eingehaltener Gießtemperatur vergossen werden. Das vorgeschlagene
Verfahren läßt sich weiter optimieren, indem beispielsweise bereits die Schmelze mit
einem desoxidierenden Gießpulver (z. B. mit Papad 331 MBN) abgedeckt wird.
Besonderer Bedeutung kommt der Kokillenqualität zu, deren Graphit eine Dichte von
vorzugsweise 1,83 kg/dm3 haben sollte. Die Graphitplatte ist üblicherweise mit den
Kühlplatten der Kokille in optimierter Schraubenanordnung verschraubt.
Bei ungewöhnlich großer Hublänge von vorzugsweise 26 mm erfolgt nicht, wie beim
Stand der Technik, zunächst eine Haltezeit, sondern der Rückstoß wird
erfindungsgemäß unmittelbar nach dem Ziehen eingeleitet, gefolgt von einer längeren
Haltezeit von vorzugsweise 7,2 s. Es hat sich gezeigt, daß bei dieser Verfahrensweise
die Neigung des Metallbandes zum Reißen im nachfolgenden Verfahren deutlich
vermindert wird. Eine weitere deutliche Verbesserung des Verfahrens und damit einen
wesentlichen Beitrag, diesen schwierigen Werkstoff nach dem bekannten Verfahren
herstellen zu können, liefert der zweite Rückstoß, der unmittelbar vor dem nächsten
Ziehhub erfolgt. Dieser Rückstoß ist deutlich länger als bei dem bekannten Verfahren
und wirkt dadurch, daß er etwa 1,9 mm beträgt, bis in die Kokille.
Bei Einhaltung der im Patentanspruch aufgezeigten Parameter zur Herstellung einer
Werkstofflegierung mit den im Anspruch angegebenen Legierungsbestandteilen läßt
sich dieser Werkstoff, wie andere Münzwerkstoffe, als kaltwalzfähiges Metallband
herstellen, ohne daß es zu Rißbildungen im Metallband kommt. Auf diese Weise wird
es möglich, daß bisher aufwendig durch Warmwalzen zu verarbeitende Material in
einem wesentlich wirtschaftlicheren und damit preisgünstigeren Prozeß herzustellen,
ohne daß die Qualität des Fertigproduktes darunter leidet. Teure Warmwalzprozesse
werden durch Gießen eines kaltwalzfähigen Bandes umgangen. Die
Kokillenstandzeiten erhöhen sich bei Anwendung des erfindungsgemäßen
Verfahrens.
Eine weitere Anpassung der Glüh- und Walzvorgänge an die Legierung ist sinnvoll.
Claims (1)
- Verfahren zum Herstellen eines gegossenen kaltwalzfähigen Metallbandes, insbesondere als Vormaterial zur Münzherstellung, auf einer einem Schmelzofen nachgeordneten horizontalen Stranggießanlage, wobei sich die Abzugsbewegung des Metallbandes aus der Kokille aus einem Ziehhub, Haltezeiten und Rückstößen zusammensetzt und das mit ca. 145 mm/min kontinuierlich gegossene Metallband nach seiner Erstarrung zu einem Bund aufgewickelt wird, gekennzeichnet durch die Kombination der nachfolgenden, teilweise bekannten Merkmale,
- - die aus einer Kupferlegierung mit Anteilen aus 4,5 bis 5,5% Aluminium, 4,25 bis 5,75% Zink und 0,6 bis 1,4% Zinn bestehende Schmelze wird desoxidierend bei 1150°C bis 1155°C in einer Graphitkokille vergossen, deren Graphit dichte 1,5 bis 2, vorzugsweise 1,83 kg/dm3 beträgt,
- - das Abziehen des Metallbandes erfolgt mit einem Ziehhub von 24 mm bis 28 mm, vorzugsweise 26 mm und unmittelbar anschließendem Rückstoß von 0,6 mm bis 1 mm, vorzugsweise 0,8 mm in Richtung Kokille,
- - an den Rückstoß schließt sich eine Haltezeit des Metallbandes von 7 sec. bis 7,5 sec., vorzugsweise 7,2 sec. an,
- - unmittelbar vor dem nächsten Ziehhub erfolgt ein zweiter langer und in der Kokille wirksamer Rückstoß von 1 mm bis 2,5 mm, vorzugsweise 1,9 mm.
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EP98962287A EP1115521A1 (de) | 1998-09-23 | 1998-11-25 | Verfahren zum herstellen eines gegossenen kaltwalzfähigen metallbandes, insbesondere als vormaterial zur münzherstellung |
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