Walzenwerk-Walzen & Rollenwerkstatt: Werkstoffe, Typen und Instandhaltung

Walzenwerk-Walzen und Rollenwerkstatt

Walzen sind die Hauptverschleißteile im Walzwerk – kostenintensiv und leistungsentscheidend. Ihre Performance hängt ab von Werkstoff, Belastung, Walzendurchbiegen, Wölbung und Verschleißverhalten. Das Design muss Last, Drehmoment, Biegezulage und Werkstofffestigkeit für den schwersten Pass berücksichtigen.

Grundlegende Einteilung: Eisen- vs. Stahlwalzen

Trennlinie bei ~2,4 % C. Darunter: Stahlbasis (kein freies Graphit). Darüber: Eisenbasis. Stahlwalzen: Guss oder Schmiede. Duplex-Walzen (Doppeltguss): harte Außenschale, zäher Kern.

Eisenwalzen

Typ	Eigenschaften & Einsatz	Härte (Shore)
Graugusswalzen	Sandguss, lamellares Graphit, gleichmäßige Struktur, feuerrissbeständig, selbstschmierend (Graphit) – gut für Schubkragen. C 2,5–3 %, Si 0,5–1 %, Mn 0,4–0,8 %, P ≤0,5 %, S ≤0,1 %.	30–40
Legierte Graugusswalzen	Ni, Cr, Mo in kleinen Mengen → höhere Härte, Verschleißfestigkeit. Ni feinverteilt → Zähigkeit. Cr → Verbundkohlenstoff, härter/spröder. Mo, W → Hochtemperaturfestigkeit. Marke „Adamite“. Weichere Sorten für Vorbänder, härtere für Fertigbänder.	38–50
Kaltabschreckwalzen (Clear/Definite Chill)	Weißeisen-Oberflächenschicht durch schnelles Abkühlen (Chill im Kokillen). Kern Grauguss, Übergangszone gemischt. Hälse/Stirnen nicht abgeschreckt → zäh. Schicht ~25 mm. Niedrigerer C → weniger Härte, aber höhere Festigkeit (Plattenwalzen). Legierte Ausführungen: 65–90 Shore. Ni-legiert: Kaltwalzen, aber feuerrissempfindlich.	55–65 (bis 90 legiert)
Teilabschreckwalzen (Part Chill)	Ausgewählte Bereiche (z. B. Fertigpässe) abgeschreckt, Rest Grauguss.	–
Duplex-/Verbundwalzen	Doppeltguss: 1. Guss legierter Weißguss-Schale (Chillkokille), 2. Guss zäher Kern (oft Grauguss). Schalenhärte 75–95 Shore.	75–95
Unbestimmte Abschreckung (Indefinite Chill)	Sehr dünne, klar definierte Weißguss-Schicht, keine Übergangsstruktur. Härteabfall ~1 Shore/10 mm Tiefe → gute nutzbare Tiefe. Bessere Feuerriss-/Abplatzfestigkeit, besserer Biss. Legiert (Ni, Cr, Mo): 55–75 Shore. Wärmebehandelbar. Beispiel: Adamite Indefinite Chill.	55–75
Kugelgraphitwalzen (SG Iron)	Mg-Zugabe → nodularer Graphit. Festigkeit ~2×, Zähigkeit ~12× lamellares Graphit. Perlitisch oder azikulär (bessere Verschleißfestigkeit). Gleichmäßiger Verschleiß. Einsatz: Wo Eisen zu schwach, Stahl zu verschleißanfällig. Teurer – sorgfältige Auswahl nötig. Bis 80+ Shore.	bis 80+

Stahlwalzen

Stärker, zäher als Eisenwalzen – dort, wo Eisen nicht ausreicht. Erlauben höhere Einzüge (tiefe Pässe). Weniger Bruchempfindlich bei Stoßbelastung. Eigenschaften durch Wärmebehandlung variabel. Nachteil: Geringere Härte → schnellerer Verschleiß.

Typ	Analyse & Eigenschaften	Härte (Shore)
Gussstahlwalzen	C-Stahl: 0,40–0,90 % C. Schwere Werke (Blöcke, Brammen, Grobwalzwerk) ≤0,60 % C; Knüppelvorwalzen höhere Gehalte. +0,5 % Mo + Ni, Cr (oder höher Mn) → Festigkeit, weniger Feuerrisse. Hochlegiert: C 0,8–1,0 %, Mn 0,6–0,9 %, Ni 1,0–2,5 %, Cr 0,5–1,1 %, Mo 0,2–0,4 %. C-Cr (1 % C, 1,5–1,75 % Cr). Meist gewärmt. Rücklagen in 4-High-Straßen. W-legiert (40–50 Shore) → feuerrissbeständig, Grobwalzen Warmband.	28–55
Schmiedestahlwalzen	Aus Gussblock geschmiedet → zähere Struktur. C-Stahl (0,35–0,75 % C): Blöcke/Brammen (untere C), mittlere Werke (obere C). Normalgeglüht: 24–30 Shore. Legiert + Wärmebehandlung: 50–55 Shore (große Rücklagen), ~80 Shore (kleine Rücklagen Kaltwalzen), 90–100 Shore (Arbeitswalzen Kaltwalzen). Typisch: 1 % C, 1,5–1,75 % Cr, 0,5 % Ni. Heißwalzbereich: höchst stoßfest.	24–100

Hartmetallwalzen (WC)

Wolframcarbid (WC/W₂C) – extreme Härte für lange Kampagnen. Pulvermetallurgisch: Mischen, Mahlen, Granulieren, Pressen, Vakuumsintern, optional HIP. Bearbeitung: Diamantschleifen/Hartdrehen. Einsatz: Drahtendblocke, Profilwalzen. Kühlwasser: enger pH-Bereich, begrenzte Härte – falsches Wasser löst Binder aus → vorzeitiger Ausfall. Sorten nach Korngröße/Binder. Neu: Hartmetallhülsen auf Stahlwellen (mechanisch oder gesintert).

Legierungselemente – Wirkung (Tab. 1)

Element	Legierte Gusswalzen	Legierte Stahlwalzen
C	↑ Härte, Sprödigkeit, Verschleißfestigkeit; ↓ Duktilität, Abschrecktiefe	↑ Härte, Sprödigkeit, Verschleißfestigkeit; ↓ Zähigkeit
Si	↑ Graphit, Reinheit; ↓ Abschrecktiefe	Entschwefelung (0,2–0,35 %), ↑ Härte, Entoxidation, gesunder Guss
P	↑ Härte, Sprödigkeit	↑ Härte, Sprödigkeit; ↓ Duktilität, Seigerungstendenz
S	↑ Härte, Sprödigkeit, Abschrecktiefe	↑ Härte, Sprödigkeit; ↓ Duktilität, mit Vorsicht
Mn	↓ Abschreckung (niedrig), ↑ (hoch), ↑ Härte mit Ni/Cr, ↑ Sprödigkeit	↑ Härte, Sprödigkeit; Reinigung für Zugfestigkeit/Verschleiß
Ni	↑ Festigkeit, Härte, Verschleißfestigkeit; ↓ Abschrecktiefe	↑ Festigkeit, Härte, Feuerrissbeständigkeit (mit Cr)
Mo	↑ Festigkeit, Härte, Feuerrissbeständigkeit, Feinkorn	↑ Festigkeit, Härte
V	↑ Abschrecktiefe, Festigkeit, Feuerrissbeständigkeit; ↓ Duktilität	↑ Zähigkeit, Härte, Wärmebehandelbarkeit
Cr	Härter immer; mit Ni/Mo, ↑ Abschrecktiefe	Härter – best mit Ni/Mo
Cu	Klein: ähnlich Ni	Ähnlich Ni
B	Härter, mit Vorsicht	↑ Härte

Walzensortimente nach Walzwerktyp (Auszug)

Detaillierte Tabellen (Tab. 2–6) listen Walzentypen und Härten für:

• Blöck-/Brammenwalzwerk (Tab. 2): Geschmiedet 0,4 % C (24–30), Gussstahl 0,4–0,9 % C (28–36), Legierter Gussstahl +Mo/Ni/Cr (30–42), Adamite Gussstahl (30–48)
• Knüppel-/Handelsstahlwalzwerk (Tab. 3): Vielfalt von geschmiedetem C-Stahl (35) über Perlitkorn/Adamite (30–50) bis Vollhart-Legiert (65–90) und SG-Eisen (55–65)
• Profilwalzwerk (Tab. 4): Geschmiedet (24–30), Gussstahl/Perlitkorn (28–48), Hyper-eutektoid +Ni/Cr/Mo (35–45), Adamite Indefinite Chill (55–70), SG-Eisen (45–65)
• Plattenwalzwerk (Tab. 5): Perlitkorn (30–38), Legierter Guss (40–42), Kaltabschreck (55–65), Legiert Indefinite Chill (65–85), Verbundwalzen (75–95)
• Warmbreitbandwalzwerk (Tab. 6): Geschmiedet (24–30), Adamite Gussstahl (30–38), Hyper-eutektoid (35–45), Adamite Korn (35–50), Cr-W-Guss (40–50), Kaltabschreck (55–65), Adamite Indefinite Chill (55–70), Legiert Indefinite Chill (65–85), Manganit Indefinite Chill (75–85), SG-Eisen (50–70)

Auswahl hängt ab von Produktionsanforderungen, Anschaffungskosten, spezifischen Qualitäten. Enge Abstimmung mit Walzenhersteller essenziell.

Rollenwerkstatt (Roll Shop)

Kernfunktionen:

1. Entgegennahme Walzensatz nach Kampagne
2. Waschen, Demontage
3. Prüfung: Feuerrisse, Durchmesser, Einzelteile, Lager drehen
4. Schleifen/Neunuten nach Plan
5. Lagerung in Walzenregalen bis Montageplan
6. Chocks → Montagebereich
7. Paarmontage Walze-Chock
8. Fertiger Satz → Walzwerk

Zusätzlich: Chock-/Lagerprüfung (periodisch), Schermesserschleifen.

Moderne Rollenwerkstatt – Ausstattung

• Schwer-/Mittel-/Leicht-CNC-Schleifmaschinen & Belader (Flachwalzen)
• CNC-Nutenschneidmaschinen & Belader (Profil/Stab)
• Hartmetall-Schleifmaschinen (Draht/Leichtprofile)
• Chockier-/Entchockiermaschinen (alle Typen)
• Texturieranlagen
• Walzdrehbänke, Fräs-/Bohrmaschinen
• Induktionshärte-/Glühanlagen
• Chock-Waschanlagen, Kippvorrichtungen
• Schermesserschleifmaschinen
• Walzenkühlung/-waschanlagen
• Walzenregale, Transportwagen
• Weitere Betriebsmittel

Datenmanagement & Software

• Einzelleistungsdaten erfassen & analysieren → Lebensdaueroptimierung
• Zusammenarbeit mit Lieferanten: chem./phys. Spezifikationen für nächsten Beschaffungszyklus verbessern
• Bruchanalyse: Historien-Daten bereitstellen
• Termingerechte Beschaffung unter Bestandscontrolling
• Aussortierte/Bruchwalzen → Schrottplatz (nach Untersuchungsabschluss)

Software: RSMS (Roll Shop Management System) – Prozessüberwachung, Produktions-/Verbrauchs-/Bedarfsdaten. RDMS (Roll Defect Management System) – Fehlermanagement, automatische Korrekturmaßnahmen. Vollintegration mit Walzwerk (Datenaustausch) erforderlich.

Layout & Sicherheit

• Logistikoptimiertes Layout, Gabelstaplerwege
• Automatisierung: Sicherheitsbarrieren für unbeaufsichtigte Bereiche, Zutritt nur Wartung/Notfall