Claims (3)
PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS
1. Werkstoff zur Herstellung von Stranggiesskokillen, gekennzeichnet durch eine Kupferlegierung mit 1,5% bis 4% Eisen und bis zu 0,04% Desoxidationsmittel.1. Material for the production of continuous casting molds, characterized by a copper alloy with 1.5% to 4% iron and up to 0.04% deoxidizer.
2. Werkstoff nach Patentanspruch 1, gekennzeichnet durch eine Kupferlegierung mit 2 bis 2,5 % Eisen, 0,005 bis 0,02 % Phosphor als Desoxidationsmittel und 0,05 bis 0,25 % Zirkon.2. Material according to claim 1, characterized by a copper alloy with 2 to 2.5% iron, 0.005 to 0.02% phosphorus as a deoxidizing agent and 0.05 to 0.25% zirconium.
3. Werkstoff nach den Patentansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass er ausgehärtet ist.3. Material according to claims 1 and 2, characterized in that it is cured.
abgeschreckt. Das Rohr wurde dann in mehreren Ziehstufen um 50% kaltverformt, wobei der Aussendurchmesser auf 150 mm reduziert wurde. Das Rohr wurde dann bei 475°C 1% Stunden geglüht und abgekühlt. Anschliessend erfolgte die Fertigbearbeitung zur Rohrkokille.deterred. The tube was then cold worked by 50% in several drawing stages, reducing the outside diameter to 150 mm. The tube was then annealed at 475°C for 1½ hours and cooled. This was followed by finishing to form the tube mould.
Nach dieser Behandlung wies die fertige Stranggiessko-After this treatment, the finished continuous casting
kille folgende Materialkennwerte auf:kill the following material stats:
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Werkstoff zur Herstellung von Stranggiesskokillen. Diese Kokillen sollen insbesondere zum Stranggiessen von hochschmelzenden Metallen dienen.The present invention relates to a material for the production of continuous casting moulds. These molds should be used in particular for the continuous casting of refractory metals.
Als Werkstoff zur Herstellung von Stranggiesskokillen zum Stranggiessen von hochschmelzenden Metallen wie Stahl wird seit langem Kupfer verwendet, welches aufgrund seiner hohen thermischen Leitfähigkeit sehr schnell die Wärme aus der Schmelze abzuleiten vermag. Die Wandstärke der Kokillen wurde so gross gewählt, dass sie in ausreichender Weise den zu erwartenden mechanischen Beanspruchungen genügt.Copper has long been used as a material for the production of continuous casting molds for continuous casting of high-melting metals such as steel, which is able to dissipate heat from the melt very quickly due to its high thermal conductivity. The wall thickness of the molds was selected to be sufficiently large to withstand the expected mechanical stresses.
Zur Erhöhung der Warmfestigkeit ist vorgeschlagen worden, Stranggiesskokillen aus einer Legierung mit mindestens 85% Kupfer und wenigstens einem weiteren eine Ausscheidungshärtung bewirkenden Legierungselement herzustellen. Als Legierungselemente werden bis zu 3 % Chrom, Silizium, Silber und Beryllium vorgeschlagen. Auch die aus diesem Werkstoff hergestellten Stranggiesskokillen konnten noch nicht vollauf befriedigen, da insbesondere die Legierungskomponenten Silizium und Beryllium die thermische Leitfähigkeit stark herabsetzen (OE-PS 234 930).In order to increase the high-temperature strength, it has been proposed to produce continuous casting molds from an alloy with at least 85% copper and at least one further alloying element which causes precipitation hardening. Up to 3% chromium, silicon, silver and beryllium are suggested as alloying elements. The continuous casting molds made from this material have not been entirely satisfactory either, since the alloy components silicon and beryllium in particular greatly reduce the thermal conductivity (OE-PS 234 930).
Zur Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit ist deshalb ein Werkstoff für Stranggiesskokillen bekannt geworden, der aus 0,05 bis 0,08% Chrom und 0,005 bis 0,04% Phosphor, Rest Kupfer besteht. Durch Kaltverformung ist eine Brinellhärte von 120 kp/mm2 bei einer thermischen Leitfähigkeit von mindestens 80% des reinen Kupfers erreichbar. Die Ent-festigungstemperatur liegt oberhalb 350°C (DT-AS 2 318 662).To improve the thermal conductivity, a material for continuous casting molds has therefore become known which consists of 0.05 to 0.08% chromium and 0.005 to 0.04% phosphorus, the remainder being copper. A Brinell hardness of 120 kp/mm2 with a thermal conductivity of at least 80% of pure copper can be achieved by cold forming. The softening temperature is above 350°C (DT-AS 2 318 662).
Alle diese Legierungen haben als Werkstoffe zur Herstellung von Stranggiesskokillen noch nicht vollauf befriedigen können.All of these alloys have not yet been fully satisfactory as materials for the production of continuous casting molds.
Der erfindungsgemässe Werkstoff zur Herstellung von Stranggiesskokillen ist gekennzeichnet durch eine Kupferlegierung mit 1,5% bis 4% Eisen und bis zu 0,04% Desoxidationsmittel.The material according to the invention for the production of continuous casting molds is characterized by a copper alloy with 1.5% to 4% iron and up to 0.04% deoxidizing agent.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele des erfin-dungsgemässen Werkstoffs beschrieben.Exemplary embodiments of the material according to the invention are described below.
Der Werkstoff besteht aus einer Kupferlegierung mit 1,5% bis 4% Eisen und bis zu 0,04% Desoxidationsmittel.The material consists of a copper alloy with 1.5% to 4% iron and up to 0.04% deoxidizer.
Als Desoxidationsmittel kann Bor, Lithium, Kalzium, Magnesium oder Phosphor verwendet sein.Boron, lithium, calcium, magnesium or phosphorus can be used as the deoxidizing agent.
Vorzugsweise enthält die Kupferlegierung 2,0 bis 2,5 % Eisen, 0,005 bis 0,02% Phosphor und 0,05 bis 0,25% Zirkon.Preferably, the copper alloy contains 2.0 to 2.5% iron, 0.005 to 0.02% phosphorus and 0.05 to 0.25% zircon.
Der Zusatz von Zirkon begünstigt die Verwendung der Kupferlegierung für Stranggiesskokillen.The addition of zircon favors the use of the copper alloy for continuous casting moulds.
Eine Kupferlegierung mit 2,5% Eisen, 0,15% Zirkon und 0,01 % Phosphor, Rest Kupfer und übliche Verunreinigungen wurde zunächst zu einem Block mit 420 mm Durchmesser vergossen und bei ca 950°C zu einem Rohr mit einem Aussendurchmesser von 220 mm stranggepresst und anschliessendA copper alloy with 2.5% iron, 0.15% zirconium and 0.01% phosphorus, the remainder copper and the usual impurities, was first cast into a block with a diameter of 420 mm and then at around 950°C into a tube with an outside diameter of 220 mm extruded and then
Thermische Leitfätigkeit 10 Erweichungstemperatur Härte HB 2,5/62,5 Zugfestigkeit 15 BruchdehnungThermal conductivity 10 softening point hardness HB 2.5/62.5 tensile strength 15 elongation at break
70% des reinen Kupfers70% of pure copper
600°C600°C
145145
420N/mm2 15%420N/mm2 15%
Auch nach längerer Betriebszeit konnten bei der Strang-giesskokille die bei den bisherigen Kokillen aufgetretenen Fehler wie Einziehen der Kokille und Warmrissbildüng im 20 Badspiegelbereich nicht festgestellt werden. Ebenso waren die Verschleisserscheinungen am unteren Kokillenende deutlich geringer.Even after a long period of operation, the faults that had occurred in the previous molds, such as drawing in the mold and hot cracking in the 20 bath level area, could not be detected in the continuous casting mold. The signs of wear at the lower end of the mold were also significantly lower.
Aus einer Kupferlegierung mit 2,35% Eisen, 0,10% Zirkon und 0,03 % Phosphor wurde eine Walzbramme gegossen, 25 die bei 950°C mit einer Querschnittsabnahme von 60% warmgewalzt und darauf schnell abgekühlt wurde. Die Platte wurde dann oberflächenbearbeitet und in mehreren Walzstufen um 45% kaltverformt. Anschliessend wurde die Platte bei 500°C 1 Stunde geglüht und langsam im Ofen abgeglüht. Nach dem 30 Glühen wurde die Platte durch Abwälzen um weitere 38% kaltverformt und 10 Stunden lang bei 450°C geglüht.A slab was cast from a copper alloy containing 2.35% iron, 0.10% zirconium and 0.03% phosphorus, which was hot-rolled at 950° C. with a reduction of area of 60% and then rapidly cooled. The plate was then surface machined and cold worked by 45% in multiple rolling stages. The plate was then annealed at 500° C. for 1 hour and slowly annealed in the furnace. After the 30 anneal, the plate was cold worked an additional 38% by rolling and annealed at 450°C for 10 hours.
Anschliessend erfolgte die Fertigbearbeitung zu Kokillenplatten. Die Platten wiesen folgende Materialkennwerte auf:This was followed by finishing to mold plates. The panels had the following material characteristics:
3535
Thermische Leitfähigkeit Erweichungstemperatur Härte HB 2,5/62,5Thermal conductivity softening point hardness HB 2.5/62.5
4040
Zugfestigkeit Bruchdehnung Warmfestigkeit bei 300°C Brucheinschnürung bei 300°CTensile strength Elongation at break Hot strength at 300°C Reduction in area at 300°C
73% IACS73% IACS
550°C550°C
125125
392N/mm2 18%392N/mm2 18%
321N/mm2 63%321N/mm2 63%
4545
Die aus diesen Platten hergestellte Kokille wies nach einer Betriebsdauer von 450 Chargen eine aussergewöhnliche Mass-haltigkeit in dem den Strang formenden Kokillenhohlraum auf, was auf die hohe Warmfestigkeit des Werkstoffs zu-50 rückzuführen ist. So betrug zum Beispiel die Längenkontraktion nach der obengenannten Giessreise weniger als 0,025%.After an operating period of 450 batches, the mold made from these plates exhibited exceptional dimensional accuracy in the mold cavity forming the strand, which can be attributed to the high heat resistance of the material. For example, the length contraction after the above casting cycle was less than 0.025%.
Bei den herkömmlichen Kokillenwerkstoffen aus Kupfer wurden Werte bis zu 1,5 % festgestellt.Values of up to 1.5% were determined for the conventional copper mold materials.
Der Werkstoff zeichnet sich durch besonders günstige me-55 chanische und physikalische Eigenschaften aus. Er hat eine Wärmeleitfähigkeit, die über 70% der des reinen Kupfers liegt. Die Werte für die Warmfestigkeit, die Warmplastizität sowie für die Erweichungstemperatur liegen ebenfalls in einen für Stranggiesskokillen äusserst günstigen Bereich. 60 Die Brinellhärte als Massstab für die Abriebfestigkeit erreicht Werte von über 120. Eine weitere wesentliche Anforderung bei Stranggiesskokillen ist eine hohe Korrosionsbeständigkeit gegenüber dem Kühlwasser, die durch die beschriebene Kupferlegierung erfüllt wird.The material is characterized by particularly favorable mechanical and physical properties. It has a thermal conductivity that is over 70% that of pure copper. The values for the high-temperature strength, the high-temperature plasticity and the softening point are also in an extremely favorable range for continuous casting moulds. 60 The Brinell hardness as a benchmark for abrasion resistance reaches values of over 120. Another essential requirement for continuous casting molds is high corrosion resistance to the cooling water, which is met by the copper alloy described.
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