CH695210A5 - Kokille zum Stranggiessen einer Stahlschmelze. - Google Patents

Description

  [0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Kokille zum Stranggiessen einer Stahlschmelze.

[0002] Eine solche Kokille weist in der Regel einen Formhohlraum auf, der von mindestens einer Formhohlraumwand begrenzt ist. Beim Stranggiessen wird kontinuierlich eine Stahlschmelze in den Formhohlraum gegossen und an den Formhohlraumwänden - eine geeignete Kühlung der Formhohlraumwände vorausgesetzt - eine Strangschale aus der Stahlschmelze zum Erstarren gebracht.

   Die Strangschale, deren Dicke mit der Zeit wächst, bildet die äussere Hülle eines Stranges, der kontinuierlich durch eine Austrittsöffnung aus dem Formhohlraum ausgefördert und anschliessend einer Weiterverarbeitung zugeführt werden kann.

[0003] Die extremen Bedingungen, die beim Stranggiessen einer Stahlschmelze herrschen, schränken die Wahl der Werkstoffe, die für die Gestaltung der Formhohlraumwände geeignet sind, ein. Um die Erstarrung der Stahlschmelze im Formhohlraum zu ermöglichen, muss einerseits ein grosser Wärmestrom längs eines Temperaturgefälles in den Formhohlraumwänden realisiert und folglich durch geeignete Wahl der Werkstoffe für eine hinreichend gute Wärmeleitung in den Formhohlraumwänden gesorgt werden. Andererseits sind Formhohlraumwände im Giessbetrieb hohen Belastungen ausgesetzt, die die Lebensdauer der Formhohlraumwände limitieren.

   Die Formhohlraumwände stellen deshalb Verschleissteile dar, die nach einer endlichen Zahl von Güssen ersetzt oder repariert werden müssen. Die Wahl der Werkstoffe sollte folglich auch der Forderung nach einer möglichst langen Lebensdauer der Formhohlraumwände Rechnung tragen.

[0004] Für die Lebensdauer der Formhohlraumwände sind verschiedene, für den Giessprozess charakteristische Faktoren bestimmend. Der Verschleiss der Formhohlraumwände ist in der Regel im Bereich des Badspiegels der Schmelze durch Verzug und Rissbildung, bedingt durch die hohe thermische Beanspruchung, und in der Nähe der Austrittsöffnung für den Strang durch abrasiven Verschleiss und Kratzer, hervorgerufen durch eine Wechselwirkung mit dem Strang, gekennzeichnet.

   Selbst wenn die Formhohlraumwände beim Giessen auf der dem Formhohlraum abgewandten Seite intensiv gekühlt werden, führt der Kontakt zur Schmelze zu einer extremen thermischen Belastung insbesondere in der Nähe des Giessspiegels und zu einer entsprechend grossen Temperaturerhöhung der Formhohlraumwand auf der Formhohlraumseite. Folglich sind hohe Anforderungen an die für die Formhohlraumwand bestimmten Werkstoffe hinsichtlich ihrer Warmfestigkeit zu richten. Generell müssen die Formhohlraumwände die nötige mechanische Festigkeit aufweisen, um eine Deformation aufgrund der im Giessbetrieb auftretenden mechanischen Kräfte in Grenzen zu halten.

   Bei einer zu geringen Festigkeit könnten thermische Spannungen und/oder der ferrostatische Druck der Schmelze auf der Formhohlraumseite und/oder der Anpressdruck eines Kühlmediums auf der dem Formhohlraum abgewandten Seite der Formhohlraumwand zu plastischen Deformationen der Formhohlraumwände führen. Auf Dauer können die Deformationen im Giessbetrieb ein nicht tolerierbares Ausmass erreichen und auf diese Weise die Standzeit der Formhohlraumwände im Giessbetrieb limitieren.

[0005] Ein weiteres Kriterium für die Eignung eines Werkstoffs als Werkstoff für Formhohlraumwände ist die Temperaturabhängigkeit der physikalischen Eigenschaften.

   Unter anderem zeigen Materialparameter, wie beispielsweise die Streckgrenze oder die Bruchfestigkeit, die die mechanische Festigkeit charakterisieren, im Fall der metallischen Werkstoffe oberhalb einer sogenannten Erweichungstemperatur in der Regel einen steilen Abfall mit wachsender Temperatur. In diesem Zusammenhang soll unter Erweichungstemperatur eines Werkstoffs die Temperatur verstanden werden, bei der die Streckgrenze des Werkstoffs auf die Hälfte des entsprechenden Wertes bei Raumtemperatur abnimmt.

[0006] Bereits in der Anfangsphase der Entwicklung der Stranggiesstechnik wurden verschiedene Metalle bzw. Legierungen im Hinblick auf ihre Eignung als Werkstoff für Formhohlraumwände untersucht. Es wurden beispielsweise Giessversuche mit Kokillen auf der Basis von Kupfer oder Kupferlegierungen, legiertem oder unlegiertem Stahl, Aluminium oder Molybdän durchgeführt.

   Nach vergleichenden Untersuchungen wurden Kupfer und Kupferlegierungen von der Fachwelt als die Werkstoffe eingeschätzt, deren Materialeigenschaften den besten Kompromiss darstellen, gemessen an den vielfältigen Anforderungen an das Verhalten der Formhohlraumwände beim Giessen. An dieser Einschätzung der Fachwelt hat sich bis heute nichts geändert: Kokillen zum Stranggiessen von Stahl werden in der Regel aus Kupfer oder einer Kupferlegierung hergestellt.

[0007] Als Grundlage für das vorteilhafte Verhalten von Formhohlraumwänden auf der Basis von Kupfer oder Kupferlegierungen wird im Allgemeinen die relativ hohe Wärmeleitfähigkeit von Kupfer bzw. einer Vielzahl von Kupferlegierungen gesehen, obwohl Kupfer bzw.

   Kupferlegierungen im Vergleich zu vielen anderen Metallen beispielsweise eine deutlich geringere Warmfestigkeit, eine geringere Erweichungstemperatur oder einen grösseren Ausdehnungskoeffizienten aufweisen. Kupfer bzw. Kupferlegierungen haben typischerweise eine Wärmeleitfähigkeit im Bereich von 200-400 W/mK. Formhohlraumwände aus einem Metall mit einer geringeren Wärmeleitfähigkeit neigen in der Regel beim Giessen von Stahl zu thermischem Verzug aufgrund übermässiger thermisch induzierter Spannungen und werden deshalb relativ schnell unbrauchbar, d.h. die Standzeit solcher Formhohlraumwände ist erfahrungsgemäss vergleichsweise kurz.

[0008] Die Auswahl von Kupfer oder einer Kupferlegierung als Werkstoff legt den Rahmen fest, in dem andere Parameter, die die Eigenschaften der Formhohlraumwand bestimmen, zu Optimierungszwecken variierbar sind.

   Beispielsweise haben die meisten Kupferlegierungen und insbesondere Kupfer eine relativ geringe Härte. Werden diese Metalle als Werkstoff für Formhohlraumwände ausgewählt, so kann die Formstabilität der Formhohlraumwände nur in gewissem Rahmen optimiert werden. Um im Giessbetrieb eine möglichst gute Formstabilität einer Formhohlraumwand zu gewährleisten, kann beispielsweise die Härte des Werkstoffs mittels geeigneter Aushärtungsbehandlungen erhöht werden. Zur Optimierung der Formstabilität kann ausserdem die Dicke der Formhohlraumwand entsprechend vergrössert werden.

[0009] Den beiden genannten Möglichkeiten zur Optimierung der Formstabilität steht als Nachteil eine Erhöhung der Herstellungskosten gegenüber. Zum einen ist eine Vergrösserung der Dicke der Formhohlraumwand offensichtlich mit Mehrausgaben für Werkstoffe verbunden.

   Aushärtungsbehandlungen für Werkstücke aus Kupfer oder Kupferlegierung wiederum sind bekanntlich kostspielig. Zur Aushärtung solcher Werkstücke wird meist eine Kaltverfestigung mittels einer Kaltumformung durchgeführt. Da bei einer Kaltverformung relativ grosse Kräfte aufzubringen sind, verursachen Anlagen zur Kaltverformung in der Regel hohe Investitionskosten, die einen grossen Teil der Herstellungskosten für Formhohlraumwände ausmachen. Dies gilt für die Herstellung von plattenförmigen Formhohlraumwänden für Plattenkokillen und für die Herstellung von Kokillenrohren für Rohrkokillen gleichermassen. Zur Kaltumformung grossformatiger Platten werden beispielsweise entsprechend dimensionierte und aufgrund ihrer Grösse entsprechend teure Pressen oder Walzwerke benötigt.

   Kaltverfestigte Kokillenrohre aus Kupfer oder einer Kupferlegierung werden in der Regel durch eine Umformung eines Rohlings hergestellt, indem der Rohling in kaltem Zustand über einen geeignet geformten Dorn bzw. durch eine geeignet geformte Matrize gezogen und dabei einer Kaltumformung unterzogen wird. Auch bei dieser Art der Kaltumformung müssen mit grossen apparativem Aufwand relativ grosse Kräfte erzeugt werden.

[0010] Formhohlraumwände aus Kupfer bzw. einer Kupferlegierung würden beim Stranggiessen einem hohen Verschleiss unterliegen infolge der mechanischen Wechselwirkung mit der Strangschale eines längs der Kokillenwände bewegten Stranges.

   Um dieser Form des Verschleisses entgegenzuwirken, ist es üblich, die Formhohlraumwände formhohlraumseitig zumindest an besonders stark beanspruchten Stellen mit einer dünnen, den Verschleiss vermindernden Schutzschicht auszustatten. Beispielsweise werden in DE 34 150 50 Kokillen offenbart, deren Formhohlraumwände aus einem aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gefertigten Beschichtungsträger und einer formhohlraumseitig auf den Beschichtungsträger aufgebrachten Beschichtung auf der Basis von Nickel und/oder Chrom und gegebenenfalls weiteren Zusätzen mit einer Schichtdicke von bis zu 1.5 mm aufgebaut sind.

   Eine solche Beschichtung ist härter als der Werkstoff des Beschichtungsträgers und ist selbst resistenter gegen Verschleiss, als es der Beschichtungsträger ohne eine solche Beschichtung wäre.

[0011] Während die Wahl von Kupfer oder einer Kupferlegierung als Werkstoff für eine Formhohlraumwand günstig ist hinsichtlich der thermischen Eigenschaften der Formhohlraumwand, sind Kupfer und Kupferlegierungen von Nachteil hinsichtlich einer Reihe von Parametern, die im Giessbetrieb eine wesentliche Rolle spielen und bei der Konstruktion einer Stranggiessanlage berücksichtigt werden müssen. Kupferlegierungen und insbesondere Kupfer haben eine hohe elektrische Leitfähigkeit.

   Bei einer Formhohlraumwand ist eine hohe elektrische Leitfähigkeit allerdings von Nachteil im Hinblick auf Anwendungen, bei denen eine Stahlschmelze im Formhohlraum mittels elektromagnetischer Induktoren gerührt werden soll. Die elektromagnetischen Induktoren sind nämlich gewöhnlich auf der dem Formhohlraum abgewandten Seite der Formhohlraumwand angeordnet, so dass eine hohe elektrische Leitfähigkeit der Formhohlraumwand zu einer besonders starken Abschwächung des mittels der elektromagnetischen Induktoren im Formhohlraum erzeugbaren elektromagnetischen Feldes führt. Eine hohe elektrische Leitfähigkeit der Formhohlraumwände resultiert deshalb in einem kleinen Wirkungsgrad der Induktoren hinsichtlich ihrer Rührwirkung.

[0012] Weiterhin wirkt Kupfer in hohem Masse absorbierend auf radioaktive Strahlung.

   Es wäre allerdings wünschenswert, wenn Formhohlraumwände möglichst transparent für radioaktive Strahlung wären. Es ist nämlich üblich, während des Giessbetriebes die Höhe des Badspiegels einer Metallschmelze im Formhohlraum einer Kokille mit Hilfe einer Messung der Transmission radioaktiver Strahlung durch die Formhohlraumwände quer zur Giessrichtung zu überwachen und in Abhängigkeit von der momentanen Höhe des Badspiegels den Betrieb der Stranggiessanlage zu steuern. In diesem Fall erschwert eine hohe Absorption der radioaktiven Strahlung in den Formhohlraumwänden die Messung der Höhe des Badspiegels. Eine solche Messung mit der erforderlichen Empfindlichkeit durchzuführen ist deshalb entsprechend aufwendig.

[0013] Formhohlraumwände aus Kupfer oder einer Kupferlegierung haben ein relativ hohes Gewicht.

   Das hohe Gewicht ist von Nachteil bei allen während des Giessbetriebes anfallenden Massnahmen, die mit einer Bewegung der Formhohlraumwände verbunden sind, beispielsweise beim Auswechseln bzw. beim Ein- und Ausbau und beim Transport der Kokille bzw. der Formhohlraumwände. Das Gewicht der Formhohlraumwände ist auch von Bedeutung bei der Konstruktion der Oszillationsvorrichtung, die in Stranggiessanlagen standardmässig vorgesehen ist, um die Kokille im Giessbetrieb relativ zu einem in der Kokille erstarrenden Strang in Bewegung zu halten.

   Bei einem geringeren Gewicht der Formhohlraumwände könnten alle Massnahmen, die eine Bewegung der Kokille bzw. der Formhohlraumwände hervorrufen sollen, mit vereinfachten Mitteln durchgeführt werden.

[0014] Ausgehend von den genannten Nachteilen einer Kokille mit Formhohlraumwänden auf der Basis von Kupfer oder einer Kupferlegierung, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kokille zu schaffen, die für das Stranggiessen einer Stahlschmelze geeignet ist, deren Eigenschaften eine konstruktive Vereinfachung der Stranggiessanlage zulassen und deren Formhohlraumwände kostengünstiger hergestellt werden können.

[0015] Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung durch eine Kokille mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Um einer Stahlschmelze im Formhohlraum beim Giessen Wärme entziehen zu können, ist eine Kühlvorrichtung zur Kühlung der Formhohlraumwände vorgesehen.

   Mit der Kühlvorrichtung ist beim Giessen in den Formhohlraumwänden ein Temperaturgefälle realisierbar, welches ein quantitatives Mass für den Wärmestrom in den Formhohlraumwänden ist. Eine Formhohlraumwand der erfindungsgemässen Kokille umfasst einen Beschichtungsträger mit einer formhohlraumseitig auf den Beschichtungsträger aufgebrachten Beschichtung, wobei als Werkstoff für den Beschichtungsträger Aluminium oder eine Aluminiumlegierung gewählt ist und die Beschichtung aus einem Material, das eine höhere Warmfestigkeit als der Werkstoff des Beschichtungsträgers aufweist, gebildet ist und derart ausgelegt ist,

   dass beim Giessen die Temperatur im Beschichtungsträger mit Hilfe der Kühlvorrichtung auf einem Wert unterhalb eines für die Festigkeit des Beschichtungsträgers massgeblichen Grenzwertes haltbar ist.

[0016] Der Beschichtungsträger und die Beschichtung sind funktioneil aufeinander abgestimmt, um der Formhohlraumwand sowohl die gewünschte Formstabilität als auch die gewünschten thermischen Eigenschaften zu geben. Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen haben in der Regel eine Wärmeleitfähigkeit im Bereich von 130-220 W/mK und somit eine um ungefähr 50% geringere Wärmeleitfähigkeit als Kupfer. Der Beschichtungsträger der erfindungsgemässen Kokille würde beim Giessen von Stahl überhitzen, wäre er nicht formhohlraumseitig geeignet beschichtet.

   Ohne eine Beschichtung würde eine Formhohlraumwand aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung wegen der relativ geringen Wärmeleitfähigkeit beim Giessen zumindest in den Bereichen der formhohlraumseitigen Oberfläche, die mit der Stahlschmelze in Kontakt ist, eine relativ hohe Temperatur erreichen, die die Erweichungstemperatur des Werkstoffs der Formhohlraumwand übersteigt. Eine solche Formhohlraumwand würde den thermischen Belastungen im Giessbetrieb nicht standhalten, da aufgrund eines relativ grossen Temperaturgefälles grosse thermische Spannungen in der Formhohlraumwand entstehen. Diese thermischen Spannungen würden ein tolerierbares Mass übersteigen, gemessen an der geringen Warmfestigkeit des Werkstoffs der Formhohlraumwand.

   Das hätte zur Folge, dass die Formhohlraumwände sich bereits während eines einzigen Gusses verziehen würden und die Form des Formhohlraumes sich um ein nicht tolerierbares Mass verändern würde. Die Formhohlraumwände müssten ersetzt oder repariert werden. Weiterhin wäre die Gefahr einer Bildung von Rissen gegeben. Diese Probleme treten bei der erfindungsgemässen Kokille nicht auf. Wegen der Beschichtung befindet sich der Beschichtungsträger beim Giessen nicht in unmittelbarem Kontakt mit der Stahlschmelze und kann mittels der Kühlvorrichtung auf einer Temperatur gehalten werden, bei der Aluminium bzw. eine Aluminiumlegierung eine Festigkeit hat, die ausreicht, um die Formstabilität des Beschichtungsträgers während des Giessbetriebes zu gewährleisten.

   Der Beschichtungsträger dient als stabiles Substrat für die Beschichtung und sorgt somit für die Formstabilität der Formhohlraumwand. Die Beschichtung hat die Funktion, die thermischen Eigenschaften der Formhohlraumwand zu optimieren. Da die Beschichtung beim Giessen in direktem Kontakt mit der Stahlschmelze ist, muss die Beschichtung einerseits eine angemessene Warmfestigkeit aufweisen, die die Stabilität der Beschichtung bei den während des Giessens realisierten Temperaturen gewährleistet.

   Weiterhin sind die thermischen Eigenschaften der Beschichtung so ausgelegt, dass der Beschichtungsträger vor einer Überhitzung geschützt ist, wenn die Formhohlraumwand mit dem grösstmöglichen Wärmestrom belastet ist, der beim Giessen durch die Formhohlraumwand abgeführt werden muss.

[0017] Da beim Giessen insbesondere in der Nähe des Badspiegels der Stahlschmelze extrem hohe Wärmestromdichten und folglich auch ein entsprechend grosses Temperaturgefälle in der Formhohlraumwand realisiert werden, kann die Beschichtung im Vergleich zur Gesamtdicke der Formhohlraumwand relativ dünn gestaltet werden, um den Beschichtungsträger vor einer Überhitzung zu schützen. Eine erfindungsgemäss gestaltete Beschichtung gestattet es, Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen als Werkstoff für Formhohlraumwände nutzbar zu machen.

   Die thermischen und mechanischen Eigenschaften von Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen lassen es zu, auf der Grundlage eines Beschichtungsträgers aus Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung in Verbindung mit einer geeigneten Beschichtung Formhohlraumwände zu schaffen, die hinsichtlich der Stabilität, der thermischen Belastbarkeit und der Wärmeableitung beim Giessen im Vergleich mit den bekannten Formhohlraumwänden aus Kupfer oder einer Kupferlegierung zumindest gleichwertig sind und zusätzlich die Möglichkeit bieten, eine Reihe von Vorteilen zu nutzen, die die Verwendung von Aluminium mit sich bringt.

[0018] Beispiele für Aluminiumlegierungen, die sich wegen ihrer hohen Festigkeit und ihren thermischen Eigenschaften besonders gut als Werkstoffe für den Beschichtungsträger der erfindungsgemässen Kokille eignen, sind Legierungen auf der Basis von Aluminium und Magnesium,

   beispielsweise die als Anticorodal WN 6082 bekannte Legierung Al Mg Si1, oder Legierungen auf der Basis von Aluminium und Beryllium, beispielsweise Legierungen mit 27-28 Gewichtsprozent Aluminium und 60-70 Gewichtsprozent Beryllium. Die genannten Legierungen sind Beispiele für Werkstoffe mit einer Wärmeleitfähigkeit im Bereich von 150-220 W/mK. Sie haben somit zwar eine geringere Wärmeleitfähigkeit als Kupfer, sie sind aber - zumindest bei Raumtemperatur - wesentlich härter als Kupfer.

   Ein aus diesen Werkstoffen gefertigter Beschichtungsträger kann deshalb - verglichen mit einem Beschichtungsträger aus Kupfer - eine relativ geringe Wandstärke aufweisen und trotzdem die erforderliche Stabilität und - trotz der geringeren Wärmeleitfähigkeit - beim Giessen eine den Anforderungen entsprechende Wärmestromdichte gewährleisten.

[0019] Die Formhohlraumwände der erfindungsgemässen Kokille bieten die Voraussetzung für eine vergleichsweise kostengünstige Fertigung, verglichen mit entsprechenden Formhohlraumwänden aus Kupfer oder einer Kupferlegierung. Eine wesentliche Ersparnis ergibt sich aufgrund der deutlich geringeren Materialkosten im Falle von Aluminium im Vergleich zu Kupfer. Einen weiteren Kostenvorteil bieten die Aluminiumlegierungen, die - wie beispielsweise AI Mg Si1 - eine hohe Festigkeit auch ohne eine kostspielige Kaltverfestigung annehmen.

   In letzterem Fall können Werkstücke auch in warmem Zustand unter vereinfachten Bedingungen präzise geformt werden, zumal auf eine Kaltverformung zum Zwecke der Aushärtung des Werkstoffs verzichtet werden kann.

[0020] Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemässen Kokille ist die Beschichtung derart ausgelegt, dass der Beschichtungsträger beim Giessen mit Hilfe der Kühlvorrichtung auf einer Temperatur unterhalb 300 deg. C haltbar ist. Unter diesen Bedingungen haben Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen eine hinreichend grosse Härte, um die Voraussetzung dafür zu bieten, dass der Beschichtungsträger beim Giessen formstabil ist und dass die Standzeit der Formhohlraumwände im Giessbetrieb nicht durch das Betriebsverhalten des Beschichtungsträger bestimmt ist.

   Weiterhin sind die Voraussetzungen dafür gegeben, dass die Standzeit der Formhohlraumwände ausschliesslich durch den Verschleiss der Beschichtung limitiert ist. Das bedeutet, dass der Beschichtungsträger eine höhere Standfestigkeit aufweist als die Beschichtung.

[0021] Die mechanische Festigkeit des Beschichtungsträgers nimmt in der Regel mit steigender Temperatur ab und kann bei Temperaturen oberhalb der Erweichungstemperatur des Werkstoffs des Beschichtungsträgers eine für die Formstabilität des Beschichtungsträgers kritische Grenze unterschreiten.

   Da bei der erfindungsgemässen Kokille während des Giessens ein Temperaturgefälle in den Formhohlraumwänden realisiert ist und die Festigkeit der Formhohlraumwand längs des Temperaturgefälles variiert, ist es nicht nötig, dass die Temperatur an jedem Punkt innerhalb des Beschichtungsträgers niedriger als die Erweichungstemperatur seines Werkstoffes ist, um im Giessbetrieb die Formstabilität des Beschichtungsträgers zu gewährleisten. Die Beschichtung kann hinsichtlich ihrer thermischen Eigenschaften entsprechend ausgelegt werden. Um diese Überlegung umzusetzen, ist bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemässen Kokille vorgesehen, dass das Temperaturgefälle derart realisierbar ist, dass sich beim Giessen mehr als 50% Volumenanteile des Beschichtungsträgers unterhalb der Erweichungstemperatur des Werkstoffs des Beschichtungsträgers befindet.

   An der Grenzfläche zwischen Beschichtung und Beschichtungsträger darf also die Temperatur die Erweichungstemperatur des Werkstoffs des Beschichtungsträgers übersteigen. Die Formstabilität der Formhohlraumwände ist trotzdem gewährleistet.

[0022] Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemässen Kokille weist eine Beschichtung auf, die zumindest in einem Bereich um ein Sollniveau der Metallschmelze aus einem Material gebildet ist, das eine höhere Wärmeleitfähigkeit als der Beschichtungsträger hat. Je höher die Wärmeleitfähigkeit der Beschichtung ist, desto dicker muss die Beschichtung sein, um beim Giessen die Temperatur im Beschichtungsträger unterhalb eines vorgegebenen Grenzwertes zu halten.

   Eine Beschichtung mit einer geringen Wärmeleitfähigkeit muss hingegen verhältnismässig dünn gewählt werden, um beim Giessen eine hinreichend grosse Wärmestromdichte in der Formhohlraumwand realisieren zu können. In fertigungstechnischer Hinsicht ist ein grosser Wert für die Dicke der Beschichtung insofern vorteilhaft, als die Genauigkeit, mit der die Dicke der Beschichtung über die gesamte Oberfläche der Formhohlraumwand kontrolliert werden muss, mit wachsender Dicke geringer wird. Dieser Gesichtspunkt ist insbesondere relevant, wenn die Oberfläche der Beschichtung im Anschluss an das Aufbringen der Beschichtung auf den Beschichtungsträger noch bearbeitet werden muss.

   Grosse Fertigungstoleranzen sind insbesondere von Vorteil im Zusammenhang mit rohrförmigen Beschichtungskörpern, die auf der Innenseite mit einer Beschichtung versehen sind, um einen Formhohlraum abzugrenzen. Falls die Beschichtung noch bearbeitet werden muss, um den Formhohlraum auf ein vorbestimmtes Formhohlraummass zu bringen, dann sind grosse Fertigungstoleranzen von Interesse, zumal die Innenbearbeitung von Rohren mit Komplikationen verbunden ist.

   Dies gilt insbesondere für lange Rohre mit kleinem Querschnitt, beispielsweise für Kokillenrohre zum Stranggiessen von Strängen mit Knüppelformat.

[0023] Als Werkstoff für eine Beschichtung, die eine höhere Wärmeleitfähigkeit als der Beschichtungsträger aufweist, ist insbesondere Kupfer oder eine Kupferlegierung geeignet.

[0024] Eine andere Variante für eine geeignete Beschichtung ist die Beschichtung mit einem Material, das eine Schmelztemperatur aufweist, die grösser ist als die Temperatur der Stahlschmelze. Eine solche Beschichtung verbessert die Betriebssicherheit der Kokille für den Fall, dass die Kühlvorrichtung in ihrer Funktion beeinträchtigt ist. Für die Beschichtung geeignete Werkstoffe mit Schmelztemperaturen über 1450 deg.

   C sind beispielsweise Metalle wie Molybdän, Wolfram, Nickel oder Legierungen auf der Basis dieser Metalle und keramische Materialien.

[0025] Durch geeignete Materialwahl kann die Beschichtung der Formhohlraumwände der erfindungsgemässen Kokille so gestaltet werden, dass während des Giessbetriebes die Wechselwirkung mit dem Strang zu einem möglichst geringen Verschleiss führt. Dieses Ziel kann durch verschiedene Massnahmen erreicht werden. Beispielsweise kann die Beschichtung zumindest in einer Umgebung um die Austrittsöffnung für den Strang in dem Bereich, der durch die Bewegung des Stranges am meisten beansprucht wird, aus einem Material gefertigt werden, das widerstandsfähig gegen Verschleiss infolge einer Wechselwirkung mit dem Strang ist. Als Materialien mit hoher Verschleissfestigkeit sind Nickel und Chrom, insbesondere Hartchrom, bekannt.

   Nickel und Chrom können auch kombiniert werden, um die Beschichtung zu bilden. Zusätzlich können zur Minderung des Verschleisses in die Beschichtung Schmiermittel zum Schmieren der Kruste eine Stranges eingelagert werden. Geeignete Schmiermittel sind beispielsweise Feststoffe auf Molybdän- und/oder Wolframbasis, vorzugsweises MoS2 und/oder WS2.

[0026] Die Wandstärke des Beschichtungsträgers kann 2-10 mm betragen. Um zu erreichen, dass der Beschichtungsträger im Giessbetrieb nicht überhitzt und selbst unter extremen Bedingungen ein hohes Mass an Festigkeit und Formstabilität zeigt, ist die Beschichtung als Dickschicht mit einer Dicke von 0.5-5 mm, vorzugsweise 1-4 mm, ausgeführt.

   Eine solche Beschichtung kann galvanisch oder durch Plattieren oder mittels thermischem Spritzen, beispielsweise Flammspritzen oder Plasmaspritzen, hergestellt und gegebenenfalls durch eine Bearbeitung mit einer Oberfläche versehen werden, die der gewünschten Form des Formhohlraums mit der erforderlichen Genauigkeit entspricht.

[0027] Zur Kühlung können die Formhohlraumwände an der dem Formhohlraum abgewandten Seite mit einem Kühlmittel, beispielsweise Kühlwasser, beaufschlagt werden. Zur Vergrösserung der Oberfläche, die vom Kühlmittel umströmt ist, kann der Beschichtungsträger auf der dem Formhohlraum abgekehrten Seite mit Kühlrippen versehen werden. Zur Optimierung der Kühlung kann ein Abstand zwischen den Kühlrippen von beispielsweise 5-8 mm gewählt werden. Die Wandstärke kann bei solchen Konstruktionen zwischen den Kühlrippen 2-10 mm betragen.

   Ein Beschichtungsträger mit einer solch dünnen Wandstärke gewährleistet beispielsweise in Kombination mit einer Kupferbeschichtung von 3 mm die Realisierung von Wärmeströmen in der beim Giessen von Stahl üblichen Grössenordnung, ohne dass der Beschichtungsträger über ein für die Formstabilität des Beschichtungsträgers kritisches Mass hinaus erhitzt wird.

[0028] Bei geeigneter Auswahl der Werkstoffe für den Beschichtungsträger und die Beschichtung ist es möglich, die Beschichtung mindestens einmal oder mehrmals zu erneuern, wenn die formhohlraumseitige Oberfläche abgenutzt wurde. Durch mehrmalige Nutzung eines Beschichtungskörpers können Herstellungskosten gespart werden.

[0029] Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemässen Kokille umfasst Formhohlraumwände in Form eines Kokillenrohres.

   In diesem Fall ist es denkbar, dass der Beschichtungsträger aus einer pressbaren Aluminiumlegierung mit entsprechenden Kühlrippen in einer Pressoperation hergestellt wird. Es ist auch möglich, den Beschichtungsträger aus mehreren Teilen zusammenzusetzen und anschliessend innen zu beschichten.

   Beschichtungsträger für Kokillen mit einem polygonalen Formhohlraumquerschnitt können beispielsweise aus mehreren ebenen oder gebogenen Platten zusammengesetzt sein, die jeweils eine der den Formhohlraum begrenzenden Seitenwände der Kokille bilden.

[0030] Die Wahl von Aluminium oder einer Aluminiumlegierung als Werkstoff für den Beschichtungsträger verleiht der erfindungsgemässen Kokille bei optimaler Wahl der Wandstärke des Beschichtungsträgers eine Reihe von Eigenschaften, die im Hinblick auf den Giessbetrieb und die Konstruktion von Giessanlagen mit Vorteil genutzt werden können. Die erfindungsgemässe Kokille bringt Vorteile hinsichtlich der Verwendung eines elektromagnetischen Rührers auf der dem Formhohlraum abgewandten Seite des Beschichtungsträgers.

   Bei optimaler Auswahl des Werkstoffs für den Beschichtungsträger kann im Vergleich zu Kokillen mit Formhohlraumwänden aus Kupfer oder einer Kupferlegierung mit einem identischen Rührer eine erhöhte Rührleistung erzielt werden oder zur Erzielung der gleichen Rührwirkung ein leistungsschwächerer Rührer verwendet werden. Verglichen mit Kupfer oder Kupferlegierungen führen Aluminium oder Aluminiumlegierungen wegen der kleineren elektrischen Leitfähigkeit zu einer wesentlich geringeren Abschwächung der mittels des Rührers im Formhohlraum erzeugten elektromagnetischen Felder. Wegen der Verwendung von Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung für den Beschichtungsträger ist die erfindungsgemässe Kokille relativ leicht im Vergleich zu einer entsprechenden Kokille aus Kupfer bzw. einer Kupferlegierung.

   Wegen des geringeren Gewichts können im Giessbetrieb alle Massnahmen, die mit einem Transport der Kokille verbunden sind, mit vereinfachten Mitteln durchgeführt werden. Dieser Vorteil kommt beispielsweise zum Tragen bei der im Giessbetrieb notwendigen Kokillenoszillation und der Handhabung der Kokille beim Auswechseln und beim Ein- und Ausbau.

[0031] Weiterhin wirkt Aluminium in geringerem Masse als Kupfer absorbierend für radioaktive Strahlung. Die erfindungsgemässe Kokille weist deshalb eine erhöhte Transparenz für radioaktive Strahlung auf im Vergleich zu einer vergleichbaren Kokille aus Kupfer bzw. einer Kupferlegierung.

   Diese Eigenschaft der erfindungsgemässen Kokille ist mit Vorteil nutzbar im Hinblick auf die Messung des Niveaus des Badspiegels einer in den Formhohlraum der Kokille eingebrachten Schmelze auf der Grundlage einer Messung der Transmission radioaktiver Strahlung durch die Formhohlraumwände und den Formhohlraum der Kokille und quer zur Giessrichtung. Die erfindungsgemässe Kokille erlaubt es, solche Transmissionsmessungen mit erhöhter Empfindlichkeit durchzuführen und wahlweise mit schwächeren radioaktiven Strahlungsquellen und/oder einer einfacheren Messtechnik zu arbeiten.

[0032] Im Nachfolgenden wird die Erfindung anhand einzelner Beispiele mit Hilfe von Figuren erläutert.

   Es zeigen: 
Fig. 1 :  einen Vertikalschnitt durch eine Kokille gemäss der Erfindung; 
Fig. 2 :  einen Horizontalschnitt entlang der Linie l-l durch die Kokille gemäss Fig. 1; 
Fig. 3 :  einen Vertikalschnitt durch ein weiteres Beispiel einer Kokille gemäss der Erfindung; 
Fig. 4 :  den Verlauf der Temperatur in einer Formhohlraumwand als Funktion des Abstandes von der dem Formhohlraum abgewandten Seite der Form-Hohlraumwand für verschiedene Formhohlraumwände mit unterschiedlicher Materialzusammensetzung.

[0033] In Fig. 1 und 2 ist schematisch eine Knüppel- oder Vorblockkokille 3 mit einem Formhohlraum 4 zum Stranggiessen von Stahl dargestellt. Die Formhohlraumwand 4 ¾ der Kokille 3 wird intensiv mit einem Kühlmedium, vorzugsweise Kühlwasser, gekühlt. Mit Pfeilen 5 ist die Richtung des Kühlwasserflusses dargestellt.

   Der Aufbau der Kokille ist wie folgt: Ein rohrförmiger Beschichtungsträger 6 aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung trägt auf der Formhohlraumseite eine hochwärmeleitfähige erneuerbare Beschichtung 7 aus Kupfer oder einer Kupferlegierung mit einer Wärmeleitfähigkeit von 200-400 W/mK. Diese Beschichtung 7 kann galvanisch auf den Beschichtungsträger 6 aufgetragen werden. Sie kann aber auch durch thermisches Spritzen, beispielsweise Flamm- oder Plasmaspritzen, oder durch Plattieren aufgebracht werden. Nach dem Aufbringen der Beschichtung 7 in einer Dicke von 0.5-5 mm, vorzugsweise von 2-4 mm, wird durch eine Bearbeitung der Formhohlraum 4 auf das gewünschte Formhohlraummass und die gewünschte Formhohlraumoberflächengüte gebracht.

   Für die Bearbeitung der Formhohlraumoberfläche sind alle im Stand der Technik bekannten Verfahren anwendbar, insbesondere eignen sich spanabhebende Bearbeitungen wie Fräsen, Schleifen, Funkenerosion oder Bearbeitungen mit Laserstrahlen. Mit 10, 10 ¾ sind ein unterer bzw. ein oberer Kokillenabschlussdeckel dargestellt.

[0034] Die Materialwahl des Beschichtungsträgers 6 wird mit erster Priorität auf eine gute Formstabilität bei erhöhter Temperatur ausgerichtet. Der Beschichtungsträger 6 könnte ohne Nachteile auch aus mehreren Teilen zusammengesetzt sein, weil die Beschichtung im Formhohlraum die Nahtstellen zwischen den einzelnen Teilen nahtlos überdeckt.

   Der Beschichtungsträger kann beispielsweise aus mehreren Teilen aufgebaut sein, die mittels Schweissen, mit Hilfe geeigneter Befestigungsmittel wie Schrauben oder Nieten oder auf andere Weise zusammengehalten werden.

[0035] Der Beschichtungsträger 6 ist in diesem Beispiel auf der dem Formhohlraum 4 abgekehrten Seite mit Kühlrippen 11 versehen. Um eine entsprechend grosse Kühlfläche zu erhalten, liegen die Abstände zwischen den Kühlrippen 11 im Bereich von 5-8 mm. Die Wandstärke 12 des Beschichtungsträgers 6 zwischen den Kühlrippen 11 kann Werte im Bereich 2-10 mm annehmen.

[0036] In Fig. 3 ist eine Kokille 20 mit einer Rühreinrichtung 21 versehen. Die Formhohlraumwände 22 ¾ grenzen einen Formhohlraum 22 mit quadratischem Querschnitt ab.

   Es ist möglich, den Werkstoff für den Beschichtungsträger 23 und für den Mantel 24 hinsichtlich der Anforderungen an den Betrieb der elektromagnetischen Rühreinrichtung 21 zu optimieren. Beispielsweise kann durch eine geeignete Vorgabe für die elektrische Leitfähigkeit des Beschichtungsträgers 23 die Stärke des elektromagnetischen Feldes, das von der Rühreinrichtung 21 im Formhohlraum 22 erzeugt wird, maximiert werden.

   Die Verwendung von Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung bringt in diesem Zusammenhang Vorteile wegen der verhältnismässig geringen elektrischen Leitfähigkeit dieser Materialien.

[0037] Im Badspiegelbereich 25 bzw. in der oberen Kokillenhälfte ist eine Beschichtung 26 aus einem hochwärmeleitfähigen Material und im unteren Teil bzw. der unteren Formhohlraumhälfte ist eine Beschichtung 28 aus einem gegenüber Kupfer härteren Material, beispielsweise Nickel, aufgetragen.

[0038] In den Beschichtungen 26 und 28 sind Schmiermittel (durch Punkte angedeutet) zur Schmierung einer Strangkruste eingelagert. Schmiermittel auf Molybdän- und/oder Wolframbasis, vorzugsweise MoS2 und/oder WS2, können beim Einbringen der Beschichtung, beispielsweise durch Flammspritzen, in verschiedenste Beschichtungsmaterialien eingelagert werden.

   Auch andere im Stand der Technik bekannte Schmiermittel, die in Beschichtungen einlagerbar sind, sind im Sinne der Erfindung eingeschlossen.

[0039] In den Beispielen der Fig.1-3 sind nur gerade Kokillen dargestellt. Die Erfindung schränkt sich aber nicht auf solche Kokillen mit geradem Formhohlraum ein. Die Erfindung ist auch nicht beschränkt auf Kokillen mit Formhohlraumwänden in Form eines Kokillenrohres. Auch die Formhohlraumwände von Plattenkokillen können gemäss der Erfindung konstruiert sein.

   Die Geometrie des Formhohlraums kann beliebig gewählt werden.

[0040] Für bestimmte Stahllegierungen, insbesondere peritektische Stähle, kann es vorteilhaft sein, wenn im Bereich des Badspiegels 25 zwischen der hochwärmeleitfähigen Beschichtung 26 und dem Beschichtungsträger 23 eine Zwischenschicht 29 aus einem Material mit geringerer Wärmeleitfähigkeit als Kupfer, beispielsweise Nickel, aufgetragen ist.

[0041] Es ist möglich, beim Aufbringen der Beschichtung an ausgewählten Stellen Messsonden, beispielsweise Temperaturfühler, in die Beschichtung einzubetten. Die einzubettenden Messsonden können vor dem Aufbringen der Beschichtung mit grosser Genauigkeit an oder nahe der zu beschichtenden Oberfläche des Beschichtungsträgers angeordnet werden und beim Aufbringen der Beschichtung mit dem die Beschichtung bildenden Material umhüllt werden.

   Auf diese Weise können die Messsonden innerhalb der Beschichtung angeordnet werden, ohne darauf angewiesen zu sein, nach Aufbringen der Beschichtung Bohrungen herzustellen, die in der Beschichtung enden und zur Aufnahme der Messsonden geeignet sind. Bekanntlich kann die Positionierung von Messsonden in Bohrungen nur relativ ungenau kontrolliert werden. Solche Ungenauigkeiten, die eine Ursache für Ungenauigkeiten bei Messungen mittels der Messsonden darstellen, werden vermieden, wenn die Messsonden - wie oben beschrieben - bei der Herstellung der Beschichtung in der Beschichtung eingebettet werden.

[0042] Aluminium ist ein relativ unedles Metall. Teile aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung neigen deshalb zu Korrosion bei einer über einen Elektrolyten vermittelten Verbindung zu anderen Metallen.

   Die Korrosionsbeständigkeit des Be-schichtungsträgers der erfindungsgemässen Kokille kann mit bekannten Mitteln erzielt werden, beispielsweise durch Aufbringen geeigneter Schutzschichten an exponierten Stellen. Als Schutz gegen Korrosion können beispielsweise eine oder mehrere Schichten aus Nickel, Kupfer oder Nickel-Phosphor dienen.

[0043] Fig. 4 erläutert, wie die Formhohlraumwand der Kokille gemäss Fig. 1 dimensioniert werden kann. Als Beispiel wird angenommen, dass die Kokille für das Giessen hochgekohlter Stähle geeignet sein soll. Hochgekohlte Stähle sind insofern als Extremfall anzusehen, als beim Giessen dieser Stahlsorten besonders hohe Wärmeströme in den Formhohlraumwänden realisiert werden und die Wärmebelastung der Formhohlraumwände folglich extrem hoch ist.

   Die Fig. 4 zeigt für zwei verschiedene Formhohlraumwände den jeweiligen Verlauf der Temperatur T in der Formhohlraumwand als Funktion des Abstandes X von der dem Formhohlraum abgewandten Seite der Formhohlraumwand, welche mit Kühlwasser beaufschlagt ist. Die Kurve (a) in Fig. 4 bezieht sich auf eine Formhohlraumwand aus der unter dem Namen Anticorodal WN 6082 bekannten Legierung AI Mg Si1, wobei formhohlraumseitig keine Beschichtung vorgesehen ist, während die Kurve (b) sich auf eine Formhohlraumwand bezieht, die aus einem Beschichtungsträger aus AI Mg Si1 mit der Dicke ds und einer formhohlraumseitigen Beschichtung aus Kupfer mit der Dicke dc besteht. Es ist angenommen, dass die Formhohlraumwände jeweils formhohlraumseitig in Kontakt zu einer Stahlschmelze sind, die eine Temperatur von 1530 deg. C aufweist. Als Temperatur des Kühlwassers wird 30 deg. C vorausgesetzt.

   Im Falle der Kurve (b) ist als Dicke der Beschichtung dc = 3 mm angesetzt. Die Dicke der Formhohlraumwand im Falle der Kurve (a) und die Dicke des Beschichtungsträgers im Falle der Kurve (b) sind jeweils so gewählt, dass die Wärmestromdichte in den Formhohlraumwänden jeweils einen Wert von 6 x 10<6> W/m<2>, d.h. einen für hochgekohlte Stähle typischen Wert, annimmt.

   Im Falle der Kurven (a) und (b) wurden jeweils die Wärmeübergänge zwischen der Stahlschmelze und der Formhohlraumwand einerseits und der Formhohlraumwand und dem Kühlwasser andererseits durch gleiche Wärmeübergangszahlen charakterisiert: als repräsentativer Wert für die Wärmeübergangszahl, die den Wärmeübergang an der formhohlraumseitigen Oberfläche der Formhohlraumwand beschreibt, ist alpha s = 5000 W/m<2>K und als repräsentativer Wert für die Wärmeübergangszahl, die den Wärmeübergang zwischen der Formhohlraumwand und dem Kühlwasser kennzeichnet, ist alpha w = 60 000 W/m<2>K angesetzt. Unter den genannten Bedingungen haben die Formhohlraumwände gemäss den Kurven (a) und (b) formhohlraumseitig und an der dem Formhohlraum abgewandten Oberfläche jeweils dieselbe Temperatur, obwohl die Formhohlraumwände in den beiden Fällen verschieden dick sind.

   Die Kurven (a) und (b) haben gemäss Fig. 4 im Bereich X < ds einen identischen Verlauf, da die Formhohlraumwände in beiden Fällen im Bereich 0 <= ds dieselbe Materialzusammensetzung aufweisen und der Wärmestrom in den Formhohlraumwänden jeweils denselben Wert annimmt. Im Bereich X > ds hat die Kurve (b) als Funktion des Abstandes X einen flacheren Verlauf als die Kurve (a). Diese Abweichung der Kurve (b) von der Kurve (a) ist eine Folge der Tatsache, dass die Formhohlraumwand gemäss Kurve (b) im Bereich X> ds, d.h. innerhalb der Beschichtung, eine grössere Wärmeleitfähigkeit aufweist als der Werkstoff des Beschichtungsträgers, d.h. AI Mg Si1.

[0044] Die aus AI Mg Si1 gefertigte Formhohlraumwand, die der Kurve (a) in Fig. 4 zugeordnet ist, hat an der formhohlraumseitigen Oberfläche unter den angegebenen Bedingungen eine Temperatur von ca. 330 deg. C.

   Diese Temperatur liegt deutlich oberhalb der Erweichungstemperatur des Werkstoffs der Formhohlraumwand, welche ca. 200 deg. C beträgt. Bei Temperaturen oberhalb von 300 deg. C ist die mechanische Festigkeit des Werkstoffs bereits auf weniger als 10% des entsprechenden Wertes bei Raumtemperatur reduziert. Bei einem Temperaturprofil gemäss Kurve (a) befindet sich bereits mehr als 50% des Volumens der Formhohlraumwand auf einer Temperatur oberhalb der Erweichungstemperatur des Werkstoffs der Formhohlraumwand.

   Unter diesen Bedingungen befindet sich die Formhohlraumwand in einem kritischen Zustand, in dem die Formhohlraumwand übermässig verschleissanfällig ist mit dem Resultat, dass die Standzeit der Formhohlraumwand inakzeptabel kurz ist.

[0045] Die Formhohlraumwand, die der Kurve (b) in Fig. 4 zugeordnet ist, hat - als Resultat der Erfindung - eine Struktur, die eine höhere thermische Belastung erlaubt und eine längere Standzeit im Giessbetrieb erwarten lässt im Vergleich zu der Formhohlraumwand gemäss Kurve (a) in Fig. 4. Der Werkstoff der Beschichtung - in diesem Beispiel Kupfer - hat erfindungsgemäss eine höhere Warmfestigkeit als der Werkstoff des Beschichtungsträgers und stellt sicher, dass die Formhohlraumwand an der an die Stahlschmelze angrenzenden Oberfläche die erforderliche mechanische Stabilität aufweist.

   Weiterhin sorgt die Beschichtung dafür, dass die maximale Temperatur, die der Werkstoff des Beschichtungsträgers annehmen kann, geringer ist als die Temperatur an der an die Stahlschmelze angrenzende Oberfläche der Formhohlraumwand. Durch geeignete Wahl der Dicke dc der Beschichtung kann die Temperatur im Beschichtungsträger derart abgesenkt werden, dass der Beschichtungsträger eine angemessene Formstabilität gewährleistet. Da im gewählten Beispiel AI Mg Si1 bei Raumtemperatur eine höhere mechanische Festigkeit aufweist als Kupfer, ist zu erwarten, dass eine Formhohlraumwand gemäss Fig. 4 eine mechanische Stabilität aufweist, die der Stabilität einer ausschliesslich aus Kupfer gefertigten Formhohlraumwand mindestens entspricht.

   Im Falle der Formhohlraumwand gemäss Kurve (b) in Fig. 4 befinden sich mehr als 50% der Volumenanteile des Beschichtungsträgers auf einer Temperatur unterhalb der Erweichungstemperatur des Werkstoffs des Beschichtungsträgers.

Claims (28)

1. Kokille zum Stranggiessen einer Stahlschmelze, mit mindestens einer Formhohlraumwand (4 ¾, 22 ¾), die einen Formhohlraum (4, 22) begrenzt und einen Beschichtungsträger (6, 23) mit einer formhohlraumseitig auf den Beschichtungsträger aufgebrachten Beschichtung (7, 26, 28) umfasst, und mit einer Kühlvorrichtung (5) zur Kühlung der Formhohlraumwand, wobei mit der Kühlvorrichtung beim Giessen in der Formhohlraumwand ein Temperaturgefälle realisierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass als Werkstoff für den Beschichtungsträger (6, 23) Aluminium oder eine Aluminiumlegierung gewählt ist und die Beschichtung (7, 26, 28) aus einem Material, das eine höhere Warmfestigkeit als der Werkstoff des Beschichtungsträgers aufweist, gebildet und derart ausgelegt ist,

dass die Temperatur im Beschichtungsträger beim Giessen auf einem Wert unterhalb eines für die Festigkeit des Beschichtungsträgers massgeblichen Grenzwertes haltbar ist.

2. Kokille nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grenzwert so gewählt ist, dass der Beschichtungsträger (6, 23) beim Giessen formstabil ist.

3. Kokille nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Grenzwert 300 deg. C beträgt.

4. Kokille nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperaturgefälle derart realisierbar ist, dass sich beim Giessen mehr als 50% Volumenanteile des Beschichtungsträgers (6, 23) auf einer Temperatur unterhalb der Erweichungstemperatur des Werkstoffs für den Beschichtungsträger (6, 23) befindet.

5. Kokille nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschichtungsträger (6, 23) eine höhere Standfestigkeit aufweist als die Beschichtung (7, 26, 28).

6. Kokille nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (26) zumindest in einem Bereich (25) um ein Sollniveau der Metallschmelze aus einem Material gebildet ist, das eine höhere Wärmeleitfähigkeit aufweist als der Beschichtungsträger (23).

7. Kokille nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Material Kupfer oder eine Kupferlegierung ist.

8. Kokille nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet dass im Bereich (25) um das Sollniveau eine Zwischenschicht (29) zwischen dem Beschichtungsträger (23) und der Beschichtung (26) angeordnet ist, die eine geringere Wärmeleitfähigkeit als die Beschichtung (26) aufweist.

9. Kokille nach einem der Ansprüche 6 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelztemperatur des Materials höher ist als die Temperatur der Stahlschmelze.

10. Kokille nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Material eine Keramik oder eines der Metalle Molybdän, Wolfram, Nickel oder eine Legierung auf der Basis eines oder mehrerer dieser Metalle ist.

11. Kokille nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (28) in einem Bereich an einer Austrittsöffnung (30) für einen Strang widerstandsfähig gegen Verschleiss infolge einer Wechselwirkung mit dem Strang ist.

12. Kokille nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschichtungsträger (23) in dem Bereich an der Austrittsöffnung (30) mit Nickel oder einer Nickellegierung beschichtet ist.

13. Kokille nach einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, dass in der Beschichtung (26, 28) Schmiermittel zum Schmieren der Kruste eines Stranges eingelagert sind.

14. Kokille nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiermittel Feststoffe auf Molybdän- und/oder Wolframbasis, vorzugsweise MoS2 und/oder WS2, umfassen.

15. Kokille nach einem der Ansprüche 1-14, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Beschichtung (7, 26, 28) 0.5-5 mm, vorzugsweise 2-4 mm, beträgt.

16. Kokille nach einem der Ansprüche 1-15, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (7, 26, 28) galvanisch aufgetragen, plattiert oder thermisch gespritzt, beispielsweise flammgespritzt oder plasmagespritzt, ist.

17. Kokille nach einem der Ansprüche 1-16, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (7, 26, 28) an der formhohlraumseitigen Oberfläche einen Überzug aus Chrom, vorzugsweise aus Hartchrom, aufweist.

18. Kokille nach einem der Ansprüche 1-17, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke (12) des Beschichtungsträgers 2-10 mm beträgt.

19. Kokille nach einem der Ansprüche 1-18, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschichtungsträger (6, 23) auf der dem Formhohlraum (4) abgekehrten Seite mit Kühlrippen (11) versehen ist.

20. Kokille nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke (12) des Beschichtungsträgers zwischen den Kühlrippen (11) 2-10 mm beträgt.

21. Kokille nach einem der Ansprüche 19-20, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen den Kühlrippen (11) 3-10 mm, vorzugsweise 4-8 mm, beträgt.

22. Kokille nach einem der Ansprüche 1-21, dadurch gekennzeichnet, dass die Formhohlraumwand (4 ¾, 22 ¾) als Rohr ausgebildet ist.

23. Kokille nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschichtungsträger (6, 23) aus mehreren Teilen zusammengesetzt ist.

24. Kokille nach einem der Ansprüche 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Beschichtung (7, 26, 28) durch eine Bearbeitung an vorbestimmte Formhohlraummasse anpassbar ist.

25. Kokille nach einem der Ansprüche 1-24, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (7, 26, 28) erneuerbar ist.

26. Kokille nach einem der Ansprüche 1-25, dadurch gekennzeichnet, dass in die Beschichtung (7, 26, 28) eine oder mehrere Messsonden eingebettet sind.

27. Kokille nach einem der Ansprüche 1-26, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschichtungsträger (6, 23) eine Schutzschicht gegen Korrosion aufweist.

28. Kokille nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht eine Schicht aus Nickel, Kupfer oder Nickel-Phosphor umfasst.