CS271002B1

CS271002B1 - Feeding device

Info

Publication number: CS271002B1
Application number: CS846667A
Authority: CS
Inventors: Vaclav Ing Csc Landa; Jaromir Ing Csc Vitek; Alojz Ing Csc Holly; Vincent Ing Csc Fric; Jan Ing Janok; Milan Ing Uhliar; Jan Ing Krupa; Slavomir Ing Stracar
Original assignee: Landa Vaclav; Jaromir Ing Csc Vitek; Holly Alojz; Vincent Ing Csc Fric; Janok Jan; Uhliar Milan; Jan Ing Krupa; Slavomir Ing Stracar
Priority date: 1986-04-05
Filing date: 1986-04-05
Publication date: 1990-08-14
Also published as: CS246486A1

Abstract

The solution is determined for protected working surfaces of high mechanically and thermally stressed machine components, e.g. on functional surfaces of crystallisers of copper or its alloys. The crystallisers surface primarily gets surface-tested by degreasing and rinsing, and after subsequent pickling and repeated rinsing it is subject to cathodic electrocrystallization in an electrolyser in order to deposit at least one functional metal layer opn the basis of nickel or its alloys thick of 1 up to 10 mm. For the purpose of achieving increased adhesivity of the protective layer, the crystalliser surface gets mechanically treated, is provided with grooving with negative angles, resp.

Description

Vynález ee týká způsobu vytváření ochranných funkčních vrstev z niklu nebo jeho slitin, na pracovních plochách krystalizátorů.The invention relates to a process for forming protective functional layers of nickel or its alloys on the working surfaces of crystallizers.

V současné sobě nevykazují krystalizátory pro plynulé odlévání oceli, vyráběné z mědi nebo jejich slitin, přijatelnou životnost. Proto je nezbytné opatřit funkční povrch krystalizátorů ochranným povlakem. Nevýhodou měděných krystalizátorů je rovněž ta skutečnost, že při průchodu odlévané oceli krystalizátorem dochází к nežádoucí difúzi mědi do povrchové vrstvy bramy, což způsobuje defekty při následném válcování materiálu. V zahraničí jsou v současné době používány jak krystalizátory nechráněné, tak i krystalizátory opatřené ochrannou funkční vrstvou, vytvořenou jejich úpravou tvrdým chromováním. Chrom sice vykazuje vynikající vlastnosti z hlediska odolnosti proti opotřebení, ale vlastní zhotovování chromové vrstvy je velmi problematické. Technologie katodického vylučování chrómu je spojena a řadou nevýhod, spočívajících ve velmi nízké katodické proudové účinnosti procesu. Z uvedených skutečností plyne malá rychlost vylučování. Současně dochází v důsledku strhávání elektrolytu silně se vyvíjejícím vodíkem i к nežádoucímu znečišťování pracovního prostředí toxickým elektrolytem. V neposlední řadě je nevýhodou i velmi nízká hloubková účinnost procesu. Tyto nevýhody naznačují, že opatřit funkční plochu krystalizátoru ochrannou chromovou vrstvou o tloušťce dostačující na všech místech jejího povrchu, je velmi obtížné. V zahraničí byly dále pokusně použity kombinované ochranné vrstvy z elektrolytického niklu, bezproudové vyloučené slitiny nikl-fosfor a elektrolytického chrómu. Praktické použití uvedené vrstvy ee však z důvodů vysokých nákladů na jejich úpravu a nízkého efektu při jejich využití neosvědčilo a od uvažované úpravy bylo upuštěno. Ze zahraničních literárních pramenů je známa rovněž možnost užití kompozitu křemík - uhlík в niklovou matricí. U žádných uvedených úprav vsak nejsou uvedeny zprávy o tom, jakým způsobem lze uvedené vrstvy vytvářet. Jedná ее o nejpodstatnější nedostatek, protože při smykovém namáhání ochranné vrstvy při teplotách do 45o °C je třeba zajistit nejen dobré vlastnosti vyloučené elektrolytické vrstvy, ale i její dostatečnou adhezi ke korpusu krystalizátoru.At the present time, the continuous casting crystallizers of steel made of copper or their alloys do not show acceptable durability. It is therefore necessary to provide a protective coating to the functional surface of the crystallizers. A disadvantage of copper crystallizers is also the fact that when the cast steel passes through the crystallizer, undesirable copper diffusion occurs to the slab surface layer, causing defects in the subsequent rolling of the material. Abroad, both unprotected crystallizers and crystallizers with a protective functional layer formed by hard chrome treatment are currently used. Although chromium shows excellent wear resistance properties, the actual fabrication of the chromium layer is very problematic. Cathodic chromium depletion technology is associated with a number of drawbacks of the very low cathodic current efficiency of the process. This results in a low elimination rate. At the same time, due to the electrolyte entrainment by the strongly evolving hydrogen, undesirable pollution of the working environment with toxic electrolyte also occurs. Last but not least, the very low depth efficiency of the process is a disadvantage. These drawbacks suggest that providing a functional surface of the crystallizer with a protective chrome layer of a thickness sufficient at all points of its surface is very difficult. Above all, combined protective layers of electrolytic nickel, electroless deposited nickel-phosphorus alloy and electrolytic chromium were used experimentally. However, the practical use of said layer ee did not prove useful due to the high treatment costs and the low effect in their use and the treatment considered was abandoned. Foreign literary sources also know the possibility of using a silicon-carbon composite in a nickel matrix. However, there are no reports on how these layers can be created for any of these modifications. This is the most important drawback, since the shear stress of the protective layer at temperatures up to 45 ° C requires not only good properties of the deposited electrolytic layer, but also its sufficient adhesion to the crystallizer body.

Uvedené nevýhody odstraňuje způsob vytváření ochranných funkčních vrstev z niklu nebo jeho slitin na pracovních plochách krystalizátorů. Opracovaný povrch krystalizátoru, zhotoveného z mědi nebo jejích slitin, se nejprve povrchově upraví, poté odmastí, opláchne a po následném moření a po opětovném oplachu se podrobí katodické elektrokrystalizaci v elektrolyzéru к vyloučení nejméně jedné kovové funkční vrstvy na bázi niklu nebo jeho slitin o tloušťce od 1 do lo mm. Za účelem zvýšení přilnavosti se dodatečné mechanické opracování povrchu krystalizátoru provede čištěním, leptáním a podobně. Podstata vynálezu spočívá v tom, že se funkční povrch krystalizátoru před elektrokrystalizací opatří průběžným drážkováním s negativními úhly.These disadvantages are eliminated by the method of forming protective functional layers of nickel or its alloys on the working surfaces of the crystallizers. The treated surface of the crystallizer made of copper or its alloys is first surface treated, then degreased, rinsed and subjected to cathodic electrocrystallization in an electrolyser after subsequent pickling and rinsing to eliminate at least one nickel-based metal functional layer or its alloys having a thickness of 1 to lo mm. In order to increase the adhesion, the post-treatment of the surface of the crystallizer is carried out by cleaning, etching and the like. SUMMARY OF THE INVENTION The principle of the invention is that the functional surface of the crystallizer is provided with continuous angling with negative angles prior to electrocrystallization.

Způsob podle vynálezu umožňuje vytvoření ochranné vrstvy na bázi niklu, s možností využití legur i dispergovaných, keramických částic, vykazujících vysokou odolnost proti opotřebení i dobrou přilnavost к podkladu v podmínkách vyskytujících se v provozu krystalizátorů. Možnost použití samotné niklové vrstvy znamená výrazné zlepšení odolnosti povrchu krystalizátoru proti opotřebení pouze při normální teplotě, nebo při teplotách dosahujících nejvýše 2oo °C. Teploty o 2oo až 25o °C vyšší, které se v některých místech povrchu krystalizátoru vyskytují, však výhody dané použitím niklu značně omezují. Proto je výhodou způsobu podle vynálezu, že vytvářená niklová vrstva Je podstatně méně citlivá к teplotní expozici. Způsob podle vynálezu zajišťuje v důsledku drážkování s negativními úhly velmi dobrou přilnavost vylučované vrstvy i v daných podmínkách, což je velmi významné pro použitelnost galvanoplastické technologie.The method according to the invention makes it possible to form a nickel-based protective layer, with the possibility of using both alloy and dispersed ceramic particles, exhibiting high wear resistance and good adhesion to the substrate under the conditions occurring in the crystallizer operation. The possibility of using the nickel layer alone means a significant improvement in the wear resistance of the crystallizer surface only at normal temperature or at temperatures of not more than 200 ° C. However, the temperatures of about 20 ° C to about 25 ° C higher that occur at some points in the surface of the crystallizer significantly reduce the benefits of using nickel. Therefore, it is an advantage of the method of the invention that the nickel layer formed is substantially less sensitive to thermal exposure. The method according to the invention ensures, due to the grooving with negative angles, a very good adhesion of the deposited layer even under given conditions, which is very important for the applicability of the galvanoplastic technology.

Podrobné znaky způsobu podle vynálezu jsou uvedeny v níže uvedených příkladech, jimiž však není předmět vynálezu jednoznačně determinován ani limitován.The details of the process according to the invention are given in the examples below, but the invention is not intended to be determined or limited thereto.

Způsob zpracování povrchu měděného krystalizátoru po mechanickém opracování probíhá tak, že po hrubém i konečném odmaštění jsou mořením v minerální kyselině odstraněnyThe method of surface treatment of the copper crystallizer after mechanical treatment is carried out in such a way that after coarse and final degreasing they are removed by pickling in mineral acid

CS 271002 Bl případné zbytky odmašťovacích substancí a oxidy, načež je po oplachu vzorek aktivován v kyselém roztoku, který nekontaminuje elektrolyt, v němž následuje proces růstu ochranné vrstvy. Potom je krystalizátor bez oplachu ponořen do elektrolytu. Ochranná vrstva má za základ nikl, který může být podle potřeby legován kovovými i nekovovými elementy, například fosforem, nebo manganem. Jako heterogenní složka mohou být užity jemně dispergované kysličníky, karbidy, sirníky, případně další kovové sloučeniny e vysokou odolností proti opotřebení za podmínek vyskytujících se na funkčním povrchu krystalizátorů. Příklad 1CS 271002 B1 any residues of degreasing substances and oxides, after which the sample is activated after rinsing in an acidic solution that does not contaminate the electrolyte followed by a protective layer growth process. The crystallizer is then immersed in the electrolyte without rinsing. The protective layer is based on nickel, which can be alloyed with metallic and non-metallic elements, for example phosphorus or manganese, as required. As a heterogeneous component, finely dispersed oxides, carbides, sulfides and possibly other metal compounds with high wear resistance can be used under conditions occurring on the functional surface of the crystallizers. Example 1

Povrch vzorku krystalizátoru, určeného к nanesení ochranné funkční vrstvy, byl opatI řen průběžným obvodovým drážkováním s negativním úhlem к vodorovné ose 6o° a hloubce drážky 1 mn. Poté byl krystalizátor vyčištěn a zhruba odmaštěn perchloretylenem. Odmaštění bylo ukončeno suspenzí vídenského vápna ve vodě. Po následujícím oplachu tekoucí ⁴ vodou byl vzorek mořen po dobu 2 minut v 15% kyselině chlorovodíkové, která odstranila případné zbytky vídeňského vápna a oxidickou vrstvu na povrchu vzorku. Poté byl vzorek opláchnut destilovanou vodou a dále podroben moření v roztoku lo% kyseliny amidosulfonové a to po dobu 5 minut. Poté byl vzorek oplachu přenesen do elektrolytu na bázi kyseliny amidosulfonové pro vylučování kompozitu karbidu křemíku s niklovou matricí. Vyloučená niklová ochranná funkční vrstva vykazovala velmi dobrou přilnavost i odolnost proti adhezivnímu opotřebení.The surface of the crystallizer sample to be applied to the protective functional layer was provided with continuous circumferential grooving with a negative angle to the horizontal axis of 60 ° and a groove depth of 1 mn. The crystallizer was then cleaned and roughly degreased with perchlorethylene. Degreasing was completed with a suspension of Viennese lime in water. After rinsing with running ⁴ water, the sample was pickled for 2 minutes in 15% hydrochloric acid, which removed any residual Viennese lime and an oxide layer on the sample surface. The sample was then rinsed with distilled water and subjected to pickling in a 10% amidosulfonic acid solution for 5 minutes. Then, the rinse sample was transferred to an amidosulfonic acid electrolyte to precipitate a silicon carbide composite with a nickel matrix. The deposited nickel protective functional layer showed very good adhesion and resistance to adhesive wear.

Příklad 2Example 2

Povrch vzorku krystalizátoru byl nejprve mechanicky opracován a to průběžnou obvodovou drážkou в negativním úhlem к vodorovné ose 75° a hloubce drážky 1,5 mm. Horní konec zářezu byl opatřen rádiem o,l mm a byl posunut směrem к pokovovanému předmětu o o,5 mm. Poté byl povrch krystalizátoru odmaštěn v chloroformu a poté katodicky pokoven při teplotě 8o °C v elektrolytu obsahujícím 15 g/1 hydroxydu sodného, 4o g/1 fosforečnanu sodného a lo g/1 sulfosalicylanu sodného. Poté následoval oplach v tekoucí vodě a po dobu 1 minuty v lo° kyselině sírové. Po následném oplachu v destilované vodě následovala konečná aktivace povrchu v 8% kyselině eulfosalicylové, po níž byl vzorek přenesen do elektrolytu pro vylučování niklu s přísadou manganu, jehož nosnými anionty byla kyselina amidosulfonová a kyselina sulfoaalicylová. Vyloučená ochranná vrstva na funkční ploše krystalizátoru vykazovala velmi dobrou přilnavost i odolnost proti opotřebení za vyšších teplot.The surface of the crystallizer sample was first machined using a continuous circumferential groove at a negative angle to the horizontal axis of 75 ° and a groove depth of 1.5 mm. The top end of the indentation was provided with a radius of 0.1 mm and was shifted towards the plated object by 0.5 mm. Then, the surface of the crystallizer was degreased in chloroform and then cathodically plated at 80 ° C in an electrolyte containing 15 g / l sodium hydroxide, 40 g / l sodium phosphate and 10 g / l sodium sulfosalicylate. This was followed by rinsing in running water and for 1 minute in 10 ° sulfuric acid. Subsequent rinsing in distilled water was followed by a final surface activation in 8% eulfosalicylic acid, which was transferred to a manganese-containing nickel-depleting electrolyte, the carrier anions of which were amidosulfonic acid and sulfoaalicylic acid. The deposited protective layer on the functional surface of the crystallizer showed very good adhesion and wear resistance at higher temperatures.

Příklad 3Example 3

Povrch vzorku krystalizátoru byl opatřen drážkováním o hloubce 1,2 mm a s negativními úhly 65°. Po naleptání byl krystalizátor zhruba odmaštěn technickým benzinem, dáp le v reversovaném režimu elektrolyticky odmaštěn při proudové hustotě lo A/dm v cyklu * 1:8 (anod : katod) v elektrolytu obsahujícím 4o g/1 hydroxidu sodného, 4o g/1 křemiČitanu sodného, lo g/1 aminosulfananu sodného, a to při teplotě 7o °C. Po následujícím oplachu v destilované vodě byl vzorek dále po dobu 2 minut vnořen v 8% roztoku kyseliny amidosulfonové. Poté byl vzorek bez oplachu podroben pokovení v elektrolytu pro vylučování disperzní pseudoslitiny kysličníku hlinitého s niklovou matricí v sulfonátovém elektrolytu. Tímto způsobem byl funkční povrch vzorku opatřen dobře přilnavou ochrannou vrstvou, odolnou proti opotřebení, která byla poté obroušena.The surface of the crystallizer sample was provided with a groove of 1.2 mm depth and negative angles of 65 °. After etching, the crystallizer was roughly degreased with technical gasoline, followed by electrolytic degreasing at a current density of lo A / dm of * 1: 8 (anode: cathode) in an electrolyte containing 4 g / l sodium hydroxide, 4 g / l sodium silicate. 1.0 g / l of sodium aminosulfanate at 70 ° C. After rinsing in distilled water, the sample was further immersed in 8% amidosulfonic acid solution for 2 minutes. Then, the sample without rinsing was subjected to electroplating in an electrolyte to precipitate a dispersed alumina pseudoalloy with a nickel matrix in the sulfonate electrolyte. In this way, the functional surface of the sample was provided with a well-adhering, wear-resistant protective layer which was then abraded.

Claims

A method of forming protective functional layers of nickel or its alloys on the working surfaces of crystallizers in which the treated surface of the crystallizers made of copper or its alloys is first surface treated, then degreased, rinsed and ee subjected to cathodic electrocrystallization after subsequent pickling and rinsing. an electrolyser to eliminate at least one nickel-based metal functional layer or its alloys having a thickness of 1 to 10 mm, after which the metallized surface is mechanically machined, characterized in that the functional surface of the crystallizer is provided with continuous negative-angle grooving prior to electrocrystallization.