DE2357088A1

DE2357088A1 - Beschichtete stahlguertel

Info

Publication number: DE2357088A1
Application number: DE2357088A
Authority: DE
Inventors: Charles John Petry
Original assignee: Hazelett Strip Casting Corp
Current assignee: Hazelett Strip Casting Corp
Priority date: 1972-11-17
Filing date: 1973-11-15
Publication date: 1974-05-30
Also published as: FR2207028A1; FR2207028B1; GB1450778A; CA1013537A; US3871905A; DE2357088C2; BE807403A

Description

"PATENT*-WALT"
6F, .:i 70

14. November 1973 Gzf/pn

HAZELSTT STRIP-CASTING CORPORATION, Malletts Bay, P.O.Box 98, Winooski, Vermont 05404, U.S.A.

Beschichtete Stahlgürtel

Die Erfindung betrifft flexible Stahlgürtel, die in den kontinuierlichen Metallbandgisßmaschinen oder Verfahren verwendet werden. Im speziellen besieht sich' diese Erfindung auf Gießgürtel, die einen Schutz-und Thermischen-Isolierungsüberzug aufweisen, auf die Zusammensetzung solcher· Beschichtungen und auf das Verfahren, um solche Beschichtungen auf die Gürtel aufzubringen.

In dem Hazelett—Verfahren zum kontinuierlichen Metallbandgießen wird geschmolzenes Metall, wie z.B. Aluminium, Zink oder ähnliches, zwischen zwei sich synchron bewegende endlose Metallgürtel eingebracht, die als Form für das Erstarren des geschmolzenen Metalls dienen. Die äussere Oberfläche dieser sich bewegenden Gießgürtel wird durch sich schnell bewegende Schichten eines Kühlmittels, wie z.B. Wasser, gekühlt. Es ist wichtig, um das Hazelett-Verfahren wirkungsvoll

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zu betreiben, daß die Wärme einheitlich aus dem geschmolzenen Metall über die Breite des Gürte Is ab ge zöge η wird und daher ist ein einheitlicher Kontakt zwischen der Oberfläche des erstarrenden Metalls und der Oberfläche.der Gürtel wünschenswert. '

/es vorteilhaft In der Vergangenheit fand man; die Gürteloberfläche mit einer Art thermischen Isolierschicht zu versehen, um die Schwierigkeiten, die beim Gießen direkt auf unbeschichtete Gürtel auftraten, zu verringern. Das- heißt, das zu schnelle Abkühlen des geschmolzenen Metalls und die resultierenden Unregelmäßigkeiten durch den nicht einheitlichen Kontakt und Wärmeabführung'vermieden werden.

_Ifi_dera kanadischenJ?atent__Nr. 791,201 y.st ein Gieß-

gürtelüberzug beschrieben oder eine Überzugszusammensetzung, die aus fein verteilter Kohle, wie z.B. Graphit oder Ruß, gemischt mit einem wasserlöslichen und/oder alkohollöslichen

/besteht
organischen Harz/ Auch als Isolierbeschichtung ist eine

-wässerige Dispersion fein verteilten Rußes oder Graphit und zwei-atomischem Silica oder ähnlichem fein verteiltem feuerfestem Staub, zusammen mit Polyvinyl-pyrrolidonharz teschriebai. Auch haben diese Überzüge eine Lebensdauer, die ähnlich der mechanischen Lebensdauer des Gürtels istJ die Beschichtungszusammensetzung kann auf den Gürtel aufgebracht werden, während er auf der Maschine ist", normalerweise zwischen dem Betrieb und auch während des "Betriebes, wenn es gewünscht ist, so daß beschädigte oder extrem verschlissene Beschichtungen erneuert werden können.

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OR/GiAJAL

Andere Überzüge, bekannt als Rußbeschiehtungen, werden im allgemeinen aufgebracht,nachdem der Gießgürtel auf der Gießmaschine angebracht ist, und werden gewartet oder erneuert während des Gießens oder zwischen, dem Gießen* Diese Beschichtungen bestehen aus amorphem Kohlenstoff in einem schnelltrocknenden Lösungsmittel und weisen eine kleine Menge Harz-Bindemittel auf. Die Lebensdauer dieser Beschichtung ist sehr kurz.

Eine Beschichtung entsprechend dem kanadischen Patent besteht,

/stoff /isolierenden

aus fein-verteiltem Kohlenuna einem fein-verteilten feuerfesten Material in einem wässrigen oder alkoholischen,; Medium, das ein organisches Harz-Bindemittel enthält, das während des Gießens verschleißt, wobei sich in nicht gewünschter Weise die Wärmetibertragungs.^ eigenschaften ändern. Da die Beschichtung während des Betriebes verschleißt, ändern sich die Wärmeleitfähigkeit über die Beschichtung und die Metallgieß-"Oberfläche ändert sich von Lauf zu Lauf, so daß der Betrieb der Maschine meistens fortdauernd beobachtet werden muß und entsprechend dieser Veränderung nachgestellt werden muß. Weiterhin ist die Beschichtung einem nicht-einheitlichen

/ausgesetzt -

Verschleiß⁷ mit dem Ergebnis ^ daß Unterschiede in der Wärmeleitfähigkeit über unterschiedliche Gebiete der Gürteloberfläche auftreten. Solche Uneinheitlichkeit hat eine ungleiche Erstarrung des geschmolzenen Metalls und ein fehlerhaftes Produkt zum Ergebnis. Zusätzlich ergibt eine nicht-einheitliche Wärmeleitfähigkeit über verschiedene Gürtelgebiete eine Zerstörung, des Gürtels bei den extrem hohen verwendeten Gie^ßtempera-turen und hat fehlerhaftes Produkt zur .Folge.

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/mineral Ein anderer Nachteil der Graphit, zwei-atomischen Erd' und der organischen Harz-Beschichtung ist, daß durch den Verschleiß der Beschichtung Teile des zwei-atomisehen Erd' oder des anderen Isoliermaterials auf das Metall gebracht werden. Diese Teile werden dann, aufgenommen und auf der Oberfläche des Metallbandes absorbiert, wodurch fortlaufend Endbehandlungsprobleme beim Walzen und ähnlichem auftreten, ebenso wie Qualitätsprobleme, die mit dem Vorhandensein dieser Unreinheiten verbunden sind.

Die vorliegende Erfindung bewältigt diesen Nachteil des Standes der Technik von Gießgtirtel-Beschichtungen, indem eine Zwei-Lagen-Gürtelbeschichtung geliefert wird, welche in der Verschleißwiderstandsfähigkeit besser als die bekannten Be- -schichtungen ist. Die erste Lage der erfindungsgemäßen Beschichtung besteht aus fein-verteiltem Isoliermaterial, das von einem hitzehärtbaren Harz oder organischem Lösungsmittel getragen wird, z.B. ist dieses Isoliermaterial ein zwei-

/das auch
atomischesErdmineral,mit fein-verteiltem Graphit vermischt werden

. /Stoff

kann, Die zweite Lage besteht aus amorphem Kohlen in einem schnelltrocknenden Lösungsmittel und einer kleinen Menge Harzbindemittel. Wichtig ist die Tatsache, daß die zweite Lage ein Maximum von nicht Benetzbarkeit durch das geschmolzene Metall, das gegossen wird, aufweist und eine Einheit mit der

/hinsichtlich

ersten Lage bildet, besonders ' der Wärmeübertragungseigenschaften. Solange wie diese zweite Lage oder obere Beschichtung erhalten wird, wird Kontakt zwischen dem Isolierfüllmaterial in der ersten Beschichtung und dem geschmolzenen Metallguß

/ersten verhindert. Dies trägt zu der langen Lebensdauer der Schutz und Isolierlage bei, wodurch ein beschichteter Gießgürtel gewonnen wird, der eine längere als bisher mögliche Lebensdauer aufweist.

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Die erste Lage wird auf den Gießgürtel aufgebracht, indem das Material auf die Gürteloberfläche aufgebracht wird, die durch Ätzen und/oder Sauerstoffblasen vorbehandelt wurde, Die erste Lage kann durch Sprühen, Walzenbeschichten, Bürsten und ähnliches aufgebracht werden, woraufhin sie für eine Zeit und auf eine Temperatur.erhitzt wird, die ausreicht, um sicher zu sein, daß das hitzehärtende Harz ausgehärtet ist. Die Wärmebehandlung kann verkürzt oder ausgeschlossen werden, indem Härtekatalysatoren zu der Mischung gegeben werden.

Es ist daher der Vorteil der Erfindung, daß ein flexibler schützender isolierender Überzug für eine Metallgießoberfläche geliefert wird, der eine sehr hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber physikalischer Abnutzung und eine aussergewöhnliche Erhaltung der Y/ärraeübertragungseigenschaften aufweist.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist es, daß sie eine flexible Schutzisolierbeschichtung aus zwei Lagen liefert, wobei die erste Lage in erster Linie isoliert und die zweite Lage in erster Linie schützt und nicht durch das geschmolzene gießende Metall benetzt wird.

Ein Ziel der beschriebenen Ausführungsform der Erfindung ist ein Verfahren zur Beschichtung einer Metällgießoberflache zu liefern,, indem die Oberfläche durch Sauerstoff angeblasen wird, um die Haftfähigkeit zu erhöhen.

.Ein weiteres Ziel der beschriebenen Ausführungsform der Erfindung ist einen flexiblen Metallgießgürtel zu liefern, der eine flexible Schutzisolierbeschichtung besitzt, die ein hitzehärtendes Harz aufweist.

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Die beiliegende Zeichnung zeigt einen Querschnitt parallel zu der Bewegungsrichtung zweier beschichteter Gießgürtel, zwischen denen sich geschmolzenes zu gießendes Metall befindet, wie es in einem Hazelett kontinuierlichen Metallbandgießverfahren und einer Maschine üblich ist. Die Beschriftungen in der Zeichnung dienen zum Verständnis und charakterisieren die Gießgürtel mit ihrer Zwei-Lagen-Beschichtung, dem geschmol-zenen Metall, d_en? erstarrten Metall in der Nähe der Gießgürtel und dem Kühlmittel, das auf die Gießgürtel aufgebracht wird.

In der Zeichnung wird ein Querschnitt durch parallele kontinuierliche Gießgürtel gezeigt, wie sie in dem Hazelett-Verfahren und der Vorrichtung zum kontinuierlichen Metallbandgießen verwendet werden. Wie durch den Pfeil auf der rechten Seite der Figur angezeigt, ist die Bev/egungsrichtung nach rechts.

Die Gießgürtel 2 bestehen aus, Stahl, oder einer anderen Legierung, welche Zähigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Abrieb und physikalische Beschädigung ebenso wie Widerstandsfähigkeit gegen Temperaturschocks und während des Gießens auftretende -Wärmespannungen aufweist. Diese flexiblen Meta11gießgürtel können in verschiedenen Breiten hergestellt werden, abhängig von der Breite des kontinuierlichen Gie££rodukts, das hierdurch hergestellt wird, z.B. gibt es schmale Gürtel von 20 cm und andere, die eine Breite bis ungefähr 2,50 m aufweisen. Die Dicke liegt in einem Bereich von 0,4 bis 1,5 mm (O,O15 bis 0,060 inch) und daher sind diese Gürtel recht flexibel. Auf ihrer äusseren Oberfläche werden die Gürtel gekühlt, durch sich schnell bewegende Schichten eines Kühlmittels 1, das sich längs der äusseren Oberfläche des Gürtels 2 bewegt. Das Kühlmittel kann Wasser sein, dem geeignete Korrosionsinhibitoren zugefügt wurden.

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Das geschmolzene Metall 6 wird zwischen die sich kontinuierlich bewegenden Gürtel eingeführt und da die Wärme einheitlich aus dem geschmolzenen Metall abgeführt wird,, beginnt es sieh in dem Gebiet benachbart zu den gekühlten Gießgürteln zu erhärten. Die teilweise Erhärtung des; Metalls ist mit 7 bezeichnet, wo man in der Dicke zunehmendes erhärtendes Metall sehen kann, wenn der Gürtel sich stromabwärts nach rechts bewegt. Der Grad der Erhärtung ist nur darstellungsmäßig und nicht notwendigerweise maßstabsmäßig gezeichnet»

Die Gürtel sind mit einer zwei-schichtigen Beschichtung 5 versehen, die die Gürtel vor mechanischer Beschädigung, Verschleiß und Abnutzung während des Betriebes durch physikalische Einwirkungen und thermische Schocks schützt. Da die Gürtel -flexibel sind, muß sich die Beschichtung mit dem Gürtel biegen, wodurch sie vorzugsweise dünn ist und an der Gürteloberfläche fest haften muß. Die Gürteloberfläche 8 wird geätzt und/oder mit Sauerstoff angeblasen. Diese Oberflächenbehandlung hilft, daß die Bindung zwischen der Beschichtung und dem Gürtel fest ist. Die Beschichtungsdicke der zwei Lagen 5 liegt in dem Bereich von 0,025 bis O₈I mm (0,001 bis 0,004 inch) und ist

- abhängig von der Isolierfähigkeit des verwendeten Materials.

Die Darstellung, obwohl nicht maßstabsgetreu, zeigt ungefähr das Verhältnis zwischen den Dicken, wenn man davon ausgeht, daß der Gießgürtel ungefähr 1,5 mm (0,060 inch) dick ist, die

- Zwei-Lagen-Beschichtung 0,075 mm (0,0030 inch) und das Gießmetall 12,5 mm (0,5 inch) dick ist.

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Die erste Lage 3 der Zwei-Lagen-Beschichtung 5 besteht vorzugsweise aus fein-verteiltem Isoliermaterial, das in einem hitzehärtenden Harz und einem organischen Lösungsmittel aufgenommen ist, z.B. ist dieses Isoliermaterial ein zweiatomisches Erd', welc'
vermischt sein kann.

atomisches Erd', welchesauch mit fein-verteiltem Graphit

Dieses Material wird auf die geätzte und/oder Sauerstoff angeblasene Gürteloberfläche 8 gesprüht und dann bei einer Hitze von ungefähr 23O°C (45O°F.) während einer Stunde ausgehärtet. Die Wärmebehandlungszeit und die Temperatur ist abhängig von dem verwendeten Harz und kann leicht festgestellt werden. Durch Zugabe von Katalysatoren zu der Mischung kann die Zeit verkürzt v/erden. Die Verwendung eines hitzehärtenden Harzes in Verbindung mit der aufgerauhten Gürteloberfläche sichert eine gute Haftung der Beschichtung und.eine hohe Bindungs-■festigkeit, die zu einer langen Lebensdauer der Gürtelbeschichtung beiträgt.

Die erste Schicht kann alternativ aus einem zwei-atomischen Erd' und nur aus einem Harz bestehen, wobei das fein-verteilte Graphit fortgelassen wurde. Wenn jedoch das fein-verteilte Isoliermaterial in der ersten Lage ein zwei-atomischesErdnmneral ist, ergibt die Zugabe von Graphit zusätzliche Festigkeit und Lebensdauer der Beschichtung. Andere fein-verteilte wärmeisolierende feuerfeste Materialien, wie z.B. anorganische Teile feuerfesten Materials, wie z.B. Bimsstein, Asbest, Aluminium, Talkum, können verwendet werden. Wenn ein zweiatomischesErd' verwendet wird, ist eine vorteilhafte Anwendungs-

/das form zwei—atomisches Silica, so wie das, unter dem Namen Snowfloss durch Johns-Manville Company auf den Markt gebracht

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wird. Das fein^verteilte Graphit kann durch irgendwelche feinverteilten Kohleteilchen in einem organischen oder anorganischen Lösungsmittel ersetzt werden, das geeignet ist, um eine Lösung mit dem gewählten hitzehärtenden Harz zu bilden.

Die zweite Lage 4 ist ähnlich der Gürtelüberzüge, die als Rußüberzüge bekannt sind, und besteht aus amorphem-Kohlenstoff in einem schnelltrocknenden Lösungsmittel und einer kleinen Menge Harz-Bindemittel. Sie kann aufgebracht werden, nachdem der Gürtel auf der Gießmaschine befestigt ist, und kann gewartet und wieder erneuert werden während des Gießverfahrens oder zwischen zwei Gießperioden. Es ist wichtig, daß die zweite Lage ein Maximum von nicht Benetzbarkeit durch das geschmolzene Metall besitzt und mit der ersten Lage eine Einheit bildet. Die zweite Lage verhindert den Kontakt zwischen der Isolierschicht 3 und des Gußmaterials solange es erhalten ist und trägt zu einer langen Lebensdauer bei.

Die einzigartige Anordnung dieser beiden Schichten hat eine tJießgürtelbeschichtung zum Ergebnis, die dervGürtel gegen physikalischen Verschleiß infolge des Kontaktes mit dem zu

/hat
gießenden Metall zum Ergebnis und isoliert es gegen die thermischen Schocks, die während des Gießprozesses auftreten. Auf diese Weise wird eine Gürtellebensdauer, langer als die bisher bekannte, erreicht. Verbesserte Gießprodukte werden ebenöo durch die erfindungsgemäßen beschichteten Gürtel erhalten. Diese verbesserten Gießprodukte sind frei von Fehlern, die nach dem Stand der. Technik durch verschlissene Gürtel auftreten, wenn sie ungleichmäßig geschützt und isoliert sind.

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Claims

- ίο - Patentansprüche

1. Biegsame Schutzisolierbeschichtung aus zwei Lagen, um eine Metallgießoberfläche zu beschichten, die verwendet wird, um geschmolzenes Metall während eines kontinuierlichen Gießverfahrens zu begrenzen, wie z.B. flexible Gießgürtel, die^emem kontinuierlichen Metallbandgießverfahren verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Lage benachbart zu der Metallgießoberfläche fein verteiltes Isoliermaterial in einem gehärteten organischen Harz aufweist, und dass* eine zweite Lage benachbart zu dem geschmolzenen Metall aus amorphem Kohlen%-iriem Harzbindemittel und einem schnell trocknenden Lösungsmittel besteht.

2. Beschichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auch die erste Lage fein verteilten Kohlen'aufweist.

3..Verfahren zur Herstellung einer flexiblen Schutzisolierbeschichtung, um eine Metallgießoberfläche zu beschichten, die verwendet wird, um geschmolzenes Metall während eines kontinuierlichen Gießverfahrens in einem kontinuierlichen Metallbandgießverfahren zu begrenzen, z.B. ein flexibler Metallgießgürtel, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallgießoberfläche aufgerauht wird, dass eine

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erste Beschichtung, die aus feinverteiltem Kohlenstoff und feinverteiltem feuerfestem Material in einem hitzehärtenden Harz und einem organischen Lösungsmittel auf die aufgerauhte Metallgießoberfläche aufgebracht wird, daß

mittel in einem schnelltrocknenden. Lösungsmittel besteht.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufrauhen der Oberfläche durch Luftstrahlen mit harten Teilchen, wie z.B. Oxidteilchen besteht.

5. Verbesserter flexibler überzogener Gießgürtel für die -Verwendung in einem kontinuierlichen Metallbandgießverfahren, dadurch gekennzeichnet, dass ein.flexibles Stahl-

- ./el 11 f V/ß X S "fc

band eine oxidgestrahlte aufgerauhte Oberfläche und eine flexible, schützende und thermisch isolierende Beschichtung . hierauf angebracht ist, dass die Beschichtung aus feinverteiltem Grafit und feinverteilter zwei-atomischem Erdmi'neral in einem gehärteten hitzehärtendem Harz besteht.

6. Gießgürtel nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass er eine weitere Beschichtung auf v/eist, die aus amorphem

-. yfetoff

Kohlenund einem Harzbindemittel in einem schnelltrocknenden Lösungsmittel .besteht, dass die Beschichtung nicht durch das zu gießende Metall benetzbar ist und dazu dient, den Kontakt zwischen der ersten Beschichtung und dem zu gießenden Metall zu verhindern.

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