DE3823768A1 - Verfahren zum beschichten von oberflaechen mit russ - Google Patents

Description

Es ist bekannt, Oberflächen, die mit flüssigem Metall in Berührung kommen, mit Ruß zu beschichten. Dies ist beispielsweise bei Gießkokillen der Fall. Zur Erzeugung von Ruß wird zumeist die Flamme eines Azetylen enthaltenden Gasgemisches gegen die zu beschichtende Fläche gerichtet. Die dabei entstehenden Rußteilchen lagern sich auf der zu beschichtenden Oberfläche an und bilden eine Rußschicht. Zweck der Rußschicht ist es, einerseits den Verschleiß der Gießform zu verringern und andererseits für ein leichteres Ablösen des Gußteils aus der Form zu sorgen. Hinzu kommt, daß die Rußschicht das Eindringen des flüssigen Metalls in Kokillenrisse und Teilungsspalte verhindert.

Die in dieser bekannten Weise hergestellten Rußschichten sind jedoch insofern nur mit Einschränkungen brauchbar, als sie ungleichmäßig dick sind und sich auch leicht von der Oberfläche, auf der sie aufgetragen sind, lösen. Man hat bereits versucht, eine bessere Haftung der Rußschicht auf der Unterlage dadurch zu erzielen, daß man dem zu verbrennenden organischen Gas vor dem Verbrennungsvorgang ein Treibgas zugemischt hat. Dadurch werden die die Flamme bildenden Gase mit höherer Geschwindigkeit gegen die Oberfläche gelenkt und die Rußschicht wird in ihrer Qualität verbessert, insbesondere hinsichtlich ihrer Haftfestigkeit.

Es hat sich gezeigt, daß eine in herkömmlicher Weise hergestellte Rußschicht für das in letzter Zeit immer mehr an Bedeutung gewinnende Gießen von Stahl zu Band mit geringen Dicken, d.h. von etwa 0,5 bis 40 mm, nicht geeignet ist. Beim Gießen von Stahlband in den genannten geringen Dickenabmessungen wird der flüssige Stahl auf ein ebenfalls aus Stahl gefertigtes sogenanntes Kühlband aufgegeben. Um ein Verschweißen des Flüssigstahls mit dem Kühlband, das von der Unterseite her gekühlt wird, zu verhindern, muß das Kühlband mit einer Beschichtung versehen sein. Zur Zeit stehen keine Verfahren zur Verfügung, mit deren Hilfe Dauerbeschichtungen, z.B. durch Härten, Nitrieren, Oxidieren o.dgl., erzeugt oder durch Spritzen, Schweißen, Kleben usw. aufgetragen werden können.

Es hat sich nun überraschenderweise gezeigt, daß eine Rußschicht, die den hohen Anforderungen beim Gießen von Stahl zu Band ausreichend lange Stand hält, dadurch erhalten werden kann, daß man eine zunächst nach herkömmlicher Art erzeugte Rußschicht einer Nachbehandlung unterzieht. Die Nachbehandlung besteht darin, daß eine neutrale, d.h. weder oxidierende noch reduzierende Flamme auf die Rußschicht zur Einwirkung gebracht wird. Diese Nachbehandlung der Rußschicht hat nämlich deren Verfestigung zur Folge, daß die über die Beschichtungsfläche sehr unterschiedlich ausgebildeten Rußpartikel hinsichtlich ihrer Größe und Verteilung sowie der Schichtdicke vergleichmäßigt werden. Die in der genannten Weise nachbehandelte Rußschicht nimmt eine wesentlich höhere Dichte an, was jedes Eindringen von Flüssigmetall unmöglich macht. Die zunächst relativ groben Rußpartikel werden auf weniger als die Hälfte ihrer Ausgangsgröße verkleinert. Ferner findet eine Erhöhung der Haftfähigkeit der Rußschicht auf dem Grundwerkstoff statt, zum Beispiel auf dem Kühlband beim Gießen von dünnem Stahlband, weil die Rußpartikel nicht nur kleiner sind, sondern auch eine dichtere Schicht bilden. Die Wirkung der Nachbehandlung ist auch äußerlich festzustellen, denn die Schichtoberfläche ändert sich von matt schwarz in hochglänzend schwarz. Sie ist mit einem schwarzen Autolack vergleichbar und hat somit einen höchstmöglichen Grad von Oberflächenglätte. Es handelt sich um eine veredelte Oberfläche, die praktisch ohne Rauhigkeit ist (Lachsschicht).

Da bei der Nachbehandlung normalerweise weder Ruß angelagert noch abgenommen werden soll, ist es zweckmäßig, für die Nachbehandlung ein Gemisch aus einem C-abspaltenden Gas oder Brenngas, wie z.B. Azetylen, und Sauerstoff zu verwenden, bei dem der Sauerstoff-Anteil im Gas stöchiometrisch dem Kohlenstoffanteil des Azetylens entsprechend eingestellt wird. Auf diese Weise ist für neutrales Verhalten des Gases gesorgt, so daß die damit erzeugte Flamme eine höhere Packungsdichte, d.h. Verringerung der Porosität der Rußschicht, durch kleinste erreichbare Partikelgröße bewirkt.

Es ist auch möglich, als neutrales Gas bei der Nachbehandlung ein Gemisch aus Stadtgas und Sauerstoff zu verwenden.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es auch möglich, die Rußschicht jeweils in der für den jeweiligen Verwendungszweck optimalen Schichtendicke zu erzeugen. Dies geschieht dadurch, daß die Rußschicht mit Hilfe einer oxidierend eingestellten Flamme auf die gewünschte Enddicke abgetragen wird. Selbstverständlich wird in diesem Fall zunächst eine dickere Rußschicht als erforderlich auf der betreffenden Oberfläche angelagert. Es hat sich gezeigt, daß es möglich ist, mit Sicherheit Schichten mit einer Dicke von 5 bis 200 µ herzustellen. Dies ermöglicht es wiederum, die Rußschicht genau den Forderungen beim Gießen von Stahl zu Band anzupassen. Diese Bedingungen ergeben sich aus der Zeit, während der der vergossene Stahl mit der Schicht in Kontakt gelangt, die wiederum von der Gießgeschwindigkeit abhängt, sowie aus dem auf die Gießgeschwindigkeit abgestimmten Wärmedurchgang durch die Rußschicht. Diese bedeckt das Kühlband, dessen Kühlung dafür sorgt, daß das gegossene Band am Ende der mitlaufenden Kokille bzw. des Kühlbandes gleichmäßig erstarrt ist. Eine Rolle spielt auch die Produktionszeit, nämlich die Zeit, während der ohne Unterbrechung Band gegossen werden soll. Auf alle diese Bedingungen läßt sich die nach dem neuartigen Verfahren hergestellte Rußschicht abstimmen. Der mit dem neuen Verfahren insbesondere erreichte Vorteil besteht darin, daß die Standzeit des Kühlbandes beim Gießen von dünnen Bändern aus Stahl erheblich verlängert wird. Es hat sich gezeigt, daß entgegen der in der Fachliteratur vertretenen Ansicht der durch Flammenauftrag hergestellte und nachbehandelte Ruß hervorragende Wärmeleiteigenschaften und eine hohe Schichtfestigkeit hat.

Die mit diesem Verfahren erreichte Hafteigenschaften auf dem Kühlband einerseits und die Trennfähigkeit dieser Schicht bezüglich Gießprodukt andererseits erlauben ein Abbiegen des beschichteten Bandes ohne Schichtabplatzungen, keinerlei Anhaftungen am Gießprodukt. Die Schicht ist auch weitgehend widerstandsfähig gegen das Auftreffen schneller Gasströme/-strahlen.

Claims (5)

1. Verfahren zum Beschichten von Oberflächen die mit flüssigem Metall, insbesondere Stahl, in Berührung kommen, mit Ruß mittels Verbrennung von brennbarem Gas, das organische Bestandteile enthält;
das Gasgemisch wird reduzierend eingestellt und die Verbrennungsflamme wird auf die zu beschichtende Oberfläche gerichtet;
die auf diese Weise erzeugte Rußschicht wird einer Nachbehandlung unterzogen;
die Nachbehandlung besteht darin, daß eine praktisch neutrale Flamme, d.h. die Flamme eines weder nennenswert oxidierend noch reduzierend wirkenden Gases oder Gasgemisches, zur Einwirkung auf die Rußschicht gebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Nachbehandlung ein Gasgemisch aus einem Brenngas und Sauerstoff verwendet wird, wobei der Sauerstoff-Anteil im Gas stöchiometrisch dem Kohlenatoff-Anteil des Brenngases entsprechend eingestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Nachbehandlung ein Gemisch aus Azetylen und Sauerstoff verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch aua Stadtgas und Sauerstoff verwendet wird.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rußschicht mit Hilfe einer reduzierend eingestellten Flamme auf die gewünschte Enddicke gebracht wird.