EP0125509A1 - One-piece continuous casting mould and method of manufacturing it - Google Patents

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EP0125509A1
EP0125509A1 EP84104204A EP84104204A EP0125509A1 EP 0125509 A1 EP0125509 A1 EP 0125509A1 EP 84104204 A EP84104204 A EP 84104204A EP 84104204 A EP84104204 A EP 84104204A EP 0125509 A1 EP0125509 A1 EP 0125509A1
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casting mold
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Egon Evertz
Rolf Prof. Dr.-Ing. Seybold
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Egon Evertz
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/04Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • B22D11/059Mould materials or platings

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine einteilige Durchlaufstrang-gießkokille. Ublicherweise werden derartige Durchlaufstranggießkokillen aus dünnwandigem, gezogenen Kupferrohr hergestellt. Zur Verbesserung der Standzeit von derartigen Kokillen, der Vermeidung von Längs-, Quer- und Kreuzrissen bei den Strängen und auch zur Herabsetzung der Gefahr von Beschädigungen durch den Kaltstrang wird erfindungsgemäß die Durchlaufstranggießkokille aus galvanoplatisch abgeschiedenen Schichten (1, 2) hergestellt, deren innere (1) aus verschleißfestem Metall, wie Nickel, besteht, und von denen die äußere (2) insbesondere aus Kupfer hergestellt ist. Nach der Herstellung der Kokille läßt sich letztere, während sie noch auf dem Kern (6) angeordnet ist, noch durch eine oberflächliche Druckbeaufschlagung verbessern. Die Verschleißfestigkeit ist beträchlich erhöht, so daß die Standzeit entsprechend zunimmt. Zugleich erhöht sich die Qualität der ausgebrachten Metallstränge. Dabei ist die innere, vorzugsweise aus Nickel bestehende Schicht (1) besonders widerstandsfähig gegenüber Beschädigungen. Wahlweise läßt sich die galvanoplastisch hergestellte Kokille auch einer Behandlung durch Kugelstrahlumformung unterziehen, wobei diese behandlung auf die in der Regel aus Kupfer bestehende äußere Oberfläche einwirkt. Man kommt hierdurch zu einer beträchtlichen Verfestigung der Randschicht der äußeren Oberfläche.The invention relates to a one-piece continuous casting mold. Such continuous continuous casting molds are usually produced from thin-walled, drawn copper pipe. In order to improve the service life of such molds, to avoid longitudinal, transverse and cross cracks in the strands and also to reduce the risk of damage from the cold strand, the continuous casting mold is produced according to the invention from galvanically deposited layers (1, 2), the inner ( 1) consists of wear-resistant metal, such as nickel, and of which the outer (2) is made in particular of copper. After the mold has been produced, the latter can still be improved by applying superficial pressure while it is still arranged on the core (6). The wear resistance is considerably increased, so that the service life increases accordingly. At the same time, the quality of the metal strands applied increases. The inner layer (1), which is preferably made of nickel, is particularly resistant to damage. Optionally, the galvanoplastically produced mold can also be subjected to a treatment by shot peening, this treatment acting on the outer surface, which is generally made of copper. This results in a considerable solidification of the outer layer's outer layer.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine einteilige Durchlaufstranggießkokille mit einer geometrisch genauen sowie glatten Innenfläche und einer für den Anschluß an einen Wasserkühlkasten gestalteten Außenfläche, bestehend aus einem für die Strangerstarrung ausreichend wärmeleitfähigen Metall, insbesondere aus Kupfer, sowie von einer für die Abstützung des Stranges bei der Betriebstemperatur ausreichenden Wandstärke. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Durchlaufstranggießkokille, insbesondere für Stahl.The present invention relates to a one-part continuous casting mold with a geometrically accurate and smooth inner surface and an outer surface designed for connection to a water cooler, consisting of a sufficiently thermally conductive metal, in particular copper, for strand solidification, and one for supporting the strand wall temperature sufficient for the operating temperature. Furthermore, the invention relates to a method for producing such a continuous casting mold, in particular for steel.
  • Einteilige Stranggießkokillen finden in der Regel für Knüppelformate bis 160 mm Kantenlänge sowie auch für kleinemVorblockformate Anwendung. Während sie früher aus einem geschmiedeten Vorblock mit Kühlbohrungen bestanden, werden sie heute in der Regel aus einem gezogenen Kupferrohr dünnwandig hergestellt, das im Wasserkühlkasten befestigt ist, so daß die Kokille darin von einemwassermantel umgeben ist, der im Gegenstrom zum durchgesetzten flüssigen Stahl fließt und die Kokillenfläche gleichmäßig umströmt. Derartige Kokillen sind nach "Handbuch des Stranggießens", 1958, Seite 395, bekannt.One-piece continuous casting molds are generally used for billet formats up to 160 mm edge length and also for small blooms. While they used to consist of a forged billet with cooling holes, today they are usually made from a drawn copper tube that is attached to the water cooler, so that the mold is surrounded by a water jacket that flows in countercurrent to the liquid steel that has passed through and that The mold surface flows evenly. Such molds are known from "Handbuch der Stranggießen", 1958, page 395.
  • Von geteilten Durchlaufstranggießkokillen, wie sie für größere Querschnittsformate und insbesondere für Brammen Anwendung finden, ist es auch bekannt, innenseitig Metallschichten aus Nickel aus elektrolytischen Lösungen abzuscheiden, um die Standzeiten der Kokillen zu verbessern, die Anfälligkeit des Stranges bezüglich Längs-, Quer- und Kreuzrissen herabzusetzen und gleichfalls Beschädigungen durch den Kaltstrang in ihren Auswirkungen zu vermindern. Hierfür sieht beispielsweise die DE-0 S 30 38 289 sowohl eine strömführende als auch stromlose Nickelabscheidung vor, der noch Hartstoffpartikel beigemengt sind. Demgegenüber hat sich bei den einteiligen Durchlaufstranggießkokillen die innenseitige galvanische Beschichtung nicht ermöglichen lassen, da die 1/100 mm betragende Maßgenauigkeit nur durch sehr aufwendige Innenbearbeitung möglich ist. Die aus gezogenem Kupferrohr bestehenden einteiligen Kokillen weisen daher eine verhältnismäßig geringe Standzeit auf, im Anschluß an welche sie üblicherweise verschrottet werden.From split continuous casting molds, such as those used for larger cross-sectional formats and in particular for slabs, it is also known to deposit nickel layers on the inside from electrolytic solutions in order to improve the service life of the molds, and the susceptibility of the strand to longitudinal, transverse and cross cracks reduce and also reduce damage from the cold run in their effects. For this purpose, for example, DE-0 S 30 38 289 provides both current-carrying and currentless nickel deposition, to which hard material particles are also added. In contrast, the one-piece continuous casting molds did not allow for the galvanic coating on the inside, since the 1/100 mm dimensional accuracy is only possible through very complex internal machining. The one-piece molds made from drawn copper pipe therefore have a relatively short service life, after which they are usually scrapped.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabenstellung zugrunde, einteilige Durchlaufstranggießkokillen der als bekannt vorausgesetzten Art dahingehend zu verbessern, daß sie eine höhere Standzeit aufweisen sowie weniger empfindlich gegenüber Beschädigungen durch den Kaltstrang sind. Auch sollen die verschiedenen Rißerscheinungen an den hergestellten Knüppeln herabgesetzt werden.The invention has for its object to improve one-piece continuous casting molds of the type presumed to be known in such a way that they have a longer service life and are less sensitive to damage from the cold strand. The various cracks on the billets are also to be reduced.
  • Diese Aufgabenstellung wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kokille aus galvanoplastisch abgeschiedenen Schichten besteht, in denen die innere aus einem verschleißfesten Metall, wie Nickel, in einer Schichtdicke von bis zu 35% der gesamten Wandstärke auf einem die geometrisch exakte Form vorgebenden sowie glatten Kern abgeschieden ist, und daß ihre beiden Stirnseiten durch mechanische Bearbeitung auf Lage- und Maßgenauigkeit für den Anschluß des Wasserkühlkastens gebracht sind.This object is achieved according to the invention in that the mold consists of electrodeposited layers, in which the inner layer is made of a wear-resistant metal, such as nickel, in a layer thickness of up to 35% of the total wall thickness, deposited on a geometrically exact shape and smooth core is, and that their two end faces are brought by mechanical processing to position and dimensional accuracy for the connection of the water cooling box.
  • Die neue Durchlaufstranggießkokille unterscheidet sich von den bekannt gewesenen Ausführungsformen grundsätzlich durch einen anderen Gefügebau sowie durch die Art der Oberflächenbearbeitung. Sie erfordert nämlich im Innern keinerlei Feinbearbeitung; vielmehr wird das Innenmaß in gleicher Weise wie die erforderliche innere Glattheit am Kern vorgegeben, der oberflächlich so gestaltet und bearbeitet wird, wie man die Innenfläche der Kokille wünscht. Darüber hinaus besteht gegenüber den bekannten, für Brammen-Kokillen verwendeten Beschichtungen des Kupfers mit Nickel der Vorteil, daß durch die galvanoplastische Abscheidung ein Stoffschluß zustande kommt, der eine Loslösung der einen Schicht von der anderen Schicht mit Sicherheit vermeidet. Durch das dichte, metallische Gefüge ist der Wärmefluß auch im Bereich des überganges von der inneren Schicht in die äußere Schicht ungehindert möglich, so daß auch die Kühlleistung einer derartigen Kokille sehr gut ist.The new continuous casting mold differs fundamentally from the known embodiments by a different structure and by the type of surface treatment. It does not require any finishing work inside; rather, the inner dimension is specified in the same way as the required inner smoothness at the core, which is designed and processed on the surface in the manner in which the inner surface of the mold is desired. In addition, compared with the known coatings of copper with nickel used for slab molds, there is the advantage that a galvanic deposition results in a material bond that reliably avoids detachment of one layer from the other layer. Due to the dense, metallic structure, the heat flow is also unimpeded in the area of the transition from the inner layer to the outer layer, so that the cooling capacity of such a mold is also very good.
  • Die auch äußerlich durch Riefen erkennbare Bearbeitung findet bei der neuen Kokille bei ihren beiden Stirnseiten statt, die nach dem Ausmaß und der Oberfläche des Wasserkastens im Bereich seiner Anschlußstellen gestaltet sind. Es kommt also darauf an, die Lage und die Maßgenauigkeit für den Anschluß des Wasserkühlkastens zu schaffen. Insbesondere wird dabei auch den ergänzend anzuwendenden Dichtungsmitteln Rechnung getragen; so läßt sich zum Beispiel eine Nut für das Einlegen einer Dichtungsschnur vorsehen.The processing, which is also recognizable externally by scoring, takes place in the new mold on its two end faces, which are designed according to the size and surface of the water tank in the area of its connection points. It is therefore important to create the position and the dimensional accuracy for the connection of the water cooling box. In particular, the additional sealants to be used are taken into account; for example, one Provide a groove for inserting a sealing cord.
  • Die oberflächliche Druckbeaufschlagung hat bei der neuen Kokille insofern besondere Bedeutung, als es dadurch gelingt, die während der galvanoplastischen Abscheidung sich aufbauenden Zugspannungen zum Verschwinden zu bringen. Darüber hinaus führt die Druckbeaufschlagung zu einer Verfestigung an der Kokillenaußenfläche und zu einem leichteren Lösen der fertigen Kokille vom Kern. Es besteht nach dem erfindunnsqemäßen Verfahren mit Vorteil auch ein aus Metall gefertigter Kern, der eine Trennschicht und darauf eine Leitschicht aufweist, so daß man die Druckbeaufschlagung auf dem Kern vornehmen kann. Der ganze Kern ist nach dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren weiterhin zweckmäßig von größerer Länge als die Kokille. Dies hat zur Folge, daß sie an ihren Stirnseiten mit einem gewissen Obermaß hergestellt wird. Somit besteht die Möglichkeit, durch eine mechanische Bearbeitung das genaue Maß der Kokille zwischen ihren beiden Stirnseiten einzustellen.The superficial pressurization is particularly important in the new mold in that it succeeds in eliminating the tensile stresses that build up during the galvanoplastic deposition. In addition, the pressurization leads to a solidification on the outer surface of the mold and to an easier release of the finished mold from the core. According to the method according to the invention, there is also advantageously a core made of metal, which has a separating layer and a conductive layer thereon, so that pressure can be applied to the core. According to the method proposed according to the invention, the entire core is also expediently of greater length than the mold. The result of this is that it is produced with a certain upper dimension on its end faces. It is thus possible to set the exact dimension of the mold between its two end faces by mechanical processing.
  • Die Druckbeaufschlagung kann im übrigen in unterschiedlicher Weise aufgebracht werden. Hierzu zählt gleichfalls die spanende Bearbeitung Insbesondere kommt hierfür auch das Kaltziehen in Frage, wenngleich hierbei noch gewisse Einschränkungen im Hinblick auf die Krümmung des Kokillenhohlraumes berücksichtigt werden müssen. Im übrigen unterliegt die Gestaltung des Kokillenhohlraums weder in Bezug auf seine Krümmung noch in Bezug auf seine Konizität Einschränkungen, wenn die Kokille erfindungsgemäß ausgeführt ist.The pressurization can also be applied in different ways. This also includes machining, in particular cold drawing, although certain restrictions with regard to the curvature of the mold cavity must also be taken into account. Otherwise, the design of the mold cavity is not restricted either with regard to its curvature or with regard to its conicity if the mold is designed according to the invention.
  • Die innere, insbesondere aus Nickel bestehende Schicht weist zweckmäßig eine Dicke bis zu etwa 2 mm auf. Die erwähnte Begrenzung der inneren Schicht ist deshalb vorteilhaft, weil sich je nach zur Anwendung gelangenden Werkstoffen und vorgesehener Gesamtdicke die Wärmeableitbedingungen dann noch nicht nennenswert verändern. Hinzu kommt, daß gerade bei aus Gründen der Härte, der mechanischen Festigkeit sowie Korrosionsbeständigkeit vorteilhaft vorgeseheneni Nickel die Zug-Eigenspannungen mit zunehmender Dicke sehr qroß werden können. Man kann zwar durch Zusatz beispielsweise organischer Schwefelverbindungen die Zug-Eigenspannungen bis auf Null herabsetzen, jedoch führt dies dazu, daß dann die entsprechenden organischen Verbindungen auch in der Schicht anwesend sind und deren übrigen Eigenschaftswerte nachteilig verändern. Deshalb ist es von Vorteil, elektrolytische Lösungen ohne derartige Zusätze zu verwenden. Als Anhalt der elektrolytischen Lösungen können dabei diejenigen sowohl für die elektrolytische als auch für die stromlose Nickelabscheidung dienen, wie sie nach der DE-OS 30 38 289 benannt sind. Bei der bis etwa 2 mm betragenden Schichtstärke läßt sich die Innenschicht nicht nur hinreichend spannungsfrei, sondern zugleich auch hinreichend frei von störenden Beimengungen herstellen.The inner layer, in particular consisting of nickel, expediently has a thickness of up to approximately 2 mm. The aforementioned limitation of the inner layer is advantageous because, depending on the materials used and the total thickness envisaged, the heat dissipation conditions then do not change appreciably. In addition, especially with nickel, which is advantageously provided for reasons of hardness, mechanical strength and corrosion resistance, the internal tensile stresses can become very large with increasing thickness. One can add, for example organic sulfur compounds reduce the tensile residual stresses to zero, but this leads to the corresponding organic compounds then also being present in the layer and adversely changing their other property values. It is therefore advantageous to use electrolytic solutions without such additives. As a guide to the electrolytic solutions, those for both electrolytic and electroless nickel deposition can be used, as they are named according to DE-OS 30 38 289. With a layer thickness of up to approximately 2 mm, the inner layer can be produced not only with sufficient tension, but also with sufficient freedom from disruptive additives.
  • Grundsätzlich kann die neue Kokille aus galvanoplastisch abgeschiedenen Schichten nur eines einzigen Werkstoffes, wie Kupfer oder Nickel bestehen. Von besonderem Vorteil ist jedoch die Gestaltung der inneren Schicht aus Nickel und die Gestaltung der äußeren Schicht aus Kupfer. Man kommt hierbei in der bereits dargestellten Weise zu einem Verbundwerkstoffkörper mit für den Verwendungszweck optimal angepaßten Eigenschaftswerten.Basically, the new mold can consist of electroplated layers of only one material, such as copper or nickel. However, the design of the inner layer made of nickel and the design of the outer layer made of copper are particularly advantageous. A composite material body with property values optimally adapted for the intended use is obtained in the manner already illustrated.
  • Die Einhaltung einer möglichst dünnen inneren Schicht setzt voraus, daß für letztere die Dicke im gesamten Abscheidungsbereich möglichst gleich ist. Diesem Erfordernis wird durch eine entsprechende Streufähigkeit des Elektrolyten Rechnung getragen. Insbesondere wird dies durch den Vorschlag zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erreicht, nach welchem für die innere Schicht die Abscheidebedingungen ge-genüber der äußeren Schicht verschieden sind. So wird für die innere Schicht die Stromdichte, sofern sie stromführend abgeschieden wird, auf etwa nur 1 A dm2 herabgesetzt, während sie sonst bei etwa 3 A dm2 liegt. Unabhängig davon, ob stromlos oder stromführend abgeschieden wird, wird weiterhin der Metallgehalt der Lösung und deren Temperatur herabgesetzt und/oder der pH-Gehalt der Lösung erhöht, um die Streufähigkeit zu verbessern.Maintaining the thinnest possible inner layer requires that the thickness of the entire deposition area be as equal as possible. This requirement is taken into account by an appropriate scattering ability of the electrolyte. In particular, this is achieved by the proposal for carrying out the method according to the invention, according to which the deposition conditions for the inner layer differ from the outer layer. For the inner layer, the current density, if it is deposited in a current-carrying manner, is reduced to only about 1 A dm 2 , while it is otherwise around 3 A dm 2 . Regardless of whether currentless or current-carrying is deposited, the metal content and the temperature of the solution are further reduced and / or the pH content of the solution is increased in order to improve the scatterability.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, die Schichten der Kokille auf einen aus Metall bestehenden, mit einer Trennschicht und darauf mit einer Leitschicht versehenen Kern abzuscheiden und dann die Oberfläche und die Druckbeaufschlagung der Kokille auf dem gleichen Kern vorzunehmen. Diese Druckbeaufschlagung läßt sich bei geraden, also ungekrümmten Durchlaufstranggießkokillen auch noch mit einer weitergehenden Verformung verbinden.In a particularly advantageous embodiment, the method according to the invention provides for the layers of the mold to be made of metal, with a separating layer and then with a To separate the core provided with the conductive layer and then to carry out the surface and the pressurization of the mold on the same core. In the case of straight, that is, non-curved, continuous casting molds, this pressurization can also be combined with further deformation.
  • Zur weitergehenden Veranschaulichung der Erfindung sei auf die sich auf ein schematisches Ausführungsbeispiel beziehende Zeichnung Bezug genommen.To further illustrate the invention, reference is made to the drawing relating to a schematic exemplary embodiment.
  • Die Durchlaufstranggießkokille besteht aus der inneren Schicht 1, die auf dem durch gestrichelte Linien angedeuteten, leicht konischen Kern 6 abgeschieden wurde. Zuvor wurde der konische Kern 6, der aus einem Nichtmetall, wie beispielsweise Kunststoff, sowie in besonderen Fällen, wie sie vorstehend beschrieben_wurden, auch aus Metall, wie Stahl, bestehen kann, mit einer Trennschicht versehen. Hierfür eigenen sich vom galvanoplastischen Verfahren her bekannte Trennschichtmittel. Als solche eigenen sich nicht nur isolierende organische Stoffe, wie öl oder Wachs, sondern unter dem Gesichtspunkt einer besonders guten Maßhaltigkeit, die erfindungsgemäß angestrebt wird, auch dünnste Metallsalzschichten, wie bei aus Metall bestehendem Kern in der Behandlung desselben in Borat-, Chromat-, Oxalat-, Sulfid- und Jodit-Lösungen erzielt werden. Auch aufgebürsteterGraphit-Staub eignet sich nicht nur als Leitschicht, sondern gleichfalls als Trennschicht. In bekannter Weise kann der Kern auch eine chemische Versilberung tragen, um leicht vom galvanoplastisch aufgebrachten Erzeugnis getrennt zu werden. Bei einigen, dünne Oxydschichten ausbildenden Metallen, wie bei Chrom-Nickelstählen, ist eine Trennschicht oft sogar entbehrlich. Die Leitschicht wird anschließend in bekannter Weise aufgebracht. Auf Kunststoffkernen kann dies durch die chemische Versilberung geschehen. Das Einbürsten von Graphit zählt zu den bekanntesten Mitteln, eine leitende Schicht zu verwirklichen.The continuous casting mold consists of the inner layer 1, which was deposited on the slightly conical core 6 indicated by dashed lines. Previously, the conical core 6, which can consist of a non-metal, such as plastic, and in special cases, as described above_, also of metal, such as steel, was provided with a separating layer. Separating layer agents known from the galvanoplastic process are suitable for this. As such, not only are insulating organic substances, such as oil or wax, but also from the point of view of a particularly good dimensional stability, which is sought according to the invention, also the thinnest metal salt layers, such as in the case of core made of metal, in the treatment of the same in borate, chromate, oxalate, sulfide and J odit solutions are achieved. Brushed graphite dust is also suitable not only as a conductive layer, but also as a separating layer. In a known manner, the core can also be chemically silver-plated in order to be easily separated from the galvanoplastic product. With some metals that form thin oxide layers, such as with chromium-nickel steels, a separating layer is often even unnecessary. The conductive layer is then applied in a known manner. This can happen on plastic cores through chemical silver plating. Brushing graphite is one of the best known means of realizing a conductive layer.
  • Auf dem in der vorbeschriebenen Weise behandelten Kern 6 wird zunächst die aus Nickel bestehende Schicht 1 abgeschieden, im Anschluß an welche die erheblich dickere, aus Kupfer bestehende Schicht ? folgt. Wenngleich die Streufähigkeit der Nickelabscheidung sehr gut ist, ist die Oberfläche der abgeschiedenen Schicht noch unebener als eine mechanisch bearbeitete Schicht. Gerade diese Unebenheit führt zu einer besonders festen Verbindung mit der Kupferschicht. Es kommt, insbesondere bei längerer Benutzung, noch in der Randzone der beiden Schichten zu Diffusionsvorgängen, die einen engen stoffschlüssigen Verbund begünstigen.On the core 6 treated in the manner described above, the layer 1 consisting of nickel is first deposited, after which the considerably thicker layer consisting of copper is deposited Shift? follows. Although the scatterability of the nickel deposition is very good, the surface of the deposited layer is even more uneven than a mechanically processed layer. This unevenness leads to a particularly firm connection with the copper layer. Diffusion processes occur, particularly with prolonged use, in the edge zone of the two layers, which promote a close material bond.
  • Die oben und unten befindlichen Stirnseiten 3 und 4 sind mechanisch bearbeitet, so daß sie sich für eine dichtende Verbindung mit dem Wasserkühlkasten 5 eignen. In letzteren führen Zuflussrohre 7, so daß dasWasser im Gegenstrom den Wassermantel durchströmt und aus den Abflussrohren 8 austritt. Die Behandlung des Kerns beginnt erfindungsgemäß mit der Aufbringung einer mikro-rissigen Chromschicht in einer Dicke von etwa 1 p. Die Abscheidung erfolgt hierbei aus einer Lösung, bei welcher 240 bis 320 Gramm Chromsäure-Anhydrid (Cr03) je Liter Wasser gelöst wird. Zu dieser Lösung wird noch 0,1% Schwefelsäure (H2S04) zugesetzt. Danach wird die Chromschicht mit einer verhältnismäßig hohen Stromdichte von 15 bis 24 A/dm2 abgeschieden. Diese Schicht erfährt anschließend eine Behandlung mit heißem Wasser. Es kommt dadurch zum Aufreißen und zur Entstehung der Mikro-Risse. Zugleich wird die Chromschicht durch die Behandlung mit heißem Wasser besonders zuverlässig passiviert, so daß sie eine gute Voraussetzung für eine Trennung bietet.The top and bottom faces 3 and 4 are machined so that they are suitable for a sealing connection with the water cooler 5. In the latter lead inflow pipes 7, so that the water flows in countercurrent through the water jacket and exits the drain pipes 8. The treatment of the core begins according to the invention with the application of a micro-cracked chromium layer with a thickness of approximately 1 p. The separation takes place here from a solution in which 240 to 320 grams of chromic acid anhydride (Cr0 3 ) is dissolved per liter of water. 0.1% sulfuric acid (H 2 SO 4 ) is also added to this solution. The chrome layer is then deposited with a relatively high current density of 15 to 24 A / dm 2 . This layer is then treated with hot water. This causes the micro-cracks to tear open and develop. At the same time, the chrome layer is passivated particularly reliably by treatment with hot water, so that it offers a good prerequisite for separation.
  • Die erwähnte Chromschicht erfährt anschließend eine Behandlung mit einer schwefelsauren Kupfersulfat-Lösung, bei welcher etwa 240 Gramm CuS04 und 60 Gramm H2SO4, jeweils je Liter gelöst sind. Zusätzlich werden noch 90 bis 100 mg Cl- je Liter zugesetzt. Bei einer Stromdichte von 4 bis 6 A/dm2 kommt es zur Abscheidung eines sehr dünnen Kupferbelages, der die Mikro-Risse auffüllt und eine dünne Schicht etwa von 1,5 µ ausbildet.The chrome layer mentioned is then treated with a sulfuric acid copper sulfate solution in which about 240 grams of CuS0 4 and 60 grams of H 2 SO 4 are dissolved per liter. In addition, 90 to 100 mg Cl - are added per liter. At a current density of 4 to 6 A / dm 2 , a very thin copper layer is deposited, which fills the micro-cracks and forms a thin layer of approximately 1.5 µ.
  • Die Aufbringung der eigentlichen Innenschicht findet aus einem Nickel-Sulfamat-Bad statt, bei welchem etwa 80 Gramm Nickel-Sulfamat/L, 3 Gramm Cl-/Liter und 40 Gramm H3B03/Liter vorliegen.The actual inner layer is applied from a nickel sulfamate bath, in which about 80 grams of nickel sulfamate / L, 3 grams of Cl - / liter and 40 grams of H 3 B0 3 / liter are present.
  • Die Stromdichte beträgt hierbei 1 bis 2 A/dm Z, um eine feine Abscheidung zu erzielen. Nachdem die Schicht etwa 2 mm stark ist, wird die Kupferschicht aus dem vorerwähnten, sauren Kupferbad abgeschieden, jedoch in diesem Falle nur mit einer Stromdichte von 1 bis 1,5 A/dm 2.The current density is 1 to 2 A / dm Z in order to achieve a fine deposition. After the layer is about 2 mm thick, the copper layer is deposited from the aforementioned acidic copper bath, but in this case only with a current density of 1 to 1.5 A / dm 2 .
  • Die Kokille befindet sich dann noch auf dem zweckmäßig aus Stahl bestehenden Kern. Sie erfährt auf dem Kern eine Behandlung mittels einer dünnen, durch eine stärkere Rolle abgestützten Rolle, deren Dicke kleiner als die Wanddicke der Kokille ist. Dadurch wird erreicht, daß bei der Rollbehandlung eine Gesamtreduzierung der Wanddicke von etwa 0,5% vornehmlich in Nähe der unmittelbar mit der Rolle behandelten äußeren Kupferschicht stattfindet. Dies führt in besonderem Maße zu einer Verfestigung der äußeren Kupferschicht, so daß letztere nicht nur nach der Behandlung weitgehend glatt ist, sondern darüber hinaus auch von erhöhter Widerstandsfähigkeit gegenüber mechanischer Belastung ist. Die Druckbehandlung der galvanoplastisch erzeugten Kokille läßt sich erfolgreich auch noch durch eine Kaltverfestigung der kupfernen Außenschicht im Bereich ihrer Randzone derart vornehmen, daß die Außenfläche der Kokille einer Kugelstrahbehandlung unterzogen wird. Hierdurch tritt eine dem Hämmern oder Oberflächenwalzen ähnliche Wirkung ein. Man kann damit die Festigkeitseigenschaften der Oberfläche und ihrer Randzone in beträchtlichem Maße steigern, ohne daß nennenswert große Verformungskräfte aufgebracht werden müssen. Für eine derartige Kugelstrahlbehandlung finden zweckmäßig kleine Glas- oder Stahlkugeln Anwendung, deren Durchmesser bei etwa 1 mm liegen,und die die zu bearbeitenden Oberflächen im freien Fall beaufschlagen. Es ist ausreichend, sie aus einer Höhe von 1 bis 4 m auf die Fläche fallen zu lassen, welch-letztere vorteilhaft zuvor mit einer flüssigen Substanz bedeckt wird, wie öl oder Wasser. Da bei diesem Verfahren nur sehr geringe Kräfte auf die Kokille einwirken, ist es hierbei nicht zwingend, daß sie sich auf dem aus Stahl bestehenden Kern während der Behandlung befindet. Die Technologie der Kugelstrahlung ist im übrigen bekannt, so zum Beispiel aus der Veröffentlichung von R. Kopp "Ein analytischer Beitrag zum Kugelstrahl-Umformen" in der Zeitschrift "Bänder, Bleche, Rohre", 1974, Seiten 512 bis 514.The mold is then still on the core made of steel. It is treated on the core by means of a thin roller supported by a stronger roller, the thickness of which is smaller than the wall thickness of the mold. It is thereby achieved that an overall reduction in the wall thickness of approximately 0.5% takes place during the roller treatment, primarily in the vicinity of the outer copper layer treated directly with the roller. This leads in particular to a solidification of the outer copper layer, so that the latter is not only largely smooth after the treatment, but is also more resistant to mechanical stress. The pressure treatment of the electroplated mold can also be successfully carried out by work hardening the copper outer layer in the region of its edge zone in such a way that the outer surface of the mold is subjected to shot peening. This has an effect similar to hammering or surface rolling. The strength properties of the surface and its peripheral zone can thus be increased considerably without any significant deformation forces having to be applied. For such a shot-peening treatment, small glass or steel balls are expediently used, the diameter of which is approximately 1 mm, and which act on the surfaces to be processed in free fall. It is sufficient to drop them from a height of 1 to 4 m onto the surface, the latter advantageously being covered beforehand with a liquid substance, such as oil or water. Since only very small forces act on the mold in this process, it is not imperative that it be on the steel core during the treatment. The technology of shot peening is also known, for example from the publication by R. Kopp "An analytical contribution to shot peening" in the magazine "Bänder, Bleche, Rohr", 1974, pages 512 to 514.

Claims (14)

1. Einteilige Durchlaufstranggießkokille mit einer geometrisch genauen sowie glatten Innenfläche und einer für den Anschluß an einen Wasserkühlkasten gestalteten Außenfläche, bestehend aus einem für die Strangerstarrung ausreichend wärmeleitfähigen Metall, insbesondere aus Kupfer, sowie von einer für die Abstützung des Stranges bei der Betriebstemperatur ausreichenden Wandstärke, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus galvanoplastisch abgeschiedenen Schichten (1, 2) besteht, von denen die innere (1) aus einem verschleißfesten Metall, wie Nickel, in einer Schichtdicke von bis zu 35% der gesamten Wandstärke auf einem die geometrisch exakte Form vorgebenden sowie glatten Kern (6) abgeschieden ist, und daß ihre beiden Stirnseiten (3, 4) durch mechanische Bearbeitung auf Lage- und Maßgenauigkeit für den Anschluß des Wasserkühlkastens (5) gebracht sind.1.One-part continuous casting mold with a geometrically precise and smooth inner surface and an outer surface designed for connection to a water cooler, consisting of a sufficiently heat-conductive metal, in particular copper, for strand solidification, and of a wall thickness sufficient for supporting the strand at the operating temperature, characterized in that it consists of electroplated layers (1, 2), of which the inner (1) made of a wear-resistant metal, such as nickel, in a layer thickness of up to 35% of the total wall thickness on a geometrically exact shape and smooth core (6) is deposited, and that their two end faces (3, 4) are brought by mechanical processing to position and dimension accuracy for the connection of the water cooling box (5).
2. Einteilige Durchlaufstranggießkokille nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche durch Druckbeaufschlagung verfestigt ist.2. One-part continuous casting mold according to claim 1, characterized in that the outer surface is solidified by pressurization.
3. Einteilige Durchlaufstranggießkokille nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche spanend bearbeitet ist.3. One-part continuous casting mold according to claims 1 and 2, characterized in that the outer surface is machined.
4. Einteilige Durchlaufstranggießkokille nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie durch einen auf ihre Außenfläche einwirkenden Kaltziehvorgang bearbeitet ist.4. One-part continuous casting mold according to claims 1 and 2, characterized in that it is processed by a cold drawing process acting on its outer surface.
5. Einteilige Durchlaufstranggießkokille nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Schicht (1) bis etwa 2 mm stark ist.5. One-part continuous casting mold according to claims 1 to 4, characterized in that the inner layer (1) is up to about 2 mm thick.
6. Einteilige Durchlaufstranggießkokille nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie als ein Verbundwerkstoffkörper aus Nickel und Kupfer hergestellt ist. 6 . One-part continuous casting mold according to claims 1 to 5, characterized in that it is produced as a composite body made of nickel and copper.
7. Linteilige Durchlaufstranggießkokille nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die innere, galvanoplastisch abgeschiedene Schicht (1) mit Hartstoffpartikeln abgeschieden ist.7. Lin-part continuous casting mold according to claims 1 to 6, characterized in that the inner, electroplated layer (1) is deposited with hard particles.
8. Verfahren zur Herstellung einer Durchlaufstranggießkokille nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Schicht bei einer gegenüber der äußeren Schicht herbgesetzten Stromdichte von etwa 1 A/dm2, herabgesetztem Metallgehalt und herabgesetzter Temperatur des Elektrolyten und/oder höherem pH-Gehalt desselben abgeschieden wird.8. A process for producing a continuous casting mold according to claims 1 to 7, characterized in that the inner layer at a current density of approximately 1 A / dm 2 , the metal content and the temperature of the electrolyte and / or the pH which is reduced and / or the pH is lower than the outer layer. Content of the same is deposited.
9. Verfahren zur Herstellung einer Durchlaufstranggießkokille nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten der Kokille auf einem aus Metall bestehenden, mit einer Trennschicht und darauf mit einer Leitschicht versehenen Kern abgeschieden werden, der länger als die vorgesehene Kokille ist.9. A method for producing a continuous casting mold according to claims 1 to 7, characterized in that the layers of the mold are deposited on an existing metal with a separating layer and thereon with a conductive layer, which is longer than the intended mold.
10. Verfahren zur Herstellung einer Durchlaufstranggießkokille nach den Ansprüchen 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheidung der Schichten der Kokille auf einem aus Metall bestehenden, mit einer Trennschicht und darauf mit einer Leitschicht versehenen Kern abgeschieden werden, und daß dann auf dem gleichen Kern eine oberflächliche Druckbeaufschlagung erfolgt.10. A process for producing a continuous casting mold according to claims 2 to 8, characterized in that the layers of the mold are deposited on a metal core with a separating layer and a core provided thereon, and then on the same core superficial pressure is applied.
11. Verfahren nach den Ansprüchen 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennschicht auf dem Kern in Form einer etwa 1 p dicken Schicht aus Chrom abgeschieden wird, bei welcher nach der Abscheidung durch Behandlung in heißem Wasser Mikro-Risse erzeugt werden. und daß dann als Leitschicht ein die Mikro-Risse schliessender. leichter Kupferbelag abgeschieden wird, auf den dann Nickel in etwa 2 mm Dicke als Innenschicht abgeschieden wird, auf dem abschließend die Außenschicht aus Kupfer in etwa doppelter Dicke wie die Nickelschicht abgeschieden wird.11. The method according to claims 8 to 10, characterized in that the separating layer is deposited on the core in the form of an approximately 1 p thick layer of chromium, in which micro-cracks are generated after the deposition by treatment in hot water. and that the micro-cracks are then closed as a guiding layer. light copper plating is deposited, onto which nickel is then deposited as an inner layer, approximately 2 mm thick, on which the outer layer made of copper is deposited approximately twice as thick as the nickel layer.
12. Verfahren nach den Ansprüchen 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem Kern befindliche Kokille nach Abscheidung der galvanoplastischen Schichten durch Einwirkung auf ihre Außenfläche eine Druckbehandlung erfährt, indem mittels Rollen die Dicke der Kokillenwand reduziert wird.12. The method according to claims 8 to 11, characterized in that the mold located on the core undergoes a pressure treatment after deposition of the galvanoplastic layers by acting on its outer surface by the thickness of the mold wall is reduced by means of rollers.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen von kleinerem Durchmesser als die Dicke der Kokillenwände sind und bei der Druckbeaufschlagung durch wesentlich dickere Stützrollen unterstützt sind, und daß die Dicke der Kokillenwände um etwa 0,5% bei der Druckbeaufschlagung reduziert sind.13. The method according to claim 12, characterized in that the rollers are of smaller diameter than the thickness of the mold walls and are supported in the pressurization by much thicker support rollers, and that the thickness of the mold walls are reduced by about 0.5% when pressurized .
14. Verfahren nach den Ansprüchen 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kokille nach Abscheidung in der galvanoplastischen Schicht durch Einwirkung ihrer Außenfläche eine Druckbehandlung erfährt, indem die Außenfläche einer Kugelstrahlbehandlung unterzogen wird.14. The method according to claims 8 to 11, characterized in that the mold undergoes a pressure treatment after deposition in the galvanoplastic layer by the action of its outer surface by subjecting the outer surface to a shot peening treatment.
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