EP1068913A1 - Stranggiesskokille - Google Patents

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EP1068913A1
EP1068913A1 EP00114706A EP00114706A EP1068913A1 EP 1068913 A1 EP1068913 A1 EP 1068913A1 EP 00114706 A EP00114706 A EP 00114706A EP 00114706 A EP00114706 A EP 00114706A EP 1068913 A1 EP1068913 A1 EP 1068913A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
continuous casting
coating
casting mold
copper
mold
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP00114706A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Horst Grothe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SMS Siemag AG
Original Assignee
SMS Demag AG
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • B22D11/059—Mould materials or platings

Definitions

  • the invention relates to a continuous casting mold which can be assembled from copper plates for casting pipes, blocks, slabs or the like, in particular for Continuous casting of thin slabs of steel, the plates in particular in the meniscus area with a coating or with the use of a special material containing different metals, metal oxides or ceramic material are trained.
  • Continuous casting molds determine the format, for example, of an emerging one Slabs of liquid steel, and ensure the initial through intensive heat dissipation Formation of a strand shell.
  • the contact area of the liquid steel with the copper there is an extremely strong heat transfer with Increase in the copper wall temperature, sometimes up to the permissible strength limit of copper.
  • Defective copper plates usually lead to errors during the casting process in training or on the surface of the strand.
  • Document DE 0 492 264 B1 discloses a mold for the continuous casting of Thin slabs, the broad side walls of which have a pure copper layer from 1 to 8 mm as a working coating, or with a pure copper layer of 0.2 to 0.4 mm as the basis for a wear-resistant working coating are provided.
  • This working coating can essentially consist of nickel or consist of chrome or molybdenum, or also of metal ceramic.
  • DE-OS 1 508 975 discloses a metal casting mold, in particular a continuous mold for the continuous casting of steel which has cavities Body consists of a metal of high strength, into the cavities of which this filling other metal with high thermal conductivity is introduced.
  • the Metal introduced into the body can have a much lower boiling point than the metal used for the body and have a wide temperature range between melting and boiling point.
  • the one made of high-strength metal existing body is either skeletal or has a porous Structure on.
  • the body can be made of tungsten, molybdenum or a similar metal exist in the cavities silver or copper is introduced.
  • Farther can be aluminum, titanium, beryllium or in the cavities Silicon be introduced.
  • DE 40 39 230 A1 describes a method for coating one in one Continuous caster used continuous mold with surface hard material, especially for coating a mold for a slab caster, whose construction material consists of copper or a copper alloy.
  • the the molten metal inner surfaces of the mold are from the pouring area up to the exit area and possibly across it in surface areas or in surface segments according to the wear and tear and / or in accordance with the thermal conductivity and / or in accordance with the Coated thermal expansion coefficient.
  • a surface-hard material platinum can be applied by explosive plating.
  • a metal carbite, a metal oxide, a cermet or an alloy of these materials be, wherein powdered material particles by means of a thermal spray process, preferably by means of a detonation gun in the inner surfaces of the mold be shot in or using a plasma torch in the plasma jet be thrown onto the inner surface of the mold.
  • DE-OS 1 957 332 discloses a continuous casting mold for casting metal, especially steel, in which at least the one that encompasses the bathroom mirror area Part of the walls of the mold main body forming the mold cavity from one Use of a material with a material that is different from that of the main mold body lower thermal conductivity.
  • the insert can be form-fitting in the walls forming the mold cavity may be inserted. But it can also come from one massive metal body. And finally, the massive one Metal body also consist of a sintered material.
  • As Material for the metal body copper-molybdenum or a copper-chrome alloy or a copper-cobalt-beryllium alloy is provided.
  • Reference number 1873 discloses a casting mold for continuous casting, consisting of low density graphite, with a coating of a thin layer of copper and silver.
  • Reference number 1875 describes a mold with a metal spray coating for forming a mold surface of a thin layer with closely spaced welded particles, which preferably consist of the same metal as the walls of the mold, with a thickness between 0.13 and 1.00 mm.
  • Reference number 1876 describes a mold with a cobalt alloy coating, for example with 50% cobalt and 30% chromium.
  • the coating is applied electrolytically or using a plasma spray to the copper plates.
  • the material of the walls can also consist of a 50% cobalt alloy.
  • Reference number 1877 discloses a mold with a circumferential metal insert with a thermal conductivity lower than copper, for example made of a copper-chromium alloy.
  • Reference number 1878 discloses a metal casting mold with an inner coating layer with lower conductivity and friction than the base material, with a section of the layer, for example, 50 mm above and 300 to 500 mm below the meniscus in the form of a band encircling a large number of both metal and as well as non-metal layers. This layer reduces the heat removal from the surface of the casting material.
  • Reference number 1879 describes a mold with improved thermal conductivity, thermal stress and wear resistance, produced by an inner Nikkel plating and heating in an oxidizing atmosphere to form a Nikkel-Kuper deformation layer.
  • Reference number 1880 describes a mold containing a layer of a hardened copper alloy with more than 85% copper and up to 3% of an alloy element suitable for hardening, for example chromium, silicon, silver, beryllium, the thermal conductivity of the alloy being no less than that of pure copper.
  • Reference number 1881 describes a mold with improved wear resistance. This is achieved by an electrolytic coating of silver or chrome with the highest surface smoothness, or by spray application of a 0.2 to 0.5 mm thick molybdenum layer with a slight smoothing.
  • Reference number 1882 describes a mold made with a metal-ceramic mixture, for example with an 85 to 20 volume percent metal phase made of molybdenum and tungsten, and 15 to 80 volume percent of a ceramic phase made of zirconium oxide, or calcium oxide, or a mixture both oxides. Up to 50 percent by weight of the zirconium oxide can be replaced by rhodium oxide, hafnium oxide or titanium oxide or mixtures thereof. The molds made with it should have an extremely long period of disposal.
  • the reference number 1883 describes a mold with a molded part of a material with 15 to 80 percent by volume finely divided, high-melting oxide-ceramic phase and 85 to 20 percent by volume metal phase.
  • Suitable materials include zirconium oxide as the ceramic component and molybdenum or tungsten as the metal component.
  • Reference number 1884 describes a particularly abrasion-resistant mold consisting entirely of ceramic material such as zirconium oxide, tallium oxide, aluminum oxide, magnesium oxide or mixtures thereof at the filling end. The ceramic zone can be at least 3 mm thick.
  • the reference number 1885 describes a continuous casting mold consisting of a copper casting with an internal electrical deposit using a solution of copper cyanide.
  • the comparatively broad state of the art essentially includes training the mold surfaces in direct contact with molten steel, the highest thermal, metallurgical and mechanical loads exposed, with resistant coatings or with inserts made of special materials.
  • the invention has for its object to accommodate the immediate Contact with a suitable working coating on the steel melt Base material of the mold plates, for example copper or copper alloy, suitable Formation of an intermediate layer to indicate the heat flow density, especially when casting peritectic steels and austenitic steels Stainless steels reduced, which increased relative to the board base material Compensates for the elasticity of the working coating and its differences in strength and the resulting from constantly repeated temperature changes withstands extreme loads.
  • a suitable working coating on the steel melt Base material of the mold plates for example copper or copper alloy
  • suitable Formation of an intermediate layer to indicate the heat flow density especially when casting peritectic steels and austenitic steels
  • Stainless steels reduced which increased relative to the board base material Compensates for the elasticity of the working coating and its differences in strength and the resulting from constantly repeated temperature changes withstands extreme loads.
  • the task is solved with a continuous casting mold in the preamble of Claim 1 designated with the invention in that the for recording surface areas of the mold plates provided for the coating or an insert in the form of an intermediate layer between the coating and the Mold plate material with at least one roughened surface, or made of porous Material are formed.
  • This rough intermediate layer is particularly advantageous for the latter Porosity is the heat flow density between the steel melt on the one hand and the base material of the mold plates, on the other hand, significantly reduced the thermal expansion differences between the working coating on the one hand and the mold plate base material on the other hand as well the differences in strength between these compensated and thus the out Repeated changes in temperature caused extreme stresses relativized.
  • the intermediate layer can also be very advantageously applied to the base material Mold made of sintered metal that can be applied under high pressure and high temperature with a rough surface according to their porosity.
  • the roughened surface can be targeted by heat treatment producible scale skin.
  • FIG. 1 shows part of a continuous casting mold which can be assembled from copper plates, in particular for the continuous casting of thin slabs of steel, the Containing plates, in particular in the meniscus area 6, with a working coating 1 different metals, metal oxides or ceramic material corrosion or are equipped with abrasion resistance, the according to the invention provided for receiving the coating 1 surface areas in the form of a Intermediate layer 3 between the working coating 1 and the mold plate material 4 with at least one roughened surface 5 or made of porous material are trained.
  • FIG. 2 The exemplary embodiment according to the invention according to FIG. 2 in that an insert 2 in the mold wall 4 instead of the coating 1 is provided. There is between this insert 2 and the mold plate material 4 an intermediate layer 3 with at least one roughened surface 5 or made of porous Material trained.
  • the intermediate layer 3 can have a thickness between 100 and 1000 microns, the roughness of the roughened surface 5 between 25 and 250 microns is.
  • the intermediate layer 3 contains, on the one hand, one corresponding to the mold base material 4 Material component, for example copper or copper alloy, and on the other hand a material component corresponding to the working coating 1 such as metal oxide, ceramic or special metallic materials, e.g. B. Cr, Si, Co, Ni, Ag, Al or other mixtures.
  • Material component for example copper or copper alloy
  • a material component corresponding to the working coating 1 such as metal oxide, ceramic or special metallic materials, e.g. B. Cr, Si, Co, Ni, Ag, Al or other mixtures.
  • the roughened surface 5 is produced by sandblasting or shot peening. But it can also be in the form of fine sharp notches by mechanical Machining such as milling, face turning, rough grinding, scoring or blasting his.
  • the intermediate layer 3 one on the base material 4 of the mold under layer of sintered metal with high pressure and high temperature is a rough surface 5 according to its porosity.
  • the roughened surface 5 can be made by heat treatment producible scale skin.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine aus Kupferplatten zusammensetzbare Stranggiesskokille zum Gießen von Rohren, Blöcken, Brammen oder dergleichen, insbesondere zum Stranggiessen von Dünnbrammen aus Stahl, deren Platten insbesondere im Meniskusbereich mit einer Beschichtung oder mit einem Einsatz eines Sonderwerkstoffes, enthaltend unterschiedliche Metalle, Metalloxide oder Keramikwerkstoff ausgerüstet sind. Zur Aufnahme der Beschichtung (1) bzw. eines Einsatzes (2) sind Flächenbereiche der Kokillenplatten vorgesehen, die in Form einer Zwischenschicht (3) zwischen der Beschichtung und dem Kokillenplattenmaterial (4) mit wenigstens einer gerauhten Oberfläche (5) oder aus porösem Material ausgebildet sind. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine aus Kupferplatten zusammensetzbare Stranggießkokille zum Gießen von Rohren, Blöcken, Brammen oder dergleichen, insbesondere zum Stranggießen von Dünnbrammen aus Stahl, deren Platten insbesondere im Meniskusbereich mit einer Beschichtung oder mit einem Einsatz eines Sonderwerkstoffs enthaltend unterschiedliche Metalle, Metalloxide oder Keramikwerkstoff ausgebildet sind.
Stranggießkokillen bestimmen das Format bspw. einer im Entstehen begriffenen Bramme aus Flüssigstahl, und sorgen durch intensive Wärmeabfuhr für die anfängliche Bildung einer Strangschale. Im Meniskusbereich, dem Kontaktbereich des Flüssigstahls mit dem Kupfer, erfolgt ein äußerst starker Wärmeübergang mit Erhöhung der Kupferwandtemperatur, teilweise bis über die zulässige Festigkeitsgrenze des Kupfers.
Dies ergibt im Laufe der Betriebszeit zunehmende Schädigungen der Kupferplatte, wobei es in Abhängigkeit von der Wärmestromdichte auch zu Schädigungen der im Entstehen begriffenen Strangschale kommen kann.
Defekte Kupferplatten führen dann im Laufe des Gießbetriebes meistens zu Fehlern in der Ausbildung bzw. auf der Oberfläche des Stranges.
In der Vergangenheit wurden immer wieder Versuche unternommen, den Wärmestrom bzw. den innigen Kontakt des Flüssigstahls zu den Kupferplatten der Kokille zu mindern. Bekannt sind
Figure 00020001
Hot-top"-Kokillen, das heißt solche, welche die Wärmestromdichte im Meniskusbereich und darunter reduzieren. Diese bewirken, daß die Strangschale langsamer und dadurch gleichmäßiger wächst.
Bekannt sind hierfür:
  • Ni-Einsätze oder Ni-Beschichtungen,
  • extrem dicke Kupferplatten,
  • Nuten in der Oberfläche der Arbeitsseite der Kupferplatte,
  • gestrahlte Arbeitsflächen der Kupferplatte.
Alle diese Varianten haben Nachteile und führen nicht zum gewünschten Resultat, nämlich die Platten von Kokillen gegenüber Schädigungen durch Verschleiß wirksam zu schützen.
Das Dokument DE 0 492 264 B1 offenbart eine Kokille zum Stranggießen von Dünnbrammen, deren Breitseitenwände mit einer Reinkupferschicht von 1 bis 8 mm als Arbeitsbeschichtung, oder mit einer Reinkupferschicht von 0,2 bis 0,4 mm als Grundlage für eine auf dieser befindliche verschleißfeste Arbeitsbeschichtung versehen sind. Diese Arbeitsbeschichtung kann im wesentlichen aus Nickel oder aus Chrom oder aus Molybdän, bzw. auch aus Metallkeramik bestehen.
Die DE-OS 1 508 975 offenbart eine Metallgußform, insbesondere eine Durchlaufkokille für das Stranggießen von Stahl, die aus einem Hohlräume aufweisenden Körper aus einem Metall von hoher Festigkeit besteht, in dessen Hohlräume ein diese ausfüllendes anderes Metall hoher Wärmeleitfähigkeit eingebracht ist. Das in den Körper eingebrachte Metall kann einen wesentlich niedrigeren Siedepunkt als das für den Körper verwendete Metall haben und einen großen Temperaturbereich zwischen Schmelz- und Siedepunkt aufweisen. Der aus hochfestem Metall bestehende Körper ist entweder skelettartig ausgebildet, oder er weist eine poröse Struktur auf. Der Körper kann aus Wolfram, Molybdän oder einem ähnlichen Metall bestehen, in dessen Hohlräume Silber oder Kupfer eingebracht ist. Weiterhin können in den Hohlräume aufweisenden Körper Aluminium, Titan, Beryllium oder Silizium eingebracht sein.
Die DE 40 39 230 A1 beschreibt ein Verfahren zum Beschichten einer in einer Stranggießanlage eingesetzten Durchlaufkokille mit oberflächenhartem Material, insbesondere zum Beschichten einer Kokille für eine Brammen-Stranggießanlage, deren Konstruktionswerkstoff aus Kupfer oder einer Kupferlegierung besteht. Die die Metallschmelze führenden Innenflächen der Kokille werden vom Eingießbereich bis zum Austrittsbereich und gegebenenfalls quer dazu in Flächenbereichen bzw. in Flächensegmenten nach Maßgabe der schleißenden Beanspruchung und/oder nach Maßgabe der Wärmeleitfähigkeit und/oder nach Maßgabe des thermischen Ausdehnungskoeffizienten beschichtet. Als oberflächenhartes Material kann Platin mittels Sprengplatieren aufgetragen werden. Es kann aber auch ein Metallkarbit, ein Metaloxid, ein Cermet oder eine Legierung aus diesen Materialien sein, wobei pulverisierte Materialpartikel mittels eines thermischen Spritzverfahrens, vorzugsweise mittels Detonationskanone in die Innenflächen der Kokille eingeschossen werden oder mittels eines Plasmabrenners im Plasmastrahl auf die Innenflächen der Kokille geschleudert werden.
Die DE-OS 1 957 332 offenbart eine Stranggießkokille zum Gießen von Metall, insbesondere Stahl, bei der zumindest der den Badspiegelbereich umfassende Teil der den Formhohlraum bildenden Wände des Kokillengrundkörpers aus einem Einsatz eines Materials mit einer gegenüber dem Material des Kokillengrundkörpers geringeren Wärmeleitfähigkeit besteht. Der Einsatz kann formschlüssig in die den Formhohlraum bildenden Wände eingefügt sein. Er kann aber auch aus einem massiven Metallkörper hergestellt sein. Und schließlich kann der massive Metallkörper auch aus einem gesinterten Material bestehen. Weiterhin sind als Material für den Metallkörper Kupfer-Molybdän oder eine Kupfer-Chrom-Legierung oder eine Kupfer-Kobalt-Beryllium-Legierung vorgesehen.
Aus dem Dokument HANDBOOK ON CONTINUOUS CASTING, Aluminium-Verlag, Seite 316, Kennziffern 1873 bis 1885 sind Auszüge aus Veröffentlichungen bzw. Patenten entnehmbar, welche im Stand der Technik bekannt gewordene Vorschläge zur Verbesserung der Standfähigkeit von Kokillenplatten enthalten.
Kennziffer 1873, Ascast offenbart eine Gießform für Stranggießen, bestehenden aus Graphit von geringer Dichte, mit einem Überzug einer dünnen Lage von Kupfer und Silber.
Referenzziffer 1875 beschreibt eine Kokille mit einem Metall-Spritzüberzug zur Ausbildung einer Formoberfläche einer dünnen Lage miteinander mit engen Zwischenräumen verschweißter Partikel, welche bevorzugt aus dem gleichen Metall wie die Wände der Kokille bestehen, mit einer Dicke zwischen 0,13 und 1,00 mm.
Referenzziffer 1876 beschreibt eine Kokille mit einem Überzug einer Kobald-Legierung, beispielsweise mit 50 % Kobald und 30 % Chrom. Der Überzug wird elektrolytisch oder mittels Plasma-Spray auf die Kupferplatten aufgetragen. Das Material der Wände kann ebenfalls aus einer 50 % Kobald-Legierung bestehen.
Referenzziffer 1877 offenbart eine Kokille mit einem umlaufenden Metall-Einsatz mit einer Wärmeleitfähigkeit geringer als Kupfer, beispielsweise aus einer Kupfer-Chrom-Legierung.
Referenzziffer 1878 offenbart eine Metall-Gießkokille mit einer inneren Überzugsschicht mit geringerer Leitfähigkeit und Reibung als das Grundmaterial, wobei ein Abschnitt der Schicht zum Beispiel 50 mm oberhalb und 300 bis 500 mm unterhalb vom Meniskus in Form eines Bandes rings umlaufend aus einer Vielzahl sowohl Metall- als auch Nichtmetall-Schichten aufgebaut ist. Durch diese Schicht wird der Wärmeentzug von der Oberfläche des Gießmaterials verringert. Referenzziffer 1879 beschreibt eine Kokille mit verbesserter Wärmeleitfähigkeit, Wärmebelastung und Verschleißbeständigkeit, hergestellt durch eine innere Nikkel-Platierung und Aufheizen in oxidierender Atmosphäre unter Bildung einer Nikkel-Kuper-Deformationsschicht.
Referenzziffer 1880 beschreibt eine Kokille, enthaltend eine Schicht einer gehärteten Kupfer-Legierung mit mehr als 85 % Kupfer und bis zu 3 % eines Legierungselementes mit Eignung zur Härtung, beispielsweise Chrom, Silizium, Silber, Beryllium, wobei die Wärmeleitfähigkeit der Legierung nicht geringer als die von Reinkupfer sein darf.
Referenzziffer 1881 beschreibt eine Kokille mit verbessertem Verschleißwiderstand. Dieser wird erreicht durch einen elektrolytischen Überzug von Silber oder Chrom mit höchster Oberflächenglätte, oder durch einen Spray-Auftrag einer 0,2 bis 0,5 mm dicken Molybdän-Schicht mit leichter Glättung.
Referenzziffer 1882 beschreibt eine Kokille, hergestellt mit einer Metall-Keramik-Mischung, beispielsweise mit einer 85 bis 20 volumenprozentigen Metall-Phase aus Molybdän und Wolfram, und 15 bis 80 Volumen-Prozent einer Keramik-Phase aus Zirkonoxid, oder Calciumoxid, oder einer Mischung beider Oxide. Bis zu 50 Gewichtsprozent des Zirkonoxids können ersetzt sein durch Rhodium-Oxid, Hafnium-Oxid, oder Titanoxid, bzw. deren Mischungen. Die damit hergestellten Kokillen sollen eine extrem lange Verfügungsdauer haben.
Die Referenzziffer 1883 beschreibt eine Kokille mit einem Formteil eines Materials mit 15 bis 80 Volumen-Prozent fein verteilter, hoch schmelzender Oxid-Keramik-Phase und 85 bis 20 Volumen-Prozent Metall-Phase. Geeignete Materialien bestehen zum Beispiel aus Zirkonoxide als Keramik-Komponente und aus Molybdän oder Wolfram als Metallkomponente.
Referenzziffer 1884 beschreibt eine besonders abrasionsresistente Kokille bestehend am Einfüllende vollständig aus Keramik-Material wie Zirkonoxid, Talliumoxid, Aluminiumoxid, Magnesiumoxid oder deren Mischungen. Die Keramik-Zone kann mindestens 3 mm dick sein.
Die Referenzziffer 1885 beschreibt eine Stranggießkokille bestehend aus einem Kupfer-Gußstück mit einer inneren Elektro-Ablagerung unter Verwendung einer Lösung von Kupfer-Zyanid.
Der vergleichsweise breite Stand der Technik umfaßt im wesentlichen die Ausbildung der unmittelbar mit flüssiger Stahlschmelze im Kontakt befindlichen Kokillenflächen, die höchsten thermischen, metallurgischen und mechanischen Belastungen ausgesetzt sind, mit resistenten Beschichtungen oder mit Einsätzen aus Sonderwerkstoffen.
Ziel solcher Optimierungsversuche sind:
  • Reduzierung der Wärmestromdichte für den Übergangsbereich Kokillenwand/Stahlschmelze.
  • Erhöhung der Haltbarkeit der Kupferplatten und Vermeidung von Auswaschungen und Erosion von deren Oberflächen, die unweigerlich Schäden am Gießprodukt verursachen würden.
    Eine wesentliche Schwierigkeit ergibt sich hierbei zum Beispiel aus gravierenden Unterschieden der Wärmeleitfähigkeit der für die Schutzüberzüge verwendeten Metalle, die sich auch mit steigender Temperatur weiter verschieben (siehe Tabellen I., II., III.).
Die schlechtere Wärmeleitfähigkeit von Nickel und Chrom gegenüber Kupfer führt zu einer höheren Erwärmung und somit zu größerem Volumenwachstum bei Nikkel und Chrom gegenüber Kupfer. Beispielsweise erhöht eine poröse Beschichtung auf der Arbeitsseite die Wärmestromdichte infolge Hohlraumbildung und erhöht die Dehnfähigkeit der Schicht durch Volumenwachstum des Kupfers in die Hohlräume hinein.
Infolge dessen muß durch eine geeignete Kontaktfläche zwischen der metallischen Kupferplatte und einer Beschichtung oder einem Einsatz aus unterschiedlichen Material und gegebenenfalls mehreren Schichten unterschiedlichen Materials dafür gesorgt werden, daß die unterschiedlichen Wärmeleitung und Dehnung zwischen Grundmaterial und Verschleißschicht kompensiert wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zur Aufnahme der für den unmittelbaren Kontakt mit Stahlschmelze geeigneten Arbeitsbeschichtung auf dem Grundmaterial der Kokillenplatten, zum Beispiel Kupfer oder Kupferlegierung, geeignete Ausbildung einer Zwischenschicht anzugeben, welche die Wärmestromdichte, insbesondere beim Gießen von peritektischen Stählen und von austenitischen Rostfreistählen reduziert, die relativ zum Plattengrundmaterial erhöhte Dehnfähigkeit der Arbeitsbeschichtung sowie deren Festigkeitsunterschiede ausgleicht und den aus ständig wiederholtem Temperaturwechsel sich ergebenden extremen Beanspruchungen widersteht.
Die Lösung der Aufgabe gelingt bei einer Stranggießkokille der im Oberbegriff von Anspruch 1 bezeichneten Art mit der Erfindung dadurch, daß die zur Aufnahme der Beschichtung bzw. eines Einsatzes vorgesehenen Flächenbereiche der Kokillenplatten in Form einer Zwischenschicht zwischen der Beschichtung und dem Kokillenplattenmaterial mit wenigstens einer gerauten Oberfläche, oder aus porösen Material ausgebildet sind.
Mit großem Vorteil wird durch diese rauhe Zwischenschicht insbesondere bei deren Porosität die Wärmestromdichte zwischen der Stahlschmelze einerseits und dem Grundmaterial der Kokillenplatten andererseits wesentlich reduziert, darüber hinaus die thermisch bedingten Dehnungsunterschiede zwischen der Arbeitsbeschichtung einerseits und dem Kokillenplattengrundmaterial andererseits sowie die Unterschiede der Festigkeit zwischen diesen ausgeglichen und damit die aus ständig wiederholten Temperaturwechseln hervorgerufenen extremen Beanspruchungen relativiert.
Sehr vorteilhaft kann auch die Zwischenschicht eine auf das Grundmaterial der Kokille unter hohem Druck und hoher Temperatur aufbringbare Schicht aus Sintermetall mit einer entsprechend ihrer Porosität rauhen Oberfläche sein.
Und schließlich kann die geraute Fläche eine durch Wärmebehandlung gezielt herstellbare Zunderhaut sein.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Erläuterung eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles. Es zeigen:
Figur 1
im Schnitt einen Teil einer Kokillen-Kupferplatte, welche insbesondere im Meniskusbereich mit einer Arbeitsbeschichtung korrosions- bzw. abrasionsresistent ausgerüstet ist,
Figur 2
einen Teil einer Kokillen-Kupferplatte im Schnitt mit Einsatz eines Sonderwerkstoffs im Meniskusbereich der Schmelze.
Figur 1 zeigt einen Teil einer aus Kupferplatten zusammensetzbaren Stranggießkokille, insbesondere zum Stranggießen von Dünnbrammen aus Stahl, deren Platten insbesondere im Meniskusbereich 6 mit einer Arbeitsbeschichtung 1, enthaltend unterschiedliche Metalle, Metalloxide oder Keramikwerkstoff korrosions- bzw. abrasionsresistent ausgerüstet sind, wobei nach Maßgabe der Erfindung die zur Aufnahme der Beschichtung 1 vorgesehenen Flächenbereiche in Form einer Zwischenschicht 3 zwischen der Arbeitsbeschichtung 1 und dem Kokillenplattenmaterial 4 mit wenigstens einer gerauten Oberfläche 5 bzw. aus porösen Material ausgebildet sind.
Davon unterscheidet sich das erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 dadurch, daß anstelle der Beschichtung 1 ein Einsatz 2 in der Kokillenwand 4 vorgesehen ist. Zwischen diesem Einsatz 2 und dem Kokillenplattenmaterial 4 ist eine Zwischenschicht 3 mit wenigstens einer gerauten Oberfläche 5 bzw. aus porösen Material ausgebildet.
Die Zwischenschicht 3 kann eine Dicke zwischen 100 und 1000 Mikronen aufweisen, wobei die Rautiefe der aufgerauten Oberfläche 5 zwischen 25 und 250 Mikronen beträgt.
Die Zwischenschicht 3 enthält einerseits eine dem Kokillen-Grundmaterial 4 entsprechenden Materialkomponente, zum Beispiel Kupfer oder Kupfer-Legierung, und andererseits eine der Arbeitsbeschichtung 1 entsprechender Materialkomponente wie Metalloxid, Keramik oder metallische Sonderwerkstoffe, z. B. Cr, Si, Co, Ni, Ag, Al oder andere Mischungen.
Die aufgeraute Oberfläche 5 ist durch Sandstrahlen oder Kugelstrahlen hergestellt. Sie kann aber auch in Form von feinen scharfen Kerben durch mechanische Bearbeitung wie Fräsen, Plandrehen, Grobschleifen, Ritzen oder Strählen hergestellt sein.
Eine weitere Möglichkeit der Herstellung der aufgerauten Oberfläche 5 besteht darin, daß die Zwischenschicht 3 eine auf das Grundmaterial 4 der Kokille unter hohem Druck und hoher Temperatur aufbringbare Schicht aus Sintermetall mit einer entsprechend ihrer Porosität rauhen Oberfläche 5 ist.
Und schließlich kann die aufgeraute Oberfläche 5 eine durch Wärmebehandlung herstellbare Zunderhaut sein.

Claims (8)

  1. Aus Kupferplatten zusammensetzbare Stranggiesskokille zum Gießen von Rohren, Blöcken, Brammen oder dergleichen, insbesondere zum Stranggiessen von Dünnbrammen aus Stahl, deren Platten insbesondere im Meniskusbereich mit einer Beschichtung oder mit einem Einsatz eines Sonderwerkstoffes, enthaltend unterschiedliche Metalle, Metalloxide oder Keramikwerkstoff ausgerüstet sind,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die zur Aufnahme der Beschichtung (1) bzw. eines Einsatzes (2) vorgesehenen Flächenbereiche der Kokillenplatten in Form einer Zwischenschicht (3) zwischen der Beschichtung und dem Kokillenplattenmaterial (4) mit wenigstens einer gerauhten Oberfläche (5) oder aus porösem Material ausgebildet sind.
  2. Stranggiesskokille nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Zwischenschicht (3) eine Dicke zwischen 100 µm und 1000 µm aufweist, und dass die Rauhtiefe der aufgerauhten Oberfläche (5) zwischen 25 und 250 µm beträgt.
  3. Stranggiesskokille nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Zwischenschicht (3) einerseits eine dem Kokillen-Plattenmaterial (4) entsprechende Materialkomponente, z. B. Kupfer oder Kupferlegierung, und andererseits eine der Beschichtung (1) entsprechende Materialkomponente wie Metalloxid, Keramik oder metallische Sonderwerkstoffe, z. B. Cr, Si, Co, Ni, Ag, Al, oder deren Mischungen enthält.
  4. Stranggiesskokille nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die gerauhte Oberfläche (5) durch Sandstrahlen oder Kugelstrahlen hergestellt ist.
  5. Stranggiesskokille nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die gerauhte Fläche (5) in Form von feinen scharfen Kerben durch mechanische Bearbeitung wie Fräsen, Plandrehen, Grobschleifen, Ritzen oder Strählen hergestellt ist.
  6. Stranggiesskokille nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die gerauhte Fläche (5) durch Ätzen mittels korrodierender Einwirkung von Säure oder Lauge hergestellt ist.
  7. Stranggiesskokille nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Zwischenschicht (3) eine auf das Plattenmaterial (4) der Kokille unter hohem Druck und hoher Temperatur aufbringbare Schicht aus Sintermetall mit einer entsprechend ihrer Porosität rauhen Oberfläche (5) ist.
  8. Stranggiesskokille nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die gerauhte Fläche (5) eine durch Wärmebehandlung herstellbare Zunderhaut ist.
EP00114706A 1999-07-15 2000-07-08 Stranggiesskokille Withdrawn EP1068913A1 (de)

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DE1999133026 DE19933026A1 (de) 1999-07-15 1999-07-15 Stranggießkokille

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DE (1) DE19933026A1 (de)

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