EP4731361A1

EP4731361A1 - Kokille mit teilweise beschichteter kokillenplatte

Info

Publication number: EP4731361A1
Application number: EP24729311.1A
Authority: EP
Inventors: Martin POBERER; Jürgen PANWINKLER; Josef MÖRTL
Original assignee: Voestalpine Stahl GmbH
Current assignee: Voestalpine Stahl GmbH
Priority date: 2023-06-21
Filing date: 2024-06-04
Publication date: 2026-04-29
Also published as: WO2024260716A1; EP4480600A1

Abstract

Eine Kokille zum Stranggießen von Metallen wird von Kokillenplatten begrenzt, zwischen denen ein schmelzflüssiges Metall zu einem Metallstrang gegossen wird. Wenigstens eine Kokillenplatte ist zumindest in einer sich in Gießrichtung erstreckenden inneren Zone mit einer auslaufseitigen vollflächigen verschleißfesten Beschichtung versehen. Die Kokillenplatte weist einen einlaufseitigen Bereich auf, der unbeschichtet oder zumindest teilweise mit einem Beschichtungsmuster beschichtet ist. Eine Grenzlinie zwischen dem einlaufseitigen Bereich und der auslaufseitigen vollflächigen Beschichtung ist zumindest abschnittsweise schrägverlaufend gegenüber einer senkrecht zur Gießrichtung orientierten Querrichtung der Kokille. Die Grenzlinie enthält eine Mehrzahl von schräg in Gießrichtung aufsteigenden Linienflanken und eine Mehrzahl von schräg in Gegengießrichtung abfallenden Linienflanken, wobei aufsteigende und abfallende Linienflanken abwechselnd angeordnet sind.

Description

KOKILLE MIT TEILWEISE BESCHICHTETER KOKILLENPLATTE

Die Erfindung betri f ft eine Kokille zum Stranggießen von Metallen .

Stranggießen ist ein kontinuierliches Gießverfahren, bei dem Metall durch eine bodenlose Gieß form (Kokille ) gegossen wird und am Auslauf der Kokille mit erstarrter Schale und meist noch flüssigem Kern abgezogen wird . Als Metalle können sowohl Eisenlegierungen (beispielsweise Stähle ) als auch Nichteisenlegierungen, wie beispielsweise Kupferlegierungen oder Aluminium, stranggegossen werden .

Während Kokillen für kleinere Querschnitte ( z . B . zum Gießen von Knüppeln) meist als Rohr oder Formrohr ausgeführte werden, bestehen Kokillen für größere Querschnitte ( z . B . zum Gießen von Brammen oder Vorblöcken) oft aus einzelnen Platten .

Im einlauf seif igen Bereich der Kokille muss eine hohe Wärmeabfuhr gewährleistet sein, um einen hohen Durchsatz (hohe Gießgeschwindigkeit ) zu ermöglichen . In diesem Bereich bildet sich die Strangschale aus . Im weiteren Verlauf der Kokille kann eine geringere Wärmeabfuhr toleriert werden, während höhere Anforderungen an die Verschleiß festigkeit der Kokillenwände gestellt werden .

In einem Bereich der Kokille , in dem sich die Strangschale bildet und noch dünn ist , besteht die Gefahr des Aufreißens der dünnen Strangschale . Für eine hohe Produktionssicherheit sollte diese Gefahr möglichst geringgehalten werden .

Es ist bekannt , Kokillenplatten im auslauf seif igen Bereich mit einer verschleiß festen Beschichtung zu versehen, um den beim Gießprozess auftretenden Plattenverschleiß zu reduzieren und gegebenenfalls eine verbesserte Gleit fähigkeit der Oberfläche zu schaf fen .

Die Beschichtung reduziert die Wärmeabfuhr im auslauf seif igen Bereich, was j edoch aufgrund der geringeren Anforderungen in diesem Bereich toleriert werden kann .

Im Übergangsbereich zwischen dem unbeschichteten Bereich der Kokillenplatte und der Beschichtung kann es zu einer übermäßigen Abnutzung der Kokillenplatte kommen . Die Abnutzung tritt hauptsächlich im unbeschichteten Teil kurz vor dem Übergang zur Beschichtung auf . Auch wenn die restliche Kokillenplatte noch keinerlei Schäden aufweist , kann es vorkommen, dass dieser Bereich der Platte so stark beschädigt ist , dass die gesamte dem Strang zugewandte Oberfläche der Kokillenplatte nachgearbeitet werden muss .

CN 110076306 A beschreibt eine ganz flächig beschichtete Kokillenplatte mit unterschiedlichen Beschichtungsstärken im einlauf seif igen und auslauf seif igen Bereich .

EP 3 213 838 Bl beschreibt eine Kokillenplatte , die im einlaufseitigen Bereich mit Füllmaterial-Abschnitten realisiert ist , um dort eine geringere oder höhere Wärmeabfuhr zu erzielen . Die Kokillenplatte kann mit einer Beschichtung versehen sein, die auch im einlauf seif igen Bereich vorhanden ist .

Eine der Erfindung zugrunde liegende Aufgabenstellung kann darin gesehen werden, eine verschleißoptimierte Kokille zu schaf fen, die die Anforderungen an die Wärmeabfuhr erfüllt . Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabenstellung wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst . Aus führungsbeispiele und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche .

Demnach wird eine Kokille zum Stranggießen von Metallen von Kokillenplatten begrenzt , zwischen denen ein schmel z flüssiges Metall zu einem Metallstrang gegossen wird . Wenigstens eine Kokillenplatte ist zumindest in einer sich in Gießrichtung erstreckenden inneren Zone mit einer auslauf seif igen, vollflächigen, verschleiß festen Beschichtung versehen . Die Kokillenplatte weist einen einlauf seif igen Bereich auf , der unbeschichtet oder zumindest teilweise mit einem Beschichtungsmuster beschichtet ist . Eine Grenzlinie zwischen dem einlauf seif igen Bereich und der auslauf seif igen voll flächigen Beschichtung ist zumindest abschnittsweise schrägverlauf end gegenüber einer senkrecht zur Gießrichtung orientierten Querrichtung der Kokille . Die Grenzlinie enthält eine Mehrzahl von schräg in Gießrichtung auf steigenden Linienflanken und eine Mehrzahl von schräg in Gegengießrichtung abfallenden Linienflanken, wobei aufsteigende und abfallende Linienflanken abwechselnd angeordnet sind .

Durch den unbeschichteten oder zumindest teilweise mit einem Beschichtungsmuster beschichteten einlauf seif igen Bereich wird erreicht , dass dort eine hohe Wärmeabfuhr gewährleistet ist . Die voll flächige , verschleiß feste Beschichtung im auslauf seif igen Bereich ermöglicht es , diesen mechanisch höher beanspruchten Bereich vor Verschleiß wirksam zu schützen . Dabei wird durch die zumindest abschnittsweise schrägverlauf ende Grenzlinie zwischen den beiden Bereichen erreicht , dass sich der Übergang vom weicheren, unbeschichteten in den härteren, voll flächig beschichteten Bereich über eine gewisse Distanz erstreckt , über die eine zunehmende Stützung der Strangschale in Gießrichtung realisiert wird . Dies verhindert , dass es in Gießrichtung vor der Grenzlinie zu einer übermäßigen Abnutzung des einlauf seitigen unbeschichteten Bereichs kommt , welche bei einer normal zur Gießrichtung ( d . h . in Querrichtung der Kokille ) verlaufenden Grenzlinie auftritt .

Insbesondere kann durch diese Maßnahme verhindert werden, dass eine Kokillenplatte bereits nach relativ kurzer Einsatzdauer im Bereich kurz vor der Grenzlinie Schäden aufweist und nachgearbeitet ( z . B . nachgeschweißt ) werden muss , auch wenn die restliche Kokillenplatte noch keine Schäden aufweist . Mit anderen Worten wird durch die zumindest abschnittsweise Schrägstellung der Grenzlinie der verschleißkritische Bereich der Kokille kurz vor der (üblicherweise in Querrichtung verlaufenden) Grenzlinie entschärft .

Außerdem kann die zumindest abschnittsweise Schrägstellung der Grenzlinie die Gefahr eines Aufreißens der Strangschale möglicherweise verringern .

Durch die Mehrzahl von schräg in Gießrichtung auf steigenden Linienflanken und die Mehrzahl von schräg in Gegengießrichtung abfallenden Linienflanken, die abwechselnd angeordnet sind, wird erreicht , dass die durch die Beschichtung bewirkte Stützung der Strangschale über eine gewisse Übergangsregion zunehmend aufgebaut wird .

Ein Winkel zwischen einer auf steigenden Linienflanke und einer abfallenden Linienflanke kann beispielsweise zwischen 40 ° und 140 ° , insbesondere 70 ° und 110 ° betragen . Durch die Wahl des Winkels kann die Länge der Übergangsregion beeinflusst werden . Beispielsweise kann die Grenzlinie zumindest abschnittsweise einen gezackten, welligen, zinnenförmigen oder in anderer Form in Gießrichtung variierenden Grenzlinienverlauf enthalten .

Eine Variationshöhe des Grenzlinienverlaufs gemessen in Gießrichtung als Abstand zwischen einlauf seif igen und auslaufseitigen Umkehrstellen des Grenzlinienverlaufs kann beispielsweise in einem Bereich zwischen 30 und 200 mm, insbesondere 60 und 150 mm, liegen . Die Variationshöhe kann der Länge der Ubergangsregion, in der die Stützung der Strangschale ( zumindest in der inneren Zone ) auf 100% aufgebaut wird, entsprechen .

Gemessen in Querrichtung der Kokille kann eine Variationsbreite des Grenzlinienverlaufs , gemessen als Abstand zwischen benachbarten auslauf seif igen Umkehrstellen des Grenzlinienverlaufs , in einem Bereich zwischen 30 und 200 mm, insbesondere 60 und 150 mm, liegen . Somit kann beispielsweise eine Variationsbereite eingestellt werden, die im Wesentlichen ( z . B . mit einer Abweichung gleich oder kleiner als 50% oder 30% oder 20 % oder 10% ) der Variationshöhe des Grenzlinienverlaufs entspricht . Es ist j edoch auch möglich, die Variationsbreite deutlich abweichend von der Variationshöhe zu wählen .

Der einlauf seif ige Bereich kann in der sich in Gießrichtung erstreckenden inneren Zone ( die sich auch über die gesamte Plattenbreite erstrecken kann) vollständig unbeschichtet sein, es ist j edoch auch möglich, dass dieser Bereich zumindest teilweise mit einem Beschichtungsmuster beschichtet ist , welches beispielsweise strei fenförmige Beschichtungsstrukturen aufweist . Das Beschichtungsmuster ermöglicht es , bereits im einlauf seif igen Bereich vor der Ubergangsregion eine partielle Stützung der Strangschale zu realisieren . Sofern das Beschichtungsmuster strei fenförmige Beschichtungsstrukturen aufweist , können diese so gestaltet sein, dass sie sich schneiden .

Durch sich schneidende strei fenförmige Beschichtungsstrukturen oder auch in anderer Weise lässt sich erreichen, dass das Beschichtungsmuster ein Array aus insel förmigen, unbeschichteten Feldern der Kokillenplatte definiert . Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn Randlinien von Feldern schrägverlauf end gegenüber der Querrichtung der Kokille orientiert sind . Damit lässt sich die verschleißreduzierende Wirkung von schrägver- laufenden Grenzlinien zwischen beschichteten und unbeschichteten Bereichen auch lokal auf die unbeschichteten Felder der Kokillenplatte im Beschichtungsmuster anwenden .

Insbesondere ist es möglich, dass der gesamte Grenzlinienverlauf und/oder sämtliche Randlinien von Feldern keinerlei in Querrichtung orientierte Abschnitte aufweisen .

Beispiele und Aus führungsmöglichkeiten der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert . Die Elemente in den Zeichnungen sind nicht unbedingt maßstabsgetreu zueinander . Gleiche Bezugs zeichen bezeichnen einander entsprechende oder ähnliche Teile . Die Merkmale der verschiedenen dargestellten Aus führungsbeispiele können selektiv kombiniert werden, sofern sie sich nicht gegenseitig ausschließen, und/oder sie können selektiv weggelassen werden, wenn sie nicht als unbedingt erforderlich beschrieben werden .

Figur 1 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Beispiels einer Kokille . Figur 2 zeigt ein Diagramm, in welchem die gewünschte lokale Wärmestromdichte in Abhängigkeit der Kokillenlänge aufgetragen ist .

Figur 3 zeigt ein erstes Beispiel einer Kokillenplatte mit unbeschichteten und beschichteten Bereichen in Draufsicht .

Figuren 4A bis 4C zeigen beispielhafte Verläufe der Grenzl inie zwischen dem unbeschichteten Bereich und dem beschichteten Bereich .

Figur 5 zeigt ein zweites Beispiel einer Kokillenplatte mit unbeschichteten und beschichteten Bereichen in Draufsicht .

Figur 6 zeigt ein drittes Beispiel einer Kokillenplatte mit unbeschichteten und mit einem Beschichtungsmuster beschichteten Bereichen in Draufsicht .

Figur 1 zeigt in beispielhafter Weise einen Querschnitt durch eine Kokille 100 . The Kokille 100 ist eine Gieß form, mittels welcher aus schmel z flüssigem Metall 110 ein Metallstrang 120 gebildet wird . Der Prozess ist kontinuierlich, d . h . das schmel z flüssige Metall 110 wird beispielsweise mittels eines Gießrohrs 130 in den einlauf seif igen Bereich 101 der Kokille 100 eingeleitet , aus der der Metallstrang 120 in einem auslaufseitigen Bereich 102 austritt . Der austretende Metallstrang 120 hat eine Form, die durch die Gieß form (Kokille 100 ) vorgegeben ist .

Innerhalb der Kokille 100 bildet sich durch die Abkühlung an den Kokillenwänden bereits im einlauf seif igen Bereich 101 eine Strangschale 122 aus , die im auslauf seif igen Bereich 102 eine ausreichende Stabilität aufweisen muss , um den Metallstrang 120 nach Austritt aus der Kokille 100 weiter prozessieren zu können, beispielsweise zu führen und dabei gegebenenfalls in einem großen Bogen umzulenken . Die Strangschale 122 , umgibt den flüssigen Kern ( schmel z flüssiges Metall 110 ) des Metallstrangs 120 , der üblicherweise auch austrittseitig der Kokille 100 noch vorhanden ist . Nach dem Durcherstarren des Metallstrangs 120 kann dieser dann in einzelne Brammen geschnitten werden (nicht dargestellt ) .

Die Kokille 100 kann beispielsweise vier Kokillenplatten aufweisen, die die Koki lle 100 in sämtl iche Richtungen quer zur Gießrichtung begrenzen . Bekannt ist ein Aufbau aus zwei sich gegenüberliegenden Breitseitenplatten und zwei sich gegenüberliegenden Schmalseitenplatten . Breitseitenplatten und Schmalseitenplatten können senkrecht zueinander orientiert sein, d . h . die Kokille 100 kann einen rechteckförmigen Querschnitt aufweisen . Bei den in Figur 1 dargestellten Platten 105 , 106 kann es sich alternativ sowohl um einander gegenüberliegende Breitseitenplatten als auch um einander gegenüberliegende Schmalseitenplatten handeln .

Breitseitenplatten 105 , 106 weisen eine größere Ausdehnung in Querrichtung als Schmalseitenplatten 105 , 106 auf . Im Folgenden wird ohne Einschränkung der Allgemeinheit die Erfindung anhand von Breitseitenplatten erläutert .

Figur 2 veranschaulicht anhand verschiedener Stähle die Anforderungen an die Wärmeabfuhr in einer Kokille 100 entlang der Kokillenlänge ( in mm) . Im Bereich direkt unterhalb des Gießspiegels (Meniskus M) wird eine hohe Wärmeabfuhr benötigt , siehe den eingekreisten Bereich . Im auslauf seif igen Bereich 102 kann die Wärmeabfuhr geringer sein, wobei hier j edoch aufgrund der sich bereits stabil ausgebildeten Strangschale höhere Anfor- derungen an die Verschleiß festigkeit der Platten 105 , 106 gestellt sind .

Die Darstellung in Figur 2 bezieht sich auf eine Stahlsorte mit niedrigem Kohlenstof f gehalt , die mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten ( in Meter pro Minute ) in der Kokille 100 gegossen wird . Qualitativ ähnliche Anforderungen können für sämtliche Metalle und/oder Kokillen 100 gelten . Je höher die Gießgeschwindigkeit ist , desto höher sind die Anforderungen an die Fähigkeit der Kokille 100 , insbesondere im einlauf seif igen Bereich 101 Wärme ef fektiv abtransportieren zu können .

Figur 3 zeigt ein erstes Beispiel einer Kokillenplatte 105_l . Die Kokillenlänge ( entspricht der Länge der Kokillenplatte 105_l ) ist mit KL bezeichnet . Die Breite der Kokillenplatte 105_l beträgt B . Die Gießrichtung verläuft in Richtung der Kokillenlänge KL .

Der einlauf seif ige Bereich 101 der Kokillenplatte 105_l ist in dem hier gezeigten Beispiel unbeschichtet (unbeschichtete Bereiche sind schraf fiert dargestellt ) . Er grenzt an einen auslauf seif igen Bereich 102 an, der voll flächig beschichtet ( ohne Schraf fur gezeigt ) ist . In dem in Figur 3 gezeigten Beispiel erstrecken sich beide Bereiche über die gesamte Breite B der Kokillenplatte 105_l .

Eine Grenzlinie G zwischen dem einlauf seif igen, unbeschichteten Bereich 101 und dem auslauf seif igen, beschichteten Bereich 102 ist zumindest abschnittsweise schrägverlauf end gegenüber der Querrichtung (Breite ) der Kokille 100 . In dem hier dargestellten Beispiel weist die Grenzlinie G ausschließlich schrägverlauf ende Abschnitte auf . Es ist j edoch auch möglich, dass die Grenzlinie G auch normal zur Gießrichtung ( d . h . in Querrichtung) orientierte Abschnitte aufweist .

Die Grenzlinie G enthält z . B . zumindest in einer sich in Gießrichtung erstreckenden inneren Zone Z eine Mehrzahl von schräg in Gießrichtung auf steigenden Linienflanken Gl und eine Mehrzahl von schräg in Gegengießrichtung abfallenden Linienflanken G2 , oder sie kann allein aus solchen Linienflanken gebildet sein . Dabei treten die auf steigenden und abfallenden Linienflanken Gl , G2 abwechselnd auf . Insbesondere kann die Grenzlinie G zumindest in der inneren Zone Z zick- zack- förmig realisiert sein, wie dies in Figur 3 beispielhaft gezeigt ist .

Ein Winkel a zwischen einer auf steigenden Linienflanke Gl und einer abfallenden Linienflanke G2 kann beispielsweise zwischen 40 ° und 140 ° , vorzugsweise 70 ° und 110 ° betragen .

Weitere den Grenzlinienverlauf charakterisierende Merkmale können eine Variationshöhe VH und eine Variationsbreite VB der Grenzlinie G sein . Die Variationshöhe VH wird in Gießrichtung als Abstand zwischen einlauf seif igen und auslauf seif igen Umkehrstellen des Grenzlinienverlaufs G gemessen . Die Variationsbreite VB ergibt sich als Abstand zwischen benachbarten auslauf seif igen Umkehrstellen des Grenzlinienverlaufs G .

Sowohl die Variationshöhe VH als auch die Variationsbreite VB können über einen weiten Bereich variieren . Insbesondere können sie j eweils beispielsweise in einem Bereich zwischen 30 und 200 mm, vorzugsweise insbesondere 60 und 150 mm liegen .

Die Variationshöhe VH kann im Wesentlichen gleich der Variationsbreite VB sein, es ist j edoch auch möglich, dass die Variationshöhe VH größer oder - wie in dem in Figur 3 gezeigten Beispiel - kleiner als die Variationsbreite VB ist .

Die innere Zone Z kann beispielsweise gleich oder größer als 50 % oder 60% oder 70% oder 80% oder 90% der Breite B der Kokillenplatte 105_l sein oder der gesamten Breite ( 100% ) Kokillenplatte 105_l entsprechen .

Die Figuren 4A bis 4C zeigen weitere mögliche Grenzlinienverläufe G zwischen dem einlauf seif igen Bereich 101 und dem auslaufseitigen Bereich 102 der Kokille 100 . Sämtliche Grenzlinienverläufe G können periodisch sein . Die Periodenlänge kann entlang dem Grenzlinienverlauf konstant sein oder variieren . Die Periodenlänge entspricht der in Figur 3 anhand eines zick- zack- förmigen Grenzlinienverlaufs G erläuterten Variationsbreite VB ( die zwischen verschiedenen Umkehrstellen ebenfalls variieren kann) .

Figur 4A zeigt einen welligen Grenzlinienverlauf G . Möglich ist auch ein Grenzlinienverlauf G, der an den auslauf seif igen Umkehrstellen Spitzen aufweist und an den einlauf seif igen Umkehrstellen mit Rundungen versehen ist , siehe Figur 4B . Ebenso ist es möglich, die auslauf seif igen Umkehrstellen durch Rundungen zu realisieren und die einlauf seif igen Umkehrstellen als Spitzen aus zubilden . Allgemein können die einlauf seif igen und/oder auslauf seif igen Umkehrstellen beispielsweise stumpfwinklig, spitzwinklig, gebogen, spitzgebogen oder flachbogig ausgeführt sein .

Figur 4G zeigt ein weiteres Beispiel eines Grenzlinienverlaufs G, welches zinnenartig ausgeführt ist , wobei die einzelnen Zinnen trapez förmig bzw . mit Schrägverlaufenden Seitenwandabschnitten gebildet sind . Ferner veranschaulicht Figur 4C in beispielhafter Weise , dass die Grenzlinie G abschnittsweise auch in Querrichtung der Kokille 100 verlaufen kann . Ein Grenzlinienverlauf G, welcher sowohl in Querrichtung verlaufende Abschnitte als auch schrägverlauf ende Abschnitte aufweist , ist für sämtliche hier beispielhaft dargestellten Grenzlinienverläufe G möglich . Die Umkehrstellen des Grenzlinienverlaufs G der Figur 4G sind als die in Querrichtung verlaufenden Abschnitte der Grenzlinie realisiert , d . h . beispielsweise nicht durch Umkehrpunkte (wie z . B . in den Figuren 4A und 4B gezeigt ) , sondern durch geradlinige Umkehrabschnitte gebildet .

Die in den Figuren 4A bis 4G gezeigten beispielhaften Grenzlinienverläufe G können in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden .

In der Ubergangsregion der Länge VH in Gießrichtung baut sich die Stützung der Strangschale 122 durch die Beschichtung zumindest in der inneren Zone von 0% (wenn der einlauf seif ige Bereich 101 wie in Figur 3 gezeigt ohne Beschichtungsmuster ausgeführt ist ) kontinuierlich auf 100% auf . Die Ubergangsregion kann auch al s ein zumindest in der inneren Zone Z teilweise beschichteter Bereich beschrieben werden, welcher unbeschichtete Freibereiche aufweist , die sich in Gießrichtung verj üngen .

Figur 5 zeigt in Draufsicht eine Kokillenplatte 105_2 , die sich von der Kokillenplatte 105_l im Wesentlichen dadurch unterscheidet , dass sich die Beschichtung (nicht schraf fierter Bereich) in den Randbereichen der Kokillenplatte 105_2 bis zum einlauf seif igen Rand der Kokillenplatte 105_2 erstreckt . Da in den Randbereichen der Kokillenplatte 105_2 aufgrund der dort vorhandenen weiteren Kokillenplatten ( z . B . Schmalseiten-Ko- killenplatten) günstigere Voraussetzungen für eine hohe Wärmeabfuhr vorliegen, kann in den Randbereichen auch im einlaufseitigen Bereich 101 eine Beschichtung möglich sein . Wie in Figur 3 ist j edoch auch bei diesem Beispiel eine innere Zone Z vorhanden, innerhalb welcher die Grenzlinie G zwischen den Bereichen 101 und 102 zumindest abschnittsweise schrägverlauf end gegenüber der Querrichtung der Kokillenplatte 105_2 ist .

Figur 6 zeigt ein weiteres Aus führungsbeispiel einer Kokillenplatte 105_3 , die sich von der Kokillenplatte 105_2 der Figur 5 im Wesentlichen dadurch unterscheidet , dass der einlauf seif ige Bereich 101 zumindest teilweise ( in dem hier gezeigten Beispiel vollständig) mit einem Beschichtungsmuster beschichtet ist .

Das Beschichtungsmuster weist beispielsweise strei fenförmige Beschichtungsstrukturen S auf . Die Beschichtungsstrukturen S können j edoch auch gekrümmt oder in anderer Form realisiert sein .

Die Beschichtungsstrukturen S können sich schneiden . Beispielsweise kann dadurch ein Array- förmiges Beschichtungsmuster aus insel förmigen, unbeschichteten Feldern F der Kokillenplatte 105_3 gebildet werden .

Das Beschichtungsmuster kann - wie in Figur 6 beispielhaft dargestellt - regelmäßig sein . In diesen und in anderen Fällen kann es einen konstanten Beschichtungs flächenanteil (bzw . einen konstanten Anteil an nicht beschichteter Fläche ( z . B . gegeben durch die Felder F) aufweisen .

In der bereits beschriebenen Weise ist auch hier eine Grenzl inie G zwischen dem einlauf seif igen Bereich 101 und der auslaufseitigen voll flächigen Beschichtung (Bereich 102 ) zumindest abschnittsweise schrägverlauf end gegenüber der Querrichtung der Kokillenplatte 105_3 . Dabei können Randlinien von Feldern F schrägverlauf end gegenüber der Querrichtung der Kokillenplatte 105_3 orientiert sein . Insbesondere ist es möglich, dass sämtliche Randlinien von Feldern F schrägverlauf end gegenüber der Querrichtung der Kokillenplatte 105_3 orientiert sind .

Randlinien von Feldern F können zumindest abschnittsweise den Grenzlinienverlauf zwischen dem einlauf seif igen Bereich 101 und dem auslauf seif igen Bereich 102 bilden .

Bei dem in Figur 6 dargestellten Beispiel erfolgt schon im einlauf seif igen Bereich 101 durch die dort vorhandenen Beschichtungsstrukturen eine verstärkte Stützung des Metallstrangs 120 . Wie in den vorhergehenden Beispielen tritt auch hier eine Übergangsregion der Länge VH in Gießrichtung auf , über welche die Stützung des Metallstrangs 120 von einem durch das Beschichtungsmuster vorgegebenen Beschichtungs flächenanteil kontinuierlich auf 100% zunimmt .

Die Kokillenplatten 105 , 105_l , 105_2 , 105_3 , 106 können aus einem gut wärmeableitenden Material , beispielsweise aus Kupfer oder einer Kupferlegierung ( z . B . einer Kupfer-Sili zium-Legierung oder einer Kupfer-Chrom-Zirkon-Legierung) bestehen . Die Beschichtung kann eine Metallbeschichtung, beispielsweise aus einer Nickel-Basislegierung oder einer Chrom-Basislegierung sein . Insbesondere kann die Beschichtung eine NiCrBSi-Legierung sein . Alternativ kann die Beschichtung beispielsweise aus einem Karbid- oder einem Keramikmaterial gebildet sein . Die Beschichtung ist so in die Kokillenplatte 105 , 105_l , 105_2 , 105_3 , 106 eingesetzt , dass die Oberfläche der (unbeschichteten) Kokillenplatte 105 , 105_l , 105_2 , 105_3 , 106 und die Oberfläche der Beschichtung stufenfrei aneinander angrenzen . Die Beschichtung weist in der Regel eine höhere Härte als das weiche Plattenmaterial auf. Beispielsweise kann die Beschichtung eine Hartstoffbeschichtung sein oder es können Hartstoffe (z.B. Karbide) in der Beschichtung enthalten sein, die die Verschleißfestigkeit der Beschichtung erhöhen.

Die Dimensionen KL und B der Kokillenplatte 105, 105_l, 105_2, 105_3, 106 können in weiten Bereichen variieren. Beispielsweise kann die Länge KL der Kokillenplatte 105, 105_l, 105_2, 105_3, 106 etwa 900 mm betragen. Die Breite B der Kokillenplatte 105, 105_l, 105_2, 105_3, 106 ist sehr variabel und kann beispielsweise zwischen 1750 und 2480 mm liegen. Es sind auch Plattenbreiten B bis zu etwa 4000 mm möglich.

Durch die Realisierung einer Übergangsregion mit kontinuierlich steigendem Anteil der Beschichtungsfläche kann in der beschriebenen Weise eine scharfe Trennung von weich zu hart entlang einer in Querrichtung verlaufenden Grenzlinie vermieden werden. Stattdessen wir eine Übergangsregion mit geringerer lokaler Abnutzung entlang der variierenden Grenzlinie G geschaffen. Ferner wird möglicherweise auch die Gefahr des Aufreißens der dünnen Strangschale 122 reduziert, wodurch die Produktionssicherheit (geringere Durchbruchsgefahr der Strangschale 122 bzw. Stranghaut) erhöht wird.

Darüber hinaus kann durch ein Beschichtungsmuster mit z.B. schachbrettartig (siehe Figur 6) oder wabenförmig unbeschichteten Feldern F im einlauf seifigen Bereich 101 der Kokille 100 eine gute Wärmeabfuhr bei gleichzeitig guter Verschleißbeständigkeit erreicht werden. Durch schräg verlaufende Randlinien von Feldern F können die genannten Vorteile schrägverlauf ender Grenzlinienabschnitte auch im einlaufseitigen Bereich 101 erreicht werden. Sämtliche der hier beispielhaft dargestellten Maßnahmen insbesondere in Bezug auf den Grenzlinienverlauf G und das ( optionale ) Beschichtungsmuster können miteinander kombiniert werden .

Ferner muss das Beschichtungsmuster, sofern vorhanden, nicht den gesamten einlauf seif igen Bereich 101 überdecken . Vielmehr kann im einlauf seif igen Bereich 101 beispielsweise ein oberer Teilbereich beginnend am einlauf seif igen Ende der Kokillenplatte unbeschichtet sein und das Beschichtungsmuster ( z . B . die strei fenförmige Beschichtungsstrukturen S ) erst in einem in Gießrichtung folgenden Bereich realisiert sein . Genauso gut ist es möglich, dass ein Beschichtungsmuster am einlauf seif igen Ende der Kokillenplatte vorhanden ist und zwischen dem Beschichtungsmuster und der Grenzlinie G wie in Figur 3 ein vollständig unbeschichteter Plattenbereich existiert .

Claims

Patentansprüche

1 . Kokille zum Stranggießen von Metal len, wobei die Koki lle von Kokillenplatten begrenzt wird, zwischen denen ein schmel zflüssiges Metall zu einem Metallstrang gegossen wird, wobei wenigstens eine Kokillenplatte , insbesondere wenigstens zwei einander gegenüberliegende Kokillenplatten, zumindest in einer sich in Gießrichtung erstreckenden inneren Zone mit einer auslauf seif igen, voll flächigen, verschleiß festen Beschichtung versehen ist und einen einlauf seif igen Bereich aufweist , der unbeschichtet oder zumindest teilweise mit einem Beschichtungsmuster beschichtet ist , und eine Grenzlinie zwischen dem einlauf seif igen Bereich und der auslauf seif igen voll flächigen Beschichtung zumindest abschnittsweise schrägverlauf end gegenüber einer senkrecht zur Gießrichtung orientierten Querrichtung der Kokille ist , wobei die Grenzlinie eine Mehrzahl von schräg in Gießrichtung aufsteigenden Linienflanken und eine Mehrzahl von schräg in Gegengießrichtung abfallenden Linienflanken enthält , wobei aufsteigende und abfallende Linienflanken abwechselnd angeordnet sind .

2 . Kokille nach Anspruch 1 , wobei ein Winkel zwischen einer auf steigenden Linienflanke und einer abfallenden Linienflanke zwischen 40 ° und 140 ° , insbesondere 70 ° und 110 ° beträgt .

3 . Kokille nach Anspruch 1 oder 2 , wobei die Grenzlinie zumindest abschnittsweise einen gezackten, welligen, zinnenförmigen oder in anderer Form in Gießrichtung variierenden Grenzlinienverlauf enthält .

4 . Kokille nach Anspruch 3 , wobei eine Variationshöhe des Grenzlinienverlaufs , gemessen in Gießrichtung als Abstand zwischen einlauf seitigen und auslauf seif igen Umkehrstellen des Grenzlinienverlaufs , in einem Bereich zwischen 30 und 200 mm, insbesondere 60 und 150 mm liegt .

5 . Kokille nach Anspruch 3 oder 4 , wobei eine Variationsbreite des Grenzlinienverlaufs , gemessen in Querrichtung der Kokille als Abstand zwischen benachbarten auslauf seitigen Umkehrstellen des Grenzlinienverlaufs , in einem Bereich zwischen 30 und 200 mm, insbesondere 60 und 150 mm liegt .

6 . Kokille nach einem der vorhergehenden Ansprüche , wobei der einlauf seif ige Bereich zumindest teilweise mit dem Beschichtungsmuster beschichtet ist , welches strei fenförmige Beschichtungsstrukturen aufweist .

7 . Kokille nach Anspruch 6 , wobei sich strei fenförmige Beschichtungsstrukturen schneiden .

8 . Kokille nach einem der Ansprüche 6 oder 7 , wobei das Beschichtungsmuster ein Array aus insel förmigen, unbeschichteten Feldern der Kokillenplatte definiert .

9 . Kokille nach Anspruch 8 , wobei Randlinien von Feldern schrägverlauf end gegenüber der Querrichtung der Kokille orientiert sind .

10 . Kokille nach einem der vorhergehenden Ansprüche , wobei die Beschichtung eine Metallbeschichtung, insbesondere aus einer Nickelbasislegierung oder einer Chrombasislegierung, eine Karbid- oder eine Keramikbeschichtung ist .

11 . Kokille nach einem der vorhergehenden Ansprüche , wobei die Kokille von vier Kokillenplatten begrenzt wird, nämlich von zwei sich gegenüberliegenden Schmalseitenplatten und zwei sich gegenüberliegenden Breitseitenplatten, wobei die Kokillenplatte eine Breitseitenplatte ist .

12 . Kokille nach einem der vorhergehenden Ansprüche , wobei die

Kokille zum Stranggießen von Stahllegierungen vorgesehen ist .