KR100370804B1 - Wear-protection layer for casting rollers - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 2개의 연속 주조용 롤러로 이루어지고, 상기 롤러가 그들 사이에 슬릿(gap)을 형성하며, 상기 롤러 상에 수냉식 구리 외막(copper mantel)이 배치되고, 상기 외막 상에는 롤러 사이를 통과하는 액체 금속, 바람직하게는 강으로부터 응고된 플레이크(flakes)의 형태로 부착물(deposit)이 형성되며, 상기 플레이크가 상기 슬릿 내에서 압축됨으로써, 스트립을 형성하도록 구성된, 금속 스트립용 주조 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an image forming apparatus comprising two continuous casting rollers, wherein the rollers form a gap therebetween, and a water-cooled copper mantle is disposed on the rollers, A deposit is formed in the form of flakes solidified from a liquid metal, preferably a steel, and the flakes are compressed in the slit, thereby forming a strip.
미 공개 특허 PCT/DE93/01228호에는 전술한 방식의 주조 장치가 공지되어 있다. 이 주조 장치에서는 스트립의 질적 향상을 위해 2개의 주조 롤러 상에 형성된 응고된 플레이크의 결합이 슬릿 바로 전에 또는 슬릿 내에서 직접 이루어지지 않으면, 구리 외막의 표면에 현저한 마모 하중이 나타난다.Unpublished patent PCT / DE93 / 01228 discloses a casting apparatus of the above-described type. In this casting apparatus, if the bonding of the coagulated flakes formed on the two casting rollers is not performed directly before the slit or in the slit for quality improvement of the strip, a remarkable wear load appears on the surface of the copper outer film.
간행물 "Development of Twin-Drum Strip Caster for Stainless Steel", Metec Conference, 1994, 6월, Mitsubishi/Nippon Steel에는 스트립 주조장치가 공지되어 있다. 여기서는, 특수강 스트립이 2개의 냉각 드럼의 "키싱 포인트(kissing point)"에서 형성된다. 상기 냉각 드럼은 나켈로 된 구리-강 분리층을 포함한다. 이러한 방식으로 형성된 분리층은 현저히 마모된다.In the publication "Development of Twin-Drum Strip Caster for Stainless Steel", Metec Conference, June, 1994, Mitsubishi / Nippon Steel is known as a strip casting machine. Here, a special steel strip is formed at the " kissing point " of the two cooling drums. The cooling drum comprises a nickel-copper-steel separation layer. The separation layer formed in this manner is significantly worn.
유럽 특허 공개 제 0 477 121 A1호에는 주조 롤러용의 냉각된 구리 외막이공지되어 있다. 상기 외막은 구리 매트릭스 중의 산화물 입자(grain)의 분산액으로 이루어진다. 유럽 특허 공개 제 0 470 503 A1호에는 복합 코팅을 가진 주조품이 공지되어 있다. 여기서는, 입자가 접착층에 의해 모래 코어에 고정되고, 상기 입자 주위로 액체 철 또는 알루미늄이 부어진다.EP 0 477 121 A1 discloses a cooled copper outer film for casting rollers. The outer film comprises a dispersion of oxide grains in a copper matrix. EP 0 470 503 A1 discloses castings with composite coatings. Here, the particles are fixed to the sand core by an adhesive layer, and liquid iron or aluminum is poured around the particles.
본 발명의 목적은 응고된 플레이크에 대한 구리 외막의 냉각 작용이 현저히 저하되지 않으면서, 프레스 작용을 하는 주조 롤러에서 구리 외막 표면의 마모를 배제시키거나 또는 적어도 현저히 감소시키는 내마모층 및 그것의 제공 방법을 제시하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an abrasion resistant layer for abrading or at least significantly reducing abrasion of a copper outer film surface in a casting roller that performs a pressing action without significantly lowering the cooling action of the copper outer film against the coagulated flakes, It is to suggest a method.
상기 목적은 주조 롤러 상의 냉각된 구리 외막이 그 외측에 내마모층을 포함하며, 상기 내마모층이 결합재(binder) 내의 내마모 입자 또는 라멜라(lamella), 특히 니켈-코발트 합금과 같은 금속으로 이루어짐으로써 달성된다. 주조 롤러의 표면에 응고된 여러 가지 금속의 마모 작용에 저항하며, 양호한 열전도 결합재 내에 포함된 내마모 입자에 의해, 충분한 내마모성 뿐만 아니라 충분한 냉각 작용이 이루어질 수 있다. 이 경우, 냉각 작용의 감소는 주조 롤러 상의 보다 얇은 윤활제 층에 의해 보상될 수 있다. 놀랍게도, 바람직하게 개선된 표면이 형성된다.This object is achieved by a method for producing a wear-resistant bearing comprising the steps of: cooling a copper outer film on a casting roller, the wear-resistant layer comprising an abrasion-resistant layer on the outer side thereof and an abrasive particle in the binder or a metal such as a lamella, especially a nickel-cobalt alloy . Resistance to abrasion of various metals solidified on the surface of the casting roller and sufficient abrasion resistance as well as sufficient cooling action can be achieved by abrasion-resistant particles contained in a good heat conductive binder. In this case, the reduction of the cooling action can be compensated by the thinner lubricant layer on the casting roller. Surprisingly, a preferably improved surface is formed.
내마모층은 예를 들어 니켈로 된 결합층에 의해 주조 롤러의 냉각된 구리 외막에 결합된다. 이러한 니켈 층은 예를 들어 전해에 의해 간단히 구리 상에 제공된다. 니켈 층은, 소결 공정에서 그 위에 놓이며, 경우에 따라 강도를 증가시키는The abrasion resistant layer is bonded to the cooled copper outer film of the casting roller by, for example, a bonding layer of nickel. This nickel layer is simply provided on the copper by electrolysis, for example. The nickel layer is placed thereon in the sintering process and, as the case may be,
합금, 즉 몰리브덴, 티탄 또는 지르콘을 함유하는, 예를 들어 니켈-코발트 합금으로 된 내마모 결합재 매트릭스에 간단하고 견고하게 결합된다. 경우에 따라 이러한 층에 고온 가스 터빈 블레이드 합금이 사용되는 것이 바람직하다. 이러한 합금은 비교적 저렴하며, 이러한 합금에 대한 모든 처리 파라미터, 특히 소결에 대한 처리 파라미터는 공지되어 있다.Alloy, i.e. molybdenum, titanium or zircon, for example a nickel-cobalt alloy. In some cases it is desirable to use a hot gas turbine blade alloy in this layer. Such alloys are relatively inexpensive, and all the processing parameters for such alloys, especially the processing parameters for sintering, are known.
내마모 입자는 열전도성은 비교적 낮지만, 높은 온도에서도 높은 내마모성을 갖는 산화 알루미늄, 산화 지르콘 등과 같은 산화 금속으로 이루어지는 것이 바람직하다. 즉 총 산화물 량이 적은 경우에도 양호한 열전도성을 갖는 것이 바람직한 내마모성의 외부 층이 주조 롤러 상에 얻어진다. 상기 외부 층은 수명을 현저히 증가시키는 한편 주조 롤러를 미미한 정도로만 확대시키면서도 구리에서와 동일한 부착력을 얻는다. 이 경우, 내마모성 산화 금속 입자에 예를 들어 라멜라 형태의 탄화물 입자가 혼합되는 것이 바람직하다. 상기 탄화물로는, 특히 탄화 텅스텐이 적합하며, 탄화 실리콘 또는 탄화 티탄도 적합하다.The wear-resistant particles are preferably made of a metal oxide such as aluminum oxide, zirconium oxide or the like having a relatively low thermal conductivity but high wear resistance even at a high temperature. That is, an outer layer of abrasion resistance which is preferable to have good thermal conductivity even when the total amount of oxides is small, is obtained on the casting roller. The outer layer significantly increases the life span while enlarging the casting roller to only a small extent, yet achieving the same adhesion as in copper. In this case, it is preferable that the abrasion-resistant metal oxide particles are mixed with, for example, lamellar carbide particles. As the carbide, tungsten carbide is particularly suitable, and silicon carbide or titanium carbide is also suitable.
내마모성 입자 또는 라멜라의 크기는 30㎛ 미만, 특히 10㎛ 미만이 바람직하다. 내마모 입자는 내마모층의 외측 영역에서 특히 조밀하게 팩킹되는 것이 바람직하다. 이때, 롤러의 회전 시 표면이 재차 액체 강과 접촉됨으로써 항상 반복되는 충격 형태로 가열될 때 열 하중으로 인한 개별 입자의 파괴 위험이 적다.The size of the abrasion-resistant particles or the lamella is preferably less than 30 mu m, particularly preferably less than 10 mu m. It is preferable that the abrasion-resistant particles are particularly densely packed in the outer region of the wear-resistant layer. At this time, when the roller is rotated, the surface comes into contact with the liquid stream again, so that the risk of destruction of the individual particles due to the heat load is small when heated in a repeated impact mode at all times.
내마모층은 비교적 얇다. 그 두께는 2㎜ 미만, 바람직하게는 1㎜ 미만이며, 특히 약 0.2㎜보다 약간 두껍다. 따라서 한편으로는 내마모층의 열 스트레스가 니The abrasion resistant layer is relatively thin. The thickness is less than 2 mm, preferably less than 1 mm, and more particularly about 0.2 mm. Therefore, on the one hand, the thermal stress of the wear-
켈층을 통해, 경우에 따라 경질 납땜 중간층을 통해, 구리 외막에 의해 수용됨으로써 내마모층의 열 스트레스가 적게 유지될 수 있고, 다른 한편으로는 그에 따라 액체 금속의 냉각 작용에 미치는 영향은 미미하게 된다.The thermal stress of the abrasion resistant layer can be kept low through the nickel layer, possibly through the hard solder interlayer, by the copper outer film, and on the other hand, the effect on the cooling action of the liquid metal becomes insignificant .
내마모층은 플라즈마 분사 공정에 의해 제공되지만, 결합재 및 층을 이루는 내마모 입자 또는 라멜라를 슬러리로 제공하여 건조시키거나, 또는 건식 스크린 프린팅할 수도 있다. 모든 경우에, 내마모층이 소결된다. 소결은 전기 에너지의 투입에 의해, 예를 들어 유도적으로 이루어질 수 있을 뿐만 아니라 가스 불꽃에 의해서도 이루어질 수 있으며, 레이저에 의한 소결이 특히 바람직하다. 레이저에서는 특히 최대 침투 깊이를 유지하면서 투입되는 에너지를 정확히 설정할 수 있어 바람직하다.The abrasion resistant layer is provided by a plasma spraying process, but the abrasive particles or lamellae forming the binder and the layer may be provided as a slurry for drying or dry screen printing. In all cases, the wear resistant layer is sintered. Sintering can be achieved not only by induction, but also by gas flame, by the introduction of electrical energy, and sintering by laser is particularly preferred. In the laser, particularly, the energy to be inputted can be accurately set while maintaining the maximum penetration depth, which is preferable.
첨부한 도면을 참고로 본 발명을 상세히 설명하면 아래와 같다.The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 규칙적으로 분포된 내마모 입자를 가진 내마모층의 횡단면도이고,Figure 1 is a cross-sectional view of a wear resistant layer with regularly distributed wear resistant particles,
도 2는 외측으로 가면서 내마모 입자의 밀도가 증가되는 내마모층의 횡단면도이다.Fig. 2 is a cross-sectional view of the wear-resistant layer in which the density of the abrasion-resistant particles increases toward the outside. Fig.
도 1에는 냉각수가 관류되는 채널(2)을 가진 구리 외막(1)이 도시된다. 타원형의 냉각수 채널(2)에 바람직하게는 맥동하는 가압수가 제공됨으로써, 표면의 진동이 적어도 수 ㎛에 이른다. 즉 부분적으로 세라믹 내마모층에 대해, 금속 스트립이 주조 롤러로부터 매우 양호하게 분리된다.Fig. 1 shows a copper outer film 1 having a
구리 외막(1)의 표면에는 예를 들어 Ni로 된 결합층(3)이 바람직하게는 전해에 의해 부착된다. 결합층(3) 상에는 예를 들어 니켈기 합금, 니켈-코발트 합금 등으로 된 결합재(4), 및 개별 입자(5)로 이루어진 고유의 내마모층이 놓인다. 내마모 입자(5)는 예를 들어 산화 금속, 바람직하게는 산화 지르콘, 산화 알루미늄 등으로 이루어진다. 그 농도는 도 2에 도시된 바와 같이, 표면 쪽으로 가면서 증가되는 것이 바람직하다. 외부 영역(6)에는 내부 영역(7)보다 훨씬 더 많은 산화물 입자 또는 탄화물 입자 또는 라멜라가 놓인다. 외부 층 예를 들어 약 10입자 층은 특히 조밀한 입자 또는 라멜라의 패킹으로 이루어진다.On the surface of the copper outer film 1, for example, a
본 발명에 따른 내마모층은, 공차 한계를 넘는 마모 현상이 나타나면, 비교적 간단하게 후처리되는 것이 특히 바람직하다. 이 경우에는, 플라즈마 분사에 의해 새로운 내마모층이 부분적으로 간단히 제공되고 예를 들어 다이아몬드/세라믹 연삭 숫돌차에 의해 연삭된다. 고유의 구리 외막은 선택적으로는 링으로서 일체형으로 구현되거나, 개별적으로 바람직하게는 압출된 프로필로 조립되면 긴 수명을 갖는다.It is particularly preferred that the abrasion resistant layer according to the present invention is subjected to a relatively simple post-treatment if wear phenomena exceeding the tolerance limit are observed. In this case, a new abrasion resistant layer is provided in part simply by plasma spraying and ground by, for example, a diamond / ceramic grinding wheel. The inherent copper outer films may optionally be embodied integrally as a ring, or separately, preferably have a long life if assembled with an extruded profile.
플라즈마 분사, 재소결 및 연삭은 주조 롤러의 작업 위치에서도 이루어질 수 있다. 이를 위해, 내마모층을 분사하여 소결시킨 다음, 공지된 이동식 연삭 장치에 의해 연삭하는 단지 한 번만의 작업 중단이 필요할 뿐이다.Plasma spraying, re-sintering and grinding can also take place in the working position of the casting roller. To this end, only a single work interruption of spraying and sintering the abrasion resistant layer and then grinding by means of a known mobile grinding machine is required.
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