SK299A3 - Element of a continuous metal casting ingot mould with a copper or copper alloy cooled wall comprising on its external surface a metal coating, and method of coating - Google Patents

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka kontinuálneho liatia kovov. Presnejšie sa týka povlaku vonkajšieho povrchu z medi alebo zliatiny medi pre kokily, v ktorých sa zahajuje tuhnutie kovov, ako je oceľ.

Doterajší stav techniky

Kontinuálne liatie kovov, ako je oceľ, sa uskutočňuje v kokilách bez dna, so stenami intenzívne chladenými vnútorným obehom chladiacej kvapaliny, ako je voda. Kov v kvapalnom stave sa privádza do styku s vonkajším povrchom týchto stien a začína na nich tuhnúť. Tieto steny musia byť zhotovené z materiálu, ktorý výborne vedie teplo, aby mohli dostatočne odvádzať z kovu teplo v krátkej dobe. Obvykle sa na tento účel používa meď alebo niektorá jej zliatina, obsahujúca napríklad chróm a zirkónium.

Povrchy týchto stien, ktoré sú určené pre styk s kvapalným kovom, sú obvykle pokryté vrstvou niklu, ktorej počiatočná hrúbka môže dosahovať až 3 mm. Tá tvorí ochrannú vrstvu pre meď, chrániacu ju pred nadmerným tepelným a mechanickým namáhaním.

Táto vrstva niklu sa počas používania kokily opotrebováva. Musí preto byť opakovane obnovovaná, pričom sa úplne odstraňuje zvyšná hrúbka a potom sa nanáša nová vrstva, pričom však je takáto rekonštrukcia evidentne lacnejšia ako úplné nahradenie opotrebovaných medených stien. Obvykle sa vrstva niklu obnovuje, keď jej hrúbka klesne pod asi 0,6 mm.

Nanášanie tejto vrstvy niklu na steny kokily teda predstavuje podstatný stupeň prípravy lejacieho stroja a je významné pre súčasnú optimalizáciu nákladov, užívateľských vlastností a kvality priľnutia. Je to tak hlavne pri strojoch na odlievanie metalurgických výrobkov vo forme pásov s hrúbkou niekoľkých mm, ktoré sa nemusia následne valcovať za tepla. Tieto stroje, ktorých vývoj v súčasnosti prebieha, obsahujú kokilu tvorenú dvoma valcami otáčajúcimi sa v opačnom zmysle okolo svojich osí, ktoré sú udržiavané vodorovne, a dvoma žiaruvzdornými bočnými doskami, tlačenými proti bokom valcov. Priemer týchto valcov môže dosahovať 1 500 mm a ich šírka je v súčasných experimentálnych zariadeniach asi 600 až 1 300 mm. Výhľadovo ale má táto šírka dosahovať 1 300 až 1 900 mm, aby boli uspokojené požiadavky produktivity priemyselného zariadenia. Tieto valce sú tvorené jadrom z ocele, okolo ktorého je upevnený prstenec z medi alebo zliatiny medi, chladený obehom vody medzi jadrom a prstencom alebo všeobecne vnútorným obehom vody v prstenci. Práve vonkajší povrch tohto prstenca musí byť povlečený niklom a je pochopiteľné, že v dôsledku tvaru a rozmerov tohto prstenca je jeho povliekanie zložitejšie než povliekanie stien klasických kokíl na kontinuálne liatie, ktoré sú tvorené rúrkovitými prvkami alebo zostavou rovinných dosiek a ktoré majú omnoho menšie rozmery. Optimalizácia spôsobu nanášania niklu je v prípade týchto prstencov pre lejacie valce o to dôležitejšia, že:

- z dôvodu nevykonávania konečného valcovania za tepla hrozí väčšie nebezpečenstvo, že povrchové defekty pásu, ktoré môžu byť dôsledkom zlej kvality niklového povlaku, sa môžu stať podstatnými pre kvalitu konečného produktu,

- pretože množstvo niklu nanášaného na prstence pred ich použitím a odstraňovaného na začiatku operácie regenerácie povlaku sú pomerne veľké, znamená to spotrebu značného množstva energie a času, hlavne pre operáciu niklovania, keď ide obvykle o niekoľko dní.

Operácia úplného odstraňovania niklu z prstenca, ktorá musí predchádzať obnoveniu vrstvy niklu, je tiež podstatná. Jej úspešné uskutočnenie jednak z veľkej časti podmieňuje kvalitu vrstvy niklu, ktorá potom bude nanesená, hlavne jej priľnutie k prstencu, pretože, ako sa ukázalo, je veľmi obtiažne naniesť novú vrstvu niklu, silne ľnúcu ku staršej vrstve niklu. Na druhej strane je nutné túto operáciu odstraňovania niklu vykonávať bez väčšieho spotrebovávania medi v prstenci, pretože ide o súčasť veľmi nákladnú, ktorej dobu použiteľnosti je treba čo najviac predĺžiť. Hlavne táto posledná požiadavka prakticky vylučuje odstraňovanie niklu čisté mechanickou cestou, pretože jeho presnosť nedostačuje na súčasné zaručenie úplného odstránenia niklu a zachovanie medi na celom povrchu prstenca.

Iné postupy liatia sú určené na odlievanie ešte tenších kovových pásov nanášaním kvapalného kovu na obvod jediného rotujúceho valca, ktorý môže byť tiež tvorený oceľovým jadrom a medeným chladeným prstencom. Práve opísané problémy povliekania povrchu prstenca sa tu tiež vyskytujú.

Účelom vynálezu je navrhnúť všeobecne ekonomickejší spôsob povliekania vonkajšieho povrchu steny z medi alebo zliatiny medi u kokily na kontinuálne liatie než sú obvyklé postupy, pri ktorých sa na tento povrch nanáša povlak z niklu. Tento spôsob by mal tiež dodávať stenám kokily charakteristiky a kvalitu, ktoré by boli prinajmenšom porovnateľné ako pri nanášaní vrstvy niklu. Zároveň by mal zahrnovať stupeň periodickej regenerácie tohto povrchu. Tento spôsob by mal byť zvlášť uspôsobený pre prípad povliekania prstencov valcov pre lejací stroj medzi valce alebo na jeden valec.

Podstata vynálezu

Na tento účel je predmetom vynálezu prvok kokily na kontinuálne liatie kovov, obsahujúci chladenú stenu z medi alebo zliatiny medi, určenú na uvádzanie do styku s kvapalným kovom a majúci na svojom vonkajšom povrchu kovový povlak, ktorého podstata podľa vynálezu spočíva v tom, že tento povlak je tvorený vrstvou striebra. Vo výhodnom uskutočnení vynálezu je touto stenou prstenec valca pre stroje na kontinuálne liatie tenkých kovových pásov medzi dva valce alebo na jeden valec.

Predmetom vynálezu je tiež spôsob povliekania vonkajšieho povrchu chladenej steny z medi alebo zliatiny medi u kokily na kontinuálne liatie kovov kovovou vrstvou, spočívajúcou podľa vynálezu v tom, že sa povlak vykonáva nanášaním vrstvy striebra na uvedený povrch, prednostne elektrolytickou cestou.

Prednostne sa obnovovanie tejto vrstvy striebra vykonáva tak, že sa na uvedenej stene ponechá zvyšková vrstva striebra a táto vrstva sa znovu postriebri, pričom uvedená stena sa umiestni ako katóda do elektrolytického kúpeľa, tvoreného napríklad vodným roztokom kyanidu strieborného, kyanidu alkalického kovu a uhličitanu alkalického kovu.

Vynález teda spočíva predovšetkým v náhrade niklu, tradične používaného pre tvorbu vonkajšieho povlaku stien kokíl z medi na kontinuálne liatie kovov, ako je oceľ, striebrom. Hoci by sa to na prvý pohľad nemuselo zdať, pretože masívne striebro je považované za vzácny kov, má toto riešenie početné ekonomické výhody a je z technologického hľadiska dokonale schodné. Je to tak hlavne vtedy, keď sa postriebrenie vytvára elektrolyticky s použitím kúpeľa na báze al4 kalických kyanidov. Ukázalo sa, že tieto kúpele sú vhodné na vytváranie strieborných povlakov na medi, majúcich úžitkové vlastnosti prispôsobené ochrane stien kokíl na kontinuálne liatie.

Konkrétny spôsob povliekania povrchu kokily, ktorý je tiež popísaný a nárokovaný, zahrnuje stupeň postriebrovanía a tiež poprípade stupeň odstriebrovania tohto povrchu, ak je žiadúce obnoviť povlak opotrebenej kokily. Toto odstriebrenie môže byť len čiastočné, zatiaľ čo v prípade niklového povlaku musí byť odniklovanie medi v podstate nevyhnutne úplné, s rizikom spotrebovania časti medi zo steny. Ako postriebrovanie, tak odstriebrovanie môže byť vykonávané elektrolytickým spôsobom. Striebro odstraňované z prstenca sa získava v kovovom stave na striebornej katóde v odstriebrovacom reaktore. Táto katóda potom môže byť regenerovaná ako anóda v postriebrovacom reaktore. Variantne môže byť odstriebrovanie vykonávané aspoň z časti chemicky alebo mechanicky.

Príklad uskutočnenia vynálezu

Vynález bude teraz podrobne popísaný na jednom uskutočnení, aplikovanom na povliekanie prstenca z medi alebo zliatiny medi pri valci stroja na kontinuálne liatie ocele medzi dva valce alebo na jediný valec. Popísaný príklad však samozrejme môže byť ľahko uspôsobený pre iné typy kokíl so stenami z medi alebo zliatiny medi, ako sú kokily s pevnými stenami na kontinuálne liatie bram, blokov alebo predvalkov. Je tiež zrejmé, že postup postriebrovanía alebo odstriebrovania môže používať rôzne iné elektrolytické postupy, ako je povliekanie s pufrom alebo s postrekom, rovnako ako elektrolyty odlišné od tých, ktoré sú uvedené ako príklad. Môže byť použité tiež úplné ponorovanie medenej steny do strieborného kúpeľa, a za týchto podmienok môže byť vynález aplikovaný na trvalo alebo prerušovane sa otáčajúci prstenec alebo na prstenec, ktorý je udržovaný stacionárne v elektrolyte s núteným obehom.

Nový prstenec má obvykle všeobecne tvar dutého valca z medi alebo zliatiny medi, ako je zliatina med’-chróm(l%)-zirkónium(O,l%). Jeho vonkajší priemer je napríklad rádovo 1 500 mm a jeho dĺžka je rovná šírke pásov, ktoré majú byť odlievané, napríklad rádovo 600 až 1 500 mm. Jeho hrúbka môže orientačne činiť rádovo 180 mm, ale miestami sa mení v závislosti hlavne od použitého spôsobu upevnenia prstenca na jadro valca. Prstencom prechádzajú kanáliky, určené pre priechod chladiacej kvapaliny, ako je voda, počas používania lejacieho stroja.

Na uľahčenie manipulácie s prstencom počas operácií, ktoré budú popísané, sa prstenec najprv upevní na hriadeľ a na ňom sa prepravuje medzi pracovnými stanicami pred montážou na jadro valca. Jednotlivé pracovné stanice postríebrovacej a odstriebrovacej dielne sú tvorené nádržou, obsahujúcou roztok pre vykonávanie daného pracovného stupňa, nad ktorú je možné umiestniť uvedený hriadeľ s vodorovnou osou a otáčať nim okolo tejto osi. Spodná časť prstenca sa tak namáča v roztoku a otáčaním zostavy hriadeľ/prstenec je možné ošetriť celý prstenec (pričom prstenec samozrejme bežne vykoná počas tohto ošetrenia niekoľko otáčok, napríklad rýchlosťou asi 10 min'¹). Na zamedzenie znečistenia alebo pasivácie vynárajúcej sa časti prstenca okolitou atmosférou môže byť na týchto pracovných staniciach tiež použité zariadenie na postrek tejto vynárajúcej sa časti pracovným roztokom. Za týmto účelom môže byť tiež okolitá atmosféra inertizovaná neutrálnym plynom, ako je argón, a/alebo môže byť inštalovaný systém katodickej ochrany prstenca. Avšak, ak je to možné, môžu nádrže umožňovať úplné ponorenie prstenca, pri ktorom bude tento postrek alebo inertizácia bezpredmetná.

Obnažený prstenec (v prípade prvého postriebrovania nového prstenca alebo postriebrovania opotrebeného prstenca, pri ktorom bol obnažený medený povrch) sa prednostne najprv podrobí mechanickej príprave leštením povrchu. Potom sa vykoná chemické odmastenie v alkalickom prostredí, ktorého účelom je zbaviť povrch prstenca organických látok, ktoré by ho mohli znečistiť. Vykonáva sa za tepla, pri teplote asi 40 až 70 °C, počas doby 15 min, a nasleduje opláchnutie vodou. Je ho možné nahradiť alebo doplniť stupňom elektrolytického odmastenia, ktoré poskytne ešte lepšiu kvalitu povrchu.

v

Ďalší stupeň predstavuje operácia morenia v kyslom oxidačnom prostredí, ktorého účelom je odstrániť z povrchu oxidy za rozpustenia len veľmi malej hrúbky prstenca. Na tento účel sa používa napríklad vodný roztok kyseliny sírovej o koncentrácii 100 ml/1, ku ktorému sa pred každou operáciou pridáva 50 ml/1 30% roztoku peroxidu vodíka alebo roztoku inej peroxy zlúčeniny. Rovnako je možné použiť roztok kyseliny chrómovej, ktorá má ako kyslé, tak aj oxidačné vlastnosti. Táto operácia morenia v kyslom oxidačnom prostredí dosahuje maximálnu účinnosť, ak je teplota elektrolytu v rozmedzí 40 až 55 °C. Je výhodné udržovať túto teplotu na rozhraní obehom teplej vody vo vnútri kanálikov otáčajúceho sa prstenca. Operácia trvá asi 5 min a nasleduje po nej opláchnutie vodou.

Ďalej sa výhodne vykonáva ešte vyleštenie, prednostne roztokom kyseliny sírovej o koncentrácii 10 g/1, aby sa zabránilo pasivácii povrchu prstenca.

Celková doba všetkých práve opísaných prípravných operácií pred postriebrovaním v zásade nepresahuje 30 min.

Operácia predbežného striebrenia, vykonávaná pred vlastným postriebrovaním, má za účel ustanoviť chemické podmienky zabraňujúce, aby počas postriebrovania nebolo striebro vytesňované meďou, čo by bránilo priľnutiu strieborného povlaku. Táto operácia je vhodná i vtedy, ak nie je prstenec z čistej medi, ale zo zliatiny Cu-Cr-Zr. Trvá 4 až 5 min a vykonáva sa prednostne pri teplote okolia, pričom prstenec sa vloží ako katóda do elektrolytu tvoreného vodným roztokom kyanidu sodného (asi 50 až 90 g/1) a kyanidu strieborného dostatočne zriedeného rozpusteným kovom (30 až 50 g/1). Kyanid sodný je možné tiež nahradiť kyanidom draselným (65 až 100 g/1). Ak sa použije pre toto predbežné striebrenie elektrolyt, ktorého zloženie, ako bude zrejmé, je kvalitatívne zrovnateľné s postriebrovacím kúpeľom, je možné medzi tým vynechať oplachovanie. Naviac je umožnené využiť odtok z oplachovania po postriebrovaní, ktorý môže byť recyklovaný do kúpeľa na predbežné striebrenie. Hustota katódového prúdu je 4 až 5 A/dm². Je možné použiť jednu alebo viac rozpustných (zo striebra) alebo nerozpustných (napríklad Ti/PtO₂ alebo Ti/RuCh) anód. V prípade nerozpustných anód dochádza k rozkladu voľného kyanidu, ktorý prechádza na uhličitan a uvoľňuje amoniak. Tento elektrolyt je teda nutné opakovane doplňovať prídavkami voľného kyanidu, ktorý je možné výhodne odoberať v odtoku z oplachovania, nasledujúceho po vlastnom postriebrovaní. Táto operácia predbežného striebrenia umožňuje nanášať na povrch prstenca vrstvu striebra s hrúbkou niekoľkých gm (napríklad 1 až 2 gm) za súčasného odstraňovania kyslých nánosov, ktoré môžu pretrvávať po vyleštení. Prstenec sa potom čo najrýchlejše, bez oplachovania, s využitím prítomnosti filmu kyanidu na svojom povrchu, ktorý ho chráni pred pasiváciou, prenesie na postriebrovaciu stanicu.

Operácia vlastného postriebrovania sa vykonáva v elektrolyte v podstate na báze vodného roztoku kyanidu sodného a strieborného, ku ktorému sa pridáva prebytok voľného hydroxidu sodného, ale môže byť tiež tvorený zmesou kyanidu draselného a strieborného v prebytku voľného hydroxidu draselného. Pridáva sa tiež uhličitan draselný. Typické zloženie tohoto kúpeľa je:

AgCN	115 až 150 g/1
KCN	215 až 250 g/1
KOH	30 až 40 g/1

K₂CO₃ 10 až 15 g/1

Optimálna pracovná teplota je 40 až 50 °C.

Uhličitan draselný je nevyhnutný pre dosiahnutie rovnomernej korózie anód. Môže byť nahradený uhličitanom sodným, ktorý má však tú nevýhodu, že má menšiu rozpustnosť. Hydroxid draselný môže byť nahradený hydroxidom sodným. Oba zaisťujú vodivosť elektrolytu, rovnako ako stabilitu aniónového komplexu, v ktorom sa nachádza striebro (Ag(CN)₄ ²'). Operácia postriebrovania sa všeobecne vykonáva pomocou zdroja jednosmerného prúdu, ktorý môže byť výhodne nahradený zdrojom prechodných prúdov, ktoré umožňujú zvýšiť jemnosť kryštalizácie. Kryštalizácia môže byť tiež výhodne modifikovaná znížením teploty rozhrania prstenec/elektrolyt, napríklad vďaka prúdeniu studenej vody cez kanáliky v prstenci. Za týchto podmienok je postriebrovací elektrolyt teplým zdrojom a prstenec studeným zdrojom. Ustanovuje sa teplotný gradient a rozhranie tak ponúka väčšie aktivačné prepätie, priaznivé pre zvýšenie tvrdosti povlaku.

Ako bolo uvedené, v opísanom príklade (ktorý nie je v tomto ohľade obmedzujúci) je použitá rozpustná anóda alebo anódy, tvorené jedným alebo niekoľkými titánovými anódovými košmi, obsahujúcimi strieborné guličky alebo kovové striebro v akejkoľvek inej forme, napríklad vo forme peliet. Tieto titánové anódy sú použité ako rozmerovo stále elektródy. Ich tvar zapadá do tvaru prstenca v jeho ponorenej časti, čo umožňuje homogenizovať distribúciu katódových prúdových hustôt na prstenci. Pretože sa vzdialenosť anóda-katóda za týchto podmienok nemení, anódy udržujú hustoty prúdu na katóde konštantné.

Pokiaľ nie je možné vykonávať úplné ponorenie prstenca do elektrolytu, možno veľmi doporučiť trvalý postrek neponorenej časti prstenca rovnakým elektrolytom alebo inertizáciou tejto časti neutrálnym plynom. Zamedzí sa tak riziku pasivácie čerstvo postriebreného povrchu, ktorá by bránila dobrému priľnutiu a dobrej súdržnosti povlaku. Z rovnakého dôvodu sa ďalej doporučuje postrek prstenca alebo inertizácia jeho povrchu počas jeho prepravy medzi stanicou predbežného striebrenia a stanicou postriebrovania. Vhodná je tiež katodická ochrana prstenca. V každom prípade je treba tento presun vykonávať čo najrýchlejšie.

Je možné pracovať buď pri danom napätí alebo pri danej prúdovej hustote. Ak sa elektrolýza vykonáva pri napätí rádovo 10 V s prúdovou hustotou asi 4 A/dm², umožňuje doba trvania asi 5 až 8 dní (ktorá závisí tiež od hĺbky ponorenia prstenca do kúpeľa) získať nános striebra dosahujúci hrúbku 3 mm. Prstenec sa potom uvoľní z nosného hriadeľa a je pripravený k nasadeniu na jadro a vytvoreniu valca, ktorý bude použitý pre lejací stroj, poprípade po konečnej úprave povrchu striebornej vrstvy, ako je vytvorenie stanovenej drsnosti brokovaním, laserové obrábanie alebo iný postup. Ako je známe, účelom takejto úpravy je optimalizácia podmienok prestupu tepla medzi prstencom a kovom počas tuhnutia.

Počas používania je strieborná vrstva napádaná a podlieha mechanickému opotrebeniu, v dôsledku čoho sa postupne spotrebováva. Medzi dvomi tavbami je nutné povrch prstenca čistiť a strieborná vrstva môže byť aspoň občas podrobená miernemu obrábaniu na vyrovnanie prípadných nerovnomemostí jej opotrebenia, ktoré by mohli zhoršovať pravidelnosť termomechanického chovania prstenca na celom jeho povrchu. Je tiež dôležité obnovovať pôvodnú drsnosť prstenca, kedykoľvek je to nutné. Ak dosiahne priemerná hrúbka striebornej vrstvy na prstenci vopred stanovenú hodnotu, ktorá sa obvykle odhaduje na asi 1 mm, preruší sa používanie valca, prstenec sa zloží a môže sa podrobiť úprave úplným alebo len čiastočným odstriebrením, ktoré musí predchádzať obnoveniu striebornej vrstvy na prstenci. Za tým účelom je možné prstenec znovu upevniť na os, ktorá ho podopierala počas operácií postriebrovania. Po dokončení odstriebrenia sa prikročí k obnoveniu striebornej vrstvy práve opísaným postupom.

Na uskutočňovanie odstriebrovania má používateľ niekoľko možností. Výhodné je odstriebrovanie čisté chemickou cestou. Použité činidlo však musí rozpúšťať striebro, bez toho aby významne napadalo medený podklad a sťažovalo bezpečné uskutočnenie len čiastočného odstriebrenia. Ďalším vhodným spôsobom úplného alebo čiastočného odstriebrenia je elektrolýza vďaka výrazným rozdielom medzi štandardnými potenciálmi medi a striebra (0,3 V, resp. -0,8 V voči štandardnej vodíkovej elektróde). Je použiteľná tiež v prípade, že prstenec tvoria zliatiny meď-chróm-zirkónium. V tom prípade sa rozpustenie striebra vykonáva tak, že sa prstenec vloží ako anóda do vhodného elektrolytu, obvykle na báze kyseliny dusičnej a obsahujúci inhibítor medi, ako sú fosfátové ióny. Skrátiť operáciu odstriebrovania je možné tak, že sa pred ňu zaradí operácia mechanického odstránenia striebra, určená na zmenšenie jeho hrúbky, avšak bez napadnutia medi. Výhodou tejto operácie je tiež zjednotenie tejto hrúbky a odstránenie rôznych povrchových nečistôt (hlavne zvyškov kovov), ktoré by mohli miestami oneskoriť začiatok rozpúš9 ťania. Tak sa zamedzí situáciám, keď by v niektorých zónach ešte prebiehalo rozpúšťanie striebra, zatiaľ čo v iných by už bola odkrytá meď.

Nevýhodou elektrolytického odstriebrovania je však nutnosť používať pri jeho uskutočňovaní špeciálny roztok, z dôvodu toxicity nezlučiteľný s ďalšími operáciami vykonávanými v dielni pre postriebrovanie a odstriebrovanie prstencov, kde sa naviac používajú kyanidové roztoky.

Vynálezcovia preto doporučujú obnovenie povlaku striebra na prstenci vykonávať priamo opätovným nanášaním v postriebrovacom kúpeli (výhodne v tom, ktorý slúžil na vyššie opísané prvé postriebrenie) bez nutnosti úplného alebo takmer úplného odstránenia zvyškového strieborného povlaku. Takýto postup je možný, pretože je ľahké elektrochemický naniesť novú vrstvu striebra na staršiu striebornú vrstvu a dosiahnuť dobré priľnutie novej vrstvy na starú, zatiaľ čo v prípade niklu to nepripadá do úvahy. Na jednej strane to značne zjednodušuje manipuláciu s materiálom v dielni úpravy prstencov a na druhej strane to skracuje dĺžku ich údržby, a teda vyradenie z prevádzky. Opätovné nanášanie striebra, ako je navrhované pôvodcami, naviac nemá nedostatky obvykle prisudzované iným spôsobom odkovovania všeobecne a odniklovania zvlášť, a to v dôsledku prirodzenej alkalinity postriebrovacieho kúpeľa. Táto alkalinita môže byť totiž využitá ako prostriedok prirodzenej pasivácie nosnej konštrukcie postriebrovacej stanice, ak je z nepovlečenej ocele. Ďalšou výhodou vynálezu je, že tieto oceľové konštrukcie nemusia byť nikdy v postavení anódy, čo by podporovalo ich koróziu a ohrozovalo ich životnosť. Ďalšou výhodou priameho opätovného postriebrenia oproti takmer úplnému elektrochemickému odstriebreniu s následným opätovným postriebrením je, že počas odstriebrenia nemusí prebehnúť úplné rozpustenie striebra v určitých prednostných zónach (ako sú okraje prstenca), čo by viedlo k miestnemu obnaženiu medi. Konečne umožňuje priame opätovné postriebrenie, vykonávané za podmienok vylučujúcich akékoľvek rozpúšťanie medi v prstenci, nenapádať povrch prstenca, a teda predĺžiť jeho životnosť. Pred týmto priamym opätovným postriebrením je možné zaradiť mierne obrobenie opotrebenej vrstvy striebra na zjednotenie jej hrúbky a odstránenie nečistôt, ktoré by bránili priľnutiu novej striebornej vrstvy na starú.

V porovnaní s dielňou na poniklovanie a odniklovanie prstencov sa teda dielňa na postriebrovanie prstencov odlišuje v tom, že nutne neobsahuje zariadenie na rozpúšťanie opotrebeného povlaku chemickou alebo elektrochemickou cestou. Jej konštrukcia je teda ekonomickejšia. Má aj ekonomickejšie využitie, pretože má nižšiu spotrebu elektrickej energie - striebro sa pri rovnakej prúdovej hustote ukladá trikrát rýchlejšie ako nikel, hlavne preto, že je jednomocné, zatiaľ čo nikel je dvojmocný. Táto výhoda je však čiastočne kompenzovaná tým, že na dosiahnutie ekvivalentnej tepelnej ochrany prstenca je nutné nanášať asi dvakrát hrubšiu vrstvu striebra oproti odpovedajúcej vrstve niklu. Na druhej strane však táto vrstva striebra poskytuje prstencu vyššiu mechanickú ochranu ako tenšia vrstva niklu. Pokiaľ ide o použité látky, nie je cena používaných solí striebra v skutočnosti príliš odlišná od ceny solí niklu, používaných na tradičné poniklovanie stien kokíl. Náklady na strieborný povlak nie sú všeobecne omnoho vyššie ako na niklový povlak a predovšetkým obnova opotrebeného prstenca lejacieho valca je rýchlejšia a hospodárnejšia.

Kyanidový odpad z dielne, hlavne oplachovacie vody, môžu byť pre zneškodnenie kyanidov upravené javelským lúhom, t.j. roztokom chlórnanu draselného. Pretože javelský lúh sa ľahko získava elektrolytickou cestou, je možné tieto mierne chloridové odpadové vody spracovávať kontinuálne elektrolýzou - kovové striebro sa získava na katóde a kyanidy sa priamo zneškodňujú na uhličitan amónny na rozmerovo stálych anódach. Možno teda nájsť jednoduché a ekonomické riešenia pre ekologické problémy, ktoré by mohli vyvolávať použitie kyanidových solí.

Priemyselná využiteľnosť

Vynález nachádza využitie hlavne pri úprave prstencov valcov zariadenia na kontinuálne liatie oceli medzi valce alebo na jeden valec, z dôvodu veľkých rozmerov a vysokých výrobných nákladov týchto súčastí, pri ktorých je nutné čo najdlhšie predĺžiť životnosť. Je však možné i jeho využitie na úpravu stien lejacích kokíl z medi alebo zliatiny medi všetkých tvarov a foriem, určených na liatie všetkých kovov, ktoré môžu byť za podmienok liatia uvádzané do styku so striebrom.

Claims (13)

1. Prvok kokily na kontinuálne liatie kovov, obsahujúci chladenú stenu z medi alebo zliatiny medi, určenú na styk s kvapalným kovom a majúcu na svojom vonkajšom povrchu kovový povlak, vyznačujúci sa tým, že tento povlak je tvorený vrstvou striebra.

2. Prvok kokily podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že uvedenou stenou je prstenec valca stroja na kontinuálne liatie tenkých kovových pásov medzi dva valce alebo na jeden valec.

3. Prvok kokily podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že uvedená vrstva striebra bola nanesená elektrolytickým spôsobom.

4. Spôsob povliekania vonkajšieho povrchu chladenej steny z medi alebo zliatiny medi u prvku kokily na kontinuálne liatie kovov kovovou vrstvou, vyznačujúci sa tým, že sa vykonáva nanášaním vrstvy striebra na uvedený povrch.

5. Spôsob podľa nároku 4, vyznačujúci sa tým, že uvedená vrstva striebra sa nanáša elektrolytickým spôsobom.

6. Spôsob podľa nároku 5, vyznačujúci sa tým, že sa aplikuje na obnaženú stenu z medi alebo zliatiny medi a zahrnuje postupne tieto stupne:

- odmastenie steny,

- morenie steny v kyslom oxidačnom prostredí,

- predbežné postriebrenie steny, pričom je stena umiestnená ako katóda do elektrolytického kúpeľa tvoreného vodným roztokom kyanidu strieborného a kyanidu alkalického kovu za účelom nanesenia vrstvy striebra s hrúbkou niekoľkých pm,

- postriebrovanie steny, pričom je stena umiestnená ako katóda do elektrolytického kúpeľa tvoreného vodným roztokom kyanidu strieborného, kyanidu alkalického kovu, hydroxidu alkalického kovu a uhličitanu alkalického kovu.

7. Spôsob podľa nároku 6, vyznačujúci sa tým, že medzi morením a predbežným striebrením je ďalej zaradená operácia vyleštenia steny.

8. Spôsob obnovenia strieborného povlaku, naneseného na vonkajšom povrchu steny z medi alebo zliatiny medi u prvku kokily na kontinuálne liatie kovov, vyznačujúci sa tým, že sa na tejto stene ponechá zvyšková strieborná vrstva a táto vrstva sa opätovne postriebri, pričom sa stena umiestni ako katóda do elektrolytického kúpeľa obsahujúceho soľ striebra.

9. Spôsob podľa nároku 8, vyznačujúci sa tým, že elektrolytický kúpeľ je tvorený vodným roztokom kyanidu strieborného, kyanidu alkalického kovu a uhličitanu alkalického kovu.

10. Spôsob podľa nároku 8 alebo 9, vyznačujúci sa tým, že pred opätovným postriebrením sa vykoná mierne obrobenie zvyškovej vrstvy striebra bez toho, aby sa odstraňovala vcelku.

11. Spôsob obnovenia strieborného povlaku naneseného na vonkajšom povrchu steny z medi alebo zliatiny medi u prvku kokily na kontinuálne liatie kovov, vyznačujúci sa tým, že sa vykoná čiastočné alebo úplné odstriebrenie tejto steny, pričom stena je umiestnená ako anóda do elektrolytického kúpeľa na báze kyseliny dusičnej a obsahujúceho inhibítor medi, načo sa vykoná opätovné postriebrenie tejto steny alebo zvyškovej vrstvy striebra, pričom je táto stena umiestnená ako katóda do elektrolytického kúpeľa tvoreného vodným roztokom kyanidu strieborného, kyanidu alkalického kovu a uhličitanu alkalického kovu.

12. Spôsob podľa jedného z nárokov 6 až 11, vyznačujúci sa tým, že počas operácie postrieb rovania alebo odstriebrovania sa vytvorí teplotný gradient medzi stenou a elektrolytickým kú peľom pri chladení steny.

13. Spôsob podľa jedného z nárokov 6 až 12, vyznačujúci sa tým, že počas operácie postrieb _v rovania alebo odstriebrovania sa použije zdroj prechodných prúdov.