Stahlstranggiesskokille

Abstract

 Bei einer Stahlbandgießkokille bestehen die Wände (1, 2) aus einem mit Kühlkanälen (7) versehenen Grundkörper (8) aus legiertem Kupfer und einer auf diesem befindlichen Arbeitsbeschichtung (9, 10).
Zur Schaffung einer Stahlbandgießkokille mit verbesserter Verschleißfestigkeit und guter Rißunempfindlichkeit sind die Grundkörper (8) der Wänder (1, 2) mit einer Reinkupferschicht von mindestens 0,2 mm Dicke versehen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Stahlstranggießkokille, deren Wände aus einem mit Kühlkanälen versehenen Grundkörper aus legiertem Kupfer und einer auf diesem befindlichen Arbeitsbeschichtung bestehen.

[0002] Die wesentlichen Forderungen an Stahlstranggießkokillen sind gute Wärmeleitfähigkeit, Verschleißfestigkeit und Formstabilität. Unter dieser Zielsetzung wurden Stranggießkokillen mit formgebenden Wänden aus Reinkupfer, legiertem Kupfer und aus mit Chrom und Nickel beschichtetem Kupfer entwickelt.

[0003] Durch die EP-A-0 383 934 sind Stahlstranggießkokillen bekannt, deren aus Kupfer oder Kupferlegierung bestehende Wände an der Arbeitsseite mit einer Beschichtung aus Nickellegierung versehen sind. Zum Abflachen der Härtegradunterschiede zwischen der Kupferwand und der sehr harten Nickellegierungsschicht und zur Verbesserung der Bindung ist zwischen der Kupferwand und der Nickellegierungsschicht eine Zwischenschicht aus Nickel angeordnet.

[0004] Bei den in neuerer Zeit entwickelten Stranggießanlagen zum Gießen von Stahlbändern unterliegen die dabei eingesetzten Kokillen aufgrund höherer Gießgeschwindigkeit und komplexer Gestalt des Formraumes erheblich höheren Beanspruchungen durch Verschleiß, Spannungsverzug und Rißbildung.

[0005] Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß örtliche hohe Spannungsspitzen an der Oberfläche durch Dehnungsbehinderung zu Schäden insbesondere zur Rißbildung führen. Dabei wird die Tendenz zur Rißbildung und Rißausbreitung verstärkt durch Messingbildung infolge des Eindiffundieren von Zink in die Arbeitsfläche.

[0006] Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Stahlbandgießkokille mit eine obere Erweiterung bildenden Breitseitenwänden, wobei die Kokillenwände unter der artbedingten höheren Beanspruchung eine verbesserte Verschleißfestigkeit und Standzeit insbesondere gute Rißunempfindlichkeit und Formstabilität aufweisen.

[0007] Die gestellte Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß bei einer Kokille zum Stranggießen von Dünnbrammen deren Breitseitenwände einen erweiterten Eingießbereich formen, die Grundkörper mit einer Reinkupferschicht von mindestens 0,2 mm Dicke versehen sind.

[0008] Die erfindungsgemäße Zwischenschicht aus Reinkupfer bewirkt durch ihre hohe Wärmeleitfähigkeit eine schnelle Wärmeableitung und damit eine Verringerung der Oberflächentemperatur. Die Zähigkeit des Reinkupfers widersteht der Rißausbreitung wodurch der aus legiertem Kupfer bestehende, kaltverfestigte Grundkörper vor Zerstörung geschützt wird. Dieser Erfolg kann durch die bekannten zum Vernickeln aufgetragenen unter 10µm starken Zwischenschichten nicht erreicht werden.

[0009] Die Reinkupferschicht kann eine Arbeitsschicht von 1 - 8 mm Dicke auf dem Grundkörper bilden, wobei die Zähigkeit dieses Materials der Rißbildung und Ausweitung von Rissen widersteht. Der stetige Verschleiß wirkt der Messingbildung entgegen.

[0010] Ein besonderer Vorteil wird nach der Erfindung darin gesehen, daß die Reinkupferschicht eine als Sperre wirkende 0,2 - 0,4 mm Dicke Unterlage für eine verschleißfeste Arbeitsbeschichtung bildet.

[0011] Die auf der Zwischenschicht aufgebrachte Arbeitsbeschichtung kann aus Nickel, Chrom, Molybdän oder deren Legierungen oder aus Metallkeramik bestehen. Das Aufbringen der Zwischenschicht und Arbeitsbeschichtung kann in bekannter Weise elektrolytisch oder durch Aufspritzen erfolgen.

[0012] In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen

Fig. 1

die Draufsicht einer Stahlbandgießkokille mit erweitertem Eingießbereich,

Fig. 2

einen senkrechten Schnitt durch die Stahlbandgießkokille gemäß der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3

einen Teilschnitt der Kokillenwandoberseite
und

Fig. 4

einen Teilschnitt der Kokillenwandoberseite mit alternativer Beschichtung.

[0013] Gemäß den Figuren 1 und 2 besteht eine Stahlbandgießkokille aus zwei Breitseitenwänden 1, 2 und zwei zwischen diesen angeordneten Schmalseitenwänden 3, 4. Die Breitseitenwände 1, 2 bilden zur Aufnahme eines Tauchgießrohres 5 einen erweiterten Eingießbereich 6, der sich über einen Teil der Kokillenhöhe erstreckt. Die Kokillenwand weist einen mit Kühlkanälen 7 versehenen Grundkörper 8 auf.

[0014] Bei der Ausführung gemäß Fig. 3 ist der Grundkörper 8 mit einer Arbeitsbeschichtung 9 aus Reinkupfer versehen.

[0015] Bei der alternativen Ausführung gemäß Fig. 4 ist der Grundkörper 8 mit einer Zwischenschicht 10 aus Reinkupfer als Grundlage für eine Arbeitsbeschichtung 11 versehen. Hierbei besteht die Arbeitsbeschichtung 11 vorteilhaft aus Nickel oder Metallkeramik.

[0016] In beiden Ausführungsbeispielen wird die Rißbildung und das Rißwachstum in dem Grundkörper 8 verhindert.

[0017] Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt.

Ansprüche

1. Stahlstranggießkokille, deren Wände aus einem mit Kühlkanälen versehenen Grundkörper aus legiertem Kupfer und einer auf diesem befindlichen Arbeitsbeschichtung bestehen,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei einer Kokille zum Stranggießen von Dünnbrammen deren Breitseitenwände (1, 2) einen erweiterten Eingießbereich (6) formen, die Grundkörper (8) mit einer Reinkupferschicht von mindestens 0,2 mm Dicke versehen sind.

2. Stahlstranggießkokille nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Reinkupferschicht von 1 - 8 mm Dicke die Arbeitsbeschichtung (9) ist.

3. Stahlstranggießkokille nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Reinkupferschicht von 0,2 - 0,4 mm Dicke eine Unterlage (10) für die Arbeitsbeschichtung (11) bildet.

4. Stahlstranggießkokille nach den Ansprüchen 1 und 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Arbeitsbeschichtung (11) im wesentlichen aus Nickel besteht.

5. Stahlstranggießkokille nach den Ansprüchen 1 und 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Arbeitsbeschichtung (11) im wesentlichen aus Chrom besteht.

6. Stahlstranggießkokille nach den Ansprüchen 1 und 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Arbeitsbeschichtung (11) im wesentlichen aus Molybdän besteht.

7. Stahlstranggießkokille nach den Ansprüchen 1 und 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Arbeitsbeschichtung (11) aus Metallkeramik besteht.

Zeichnung