DE3215689A1

DE3215689A1 - Kokille fuer das stranggiessen von stahl

Info

Publication number: DE3215689A1
Application number: DE19823215689
Authority: DE
Inventors: Senri Ibaragi Hara; Kunio Takarazuka Hyogo Inoue; Tomohiko Fukuoka Kimura; Takayuki Osaka Sato
Original assignee: Satosen Co Ltd; Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp; Satosen Co Ltd
Priority date: 1981-04-27
Filing date: 1982-04-27
Publication date: 1982-11-18
Also published as: CA1200362A; GB2100154A; SE8600881D0; FR2504421A1; GB2100154B; CH658206A5; AU8300382A; US4538667A; SE463355B; SE462585B; AU555465B2; FR2504421B1; SE8600881L; SE8202596L; IT1155168B; IT8267550A0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Kokillen für das Stranggießen von Stahl, so für kohlenstoffarmen Stahl, für Stähle mit mittlerem und hohem Kohlenstoffgehalt, rostfreie Stähle, legierte Stähle , besonderer Qualitätsgrade etc.

Die Kokille für das Stranggießen von Stahl besteht aus einem Paar gegenüberliegender , abmessungsgleicher , rechtwinkliger Platten, jede mit einer längsverlaufenden, die Dicke des Strangs bestimmenden Längsseite, und einem Paar gegenüberliegender,abmessungsgleicher, rechteckiger Platten, jede mit einer vertikal verlaufenden, die Breite des Strangs bestimmenden Längsseite.

Die herkömmlichen, die Kokille bildenden Platten werden aus Kupfer oder einer Kupferlegierung mit hoher Wärmeleitfähigkeit hergestellt, und besitzen eine Plattierung oder Schutzbeschichtung auf der Innenfläche der Platten (nachfolgend mit "Basis-Oberfläche" bezeichnet). Beim Stranggießen wird ein glasartiger Puder oder ein anderes schmierfähiges oder reibungsredzierendes Material zwischen die beschichteten Kokillen-Innenflächen (nachfolgend mit "beschichteter Oberfläche" bezeichnet) und den flüssigen Stahl eingebracht, um die Reibung zwischen dem flüssigen Stahl bzw. Stahlstrang und der beschichteten Oberfläche zu reduzieren. Bei diesem Vorgang schmilzt der Puder durch die Wärme von flüssigem · Stahl und wirkt damit als Schmiermittel.

Es wurden seitens des Anmelders umfangreiche Untersuchungen durchgeführt, um die Gründe für die oft auftretenden Schwierigkeiten mit den Kokillen beim Stranggießen zu

ermitteln, die da sind: Reduzierte Lebensdauer der Kokillen, was auf Beschädigungen eines Teils der beschichteten Oberfläche in Kontakt mit dem einkommenden flüssigen Stahl zurückzuführen ist, weiterhin das Ausbrechen, welches auf das Anhaften von Tröpfchen des flüssigen Stahls an der beschichteten Oberfläche zusammenhängt und darauf zurückzuführen ist, etc.. Die Untersuchungen des Anmelders führten zu zahlreichen Erfindungen ( Japanische, geprüfte Auslegeschriften Nr.

50733/1977, 50734/1977, 37562/1979, 40341/1980 etc.).

Es ist jedoch nunmehr beabsichtigt, für das Stranggießen Kokillen mit weiter verbesserten Eigenschaften und verbesserter Leistungsfähigkeit zu schaffen, da die derzeit in Verwendung befindlichen Kokillen hinsichtlich der erzielten, technischen Fortschritte im Stranggießen, z.B. höherer Durchsatz, und den damit verbundenen härteren Bedingungen nicht mehr gewachsen sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Kokille zu schaffen, die gesteigerte Beanspruchungssicherheit bietet und leistungsfähiger ist, und damit zusammenhängend eine längere Lebensdauer haben muß.

Andere Aufgaben und Merkmale dieser Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich.

Diese Erfindung sieht für das Stranggießen von Stahl Kokillen aus Kupfer oder Kupferlegierungen vor, die eine rauhe Basis-Oberfläche, darauf eine Plattierung aus Nickel, Kobalt oder einer Legierung derselben, und wiederum darauf eine Chrom-Plattierung haben.

Die Untersuchungen des Anmelders zeigten, daß die genannte Aufgabe durch das Aufbringen einer spezifischen Plattierungsschicht auf einer rauhen Basis-Oberfläche gelöst wird, dies im Gegensatz zu den ansich bekannten

Auffassungen auf diesem Fachgebiet. Die bisherige Auffassung war, daß die beschichtete Oberfläche so glatt als möglich sein sollte, um die geringstmögliche Reibung zwischen dem flüssigen Stahl bzw. dem Stahl-Strang und der beschichteten Oberfläche zu haben, und , um Stahl-Strang mit möglichst glatter Oberfläche zu erhalten. Mit anderen Worten, es wurde davon ausgegangen, je glatter die beschichtete Oberfläche ist, umso länger ist die Lebensdauer der Kokille, und, umso glatter wird die Oberfläche des Stahl-Strangs. Es wurden vor dem mitunter Kokillen eingesetzt, deren Basis-Oberflächen und beschichtete Oberflächen sogar hochglanzpoliert wurden. Die vorgenannten Untersuchungen ergaben jedoch, daß die nachfolgend aufgeführten Probleme eben gerade durch

15 solche extrem glatte Oberflächen verursacht wurden.

(I) Wenn die beschichtete Oberfläche eine hohe Glätte aufweist, wird das Schmiermittel leicht in Kontakt mit dem sich bewegenden Stahl-Strang kommen und dadurch ungleichmässig über die beschichtete Oberfläche verteilt werden. In extremen Fällen ist nur wenig oder überhaupt kein Schmiermittel zwischen dem flüssigen Stahl und der beschichteten Oberfläche in einigen Teilbereichen vorhanden. Diese Bereiche sind durch den Stahl-Strang abgeschliffen, wodurch die Reibung zwischen den abge-

25 schliffenen Oberflächenbereichen und dem Strang, und

damit der Widerstand gegen den Austritt des Strangs zu- ■ nimmt. Daraus resultiert, daß eine dünne Außenschicht des erstarrten Stahls bricht, wodurch ein Durchbruch auftritt.

(II) Eine ungleichmässige Verteilung des Schmiermittels ergibt eine Ansammlung überschüssigen Schmiermittels in einigen Bereichen der beschichteten Oberfläche. In diesen Bereichen tritt nun eine unzureichende Kühlung des flüssigen Stahls und des Strangs durch die niedrige

Wärmeleitfähigkeit des Schmiermittels auf. Dadurch bildet sich ein extrem dünner Film erstarrten Stahls, welcher leicht zu einem Durchbruch führen kann. Dieses Phänomen tritt besonders dann auf/ wenn versucht wird, eine große Menge des Schmiermittels über die gesamte beschichtete Oberfläche zu streuen.

(III) Große Mengen des Schmiermittels tendieren, sich in den Eckbereichen der Form abzusetzen. Das überschüssige Schmiermittel in diesen Eckbereichen tendiert dazu,

10 ^ein Ausbrechen in diesen Bereichen zu erzeugen und

die Formierung der erstarrten Oberflächenschicht an den Ecken des Strangs zu verzögern, was zur Bildung von sternförmigen Rissen führen kann.

(IV) Da das Schmiermittel einfach mit dem austretenden Strang aus der Kokille ausgestoßen wird, muß häufig erneut Schmiermittel in die Kokille eingebracht werden, was beschwerliche Arbeitsgänge und große Schmiermittelmengen erfordert, und demzufolge wirtschaftlich unvorteilhaft ist.

(V) Wenn mindestens zwei Schutzplattierungen auf die Basis-Oberfläche aufgetragen sind, führt die Differenz in der Längenstreckung zwischen den metallischen Materialien dazu, hohe Spannungen und Formveränderungen in der äußeren Beschichtung zu erzeugen, wodurch dann Risse auftreten. Diese Risse reduzieren die Lebensdauer der Kokille und beeinträchtigen die Qualität des Strangs.

Mit den bisherigen Gesichtspunkten mag nun angenommen werden, daß die Oberfläche des Stahl-Strangs durch den Einsatz der Kokillen gemäss dieser Erfindung mit einer unebenen und ungleichmässigen beschichteten Oberfläche sich verschlechtern wird. Unerwartet ist dies jedoch nicht der Fall, vielmehr wurde mit den Kokillen gemäss

Jo*

der vorliegenden Erfindung festgestellt, daß die stranggegossenen Stahl-Stränge in der· Qualität gleich, wenn nicht überlegen, denen sind, die mit den herkömmlichen Kokillen hergestellt werden. Mit den Kokillen der vorliegenden Erfindung wird das Schmiermittel in den feinen Tälern oder Kehlungen der unebenen Oberfläche gleichmässig verteilt festgehalten. Dieses Festhalten schließt im wesentlichen jedes Ausbrechen oder Risse an den Ecken durch Mangel oder Überschuß an Schmiermittel aus. Da das anfangs zugeführte Schmiermittel überwiegend in den feinen Kehlungen der nicht glatten Oberfläche bleibt und gehalten wird, wird die Häufigkeit der Zuführung ergänzenden Schmiermittels wesentlich und die Gesamtmenge des benötigten Schmiermittels drastisch reduziert. Ferner wird, gemäss dieser Erfindung, praktisch kein Riß in der Legierungs-Plattierung, deren oxidierter Schicht, oder in der die oberste Schicht bildenden Chrom-Plattierung auftreten, so daß die Lebensdauer der Kokille damit verlängert wird, und die Stahl-Stränge mit verbesserter Qualität gegossen werden. Spezifischer ausgedrückt, die Bildung von Rissen in der Plattierungsschicht wird verhindert, da die Differenz in den thermischen Spannungen und Beanspruchungen zwischen der Basis-Oberfläche und der auf die

25 Basis-Oberfläche aufgebrachten Plattierungsschicht,

oder zwischen den Schichten, durch die aus den Unebenheiten sich ergebende vergrößerte Oberfläche moderiert oder ausgeglichen werden.

Die Kokille gemäss dieser Erfindung ist in ihrem grundsätzlichen, konstruktiven Aufbau ähnlich den herkömmlichen Kokillen aus Kupfer oder einer Kupferlegierung für das Stranggießen von Stahl. Die Kokille der vorliegenden Erfindung hat eine Oberflächen-Rauhigkeit von zirka 20 bis zirka 200 S, vorzugsweise ca. 50 bis ca. 150 S gegemäss den japanischen Industrie-Standards B0601. Mit

einer Oberflächen-Rauhigkeit von weniger als 20 S ist es dann schwierig, die beabsichtigte verbesserte Schmierung zu erreichen, und die Bildung von Rissen in der äußeren Plattierungsschicht zu verhindern. Die unebene Oberfläche mit einer Oberflächen-Rauhigkeit von über 200 S ist ungünstig, da dann der Gießvorgang die Kämme der Erhebungen auf der unregelmässigen Oberfläche markant abnutzt. Die angestrebte, unebene Oberfläche kann derart sein , daß unendlich kleine Erhebungen und Vertiefungen bei mikroskopischer und makroskopischer Betrachtung der Oberfläche regelmässig verteilt feststellbar ist, oder, daß diese bei mikroskopischer Betrachtung fast ungleichmassig verteilt sind, obgleich bei makroskopischer Betrachtung eine unregelmässige Verteilung wahrnehmbar ist. Auch sind wellige Anordnungen von in Reihen parallel verlaufender Erhebungen und Vertiefungen wünschenswert. Bei wellenförmigen Anordnungen ist vorzuziehen, diese Reihen von Erhebungen und Vertiefungen in Fließrichtung des flüssigen Stahls auszurichten, obgleich die Ausrichtung nicht speziell auf diese Richtung beschränkt . sein muss. Die nicht-glatte oder nicht-ebene Oberfläche kann durch geeignete Methoden, wie Kugelstrahlen, eine mechanische Bearbeitung mit einem Fräser oder ähnlich, hergerichtet werden. Bei einer Methode werden z.B.

Teilbereiche der Fläche abgedeckt und die anderen nichtabgedeckten, mittels Ätzen bearbeitet, eine andere Methode sieht die Bearbeitung der Basis-Oberfläche mit einer Walze vor, die kleine Vorsprünge oder winzige wellen förmige Muster aufgebracht besitzt, die in die Fläche eingedrückt werden. Die üblichen, nachfolgend beschriebenen Plattierungs-Schichten werden dann auf die so geformte rauhe Oberfläche aufgebracht. Ferner ist es bei neuen Kokillen aus Kupfer oder Kupferlegierungen möglich, die Behandlung für die Herrichtung einer unregelmässigen Oberfläche nach demAufbringen einer einzelnen Plattierungs-Schicht , nach zwei oder drei Plattierungsschichten direkt auf der Basis-Oberfläche vorzunehmen.

M-

Gemäss dieser Erfindung wird eine der nachfolgend beschriebenen Plattierungen (a) bis (d) auf die Basis-Oberfläche aufgebracht.

(a) Eine erste Schicht aus Nickel, Kobalt oder einer Legierung derselben, durch Elektroplattierung auf der Basis-Oberfläche, und einer zweiten Schicht aus Chrom auf der ersten Schicht. Obwohl variabel, abhängig von der Stahlsorte, den Abmessungen der Kokille etc., ist die angestrebte Dicke der aufzubringenden Nickel- und/oder Kobalt-Plattierung ca. 195 bis ca. 2950 um , und die der aufzubringenden Chrom-Plattierung ca. 5 bis ca. 50 μπι, woraus sich eine angestrebte Gesamt-Schichtdicke von ca. 200 bis ca. 3000 μπι ergibt. Bevorzugt wird allerdings eine Schichtdicke für die erste Schicht von ca. 300 bis ca. 1000 μπι, und eine Schichtdicke für eine zweite Schicht von ca. 10 bis ca. 20 μπι, wobei diese Schichten dann eine Gesamt-Schichtdicke von ca. 310 bis ca. 1020 μπ\ aufweisen. Wenn die Nickel- und/oder Kobald-Plattierung über 2 950 μπι dick ist, ist mit Rissen im Innern der Kokille in der Ebene zu rechnen, an der die beschichtete Oberfläche in Kontakt mit dem Meniskus des eingegossenen , flüssigen Stahls kommt. In einem solchen Fall entstehen große Risse, deren Tiefe mitunter das 2.5-fache der Plattie-

25 rungsdicke betragen, und die bis in den Bereich des

Kupfermaterials der Kokille reichen. Bei einer Plattierungsdicke von weniger als 195 μπι besitzt die erste Schicht eine zu geringe Verschleißfestigkeit, so daß Teilbereiche des Kupfermaterials,insbesondere im unteren

30 Bereich der beschichteten Oberfläche, schon in den

Anfangsphasen des Stranggießvorgangs freigelegt werden können. Eine Chrom-Plattierungsschicht von mehr als 50μπι Schichtdicke neigt zu örtlichen Rissen, die zur Abtrennung der Schicht beitragen und möglicherweise bis 35' zur Nickel- und/oder Kobaltschicht reichen, auch wenn

die Oberfläche so uneben ist, die thermischen Spannungen der obersten Schicht zu verteilen und ζu moderieren. Die zweite Schicht mit einer Schichtdicke von weniger als 5 μΐη verliert u.U. an bestimmten Stellen die Haftung an der ersten Schicht oder führt zu Feinlunkern oder ähnlich, und als Folge davon, es wird nicht die erwartete Wirkung erzielt, die beabsichtigt ist. Die hierin verwendete Bezeichnung Nickel schließt auch Nickel-Material mit einem Gehalt von ca. 0.2 bis ca. 3% Kobalt an Unrein-

10 heiten ein.

(b) Auf die Basis-Oberfläche wird eine erste Schicht aus Nickel, Kobalt oder Legierungen derselben aufgetragen, auf die eine zweite Schicht einer Legierung, enthaltend 3 bis 20 Gewichts-% Phosphor und/oder 2 bis 15 Gewichts-% Bor, und Nickel und/oder Kobalt in Differenz-Prozenten, angebracht wird. Wenn Phosphor und/oder Bor in geringeren Mengen enthalten ist, neigt die zweite Schicht zu niedrigerer Hitzebeständigkeit und Härte. Die Verwendung grösserer Mengen derselben führt zu wirtschaftlichen Nachteilen. Die zweite Legierungs-Plattierung, obwohl auftragbar durch Elektroplattierung, wird vorzugsweise mittels eines nicht-elektrischen Plattierungsverfahrens aufgebracht, da das Verfahren normalerweise feine Kristalle produziert und sehr einfach eine Plattierung gleichmässiger Dicke ermöglicht, ob nun über die gerade oder gebogen verlaufende Basis-Oberfläche einer Kokille in Form eines vierseitig gefertigen Tubus oder in Form eines Zylinders. Die Dicken der ersten und zweiten Schicht, obwohl variabel mit der Gießtemperatür, der Stahlart, den Dimensionen der Kokille etc., betragen normalerweise ca. 30 bis ca. 1900 μΐη bzw. ca. 10 bis ca. 100 um, die angestrebte Gesamtdicke ca. 40 bis 2000 um, und vorzugsweise ca. 100 bis ca. 1000 um bzw. ca. 20 bis ca.kO um, die Gesamtdicke damit ca. 120 bis 1060 um. Die erste Schicht, zwischen dem Kupfermaterial und der zweiten Schicht, unterscheidet sich

/Κ*

in ihren Eigenschaften von denen des Kupfers, und kann daher die zweite Schicht gegen thermische, mechanische und verschiedene andere Belastungen unterstützen, und dient der einwandfreien Funktion der zweiten Schicht. Die erste Schicht mit mehr als 1900 μΐη Schichtdicke erzeugt Risse beimAuftreten hoher Temperaturen, und führt zu einer unzureichenden Kühlung der Kokille bei hohen Durchsatz-Geschwindigkeiten. Die zweite Schicht mit weniger als 10 μΐη Dicke hat eine zu niedrige Abriebsfestigkeit, während mit einer Schichtdicke von mehr als 100 μΐη die Wahrscheinlichkeit naheliegt, daß Risse auftreten und Schaden an der Kokille wegen unzureichender Kühlung der Kokille verursacht werden, die durch die geringe Wärmeleitfähigkeit der Legierung der zweiten

15 Schicht begründet sind.

(c) Eine dritte Schicht in Form einer Chrom-Plattierung, die auf die unter (b) erläuterte, zweite Schicht aufgebracht wird, ermöglicht die Verlängerung der Lebensdauer der Kokille. Die Chrom-Plattierung kann durch das übliche Elektroplattierungs-Verfahren aufgebracht werden. Diese Chrom-Plattierung verhindert das Anhaften von Spritzern geschmolzenen Stahls besonders wirkungsvoll. Die dritte Schicht hat normalerweise eine Dicke von ca. 5 bis 100 μΐη, und vorzugsweise von ca. 10. bis 30 μΐη.

Diese Schicht ist besonders wirkungsvoll zur Verhinderung des Anhaftens von Spritzern des geschmolzenen Stahls am Anfang des Einlaufbereichs des geschmolzenen Stahls.

(d) Eine Oxydschicht wird durch Oxydieren der unter (b) beschriebenen zweiten Schicht gebildet. Diese Schicht ist auch besonders wirkungsvoll für die Verhinderung des Anhaftens von Spritzern des geschmolzenen Stahls, die am Anfang des Einlaufbereichs des geschmolzenen Stahls auftreten. Die Oberflächen-Oxydschicht kann durch herkömmliche Oxydierungsverfahren aufgetragen werden, so z.B. indem die Legierung der zweiten Schicht

als Anode durch Elektrolyse in einer wässrigen Lösung des Natriumhydroxyds oder eines ähnlichen, alkalischen Materials oxydbeschichtet wird, oder, indem die Oberfläche der Legierungsschicht in einer Atmosphäre durch einen Gasbrenner aufgeheizt wird (Flammen-Oxydierungs-Verfahren) . Die Oxydschicht hat mindestens 0.001 μπι Dicke, vorzugsweise jedoch eine Schichtdicke von ca. um.

Die Kokille dieser Erfindung hat das Merkmal in der Kombination der Schaffung einer unregelmässigen Basis-Oberfläche und der Anwendung spezifischer Schutzschichten, wodurch die markanten Ergebnisse einer Verlängerung der Kokillen-Lebensdauer, die Verbesserung der Qualität des Stahl-Strangs und die Reduzierung der Menge eines verwendeten Schmiermittels erzielt werden.

Die nachfolgenden Beispiele stellen die vorliegende Erfindung mit mehr Einzelheiten heraus.

BEISPIEL 1

Eine Kupfer-Kokille (300mm breit χ 1300mm lang χ 800mm hoch) für das Stranggießen von Stahl wurde mit einer Vinylchlorid-Beschichtungsmasse auf einem Teil der Basis-Oberfläche maskiert, ausser dem Bereich, der in Kontakt mit dem schmelzflüssigen Stahl gebracht wird. Die Kokille wurde durch Tauchen in eine wässerige Lösung, enthaltend 55 g/l Natriumhydroxyd, 30 g/l Natriumkarbonat und 5 g/l eines Anion-Surfactanten für 3 0 Minuten bei 55°C entfettet. Nachfolgend in einer wässerigen Lösung elektrolytisch entfettet, enthaltend 35 g/l Natriumhydroxyd, 16o g/l Natriumthosilikat und 10 g/l eines Anion Surfactanten bei einer Temperatur von 55°C, und einer Kathoden-Stromdichte von

10 A/dm² für 3 Minuten. Der Kokillenkörper derart entfettet wurde mit Wasser gewaschen und dann aktiviert durch Tauchen bei Normaltemperatur für 15 Minuten in eine wässerige Lösung von 5% Schwefelsäure. Nach dem Abwaschen mit Wasser wurde die Kokille durch Tauchen in ein Bad elektroplattiert, das Bad enthaltend 45o g/l Nickel-Sulfamat, 40 g/l Nickelchlorid, 2o g/l Borsäure und 3 g/l Natrium-Naphtalin-Trisulfonat mit einer Temperatur von 5O⁰C und einem pH-Wert von 4.5, bei einer

10 Kathoden-Stromdichte von 1.5 A/dm^s für 30 Stunden

bei gleichzeitiger kontinuierlicher Filterung des Bades, wodurch eine 5ί"0 um dicke Nickelbeschichtung auf den Kokillenkörper aufgebracht wurde. Der Kokillenkörper wurde danach elektroplattiert in einem Bad, enthaltend 320 g/l wasserfreie Chromsäure, 0.8 g/l Schwefelsäure und 5g/l Kalium-Silikofluorid mit einer Temperatur von 50⁰C und mit einer Kathoden-Stromdichte von 25 A/dm^a für 40 Minuten für das Aufbringen einer Chromschicht von 10 μπι Schichtdicke auf der Nickelschicht.

2) Die Basis-Oberfläche von fünf weiteren Kokillen wurde danach auf die gleiche Weise beschichtet, die Kokillen durch Stranggießen kohlenstoffarmen Stahls mit einer Stranggeschwindigkeit von 0.8 m/min, geprüft, um zu ermitteln, wie die unebene Oberfläche jeder der Kokillen

25 auf Rißbildung und Abtrennung der Chromschicht, auf

die Lebensdauer der Kokille und das Aussehen der Oberfläche des Stahlstrangs einwirkte. Die Tabelle 1 gibt Aufschluß über die Prüfungen. Vor der Elektroplattierung wurde die Basis-Oberfläche der Kokille durch einen Schaber maschinell bearbeitet, um der Fläche eine spezifische Oberflächen-Rauhigkeit zu geben, so daß die Reihen kleinster Erhöhungen und Vertiefungen der unebenen Fläche alle in Richtung der Durchflußrichtung des schmelzflüssigen Stahls ausgerichtet waren.

Tabelle

Aussehen der Chromschicht -Lebensdauer A_USSehen "d."' . ~. __ d. Kokille cj-,,.-,„^_nκ^_

Oberflächen_{nach 100 chargen} .. Rauhigkeit

Risse

Abtrennung

τ Fest- "Örtlich ^{a 9estBllt} festgestellt

Chargen)

150

Strang-Oberfläche (nach Chargen)

Menge des glasartigen

Puders (kg pro t schmelzflüssigen Stahls)

Normal 0.50

25S 70S 150S

250S

keine keine

keine

keine 200S keine **

^keine keine

300	Gut	0.45
350	Ausgezeichnet •	0.35
550	Ausgezeichnet	0.35
600	Gut.	0.30
300	Gut	0.40

* Menge des schmelzflüssigen Stahls pro Charge =

Abgeschliffen in den Ecken

- 250 t

O) CX) CD

Wie aus der Tabelle 1 ersichtlich, sind die Kokillen gemäss dieser Erfindung hervorragend in ihrer Beständigkeit, und ermöglichen Stahlstränge mit verbesserter Qualität bei wesentlicher Reduzierung der Mengen des zur Verwendung kommenden glasartigen Schmiermittels. Die durchgeführten Prüfungen zeigen, daß bei Verwendung von Kokillen mit rauhen Oberflächen die Mengen glasartigen Puders um 20 bis 30% im Vergleich zu den bei herkömmlichen Kokillen eingesetzten 0.45 bis 0.5 kg/t reduziert werden können.

BEISPIEL 2

Eine Walze mit einem winzigen, wellenförmigen Muster darauf arrangiert, wurde über die Basis-Oberfläche einer Kupferkokille bewegt, einer Kokille, die abmessungsgleich mit den im Beispiel 1 verwendeten Kokillen ist, um eine Oberflächen-Rauhigkeit von 70 S aufzubringen. Dasselbe wurde an 9 weiteren Kokillen vorgenommen, deren Oberflächen ähnlich bearbeitet wurden. Auf diese Basis-Oberflächen der Kokillen wurde eine erste Schicht aufgebracht, deren Zusammensetzung und Dicke aus der · Tabelle 2 ersichtlich ist, und auf diese Schicht eine zweite Chrom-Schicht mit einer Dicke von 20 μΐη. Die Kokillen wurden für das Stranggießen kohlenstoffarmen Stahls wie im Beispiel 1 verwendet. Die Tabelle

25 2 gibt Aufschluß über die Prüfungen.

Tabelle 2

"3rste Schicht·

Zusammensetzung (Gew. -%,)

Ni

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

85 85
85
50 50
50
30
30

Co

15

50

" 50

50

70

100

Dicke (pm)

Lebensdauer (Anzahl der

Aussehen der Strang-Oberfläche (nach 200 Chargen)

1000 2500

200 1500 2700

500 1000

280

380 450 250 350 410 280 320 150 180

Gut Ausgezeichnet Gut Normal Gut Gut Normal Hut Norma1 Normal

LO

CD OO CO

BEISPIEL 3

(I) Formung einer rauhen Oberfläche.

Eine Kokille (300 mm breit χ 1300 mm lang χ 800 mm hoch) für das Stranggießen von Stahlsträngen wurde auf einem mit dem schmelzflüssigen Stahl in Berührung kommenden Teil der Basis-Oberfläche durch einen Schaber maschinell bearbeitet, so daß Reihen winziger Erhöhungen und Vertiefungen in Richtung des eingegossenen schmelzflüssigen Stahls verlaufen.

IQ (II) Vorbehandlung

Die Basis-Oberfläche der Kokille wurde auf dem nicht mit dem schmelzflüssigen Stahl in Kontakt kommenden Teilbereich mit einer Vinyl-Beschichtungsmasse maskiert. Der Kokillenkörper wurde durch Tauchen in eine wässrige Lösung mit einer Temperatur von 50⁰C für 4 0 Minuten entfettet, wobei die Lösung 50 g/l Natriumhydroxyd, 25 g/l Natriumkarbonat und 5 g/l eines Anion Surfactanten enthält. Die Kokille wurde anschließend mit Wasser gespült und dann elektrolytisch in einer wässrigen

20 Lösung entfettet, die 3 0 g/l Natriumhydroxyd,

150 g/l Natrium-Orthosilikat und 10 g/l eines Anion Surfactanten enthält, der Vorgang mit einer Temperatur des Bades von 60⁰C und bei einer Kathoden-Stromdichte von 10 A/dm³ für 2 Minuten. Der Kokillenkörper wurde

25 dann wiederum mit Wasser gespült und anschließend durch Tauchen in eine 5%-ige wässrige Lösung der Schwefelsäure bei Normaltemperatur für 10 Minuten aktiviert.

(III) Aufbringen einer Nickelplattierung. Der Kokillenkörper , derart aktiviert, wurde mit Wasser ge-

waschen und in einem Bad elektroplattiert, welches 500 g/l Nickel-Sulfamat, 3o g/l Nickelchlorid, 10 g/l Borsäure und 3 g/l Natrium-Naphtalin-Trisulfonat enthält, der Vorgang mit einer Badetemperatur von 45°C und einem pH-Wert von 4.8, bei einer Kathoden-Stromdichte von 1 A/dm² für 10 Stunden bei gleichzeitiger kontinuierlicher Filterung des Bades, womit eine Nickelplattierung mit einer Schichtdicke von 120 μΐη aufgebracht wurde.

10 (IV) Aufbringen einer Legierungs-Plattierung.

Die Kokille mit der auf der Basis-Oberfläche aufgebrachten Nickel-Plattierung wurde mit Wasser gespült und einem nicht-elektrischen Plattierungsverfahren durch Tauchen in ein Bad unterworfen, welches 30 g/l Nickelsulfat, HO g/l Natriumzitrat und 18 g/l Natriumhydrophosphit enthält, und der Vorgang bei einer Badtemperatur von 9O⁰C und einem pH-Wert von 12 für 8 Stunden, um eine 23 μΐη Nickel-Phosphor-Legierungs-Plattierung mit 88 Gewichts-tNickel und 12 Gewichts-%

20 Phosphor zu erhalten.

Der Kokillenkörper wurde dann mit Wasser gewaschen und getrocknet. Die Beschichtungsmasse wurde dann von dem maskierten Bereich entfernt. Sechs andere Kokillen wurden dann auf die gleiche Weise

25 behandelt.

Die Kokillen wurden für das Stranggießen eines mittleren KohlenstoffStahls mit einer Gießgeschwindigkeit von 0.8 m/min verwendet und anschließend ermittelt, welchen Einfluß die unebene Oberfläche der Kokille auf die Formierung vonRissen und das Abtrennen der Legierungs-Plattierung, die Lebensdauer der Kokille und das Aussehen der Oberfläche des Strangs hat. Die Resultate sind aus der Tabelle 3 ersichtlich.

Tabelle 3

Oberflächen
•Nr. Rauhigkeit

Aussehen der äusseren
Beschichtung nach ^.
Chargen

Risse .

Abtrennung

Lebensdauer der**

Kokille

(Anzahl d.Chargen)

Aussehen der Strang-Oberfläche (nach 1oo Chargen)

weniger

2OS
5OS
lOOS
150S
200S 250S

keine
keine,

keine
keine
B ***

keine

keine
keine
keine
keine

keine
keine

350 400 400 550 600 500 400

normal

gut gut ausgezexchnet ausgezeichnet gut normal

* Menge des schitielzf lüssigen Strahls pro Charge = 250 t

Die Anmerkung "A" in Tabelle 3 (und der folgenden Tabellen) gibt an, daß kleine Risse sich bildeten, jedoch keine Schwierigkeiten bein Gießvorgang verursachten.

Die Anmerkung "B" in Tabelle 3 (und den folgenden Tabellen) gibt an, daß kleine

'Risse und abgeschliffene Erhöhungen festzustellen waren, die den Gießvorgang behinderten.

C7> OO

-MT-

Wie aus der Tabelle 3 ersichtlich, sind die Kokillen dieser Erfindung ausgezeichnet in ihrer Beständigkeit, und geben dem Stahl-Strang eine verbesserte Qualität. Ferner reduzieren die Kokillen dieser Erfindung mit den unregelmässigen Oberflächen die Menge des zu verwendenden glasartigen Puders um zirka 20 bis 30% im Vergleich zu der bei herkömmlichen Kokillen verwendeten Menge von 0.45 bis 0.5 kg/t.

BEISPIEL 4

Eine ähnliche Kupferkokille, wie die des Beispiels 3, wurde verwendet, und auf dieselbe Weise durch einen Schaber maschinell bearbeitet, wie dies im Beispiel 3 der Fall war, um eine Oberflächen-Rauhigkeit von 100S zu erzielen. Neun andere Kokillen wurden so auf diese Weise behandelt. Auf die Basis-Oberflächen der Kokillen wurde eine erste Schicht aufgebracht, und dann eine zweite Schicht, die die entsprechenden Zusammensetzungen und Dicken, wie in der Tabelle 4 aufgzeigt, haben. Die so beschichteten Kokillen wurden für das Stranggießen eines mittleren KohlenstoffStahls,wie im Beispiel 3,verwendet. Die Tabelle 4 zeigt die Ergebnisse dieser Prüfungen.

Tabelle 4

Erste Schicht

Zweite Schicht

Zusammensetzung (Gev/.-%) Dicke Ziusaiiiiaens. (GevJ.-%) Dicke Ni ' Co (ymT Ni Co P B (ym) Lebensiauer der Aussehen der Ctrang-'Kckille Oberfläche

(Anzahl d.Chargen) (nach 2oo Chargen)

1	100	-	500
2	100	-	500
3	100	-	1000
4	-	100	500
5	-	100 •	500
6	-	100	500
7	60	40	500
8	80	20	500
9	80	20	1Ö00
10	80	20	1000

95	-	5	-
86	-	14	-
96	-	-	4
-	95	5	-
-	91	9	-
-	97	-	3
80	12	8	-
90	7	3	-
60	34	-	6
60	30	6	4

60 30 30 30 30 20 30 30 30 30 900 500 800 500 500 450 500 600 700 700

Gut Gut Gut

Normal Normal Norma1 Normal Norma1 Normal Norma1

BEISPIEL 5

(I) Formung einer rauhen Oberfläche.

Eine Kokille aus einer Kupferlegierung, enthaltend 1% Chrom ( 200 mm breit χ 1300 mm lang χ 7oo mm hoch) für das Stranggießen wurde auf dieselbe Weise wie im Beispiel 3 maschinell bearbeitet, um eine nicht-glatte Oberfläche zu erreichen.

(II) Vorbehandlung

Die Kokille wurde derselben Vorbehandlung, wie im 10 Beispiel 3 unterworfen.

(III) Aufbringen einer Kobalt-Legierungs-Plattierung.

Nach der Aktivierung wurde der Kokillenkörper mit Wasser gewaschen und in einem Bad bei 70⁰C Temperatur und für 15 Stunden elektroplattiert, das Bad enthaltend 26o g/l Kobaltchlorid und 3o g/l Borsäure, und mit einem pH-Wert von 4.5 bei einer Kathoden-Stromdichte von 1 A/dm² zum Aufbringen einer 170 μΐη dicken Kobalt-Plattierung.

(IV) Aufbringen einer Legierungs-Plattierung.

Die Kokille mit der Kobalt-Plattierung auf der Basis-Oberfläche wurde dann mit Wasser gewaschen und einem nicht-elektrischen Plattierungsverfahren durch Einbringen in ein Bad unterworfen, das Bad dabei enthaltend 30 g/l Nickelsulfat, 140 g/l Natriumzitrat, 18 g/l Natrium-

25 hydrophosphit, und mit einer Temperatur von 90⁰C

und einem pH-Wert von 10 für 10 Stunden, womit eine Nickel-Phosphor-Legierung in einer Schichtdicke von 30 μπι aufgebracht wurde, die 93 Gewichts-% Ni und 7 Gewichts-% P enthält.

(V) Aufbringen einer Chrom-Plattierung.

Der Kokillenkörper,mit Legierungs-Plattierung aufgebracht j wurde anschliessend mit Wasser gewaschen und eine Elektroplattierung auf die Legierungs-Plattierung durch Eintauchen in ein Bad aufgebracht, das Bad enthaltend 32o g/l wasserfreie Chromsäure, 0.8 g/l Schwefelsäure und 5 g/l Kaliumsilikofluorid, und mit einer Temperatur von 50°C bei einer Kathoden-Stromdichte von 25 A/dm* für 60 Minuten, womit eine Chrom-Plattierurig mit einer Schichtdicke von 15 μπι aufgebracht wurde.

Die Kokille wurde mit Wasser abgewaschen und getrocknet. Die Beschichtungsmasse von der maskierten Fläche entfernt. Danach die Kokille für das Stranggießen von rostfreiem Stahl mit einer Gießgeschwindigkeit von 0.8 m/min.eingesetzt.

Sechs andere Kokillen wurden derselben Behandlung unterworfen und für das gleiche Gießverfahren eingesetzt. Die Tabelle 5 zeigt die Ergebnisse der Prüfung.

Tabelle 5

Oberflächen
Rauhigkeit

Aussehen der äußeren" Schicht nach 100 Chargen *

_ . ooO

Risse Abtrennung

Lebensdauer d. Kokille (Anzahl der Chargen)

weniger als_10s

2OS

5OS

lOOS

150S

200S

250S

keine

Keine

keine

400 500 500 600 600 600 500

Menge des schrnalzflüssigen Stahls pro Charge =

250 t

Aussehen der
Stran§-Oberfläche(nach
Chargen)

Normal

-Gut

Gut'

Ausgezeichnet

Gut
Norma1

ro ι

as-

Die in diesem Beispiel verwendeten Kokillen wurden als ausgezeichnet hinsichtlich ihrer Beständigkeit befunden, und es wurde mit diesen eine verbesserte Qualität des Stahl-Strangs festgestellt. Die Menge des eingesetzten glasartigen Puders konnte um 20 bis 30% im Vergleich zu den Mengen bei herkömmlichen Kokillen gesenkt werden.

BEISPIEL 6

(I) Formierung einer rauhen Oberfläche.

Eine Kupferkokille ähnlich der des Beispiels 3 wurde maschinell durch einen Schaber bearbeitet» um eine unebene Basis-Oberfläche zu erhalten.

(II) Vorbehandlung

Die gleiche Behandlung wie in dem Beispiel 3 wurde vorgenommen.

15 (III) Aufbringen einer Nickel-Kobalt-Plattierung.

Nach der Aktivierung wurde der Kokillenkörper mit Wasser abgewaschen und durch Tauchen in ein Bad elektroplattiert, das Bad enthaltend 300g/ 1 Kolbaltchlorid, 40 g/l Nickelchlorid und 20 g/l Borsäure, und bei

20 einer Temperatur von 70⁰C und einem pH-Wert von

4.5 , bei einer Kathoden-Stromdichte von 1 A/dm² für 10 Stunden, wobei das Bad kontinuierlich gefiltert wurde. Dieser Elektroplattierungsvorgang ergab eine Schichtdicke von 130 μΐη, die 15 Gewichts-% Nickel und 85

25 Gewichts-% Kobalt enthält.

(IV) Aufbringen einer Legierungs-Plattierung.

Der Kokillenkörper mit der Nickel-Kobalt-Plattierung auf der Basis-Oberfläche wurde mit Wasser abgewaschen und einem nicht-elektrischen Plattierungsverfahren unterworfen durch Tauchen in ein Bad mit einer Temperatur von 85⁰C für 7 Stunden, das Bad dabei enthaltend 28 g/l Nickelchlorid, 30 g/l Natriumzitrat und 3 g/l Natriumborhydrid, mit einem pH-Wert von 9. Mit dieser Behandlung wurde eine Legierungs-Plattierung erreicht, die aus 97 Gewichts-& Nickel und 3 Gewichts-% Bor besteht.

10 (V) Aufbringen einer Chrom-Plattierung.

Eine 20 μπι Chrom-Plattierung wurde auf ähnliche Weise wie in dem Beispiel 1 aufgebracht.

Die Kokille wurde anschließend.mit Wasser abgewaschen und getrocknet. Dann die Beschichtungsmasse von dem maskierten Bereich entfernt, wodurch eine Kokille gemäss dieser Erfindung hergestellt wurde.

Sechs andere Kokillen wurden dann auf die gleiche Weise hergerichtet.

Die Kokillen wurden dem Stranggießen von kohlenstoffarmen Stahl mit einer Gießgeschwindigkeit von 1.0 m/min, unterworfen.

Die Tabelle 6 zeigt die Ergebnisse.

Tabelle 6

Oberflächen Aussehen der äussaren* Kokillen-Lebens- Aussehen der Strang-Oberfläche

Rauhigkeit Schicht nach 100 Chargen ^^auer^ ^{(nach 10}° Chargen)

-— (Anzahl der Char-

Abtrennung gen)

j weniger als

2 2OS

3 5OS

4 lOOS ·

5 150S

6 200S

7 250S

keine

A	KBJ.IIB
keine	keine
keine	keine
keine	keine
B	keine

keine

350 400 600 800 800 700 500

* Kenge des schneizflüssigen Stahl pro Charge = 250 t Normal

Gut"

Ausgezeichnet

Ausgezeichnet
Gut

Gut ■

■26-

Wie aus der Tabelle 6 ersichtlich, wurden die Kokillen dieses Beispiels hinsichtlich der Beständigkeit als ausgezeichnet befunden, und gaben der Oberfläche des Stahl-Strangs verbesserte Qualität. Die Mengen des eingesetzten, glasartigen Puders lagen 20 bis 30% unter dem Durchschnitt herkömmlicher Kokillen.

BEISPIEL 7

(I) Formung einer rauhen Oberfläche.

Eine Kupferkokille (4 00 mm breit χ 1500 mm lang χ 700 mm hoch) für das Strangpressen von Stahl-Strängen wurde wie im Beispiel 3 maschinell bearbeitet, um eine unebene Basis-Oberfläche zu erhalten.

(II) Vorbehandlung.

Die gleiche Behandlung wie im Beispiel 3 wurde angewendet.

(III) Aufbringen einer Nickel-Plattierung.

Nach der Aktivierung wurde der Kokillenkörper mit Wasser abgewaschen und in ein Bad getaucht, für die Elektroplattierung, das Bad enthaltend 45o g/l Nickelsulfanat und 25 g/l Borsäure, und mit einer Temperatur von 55°C und einem pH-Wert von 3.1 bei einer Kathoden-Stromdichte von 2A/dm^a für 26 Stunden, wodurch eine Nickel-Plattierung von 5oo μπι Schichtdicke aufgebracht wurde.

25 (IV) Aufbringen einer Legierungs-Plattierung.

Der Kokillenkörper mit der aufgebrachten Nickel-Plattierung auf der rauhen BasLs-Oberflache wurde mit Wasser abgewaschen und einer nicht-elektrischen Plattierungs-

Behandlung durch Tauchen in ein Bad unterworfen, das Bad enthaltend 20 g/l Nickelsulfat, 10 g/l Kobaltchlorid, 60 g/l Natriumzitrat und 20 g/l Natriumhypophosphit , und mit einer Temperatur von 85⁰C und einem pH-Wert von 4.8 für 20 Stunden ausgesetzt, wodurch eine Legierungs-Plattierung aufgebracht wurde, die aus 62 Gewichts-% Nickel, 26 Gewichts-% Kobalt und 12 % Phosphor besteht.

Eine 25 μπι dicke Chromplattierung wurde auf die gleiche 10 Weise wie im Beispiel 3 aufgebracht.

Der Kokillenkörper wurde anschliessend mit Wasser abgewaschen und getrocknet. Die Beschichtungsmasse wurde von dem maskierten Bereich entfernt, womit eine Kokille gemäss dieser Erfindung hergestellt wurde.

15 Sechs andere Kokillen wurden dann derselben Behandlung unterworfen.

Diese Kokillen wurden für das Strangpressen von hochkohlenstoffhaltigem Stahl mit einer Gießgeschwindigkeit von 1,5 m/min, eingesetzt.

Die Tabelle 7 zeigt die Beständigkeit der Kokille und das Aussehen der Oberfläche des Strangs auf.

Tabelle

Rauhigkeit

Aussehen d. äusseren *

_Schicht nach 100 Chargen t-Ξ.—

Risse · Abtrennung Kokillen-Lebens- Aussehen der Strang-Oberfläche
dauer (nach 100 Chargen)
(Anzahl d.Chargen)

weniger als1OS B

Entlang winziger Risse

Normal

2OS

keine

350 Normal

5OS _

lOOS

150S

200S

250S

keine

550	Gut
800	Ausgezeichnet
800	Ausgezeichnet
750	Ausgezeichnet
550	Gut

* Menge des schmelzflüssigen Stahl pro Charge = 250 t

-afc-"

Die Kokillen dieses Beispiels zeigten hervorragende Ergebnisse, wie dies aus der Tabelle 7 ersichtlich ist. Die Mengen des zum Einsatz gekommenen, glasartigen Puders konnten im Vergleich zu herkömmlichen Kokillen um 20 - 30% reduziert werden.

BEISPIEL 8

Eine Kupfer-Kokille , abmessungsgleich mit der des Beispiels 7, wurde maschinell durch einen Schaber auf der im Kontakt mit dem schmelzflüssigen Stahl kommenden Basis-Oberfläche bearbeitet, um eine Ober-» flächen-Rauhigkeit von 70S zu erzielen, derart, daß die Erhöhungen und Vertiefungen in Durchflußrichtung des schmelzflüssigen Stahls verlaufen.

Neun andere Kokillen wurden auf die gleiche Weise wie oben behandelt. Dann wurde eine erste Schicht auf die Basis-Oberfläche und eine zweite Schicht auf die erste Schicht aufgebracht, jede der Schichten in der Zusammensetzung und Dicke , wie in Tabelle Auf die zweite Schicht wurde eine 10 ρ Schichtdicke aufweisende Chromschicht aufgebracht.

Diese Kokillen wurden für das Stranggießen hochkohlenstoffhaltigen Stahls auf die gleiche Weise, wie in Beispiel 7, eingesetzt.

Die Tabelle 8 zeigt die Ergebnisse der Prüfung.

Tabelle 8

Erste Schicht

Zweite Schicht

Zusammensetzung(Gew.-%)Dicke Zusammens.(Gew.-%) Dicke Ni Co (v m) Ni Co P B (_um)

Leoensdauar Aussehen der Strang-

*-der Kokille Oberfläche (nach 2oo

(Anzahl der Chargen) Chargen)

1	95
2	95
3	95
4	70
5	70
6	80
7	95
8	95
9	95
10	60

5	500
5	500
5	200
30	500
30	500
20	500
5	1000
5	1000
5	2000
40	300

95	4	-
89	3	8
91	4	-
62	27	11
85	4	11
91	4	-
86	3	11
90	4	6
90	4	6

35 10

30 30 30 30 30 30 30 30 60 30 800 800 700 500 600 800 700 800 800 500

ausgezeichnet ausgezeichnet gut

normal

gut

ausgezeichnet

gut

ausgezeichnet

gut

normal

BEISPIEL 9

(I) Formung einer rauhen Oberfläche.

Eine Kokille aus einer Kupferlegierung mit 1 Gewichts-% Silber (280 mm breit χ 1000 mm lang χ 700 mm hoch) wurde maschinell auf gleiche Weise bearbeitet, wie in Beispiel 3, um eine unebene Oberfläche zu erhalten.

(II) Vorbehandlung,

Dieselbe Behandlung wie im Beispiel 3 wurde vorgenommen.

(III) Aufbringen einer Nickel-Plattierung.

Nach Aktivierung wurde der Kokillenkörper mit Wasser abgewaschen und durch Tauchen in ein Bad mit 55 ⁰C Temperatur für 11 Stunden elektroplattiert, das Bad enthaltend 45o g/l Nickelsulfamat und 25 g/l Borsäure , mit einem pH-Wert von 3.1 bei einer Kathoden-Stromdichte von 2A/dm^a , um eine 200 μια dicke Nickelschicht aufzubringen.

(IV) Aufbringung einer Legierungs-Plattierung.

Der elektroplattierte Kokillenkörper wurde mit Wasser abgewaschen und in ein nicht-elektrisches Legierungsbad getaucht, enthaltend 4o g/l Kobalt-Chlorid, 15 cc/1 Äthylendiamin, 10 g/l Natriumzitrat, 15 g/l Natriumhypophosphit und 3 g/l Natrium-Borhydrid, und mit einer Temperatur von 80⁰C und einem pH-Wert von 12.ο für 10 Stunden behandelt, wodurch eine Legierungsplattierung mit einer Schichtdicke von 3 7 um aufgebracht wurde, die 86 Gewichts-% Kobalt, 9 Gewichts-% Phosphor und 5 Gewichts-% Bor enthält. Die Elektrolyse wurde für 10 Minuten bei Raumtemperatur und mit einer Anoden-Strom-

dichte von 20 A/dm² fortgesetzt, indem der Strom durch eine wässerige Lösung, enthaltend 100 g/l Natriumhydroxyd, geleitet wurde. Dies ergab eine 0,1 um dicke Oxydationsschicht.

Dann wurde der Kokillenkörper mit Wasser abgewaschen und getrocknet. Die Beschichtungsmasse wurde von dem maskierten Bereich entfernt, die Außenflächen der Kokille wurden mit Wasser gekühlt, während die Innenfläche für ca. 40 Minuten mit einer Oxypropanbrenner-Flamme gleich-•jO massig aufgeheizt wurde.

Sechs andere Kokillen wurden auf die gleiche Weise behandelt. Die Kokillen wurden dem für das Strangpressen mittleren KohlenstoffStahls mit einer Gießgeschwxndigkeit von 1,2 m/min, eingesetzt. Die Tabelle 9 zeigt die Beständigkeit der Prüfexemplare und das Aussehen der Oberfläche des Strangs.

Tabelle 9

Oberflächen
Rauhigkeit

Aussehen d. äußeren Schicht nach 100 ^. Chargen

Risse Abtrennung

Lebensdauer
d. Kokille
(Anzahl der
Chargen)

Aussehen der Strang-Oberfläche (nach
100 Chargen)

weniger als1OS A

keine

Normal

2OS

5OS

lOOS

150S

200S

250S

keine

Keine

keine

350	Normal
600	Gut
750	Ausgezeichnet
800	Ausgezeichnet
750	Gutl
600	Normal

* Nenge des schmelzflüssigen Stahls· 250 t
pro Charge

Ol CD OO CO

BEISPIEL 10

(I) Formung einer rauhen Oberfläche.

Einer Kupfer-Kokille (320 mm breit χ 1500 mm lang χ 700 mm hoch) für das Stranggießen von Stahl wurde maschinell auf die gleiche Weise bearbeitet, wie dies aus dem Beispiel 3 für eine unebene Oberfläche ersichtlich ist.

(II) Vorbehandlung

Dieselbe Behandlung, wie in Beispiel 3 , wurde vorgenommen.

(III) Aufbringen einer Nickel-Platt'ierung.

Nach der Aktivierung wurde der Kokillenkörper mit Wasser abgewaschen und wurde durch Tauchen in ein Bad elektroplattiert, das Bad enthaltend 320 g/l Nickelsulfat, 30 g/l Nickelchlorid, 10 g/l Borsäure, und 3 g/l Natriumnaphthalen Trisulfonat , die Behandlung bei einer Temperatur von 25⁰C und einem pH-Wert von 4.5 bei einer Kathoden-Stromdichte von 2 A/dm² , wobei das Bad wä?ihrend der Behandlung kontinuierlich gefiltert wurde. Damit wurde eine Nickel-Plattierung mit einer Schichtdicke von 210 μΐη aufgetragen.

(IV) Aufbringen einer Legierungs-Plattierung.

Die so plattierte Kokille wurde mit Wasser abgewaschen und wurde einer nicht-elektrischen Plattierungs-Behandlung unterworfen, dabei in ein Bad getaucht, mit einer Temperatur von 72⁰C für 9 Stunden, das Bad enthaltend 30 g/l Nickelchlorid, 15 g/l Kobaltsulfat, 10 g/l Natriumhypophosphit, 5 g/l Natriumborhydrid und 65 g/l Natriumcitrat mit einem pH-Wert von 10, wodurch über der ersten Lage eine zweite Lage mit einer Schichtdicke von 23 μΐη

aufgetragen wurde, diese Plattierung bestehend aus 84 Gewichts-% Nickel, 11 Gewichts-% Kobalt, 3 Gewichts-% Phosphor und 2 Gewichts-% Bor. Danach wurde eine Oxydationsschicht über der Legierungs-Plattierung auf dieselbe Weise aufgetragen, wie dies aus dem Beispiel 9 ersichtlich ist.

Die Kokille wurde mit Wasser ausgewaschen und getrocknet, die Beschichtungsmasse von dem maskierten Bereich entfernt.

Sechs andere Kokillen wurden auf ähnliche Weise behandelt.

Diese Kokillen wurden auf Beständigkeit und Eigenschaften, sowie Aussehen des produzierten Strangs geprüft, durch Stranggießen hochkohlenstoffhaltigem Stahls mit einer Gießgeschwindigkeit von 1,2 m /min. Die Tabelle 10 zeigt die Ergebnisse.

Tabelle

Aussehen der äusseren Lebensdauer Aussehen der Strang-Ober-Oberflächen Beschichtung nach 1oo Charaen Kokille fläche (nach 100 Chargen)

Nr. Rauhigkeit > # (Anzahl d.Chargen)

Risse Abtrennung >

lueniger als 1OS A

keine

400

Normal

2OS

5OS

lOOS ·

150S

200S

250S

keine

Keine

500	Guti
550	Gutl
750	Ausgezeichnet
800	Ausgezeichnet
750	• Gut.
600	Normal

Menge des schmelzflüssigen Stahls pro Charge = 250 t

CD OO CD

Tabelle 11

Erste Schicht

Zweite Schicht

Zusammensetzung (gew.- _D. , Zusammens. (Gew. -%) Dicke Hi "Co (ym) Ni Co ' ~? "B (um)

Lebensdauer der Aussehen der Strang-Kokille Oberfläche (Anzahl d. (nach 2oo Chargen) Chargen)

1	100
2	100
3	100
4	100
5	70
6	70
7	70
8	60

-	200
-	300
-	500
-	1000
30	500
30	500
30	300
40	300

85	4	11	-
95	4	-	1
91	4	-	5
62	27	11	-
62	27	8	3
62	27	10	1
53	35	10	2
53	35	10	2

30 30 30 30 30 60 30 60 750 800 750 700 550 500 450 400

ausgezeichnet ausgezeichnet

gut

normal normal normal

normal normal

BEISPIEL 11

Acht Kokillen,ähnlich denen des Beispiels 10, wurden maschinell aufbereitet und auf die gleiche Weise vorbehandelt. Auf die Basis-Oberfläche wurde

eine erste Schicht und dann eine zweite Schicht aufgebracht, die dieselben Zusammensetzungen und Dicken haben, wie in der Tabelle 11 aufgeführt. Auf jede zweite Schicht wurde eine Oxydationsschicht mit einer Schichtdicke von 0,1 um durch Elektrolyse

10 aufgebracht.

Diese Kokillen wurden für das Stranggießen hochkohlenstoffhaltigen Stahls auf dieselbe Weise eingesetzt, wie dies in dem Beispiel 10 beschrieben ist. Die Tabelle 11 zeigt die Ergebnisse auf.

Claims

DR.-ING. G. RiEBLING DR.-ING. P. RIEBLING Dipl.-lng., Ing. (grad.) Dlpl.-lng. Zugelassene Vertreter beim Europaischen Patentamt Pr .fesslonal Representatives before European Patent Oll Ice Mandatalras agree« praa l'Olllce european daa brevet« Mein Zeichen S 591-ku Bin· m der Antwort wiederholen L J IhrZalehan Ihre Nachricht vom D-8990 Lindau (ΒθαθΠ8θθ) Rennerle 10 · Postlach 3180 26. April 1982 Anmelder: Sumitomi Metal Industries, Ltd., · 15, Kitahama 5-chome, Higashi-ku, Osaka-shi, Japan und Satosen Co., Ltd., 7/27, Tsumori 3-chome, Nishinari-ku, Osaka-shi, Japan 1| Patentansprüche

1. Kokille aus Kupfer oder einer Kupferlegierung für das Stranggießen von Stahl, gekennzeichnet durch eine auf der Innenseite aufgebrachte Plattierung aus Nickel, Kobalt oder einer Legierung derselben, und eine auf der ersten Plattierung aufgebrachte Chromplattierung.

2. Kokille nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Innenfläche eine Flächenrauhigkeit von ca. 20 bis ca. 200S hat.

3. Kokille nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Innenfläche eine Flächenrauhigkeit von ca. 50 bis ca. 150S hat.

-2-

Fernsprecher: Fernschreiber: Telegramm-Adresse: Bankkonten: Postscheckkonto

Lindau (08382) 054374(pat-d) patrlllndau Bayer, Vereinsbank Lindau (B) Nr. 1208578 (BLZ 73520074) München 29525-80

und 5026 Hypo Bank Lindau (B) Nr. 6670-278920 (BLZ 73520842)

Volksbank Lindau (B) Nr. 51720000 (BLZ 73590120)

4. Kokille nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattierung aus Nickel, Kobalt oder einer Legierung derselben eine Schichtdicke von ca. 195 bis ca. 295ο μπι und die Chrom-Plattierung eine Schichtdicke von ca. 5 bis ca. 100 [im hat.

5. Kokille nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , daß die Plattierung aus Nickel, Kobalt oder einer Legierung derselben eine

Schichtdicke von ca. 300 bis ca. 1000 μπι und die Chromplattierung eine Schichtdicke von ca. 10 bis ca. 3 0 μπι hat.

6. Kokille aus Kupfer oder einer Kupfer-Legierung für das Stranggießen von Stahl, gekennzeichnet durch eine rauhe Innenfläche, (A) einer Plattierung aus Nickel, Kobalt oder einer Legierung derselben auf der Innenfläche, und (B) einer Legierungsplattierung auf der Plattierung (A), bestehend aus 3 bis 2o Gewichts-% Phosphor und/oder 2 bis 15 Gewichts-& Bor und Nickel , und Nickel und/oder Kobalt als Restanteil.

20 7. Kokille nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Innenfläche eines Flächenrauhigkeit von ca. 10 bis ca. 200S hat.

8. Kokille nach Anspruch 7, d a du r c h gekennzeichnet , daß die Innenfläche 25 eine Flächenrauhigkeit von ca. 5o bis ca. 15oS hat.

9. Kokille nach Anspruch 6, dadurch gekenn ze ichnet, daß die Plattierung

(A) eine Schichtdicke von ca. 30 bis ca. 1900 μπι hat, und die Plattierung (B) eine Schichtdicke von ca. 10 bis ca. 100 μπι hat.

10. Kokille nach Anspruch 9, dadurch gekenn ze ichnet, daß die Plattierung (A) eine Schichtdicke von ca. 200 bis ca. 1000 μπι und die Plattierung (B) eine Schichtdicke von ca. 2o bis ca. 6o

10 μπι hat.

11. Kokille aus Kupfer oder einer Kupfer-Legierung

für das Stranggießen von Stahl, gekennzeichnet durch eine rauhe Innenfläche, (A), eine Plattierung aus Nickel, Kobalt oder einer Legierung derselben auf der Innenfläche, (B) eine Legierungs-Plattierung auf der Plattierung (A) und bestehend aus 3 bis 2o Gewichts-% Phosphor und/oder 2 bis 15 Gewichts-% Bor und Nickel und/oder Kobalt als Restanteil, und (C) einer Chrom-Plattierung auf der Plattierung (B).

20

12. Kokille nach Anspruch 6, dadurch

gekennze ichnet, daß die Innenfläche eine Flächenrauhigkeit von ca. 20 bis ca. 200S hat.

13. Kokille nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche eine Flächenrauhigkeit von ca. 5o bis ca. 15oS hat.

14. Kokille nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Plattierung (A) eine Schichtdicke von ca. 30 bis 1900 μΐη , die Plattierung (B) eine Schichtdicke von ca. 10 bis ca. 100 μπι

5 und die Plattierung (C) eine Schichtdicke von ca. 5 bis ca. 100 μπι hat.

15. Kokille nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß die Plattierung (A) eine Schichtdicke von ca. 200 bis ca. 1000 μπι , die

Plattierung (B) eine Schichtdicke von ca. 20 bis ca. 6o μΐη und die Plattierung (C) eine Schichtdicke von ca. 10 bis ca. 30 μπι hat.

16. Kokille aus Kupfer oder einer Kupfer-Legierung,

für das Stranggießen von Stahl, gekennzeich-15 net durch eine rauhe Innenfläche, (A) eine Plattierung aus Nickel, Kobalt oder einer Legierung derselben auf der Innenfläche , (B) einer Legierungs-Plattierung auf der Plattierung (A) , bestehend aus 3 bis 20 Gewichts-% Phosphor und/oder 2 bis 20 15 Gewichts-% Bor und Nickel und/odar Kobalt als

Restanteil, und (C) einer Oxydationsschicht auf der Plattierung (B).

17. Kokille nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet , daß dia Innenfläche eine Flächenrauhigkeit von ca. 20 bis ca. 200S hat.

18. Kokille nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , daß die Innenfläche eine Oberflächenrauhigkeit von ca. 5o bis ca. 15oS hat.

19. Kokille nach \nspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattierung (A) eine Schichtdicke von ca. 3o bis ca. 1900 , die Plattierung (B) eine Schichtdicke von ca. 10 bis ca. 100 und

ca. die Oxydationsschicht (C) eine Schichtdicke von 0,001 bis

ca. 0,5 μΐη hat.

20. Kokille nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichn et , daß die Plattierung (A) eine Schichtdicke von ca. 200 bis ca. 1000 μπι , die Plattierung (B) eine Schichtdicke von ca. 2o bis ca. 60 μπι und die Oxydationsschicht (C) eine Schichtdicke von ca. 0.001 bis ca. 0,5 μΐη hat.