AT396119B - Method of applying an inscription to hot steel blocks - Google Patents
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Abstract
Description
AT 396 119 BAT 396 119 B
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Beschriften heißer Stahlblöcke durch ein punkt- oder linienförmiges Flammspritzen von Pulvermischungen.The invention relates to a method for labeling hot steel blocks by means of a punctiform or linear flame spraying of powder mixtures.
Zur Kennzeichnung von Stahlblöcken sollen diese unmittelbar nach ihrer Herstellung, beispielsweise im Anschluß an eine Stranggießanlage, beschriftet werden, wobei sich aufgrund der hohen Oberflächentemperatur der zu beschriftenden Stahlblöcke von durchschnittlich 800 °C erhebliche Schwierigkeiten ergeben. Farben, die zu diesem Zweck punktförmig auf die Blockoberfläche aufgespritzt werden könnten, haben nämlich eine Temperaturbeständigkeit lediglich bis in den Bereich dieser Oberflächentemperatur, wozu noch kommt, daß die zum Aufspritzen eingesetzten Farbdösen aufgrund der hohen Temperaturbelastungen zum Verlegen neigen, was die Betriebssicherheit erheblich vermindert.To identify steel blocks, they should be labeled immediately after their manufacture, for example following a continuous caster, whereby considerable difficulties arise on average due to the high surface temperature of the steel blocks to be labeled, which is 800 ° C. Paints that could be sprayed on the block surface for this purpose have a temperature resistance only up to the range of this surface temperature, which also means that the paint nozzles used for spraying tend to move due to the high temperature loads, which considerably reduces operational reliability.
Um diese Nachteile zu vermeiden, wurde bereits vorgeschlagen, an Stelle von Farbe einen metallischen Werkstoff durch ein Flammspritzen punkt- oder linienförmig auf der heißen Blockoberfläche aufzutragen, und zwar durch ein Drahtspritzverfahren, bei dem das als Draht zugeführte Metall in Spritzpistolen geschmolzen, durch Druckluft zerstäubt und auf die zu beschriftenden Blöcke aufgespritzt wird. Für das Beschriften von kalten oder nicht zu heißen Stahloberflächen hat sich zwar das Flammspritzen eines Aluminiumdrahtes bewährt, doch bleibt der Einsatz eines Aluminiumdrahtes zum Beschriften von Stahlblöcken auf Oberflächentemperaturen unter ca. 600 °C beschränkt, weil mit höheren Oberflächentemperaturen das Aluminium auf der Stahloberfläche zerfließt und deutliche Verluste durch ein Verdampfen des Aluminiums auftreten. Der Versuch, diesen Nachteilen durch das Flammspritzen von Bronze- oder Messingdrähten zu begegnen, die ein dauerhafteres Beschriften von Stahlblöcken auch mit größeren Oberflächentemperaturen zulassen, scheiterte jedoch in der Praxis deshalb, weil das in diesen Legierungen enthaltene Kupfer die Rotbruchanfälligkeit des Stahles erheblich erhöht, was beim nachträglichen Verarbeiten der Stahlblöcke durch ein Walzen oder Schmieden zu Oberflächenrissen führt.In order to avoid these disadvantages, it has already been proposed to apply a metallic material to the hot block surface in a punctiform or linear manner instead of paint by means of flame spraying, specifically by means of a wire spraying process in which the metal supplied as wire is melted in spray guns and atomized by compressed air and is sprayed onto the blocks to be labeled. Flame spraying of an aluminum wire has proven itself for the labeling of cold or not too hot steel surfaces, but the use of an aluminum wire for labeling steel blocks is limited to surface temperatures below approx. 600 ° C, because with higher surface temperatures the aluminum on the steel surface dissolves and significant losses occur due to the evaporation of the aluminum. In practice, however, attempts to counter these disadvantages by flame spraying bronze or brass wires, which allow longer-lasting marking of steel blocks even with higher surface temperatures, because the copper contained in these alloys increases the steel's susceptibility to red fracture considerably, which is what leads to surface cracks when the steel blocks are subsequently processed by rolling or forging.
Um eine hochhitzebeständige Werkstoffkombination zu erhalten, ist es darüber hinaus bekannt (EP-A-0 229 522, EP-A-0 217 991), auf die zu schützende Werkstückoberfläche eine ein- oder mehrlagige Beschichtung aufzubringen, die an der Außenseite einen ausschließlich keramischen Werkstoff, gegen die Werkstoffoberfläche hin jedoch einen zunehmend metallischen Anteil aufweist. Diese durch ein Flammspritzen aufbringbaren Beschichtungen sind jedoch mit punkt- oder linienförmigen Beschriftungen heißer Stahlblöcke nicht vergleichbar, zumal durch die Beschriftung die Stahblöcke keineswegs vor einer äußeren Hitzeeinwirkung geschützt werden sollen.In order to obtain a highly heat-resistant material combination, it is also known (EP-A-0 229 522, EP-A-0 217 991) to apply a single- or multi-layer coating to the workpiece surface to be protected, which has an exclusively ceramic coating on the outside Material, however, has an increasingly metallic portion against the material surface. However, these coatings, which can be applied by flame spraying, are not comparable to point or line lettering on hot steel blocks, especially since the lettering is in no way intended to protect the steel blocks from external heat.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs geschilderten Art mit einfachen Mitteln so zu verbessern, daß Stahlblöcke auch mit vergleichsweise hohen Oberflächentemperaturen dauerhaft beschriftet werden können, ohne die Werkstorfeigenschaften der Blöcke zu beeinträchtigen.The invention is therefore based on the object to improve a method of the type described with simple means so that steel blocks can be permanently labeled even with comparatively high surface temperatures without affecting the gate properties of the blocks.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß zum Flammspritzen eine Pulvermischung aus wenigstens zwei Metallen eingesetzt wird, wobei ein Metallpulveranteil unter und ein anderer Metallpulveranteil über der durchschnittlichen Oberflächentemperatur der Stahlblöcke schmilzt.The invention solves this problem in that a powder mixture of at least two metals is used for flame spraying, one metal powder content melting below and another metal powder content above the average surface temperature of the steel blocks.
Durch die Anwendung eines an sich bekannten Pulverspritzverfahrens zum Beschriften heißer Stahlblöcke wird zunächst der Vorteil erzielt, daß die zum Einsatz gelangenden Pulvermischungen in ihrer Zusammensetzung weitgehend frei gewählt werden können und nicht durch die Forderung nach einer verformbaren Legierung beschränkt werden, wie dies beim Flammspritzen von Drähten der Fall ist. Durch den Einsatz eines niedrigschmelzenden und eines hochschmelzenden Metallpulveranteils werden die Nachteile des niedrigschmelzenden Anteils bezüglich des Verfließens und des hochschmelzenden Anteils hinsichtlich der unzulänglichen Verbindung mit der Stahloberfläche vermieden, weil der niedrigschmelzende Metallpulveranteil eine Haftvermittlungswirkung mit sich bringtThe use of a powder spraying method known per se for marking hot steel blocks initially has the advantage that the powder mixtures used can be largely freely chosen in their composition and are not restricted by the requirement for a deformable alloy, as is the case with flame spraying of wires the case is. By using a low-melting and a high-melting metal powder portion, the disadvantages of the low-melting portion with regard to flow and the high-melting portion with regard to the inadequate connection to the steel surface are avoided, because the low-melting metal powder portion brings about an adhesion-promoting effect
Liegt der Schmelzpunkt des hochschmelzenden Metallpulveranteils um wenigstens 400 °C über dem Schmelzpunkt des niedrigschmelzenden Anteils, so werden besonders vorteilhafte Verhältnisse sichergestellt, weil der hochschmelzende Metallpulveranteil eine ausreichende Wärmebeständigkeit aufweist. Soll der beschriftete Stahlblock für eine Weiterbehandlung wieder erwärmt werden, so empfiehlt sich ein hochschmelzender Metallpulveranteil, dessen Schmelzpunkt über der Ofentemperatur zur Wiedererwärmung liegtIf the melting point of the high-melting metal powder component is at least 400 ° C. above the melting point of the low-melting component, particularly advantageous conditions are ensured because the high-melting metal powder component has sufficient heat resistance. If the labeled steel block is to be reheated for further treatment, a high-melting metal powder content is recommended, the melting point of which is above the furnace temperature for reheating
Der Umstand, daß die durchschnittliche Oberflächentemperatur der Stahlblöcke deutlich über dem Schmelzpunkt des niedrigschmelzenden Metallpulveranteils liegen kann und daß daher mit einem teilweisen Verdampfen dieses Anteils zu rechnen ist, beeinträchtigt die besondere Wirkung dieses Pulverspritzverfahrens zum Beschriften heißer Stahlblöcke nicht, wenn der Anteil des niedrigschmelzenden Metallpulvers nicht zu groß gewählt wird. Die möglichen Anteilsbereiche der eingesetzten Metallpulver hängen naturgemäß von den jeweiligen Schmelzpunkten und der durchschnittlichen Oberflächentemperatur der zu beschriftenden Stahlblöcke ab und lassen sich z. B. durch einfache Vorversuche ermitteln.The fact that the average surface temperature of the steel blocks can be significantly above the melting point of the low-melting metal powder fraction and that therefore a partial evaporation of this fraction can be expected does not impair the special effect of this powder spraying method for marking hot steel blocks if the proportion of the low-melting metal powder does not is chosen too large. The possible proportions of the metal powder used naturally depend on the respective melting points and the average surface temperature of the steel blocks to be labeled and can be z. B. determine by simple preliminary tests.
Besonders vorteilhafte Verhältnisse werden erreicht, wenn der niedrigschmelzende Metallpulveranteil aus Aluminiumpulver besteht, wobei im allgemeinen ein Aluminiumanteil von 3 bis 8 Gew. % für eine dauerhafte Haftverbindung ausreicht. In diesem Zusammenhang ist zu bedenken, daß ein Teil des Aluminiums bei Oberflächentemperaturen von ca. 800 °C verbrennt und die dabei entstehende Wärme ein vorteilhaftes Festsintem des hochschmelzenden Metallpulveranteils an der Stahloberfläche unterstützt. Als hochschmelzender Metallpulveranteil kann Nickel, Molybdän, Wolfram, Titan, Chrom oder Kobalt oder eine Mischung dieser Metalle eingesetzt werden, wobei sich in der Praxis ein Nickelpulver mit 4 bis 8 Gew. % Moblybdän besonders bewährt hatParticularly advantageous ratios are achieved if the low-melting metal powder content consists of aluminum powder, an aluminum content of 3 to 8% by weight generally being sufficient for a permanent adhesive bond. In this context, it should be borne in mind that part of the aluminum burns at surface temperatures of approx. 800 ° C and the heat generated thereby supports an advantageous solidification of the high-melting metal powder portion on the steel surface. Nickel, molybdenum, tungsten, titanium, chromium or cobalt or a mixture of these metals can be used as the high-melting metal powder fraction, in practice a nickel powder with 4 to 8% by weight of moblybdenum has proven particularly useful
Da die Oxide der hochschmelzenden Metalle der Pulvermischung sich kaum von der oxidierten Oberfläche der Stahlblöcke abheben und im allgemeinen der Aluminiumpulveranteil für einen ausreichenden Sichtkontrast zu -2-Since the oxides of the high-melting metals of the powder mixture hardly stand out from the oxidized surface of the steel blocks and, in general, the proportion of aluminum powder for a sufficient visual contrast to -2-
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