CH574285A5 - Refractory coating for continuous casting mould moving bands - comprises layers of refractory covered with resin filled with fine inorg matl - Google Patents

Description

  
 



   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschichtung einer endlosen Bahn zur Bildung eines Kokillenbandes, das jeweils eine der einander gegenüberliegenden Wände einer Kokille einer Maschine zum kontinuierlichen Giessen eines Metallbandes, insbesondere aus Aluminium, zu bilden bestimmt ist.



   Bei kontinuierlichen Giessverfahren, wie sie z. B. in den bekannten Hazelett-Maschinen ablaufen, werden gemäss Fig.



  1 und 2 flüssige Metalle 1, z. B. Aluminium, Zink, Kupfer, Stahl und deren Legierungen, zwischen zwei endlose Kokillenbänder2 gegossen. Diese Bänder bestehen in der Regel aus Stahl, werden von Umlenk- und Stützrollen 3 geführt und angetrieben und bilden einen Giessspalt 4. Auf der Rückseite werden die Bänder mit Wasser 5 gekühlt.



   Die Schmelze wird von einer geeigneten Zuführ-Vorrichtung 6 zwischen die beiden umlaufenden endlosen Kokillenbänder 2 gebracht. Dort erstarrt die Schmelze zu einem Band 7, das von der Giessmaschine weitertransportiert wird. Die Abkühlung der Schmelze und ihre Erstarrung kann gesteuert werden durch eine Schicht 8, die auf die umlaufenden Bänder aufgebracht wird. Durch diese Steuerung der Abkühlung kann die Oberflächenqualität und Metallstruktur des gegossenen Bandes ganz wesentlich beeinflusst werden.



   Die Schicht, die auf die endlosen Bänder einer solchen Giessmaschine aufgebracht werden muss, hat eine Anzahl von Bedingungen zu erfüllen, um für qualitativ hochwertige Kokillenbänder geeignet zu sein, wie sie z. B. in der Aluminiumindustrie gefordert werden. Die Bedingungen werden hier für das Vergiessen von Aluminium geschildert, worunter sowohl reines Aluminium als auch Legierungen auf Aluminiumbasis zu verstehen sind:
1. Die Beschichtung muss eine hohe Temperaturbeständigkeit aufweisen, da sie mit dem zu erstarrenden flüssigen Aluminium in Berührung kommt.



   2. Die Beschichtung muss thermisch isolierend wirken, damit die Erstarrung der Schmelze zu einem Band gleichmässig und kontrolliert, ohne ungleichmässige Abhebung der erstarrten Kruste von den endlosen Bändern, erfolgt. Darüberhinaus muss vermieden werden, dass die endlosen Bänder durch direkten Kontakt mit der Schmelze zu heiss werden. Dies würde zur Verwölbung der endlosen Bänder führen, wodurch der Kontakt zum erstarrenden Metall und damit die Wärmeabfuhr unterbrochen wird. Eine Verwölbung bzw. Ausbeulung der endlosen Bänder führt deshalb zur Produktion von unbrauchbaren Metallbändern. Die thermische Isolation durch die Beschichtung verhindert diese Überhitzung des Kokillenbandes aus Stahl. Der Wärmewiderstand der Beschichtung muss er   fahrungsgemäss im Bereich von 11t bis 1 0r3 m2 - h 0C/kcal    liegen, um gute Ergebnisse zu erzielen.



   3. Die Beschichtung und die Schmelze bzw. das erstarrte Metall dürfen nicht zum Aneinanderkleben neigen, d. h. die Benetzbarkeit der Beschichtung durch das flüssige Aluminium und ihre Klebneigung an das erstarrte Metall müssen ausserordentlich gering sein. Ist dies nicht der Fall, kommt es zur Haftung von Beschichtungspartikeln am erzeugten Metallband, was unter keinen Umständen für qualitativ hochwertige Produkte tolerierbar ist. Darüberhinaus kann zu starke Haftung zwischen zu vergiessendem Metall und Beschichtung zum Abreissen der Beschichtung führen.



   4. Beschichtung muss temperaturwechselbeständig sein, da sie beim Berühren mit dem flüssigen Metall sehr schnell auf hohe Temperatur gebracht wird und nach dem Abheben des beschichteten Stahlbandes von dem erstarrten Metallband vom Kühlwasser sehr schnell wieder auf niedrigere Temperatur gebracht wird.



   5. Die Beschichtung muss ferner eine gewisse Flexibilität aufweisen, die es zulässt, dass das beschichtete Stahlband über Umlenkrollen geführt werden kann.



   6. Die Beschichtung muss eine gute Haftung zu dem Stahlband aufweisen, auf das sie aufgetragen wird. Üblicherweise wird zur Verbesserung dieser Haftung die Oberfläche der Stahlbänder aufgerauht.



   7. Die Oberflächenrauhigkeit der Beschichtung muss so gering sein, dass das erzeugte Metallband eine ebenfalls glatte Oberfläche erhält, die beim Weiterverarbeiten nicht zu Störungen Anlass gibt.



   8. Die Beschichtung muss in gleichmässiger Dicke auftragbar sein, damit der Wärmedurchgang an allen Stellen des Bandes gleich ist. Ist dies nicht der Fall, treten schwerwiegende Fehler am erzeugten Metallband auf.



   9. Die Lebensdauer der Beschichtung muss mehrere Stunden betragen, vorzugsweise mehr als eine Arbeitsschicht, d. h.



  mehr als 8 Arbeitsstunden.



   Es sind bereits eine Anzahl von Beschichtungen bekannt, die mehreren dieser Anforderungen Genüge tun. Alle diese notwendigen Anforderungen gleichzeitig erfüllt jedoch keine der bekannten Beschichtungen. So enthält eine beispielsweise fein verteilten Graphit, der mit einem organischen Binder versetzt ist und zu Abrieb auf dem erzeugten Metallband führt.



  Andere Beschichtungen bestehen aus Harzen, die mit verschiedenen Füllstoffen versetzt sind. Diese Harze sind jedoch nicht ausreichend temperaturbeständig. Die Schichten brechen zusammen und beeinträchtigen so den Betrieb. Im übrigen müssen sie meist mit einer kolloidalen Trennschicht gegen den direkten Kontakt mit flüssigem Aluminium geschützt werden.



   Die Beschichtung gemäss der Erfindung ermöglicht es, erstmals alle obigen Anforderungen zu erfüllen. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass ein bei der Giesstemperatur des zu giessenden Metalles beständiger Keramikwerkstoff bei hoher Temperatur auf die dem flüssigen Metall zuzuwendenden Seite der endlosen Bahn aufgebracht wird.



   Die vorzugsweise durch Plasmaspritzen aufgebrachte Schicht kann eine Dicke von 100600   ,um    aufweisen, da durch das Plasmaspritzen eine Porosität erreicht wird, die der Schicht eine zur Umlenkung um Rollen noch ausreichende Restflexibilität, bei gleichzeitig guter Haftfestigkeit, verleiht.



   Die Keramikschicht, beispielsweise bestehend aus   Apo3,    CaZrO3,   AkO3      MgO,    ZrSiO4 oder   Al2O3      TiO2,    wird vorzugsweise in mehreren dünnen Lagen   (80-100,m,    insbesondere 50-70   um)    auf die endlosen Giessbänder aufgespritzt, bis die   gewünschte    Dicke, die den gewünschten Wärmewiderstand   in dem Bereich von 1C4 bis 1t3 m2 " C/kcal ergibt, er-    reicht ist.

  Die wesentlichen Vorteile der auf die endlosen Bahnen aufgespritzten Keramikschichten sind die hohe Temperaturbeständigkeit sowie die Abriebfreiheit, die die Erzeugung von hochwertigen Metallbändern ohne Partikeln der Beschichtung der Bahnen ermöglichen, ferner die gegenüber den bekannten Schichten ausserordentlich verbesserte Lebensdauer und damit ein wirksamerer Schutz der teuren Stahlkokillenbänder. Mit der bevorzugten, durch Plasma aufgebrachten Keramikbeschichtung kann tagelang kontinuierlich ohne Unterbruch gegossen werden.



   Die Oberfläche der vorzugsweise mittels thermischer Spritzverfahren aufgebrachten Schicht kann vorteilhafterweise mechanisch, z. B. durch Schleifen, bearbeitet werden, um gleichförmige Gussbandrauhigkeiten und Benetzungsverhältnisse zwischen der Schicht und dem zu erstarrenden Metall zu erzeugen. Durch diese Bearbeitung wird für besondere Zwecke die Qualität der erzeugten Metallbänder wesentlich verbessert, da die Oberflächenrauhigkeit und damit die Erstarrungsbedingungen verändert werden.



   Anhand der Fig. 1 und 2 soll eine Ausführungsform der Erfindung näher erläutert werden. Fig. 1 zeigt eine schematische Seitenansicht der kontinuierlichen Giessmaschine. Fig. 2 zeigt einen vergrösserten Abschnitt des beschichteten Stahlbandes. Fig. 3 zeigt die Seitenansicht einer Vorrichtung zum   Beschichten der Bänder. Diese besteht aus einer von einem Elektromotor angetriebenen Spanntrommel 9, einer Plasma Spritzapparatur 10 und einer Apparatur 11 zum Aufrauhen der Stahlbandoberfläche, z. B. einer Sandstrahlapparatur. Die Spanntrommel 9 wird mit dem aufgespannten Stahlband 2 durch den Elektromotor in langsame Drehbewegung versetzt (z. B. ca. 12 m/min Umlaufgeschwindigkeit).

  Auf der einen Seite der rotierenden Trommel befindet sich die Apparatur 11 zum Aufrauhen der   Stahlbandoberfläche,    die insbesondere mit Korund einer Korngrösse von 200-700   um,    vorzugsweise 200-400   atem,    bei einem Strahldruck von 3-6, vorzugsweise   X5    atü, arbeitet. Unmittelbar nach dem Aufrauhen der Oberfläche wird dieser Teil des Stahlbandes mittels einer Plasmapistole (z. B. AVKO) mit einer Keramikschicht versehen (z. B.



  CaZrO3). Das verwendete Pulver für die Keramikbeschichtung sollte vorzugsweise eine Körnung von 10-100, insbesondere   20M0 um,    haben. Die Plasma-Apparatur beschichtet bei einem Umlauf der Spanntrommel einen ca. 0,8 cm breiten   Strei-    fen. Durch gleichzeitige Bewegung der Plasmaapparatur senkrecht zur Drehrichtung der Trommel, d. h. parallel zu ihrer Achse, wird die gesamte Stahloberfläche gleichmässig mit der Keramik-Masse beschichtet. Durch Aufbringen mehrerer Schichten erreicht man schliesslich die gewünschte Enddicke und damit den gewünschten Wärmewiderstand. Die Keramikschicht kann anschliessend noch mechanisch bearbeitet, z. B.



   geschliffen werden, um den gewünschten Oberflächeneffekt zu erhalten. Durch das nachträgliche Bearbeiten der Oberfläche werden u. a. die Erstarrungsbedingungen beeinflusst, da sich Benetzung zwischen flüssigem Metall und Wärmeübergang mit der Oberflächenrauhigkeit der Beschichtung verändern lassen.



  Das fertig beschichtete Band kann anschliessend auf die Giessmaschine in Fig. 1 aufgespannt und für die kontinuierliche Produktion von Metallbändern verwendet werden. 

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH

   Verfahren zur Beschichtung einer endlosen Bahn zur Bil dung eines Kokillenbandes, das jeweils eine der einander gegenüberliegenden Wände einer Kokille einer Maschine zum kontinuierlichen Giessen eines Metallbandes, insbesondere aus Aluminium, zu bilden bestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein bei der Giesstemperatur des zu giessenden Metalles beständiger Keramikwerkstoff bei hoher Temperatur auf die dem flüssigen Metall zuzuwendende Seite der endlosen Bahn aufgebracht wird.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufbringung mittels eines Plasmastrahlers erfolgt.

   2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufbringung mittels eines Flammenbrenners erfolgt.

   3. Verfahren nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung der Flamme ein Azetylen-Sauerstoffgemisch, ein Butan-Sauerstoffgemisch oder Propan-Sauerstoffgemisch verwendet wird.

   4. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufbringung mittels einer Lichtbogenspritzpistole erfolgt.

   5. Verfahren nach Patentanspruch oder einem der Unteransprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Keramikwerkstoff, der aus mindestens einem Material der Gruppe Apo3, CaZrO3, Al2O3 MgO, ZrSiO4, CaZrO3 MgO und Al2O3 TiO2 besteht, aufgespritzt wird.

   6. Verfahren nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Keramikwerkstoff in mehreren, übereinander angeordneten Schichten aufgespritzt wird.

   7. Verfahren nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Schicht ein anderer Keramikwerkstoff aufgebracht wird als für die vorhergehende.

   8. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der aufgetragene Keramikwerkstoff mechanisch nachbearbeitet wird.