DE2660733C2

DE2660733C2 - Beschichtung für metallische Gießbänder in einer Bandgießmaschine für Aluminium

Info

Publication number: DE2660733C2
Application number: DE19742660733
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dipl.-Ing. Dr. 6380 Bad Homburg Heubner; Klaus Dipl.-Ing. 4460 Nordhorn Plumbaum; Wolf Dipl.-Ing. 6370 Oberursel Wunder
Original assignee: Schweizerische Aluminium AG
Current assignee: Rio Tinto Switzerland AG
Priority date: 1974-04-23
Filing date: 1974-04-23
Publication date: 1986-01-30

Description

Die Erfindung betrifft eine Beschichtung für metallische Gießbänder in einer Bandgießmaschine für Aluminium, mit einem Schutzüberzug, der auf einer Zwischenschicht aufgebracht ist

Für das kontinuierliche Gießen von Metallen, insbesondere auch von Aluminium und dessen Legierungen, werden u.a. sogenannte Bandgießmaschinen benutzt bei denen ein im Querschnitt flacher rechteckiger Erstarrungsraum im wesentlichen durch zwei im Abstand voneinander angeordnete und mit Gießgeschwindigkeit umlaufende endlose metallische Gießbänder gebildet wird. Diese Gießbänder werden beim Gießen von Metall sehr hohen Temperaturen ausgesetzt Außerdem werden sie einer starken Spannung unterworfen, da sichergestellt sein muß, dati die Gießbänder im Gießbereich genau parallel geführt werden und eine vollständig ebene Wandung des Erstarrungsraums bilden. Im Hinblick auf die Biegewechselbeanspruchung darf ihre Dikke jedoch bestimmte Werte nicht überschreiten. Üblicherweise werden etwa 1,5 mm dicke Gießbänder aus hochfestem Stahl verwendet und über ein System von Treib- und Stützwalzen straff gespannt.

Beim Gießen von Metallen mit niedrigen Schmelztemperaturen treten im allgemeinen keine Schwierigkeiten auf. Beim Gießen höher schmelzender Metalle muß jedoch verhindert werden, daß die Gießbänder im Gießbereich unzulässig hohe Temperaturen annehmen. Die Gießbänder wurden sich infolge unterschiedlicher Wärmedehnung verziehen und die Parallelführung und Ausbildung einer ebenen Begrenzung des Erstarrungsraums unmöglich machen.

Es ist daher schon vorgeschlagen worden, die dem flüssigen Metall zugewandte Oberfläche eines metallischen Gießbandes durch eine den Wärmeübergang vom flüssigen Gießmetall auf das Band erschwerende Ausbildung und/oder wärmedämmende Schicht zu schützen (DE-PS 12 67 385). In diesem Zusammenhang ist vorgeschlagen worden, die Oberfläche zu phosphatieren, zu bondern, zu eloxieren oder mit einem Überzug aus wärmebeständigen Oxiden, wie Zirkon oder Aluminiumoxid oder aus wärmebeständigen Metallhydriden zu versehen.

Außerdem ist ein thermisch isolierender Schutzüberzug für Gießbänder bekanntgeworden, der aus einer Dispersion aus feinverteiltem feuerfestem Material in wäßrigem oder alkoholischem, einen organischen Harzbinder enthaltenden Medium besteht und noch einen Zusatz von feinverteiltem Kohlenstoff enthält (DE-PS 12 96 315). Dieser Schutzüberzug soll durch Aufsprühen in mehreren Schichten in einer Dicke'von 13 bis 89 um verwendet werden.

Schließlich ist es bekannt, auf einer wärmeisolierenden Gießbandbeschichtung zusätzlich eine diskrete Schicht aus einem Trennmaterial aufzubringen, um ein Anhaften des geschmolzenen Metalls an der wärmeisolierenden Beschichtung zu verhindern (DE-OS 23 15 036). Dabei soll das Trennmaterial kontinuierlich

ίο auf die Gießbandoberfläche aufgebracht werden, wenn diese sich der Berührungsstelle mit dem geschmolzenen Metall nähert Auf der anderen Seite sollen die Reste des Trennmaterials nach dem Lösen des Gießbandes vom erstarrten Metall kontinuierlich wieder entfernt werden.

Diese und andere bekanntgewordene Gießbandbeschichtungen haben sich, insbesondere beim Stranggießen von Aluminium und Aluminiumlegierungen, bisher nicht bewährt Abgesehen von ihrer in allen Fällen noch unbefriedigenden Lebensdauer besteht ihr Hauptnachteil darin, daß sie nicht in wünschenswertem Maße abriebfest sind. Durch die Notwendigkeit die Gießbandbeschichtung in vergleichsweise kurzen Abständen erneuern zu müssen, wird die Wirtschaftlichkeit des auf einen großen Durchsatz ausgerichteten kontinuierlichen Gießverfahrens erheblich beeinträchtigt. Der aus der Beschichtung stammende Abrieb lagert sich auf dem Gußstrang ab und wird sogar teilweise in dessen Oberfläche eingeschlossen. Dadurch ist die Oberflächenbeschaffenheit von aus derartigen Gußsträngen hergestellten Blechen und Bändern stark beeinträchtigt, was sich insbesondere dann bemerkbar macht wenn diese eloxiert werden sollen. Der feinverteilte Abrieb aus der Gießbandbeschichtung verhindert nicht nur die Einstellung einer bestimmten Eloxisrfarbe, er verhindert wegen seiner ungleichmäßigen Verteilung auch, daß überhaupt eloxierte Oberflächen von befriedigendem Aussehen erzeugt werden können.
Es ist ein Verfahren zum Aufbringen eines Schutz-Überzuges für metallische Gießbänder in einer Bandstranggießmaschine für Aluminium bekannt, bei dem ein im wesentlichen aus einem faserigen Aluminiumsilikat bestehender Schutzüberzug durch Beimischung einer Kunstharzdispersion auf dem Gießband verankert ist(CH-PS4 05 619).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Beschichtung für Gießbänder in Bandgießmaschinen zu entwickeln, die temperaturbeständig, flexibel und abriebfest ist und insbesondere gut an dem Gießband haftet.

Diese Aufgabe wird durch eine Beschichtung der eingangs beschriebenen Art gelöst, bei der erfindungsgemäß die Zwischenschicht eine flamm- oder plasmagespritzte Keramikschicht in einer Dicke von 100 bis 350 μπι oder eine Phosphatschicht in einer Dicke von 2 bis 20 μΓη ist.

Zweckmäßig wird das metallische Gießband zunächst mit der haftvermittelnden anorganischen Zwischenschicht versehen und anschließend der Schutzüberzug durch Spritzen, Streichen, Spachteln oder dergleichen in kaltem Zustand aufgebracht.

Vorteilhaft ist der Schutzüberzug ein Gemisch aus zwei bis drei Teilen Wasserglas und einem Teil feingemahlenem Glimmer und Natrium-Silicofluorid. Eine weitere Verbesserung des Schutzüberzuges kann dadurch erzielt werden, daß dem Gemisch noch 5 bis 30% Kohlenstoff — bezogen auf das Gewicht von Glimmer und Natrium-Silicofluorid — zugesetzt werden. Vorteil-

hafterweise haben die Feststoffanteile des Gemischs eine Teilchengröße von weniger als 0,07 mm.

Der Schutzüberzug wird zweckmäßigerweise und je nach dem geforderten Wärmedurchgangswiderstand in einer Dicke von 100 bis 300 μπι, vorzugsweise 200 μπι, aufgebracht

Der erfindungsgemäß vorgesehene Schutzüberzug hat den großen Vorteil, daß er in verhältnismäßig einfacher Weise aufgebracht werden kann und dann schnell chemisch trocknet und aushärtet Dabei wird das ge- ίο samte Wasser chemisch gebunden, so daß kein aufwendiger Trocknungsvorgang mehr notwendig ist Die Reaktion läuft dabei nach der folgenden vereinfachten Surnmenformel ab:

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3Na₂O ■ H₂O · SiO₂ + Na₂SiF₆ · H₂O
— Na₃O · 2 H₂O · SiO₂+SiO₂+ 6 NaF

Es hat sich ferner herausgestellt, daß der Schutzüberzug bei Temperaturen um 700⁰C zusätzlich sintert und dadurch im Betrieb eine weitere Festigkeitssteigerung erfährt Das Material des Schutzüberzuges hat je nach Kohlenstoffanteil eine mittlere Wärmeleitfähigkeit von 0,21 bis 035 Kcal/m h°C

Die Dicken der haftvermittelnden Zwischenschicht und des Schutzüberzuges sind im Hinblick auf den insgesamt erforderlichen Wärmedurchgangswiderstand aufeinander abzustimmen.

Das Aufbringen einer haftvermittelnden Zwischenschicht auf das Gießband ergibt den großen Vorteil, daß der Schutzüberzug in seiner Zusammensetzung und Schichtdicke weitgehend ohne Berücksichtigung von Haftungsproblemen ausgelegt werden kann. Unter Einhaltung der geforderten Isolierwirkung kann der Schutzüberzug daher optimal auf die Bedingungen »Abriebfestigkeit« und »Temperaturbeständigkeit« eingestellt werden. Es hat sich auch herausgestellt, daß der erfindungsgemäße Schutzüberzug hinsichtlich seines Wärmewiderstandes sehr gleichmäßig ist und daß die Dicke seiner Auftragung leicht zu reproduzieren ist. Das ist nicht zuletzt eine Folge der einfachen Auftragstechnik und der chemischen Trocknung.

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Claims

Patentansprüche:

1. Beschichtung für metallische Gießbänder in einer Bandgießmaschine "ür Aluminium, mit einem Schutzüberzug, der auf einer Zwischenschicht aufgebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht eine flamm- oder plasmagespritzte Keramikschicht in einer Dicke von 100 bis 350 μιη oder eine Phosphatschicht in einer Dicke von 2 bis 20 um ist

2. Beschichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzüberzug ein Gemisch aus zwei bis drei Teilen Wasserglas und einem Teil feingemahlenem Glimmer und Natrium-Silicofluoridist.