EP0108744A2 - Durchlaufkokille für eine Stranggiessanlage - Google Patents

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EP0108744A2
EP0108744A2 EP83890186A EP83890186A EP0108744A2 EP 0108744 A2 EP0108744 A2 EP 0108744A2 EP 83890186 A EP83890186 A EP 83890186A EP 83890186 A EP83890186 A EP 83890186A EP 0108744 A2 EP0108744 A2 EP 0108744A2
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EP
European Patent Office
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wear
resistant layer
mold
inner walls
continuous
Prior art date
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EP83890186A
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English (en)
French (fr)
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EP0108744B1 (de
EP0108744A3 (en
Inventor
Erich Misera
Hubert Floh
Reinhard Hargassner
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Voestalpine AG
Original Assignee
Voestalpine AG
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Priority claimed from AT132083A external-priority patent/AT377932B/de
Application filed by Voestalpine AG filed Critical Voestalpine AG
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Publication of EP0108744A3 publication Critical patent/EP0108744A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0108744B1 publication Critical patent/EP0108744B1/de
Expired legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • B22D11/059—Mould materials or platings

Definitions

  • the invention relates to a continuous mold for a continuous casting installation, in particular a steel continuous casting installation, with inner walls made of copper or a copper alloy, the inner walls being provided with a wear-resistant layer on their side facing the mold cavity.
  • the thickness of the wear-resistant layer has been kept as small as possible; it was chosen to be no larger than 1.5 mm. If the wear-resistant layer is applied electrolytically to the inner walls, since the electrolytic process is an expensive process, the layer thickness has been kept even smaller, for example in a range of a maximum of a few tenths of a millimeter. This results in another disadvantage; it has been shown that a deviation in the shape of the mold sidewalls only starts from a dimension of about 2 mm Strand quality decisively influenced, so that one was forced to replace the wear-resistant layer before reaching a maximum permissible shape deviation, namely when the wear-resistant layer was used up.
  • the invention aims at avoiding these disadvantages and difficulties and has as its object to create a continuous mold of the type described in the introduction, in which, despite a wear-resistant layer that can be applied relatively thickly, the heat transfer is only slightly, if at all, reduced compared to a mold having uncoated inner walls, and which is inexpensive to manufacture despite a relatively thick wear-resistant layer.
  • the wear-resistant layer extends from the outlet end of the mold to a maximum of over a third of the length of the mold in the central region of the inner walls and in the side regions of the inner walls supporting the edges of the strand over at least the length of the wear-resistant layer in the central region extends to a maximum of the entire length of the mold.
  • the area where the greatest heat transfer takes place ie the area between the casting level and the first lifting of the strand shell, is thus from the inner walls of the continuous mold, kept free of a wear-resistant layer, so that the heat transfer in this area takes place in the same way as in conventional continuous molds without a wear-resistant layer.
  • the wear on the remaining inner wall parts is substantially reduced only in the outlet area of the mold, since it was found that the wear originates from the outlet-side end edges of the mold side walls.
  • the wear progresses to a certain extent from the outlet end of the mold to the casting level, ie to the inlet end of the mold. Preventing the start of wear at the outlet end of the mold surprisingly also results in a significant reduction in wear on the unprotected inner wall parts closer to the inlet end of the mold.
  • the wear-resistant layer is formed from the side regions of the inner wall to the central region of the inner wall according to an essentially concave curve, for example in the form of a semicircle or in a U-shape.
  • the wear-resistant layer consists of martensitic steel with a content of chromium and molybdenum, advantageously the wear-resistant layer 0.1 to 1.5% carbon, 2 to 20% chromium, 0.5 to 15% molybdenum and optionally to contains 5% tungsten, up to 5% vanadium and up to 5% niobium, balance iron and melting-related impurities.
  • a relatively simple and inexpensive Ver Drive to apply the wear-resistant layer is characterized in that between the wear-resistant layer and the inner wall, an intermediate layer made of a nickel-copper alloy is applied to the inner wall by build-up welding and the wear-resistant layer is also applied by build-up welding in a thickness of 3 to 10 mm the intermediate layer is applied.
  • the provision of an intermediate layer results in good mechanical adhesion between the wear-resistant layer and the inner walls.
  • the intermediate layer expediently contains 1 to 5% manganese, 0.5 to 1.5% silicon, 20 to 50% copper, the remainder nickel and melting-related impurities and optionally up to 5% niobium and / or iron and / or titanium.
  • the wear-resistant layer is applied directly to the inner wall without an intermediate layer by brazing, which makes it possible to achieve a good mechanical connection of the wear-resistant layer with the copper inner walls of the continuous mold despite the absence of the intermediate layer.
  • the wear-resistant layer is designed in the form of a lattice or rust, the surface areas of the inner walls lying between lattice or rust bars of the wear-resistant layer being formed from the base material of the inner walls.
  • the grate or grate bars are preferably inclined to the vertical axis of the mold, preferably arranged inclined at an angle between 30 and 60 °.
  • the ratio of the distance between two grate or grate bars to the width of a grate or grate bar is expediently in a range between 3 and .5.
  • the lattice-like wear layer is formed by lattice bars which are at right angles to one another and are arranged at the same distance from one another.
  • the grid-like wear layer according to the invention can be applied by welding in grooves in an inner wall.
  • a preferred method of applying the wear layer is characterized in that the inner wall is provided with grooves arranged in the form of a grid, that a grid is formed from bars of the wear-resistant layer and then this grid is pressed into the grooves of the inner wall, the grid being expediently from the rear the inner walls are secured with screws.
  • FIG. 1 is a view of a narrow side wall of a slab casting mold according to a first embodiment
  • FIG. 2 is a view of the same in accordance with a second embodiment
  • 3 is a view of a broad side wall of a continuous slab casting mold.
  • 4 and 5 illustrate a section along the line IV-IV of FIG. 1 and according to the line VV according to FIG. 2.
  • FIGS. 6, 8 and 9 show frontal views of the inner walls according to another embodiment.
  • Fig. 7 shows a section along the line VII-VII of Fig. 6.
  • the narrow side wall 1 of a continuous casting mold which is provided with internal cooling, is made of copper or a copper alloy.
  • a wear-resistant layer 4 which extends over the entire width 3, is applied in the outlet-side region 2 of this narrow side wall. This wear-resistant layer 4 extends over a length 5 of the mold with approximately 200 mm in the central region 6 of the side wall.
  • the total length 7 of the narrow side wall is 900 mm.
  • the wear-resistant layer extends over a greater length 10 (measured from the end), namely over a length of approximately 250 mm.
  • the entire width 3 of the side wall 1 is approximately 210 mm.
  • the limit curve of the wear-resistant layer is a concave curve 11, etc. it is formed approximately in the shape of a semicircle, the radius 12 of which corresponds to half the width 3.
  • the wear-resistant layer which has the following directional analysis: 0.9% carbon, 4.0% chromium, 9.5% molybdenum, 2.2% tungsten, 2.0% vanadium, the rest Iron and melting-related impurities, and which is applied in a thickness 13 of approximately 5 mm
  • an intermediate layer 14 is provided for the copper part of the narrow side wall 1, which has the following directional analysis: 0.02% carbon, 2.4% manganese, 0.75% Silicon, 30.0% copper, 1% niobium, 1% iron, 0.25% titanium, the rest nickel and melting-related impurities.
  • the hardness of the wear-resistant layer 4 is approximately 55 to 60 HRC.
  • the wear-resistant layer 4 in the central region 6 of the narrow side wall 1 with a width of 100 mm also extends over a length 5 of approximately 200 mm measured from the outlet-side end 15 of the narrow side wall.
  • the wear-resistant layer 4 extends in a length 10 of at least 250 mm. It is advantageous to guide the wear-resistant layer on these side regions 8, 9 up to the inlet-side end 16 of the narrow side wall.
  • the width 3 of the narrow side wall is approximately 210 mm.
  • the contour 11 of the wear-resistant layer is approximately U-shaped in the plan view of the narrow side wall 1.
  • the wear-resistant layer 4 is applied directly to the copper part of the narrow side wall 1, i.e. without intermediate layer 14, with brazing being chosen as the application method.
  • the chemical composition of the wear-resistant layer 4 corresponds approximately to that of a wear-resistant layer according to FIG. 1.
  • the wear of the wide side walls 17 is significantly less in relation to the wear of the narrow side walls.
  • a wear-resistant layer 4 can nevertheless be provided on the broad side walls, this wear-resistant layer 4 again being arranged only in the outlet region 2 of the broad side wall, as is shown in FIG. 3. 3, the wear-resistant layer is arranged approximately over a length 5 of 100 mm over the entire width 3, the mold length 7 is set at 900 mm and the width 3 of the broad side wall at about 1750 mm.
  • a grid-like wear-resistant layer 18 extending over the entire width 3 is provided in the outlet-side region 2 of a narrow side wall.
  • This grid-shaped layer 18 extends over a length 5 of the mold, with about 300 mm.
  • the total length 7 of the narrow side wall is 900 mm.
  • This wear-resistant layer advantageously consists of martensitic steel with a chromium and molybdenum content, advantageously 0.1 to 1.5% carbon, 2 to 20% chromium, 0.5 to 15% molybdenum and optionally up to 5% tungsten, contains up to 5% vanadium and up to 5% niobium, balance iron and melting-related impurities.
  • the wear-resistant layer is provided on an inner wall 1 as follows: First, grid-shaped grooves 19 with a depth 20 of approximately 7 to 10 mm are milled into the inner wall, whereupon the inner wall is preheated to a temperature of approximately 270 ° C. becomes. This temperature is below the recrystallization temperature of the material from which the inner wall is made.
  • An intermediate layer 21 is provided in these grooves 19 with a thickness of approximately 4 mm, etc. by cladding, which has the following directional analysis: 0.02% carbon, 2.4% manganese, 0.75% silicon, 30.0% copper, 1% niobium, 1% iron, 0.25% titanium, remainder nickel and melting-related Impurities.
  • the grooves 19 are then welded to the wear-resistant layer 18, cooled and finished.
  • the wear-resistant layer 18 has the following directional analysis: 0.9% carbon, 4.0% chromium, 9.5% molybdenum, 2.2% tungsten, 2.0% vanadium, remainder iron and melting impurities.
  • the bars 22 forming the wear-resistant layer are inclined at an angle 24 of 45 ° to the vertical axis 23 of the inner walls, and the ratio of the distance 25 of two adjacent bars 22 to the width 26 of a bar 22 is four.
  • the width 26 of a lattice bar 22 is approximately 5 mm.
  • the areas made of the material of the inner walls lying between the lattice bars are of square shape according to FIG. 6.
  • the embodiment shown in FIG. 8 differs from that according to FIG. 1 in that in the central region 6 of the inner wall 1 the length 5 of the lattice-like wear-resistant layer 18 extends to approximately 150 mm, whereas in the side regions 8, 9 of the inner wall the wear-resistant one Layer is guided over a length 10 of about 300 mm.
  • the total length 7 of the 'inner wall is also approximately 900 mm.
  • a particularly advantageous method for arranging the lattice-like wear-resistant layer can be accomplished by pressing a lattice welded from square bars 22 of the wear material into the grooves after milling out the lattice-shaped grooves 19, whereupon the lattice is screwed from the rear of the inner walls by means of screws 27 is secured.
  • the invention is not limited to the exemplary embodiments shown, but can be modified in various respects, for example it can also be used for continuous casting molds with billet cross-section, all four mold inner walls advantageously being provided with a wear-resistant layer in the same way, whereas molds with a slab cross-sectional format in the first place the application of the wear-resistant layer for the narrow sides is important; the broad sides could also be formed without a wear-resistant layer because of the significantly lower wear.
  • the coating usually provided for metallurgical reasons, e.g. Chromium plating, which serves to prevent copper from being absorbed into the melt, can be provided in the usual way on the inner walls of the mold after the wear-resistant layer has been applied. After application, this layer usually extends over the entire inner walls of the mold, but is quickly removed from the strand shell.
  • Chromium plating which serves to prevent copper from being absorbed into the melt

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

Bei einer Durchlaufkokille für eine Stranggießanlage mit Innenwänden (1) aus Kupfer oder einer Kupferlegierung sind die Innenwände (1) an ihrer dem Kokillenhohlraum zugekehrten Seite mit einer verschleißfesten Schicht (4) versehen.
Um trotz einer verhältnismäßig dick aufbringbaren verschleißfesten Schicht (4) den Wärmeübergang vom Strang zur Kokille gegenüber einer unbeschichtete Innenwände aufweisenden Kokille nur äußerst geringfügig herabzusetzen, erstreckt sich die verschleißfeste Schicht (4) vom Auslaufende (15) der Kokille bis maximal über ein Drittel der Länge (7) der Kokille im Mittenbereich (6) der Innenwände (1) und in den die Kanten des Stranges stützenden Seitenbereichen (8, 9) der Innenwände (1) über mindestens die Länge (5) der verschleißfesten Schicht (4) im Mittenbereich (6) bis maximal über die gesamte Länge (7) der Kokille.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Durchlaufkokille für eine Stranggießanlage, insbesondere eine Stahl-Stranggießanlage, mit Innenwänden aus Kupfer oder einer Kupferlegierung, wobei die Innenwände an ihrer dem Kokillenhohlraum zugekehrten Seite mit einer verschleißfesten Schicht versehen sind.
  • Es ist bekannt, die Innenwände einer Kokille mit verschleißfesten Schichten zu versehen, beispielsweise durch Sprengplattieren, durch elektrolytisches Aufbringen bzw. durch Spritzen. Diese bekannten Kokillen weisen die verschleißfesten Schichten über die gesamte Erstreckung der Seitenwände auf. Bei diesen bekannten Kokillen ist daher der Wärmeübergang von der Schmelze bzw. der Strangschale zu den Innenwänden der Kokille durch die verschleißfeste Schicht nachteilig beeinflußt. Zvsätzlich zu diesem Nachteil ergeben sich hohe Kosten für die verschleißfesten Schichten und deren Aufbringung.
  • Um den Wärmeübergang nicht allzusehr zu beeinträchtigen, hat man die Dicke der verschleißfesten Schicht möglichst gering gehalten; man hat sie nicht größer gewählt als 1,5 mm. Wird die verschleißfeste Schicht elektrolytisch auf die Innenwände aufgebracht, so wurde die Schichtdicke, da das elektrolytische Verfahren ein teurer Prozeß ist, noch geringer gehalten, beispielsweise in einem Bereich von maximal einigen Zehntelmillimetern. Daraus resultiert ein weiterer Nachteil; es hat sich nämlich gezeigt, daß eine Formabweichung der Kokillenseitenwände erst ab einem Ausmaß von etwa 2 mm die Strangqualität entscheidend beeinflußt, so daß man gezwungen war, noch vor Erreichen einer maximal zulässigen Formabweichung die verschleißfeste Schicht zu ersetzen, nämlich dann, wenn die verschleißfeste Schicht aufgebraucht war.
  • Es ist bekannt, die Innenwände der Kokille mit einer aus metallurgischen Gründen aufgebrachten sehr dünnen Beschichtung, z.B. Verchromung, zu versehen. Eine solche Schicht dient nicht als verschleißfeste Schicht, da sie in kurzer Zeit von der Strangschale abgearbeitet wird. Sie dient vielmehr dazu, die Schmelze vor der Aufnahme von Kupfer aus den Kokillenwänden zu schützen.
  • Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Nachteile und Schwierigkeiten und stellt sich die Aufgabe, eine Durchlaufkokille der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei der trotz einer verhältnismäßig dick aufbringbaren verschleißfesten Schicht der Wärmeübergang gegenüber einer unbeschichtete Innenwände aufweisenden Kokille nur unmerklich, wenn überhaupt, herabgesetzt ist, und die trotz einer verhältnismäßig dicken verschleißfesten Schicht kostengünstig herzustellen ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sich die verschleißfeste Schicht vom Auslaufende der Kokille bis maximal über ein Drittel der Länge der Kokille im Mittenbereich der Innenwände und sich in den die Kanten des Stranges stützenden Seitenbereichen der Innenwände über mindestens die Länge der verschleißfesten Schicht im Mittenbereich bis maximal über die gesamte Länge der Kokille erstreckt.
  • Erfindungsgemäß wird somit der Bereich, an dem der größte Wärmeübergang stattfindet, also der Bereich zwischen Gießspiegel und dem erstmaligen Abheben der Strangschale von den Innenwänden der Durchlaufkokille, frei von einer verschleißfesten Schicht gehalten, so daß der Wärmeübergang in diesem Bereich in gleicher Weise vor sich geht aie bei herkömmlichen Durchlaufkokillen ohne verschleißfeste Schicht. Es hat sich gezeigt, daß trotz des Vorsehens der verschleißfesten Schicht lediglich im Auslaufbereich der Kokille der Verschleiß an den restlichen Innenwandteilen wesentlich herabgesetzt ist, denn es wurde festgestellt, daß der Verschleiß von den auslaufseitigen Endkanten der Kokillenseitenwände aus ausgeht. Der Verschleiß schreitet gewissermaßen vom auslaufseitigen Ende der Kokille zum Gießspiegel, d.h. zum einlaufseitigen Ende der Kokille fort. Durch Unterbinden des Verschleißbeginns am auslaufseitigen Ende der Kokille ergibt sich überraschenderweise auch eine wesentliche Herabsetzung des Verschleißes der näher dem einlaufseitigen Ende der Kokille liegenden ungeschützten Innenwandteile.
  • Für die Schmalseitenwände einer Kokille mit Brammenquerschnittsformat ist es von besonderem Vorteil, wenn die verschleißfeste Schicht von den Seitenbereichen der Innenwand zum Mittenbereich der Innenwand nach einer im wesentlichen konkaven Kurve, etwa in Form eines Halbkreises oder in U-Form, ausgebildet ist.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besteht die verschleißfeste Schicht aus martensitischem Stahl mit einem Gehalt an Chrom und Molybdän, wobei vorteilhaft die verschleißfeste Schicht 0,1 bis 1,5 % Kohlenstoff, 2 bis 20 % Chrom, 0,5 bis 15 % Molybdän sowie gegebenenfalls bis zu 5 % Wolfram, bis zu 5 % Vanadium und bis zu 5 % Niob, Rest Eisen und erschmelzungsbedingte Verunreinigungen enthält.
  • Ein verhältnismäßig einfaches und kostengünstiges Verfahren zum Aufbringen der verschleißfesten Schicht ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der verschleißfesten Schicht und der Innenwand eine Zwischenschicht aus einer Nickel-Kupfer-Legierung durch Auftragsschweißen an die Innenwand aufgebracht ist und die verschleißfeste Schicht ebenfalls durch Auftragsschweißen in einer Dicke von 3 bis 10 mm an der Zwischenschicht aufgebracht ist. Durch das Vorsehen einer Zwischenschicht ergibt sich eine gute mechanische Haftung zwischen der verschleißfesten Schicht und den Innenwänden.
  • Zweckmäßig enthält die Zwischenschicht 1 bis 5 % Mangan, 0,5 bis 1,5 % Silizium, 20 bis 50 % Kupfer, Rest Nickel und erschmelzungsbedingte Verunreinigungen sowie gegebenenfalls bis zu 5 % Niob und/oder Eisen und/oder Titan.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die verschleißfeste Schicht unmittelbar an der Innenwand ohne Zwischenschicht durch Hartlöten aufgebracht, wodurch es möglich ist, trotz Verzicht auf die Zwischenschicht eine gute mechanische Verbindung der verschleißfesten Schicht mit den kupfernen Innenwänden der Durchlaufkokille zu erzielen.
  • Um den Verzug der Innenwände möglichst gering zu halten, so daß man Maßnahmen, die man bisher zur Beseitigung des Verzuges ergreifen mußte, nicht mehr bzw. nicht mehr in dem Ausmaß wie bisher ergreifen muß, und um den Wärmeübergang in dem mit einer verschleißfesten Schicht versehenen Bereich der Kokille zu erhöhen, ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform die verschleißfeste Schicht gitterförmig oder rostförmig gestaltet, wobei die zwischen Gitter- bzw. Roststäben der verschleißfesten Schicht liegenden Oberflächenbereiche der Innenwände aus dem Grundwerkstoff der Innenwände gebildet sind. Vorzugsweise sind die Gitter- bzw. Roststäbe zur Vertikalachse der Kokille geneigt, vorzugsweise in einem Winkel zwischen 30 und 60° geneigt angeordnet.
  • Zweckmäßig liegt das Verhältnis des Abstandes zwischen zwei Gitter- bzw. Roststäben zur Breite eines Gitter- bzw. Roststabes in einem Bereich zwischen 3 und .5.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist die gitterförmige Verschleißschicht von im rechten Winkel zueinander stehenden und im gleichen Abstand voneinander angeordneten Gitterstäben gebildet.
  • Die erfindungsgemäße gitterförmige Verschleißschicht läßt sich durch Aufschweißen in Nuten einer Innenwand aufbringen. Ein bevorzugtes Verfahren der Anbringung der Verschleißschicht ist dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand mit gitterförmig angeordneten Nuten versehen wird, daß aus Stäben der verschleißfesten Schicht ein Gitter gebildet wird und anschließend dieses Gitter in die Nuten der Innenwand eingepreßt wird, wobei zweckmäßig das Gitter von der Rückseite der Innenwände her mittels Schrauben gesichert wird.
  • Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert, wobei Fig. 1 eine Ansicht einer Schmalseitenwand einer Brammenstranggießkokille gemäß einer ersten Ausführungsform und Fig. 2 eine ebensolche Ansicht gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellen. Fig. 3 ist die Ansicht einer Breitseitenwand einer Brammenstranggießkokille. Die Fig. 4 und 5 veranschaulichen einen Schnitt gemäß der Linie IV-IV der Fig. 1 bzw. gemäß der Linie V-V gemäß Fig. 2. Die Fig. 6, 8 und 9 zeigen Frontalansichten der Innenwände nach je einem weiteren Ausführungsbeispiel. Fig. 7 stellt einen Schnitt gemäß der Linie VII-VII der Fig. 6 dar.
  • Die mit einer Innenkühlung versehene Schmalseitenwand 1 einer Stranggießkokille ist aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gefertigt. Im auslaufseitigen Bereich 2 dieser Schmalseitenwand ist eine sich über die gesamte Breite 3 erstreckende verschleißfeste Schicht 4 aufgebracht. Diese verschleißfeste Schicht 4 erstreckt sich über eine Länge 5 der Kokille mit etwa 200 mm im Mittenbereich 6 der Seitenwand. Die Gesamtlänge 7 der Schmalseitenwand beträgt 900 mm.
  • In den die Kantenbereiche des Stranges stützenden Seitenbereichen 8, 9 der Schmalseitenwand 1 erstreckt sich die verschleißfeste Schicht über eine größere Länge 10 (vom Ende her gemessen), nämlich über eine Länge von etwa 250 mm. Die gesamte Breite 3 der Seitenwand 1 beträgt etwa 210 mm. Die Begrenzungskurve der verschleißfesten Schicht ist eine konkave Kurve 11, u.zw. ist sie etwa in der Form eines Halbkreises ausgebildet, dessen Radius 12 der halben Breite 3 entspricht.
  • Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, ist zwischen der verschleißfesten Schicht, die folgende Richtanalyse hat: 0,9 % Kohlenstoff, 4,0 % Chrom, 9,5 % Molybdän, 2,2 % Wolfram, 2,0 % Vanadium, Rest Eisen und erschmelzungsbedingte Verunreinigungen, und die in einer Dicke 13 von etwa 5 mm aufgebracht ist, und dem Kupferteil der Schmalseitenwand 1 eine Zwischenschicht 14 vorgesehen, die folgende Richtanalyse aufweist: 0,02 % Kohlenstoff, 2,4 % Mangan, 0,75 % Silizium, 30,0 % Kupfer, 1 % Niob, 1 % Eisen, 0,25 % Titan, Rest Nickel und erschmelzungsbedingte Verunreinigungen.
  • Beide Schichten, sowohl die Zwischenschicht 14 als auch die verschleißfeste Schicht 4, wurden durch Auftragsschweißen aufgebracht. Die Härte der verschleißfesten Schicht 4 beträgt etwa 55 bis 60 HRC.
  • Gemäß der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform erstreckt sich die verschleißfeste Schicht 4 im Mittenbereich 6 der Schmalseitenwand 1 mit einer Breite von 100 mm ebenfalls über eine Länge 5 von etwa 200 mm gemessen vom auslaufseitigen Ende 15 der Schmalseitenwand.
  • In den die Kantenbereiche des Stranges stützenden Seitenbereichen 8, 9 der Schmalseitenwand 1 erstreckt sich die verschleißfeste Schicht 4 in einer Länge 10 von mindestens 250 mm. Vorteilhaft ist es, an diesen Seitenbereichen 8, 9 die verschleißfeste Schicht bis zum einlaufseitigen Ende 16 der Schmalseitenwand zu führen. Die Breite 3 der Schmalseitenwand beträgt etwa 210 mm.
  • Die Kontur 11 der verschleißfesten Schicht ist in der Draufsicht auf die Schmalseitenwand 1 etwa U-förmig ausgebildet.
  • Wie aus dem Schnittbild gemäß Fig. 5 ersichtlich ist, ist die verschleißfeste Schicht 4 am Kupferteil'der Schmalseitenwand 1 direkt aufgebracht, d.h. ohne Zwischenschicht 14, wobei als Auftragsverfahren das Hartlöten gewählt wurde. Die chemische Zusammensetzung der verschleißfesten Schicht 4 entspricht etwa der einer verschleißfesten Schicht gemäß Fig. 1.
  • Bei Durchlaufkokillen mit Brammenquerschnittsformat ist der Verschleiß der Breitseitenwände 17 im Verhältnis zum Verschleiß der Schmalseitenwände wesentlich geringer. Man kann an den Breitseitenwänden jedoch trotzdem eine verschleißfeste Schicht 4 vorsehen, wobei diese verschleißfeste Schicht 4 wiederum nur im Auslaufbereich 2 der Breitseitenwand angeordnet ist, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Die verschleißfeste Schicht ist gemäß Fig. 3 etwa über eine Länge 5 von 100 mm über die gesamte Breite 3 angeordnet, wobei die Kokillenlänge 7 mit 900 mm und die Breite 3 der Breitseitenwand mit etwa 1750 mm festgelegt ist.
  • Gemäß der in den Fig. 6 und 7 bis 9 dargestellten Ausführungsform ist im auslaufseitigen Bereich 2 einer Schmalseitenwand eine sich über die gesamte Breite 3 erstreckende gitterförmige verschleißfeste Schicht 18 vorgesehen. Diese gitterförmige Schicht 18 erstreckt sich über eine Länge 5 der Kokille, mit etwa 300 mm. Die Gesamtlänge 7 der Schmalseitenwand beträgt 900 mm. Diese verschleißfeste Schicht besteht vorteilhaft aus martensitischem Stahl mit einem Gehalt an Chrom und Molybdän, wobei sie vorteilhaft 0,1 bis 1,5 % Kohlenstoff, 2 bis 20 % Chrom, 0,5 bis 15 % Molybdän sowie gegebenenfalls bis zu 5 % Wolfram, bis zu 5 % Vanadium und bis zu 5 % Niob, Rest Eisen und erschmelzungsbedingte Verunreinigungen enthält.
  • Das Vorsehen der verschleißfesten Schicht an einer Innenwand 1 wird wie folgt vorgenommen: Zuerst werden gitter- - förmige Nuten 19 mit einer Tiefe 20 von etwa 7 bis 10 mm in die Innenwand eingefräst, worauf die Innenwand auf eine Temperatur von ca. 270°C vorgewärmt wird. Diese Temperatur liegt unter der Rekristallisationstemperatur des Materials, aus.dem die Innenwand gefertigt ist. In diese Nuten 19 wird in einer Dicke von ungefähr 4 mm eine Zwischenschicht 21 vorgesehen, u.zw. durch Auftragsschweißen, die folgende Richtanalyse aufweist: 0,02 % Kohlenstoff, 2,4 % Mangan, 0,75 % Silizium, 30,0 % Kupfer, 1 % Niob, 1 % Eisen, 0,25 % Titan, Rest Nickel und erschmelzungsbedingte Verunreinigungen.
  • Anschließend werden die Nuten 19 mit der verschleißfesten Schicht 18 aufgeschweißt, abgekühlt und feinbearbeitet. Die verschleißfeste Schicht 18 weist folgende Richtanalyse auf: 0,9 % Kohlenstoff, 4,0 % Chrom, 9,5 % Molybdän, 2,2 % Wolfram, 2,0 % Vanadium, Rest Eisen und erschmelzungsbedingte Verunreinigungen.
  • Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, sind die die verschleißfeste Schicht bildenden Gitterstäbe 22 zur Vertikalachse 23 der Innenwände in einem Winkel 24 von 45° geneigt und beträgt das Verhältnis des Abstandes 25 zweier benachbarter Gitterstäbe 22 zur Breite 26 eines Gitterstabes 22 vier. Die Breite 26 eines Gitterstabes 22 liegt bei etwa 5 mm. Die zwischen den Gitterstäben liegenden Bereiche aus dem Material der Innenwände sind gemäß Fig. 6 von quadratischer Form.
  • Die in Fig. 8 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der gemäß Fig. 1 dadurch, daß sich im Mittenbereich 6 der Innenwand 1 die Länge 5 der gitterförmigen verschleißfesten Schicht 18 bis etwa 150 mm erstreckt, wogegen in den Seitenbereichen 8, 9 der Innenwand die verschleißfeste Schicht über eine Länge 10 von etwa 300 mm geführt ist. Die Gesamtlänge 7 der'Innenwand liegt ebenfalls bei ungefähr 900 mm.
  • Ein besonders vorteilhaftes Verfahren zur Anordnung der gitterförmigen verschleißfesten Schicht kann dadurch bewerkstelligt werden, daß nach dem Ausfräsen der gitterförmig angeordneten Nuten 19 ein aus Vierkantstäben 22 des Verschleißmaterials geschweißtes Gitter in die Nuten eingepreßt wird, worauf das Gitter von der Rückseite der Innenwände her mittels Schrauben 27 gesichert wird.
  • Durch Anordnung der gitterförmigen Verschleißschicht 18 in den Seitenbereichen 8, 9 einer Breitseitenwand 17 einer Plattenkokille (vgl. Fig. 9) lassen sich Längsriefen, wie sie beim Verstellen der Strangbreite während des Stranggießens entstehen können, vermeiden.
  • Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele, sondern sie kann in verschiedener Hinsicht modifiziert werden, beispielsweise kann sie auch für Stranggießkokillen mit Knüppelquerschnitt Anwendung finden, wobei vorteilhaft sämtliche vier Kokilleninnenwände in gleicher Weise mit einer verschleißfesten Schicht versehen sind, wogegen bei Kokillen mit Brammenquerschnittsformat in erster Linie die Anbringung der verschleißfesten Schicht für die Schmalseiten wichtig ist; die Breitseiten könnten wegen des wesentlich geringeren Verschleißes auch ohne verschleißfeste Schicht ausgebildet sein.
  • Die üblicherweise aus metallurgischen Gründen vorgesehene Beschichtung, z.B. Verchromung, die zur Verhinderung der Aufnahme von Kupfer in die Schmelze dient, kann nach Aufbringen der verschleißfesten Schicht in üblicher Weise an den Innenwänden der Kokille vorgesehen werden. Diese Schicht erstreckt sich nach dem Aufbringen üblicherweise über die gesamten Innenwände der Kokille, wird jedoch von der Strangschale in kurzer Zeit abgearbeitet.

Claims (13)

1. Durchlaufkokille für eine Stranggießanlage, insbesondere eine Stahl-Stranggießanlage, mit Innenwänden (1, 17) aus Kupfer oder einer Kupferlegierung, wobei die Innenwände (1, 17) an ihrer dem Kokillenhohlraum zugekehrten Seite mit einer verschleißfesten Schicht (4, 18) versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß sich die verschleißfeste Schicht (4,18) vom Auslaufende,(15) der Kokille bis maximal über ein Drittel der Länge (7) der Kokille im Mittenbereich (6) der Innenwände (1, 17) und sich in den die Kanten des Stranges stützenden Seitenbereichen (8, 9) der Innenwände (1, 16) über mindestens die Länge (5) der verschleißfesten Schicht (4,18)im Mittenbereich (6) bis maximal über die gesamte Länge (7) der Kokille erstreckt.
2. Durchlaufkokille nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verschleißfeste Schicht (4,18) von den Seitenbereichen (8, 9) der Innenwand zum Mittenbereich (6) der Innenwand nach einer im wesentlichen konkaven Kurve (11), etwa in Form eines Halbkreises oder in U-Form, ausgebildet ist.
3. Durchlaufkokille nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die verschleißfeste Schicht (4, 18) aus martensitischem Stahl mit einem Gehalt an Chrom und Molybdän besteht.
4. Durchlaufkokille nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die verschleißfeste Schicht.(4,18) 0,1 bis 1,5 % Kohlenstoff, 2 bis 20 % Chrom, 0,5 bis 15 % Molybdän sowie gegebenenfalls bis zu 5 % Wolfram bis zu 5 % Vanadium und bis zu 5 % Niob, Rest Eisen und erschmelzungsbedingte Verunreinigungen enthält.
5. Durchlaufkokille nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der verschleißfesten Schicht (4,18) und der Imenwand (1, 17) eine Zwischenschicht (14,21) aus einer Nickel-Kupfer-Legierung durch Auftragsschweißen an die Innenwand aufgebracht ist und die verschleißfeste Schicht (4, 18) ebenfalls durch Auftragsschweißen in einer Dicke von 3 bis 10 mm an der Zwischenschicht aufgebracht ist.
6.-Durchlaufkokille nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (14,21) 1 bis 5 % Mangan, 0,5 bis 1,5 % Silizium, 20 bis 50 % Kupfer, Rest Nickel und erschmelzungsbedingte Verunreinigungen sowie gegebenenfalls bis zu 5 % Niob und/oder Eisen und/oder Titan enthält.
7. Durchlaufkokille nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die verschleißfeste Schicht (4) unmittelbar an der Innenwand (1, 17) ohne Zwischenschicht durch Hartlöten aufgebracht ist.
8. Durchlaufkokille nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die verschleißfeste Schicht (18) gitterförmig oder rostförmig gestaltet ist, wobei die zwischen Gitter- bzw. Roststäben (22) der verschleißfesten Schicht (18) liegenden Oberflächenbereiche der Innenwände (1, 17) aus dem Grundwerkstoff der Innenwände gebildet sind.
9. Durchlaufkokille nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitter- bzw. Roststäbe (22) zur Vertikalachse (23) der Kokille geneigt, vorzugsweise in einem Winkel (24) zwischen 30 und 60° geneigt angeordnet sind.
10. Durchlaufkokille nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Abstandes (25) zwischen zwei Gitter- bzw. Roststäben (22) zur Breite (26) eines Gitter- bzw. Roststabes (22) in einem Bereich zwischen 3 und 5 liegt,
11. Durchlaufkokille nach den Ansprüchen 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die gitterförmige Verschleißschicht (18) von im rechten Winkel zueinander stehenden und im gleichen Abstand (25) voneinander angeordneten Gitterstäben (22) gebildet ist.
12. Verfahren zum Aufbringen einer verschleißfesten Schicht nach den Ansprüchen 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand (1, 17) mit gitterförmig angeordneten Nuten (19) versehen wird, daß aus Stäben (22) der verschleißfesten Schicht (18) ein Gitter gebildet wird und anschließend dieses Gitter in die Nuten (19) der Innenwand eingepreßt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter von der Rückseite der Innenwände (1, 17) her mittels Schrauben (27) gesichert wird.
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