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WO2003006193A1 - Continuous casting roll for casting molten baths and method for producing one such continuous casting roll - Google Patents

Continuous casting roll for casting molten baths and method for producing one such continuous casting roll Download PDF

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Publication number
WO2003006193A1
WO2003006193A1 PCT/EP2002/006533 EP0206533W WO03006193A1 WO 2003006193 A1 WO2003006193 A1 WO 2003006193A1 EP 0206533 W EP0206533 W EP 0206533W WO 03006193 A1 WO03006193 A1 WO 03006193A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
layer
casting
hardness
roll
roller
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2002/006533
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Guido Stebner
Werner SCHÜMERS
Manfred Walter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Outokumpu Nirosta GmbH
Original Assignee
ThyssenKrupp Nirosta GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by ThyssenKrupp Nirosta GmbH filed Critical ThyssenKrupp Nirosta GmbH
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Priority to CA002450564A priority patent/CA2450564A1/en
Priority to SK1644-2003A priority patent/SK16442003A3/en
Priority to BR0211142-0A priority patent/BR0211142A/en
Priority to US10/483,577 priority patent/US20040250981A1/en
Priority to JP2003511989A priority patent/JP2004533934A/en
Priority to KR10-2004-7000498A priority patent/KR20040024583A/en
Priority to MXPA04000175A priority patent/MXPA04000175A/en
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Ceased legal-status Critical Current

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    • 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
    • B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D21/00—Processes for servicing or operating cells for electrolytic coating
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • C25D5/615—Microstructure of the layers, e.g. mixed structure
    • C25D5/617—Crystalline layers

Definitions

  • Casting roller for casting molten metal and process for producing such a casting roller
  • the invention relates to a casting roll for the casting of molten metal, in particular molten steel, with a roll body consisting of a metallic material, to which a layer is applied, which is formed from a metal material that has a higher hardness than the material of the roll body.
  • Casting rollers of this type are used in machines for the continuous casting of molten steel into cast strip.
  • casting rolls used for casting steel are usually provided on their circumferential surface with a coating which has a higher hardness than the rest of the material of the casting roll.
  • a method for producing the coating on the roll body of a casting roll consisting of copper is known from EP 0 801 154 B1. According to the known method, taking into account certain process steps, the circumferential surface of the casting roll, which is made of a copper material, is coated with a nickel layer, so that the finished casting roll is coated with a wear-resistant, hard layer on its circumferential surface that comes into contact with the melt. This nickel layer protects the copper rollers from mechanical damage and reduces their thermal load.
  • EP 0 421 908 B1 it has been proposed in EP 0 421 908 B1 to apply two different layers to a roller body made of copper, the layer lying directly on the roller body expanding more when heated than the outer one which comes into direct contact with the melt Layer.
  • the outer layer should be tensioned on the inner layer, although the inner layer is colder than the outer one due to the cooling of the roller body.
  • the outer layer is preferably made of steel, nickel or chrome, while the inner layer is made of copper.
  • a disadvantage of this type of double coating is that an additional boundary layer is created between the first and the second layer, which can lead to adhesion problems under unfavorable process conditions or due to non-uniform material properties.
  • the object of the invention is to create, based on the prior art explained above, a casting roll which has an increased service life and improved performance properties.
  • a method for producing such a casting roll is to be specified.
  • This object is achieved in a device of the type described at the outset in that the thickness of the layer applied to the roller body is lower in its area adjacent to the roller body than in the area of its free surface.
  • a single layer preferably based on a nickel alloy, is applied to the roller body.
  • this layer is designed in such a way that it has a lower hardness in the area adjacent to the roll body than in the area of its outer surface which comes into direct contact with the melt.
  • the layer has an increased ductility in the area bordering the roller body, so that it can absorb the deformations of the copper jacket of the roller body and good adhesion of the layer in this area the roller body is guaranteed.
  • the risk of the coating becoming detached from the roll body during operation is prevented in this way, so that permanent reliable operation of the casting rolls is ensured.
  • the hardness on the circumference of the casting roll is so high that the surface of an inventive Casting roller has good wear resistance and thus has an increased service life.
  • the different course of hardness in the layer applied to the roller body can be produced in that the layer has a different composition in its area adjacent to the roller body than in the area of its free surface.
  • the proportions of the elements in the electrolyte used can be increased, which lead to an increase in the hardness of the material deposited in each case.
  • a different composition of the alloy is obtained over the thickness of the layer.
  • Their distribution is designed so that it is less hard and more ductile in the area adjacent to the roll body than at the circumference of the casting roll.
  • sodium citrate or sulfur for example, are suitable as hardness-increasing elements, which can preferably be used if the coating is produced on the basis of a nickel alloy.
  • the coating process can also be carried out in such a way that the layer has a softer structure in its area adjacent to the roller body than in the area of its free outer surface.
  • This can be achieved by increasing the deposition current from a minimum value in the course of the coating process. Due to a low deposition current at the beginning of the coating, a fine-grained layer thickness range is initially formed, which increases Possesses ductility. By subsequently increasing the deposition current, the structure becomes coarser and the hardness of the layer increases with increasing thickness.
  • the coating process should be carried out in such a way that a homogeneous layer structure is obtained which has the optimum material properties in the respective problem areas (boundary layer between the roller body and the layer; outer surface of the layer). This can be ensured by adding hardness-increasing elements to the electrolyte or changing the deposition current in such a way that the hardness increases continuously over the thickness of the layer. Depending on the coating material used, its thickness and the respective operational influences, it may be expedient if the hardness has a linear or progressive increase starting from the circumference of the roller body.
  • Fig. 2 shows the casting roll in cross section in an enlarged section.
  • the casting roll 1 has a roll body 2, in which at least the outer peripheral surface 3 is formed from a copper material. Inside the roller body 2 is equipped with cooling devices, not shown, via which it is cooled in the casting operation.
  • the strength of the deposition current has been continuously increased during the coating process.
  • the layer 4 was formed slowly at the beginning of the coating process, so that the layer 4 has a fine microstructure in its area that comes into contact with the peripheral surface 3 of the roller body 2 and a low hardness in the range from 150 to 250 HV with increased ductility.
  • the layer in the thickness range in question can follow the expansion of the roller body 2, which occurs as a result of the heating during the casting.
  • the deposition current has been continuously increased linearly with the consequence that the layer formation took place ever faster and with increasingly coarser grain.
  • the hardness of the layer increases linearly in the direction of the outer surface 5 coming into contact with the melt, so that the layer on the outer surface 5 has a maximum hardness in the range from 400 to 500 HV which causes high wear resistance.

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Abstract

The invention relates to a continuous casting roll for casting molten baths, especially steel molten baths. Said casting roll comprises a roll barrel (2) consisting of a metallic material, to which a layer (4) of metallic material is applied, the metallic material of the layer having a higher hardness than that of the roll barrel (2). The inventive continuous casting roll has a longer service life and improved properties for use. This is achieved by providing the layer (4) with lower hardness over its thickness in its region adjacent to the roll barrel (2) than in the region of its free surface (5).

Description

Gießwalze für das Vergießen von Metallschmelze und Verfahren zur Herstellung einer solchen Gießwalze Casting roller for casting molten metal and process for producing such a casting roller

Die Erfindung betrifft eine Gießwalze für das Vergießen von Metallschmelze, insbesondere Stahlschmelze, mit einem aus einem metallischen Werkstoff bestehenden Walzenkörper, auf den eine Schicht aufgebracht ist, welche aus einem Metallwerkstoff gebildet ist, der eine höhere Härte aufweist als der Werkstoff des Walzenkörpers. Derartige Gießwalzen werden eingesetzt in Maschinen zum kontinuierlichen Vergießen von Stahlschmelze zu gegossenem Band.The invention relates to a casting roll for the casting of molten metal, in particular molten steel, with a roll body consisting of a metallic material, to which a layer is applied, which is formed from a metal material that has a higher hardness than the material of the roll body. Casting rollers of this type are used in machines for the continuous casting of molten steel into cast strip.

Beim Bandgießen von Stahl in solchen auch als "Double Roller-" oder "Zwei-Rollen-Gießmaschinen" bezeichneten Vorrichtungen sind jeweils zwei während des Gießprozesses gegenläufig rotierende, achsparallel angeordnete und innengekühlte Gießwalzen vorhanden, welche die Längsseiten eines zwischen ihnen ausgebildeten Gießspalt begrenzen. In diesen Gießspalt wird jeweils soviel flüssige Schmelze gegossen, daß sich oberhalb des Gießspalts ein Schmelzensumpf bildet. Die aus diesem Schmelzensumpf auf die Gießwalzen gelangende Schmelze erstarrt und wird von den Gießwalzen in den Gießspalt gefördert. Im Gießspalt wird aus den so auf den Gießwalzen gebildeten Schalen und noch fließfähiger Schmelze das gegossene Band geformt, welches anschließend abgezogen und der Weiterverarbeitung zugeleitet wird. Um eine gute Wärmeleitfähigkeit der Gießwalzen zu gewährleisten, bestehen diese in der Regel mindestens im Bereich ihrer Umfangsflachen aus einer Kupferlegierung. Auf diese Weise wird zwar eine gute Ableitung der Wärme erreicht. Im praktischen Betrieb unterliegen die Gießwalzen jedoch starken mechanischen und thermischen Belastungen, die bei dem zur Herstellung der Gießwalzen verwendeten Kupferwerkstoff zu erheblichem Verschleiß führen.When strip casting steel in such devices, which are also referred to as "double roller" or "two-roller casting machines", there are two casting rolls rotating in opposite directions during the casting process, which are arranged axially parallel and are internally cooled and which limit the longitudinal sides of a casting gap formed between them. So much liquid melt is poured into this casting gap that a melt sump forms above the casting gap. The melt that reaches the casting rolls from this melt sump solidifies and is conveyed into the casting gap by the casting rolls. In the casting gap, the cast strip is formed from the shells thus formed and the melt which is still flowable, which strip is then drawn off and passed on for further processing. In order to ensure good thermal conductivity of the casting rolls, these generally consist of a copper alloy at least in the area of their peripheral surfaces. In this way, good heat dissipation is achieved. In practical operation, however, the casting rolls are subject to strong mechanical and thermal loads, which lead to considerable wear in the copper material used to manufacture the casting rolls.

Aus diesem Grunde werden zum Vergießen von Stahl eingesetzte Gießwalzen auf ihrer Umfangsflache in der Regel mit einer Beschichtung versehen, die eine höhere Härte besitzt als der übrige Werkstoff der Gießwalze. Ein Verfahren zur Erzeugung der Beschichtung auf dem aus Kupfer bestehenden Walzenkörper einer Gießwalze ist aus der EP 0 801 154 Bl bekannt. Gemäß dem bekannten Verfahren wird unter Beachtung bestimmter Verfahrensschritte die aus einem Kupferwerkstoff bestehende Umfangsflache der Gießwalze mit einer Nickelschicht überzogen, so daß die fertige Gießwalze auf ihren mit der Schmelze in Kontakt kommenden Umfangsflache mit einer verschleißfesten, harten Schicht überzogen ist. Diese Nickelschicht schützt die Kupferwalzen vor mechanischer Beschädigung und verringert ihre thermische Belastung. Gleichzeitig liegt im Bereich der Schicht aufgrund ihrer schlechteren Wärmeleitfähigkeit eine höhere Temperatur vor als im Bereich des aus Kupfer von hoher Wärmeleitfähigkeit bestehenden Walzenkörpers. Durch die höhere Temperatur der Außenschicht wird eine verbesserte Oberfläche der gegossenen Bänder erreicht. Ein Problem bei mit einer Beschichtung versehenen Gießwalzen der voranstehend erläuterten Art besteht darin, daß die jeweils aufgetragene Schicht ein anderes Wärmeausdehnungsverhalten zeigt als der Kupferwerkstoff des Walzenkörpers, von dem sie getragen ist. Sind diese Unterschiede zu groß, so kann es zum Abreißen oder Abplatzen von Teilen der Beschichtung kommen. Der dann bloßliegende Abschnitt des Walzenkörpers kommt direkt mit der Schmelze in Kontakt, wodurch zusätzlicher Verschleiß verursacht wird.For this reason, casting rolls used for casting steel are usually provided on their circumferential surface with a coating which has a higher hardness than the rest of the material of the casting roll. A method for producing the coating on the roll body of a casting roll consisting of copper is known from EP 0 801 154 B1. According to the known method, taking into account certain process steps, the circumferential surface of the casting roll, which is made of a copper material, is coated with a nickel layer, so that the finished casting roll is coated with a wear-resistant, hard layer on its circumferential surface that comes into contact with the melt. This nickel layer protects the copper rollers from mechanical damage and reduces their thermal load. At the same time, due to its poorer thermal conductivity, there is a higher temperature in the area of the layer than in the area of the roller body made of copper with high thermal conductivity. The higher temperature of the outer layer results in an improved surface of the cast strips. A problem with coating rollers provided with a coating of the type explained above is that the layer applied in each case exhibits a different thermal expansion behavior than the copper material of the roller body from which it is carried. If these differences are too large, parts of the coating may tear off or flake off. The then exposed section of the roller body comes into direct contact with the melt, which causes additional wear.

Zur Lösung dieses Problems ist in der EP 0 421 908 Bl vorgeschlagen worden, zwei unterschiedliche Schichten auf einen aus Kupfer bestehenden Walzenkörper aufzutragen, wobei die unmittelbar auf dem Walzenkörper aufliegende Schicht sich bei Erwärmung stärker ausdehnt als die äußere, mit der Schmelze direkt in Kontakt kommende Schicht . Auf diese Weise soll die äußere Schicht auf der inneren Schicht verspannt sein, obwohl die innere Schicht aufgrund der Kühlung des Walzenkörpers kälter ist als die äußere. Dabei besteht die äußere Schicht vorzugsweise aus Stahl, Nickel oder Chrom, während die innere Schicht aus Kupfer gefertigt ist. Nachteilig an dieser Art der doppelten Beschichtung ist, daß dabei eine zusätzliche, zwischen der ersten und der zweiten Schicht liegende Grenzschicht geschaffen ist, an der es unter ungünstigen Verfahrensbedingungen oder aufgrund ungleichförmiger Materialbeschaffenheit zu Haftungsproblemen kommen kann. Daher bestehen im praktischen Betrieb auch bei einer entsprechend der EP 0 421 908 Bl Probleme hinsichtlich der Zuverlässigkeit und Verschleißfestigkeit der Beschichtung. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ausgehend von dem voranstehend erläuterten Stand der Technik eine Gießwalze zu schaffen, die eine erhöhte Lebensdauer und verbesserte Gebrauchseigenschaften aufweist . Darüber hinaus soll ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Gießwalze angegeben werden.To solve this problem, it has been proposed in EP 0 421 908 B1 to apply two different layers to a roller body made of copper, the layer lying directly on the roller body expanding more when heated than the outer one which comes into direct contact with the melt Layer. In this way, the outer layer should be tensioned on the inner layer, although the inner layer is colder than the outer one due to the cooling of the roller body. The outer layer is preferably made of steel, nickel or chrome, while the inner layer is made of copper. A disadvantage of this type of double coating is that an additional boundary layer is created between the first and the second layer, which can lead to adhesion problems under unfavorable process conditions or due to non-uniform material properties. Therefore, there are problems with the reliability and wear resistance of the coating in practical operation even in the case of EP 0 421 908 B1. The object of the invention is to create, based on the prior art explained above, a casting roll which has an increased service life and improved performance properties. In addition, a method for producing such a casting roll is to be specified.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs erläuterten Art dadurch gelöst, daß die auf den Walzenkörper aufgebrachte Schicht über ihre Dicke betrachtet in ihrem an den Walzenkörper grenzenden Bereich eine geringere Härte aufweist als im Bereich ihrer freien Oberfläche.This object is achieved in a device of the type described at the outset in that the thickness of the layer applied to the roller body is lower in its area adjacent to the roller body than in the area of its free surface.

Gemäß der Erfindung ist nur eine einzige, vorzugsweise auf einer Nickellegierung basierende Schicht auf den Walzenkörper aufgebracht. Diese Schicht ist jedoch so beschaffen, daß sie im an den Walzenkorper angrenzenden Bereich eine geringere Härte besitzt als im Bereich ihrer mit der Schmelze direkt in Kontakt kommenden Außenfläche. Infolge dieser über die Dicke der Schicht ausgehend von dem Walzenkörper nach außen zunehmenden Härte weist die Schicht im an den Walzenkörper grenzenden Bereich eine erhöhte Duktilität auf, so daß sie in diesem Bereich die Verformungen des Kupfermantels des Walzenkörpers aufnehmen kann und eine gute Haftung der Schicht auf dem Walzenkörper gewährleistet ist. Die Gefahr eines Ablosens der Beschichtung vom Walzenkörper im Betrieb wird auf diese Weise verhindert, so daß ein dauerhaft zuverlässiger Betrieb der Gießwalzen gewährleistet ist. Gleichzeitig ist die Härte am Umfang der Gießwalze so hoch, daß die Oberfläche einer erfindungsgemäßen Gießwalze eine gute Verschleißfestigkeit besitzt und somit eine erhöhte Lebensdauer aufweist.According to the invention, only a single layer, preferably based on a nickel alloy, is applied to the roller body. However, this layer is designed in such a way that it has a lower hardness in the area adjacent to the roll body than in the area of its outer surface which comes into direct contact with the melt. As a result of this increasing hardness over the thickness of the layer, starting from the roller body to the outside, the layer has an increased ductility in the area bordering the roller body, so that it can absorb the deformations of the copper jacket of the roller body and good adhesion of the layer in this area the roller body is guaranteed. The risk of the coating becoming detached from the roll body during operation is prevented in this way, so that permanent reliable operation of the casting rolls is ensured. At the same time, the hardness on the circumference of the casting roll is so high that the surface of an inventive Casting roller has good wear resistance and thus has an increased service life.

Der unterschiedliche Härteverlauf in der auf den Walzenkörper aufgebrachten Schicht kann dadurch erzeugt werden, daß die Schicht in ihrem an den Walzenkörper grenzenden Bereich eine andere Zusammensetzung aufweist als im Bereich ihrer freien Oberfläche. So können beispielsweise im Verlauf der Beschichtung die Anteile der Elemente am jeweils eingesetzten Elektrolyten gesteigert werden, die zu einer Erhöhung der Härte des jeweils abgeschiedenen Werkstoffs führen. Auf diese Weise wird eine über die Dicke der Schicht unterschiedliche Zusammensetzung der Legierung erhalten. Deren Verteilung ist so ausgebildet, daß sie im an den Walzenkorper angrenzenden Bereich weniger hart und gleichzeitig duktiler ist als am Umfang der Gießwalze. Als härtesteigernde Elemente sind in diesem Zusammenhang beispielsweise Natriumeitrat oder Schwefel geeignet, die sich bevorzugt einsetzen lassen, wenn die Beschichtung auf Basis einer Nickellegierung erzeugt wird.The different course of hardness in the layer applied to the roller body can be produced in that the layer has a different composition in its area adjacent to the roller body than in the area of its free surface. For example, in the course of the coating, the proportions of the elements in the electrolyte used can be increased, which lead to an increase in the hardness of the material deposited in each case. In this way, a different composition of the alloy is obtained over the thickness of the layer. Their distribution is designed so that it is less hard and more ductile in the area adjacent to the roll body than at the circumference of the casting roll. In this connection, sodium citrate or sulfur, for example, are suitable as hardness-increasing elements, which can preferably be used if the coating is produced on the basis of a nickel alloy.

Alternativ oder ergänzend zur Beeinflussung des Härteverlaufs durch eine Änderung der Zusammensetzung kann der Beschichtungsprozeß auch so geführt werden, daß die Schicht in ihrem an den Walzenkorper grenzenden Bereich ein weicheres Gefüge aufweist als im Bereich ihrer freien Außenfläche. Dies kann dadurch erreicht werden, daß der Abscheidestrom im Verlauf des Beschichtungsprozesses ausgehend von einem Mindestwert gesteigert wird. Durch eine niedrige Abscheidestromstärke zu Beginn der Beschichtung wird zunächst ein feinkörniger Schichtdickenbereich ausgebildet, der eine erhöhte Duktilität besitzt. Durch anschließende Steigerung der Abscheidestromstärke wird das Gefüge gröber und die Härte der Schicht steigt mit zunehmender Dicke an.As an alternative or in addition to influencing the hardness profile by changing the composition, the coating process can also be carried out in such a way that the layer has a softer structure in its area adjacent to the roller body than in the area of its free outer surface. This can be achieved by increasing the deposition current from a minimum value in the course of the coating process. Due to a low deposition current at the beginning of the coating, a fine-grained layer thickness range is initially formed, which increases Possesses ductility. By subsequently increasing the deposition current, the structure becomes coarser and the hardness of the layer increases with increasing thickness.

Der Beschichtungsprozeß sollte jeweils so geführt werden, daß ein homogener Schichtaufbau erhalten wird, der in den jeweiligen Problemzonen (Grenzschicht zwischen dem Walzenkörper und der Schicht; Außenfläche der Schicht) die jeweils optimalen Materialeigenschaften besitzt. Dies kann dadurch gewährleistet werden, daß die Zugabe an härtesteigernden Elementen zum Elektrolyten oder die Veränderung des Abscheidestroms jeweils so vorgenommen werden, daß die Härte über die Dicke der Schicht kontinuierlich zunimmt. In Abhängigkeit vom jeweils verwendeten Beschichtungsmaterial, seiner Dicke und den jeweiligen Betriebseinflüssen kann es dabei zweckmäßig sein, wenn die Härte einen ausgehend vom Umfang des Walzenkörpers linear oder progressiv zunehmenden Verlauf aufweist .The coating process should be carried out in such a way that a homogeneous layer structure is obtained which has the optimum material properties in the respective problem areas (boundary layer between the roller body and the layer; outer surface of the layer). This can be ensured by adding hardness-increasing elements to the electrolyte or changing the deposition current in such a way that the hardness increases continuously over the thickness of the layer. Depending on the coating material used, its thickness and the respective operational influences, it may be expedient if the hardness has a linear or progressive increase starting from the circumference of the roller body.

Praktische Versuche haben gezeigt, daß erfindungsgemäße Gießwalzen die an sie gestellten Anforderungen sicher erfüllen, wenn die Härte der Schicht im an den Walzenkörper grenzenden Bereich 150 HV bis 250 HV und im Bereich der freien Oberfläche 400 HV bis 500 HV beträgt. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Beschichtung basierend auf einem Nickelwerkstoff erzeugt ist.Practical tests have shown that casting rollers according to the invention reliably meet the requirements placed on them if the hardness of the layer is 150 HV to 250 HV in the region bordering the roller body and 400 HV to 500 HV in the region of the free surface. This is especially true when the coating is based on a nickel material.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüche angegeben und werden im Zusammenhang mit dem nachfolgend anhand einer Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Gießwalze in perspektivischer Ansicht,Further advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims and are explained in more detail in connection with the exemplary embodiment described below with reference to a drawing. Show it: 1 is a casting roll in perspective view,

Fig. 2 die Gießwalze im Querschnitt in einem vergrößerten Ausschnitt .Fig. 2 shows the casting roll in cross section in an enlarged section.

Die Gießwalze 1 weist einen Walzenkörper 2 auf, bei dem mindestens die äußere Umfangsflache 3 aus einem Kupferwerkstoff gebildet ist. In seinem Inneren ist der Walzenkörper 2 mit nicht dargestellten Kühleinrichtungen ausgestattet, über die er im Gießbetrieb gekühlt wird.The casting roll 1 has a roll body 2, in which at least the outer peripheral surface 3 is formed from a copper material. Inside the roller body 2 is equipped with cooling devices, not shown, via which it is cooled in the casting operation.

Auf der Umfangsflache 3 des Walzenkorpers 2 ist durch elektrolytische Abscheidung eine Schicht 4 aufgebracht worden, die auf einer Nickellegierung basiert. Um einen ausgehend von der Umfangsflache 3 über die Dicke D der Schicht 4 linear zunehmenden, in Fig. 2 durch horizontal verlaufende Striche angedeuteten Härteverlauf in der Schicht 4 zu erzeugen, ist während des Beschichtungsprozesses die Stärke des AbscheideStroms kontinuierliche erhöht worden. Auf diese Weise erfolgte die Bildung der Schicht 4 zu Beginn des Beschichtungprozesses langsam, so daß die Schicht 4 in ihrem mit der Umfangsflache 3 des Walzenkörpers 2 in Kontakt kommenden Bereich eine feine Gefügestruktur aufweist und eine geringe, im Bereich von 150 bis 250 HV liegende Härte bei gleichzeitig erhöhter Duktilität besitzt. Auf diese Weise kann die Schicht in dem betreffenden Dickenbereich der Ausdehnung des Walzenkörpers 2 folgen, die sich infolge der Erwärmung während des Gießens einstellt.A layer 4, which is based on a nickel alloy, has been applied to the peripheral surface 3 of the roller body 2 by electrolytic deposition. In order to produce a hardness curve in the layer 4 that increases linearly from the circumferential surface 3 over the thickness D of the layer 4 and is indicated in FIG. 2 by horizontal lines, the strength of the deposition current has been continuously increased during the coating process. In this way, the layer 4 was formed slowly at the beginning of the coating process, so that the layer 4 has a fine microstructure in its area that comes into contact with the peripheral surface 3 of the roller body 2 and a low hardness in the range from 150 to 250 HV with increased ductility. In this way, the layer in the thickness range in question can follow the expansion of the roller body 2, which occurs as a result of the heating during the casting.

Im Laufe des Beschichtungsprozesses ist der Abscheidestrom kontinuierlich linear erhöht worden mit der Folge, daß die Schichtbildung immer schneller und mit zunehmend gröberem Korn erfolgte. Auf diese Weise nimmt die Härte der Schicht in Richtung der mit der Schmelze in Kontakt kommenden Außenfläche 5 linear zu, so daß die Schicht an der Außenfläche 5 eine maximale, eine hohe Verschleißfestigkeit bewirkende Härte im Bereich von 400 bis 500 HV aufweist.In the course of the coating process, the deposition current has been continuously increased linearly with the consequence that the layer formation took place ever faster and with increasingly coarser grain. In this way, the hardness of the layer increases linearly in the direction of the outer surface 5 coming into contact with the melt, so that the layer on the outer surface 5 has a maximum hardness in the range from 400 to 500 HV which causes high wear resistance.

BEZUGSZEICHENREFERENCE NUMBERS

1 Gießwalze1 casting roller

2 Walzenkörper2 roller bodies

3 äußere Umfangsflache des Walzenkörpers3 outer peripheral surface of the roller body

4 Schicht4 layer

5 Außenfläche5 outer surface

D Dicke der Schicht 4 D thickness of layer 4

Claims

P A T E N T AN S P R Ü C H E PATENT TO SPEECH 1. Gießwalze für das Vergießen von Metallschmelze, insbesondere Stahlschmelze, mit einem aus einem metallischen Werkstoff bestehenden Walzenkörper (2) , auf den eine Schicht (4) aufgebracht ist, welche aus einem Metallwerkstoff gebildet ist, der eine höhere Härte aufweist als der Werkstoff des Walzenkörpers1. Casting roller for the casting of molten metal, in particular molten steel, with a roller body (2) consisting of a metallic material, to which a layer (4) is applied, which is formed from a metal material that has a higher hardness than the material of the roller body (2) , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß die Schicht (4) über ihre Dicke (D) betrachtet in ihrem an den Walzenkörper (2) grenzenden Bereich eine geringere Härte aufweist als im Bereich ihrer freien Oberfläche (5) .(2), because of the thickness (D), the layer (4) has a lower hardness in its area bordering the roller body (2) than in the area of its free surface (5). 2. Gießwalze nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß die Schicht (4) in ihrem an den Walzenkorper (2) grenzenden Bereich eine andere Zusammensetzung aufweist als im Bereich ihrer freien Oberfläche (5) .2. Casting roll according to claim 1, so that the layer (4) has a different composition in its area adjacent to the roll body (2) than in the area of its free surface (5). 3. Gießwalze nach einem der Ansprüche 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß die Schicht (4) in ihrem an den Walzenkörper (2) grenzenden Bereich ein weicheres Gefüge aufweist als im Bereich ihrer freien Oberfläche (5) . 3. Casting roll according to one of claims 1 or 2, characterized in that the layer (4) in its area adjacent to the roll body (2) has a softer structure than in the area of its free surface (5). 4. Gießwalze nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß die Härte der Schicht (4) beginnend mit dem an den Walzenk rper (2) grenzenden Bereich bis zu ihrer freien Oberfläche (5) kontinuierlich zunimmt.4. Casting roller according to one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß the hardness of the layer (4) beginning with the area adjacent to the roll body (2) to its free surface (5) increases continuously. 5. Gießwalze nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß die Härte linear zunimmt .5. casting roll according to claim 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß the hardness increases linearly. 6. Gießwalze nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß die Zunahme der Härte einen progressiv ansteigenden Verlauf aufweist ,6. Casting roller according to claim 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, that the increase in hardness has a progressively increasing course, 7. Gießwalze nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß die Härte der Schicht (4) im an den Walzenkorper (2) grenzenden Bereich 150 HV bis 250 HV und im Bereich der freien Oberfläche (5) 400 HV bis 500 HV beträgt.7. Casting roll according to one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, that the hardness of the layer (4) in the area adjacent to the roll body (2) is 150 HV to 250 HV and in the area of the free surface (5) 400 HV to 500 HV. 8. Gießwalze nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß der Walzenkörper (2) mindestens an seiner mit der Schicht (5) verbundenen Umfangsflache (3) aus einer Kupferlegierung gefertigt ist.8. Casting roller according to one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, that the roller body (2) is made of a copper alloy at least on its peripheral surface (3) connected to the layer (5). 9. Gießwalze nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß die Schicht (4) basierend auf einer Nickellegierung gebildet ist . 9. Casting roller according to one of the preceding claims, characterized in that the layer (4) is formed on the basis of a nickel alloy. 10. Verfahren zum Herstellen einer Gießwalze (1), bei dem durch elektrolytische Abscheidung auf einen Walzenkörper (2) eine aus einem metallischen Beschichtungwerkstof gebildete Schicht (4) aufgebracht wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß der Abscheidestrom im Verlauf des Beschichtungsprozesses ausgehend von einem Mindestwert gesteigert wird.10. A method for producing a casting roller (1), in which a layer (4) formed from a metallic coating material is applied to a roller body (2) by electrolytic deposition, characterized in that the deposition current is increased starting from a minimum value in the course of the coating process becomes. 11. Verfahren nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß die Steigerung des Abscheidestroms kontinuierlich erfolgt.11. The method according to claim 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, that the increase in the separation current takes place continuously. 12. Verfahren nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß die Steigerung linear erfolgt.12. The method of claim 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, that the increase is linear. 13. Verfahren nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß die Steigerung progressiv erfolgt.13. The method of claim 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, that the increase takes place progressively. 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß die Schicht basierend auf einer Nickellegierung gebildet wird.14. The method according to any one of claims 10 to 13, that the layer is formed on the basis of a nickel alloy. 15. Verfahren zum Herstellen einer Gießwalze (1), bei dem durch elektrolytische Abscheidung auf einen Walzenkörper (2) eine aus einem metallischen Beschichtungswerkstoff gebildete Schicht (4) aufgebracht wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß im Verlauf des Beschichtungsprozesses die Anteile der Elemente an dem Elektrolyten gesteigert werden, die zu einer Erhöhung der Härte des jeweils abgeschiedenen Werkstoffs führen.15. A method for producing a casting roll (1), in which a layer (4) formed from a metallic coating material is formed by electrolytic deposition onto a roll body (2). is applied, characterized in that in the course of the coating process the proportions of the elements in the electrolyte are increased, which lead to an increase in the hardness of the material deposited in each case. 16. Verfahren nach Anspruch 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß die Steigerung der Anteile an die Härte erhöhenden Elementen kontinuierlich erfolgt.16. The method of claim 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, that the increase in the proportions of hardness-increasing elements takes place continuously. 17. Verfahren nach Anspruch 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß die Steigerung linear erfolgt.17. The method of claim 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, that the increase is linear. 18. Verfahren nach Anspruch 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß die Steigerung progressiv erfolgt.18. The method of claim 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, that the increase takes place progressively. 19. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß die Schicht basierend auf einer Nickellegierung gebildet wird.19. The method according to any one of claims 15 to 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, that the layer is formed based on a nickel alloy. 20. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß dem Elektrolyten als härtesteigernde Elemente Natriumeitrat zugegeben wird. 20. The method according to any one of claims 15 to 19, characterized in that ß is added to the electrolyte as hardness-increasing elements sodium citrate. 1. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß dem Elektrolyten als härtesteigernde Elemente Schwefel zugegeben wird. 1. The method according to any one of claims 15 to 19, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, that a ß is added to the electrolyte as hardness-increasing elements sulfur.
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