[發明專利]連鑄用的結晶器

有效

• 申請號: 201080018864.6
• 申請日: 2010-04-20
• 公開（公告）號: CN102421944A
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發明（設計）人: E·埃弗茲;R·埃弗茲;S·埃弗茲
• 申請（專利權）人: 埃貢埃弗茲兩合公司(有限公司及兩合公司)
• 主分類號: C25D5/12
• 分類號: C25D5/12;C25D5/48;C25D7/00;C25D15/02;C25D15/00;B22D11/059
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 俞海舟

本發明涉及一種用于金屬或金屬合金的連鑄用的銅結晶器或銅結晶器板，其包含在結晶器內壁上的或在面向連續鑄錠的結晶器板側上的鍍層。

上述類型的結晶器由各個板組成，這些板共同構成結晶器。為了進行冷卻，在結晶器板中設置冷卻通道，所述冷卻通道被冷卻液(大多是水)穿流。

在DE?30?38?289A1中已經描述，對結晶器內壁往往進行電鍍處理，以便獲得這樣的結晶器內壁，其耐受得住在連鑄的開始時運動到結晶器中的啟動坯料以及以后耐受得住液體的或變為固體的鋼。首先建議硬鍍鉻表面處理，然而這種結晶器壽命比較短，因此建議金屬層由鎳再加上在一種或者多種鎳鹽溶液中懸浮的硬質材料顆粒沉積在結晶器內壁上來制成。作為硬質材料顆粒特別應該使用碳化硅(SiC)。當初可以令人意想不到地確認，用SiC顆粒摻雜的鎳層導致耐磨強度降低。令人意想不到的是，特別是鑄鋼時在結晶器中移動的液態金屬既不在化學上侵蝕SiC顆粒，也不在鋼硬化時出現顆粒的機械脫落。

結晶器內壁這樣的用SiC顆粒摻雜的鎳鍍層以前在銅結晶器的情況下也得到成功應用，該結晶器由于使用在內側上被強烈磨耗，以致對于連鑄不再適用。內壁鍍層使結晶器可以重新具有保證最優的連鑄所要求的內部尺寸。

本發明的任務在于，提出一種在可價廉物美地制造的而且具有同等質量的耐磨性的結晶器或結晶器板。本發明的任務還在于，提供一種銅結晶器或銅結晶器板的加工方法。

為了解決這個任務，建議按照權利要求1的結晶器，其中，鍍層由電解敷設的銅組成。

這樣一種結晶器的優點在于，一方面銅是一種比鎳便宜的原料。另一方面，通過給結晶器、特別是銅結晶器加設銅鍍層，可以達到更好的粘附結合。令人意想不到的是，這樣一種結晶器的耐磨性優于在鎳鍍層的情況下。該鍍層的厚度按照結晶器內部尺寸的期望的最終尺寸確定，并處于1mm和25mm之間，優選處于3mm至15mm之間。敷設的銅層最好相對于基體具有較大的硬度。

在本發明的另一個構造中，銅與碳化硅顆粒通過電解方法析出在結晶器壁上。從開頭所述的文獻中在原理上已知從電解溶液通過電解析出金屬層。首先優選形成由硬質材料顆粒和潤濕劑組成的懸浮液，并將這樣獲得的糊狀物質注入電解溶液中并分布于其中。潤濕劑基本上用來防止硬質材料顆粒在電解液中聚集。總而言之，具有嵌入的SiC顆粒的銅層導致結晶器壁內側的耐磨性的改善，在保持小的SiC顆粒的情況下內側仍能制造得足夠光滑。SiC顆粒具有優選為0.3μm至1μm的粒度并且在該鍍層中具有至少5％至最多15％的體積百分比。

為了維修磨損的結晶器或者結晶器板，提出權利要求7描述的方法，其中以機械方式鏟平(abtragen)由于連鑄而被磨損的內面，直至達到磨損刮痕的最大深度為止；接著，再次通過電解敷設銅層，直至達到希望的最終尺寸為止。這個方法也能夠在這樣的結晶器或結晶器板的情況下使用，所述結晶器或結晶器板通過鑄造制造且最后被電解敷設銅直至達到要求的最終尺寸，其中必要時摻入上述粒度和數量的SiC顆粒。與通過鑄造并緊跟著鍛造制造的結晶器或結晶器板不同，在表面上得到細顆粒的、較硬的均質結構，這導致較長的壽命。

若從連鑄工藝看合理或需要的是，可以使結晶器內側或結晶器板內側仍舊帶有鎳鍍層，它敷設在較晚的鑄造鏡面高度之下。

按照本發明的另一個設計方案，所敷設的層通過強化滾壓進行后續處理，優選用液壓的強化滾壓工具進行。只要結晶器或結晶器板的表面仍舊具有大于100μm的粗糙深度，就適宜于首先通過切削平整把表面打磨光滑，直至粗糙度尺寸達到大致50μm至70μm為止。用強化滾壓工具以1.5×107Pa至6×107Pa的壓力壓到工件上以進行最后的處理，其中強化滾壓工具的流體靜力支承的球體通過蜿蜒形引導通過結晶器或結晶器板表面，最后導致邊緣層強化，此時提高邊緣層內的固有壓應力(Druckeigenspannung)。

總而言之，令人意想不到的是，不僅對于新的至今尚未用過的結晶器板，而且對于已經通過連鑄被磨損的結晶器或結晶器板，電解敷設的銅層不僅在其與基礎材料結合方面，而且在其結構、均勻性、無缺陷性以及硬度方面均能導致最優的結果。這不僅對于純銅鍍層，而且對于附帶地帶有SiC顆粒的銅鍍層都是如此。