JPS6124100B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は特に鋼を鋳造するための連続鋳造鋳型
にして、耐摩耗性の材料からなる内側層を有する
金属体からなる鋳型に関する。

周知の様に、鉄及び鋼等の高溶融金属の連続鋳
造用連続鋳造型は高伝熱性の材料からなり、その
壁厚は多くの場合、機械的強度が充分である様に
選択されている必要がある。

その高伝熱性により、鋳型用の材料として銅が
実用されている。銅の機械的特性は充分ではない
ので、近年低合金銅合金からなる連続鋳造鋳型が
有利なものと認められてきたが、この場合熱伝導
値がやゝ低いのに甘んじていた。（ドイツ連邦共
和国特許第234930号公開公報）。

銅又は銅合金からなる鋳型で鋼を連続鋳造する
際、鋼が銅を吸収し、このことが境界粒子の拡散
とこれが鋼の赤熱脆性に繋るという欠点がある。

従つて又、既に、耐摩耗性の被覆を溶融物に接
触する側に設けることが提案されている。この被
覆は先ず鋳型の摩損を減少し及びその耐久時間を
大きくし、更に、ストランドと鋳型間の摩擦を減
少することにより鋳造速度を高くしている。

又溶融金属が接触する側で、溶融金属乃至高熱
ストランドと接触する面を純砕なセラミツク材料
から構成することも周知である。

この被覆の欠点は、被覆材の加工が比較的困難
であることにある。更に、この場合銅とセラミツ
ク材とでは熱膨脹係数が異るので、鋳型本体から
セラミツク被覆が剥れてしまうこともある。

又、鋳型の溶融物と接触する面に、クローム層
を電着することも提案されている。クローム層は
硬質であり、従つて耐摩耗性を有し、更に滑り特
性もよい。この場合、クローム層が損傷すると容
易に取外せるし又新しくすることもできる点は利
点である。クローム層の欠点は、じん性が少く、
又ミクロ単位の傷ができやすいことである。更
に、電解法により電着されたクローム層は多種の
金属、銅又は銅合金への付着性が悪いという欠点
がある。又クローム浴の拡散性が悪いので、復雑
な形状の鋳型、例えば４角形、管体鋳型を被覆す
る際難点がある。このことは一様な被覆、特に半
径方向における一様な被覆を不可能としている。

更に又、発炎吹付け乃至プラズマ吹付けにより
被覆をするという提案もある。これは例えばモリ
ブデンにより実施する。この付着した層は硬質で
あり、従つて耐摩耗性を有している。更に又、被
覆を比較的厚くすることも可能である。この様に
して、金属に、小孔を伴わずに被覆することはで
きないので、被覆層そのものは比較的腐蝕しやす
い。又、被覆層の付着強さが少く、衝撃にも弱い
という欠点も伴う。管体鋳型にはこの方法は適用
できず、更に、仕上げ研磨を行わなければならな
いので、壁厚の薄い鋳型には被覆層を設けること
ができず、このことはこの方法を経済的に使用で
きないものとしている。

鋳型壁に、耐摩耗層を爆発メツキすることも提
案されている。これはニツケルで実施するが、こ
れはこの方法をコスト高のものとしている。

本発明は溶融物の接触する表面に滑り特性のよ
い耐摩耗性の層を設け、この層が鋳型本体に確実
に付着し、該層が電解約に１mm以上の厚みで析出
可能である連続鋳造鋳型を提供することにある。
この課題は次の様に解決する。即ち、耐摩耗層
が、電解的に分離した金属層からなり、該金属層
が、該層中に一様に分散していて、電解質内に溶
解しない固形粒分を有している。この様に固形粒
分を入れることにより、材料の強度は本質的に高
くなり、この場合その伝熱性はほとんど低下する
ことはない。本発明の課題から直接得られる利点
の他、本発明は次の利点を有する。層の硬さ及び
耐摩耗性は固形粒分の量と種類により調整でき
る。本発明は管状に形成された鋳型に適用する場
合有利である。推奨実施例において、鋳型本体は
銅又は銅合金からなり、他方耐摩耗層はニツケル
からなり、ニツケルがニツケル内に混入した金属
カーバイド粒分を有している。この材料 組合せ
にすると耐熱衝撃強さが高くなるが、その理由は
ニツケル及び銅の熱膨脹係数が非常に大きいから
である。ニツケル浴の拡散が良いので、複雑な鋳
型も同様な厚みに被覆できる。又この材料の組合
せは次の様な利点もある。即ち応力のない層を任
意に生じることができる。ニツケル層は鋳型に靭
性を与え、鋳型を衝撃に対し強くする。更に銅鋳
型とニツケル層の間に非常に強固な結合を与え
る。シリコンカーバイト、タングステンンカーバ
イト、バナジウムカーバイト等の金属カーバイト
の他固形粒分として、ダイヤ粉、酸化アルミニウ
ム、、酸化ジルコンニウム等も用いることができ
る。シリコンカーバイトをニツケル格子の中に入
れると最良の結果が得られる。鋳型壁とストラン
ド間の摩擦を少くするために、耐摩耗層内に減摩
剤を入れることは目的に合つている。減摩剤とし
て、二硫化モリブデン、グラフアイト及び雲母が
適している。固形粒分の大きさは合目的に0.01〜
50μｍ、特に0.1〜25μｍである。シリコンカー
バイトを含むニツケル層を分離するために、汎用
のニツケル浴槽が適している。ニツケル層は、ス
ルフアミン酸ニツケル150〜400ｇｒ／ｌ、ほう酸
15〜40ｇｒ／ｌ、塩化ニツケル２〜10ｇｒ／ｌ、
炭化硅素40〜80ｇｒ／ｌの溶液で分離するのは合
目的である。溶液のPH値は３〜５、特に４であ
る。

本発明を次に図面に従い説明する。

銅又は低合金銅合金からなる鋳型の型の管体の
内面を先ず洗浄し、次いでスルフアミン酸ニツケ
ル槽につけ、陰極にする。スルフアミン酸ニツケ
ル槽は350ｇ／ｌのスルフアミン酸ニツケルと、
30ｇ／ｌのほう酸と、６ｇ／ｌの塩化ニツケルと
60ｇ／ｌの炭化硅素を含んでいる。

管体の内側にはニツケルの陽極が設けられ、ニ
ツケル陽極の外面と管材の内面との間隔は同一に
保持されている。槽は強く回転されるので、槽の
底には炭化硅素の粒分は沈積しない。電解電流を
流すと、ニツケルは溶解液から管体の内壁に付着
するが、この場合炭化硅素粒分を内壁に連行す
る。この粒分はニツケル格子内に付着する。ニツ
ケル格子に粒分が入り込むことにより、ニツケル
格子が歪み、所望の強さになる。電気分解は約50
℃の温度で行い、溶液のPH値は約４である。炭化
珪素粒子の粒度は25μｍ以下である。層の厚みが
約１mmに達すると、電気分解を中断し、この鋳型
を場合によつては機械加工する。必要な場合、ニ
ツケル硅素層の表面を研磨する。

本発明による鋳型により、鋳出し数は増加す
る。実験の結果、この発明により層が形成された
鋳型はニツケルまたはクロームが積層された鋳型
の４倍の時間の寿命があり且つ積層されない銅鋳
型の12倍長もちすることが分つた。所定の数の鋳
込み工程が終了すると、管体鋳型のシリコンカー
バイトを含むニツケル層を新らしく分離し、その
際この分離抽出以前に形成したニツケル層を非常
に容易に除去できるようにしている。従来の電気
分解の耐摩耗層では、層の厚みは最大25μｍであ
り、従つてかどの鋭いもの例えばスラツグ片によ
る損傷の危険は本体にまで達しやすいが、本発明
による耐摩耗層は層厚みをを略々入意にすること
ができ、このことは又、耐久性を上げることにな
る。更に、ニツケルの融点は銅の融点より高いと
いうことも積極的に有利である。電気分解は長時
間及び経費がかかるプロセスであるから、耐摩耗
性の層の厚みは厚すぎる程にはならず、又0.1〜
1.5mmの厚みが推奨される。層の厚みを厚くする
と鋳型が高価になり、放熱もよくない。その理由
はニツケルの伝熱性が銅よりも悪いからである。

図面には管体鋳型を示していて、銅又は銅合金
の本体１と電気分解で電着したニツケル層２から
なり、ニツケル層内には炭化硅素が入つている。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明による鋳型の実施例である。 １……鋳型本体、２……層、又は被覆。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 伝熱性の高い銅または銅合金の本体と、鋳型
   鋳造面を形成する前記と異なる金属の耐摩耗性の
   層とから成る高融点金属の連続鋳造の鋳型におい
   て、前記耐摩耗性層がその耐摩耗性を増すため５
   ―50μｍの大きさの炭化硅素の固形粒分を内部に
   分散されているニツケルからなり、このニツケル
   層は、0.1〜1.5mmの厚さを有し、かつ電気分解に
   より形成されて、前記鋳型本体に固く付着された
   無孔鋳造面を作り、したがつて高い耐摩耗性の層
   を含むことに因る伝熱性の低下を最小にすると同
   時に鋳造面の耐摩耗性が増大されることを特徴と
   する連続鋳造鋳型。