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Patent Searching and Data


Title:
COATING FOR A DIE FOR A CONTINUOUS CASTING PLANT AND METHOD FOR COATING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2007/071542
Kind Code:
A1
Abstract:
According to the invention, the endurance and serviceable life of a highly-stressed component (6, 8, 12, 14, 24, 26, 34) of a steel foundry may be increased by means of electrolytic application of a coating (38) made from a ductile metal base material (39), in particular, nickel or a nickel alloy with particles (40) of hard material (40), in particular, boron carbide particles included therein. A high resistance to corrosion, good thermal conductivity and high mechanical strength can thus be achieved.

Inventors:
LECHNER STEFAN (AT)
SOENTGEN THOMAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2006/069213
Publication Date:
June 28, 2007
Filing Date:
December 01, 2006
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
LECHNER STEFAN (AT)
SOENTGEN THOMAS (DE)
International Classes:
B22C9/06; B22D11/059; B22D11/06; C23C24/04; C25D3/56; C25D15/02
Domestic Patent References:
WO2001083136A12001-11-08
WO2004033746A22004-04-22
Foreign References:
EP0984082A12000-03-08
DE4338077A11994-05-19
DE3211199A11983-09-29
DE4439950A11996-05-15
EP1564314A12005-08-17
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (München, DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Kokille (6,8) für eine Stranggießanlage (4) mit einem Grundkörper (37), auf dem eine Beschichtung (38) aufge- bracht ist, wobei die Beschichtung (38) einen duktilen metallischen Grundwerkstoff (39) mit darin eingelagerten Hartstoffpartikeln (40) umfasst.

2. Kokille (6,8) nach Anspruch 1, bei der der Grundwerkstoff (39) Nickel oder eine Nickel ¬ legierung ist.

3. Kokille (6,8) nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Hartstoffpartikel (40) über eine durch den Grundwerkstoff (39) definierte Oberfläche (44) überste ¬ hen .

4. Kokille (6,8) nach Anspruch 2 oder 3, bei der der Nickelanteil der Beschichtung (38) etwa zwi- sehen 65 Vo1% und 95 Vol% und insbesondere im Bereich von etwa 75 Vol% liegt.

5. Kokille (6,8) nach einem der Ansprüche 2 bis 3, bei der als Legierungsbestandteile Wolfram und/oder Ei- sen und/oder Kobalt vorgesehen sind.

6. Kokille (6,8) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei der der Anteil der Legierungsbestandteile an der Be ¬ schichtung (38) etwa zwischen 10 Vol% und 20 Vol% liegt.

7. Kokille (6,8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Anteil der Hartstoffpartikel (40) an der Be ¬ schichtung (38) im Bereich zwischen 5 Vol% und 30 Vol% liegt .

8. Kokille (6,8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Hartstoffpartikel (40) eine Größe im Nanome- terbereich oder im Mikrometerbereich aufweisen.

9. Kokille (6,8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der als Hartstoffpartikel (40) Borcarbidpartikel und/oder Wolframcarbidpartikel und/oder Diamantpartikel verwendet werden.

10. Kokille (6,8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der als Hartstoffpartikel (40) CNT-Partikel vorgese ¬ hen sind.

11. Kokille (6,8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Dicke (Dl) der Beschichtung (38) im Bereich zwischen etwa 0,7 mm bis etwa 6 mm, insbesondere im Be ¬ reich zwischen etwa 2 mm und 3 mm liegt.

12. Kokille (6,8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Beschichtung (38) elektrolytisch aufgebracht ist .

13. Kokille (6,8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Beschichtung (38) durch Kaltgasspritzen aufgebracht wird.

14. Kokille (6,8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Beschichtung aus einer Nickel-Kobalt-Legie- rung mit Borcarbidpartikel als Hartstoffpartikel (40) besteht .

15. Verfahren zum Herstellen einer Kokille (6,8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Beschich- tung (38) elektrolytisch aufgebracht wird.

16. Verfahren zum Herstellen einer Kokille (6,8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Beschichtung (38) durch Kaltgasspritzen aufgebracht wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, bei dem für das Kaltgasspritzen ein Pulver verwendet wird, das zumindest teil ¬ weise besteht aus Hartstoffpartikel (40), die mit einem

überzug aus Nickel oder einer Nickellegierung versehen sind.

Description:

BESCHICHTUNG FüR EINE KOKILLE FUR EINE STRANGGIESSANLAGE UND VERFAHREN ZUR BESCHICHTUNG

Die Erfindung betrifft eine Kokille für eine Stranggießanlage sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Kokille.

In einer Stranggießanlage wird eine Metallschmelze über eine Gießpfanne kontinuierlich in und durch eine so genannte Ko ¬ kille gegossen, beispielsweise eine Plattenkokille oder auch eine Rohrkokille. Im Anschluss an die Kokille wird der schmelzflüssige Metallstrang mit Hilfe von so genannten Seg ¬ menten geführt und gleichzeitig gekühlt, bis der Metallstrang erstarrt ist. Durch ein Abtrennen werden beispielsweise so genannte Brammen, Vorblöcke oder Knüppel erhalten. Aus den Brammen werden beispielsweise durch Auswalzen zunächst in einer Warmwalzstraße und anschließendem Kaltwalzen Bleche erzeugt. Das Warmwalzen kann hierbei sowohl unmittelbar im An- Schluss an das Stranggießen erfolgen oder auch zu einem späteren Zeitpunkt und an einem anderen Ort.

Bei der Stranggießanlage sind die Bauteile, die mit der zäh ¬ flüssigen Schmelze in Kontakt kommen, insbesondere die Ko- kille, einer sehr hohen Beanspruchung ausgesetzt. Aufgrund der sehr hohen Temperaturen ist dies eine sehr hohe thermische Wechselbeanspruchung. Zugleich sind diese Bauteile auch einer erheblichen mechanischen Beanspruchung ausgesetzt. Die Bauteile sind zudem einer hochkorrosiven Umgebung ausgesetzt, da für die Schmelze korrosive Flussmittel verwendet werden und zugleich zur Kühlung der Schmelze Wasser herangezogen wird.

Aufgrund dieser erheblichen Belastungen weisen diese Bauteile nur eine begrenzte Lebensdauer auf und müssen regelmäßig aus ¬ getauscht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Standzeit und damit die Lebensdauer einer Kokille zu erhöhen, um insgesamt einen kostengünstigeren Betrieb einer Stranggießanlage zu ermöglichen .

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Kokille mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Danach ist vorgesehen, dass die Kokille, insbesondere eine Kokillenplatte, einen Grundkörper aufweist, auf den eine Beschichtung aus einem duktilen metallischen Grundwerkstoff als Matrix mit darin eingelagerten Hartstoffpartikeln aufgebracht ist.

Unter duktilem metallischem Grundwerkstoff wird hierbei ein vergleichsweise weicher metallischer Grundwerkstoff verstan- den, der eine Vickers-Härte von maximal etwa 180-230 HV 0I aufweist. Die Härtebestimmung nach Vickers ist der Norm DIN EN ISO 6507 zu entnehmen. Die eingelagerten Hartstoffpartikel weisen demgegenüber eine deutlich höhere Härte auf, beispielsweise eine um mehr als den Faktor 2 größere Härte als der Grundwerkstoff.

Durch die Kombination eines duktilen Werkstoffes mit darin eingelagerten Hartstoffpartikeln wird die Kokille mit einer Beschichtung versehen, die den extremen Belastungen stand- hält. Durch die Duktilität besteht im Vergleich zu einer durchgehend harten und spröden Beschichtung eine deutlich geringere Gefahr, dass im Laufe des Betriebs die Beschichtung beschädigt und Risse oder Mikrorisse auftreten, was aufgrund der starken korrosiven Umgebung schnell zu einer unerwünsch- ten starken Korrosion führen würde. Auch ist die Gefahr eines Abplatzens von Teilstücken der Beschichtung bei mechanischer Belastung aufgrund der hohen Duktilität deutlich geringer als bei einer spröden Beschichtung. Zugleich werden durch die eingelagerten Hartstoffpartikel eine sehr hohe Abriebfestig- keit und damit eine quasi sehr hohe Oberflächenhärte erhal ¬ ten, so dass selbst bei hohen mechanischen Belastungen und hohen Abriebkräften eine lange Lebensdauer erreicht ist.

Zweckdienlicherweise wird als Grundwerkstoff Nickel oder eine Nickellegierung verwendet. Der besondere Vorteil der Nickel ¬ beschichtung für derartige Bauteile ist in der sehr hohen Dichtheit der Nickelbeschichtung zu sehen, wodurch das Bau- teil sehr effektiv vor Korrosion geschützt wird. Zugleich weist Nickel eine gute Wärmeleitfähigkeit auf, so dass über diese Beschichtung auch ein guter gesteuerter Wärmeabfluss ermöglicht wird.

Zweckdienlicherweise ist die Beschichtung hierbei derart aus ¬ gebildet, dass die Nickel-Matrix eine Oberfläche definiert, über die die Hartstoffpartikel zumindest im mikroskopischen Bereich überstehen. Aufgrund dieser Ausgestaltung erfolgt der tatsächliche mechanische Kontakt über die harten und abrieb- festen Hartstoffpartikel und nicht über die vergleichsweise weiche Nickelmatrixbeschichtung.

Bei der Verwendung einer Nickellegierung für den Grundwerkstoff oder die Grundmatrix liegt der Nickelanteil vorzugswei- se im Bereich zwischen 65 und 95 Vo1% und liegt insbesondere im Bereich von etwa 75 Vol%, bezogen jeweils auf das Gesamt ¬ volumen der Beschichtung. Als Legierungsbestandteile sind vorzugsweise Wolfram und/oder Eisen und/oder Kobalt vorgesehen. Besonders bevorzugt wird hierbei Kobalt eingesetzt. Auch eine Beschichtung bestehend aus den Bestandteilen Nickel, Wolfram und Eisen hat sich als geeignet herausgestellt.

Zweckdienlicherweise liegt hierbei der Anteil der Legierungs ¬ bestandteile in einem Bereich zwischen etwa 10 und 20 Vol%. Weiterhin liegt vorzugsweise der Anteil der Hartstoffpartikel in einem Bereich zwischen 5 und 30 Vol%.

Weiterhin ist vorgesehen, dass die Hartstoffpartikel vorzugs ¬ weise eine Größe im nanoskaligen Bereich, beispielsweise im Bereich zwischen 50 und 1.000 nm oder alternativ auch im μm- Bereich, beispielsweise im Bereich von 1 und 500 μm, aufwei ¬ sen. Die Verwendung wahlweise von Nano-Hartstoffpartikeln o- der Mikro-Hartstoffpartikeln hängt von der jeweiligen An-

wendung und dem Einsatzzweck bzw. den mechanischen Anforderungen ab.

Als Hartstoffpartikel werden hierbei vorzugsweise Borcarbid- partikel, Wolframcarbidpartikel oder Diamantpartikel einge ¬ setzt. Es werden also insbesondere auch keramische Partikel wie die Borcarbidpartikel eingesetzt, die sich durch ihre ex ¬ trem hohe Härte auszeichnen.

Zweckdienlicherweise werden als Hartstoffpartikel in einer

Variante so genannte CNT-Partikel (CNT : Carbon Nano Tubes) he ¬ rangezogen. Die Carbon-Nano-Tubes sind Kohlenstoffnanoröhr- chen, deren Durchmesser typischerweise kleiner als 100 nm bis hin zu wenigen nm ist. Die Wände dieser röhrenförmigen Gebil- de bestehen aus Kohlenstoff. Die CNT-Partikel bestehen aus einer Vielzahl derartiger Kohlenstoffnanoröhrchen . Der besondere Vorteil der Verwendung von CNT-Partikeln als Hartstoffpartikel liegt in deren sehr guten elektrischen Leitfähigkeit, ihrer hohen Wärmeleitfähigkeit sowie in ihrer mechani- sehen Widerstandsfähigkeit. Aufgrund der hohen Wärmeleitfä ¬ higkeit ist das Erstarren des flüssigen Stahls in der Kokille beschleunigt. Somit lässt sich die Produktivität der Strang ¬ gießanlage steigern.

Die Dicke der Beschichtung liegt vorzugsweise im Bereich zwischen etwa 0,7 bis etwa 6 mm und liegt insbesondere im Be ¬ reich zwischen etwa 2 und 3 mm. Es hat sich gezeigt, dass die Beschichtung mit einer derartigen Schichtdicke den hohen Anforderungen besonders genügt.

Um eine qualitativ hochwertige, gut und dauerhaft haftende Beschichtung auszubilden, ist die Beschichtung zweckdienlicherweise elektrolytisch aufgebracht. Zur Ausbildung der Beschichtung wird daher das zu beschichtende Bauteil in ein o- der mehrere Galvanikbäder eingetaucht. Als Elektrode wird ei ¬ ne Elektrode bestehend aus dem Grundwerkstoff, beispielsweise eine Nickel- oder eine Nickellegierung-Elektrode verwendet. Die Hartstoffe werden hierbei dem Galvanikbad zugegeben, so

dass sie mit den Metallionen der Nickelelektrode zu dem zu beschichtenden Bauteil wandern und sich dort gemeinsam mit den die Matrix bildenden Nickelionen ablagert. Wesentlicher Gesichtspunkt hierbei ist daher, dass die Hartstoffpartikel gemeinsam mit dem Matrixmaterial auf dem Grundkörper abge ¬ schieden werden.

In einer anderen Variante wird die Beschichtung mit einem so genannten Kaltgas-Spritzverfahren, auch als Cold-Spray- Verfahren bezeichnet, aufgebracht. Beim Kaltgasspritzen wird der Beschichtungswerkstoff für die Beschichtung in Pulverform mit sehr hoher Geschwindigkeit auf das Trägerelement aufge ¬ bracht. Hierzu wird üblicherweise ein Prozessgas mit Hilfe einer Lavaldüse auf überschallgeschwindigkeit beschleunigt. In diesen Gasstrahl des Prozessgases werden anschließend die Pulverpartikel injiziert und auf eine ausreichend hohe Ge ¬ schwindigkeit beschleunigt, so dass sie beim Aufprall auf den Grundkörper aufgrund der hohen Energie zumindest zum Teil aufschmelzen und eine dichte und fest haftende Schicht bil- den. Im Unterschied zu anderen thermischen Spritzverfahren, beispielsweise dem Flammspritzen, erfolgt hierbei daher kein vorangehendes An- oder Aufschmelzen der einzelnen Partikel.

Der besondere Vorteil des Spritzverfahrens, insbesondere des Kaltgasspritzens, ist darin zu sehen, dass es vergleichsweise einfach und kostengünstig durchführbar ist und beispielsweise durch mehrfaches überstreichen der zu beschichtenden Oberfläche eine ausreichende Schichtdicke erzeugbar ist. Insbe ¬ sondere das Kaltgasspritzen zeichnet sich hierbei dadurch aus, dass es bei niedrigen Temperaturen und insbesondere un ¬ ter Atmosphärendruck durchgeführt wird. Dadurch lassen sich vielfältige Materialien problemlos aufspritzen. Außerdem lassen sich ein Metallpulver und zugesetzte Hartstoffpartikel in einem beliebigen Verhältnis miteinander mischen, so dass in einfacher Weise eine nahezu beliebige Schichtzusammensetzung erreichbar ist.

Im Vergleich zu anderen Auftragsverfahren, wie beispielsweise dem so genannten Plattierverfahren mittels Aufsprengen, bei dem üblicherweise dünne Metallplatten auf ein Substrat aufge ¬ sprengt werden, ist dieses Verfahren deutlich kostengünstiger bei vergleichbaren oder verbesserten thermisch-elektrischen Eigenschaften .

Alternativ zu einer Beschichtung mit eingelagerten Hartstoffpartikeln besteht die Möglichkeit, eine hochreine Nickel- Beschichtung mit diesem Verfahren aufzubringen. Zur Verbesserung der Verschleißbeständigkeit werden jedoch Hartstoffpartikel, bevorzugt Diamantpartikel mit in die vorzugsweise hochreine Nickel-Matrix eingelagert.

Typische Verfahrensparameter für die Beschichtung mit einem hochreinen Nickelpulver liegen bei einer Korngröße der Nickelpartikel zwischen 500 nm bis 50 μm, bei einer Temperatur des Pulver-Gas-Gemischs vor dem Beschichten zwischen 180 0 C und 300 0 C und bei einer Partikelgeschwindigkeit zwischen 600 m/s und 900 m/s. Die Schichtdicke liegt vorzugsweise im Be ¬ reich zwischen 0,3 mm und 3 mm.

Werden beim Kaltgasspritzen Hartstoffpartikel, insbesondere Diamantpartikel mit eingelagert, so wird als Pulver für das Kaltgasspritzen in einer bevorzugten Ausgestaltung Diamantpulver verwendet, das im Vorfeld des Spritzverfahrens mit Ni ¬ ckel oder einer Nickellegierung ummantelt ist. Hierdurch ist eine besonders gute Einbindung der Hartstoffpartikel in die Nickelmatrix erreicht. Die Beschichtung besteht hierbei daher aus einer vorzugsweise hochreinen Nickelmatrix mit Diamant ¬ partikel .

Eine bevorzugte Beschichtung umfasst eine Nickel-Kobalt-Le ¬ gierung mit Borcarbidpartikeln als Hartstoffe. Eine derartige Beschichtung hat sich als besonders geeignet für die Anforde ¬ rungen einer Kokille herausgestellt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß weiterhin gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 15 oder 16. Die im Hinblick auf die Kokille angeführten Vorteile und bevorzugten Ausgestaltungen sind sinngemäß auch auf das Verfahren zu übertragen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen jeweils in schematischen und stark vereinfachten Darstellungen:

FIG 1 eine Darstellung eines Stahlwerks mit einer Strang ¬ gießanlage mit sich anschließender Warmwalzanlage und Kaltwalzanlage, sowie

FIG 2 ein vereinfachtes Schnittbild durch eine Kokille, welche mit der Beschichtung versehen ist, FIG 3 ein weiteres Schnittbild durch eine zweite Kokille, welche mit einer zweiten Beschichtung versehen ist.

In den einzelnen Figuren sind gleich wirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Die Erzeugung eines metallischen Halbzeugs, wie beispielswei ¬ se eine Bramme 2, erfolgt mit Hilfe einer Stranggießanlage 4 in einem kontinuierlichen Verfahren. Hierbei wird die zähflüssige Schmelze mit Hilfe einer hier nicht näher darge- stellten Gießpfanne in eine Kokille 6 eingegossen, die sich beispielsweise aus mehreren Kokillenplatten 8 zusammensetzt. Nach Durchfließen der Kokille 6 wird der hier gestrichelt dargestellte Schmelzstrang 10 mit Hilfe von so genannten Seg ¬ menten 12 umgelenkt und geführt. Die Segmente 12 weisen je- weils mehrere Transportrollen 14 auf. In der Zeichnung sind nur einige der Segmente 12 und zudem stark vereinfacht darge ¬ stellt. Die Segmente 12 sind komplexe Bauteile und weisen ein Traggerüst 16 auf, mit dem die Transportrollen 14 verbunden sind. Die Transportrollen 14 werden hierbei insbesondere mit Hilfe von Zylindern 18 in eine definierte Position gegen den Schmelzstrang 10 gepresst. Im Bereich der Segmente 12 wird der Schmelzstrang 10 intensiv gekühlt, so dass er allmählich erstarrt. Der erstarrte Schmelzstrang 10 wird anschließend

mit Hilfe einer Schneideinrichtung 20 in die so genannten Brammen 2 unterteilt.

Diese werden anschließend zur Weiterverarbeitung einer Warm- Walzstraße 22 zugeführt, in der die beispielsweise 25 cm starken Brammen 2 auf eine Dicke von wenigen Millimetern bei hohen Temperaturen materialabhängig von beispielsweise bis annähernd 1000 0 C gewalzt werden. Hierzu werden die Brammen 2 zwischen zwei Arbeitswalzen 24 umgeformt. Die Arbeitswalzen 24 werden hierbei mittels Stützwalzen 26 gegen die Oberfläche der Bramme 2 gepresst.

Nachfolgend zu der Warmwalzstraße 22 wird das so erhaltene Metallblech 28, welches auf eine Rolle 30 aufgerollt wird, in einer Kaltwalzstraße 32 üblicherweise auf die Endstärke ge ¬ walzt. Auch hier wird das Metallblech 28 zwischen zwei nunmehr als Kaltwalzen 34 bezeichneten Arbeitswalzen gepresst. Die Kaltwalzen 34 werden wiederum mit Hilfe von Stützwalzen 26 abgestützt. Während beim Warmwalzen, das insbesondere un- mittelbar nach dem Stranggießen und dem Erstarren erfolgt, die Brammen noch eine Temperatur von bis zu 1000 0 C aufweisen, erfolgt das Kaltwalzen etwa bei Raumtemperatur.

Die Stranggießanlage 4, die Warmwalzstraße 22 sowie die KaIt- Walzstraße 32 sind beispielsweise gemeinsam in einem Stahl ¬ werk 36 angeordnet. Diese drei Anlagenteile können aber eben ¬ so an unterschiedlichen Orten in unterschiedlichen Stahlwerken 36 angeordnet sein, wobei hierbei eine Anlage, die ausschließlich eine Stranggießanlage 4 oder eine Walzstraße 22, 32 aufweist ebenfalls als Stahlwerk bezeichnet wird.

Die bei der Herstellung zunächst der Bramme 2 und später des Metallblechs 28 hoch belasteten Bauteile sind insbesondere die Kokille 6, die Segmente 12 mit den Transportrollen 14 so- wie die Walzen 24, 34, 26 der Walzstraßen 22, 32. Je nach

Prozessschritt bzw. -stufe werden hierbei diese Bauteile un ¬ terschiedlich belastet. So ist beispielsweise am Beginn des beschriebenen Prozesses im Bereich der Kokille 6 eine sehr

hohe thermische und korrosive Belastung der Bauteile gegeben. In diesem Bereich weist die Metallschmelze noch eine sehr ho ¬ he Temperatur auf und die Bauteile sind den eingesetzten Flussmitteln ausgesetzt. Zudem erfolgt im Bereich der Seg- mente 12 eine intensive Kühlung insbesondere mit Wasser, so dass hier die Segmente 12 und Transportrollen 14 einer erheblichen korrosiven Belastung ausgesetzt sind. Zugleich muss jedoch auch der Metallstrang mit Hilfe der Segmente 12 mechanisch geführt werden, so dass neben der hohen thermischen und korrosiven Belastung auch eine mechanische Belastung auftritt.

Im Bereich der Warmwalzstraße 22 tritt die korrosive Belas ¬ tung durch die Flussmittel etwas in den Hintergrund und auch die thermische Belastung nimmt zusehends ab. Gleichzeitig sind hier insbesondere die Arbeitswalzen 24 erheblichen mechanischen Belastungen ausgesetzt. Schließlich ist die thermische Belastung bei der Kaltwalzstraße 32 vergleichsweise gering, jedoch treten erhebliche mechanische Belastungen auf.

Für alle diese hoch belasteten Bauteile ist nunmehr eine Be- schichtung bzw. ein Beschichtungssystem vorgesehen, welches an die speziellen Anforderungen angepasst ist und für jedes dieser Bauteile deren Standzeit und Lebensdauer im Vergleich zu beispielsweise hartchrombeschichteten Bauteilen teilweise erheblich verbessert. Der Aufbau und die Zusammensetzung der Beschichtung bzw. des Beschichtungssystems wird nachfolgend anhand der FIG 2 und 3 erläutert.

Auf einen Grundkörper 37 der Bauteile wird jeweils eine im Folgenden als Grundbeschichtung 38 bezeichnete Beschichtung auf Nickelbasis elektrolytisch aufgebracht. Der Grundkörper besteht im Falle der Kokille 6 und der Kokillenplatten 8 aus Kupfer. Die Segmente 12, Transportrollen 14 sowie Walzen 24, 26, 34 bestehen beispielsweise aus Stahl.

Die Grundbeschichtung 38 umfasst neben der als Grundwerkstoff 39 bezeichneten Nickelmatrix einen Anteil an Hartstoffparti-

kein 40, insbesondere Borcarbidpartikel . Durch die Verwendung von Nickel als Matrixwerkstoff in Kombination insbesondere von Borcarbid für die Hartstoffpartikel 40 wird eine sehr gasdichte und damit korrosionsbeständige sowie eine thermisch sehr gut leitende Beschichtung mit zugleich sehr hoher Oberflächenhärte und geringem Abrieb erzeugt.

Die hohe Gasdichtheit wird durch die Nickelmatrix bereits bei einer sehr geringen Schichtdicke von etwa 10 μm erreicht. Ge- genüber einer mikrorissigen Hartchrombeschichtung ist daher eine verbesserte Korrosionsbeständigkeit gegeben. Aufgrund der guten thermischen Leitfähigkeit des Nickel-Grundwerkstoffs 39 weist die Beschichtung insgesamt auch eine hohe thermische Leitfähigkeit auf, so dass ein schneller Wärmeab- transport gewährleistet ist.

Die mechanische Belastbarkeit der Beschichtung wird insbe ¬ sondere durch die eingelagerten Hartstoffpartikel 40 er ¬ reicht, die teilweise auch über der durch die Nickelmatrix 39 gebildete Oberfläche 44 überstehen, so dass lediglich die

Hartstoffpartikel 40 mit der Metallschmelze 10 bzw. der Bram ¬ me 2 oder dem Metallblech 28 in Kontakt kommen.

Bei den Bauteilen, die einer erheblichen mechanischen Belas- tung ausgesetzt sind, insbesondere die Arbeitswalzen 24 und die Kaltwalzen 34, ist in bevorzugten Ausgestaltungen zusätzlich die Aufbringung einer Diamantschicht 42 auf der Grundbe- schichtung 38 vorgesehen, wie dies in FIG 3 dargestellt ist.

Ist das Bauteil eine Kokille 6 oder eine Kokillenplatte 8, deren Grundkörper 37 üblicherweise aus Kupfer oder einer Kupferlegierung besteht, ist lediglich die Grundbeschichtung 38 aufgebracht. Als Grundwerkstoff 39 ist eine Nickel-Kobalt-Le ¬ gierung oder auch eine Nickel-Eisen-Wolfram-Legierung vorge- sehen, wobei hierbei jeweils der Nickelanteil insbesondere im Bereich von etwa 75 Vol% liegt. Der Anteil des Kobalts bzw. von Eisen und Wolfram liegt etwa zwischen 10 und 20 Vol%. Den Restanteil bilden die Borcarbidpartikel 40, deren Größe im

Mikrometerbereich liegt. Die Dicke Dl der Grundbeschichtung liegt hierbei etwa im Bereich zwischen 2 und 3 mm.

Die gleiche Beschichtung ist auch bei den Segmenten 12 vorge- sehen, ebenfalls bei den Transportrollen 14 der Segmente 12. Da diese in unmittelbarem mechanischen Kontakt mit dem Schmelzstrang 10 stehen, weisen diese zur Verbesserung des mechanischen Abriebs eine im Vergleich zu dem restlichen Segment 12 höheren Anteil an Hartstoffpartikeln 40 auf.

Insbesondere für den Fall, dass die Arbeitswalzen 24, 34 le ¬ diglich mit der Grundbeschichtung 38 versehen sind, werden Nano-Hartstoffpartikel 40 verwendet, um eine hohe Oberflä ¬ chenqualität zu erzielen. Auch liegt der Anteil der Hart- Stoffpartikel 40 für derartige Walzen 24, 34 im oberen Be ¬ reich zwischen 15 und 25 Vol%. Eine Beschichtung auf Basis einer Nickel-Kobalt-Legierung weist hierbei beispielsweise eine Zusammensetzung von etwa 63 Vol% Nickel, 12 Vol% Kobalt und 25 Vol% Borcarbidpartikel 40 auf.

Die Stützwalzen 26 weisen demgegenüber Hartstoffpartikel 40 im Mikrometerbereich auf.

Mit der Verwendung eines Schichtsystems wie es in FIG 3 dar- gestellt ist, wird die Standzeit noch einmal erheblich er ¬ höht. Die Dicke Dl der Grundbeschichtung 38 liegt in diesem Fall im unteren Bereich zwischen 0,5 und 2 mm. Gleichzeitig beträgt die Dicke D2 der Diamantbeschichtung etwa 0,5 mm.

Durch die hier beschriebene Grundbeschichtung 38 wird die Standzeit der Bauteile im Vergleich zu einer Hartchrombe- schichtung jeweils um etwa das 4- bis 6-fache erhöht. Bei der Verwendung der Diamantbeschichtung 42 liegt die Verbesserung der Standzeit um ein vielfaches darüber. Insgesamt wird durch die hier beschriebenen Beschichtungsmaßnahmen die Lebensdauer der einzelnen Bauteile in einem Stahlwerk 36 erheblich verlängert, so dass für den Betrieb des Stahlwerks 36 deutliche geringere Kosten anfallen.