[go: up one dir, main page]

NO340437B1 - Casting roll for a two-roll casting plant - Google Patents

Casting roll for a two-roll casting plant Download PDF

Info

Publication number
NO340437B1
NO340437B1 NO20025563A NO20025563A NO340437B1 NO 340437 B1 NO340437 B1 NO 340437B1 NO 20025563 A NO20025563 A NO 20025563A NO 20025563 A NO20025563 A NO 20025563A NO 340437 B1 NO340437 B1 NO 340437B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
casting
casting roll
roll according
mantle
copper alloy
Prior art date
Application number
NO20025563A
Other languages
Norwegian (no)
Other versions
NO20025563L (en
NO20025563D0 (en
Inventor
Dirk Rode
Fred Riechert
Thomas Helmenkamp
Hans-Günter Wobker
Original Assignee
Kme Germany Gmbh & Co Kg
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.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE10224268A external-priority patent/DE10224268A1/en
Application filed by Kme Germany Gmbh & Co Kg filed Critical Kme Germany Gmbh & Co Kg
Publication of NO20025563D0 publication Critical patent/NO20025563D0/en
Publication of NO20025563L publication Critical patent/NO20025563L/en
Publication of NO340437B1 publication Critical patent/NO340437B1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/06Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • B22D11/0622Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars formed by two casting wheels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/06Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • B22D11/0637Accessories therefor
    • B22D11/0648Casting surfaces
    • B22D11/0651Casting wheels
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C9/00Alloys based on copper
    • C22C9/06Alloys based on copper with nickel or cobalt as the next major constituent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/08Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of copper or alloys based thereon

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
  • Extrusion Of Metal (AREA)
  • Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)
  • Mold Materials And Core Materials (AREA)

Description

Oppfinnelsen angår en støpevalse for et to-valsestøpeanlegg. The invention relates to a casting roll for a two-roll casting plant.

Det verdensomspennende mål, spesielt for stålindustrien, å støpe halvfabrikata mest mulig sluttdimensjonsnærme for å spare varm- og/eller kalddeformasjonstrinn har siden ca. 1980 ført til en rekke utviklinger, for eksempel ved én- og to-valsestangstøpeprosesser. The worldwide goal, especially for the steel industry, to cast semi-finished products as close as possible to the final dimensions in order to save hot and/or cold deformation steps has since approx. 1980 led to a number of developments, for example in one- and two-roll rod casting processes.

Ved disse støpeprosesser oppstår på de vannavkjølte valser eller ruller ved støping av stållegeringer, nikkel, kobber så vel som legeringer som bare vanskelig lar seg varmvalse, meget høye overflatetemperaturer i smeltens finstøpingsområde. Disse ligger f.eks. ved sluttdimensjonsnær støping av en stållegering ved 350 °C til 450 °C, hvorved støpevalsenes mantler består av et CuCrZr-materiale med en elektrisk konduktivitet av 48 Sm/mm og en varmeledningsevne av ca. 320 W/mK. Materialer på CuCrZr-basis er hittil spesielt blitt anvendt for termisk sterkt påkjente stangstøpekokiller og støpehjul. Overflatetemperaturen faller for disse materialer på grunn av avkjølingen av støpevalsene syklisk til ca. 150 °C til 200 °C ved hver rotasjon kort foran innstøpingsområdet. På støpevalsenes avkjølte bakside holder den seg derimot vidtgående konstant ved ca. 30 °C til 40 °C i løpet av rotasjonen. Temperaturgradienten mellom overflate og bakside i kombinasjon med den sykliske endring av støpevalsenes overflatetemperatur bevirker termiske spenninger i mantelmaterialets overflateområde. During these casting processes, very high surface temperatures occur on the water-cooled rolls or rollers when casting steel alloys, nickel, copper as well as alloys that are difficult to hot roll in the fine casting area of the melt. These are located e.g. in close-to-end dimension casting of a steel alloy at 350 °C to 450 °C, whereby the mantles of the casting rolls consist of a CuCrZr material with an electrical conductivity of 48 Sm/mm and a thermal conductivity of approx. 320 W/mK. Materials on a CuCrZr basis have so far been particularly used for thermally highly stressed rod casting chillers and casting wheels. The surface temperature drops for these materials due to the cooling of the casting rolls cyclically to approx. 150 °C to 200 °C at each rotation shortly before the embedding area. On the other hand, on the cooled back side of the casting rolls, it remains largely constant at approx. 30 °C to 40 °C during the rotation. The temperature gradient between surface and backside in combination with the cyclic change of the casting rolls' surface temperature causes thermal stresses in the surface area of the mantle material.

Ifølge undersøkelser av utmattingsoppførselen for det hittil anvendte CuCrZr-materiale ved forskjellige temperaturer med en forlengelsesamplityde av ± 0,3 % og en frekvens av 0,5 Hertz - idet disse parametre tilnærmet tilsvarer en rotasjonshastighet for støpevalsene av 30 r/min - er for eksempel ved en maksimal overflatetemperatur av 400 °C, tilsvarende en veggtykkelse av 25 mm over vannavkjølingen, en levetid av 3000 sykluser inntil rissdannelse å forvente i det gunstigste tilfelle. Støpevalsene må derfor allerede etter forholdsvis kort driftstid av ca. 100 minutter etterbearbeides for å fjerne overflaterissene. Henstandstiden mellom etterbearbeidelsene er derved blant annet vesentlig avhengig av virksomheten til smøre-/skillemidlet på støpeflaten, den konstruksjonsmessig og prosessbetingede avkjøling så vel som støpehastigheten. For å bytte ut støpevalsene må støpemaskinen stanses og støpeprosessen avbrytes. According to investigations of the fatigue behavior of the previously used CuCrZr material at different temperatures with an elongation amplitude of ± 0.3% and a frequency of 0.5 Hertz - as these parameters roughly correspond to a rotation speed of the casting rolls of 30 r/min - is for example at a maximum surface temperature of 400 °C, corresponding to a wall thickness of 25 mm above the water cooling, a lifetime of 3000 cycles until cracking to be expected in the most favorable case. The casting rolls must therefore already after a relatively short operating time of approx. 100 minutes post-processing to remove the surface scratches. The delay time between post-processing is thereby significantly dependent, among other things, on the activity of the lubricant/separating agent on the casting surface, the construction-related and process-related cooling as well as the casting speed. To replace the casting rollers, the casting machine must be stopped and the casting process interrupted.

En ytterligere ulempe ved det gjennomprøvde kokillemateriale CuCrZr er den relativt lave hardhet av ca. 110 HB til 130 HB for dette anvendelsestilfelle. For en én-eller to-valsestangstøpeprosess er det nemlig ikke mulig å unngå at stålsprut kommer på valseoverflaten allerede foran innstøpingsområdet. De størknede stålpaitikler blir deretter trykket inn i de relativt myke overflater til støpevalsene, hvorved overflatekvaliteten til de støpte bånd med en tykkelse fra ca. 1,5 mm til 4 mm blir betydelig uheldig påvirket. A further disadvantage of the proven mold material CuCrZr is the relatively low hardness of approx. 110 HB to 130 HB for this application. For a one- or two-roll rod casting process, it is not possible to avoid steel spatter coming onto the roll surface already in front of the casting area. The solidified steel paiticles are then pressed into the relatively soft surfaces of the casting rolls, whereby the surface quality of the cast strips with a thickness of approx. 1.5 mm to 4 mm is significantly adversely affected.

Også den lave elektriske konduktivitet til en kjent CuNiBe-legering med en tilsetning av inntil 1 % niob fører til en høyere overflatetemperatur sammenlignet med en Also the low electrical conductivity of a known CuNiBe alloy with an addition of up to 1% niobium leads to a higher surface temperature compared to a

CuCrZr-legering. Da den elektriske konduktivitet forholder seg tilnærmet proporsjonalt til varmeledningsevnen, vil overflatetemperaturen til mantelen for en støpevalse av CuNiBe-legeringen øke til ca. 540 °C sammenlignet med en støpevalse med en mantel av CuCrZr med en maksimal temperatur av 400 °C på overflaten og 30 °C på baksiden. CuCrZr alloy. As the electrical conductivity relates approximately proportionally to the thermal conductivity, the surface temperature of the mantle for a casting roll of the CuNiBe alloy will increase to approx. 540 °C compared to a casting roll with a mantle of CuCrZr with a maximum temperature of 400 °C on the surface and 30 °C on the back.

Ternære CuNiBe- hhv. CuCoBe-legeringer oppviser riktignok prinsipielt en brinellhardhet av over 200 HB, men den elektriske konduktivitet til standard halvfabrikataene fremstilt fra disse materialer, som for eksempel stenger for ferdigfremstilling av motstandssveiseelektroder hhv. blikk og bånd for fremstilling av fjærer eller leadframes, i beste fall verdier som ligger i området fra 26 Sm/mm til ca. 32 Sm/mm . Under optimale betingelser vil med disse standardmaterialer bare en overflatetemperatur på mantelen til en støpevalse av ca. 585 °C kunne oppnås. Ternary CuNiBe- or CuCoBe alloys do in principle exhibit a Brinell hardness of over 200 HB, but the electrical conductivity of the standard semi-finished products made from these materials, such as rods for the finished production of resistance welding electrodes or tin and tape for the production of springs or leadframes, at best values in the range from 26 Sm/mm to approx. 32 cm/mm. Under optimal conditions, with these standard materials, only a surface temperature on the mantle of a casting roll of approx. 585 °C could be achieved.

Også for CuCoBeZr- hhv. CuNiBeZr-legeringene som prinsipielt er kjente fra US patent 4179314, finnes ingen henvisning til at ved målrettet valg av legeringskomponentene vil konduktivitetsverdier av > 38 Sm/mm kunne oppnås i forbindelse med en minstehardhet av 200 HB. Also for CuCoBeZr- or The CuNiBeZr alloys, which are known in principle from US patent 4179314, there is no reference to the fact that by targeted selection of the alloy components, conductivity values of > 38 Sm/mm can be achieved in connection with a minimum hardness of 200 HB.

Ifølge omfanget til EP 0 548 636 Bl teller dessuten til teknikkens stand anvendelsen av en utherdbar kobberlegering av 1,0 % til 2,6 % nikkel, hvilket helt eller delvis kan erstattes med kobolt, 0,1 % til 0,45 % beryllium, etter valg 0,05 % til 0,25 % zirkonium og eventuelt inntil maksimalt 0,15 % av minst ett element fra gruppen som omfatter niob, tantal, vanadium, titan, krom, cerium og hafnium, rest kobber innbefattende fremstillingsbetingede forurensninger og vanlige bearbei(lmgstilsetninger med en brinellhardhet av minst 200 HB og en elektrisk konduktivitet over 38 Sm/mm , som materiale for fremstilling av støpevalser og støpehjul. According to the scope of EP 0 548 636 Bl, the use of a hardenable copper alloy of 1.0% to 2.6% nickel, which can be fully or partially replaced by cobalt, 0.1% to 0.45% beryllium, also counts as state of the art. optionally 0.05% to 0.25% zirconium and possibly up to a maximum of 0.15% of at least one element from the group comprising niobium, tantalum, vanadium, titanium, chromium, cerium and hafnium, residual copper including manufacturing-related impurities and normal processing (alloy additives with a Brinell hardness of at least 200 HB and an electrical conductivity above 38 Sm/mm, as material for the production of casting rolls and casting wheels.

Legeringer med disse sammensetninger, som for eksempel legeringene CuCo2BeO,5 eller CuNi2BeO,5, oppviser på grunn av det relativt høye legeringselementinnhold ulemper ved varmdeformasjonen. Imidlertid er høye varmdeformasjonsgrader nødvendige for ut fra den grovkornige støpestruktur med flere millimeter kornstørrelse å oppnå et mer finkornig produkt med en kornstørrelse < 1,5 mm (ifølge ASTM E 112). Spesielt for støpevalser av stort format kan hittil tilstrekkelig store støpeblokker med tilstrekkelig kvalitet bare kunnet fremstilles med meget høy innsats, men tekniske deformasjonsinnretninger står knapt til disposisjon for med en akseptabel innsats å realisere en tilstrekkelig høy varmegjennomknaing for rekrystallisasjon av godsstrukturen til en fmkornstruktur. Alloys with these compositions, such as the alloys CuCo2BeO,5 or CuNi2BeO,5, show disadvantages in the hot deformation due to the relatively high content of alloying elements. However, high degrees of hot deformation are necessary to obtain from the coarse-grained casting structure with a grain size of several millimeters a finer-grained product with a grain size < 1.5 mm (according to ASTM E 112). Especially for casting rolls of large format, sufficiently large ingots of sufficient quality could only be produced with a very high effort until now, but technical deformation devices are hardly available to realize with an acceptable effort a sufficiently high heat penetration for recrystallization of the material structure into a fm grain structure.

Utgående fra teknikkens stand ligger den oppgave til grunn for oppfinnelsen å fremskaffe en støpevalse som bestanddel for et to-valsestøpeanlegg, hvilket ved sluttdimensjonsnær støping av bånd av ikke-jernmetaller uten videre kan utsettes for avvekslende temperaturpåkjenninger og høye valsetrykk ved en høy stillstanstid. Based on the state of the art, the task underlying the invention is to provide a casting roll as a component for a two-roll casting plant, which, when casting strips of non-ferrous metals close to the final dimensions, can easily be exposed to varying temperature stresses and high roll pressures with a long standstill time.

Denne oppgave løses ved hjelp av støpevalsen som er angitt i patentkrav 1. Det er angitt en støpevalse for to-valsestøpeanlegg som ved sluttdimensjonsnær støping av bånd av ikke-jernmetaller utsettes for en vekslende temperaturpåkjenning og høye valsetrykk,karakterisert vedat den har en mantel av en utherdbar kobberlegering av - alltid uttrykt i vekr% - 0,4 % til 2 % kobolt, inntil 0,6 % nikkel, 0,1 % til 0,5 % berrylium, valgfritt 0,03 % til 0,5 % zirkonium, 0,005 % til 0,1 % magnesium og eventuelt maksimalt 0,15 % av minst ett element fra gruppen som omfatter niob, mangan, tantal, vanadium, titan, krom, cerium og hafnium, rest kobber innbefattende fremstillingsbetingede forurensninger og vanlige bearbei(lmgstilsetninger, hvor støpevalsen i det minste hva gjelder mantelen er fremstilt ved hjelp av bearbei(lmgstrinnene støping, varmedeformasjon, oppløsningsgløding ved 850 °C til 980 °C, kalddeformasjon inntil 30 % så vel som utherding ved 400 °C til 550 °C innenfor et tidsrom fra 4 til 32 h, hvor mantelen i utherdet tilstand oppviser en midlere kornstørrelse fra 30 um til 500 urn ifølge ASTM E 112, en hardhet av minst 185 HB, en konduktivitet mellom 30 og 36 Sm/mm , en 0,2 % elastisitetsgrense av minst 450 MPa og en bruddforlengelse av minst 12 %. This task is solved with the help of the casting roll specified in patent claim 1. A casting roll for two-roll casting plants is specified which, when casting strips of non-ferrous metals close to their final dimensions, is exposed to an alternating temperature stress and high roll pressures, characterized in that it has a mantle of a hardenable copper alloy of - always expressed in wt% - 0.4% to 2% cobalt, up to 0.6% nickel, 0.1% to 0.5% berrylium, optionally 0.03% to 0.5% zirconium, 0.005 % to 0.1% magnesium and possibly a maximum of 0.15% of at least one element from the group comprising niobium, manganese, tantalum, vanadium, titanium, chromium, cerium and hafnium, residual copper including manufacturing-related impurities and common processing additives, where the casting roll, at least as far as the mantle is concerned, is produced by means of processing (the steps of casting, heat deformation, solution annealing at 850 °C to 980 °C, cold deformation up to 30% as well as quenching at 400 °C to 550 °C within a period of 4 to 32 h, where the mantle in the cured state exhibits an average grain size from 30 µm to 500 µm according to ASTM E 112, a hardness of at least 185 HB, a conductivity between 30 and 36 Sm/mm, a 0.2% elastic limit of at least 450 MPa and an elongation at break of at least 12%.

Ved anvendelsen av CuCoBeZr(Mg)-legering med bevisst trinnvis lavt Co- og Be-innhold kan på den ene side en fremdeles tilstrekkelig utherdbarhet for materialet for oppnåelse av høy fasthet, hardhet og konduktivitet sikres, og på den annen side er bare små varmdeformasjonsgrader nødvendig for fullstendig rekrystallisasjon av støpestrukturen og innstilling av en finkornig struktur med tilstrekkelig plastisitet. By using CuCoBeZr(Mg) alloy with a deliberately stepwise low Co and Be content, on the one hand a still sufficient hardenability for the material to achieve high strength, hardness and conductivity can be ensured, and on the other hand only small degrees of hot deformation necessary for complete recrystallization of the casting structure and setting of a fine-grained structure with sufficient plasticity.

Takket være en slik utformet støpevalse som bestanddel for et to-valsestøpeanlegg lykkes det å øke hastigheten ved støping av et bånd av et ikke-jernmetall, spesielt av aluminium hhv. en aluminiumlegering, med mer enn det dobbelte sammenlignet med en valseanordning forsynt med rene stålmantler. Dessuten oppnås en tydelig forbedret overflatekvalitet for det støpte bånd. En betraktelig lengre stillstandstid for mantelen blir også sikret. Thanks to such a designed casting roll as a component of a two-roll casting plant, it is possible to increase the speed when casting a strip of a non-ferrous metal, especially of aluminum or an aluminum alloy, with more than double compared to a rolling device provided with pure steel jackets. In addition, a clearly improved surface quality is achieved for the cast strip. A considerably longer standstill time for the mantle is also ensured.

Støpevalsen kan være utformet som hul sylinder, hvilket vil si egenstiv uten kjerne. Overflaten som kommer i kontakt med båndene som skal støpes, kan imidlertid også være bestanddel av en mantel med en kjerne, spesielt en stålkjerne. Mantelen kan da være krympet på, valmet på eller trukket på en slik kjerne som bærer og deretter mekanisk klemt fast. The casting roll can be designed as a hollow cylinder, which means intrinsically rigid without a core. However, the surface that comes into contact with the bands to be molded can also be part of a jacket with a core, in particular a steel core. The mantle can then be shrunk on, rolled on or pulled onto such a core as a carrier and then mechanically clamped.

Det er dessuten tenkbart at ved anvendelse av en mantel kan denne være utformet med ett eller flere lag. It is also conceivable that, when using a mantle, this can be designed with one or more layers.

Omhyllingsflaten til støpevalsens overflate kan være sylindrisk eller utført med en bombering om eventuelt å kompensere for en valsegjennombøyning. The enveloping surface of the casting roll's surface can be cylindrical or made with a domed ring to possibly compensate for a roll deflection.

En ytterligere forbedring av mantelens mekaniske egenskaper, spesielt en økning av strekkfastheten, kan ifølge krav 2 med fordel oppnås derved at kobberlegeringen inneholder 0,03 % til 0,35 % zirkonium og 0,005 % til 0,05 % magnesium. A further improvement of the mantle's mechanical properties, in particular an increase of the tensile strength, can be advantageously achieved according to claim 2 by the copper alloy containing 0.03% to 0.35% zirconium and 0.005% to 0.05% magnesium.

Ifølge en ytterligere utførelsesform (krav 3) inneholder kobberlegeringen for mantelen en andel av < 1,0 % kobolt, 0,15 % til 0,3 % beryllium og 0,15 % til 0,3 % zirkonium. According to a further embodiment (claim 3), the copper alloy for the mantle contains a proportion of < 1.0% cobalt, 0.15% to 0.3% beryllium and 0.15% to 0.3% zirconium.

Det er dessuten fordelaktig dersom ifølge krav 4 forholdet mellom kobolt og berylhum i mantelens kobberlegering utgjør mellom 2 og 15. Spesielt utgjør ifølge krav 5 dette forhold mellom kobolt og beryllium 2,2 til 5. It is also advantageous if, according to claim 4, the ratio between cobalt and beryllium in the mantle's copper alloy is between 2 and 15. In particular, according to claim 5, this ratio between cobalt and beryllium is 2.2 to 5.

Ytterligere forbedringer av de mekaniske egenskaper for støpevalsen kan oppnås dersom mantelens kobberlegering inneholder inntil maksimalt 0,15 % av minst ett element fra gruppen som omfatter niob, mangan, tantal, vanadium, titan, krom, cerium og hafnium. Further improvements in the mechanical properties of the casting roll can be achieved if the mantle copper alloy contains up to a maximum of 0.15% of at least one element from the group comprising niobium, manganese, tantalum, vanadium, titanium, chromium, cerium and hafnium.

Når ifølge trekkene angitt i krav 7 mantelen er forsynt med et sjikt som reduserer varmegjennomslippbarheten hhv. utjevner varmeflyten, kan produktkvaliteten til det støpte bånd av et ikke-jernmetall, men spesielt av aluminium hhv. en aluminiumlegering, økes ytterligere. Dette sjikt blir med hensikt på grunn av driftsoppførselen til mantelen av en kobberlegering for spesielt et aluminiumbånd bevirket derved at ved begynnelsen av en støpe- og valseprosess et adhesjonssjikt dannes fra samvkkningen mellom kobber og aluminium på overflaten av mantelen, fra hvilket deretter under videre forløp av støpeprosessen aluminium trenger inn i kobberoverflaten og der kan danne et stabilt motstandsdyktig diffusjonssjikt hvis tykkelse og egenskap er i det vesentlige bestemt av støpehastighet og avkjølingsbetingelser. Herved blir aluminiumbåndets overflatekvalitet forbedret og følgelig produktkvaliteten tydelig forhøyet. When, according to the features specified in claim 7, the mantle is provided with a layer that reduces heat permeability or equalizes the heat flow, the product quality of the cast strip of a non-ferrous metal, but especially of aluminum or an aluminum alloy, is further increased. This layer is purposefully formed due to the operational behavior of the sheath of a copper alloy for especially an aluminum strip caused by the fact that at the beginning of a casting and rolling process an adhesion layer is formed from the contact between copper and aluminum on the surface of the sheath, from which then during the further course of the casting process aluminum penetrates the copper surface and there can form a stable resistant diffusion layer whose thickness and properties are essentially determined by casting speed and cooling conditions. In this way, the aluminum strip's surface quality is improved and, consequently, the product quality is clearly increased.

Med trekkene ifølge krav 8 kan mantelens varighet forlenges enda mer. With the features according to claim 8, the duration of the mantle can be extended even more.

Støpevalsens overflate kan ifølge krav 9 være glatt utformet. Denne utforming kan spesielt oppnås ved hjelp av valsing. På denne måte blir tryldcspenninger indusert i randsonen, hvilket muliggjør en ytterligere motstand mot rissdannelse og rissforplantning, for å øke støpevalsens levetid. According to claim 9, the surface of the casting roll can be smooth. This design can in particular be achieved by means of rolling. In this way, magnetic stresses are induced in the edge zone, which enables a further resistance to crack formation and crack propagation, in order to increase the lifetime of the casting roll.

Det er videre tenkbart at ifølge krav 10 støpevalses overflate er teksturert. En teksturering kan for eksempel finne sted ved hjelp av sponskjæring, rulling, erodering eller stråler. Ved hjelp av slike forholdsregler kan varmeovergangskoeffisienten med hensikt påvirkes. It is also conceivable that, according to claim 10, the casting roll's surface is textured. A texturing can take place, for example, by means of chip cutting, rolling, eroding or jets. With the help of such precautions, the heat transfer coefficient can be intentionally influenced.

Endelig kan det ifølge oppfinnelsen også være mulig at, i henhold til krav 11, et stoff med én i forhold til varmeledningsevnen til kobber lavere varmeledningsevne blir innleiret i fordypningene dannet ved hjelp av en teksturering. Finally, according to the invention, it may also be possible that, according to claim 11, a substance with a lower thermal conductivity compared to the thermal conductivity of copper is embedded in the depressions formed by texturing.

Et slikt stoff kan foruten et metallisk materiale, som spesielt nikkel eller en nikkellegering, også være et keramisk materiale. En slik fylling av fordypningene dannet ved hjelp av en teksturering i støpevalsens overflate tjener til oppnåelse av gode overflatekvaliteter og å sikre en vedvarende påvkkning av varmeledningsevnen. In addition to a metallic material, such as nickel or a nickel alloy in particular, such a substance can also be a ceramic material. Such a filling of the depressions formed by means of a texturing in the surface of the casting roll serves to achieve good surface qualities and to ensure a sustained increase in thermal conductivity.

Oppfinnelsen vil bli nærmere forklart i det følgende. Ved hjelp av syv legeringer for mantelen til en støpevalse (legeringer A til G) og tre sammenhgningslegeringer (H til J) blir det vist hvor kritisk sammensetningen er for å oppnå den etterstrebede egenskaps kombinasjon. The invention will be explained in more detail below. Using seven alloys for the mantle of a casting roll (alloys A to G) and three joining alloys (H to J), it is shown how critical the composition is to achieve the desired property combination.

Alle legeringer ble smeltet i en digelovn og støpt til rundblokker med det samme format. Sammensetningen i vektprosenter er angitt i den etterfølgende Tabell 1. Tilsetningen av magnesium tjener til forhåndsdesoksidasjon av smeiten, og zkkomumtilsetningen innvirker positivt på varmplastisiteten. All alloys were melted in a crucible furnace and cast into round ingots of the same format. The composition in weight percentages is indicated in the following Table 1. The addition of magnesium serves to pre-deoxidize the melt, and the zinc addition has a positive effect on hot plasticity.

i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i

Legeringene ble deretter presset til flatstenger med et lavt presseforhold The alloys were then pressed into flat bars at a low compression ratio

(= støpeblokkens tverrsnitt/presstangens tverrsnitt) av 5,6:1 på en stangpresse ved 950 °C. Legeringene ble deretter utsatt for en oppløsningsgløding i minst 30 minutter over 850 °C med påfølgende bråkjøling i vann og deretter utherdet i 4 til 32 h i temperaturområdet mellom 400 °C og 550 °C. De egenskapskombinasjoner som er oppført i den etterfølgende Tabell 2 ble oppnådd. (= ingot cross-section/press bar cross-section) of 5.6:1 on a bar press at 950 °C. The alloys were then subjected to a solution annealing for at least 30 minutes above 850 °C with subsequent quenching in water and then hardened for 4 to 32 h in the temperature range between 400 °C and 550 °C. The property combinations listed in the following Table 2 were obtained.

Rm = strekkfasthet Rm = tensile strength

Rpo,2= 0,2 % elastisitetsgrense Rpo,2= 0.2% elastic limit

A = bruddforlengelse A = elongation at break

HB = brinellhardhet HB = Brinell hardness

Som det vil fremgå av egenskapskombinasjonene oppnås for legeringene ifølge oppfinnelsen for fremstilling av en mantel til en støpevalse den etterstrebede rekrystalliserte finkomstruktur med en tilsvarende god bruddforlengelse. For forsøkslegeringene H til J foreligger en kornstørrelse over 1,5 mm, hvorved materialets plastisitet blir redusert. As will be apparent from the property combinations, the desired recrystallized fine-composite structure with a correspondingly good elongation at break is achieved for the alloys according to the invention for the production of a mantle for a casting roll. For the test alloys H to J, there is a grain size above 1.5 mm, whereby the plasticity of the material is reduced.

En ytterligere fasmetsøkning kan oppnås ved kalddeformasjon før utherdingen. I den etterfølgende Tabell 3 er egenskapskombinasjoner for legeringene A til J gjengitt ved hvilke oppnås ved oppløsningsgløding av det pressede materiale i minst 30 minutter over 850 °C med påfølgende bråkjøling i vann, 10 % til 15 % kaldvalsing (tverrsnittsreduksjon) og påfølgende utherding i 2 til 32 timer i temperaturområdet mellom 400 °C og 550 °C. A further phase increase can be achieved by cold deformation before hardening. In the subsequent Table 3, property combinations for the alloys A to J are reproduced, which are obtained by solution annealing of the pressed material for at least 30 minutes above 850 °C with subsequent quenching in water, 10% to 15% cold rolling (cross-sectional reduction) and subsequent hardening for 2 to 32 hours in the temperature range between 400 °C and 550 °C.

Legeringene A til G ifølge oppfinnelsen oppviser igjen gode bruddforlengelser og en kornstørrelse under 0,5 mm mens sammenligningslegeringene H til J oppviser et grovt korn med en kornstørrelse over 1,5 mm og lavere bruddforlengelsesverdier. Således besitter disse kobberlegeringer entydige bearbeidingsfordeler ved fremstillingen av mantler, spesielt for større støpevalser i to-valsestøpeanlegg, hvorved det blir mulig å oppnå et finkornig sluttprodukt med optimale grunnegenskaper for anvendelsesområdet. The alloys A to G according to the invention again exhibit good elongation at break and a grain size below 0.5 mm, while the comparison alloys H to J exhibit a coarse grain with a grain size above 1.5 mm and lower elongation at break values. Thus, these copper alloys have clear processing advantages in the production of mantles, especially for larger casting rolls in two-roll casting plants, whereby it becomes possible to obtain a fine-grained end product with optimal basic properties for the area of application.

Claims (11)

1. Støpevalse for to-valsestøpeanlegg som ved sluttdimensjonsnær støping av bånd av ikke-jernmetaller utsettes for en vekslende temperaturpåkjenning og høye valsetrykk,karakterisert vedat den har en mantel av en utherdbar kobberlegering av - alltid uttrykt i vekt% - 0,4 % til 2 % kobolt, inntil 0,6 % nikkel, 0,1 % til 0,5 % berrylium, valgfritt 0,03 % til 0,5 % zirkonium, 0,005 % til 0,1 % magnesium og eventuelt maksimalt 0,15 % av minst ett element fra gruppen som omfatter niob, mangan, tantal, vanadium, titan, krom, cerium og hafnium, rest kobber innbefattende fremstillingsbetingede forurensninger og vanlige bearbeidingstilsetninger, hvor støpevalsen i det minste hva gjelder mantelen er fremstilt ved hjelp av bearbei(lmgstrinnene støping, varmedeformasjon, oppløsningsgløding ved 850 °C til 980 °C, kalddeformasjon inntil 30 % så vel som utherding ved 400 °C til 550 °C innenfor et tidsrom fra 4 til 32 h, hvor mantelen i utherdet tilstand oppviser en midlere kornstørrelse fra 30 um til 500 um ifølge ASTM E 112, en hardhet av minst 185 HB, en konduktivitet mellom 30 og 36 Sm/mm , en 0,2 % elastisitetsgrense av minst 450 MPa og en bruddforlengelse av minst 12 %.1. Casting roll for two-roll casting plants which, when casting strips of non-ferrous metals close to final dimensions, are exposed to an alternating temperature stress and high roll pressures, characterized in that it has a mantle of a hardenable copper alloy of - always expressed in weight% - 0.4% to 2 % cobalt, up to 0.6% nickel, 0.1% to 0.5% berrylium, optionally 0.03% to 0.5% zirconium, 0.005% to 0.1% magnesium and optionally a maximum of 0.15% of at least one element from the group comprising niobium, manganese, tantalum, vanadium, titanium, chromium, cerium and hafnium, residual copper including production-related impurities and common processing additives, where the casting roll, at least as far as the mantle is concerned, has been produced by means of processing (the steps of casting, heat deformation , solution annealing at 850 °C to 980 °C, cold deformation up to 30% as well as quenching at 400 °C to 550 °C within a period of 4 to 32 h, where the mantle in the quenched state exhibits an average grain size from 30 µm to 500 um according to ASTM E 112, a hardness of at least 185 HB, a conductivity between 30 and 36 Sm/mm, a 0.2% yield strength of at least 450 MPa and an elongation at break of at least 12%. 2. Støpevalse ifølge krav 1, karakterisert vedat kobberlegeringen inneholder 0,03 % til 0,35 % zirkonium og 0,005 % til 0,05 % magnesium.2. Casting roll according to claim 1, characterized in that the copper alloy contains 0.03% to 0.35% zirconium and 0.005% to 0.05% magnesium. 3. Støpevalse ifølge krav 1 eller 2, karakterisert vedat kobberlegeringen inneholder en andel kobolt som er mindre enn 1,0 %, 0,15 % til 0,3 % beryllium og 0,15 % til 0,3 % zirkonium.3. Casting roll according to claim 1 or 2, characterized in that the copper alloy contains a proportion of cobalt which is less than 1.0%, 0.15% to 0.3% beryllium and 0.15% to 0.3% zirconium. 4. Støpevalse ifølge ett av kravene 1 til 3, karakterisert vedat i kobberlegeringen utgjør forholdet mellom kobolt og berylhum mellom 2 og 15.4. Casting roll according to one of claims 1 to 3, characterized in that in the copper alloy the ratio between cobalt and beryllium is between 2 and 15. 5. Støpevalse ifølge krav 4, karakterisert vedat i kobberlegeringen utgjør forholdet mellom kobolt og berylhum mellom 2,2 og 5.5. Casting roll according to claim 4, characterized in that in the copper alloy the ratio between cobalt and beryllium is between 2.2 and 5. 6. Støpevalse ifølge ett av kravene 1 til 5, karakterisert vedat kobberlegeringen inneholder inntil maksimalt 0,15 % av minst ett element fra gruppen omfattende niob, mangan, tantal, vanadium, titan, krom, cerium og hafnium.6. Casting roll according to one of claims 1 to 5, characterized in that the copper alloy contains up to a maximum of 0.15% of at least one element from the group comprising niobium, manganese, tantalum, vanadium, titanium, chromium, cerium and hafnium. 7. Støpevalse ifølge ett av kravene 1 til 6, karakterisert vedat mantelen er forsynt med et sjikt som reduserer varmegjenoppslippbarheten.7. Casting roll according to one of claims 1 to 6, characterized in that the mantle is provided with a layer that reduces heat re-emission. 8. Støpevalse ifølge krav 7, karakterisert vedat sjiktet oppviser en høy overflatehardhet.8. Casting roll according to claim 7, characterized in that the layer exhibits a high surface hardness. 9. Støpevalse ifølge ett av kravene 1 til 8, karakterisert vedat dens overflate er glatt utformet.9. Casting roll according to one of claims 1 to 8, characterized in that its surface is smoothly designed. 10. Støpevalse ifølge ett av kravene 1 til 8, karakterisert vedat dens overflate er teksturert.10. Casting roll according to one of claims 1 to 8, characterized in that its surface is textured. 11. Støpevalse ifølge krav 10, karakterisert vedat i fordypningene dannet ved tekstureringen er et stoff innleiret med en varmeledningsevne som er lavere sammenlignet med varmeledningsevnen til kobber.11. Casting roll according to claim 10, characterized in that in the recesses formed by the texturing, a substance is embedded with a thermal conductivity which is lower compared to the thermal conductivity of copper.
NO20025563A 2001-11-21 2002-11-20 Casting roll for a two-roll casting plant NO340437B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10156926 2001-11-21
DE10224268A DE10224268A1 (en) 2001-11-21 2002-05-31 Casting roll for a two-roll casting plant

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO20025563D0 NO20025563D0 (en) 2002-11-20
NO20025563L NO20025563L (en) 2003-05-22
NO340437B1 true NO340437B1 (en) 2017-04-24

Family

ID=26010619

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20025563A NO340437B1 (en) 2001-11-21 2002-11-20 Casting roll for a two-roll casting plant

Country Status (10)

Country Link
US (1) US20030094219A1 (en)
EP (1) EP1314495B1 (en)
JP (1) JP4295492B2 (en)
KR (1) KR100961239B1 (en)
CN (1) CN1419982A (en)
BR (1) BR0204713A (en)
CA (1) CA2410245C (en)
MX (1) MXPA02010879A (en)
NO (1) NO340437B1 (en)
TW (1) TW590822B (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1727630B1 (en) * 2003-12-01 2007-12-05 SMS Demag Aktiengesellschaft Reel driving device comprising driving rolls provided with a cast envelope
CN101333609B (en) * 2007-06-28 2011-03-16 周水军 Low copper beryllium mold material for gravitation and low-pressure casting and production process thereof
DE102008015096A1 (en) * 2008-03-19 2009-09-24 Kme Germany Ag & Co. Kg Process for producing molded parts and molded parts produced by the process
DE102019214056A1 (en) * 2019-09-16 2021-03-18 Aktiebolaget Skf ROLL COVER, ROLL BODY AND PROCESS
CN113234956B (en) * 2021-05-14 2022-05-24 中铝沈阳有色金属加工有限公司 Vacuum casting method for large-tonnage chromium-zirconium-copper cast ingot

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4179314A (en) * 1978-12-11 1979-12-18 Kawecki Berylco Industries, Inc. Treatment of beryllium-copper alloy and articles made therefrom
JPH02166248A (en) * 1988-12-19 1990-06-26 Chuetsu Gokin Chuko Kk Mold material for precipitation hardening continuous casting
EP0548636A1 (en) * 1991-12-24 1993-06-30 KM Europa Metal Aktiengesellschaft Use of an hardenable copper alloy
EP0774525A1 (en) * 1995-11-17 1997-05-21 Ngk Insulators, Ltd. Copper alloy mold for casting aluminium or aluminium alloy

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3830644A (en) * 1969-09-19 1974-08-20 Hitachi Shipbuilding Eng Co Copper alloy for plastic-working molds
US4377424A (en) * 1980-05-26 1983-03-22 Chuetsu Metal Works Co., Ltd. Mold of precipitation hardenable copper alloy for continuous casting mold
US4657601A (en) * 1983-11-10 1987-04-14 Brush Wellman Inc. Thermomechanical processing of beryllium-copper alloys
US4599120A (en) * 1985-02-25 1986-07-08 Brush Wellman Inc. Processing of copper alloys
JPS6260879A (en) * 1985-09-10 1987-03-17 Ngk Insulators Ltd Wear resistant copper alloy member
JPH02111835A (en) * 1988-10-20 1990-04-24 Chuetsu Gokin Chuko Kk Mold material for electromagnetic stirring
JP3303623B2 (en) * 1995-09-22 2002-07-22 三菱マテリアル株式会社 Method for producing copper alloy mold material for steelmaking continuous casting and mold produced thereby
JP2971790B2 (en) * 1995-10-16 1999-11-08 日本碍子株式会社 Casting mold with excellent thermal conductivity-hardness balance
FR2750438B1 (en) * 1996-06-27 1998-08-07 Usinor Sacilor METHOD AND INSTALLATION FOR ELECTROLYTIC COATING WITH A METAL LAYER OF THE SURFACE OF A CYLINDER FOR CONTINUOUS CASTING OF THIN METAL STRIPS
DE10018504A1 (en) * 2000-04-14 2001-10-18 Sms Demag Ag Use of a hardenable copper alloy containing beryllium and nickel for molds for producing plates for thin slab continuous casting molds
DE10156925A1 (en) * 2001-11-21 2003-05-28 Km Europa Metal Ag Hardenable copper alloy as a material for the production of casting molds

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4179314A (en) * 1978-12-11 1979-12-18 Kawecki Berylco Industries, Inc. Treatment of beryllium-copper alloy and articles made therefrom
JPH02166248A (en) * 1988-12-19 1990-06-26 Chuetsu Gokin Chuko Kk Mold material for precipitation hardening continuous casting
EP0548636A1 (en) * 1991-12-24 1993-06-30 KM Europa Metal Aktiengesellschaft Use of an hardenable copper alloy
EP0774525A1 (en) * 1995-11-17 1997-05-21 Ngk Insulators, Ltd. Copper alloy mold for casting aluminium or aluminium alloy

Also Published As

Publication number Publication date
JP4295492B2 (en) 2009-07-15
MXPA02010879A (en) 2004-07-16
CA2410245A1 (en) 2003-05-21
TW590822B (en) 2004-06-11
KR100961239B1 (en) 2010-06-03
BR0204713A (en) 2003-09-16
NO20025563L (en) 2003-05-22
NO20025563D0 (en) 2002-11-20
CA2410245C (en) 2017-03-21
JP2003191056A (en) 2003-07-08
EP1314495B1 (en) 2017-01-11
EP1314495A2 (en) 2003-05-28
US20030094219A1 (en) 2003-05-22
KR20030041833A (en) 2003-05-27
EP1314495A3 (en) 2003-12-10
CN1419982A (en) 2003-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9994933B2 (en) Copper alloy sheet and method for producing same
EP2475794B1 (en) Aluminum alloy casting and production method thereof
EP2664687B1 (en) Improved free-machining wrought aluminium alloy product and manufacturing process thereof
EP1524324B1 (en) Aluminum alloys for casting, aluminum alloy castings and manufacturing method thereof
RU2307000C2 (en) Dispersion hardened copper alloy as material for making casting molds
JP4780601B2 (en) Magnesium alloy plate excellent in press formability and manufacturing method thereof
JP2011202283A (en) Aluminum alloy, aluminum alloy foil, container and method of preparing aluminum alloy foil
US20130112323A1 (en) Formable aluminum alloy sheet
NO333575B1 (en) Aluminum alloy with high strength and high thermal conductivity for use in heat exchanger ribs
KR20210005328A (en) Sputtering target and manufacturing method therefor
EP1975263A1 (en) Aluminum alloys for high-temperature and high-speed forming, processes for production thereof, and process for production of aluminum alloy forms
RU2102515C1 (en) Thermally strengthened copper alloy
RU2002131254A (en) DISPERSION-HARDING COPPER ALLOY AS A MATERIAL FOR PRODUCING CASTING FORMS
JP4145242B2 (en) Aluminum alloy for casting, casting made of aluminum alloy and method for producing casting made of aluminum alloy
JP5237801B2 (en) Doped iridium with improved high temperature properties
NO340437B1 (en) Casting roll for a two-roll casting plant
JP3286982B2 (en) Mold material
JP2006144044A (en) Magnesium alloy sheet having superior deep-drawability, and manufacturing method therefor
KR910004078B1 (en) Molding member and water-cooled rotary roller member for quench solidification
JP2007070672A (en) Manufacturing method of aluminum alloy thick plate with excellent fatigue characteristics
FI91088C (en) Use of a copper mixture as a raw material for extruder castings
EP3940100A1 (en) Aluminium alloys for manufacturing of aluminium cans by impact extrusion
EP3940099A1 (en) Aluminium alloys for manufacturing of aluminium cans by impact extrusion
US20050158204A1 (en) Method of production of broadside plates for continuous casting molds
JP2001294975A (en) Composite roll for rolling

Legal Events

Date Code Title Description
CHAD Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften)

Owner name: KME GERMANY GMBH & CO KG, DE

MK1K Patent expired