[发明专利]包含外表面上的金属镀层的铜或铜合金冷却壁的金属连铸结晶器部件以及镀层的方法

说明书

本发明涉及金属连铸结晶器部件。更确切地说，它涉及包括具有在其铜或铜合金壁外表面的镀层的结晶器部件，形成该镀层的方法以及在该镀层磨损后对其加以恢复的方法，金属如钢的凝固过程开始于所述结晶器中。

金属比如钢的连铸是在无底板结晶器中进行的。在所述壁上，结晶器被冷却剂如水的内循环强制冷却。液态金属与所述壁的外表面接触。并随即在其上开始凝固。所述壁必须由热传导性能极好的材料制成，以便它们能够在短时间内将金属上的热量充分散失掉。一般而言，铜或者铜的一种合金，例如含铬和锆的铜合金，适于用作此目的。

一般地，要与液态金属接触的这些壁的表面，其上镀覆有一镍层，所述镍层的初始厚度可以达3mm。该镍层就形成铜的一个保护层，使铜不致于受到过大的热应力和机械应力的作用。

在结晶器使用过程中，所述镍层会磨损。因此，必须采用将剩余厚度完全去掉，然后再沉积一层新镍层的方法来使镍层得到周期性地恢复，而这样的恢复工作的花费比对已磨损的铜壁作完全更换要低得多。通常，一旦镍层厚度减至约0.6mm，就要对其进行恢复。

因此，这种镍层在结晶器壁上的沉积是此类铸机使用前的一个重要的准备阶段，而且，同时对费用，使用性能以及其粘附质量进行优化很重要。尤其对于用来铸造厚度为几个mm的带材形式的黑色金属产品的铸机而言更是如此，这样的黑色金属产品是不需要随后再进行热轧的。目前正处于开发过程中的这类铸机包括一个结晶器，该结晶器的构成为两个围绕各自处于水平态的轴沿相反方向旋转的轧辊，以及两个压在轧辊端部的耐火侧板。这些轧辊直径可达1500mm，其宽度对于本实验设备而言，大致为600-1300mm。然而，从长远看，所述宽度须达1300-1900mm，以满足工业设备生产率的要求。这些轧辊包含一个钢芯，围绕着所述钢芯固定有一个铜或铜合金的辊套，辊套被钢芯和辊套之间的循环水冷却，或着，更普遍地被辊套内部的循环水冷却。必须用镍镀覆的正是所述辊套的外表面，或许很容易想到，由于该辊套的形状和尺寸，其镀覆将比传统连铸结晶器壁的镀覆更为复杂，传统连铸结晶器或由管状元件制成，或由平板装配而成，而且其尺寸小得多。对于铸造轧辊的辊套而言，对沉积镍的方法进行优化尤其重要，其原因是：

-由于没有随后的热轧，因此带材上可能因镍层的质量较差所致的表面缺陷，从最终产品的角度看，会存在redhibitory的危险；

-由于在辊套使用前要在其上沉积镍的数量，以及镍层的恢复工作开始时要去掉的镍的数量都比较大，这说意味着，需要消耗大量的电能以及需花费非常多的时间，尤其是在镀镍时，典型的时间为几天。

将镍从辊套上完全去除的工作必须在镍层恢复工作之前进行，这一去除工作也是非常重要的。一方面，去除的完全程度在很大程度上决定着随后要沉积的镍层的质量，尤其是镍层与辊套间的粘附性，因为已证明，沉积一个与旧镍层粘附良好的新镍层非常困难。另一方面，所述镍的去除工作须在不使辊套的铜有大量损耗的条件下进行，辊套是一种极其昂贵的部件，其使用寿命必须尽可能地延长。尤其是后面的这一要求，实际上排除了采用纯机械方法来进行镍的去除，因为该方法的精度不足以保证在将镍完全去除的同时，以使辊套整个表面上的铜受到保护。

其它的铸造方法是通过在单个旋转的轧辊的圆周面上沉积液态金属来铸造还要更薄的金属带材，所述的轧辊可能也由一个钢芯和一个铜冷却辊套组成。刚刚描述过的镀覆辊套表面中的问题在此以完全相同的方式存在。

本发明的目的是提供一种对连铸结晶器的铜或铜合金壁的外表面进行镀覆的方法，该方法总体上比通常的在所述表面沉积镍层的方法更经济。本发明的方法应该也能使结晶器的壁具有至少与沉积镍层相当的性能和质量。所述方法也应包括对所述表面进行周期性恢复的方法。这种方法应该尤其适合用于双辊式或单辊式铸机的辊套的镀覆。

为此，本发明的主题是金属连铸用的结晶器上的一个部件，它包括一个铜或铜合金的冷却壁，所述壁用以和液态金属接触并在壁的外表面上有一层金属镀层，其特征在于所述的镀层由一层银层组成。在本发明的一个优选的应用中，所述壁是一个进行金属薄带的双辊式或单辊式连铸的铸机的轧辊辊套。

本发明的主题也包括一种在金属连铸结晶器的一个部件的铜或铜合金冷却壁外表面上镀覆金属层的方法，其特征在于该镀层是通过在所述表面上沉积一层银而得到的，优选采用电解的方法。所述电解方法用于裸露的铜或铜合金壁上，并包括下列步骤：

-对所述壁进行清洗；

-在氧化性酸介质中酸洗所述的壁；