(57)【要約】本発明は、連続鋳造鋳型（２）を電解コーティングする方法に関し、その方法により、鋳型キャビティ（３）を画定する該連続鋳造鋳型（２）の内面（４）が、意図する鋳型キャビティ寸法を達成又は再達成するためにコーティング材料でコーティングされる。この方法には、カソードとしての連続鋳造鋳型（２）と、鋳型キャビティ（３）に配置されたアノード（７）と、コーティング材料を含有する電解質（２５）とが用いられる。コーティング材料のキャリヤーとして作用する電解質（２５）は、制御された形で連続鋳造鋳型（２）の鋳型キャビティ（３）を通って流れる。電解コーティングの際に、鋳型キャビティの内面のみが電解質と接触するようになるため、連続鋳造鋳型の外面は覆われる必要がない。機械的性質は、領域全体にわたりその大部分を均一に維持することができる。コーティングは、従来法の場合よりも速やかに達成することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続鋳造鋳型（２）を電解コーティングする方法であり、鋳型キャビティ（３）を画定する該連続鋳造鋳型（２）の内面（４）が、意図する鋳型キャビティ寸法を達成又は再達成するためにコーティング材料でコーティングされ、カソードとしての該連続鋳造鋳型（２）と、該鋳型キャビティ（３）に配置されたアノード（７）と、該コーティング材料を含有する電解質（２５）とが用いられる方法であって、該コーティング材料のキャリヤーとして作用する該電解質（２５）が、制御された形で該連続鋳造鋳型（２）の該鋳型キャビティ（３）を通って流れることを特徴とする、連続鋳造鋳型（２）を電解コーティングする方法。
【請求項２】
銅、ニッケル又はクロムが、前記コーティング材料として使用され、それぞれの場合において、酸化物として前記電解質（２５）に計量され導入されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
メタンスルホン酸、シアン化物、又は硫酸を含有する電解質（２５）が使用されることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項４】
複合アノードとして構成することもできる不溶性の形態で使用される前記アノード（７）が、白金若しくは混合セラミックでコーティングされたチタン材料から構成されるか又は鉛から構成されることを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記電解質（２５）が、前記鋳型キャビティ（３）の内面（４）で囲まれ、ベースピース（６）とヘッドピース（５）による面で閉鎖された反応器空間にポンプ（１６）を用いて送られ、該反応器空間から該ポンプ（１６）に戻されることを特徴とする、請求項１〜４の何れか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記アノード（７）及び／又は前記連続鋳造鋳型（２）が、それらの縦軸の周りに回転可能に構成され、その結果、コーティングの際の回転が可能となることを特徴とする、請求項１〜５の何れか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記連続鋳造鋳型（２）が、コーティングの前に、リンスプロセス、特にはカスケードリンスにより洗浄されることを特徴とする、請求項１〜６の何れか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記連続鋳造鋳型（２）が、前記コーティング、好ましくは前記リンスのために閉じた系に組み込まれることを特徴とする、請求項１〜７の何れか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記連続鋳造鋳型（２）が、銅、アルミニウム若しくはニッケルなどの金属材料若しくは複合材料；プラスチック若しくは複合プラスチック；又はセラミック材料若しくは他の材料から作製されることを特徴とする、請求項１〜８の何れか１項に記載の方法。
【請求項１０】
整流装置が提供され、それにより、均一な層の適用を達成するため、電流の方向を周期的に反転させることができることを特徴とする、請求項１〜９の何れか１項に記載の方法。
【請求項１１】
銅が使用される場合に、その非常に高い塩素含有量を洗浄／溶解プロセスにより低減した商業的に入手可能な酸化銅が前もって使用されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記連続鋳造鋳型（２）が、操作中により大きな摩耗の生じる幾つかの領域のみコーティングされるか、又はこれらの領域においてより厚くコーティングされることを特徴とする、請求項１〜１１の何れか１項に記載の方法。
【請求項１３】
例えば、銅、ニッケル又はクロムなどの前記コーティング材料が、前記アノードとして用いられることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記コーティング操作の際、幾つかの領域、特には前記連続鋳造鋳型の縁領域において、他の領域と同じ厚さの層が堆積されるように、前記コーティング材料の粒子が電磁場によって導かれることを特徴とする、請求項１〜１３の何れか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前段に記載の連続鋳造鋳型を電解コーティングする方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
連続鋳造鋳型は、鋳造の際に一定の摩耗損傷を受けるので、鋳型キャビティ、したがって同様に、鋳造鋳片の断面寸法が次第に大きくなる。それゆえ、一定数の作業サイクルの後、特定の連続鋳造鋳型は、新しい鋳造鋳型と取り替えるか又は再生しなければならない。
【０００３】
鋳型キャビティの最初の幾何学的形状又は鋳型キャビティの意図する寸法を回復するため、鋳型を再生する様々な方法が公知である。例えば、マンドレル上で鋳型を爆発成形することにより再生を実施することができる。この方法は、比較的複雑で、費用がかかり、環境を汚染するだけでなく、鋳型の外形を変形させるものであり、鋳型周辺に存在する水隙の拡大を必要とし、結果として、鋳型の冷却に不利な影響を及ぼす。鋳型がまず外側から圧縮され、次いで鋳型キャビティが内面研削又は内面転削によって最初の内部寸法にされる、鋳型を再構築するための他の公知のプレス方法もまた後者の不利を有する。
【０００４】
最後に、ヨーロッパ特許第０２８２７５９号明細書から、内表面を電解コーティングすることにより、連続鋳造鋳型の鋳型キャビティを意図する寸法に戻すことが知られている。この電解コーティングにより鋳型キャビティを画定する。この一般的な方法では、カソードとして作用する鋳型は、鋳型キャビティ中に配置された穴の開いたアノードバスケットとともに電解質浴（硫酸銅浴）に浸され、可溶性の銅ピース（立方体、球、ディスク）で満たされる。直流を接続すると、銅が電解質浴から分離して、鋳型の表面に堆積し、溶解したアノードの銅が、電解質浴から分離した銅の後を継ぐ。比較的低い電流密度、例えば、約１５Ａ／ｄｍ２の電流密度がこの浸漬電解法で達成される。経験的に、通常、断面が多角形である鋳型キャビティの電解ディップコーティングの場合には、層は角の領域で不十分な厚さになる恐れがある。即ち、層厚が他の領域の約４分の１から１０分の１しかない。この不均一層の形成は、特別なアノードの幾何学的形状により部分的にしか改善することができない。このことは、更なる機械的な再生が必要であることを意味する。
【０００５】
厚層の製造の場合には、さらに、密閉キャビティとのコーナーブリッジ（corner bridges）が形成される恐れがあり、その結果、鋳型が使用できなくなる。電解ディップコーティングの更なる不利は、鋳型の外面を電解処理に対して不活性な材料で覆わなければならないということである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、多角形断面の鋳型キャビティを有する連続鋳造鋳型においてさえ、問題の帯域が鋳型キャビティの角の領域に生じることなく、鋳型キャビティの意図する寸法を可能な限り簡単に達成又は再達成できる上記タイプの方法を提案するという目的に基づいている。さらには、コーティングされるべき連続鋳造鋳型は、その外部寸法が可能な限り変化しないままであるほうがよい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本目的は、請求項１の特徴を有する方法により本発明に従って達成される。
【０００８】
本発明の好ましい更なる実施態様は、従属請求項の主題を形成する。
【０００９】
本発明による方法では、不溶性のアノードを用いて、電解質がカソードを形成する連続鋳造鋳型の鋳型キャビティを通って流体力学的に制御可能なように流れる。電解質のみがコーティング材料を供給し、再生を必要としない寸法の正確な耐摩耗性材料の薄層と（多くとも最小の再生である）厚層の両方を適用することが可能である。というのも、層の形成が角の弱点なく均一であるためである。電解コーティングの際に、鋳型キャビティの内面のみが電解質と接触するようになるため、連続鋳造鋳型の外面が覆われる必要がないということは本発明による方法の重要な利点である。さらには、断続的なアノード／カソード極の反転も可能であり、その場合には、コーティング材料のパルス堆積を達成でき、コーティングに影響を与えることができる。
【００１０】
例えば、硬さなどの機械的性質と、とりわけさらにコーティングの構造的形態が、領域全体にわたりその大部分を均一に維持できるということは、特有の利点として強調されるべきである。このコーティングは、従来法の場合よりも速やかに達成することができる。被覆表面のすじ（gristle）の形成も大幅に抑えることができる。
【００１１】
本発明は、図面を用いて以下により詳細に説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、意図する鋳型キャビティの寸法を達成又は再達成するために、耐摩耗性コーティング材料によって連続鋳造設備２の鋳型キャビティ３を画定する内面４の電解コーティングに関して想定される装置１を単に概略的な形で示している。鋳型キャビティ３は、例えば、長方形又は正方形の断面を有することができ、そうして内面４によって画定することができる。しかしながら、この鋳型はまた、別の鋳型キャビティ断面を有する鋳型（例えば、円形、多角形、縦方向に曲がっている）又はいわゆるドッグボーン鋳型であることもできる。
【００１３】
鋳型キャビティ３を貫くアノード７によって互いに接続されたヘッドピース５とベースピース６は、連続鋳造鋳型２の面に割り当てられる。連続鋳造鋳型２の面上の封止用エレメント８、９によって鋳型キャビティ３を封止する。さらに、アノード７が、ヘッドピース５とベースピース６の中に封止するようにして挿入される。シール１３、１４を参照。ベースピース６とヘッドピース５の両方が、少なくともそれぞれの場合に１つ、好ましくは複数の開口１１及び１２をそれぞれ備えており（図１では、それぞれの場合に１つの開口１１、１２が示されている）、電解コーティング用の電解質２５をそれ以外はきつく閉じた鋳型キャビティ３に導入するための、及びそこから排出するための吸入口及び排出口を形成し、この鋳型キャビティ３が反応器空間を形成している。電解質２５は、貯蔵器１５からポンプ１６により流体力学的に制御可能に反応器空間へ、底部からベースピース６を介して送られ、ヘッドピース５に関して（圧力なしで）オーバーフローして、貯蔵器１５そしてポンプ１６へと戻される。コーティング材料が計量されて、容器１８から酸化物として電解質２５に送られる。
【００１４】
電解コーティングのために、カソードとしての連続鋳造鋳型２と、示される羽根７’を有するアノード７とを直流源２０に接続して、それにより直流回路を形成することができる。同時に、封止用エレメント８、９又はシール１３、１４が絶縁作用を有する。アノードは、その断面形状が鋳型キャビティ３の断面形状に適合している。多角形の鋳型キャビティに関しては、対応する角柱アノードが使用される。アノードは、特には白金若しくは混合セラミックでコーティングされたチタン材料から作製されるか又は鉛から作製される。それは複合アノードとして構成することもできる。しかしながら、原則としては、例えば、銅、ニッケル又はクロムなどのコーティング材料をアノードに含めることもでき、その場合には、固体又はピースの形態で提供される。
【００１５】
本発明による方法は、例えば、銅、ニッケル又はクロムの層を適用するのに好適である。コーティング材料は電解質２５のみによって供給される。アノードはそれ自体では不溶性である。アノードは、例えば、白金で被覆されたチタンのアノード、Ｐｂシートのアノード、被覆された混合セラミック、及び他の材料であることができる。メタンスルホン酸、シアン化物、又は硫酸の電解質タイプを電解質として使用することができる。これらの高速電解質を用いて、電解質を激しく撹拌することにより、２０〜４０Ａ／ｄｍ２の電流密度を達成することができる。電解質の反応器空間への流動を効率的に流体力学的に制御することで、再生を必要としない寸法の正確な耐摩耗性材料の薄層と（多くとも最小の再生である）厚層の両方を適用することが可能である。というのも、層の形成が角の弱点なく均一に行われるためである。本発明による方法は、とりわけクロムによるコーティングにおいてかなり有利である。というのも、まさにクロムの場合には、特に厳しい角の問題が通常の電解コーティングの際に生じ（表面よりも５〜１０倍薄い層）、クロムは研削によってしか再生できないからである。
【００１６】
コーティング材料のパルス堆積も同様に、電解質２５のみがコーティング材料を供給する本発明に従った方法によって達成することができる。というのも、流体力学的な制御に加えて、断続的なアノード／カソード極の反転が可能であり、コーティングに影響を与えることができるからである。
【００１７】
本発明による方法の重要な利点は、電解コーティングの際に、鋳型キャビティの内面のみが電解質２５と接触するようになるため、連続鋳造鋳型の外面が覆われる必要がないということである。
【００１８】
アノード及び／又は連続鋳造鋳型は、原則として、それらの縦軸の周りに回転可能に構成することができるので、コーティングの際の回転、それゆえ改善されたコーティングを可能にすることができる。
【００１９】
コーティングの前に、連続鋳造鋳型２は、リンスプロセス、特にはカスケードリンスにより洗浄されるが、それはより詳細には説明しない。連続鋳造鋳型２は、ここでコーティング、好ましくはこのリンスのために閉じた系に組み込まれる。
【００２０】
連続鋳造鋳型は、銅、アルミニウム若しくはニッケルなどの金属材料若しくは複合材料；プラスチック若しくは複合プラスチック；又はセラミック材料若しくは他の材料から作製される。
【００２１】
整流装置をさらに提供することができ、それにより、均一な層の適用を達成するため、電流の方向を反転させることができる。
【００２２】
銅をコーティング材料として使用する場合には、その非常に高い塩素含有量を洗浄／溶解プロセスにより低減した商業的に入手可能な酸化銅が前もってさらに使用される。
【００２３】
あるいはまた、連続鋳造鋳型２は、操作中に、例えば、浴表面の領域において比較的より大きな摩耗が生じ、追加の摩耗が特に被覆材料により生じる幾つかの領域のみコーティングすることができるか、又はこれらの領域においてより厚く、即ち、より大きい層厚でコーティングすることができる。したがって、効率的なコーティングが達成される。このような部分的なコーティングは、アノードの部分被覆、非導電性スクリーンの挿入、又は類似の手段によって達成することができる。
【００２４】
より詳細には示さないが、コーティング操作の際、磁石により電磁場を作り出すことができ、それにより、他の領域と同じ厚さの層が、幾つかの領域、好ましくは連続鋳造鋳型の縁領域に堆積するように、コーティング材料の粒子を導きかつ誘導することができる。
【００２５】
本発明は上記の記載により十分に説明される。それは当然ながら他の変形態様において示すこともできる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明による方法の概略図を示す。
【図１】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年2月24日(2005.2.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続鋳造鋳型（２）を電解コーティングする方法であり、鋳型キャビティ（３）を画定する該連続鋳造鋳型（２）の内面（４）が、意図する鋳型キャビティ寸法を達成又は再達成するためにコーティング材料でコーティングされ、カソードとしての該連続鋳造鋳型（２）と、該鋳型キャビティ（３）に配置されたアノード（７）と、該コーティング材料を含有する電解質（２５）とが用いられる方法であって、該コーティング材料のキャリヤーとして作用する該電解質（２５）が、制御された形で該連続鋳造鋳型（２）の該鋳型キャビティ（３）を通って流れ、かつ極変更機能を有する整流装置などの手段により電流の方向を周期的に変更し、この周期的な変更の対応する選択によって、均一な層の適用がこの手段により達成されることを特徴とする、連続鋳造鋳型（２）を電解コーティングする方法。
【請求項２】
銅、ニッケル又はクロムが、前記コーティング材料として使用され、それぞれの場合において、酸化物として前記電解質（２５）に計量され導入されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
メタンスルホン酸、シアン化物、又は硫酸を含有する電解質（２５）が使用されることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項４】
複合アノードとして構成することもできる不溶性の形態で使用される前記アノード（７）が、白金若しくは混合セラミックでコーティングされたチタン材料から構成されるか又は鉛から構成されることを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記電解質（２５）が、前記鋳型キャビティ（３）の内面（４）で囲まれ、ベースピース（６）とヘッドピース（５）による面で閉鎖された反応器空間にポンプ（１６）を用いて送られ、該反応器空間から該ポンプ（１６）に戻されることを特徴とする、請求項１〜４の何れか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記アノード（７）及び／又は前記連続鋳造鋳型（２）が、それらの縦軸の周りに回転可能に構成され、その結果、コーティングの際の回転が可能となることを特徴とする、請求項１〜５の何れか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記連続鋳造鋳型（２）が、コーティングの前に、リンスプロセス、特にはカスケードリンスにより洗浄されることを特徴とする、請求項１〜６の何れか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記連続鋳造鋳型（２）が、前記コーティング、好ましくは前記リンスのために閉じた系に組み込まれることを特徴とする、請求項１〜７の何れか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記連続鋳造鋳型（２）が、銅、アルミニウム若しくはニッケルなどの金属材料若しくは複合材料；プラスチック若しくは複合プラスチック；又はセラミック材料若しくは他の材料から作製されることを特徴とする、請求項１〜８の何れか１項に記載の方法。
【請求項１０】
銅が使用される場合に、その非常に高い塩素含有量を洗浄／溶解プロセスにより低減した商業的に入手可能な酸化銅が前もって使用されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記連続鋳造鋳型（２）が、操作中により大きな摩耗の生じる幾つかの領域のみコーティングされるか、又はこれらの領域においてより厚くコーティングされることを特徴とする、請求項１〜１０の何れか１項に記載の方法。
【請求項１２】
例えば、銅、ニッケル又はクロムなどの前記コーティング材料が、前記アノードとして用いられることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記コーティング操作の際、幾つかの領域、特には前記連続鋳造鋳型の縁領域において、他の領域と同じ厚さの層が堆積されるように、前記コーティング材料の粒子が電磁場によって導かれることを特徴とする、請求項１〜１２の何れか１項に記載の方法。
【国際調査報告】
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