Kupferkokillenrohr für das Stranggießen — CuAg0.1 und CuCrZr, beschichtet und mit passendem Konusverlauf
Das Kupferkokillenrohr ist das einzelne Bauteil, das bestimmt, wie schnell und mit welcher Fehlerfreiheit gegossen werden kann. Es leitet den Wärmestrom ab, der am Meniskus die erstarrende Schale bildet. Seine Legierung, Beschichtung und Konusgeometrie bestimmen gemeinsam Gießgeschwindigkeit, Rohrlebensdauer und Durchbruchrisiko. Wir liefern Kupferkokillenrohre aus den Legierungen CuAg0.1 und CuCrZr mit Ni-Cr- oder Ni-Co-Oberflächenbeschichtung, präzisionsbearbeitet nach dem Konusprofil und der Größenmatrix Ihrer Knüppel-, Vorblock- oder Brammenstranggießanlage — als vollständig integrierte technische Lösung zusammen mit unseren Ersatzteilen für Stranggießmaschinen (CCM) und nicht als standardisiertes Massenprodukt.
Was bestimmt die Leistung eines Kokillenrohrs?
Drei entscheidende technische Parameter müssen gemeinsam statt unabhängig voneinander festgelegt werden:
- Kupferlegierung — bestimmt die maximale Wärmestromkapazität und die Beständigkeit gegen Erweichen durch wiederholte Temperaturwechsel.
- Oberflächenbeschichtung — bestimmt die Verschleißbeständigkeit der heißen Seite und die Beständigkeit gegen Thermoermüdungsrisse (Craquelébildung).
- Konusgeometrie und Wandstärke — bestimmen, wie genau das Rohr der Schalenschrumpfung beim Abkühlen des Stahls folgt und wie es sich während seiner Lebensdauer thermisch verhält.
Werden zwei der drei Werte falsch gewählt, führt selbst die richtige Wahl des dritten zu einer kurzen Rohrlebensdauer, ungleichmäßigem Schalenwachstum oder einem Durchbruch.
Kupferlegierungssorten — CuAg0.1 oder CuCrZr
Technische Daten der Legierung (TDS)
| Eigenschaft | CuAg0.1 (Silberkupfer) | CuCrZr (Chrom-Zirkonium-Kupfer) |
|---|---|---|
| Elektrische Leitfähigkeit | ≥98% IACS | 80–85% IACS |
| Wärmeleitfähigkeit | ≥385 W/m·K | 310–330 W/m·K |
| Erweichungstemperatur | ~300°C | 450–500°C |
| Härte (im Lieferzustand) | 90–110 HV | 130–160 HV |
| Typische Anwendung | Knüppel / Vorblöcke, Standardgießgeschwindigkeit | Brammen, Hochgeschwindigkeitsgießen mit hohem Wärmestrom |
Richtwerte aus der Industrie — maßgeblich sind die zertifizierten Werksprüfzeugnisse (MTC) der gelieferten Charge.
Werkstoffauswahl: CuAg0.1 oder CuCrZr je nach Gießanforderung
CuAg0.1 leitet pro Flächeneinheit mehr Wärme ab, erweicht jedoch bei einer niedrigeren Temperatur — für herkömmliche Gießgeschwindigkeiten geeignet, verliert aber beim Hochgeschwindigkeits-Stranggießen von Brammen mit hohem Wärmestrom schneller seine Maßstabilität. CuCrZr büßt etwas Wärmeleitfähigkeit zugunsten eines deutlich höheren Erweichungspunkts ein. Deshalb wird es heute fast ausschließlich für Hochgeschwindigkeits-Brammenstranggießanlagen spezifiziert.
Oberflächenbeschichtungstechnik — Ni-Cr und Ni-Co
Technische Daten der Beschichtung (TDS)
| Eigenschaft | Ni-Cr-Beschichtung | Ni-Co-Beschichtung |
|---|---|---|
| Typische Schichtdicke | 0.10–0.15 mm | 0.30–1.0 mm (Verschleißzone am Meniskus) |
| Oberflächenhärte | 500–600 HV | 250–350 HV |
| Hauptfunktion | Allgemeine Antihaft- und Oxidationsbeständigkeit über die gesamte Rohrlänge | Verschleiß- und Thermoermüdungsbeständigkeit im Meniskusbereich, wo Risse entstehen |
| Typischer Bereich | Gesamte Arbeitslänge | Meniskusband, bei Hochgeschwindigkeitsanlagen manchmal über die gesamte Länge |
Ausfallvermeidung: Warum die Wahl der Beschichtung die Lebensdauer des Rohrs bestimmt
Die meisten Ausfälle von Kokillenrohren, die „schlechtem Kupfer“ zugeschrieben werden, sind tatsächlich auf Beschichtungsschäden zurückzuführen — auf Rissbildung durch thermische Ermüdung am Meniskus oder auf Abplatzungen, durch die blankes Kupfer dem abrasiven Verschleiß durch Gießpulver und Oszillation ausgesetzt wird. Die Wahl der Beschichtung und ihre Dicke am Meniskusband sind oft die entscheidende Spezifikation für die gesamte Lebensdauer des Rohrs.
Kegelprofil und Größenbereich nach Anlagentyp
Kegelgeometrie: Einzel-, Parabel- & Mehrfachkegelkurven
Einzelkonische, parabolische und mehrkonische (segmentierte) Profile werden an Stahlsorte und Gießgeschwindigkeit angepasst — ein für kohlenstoffarmen Stahl ausgelegter Kegel läuft bei einer peritektischen Sorte an den Ecken zu locker und beschleunigt die Wanddünnung der Schale sowie das Durchbruchrisiko – und zwar gerade bei der Sorte, die ohnehin am ehesten zum Durchbruch neigt.
Größenmatrix nach Anlagentyp
| Anlagentyp | Typische Querschnittsgröße | Wanddicke | Rohrlänge |
|---|---|---|---|
| Knüppel (quadratisch) | 80×80 bis 180×180 mm | 12–18 mm | 700–900 mm |
| Knüppel (rund) | Ø90 bis Ø400 mm | 12–20 mm | 700–900 mm |
| Vorblock | 200×200 bis 400×500 mm | 16–24 mm | 800–1000 mm |
| Bramme | 900–2700 mm Breite × 150–300 mm Dicke | 14–28 mm | 800–1100 mm |
Prüfen Sie die tatsächliche Zeichnung Ihrer Stranggießanlage — wir fertigen nach Ihren exakten Abmessungen und Ihrer Kegelkurve, nicht nach einem gerundeten Standardmaß. Für die Weiterverarbeitung finden Sie unsere passenden Walzwerkswalzen für das kontinuierliche Walzen von Knüppeln und Profilen.
Fehleranalyse von Kokillenrohren — technische Diagnostik
Versagensarten im Betrieb & Verschleißmechanismen an Stranggießanlagen
1. Meniskusrissbildung (thermische Ermüdung)
Feine Rissnetzwerke am Meniskusband, verursacht durch wiederholte Temperaturwechsel bei schwankendem Meniskusstand — ein Hinweis auf eine unpassende Beschichtungsdicke oder -härte in diesem Bereich, nicht auf die Legierung.
2. Längsrisse in der Wand (Kegelspannung)
Ein Riss, der sich entlang der Rohrlänge erstreckt — meist verursacht durch eine Abweichung zwischen Kegel und Querschnitt, die einen ungleichmäßigen Anpressdruck der Schale an die Wand erzwingt und die Spannung entlang einer Linie konzentriert.
3. Abplatzung & Ablösung der Beschichtung
Ablösen oder Abblättern der Beschichtung in einzelnen Bereichen — setzt blankes Kupfer direkter abrasiver und thermischer Belastung aus und beschleunigt sich ab diesem Punkt nach außen, sobald es beginnt.
4. Kegelverschleiß & Zunahme des Bohrungsdurchmessers
Allmähliches Nachlassen des Presssitzes gegenüber der Schale über die Lebensdauer des Rohrs hinweg — eine Verschleißlebensdauer-Erwartung, kein Defekt, die jedoch anhand eines Austauschplans überwacht werden sollte, statt bis zum Durchbruch weiterzulaufen.
Qualitätssicherung & Prüfprotokoll vor dem Versand
Checkliste für die vierstufige Werksprüfung
Abnahmestandards & zertifizierte Prüfungen:
- Maßprüfung des Bohrungskegelprofils über die gesamte Rohrlänge, nicht nur an drei Bezugspunkten
- Messung der Beschichtungsdicke am Meniskusband und über die gesamte Arbeitslänge, jeweils separat
- Legierungszusammensetzung und Härte im Abgleich mit dem Werkszeugnis
- Prüfung der Oberflächenbeschaffenheit und Bohrungsrauheit an der Heißseite
Häufig gestellte Fragen: Kupferkokillenrohre
Was ist der Unterschied zwischen Kokillenrohren aus CuAg0.1 und CuCrZr?
CuAg0.1 hat eine höhere Leitfähigkeit, erweicht aber bei einer niedrigeren Temperatur; CuCrZr bietet etwas weniger Leitfähigkeit, dafür aber einen deutlich höheren Erweichungspunkt. Deshalb wird es für Hochgeschwindigkeits-Brammenstranggießanlagen spezifiziert.
Wie dick sollte die Ni-Cr- oder Ni-Co-Beschichtung sein?
Das hängt vom Bereich ab — eine dünne, harte Ni-Cr-Schicht eignet sich für den allgemeinen Arbeitsbereich, während der Meniskusbereich in der Regel eine dickere Ni-Co-Schicht benötigt, die auf Temperaturwechselbeständigkeit und nicht nur auf Härte ausgelegt ist.
Können Sie das Rohr exakt an unsere bestehende Konizitätskurve anpassen?
Ja — senden Sie uns Ihre aktuelle Rohrzeichnung oder ein verschlissenes Muster zur Vermessung der Konizität. Wir passen das Profil an, statt eine standardisierte Katalogkonizität zu liefern.
Warum reißen unsere Rohre speziell am Meniskus?
Das deutet fast immer darauf hin, dass die Beschichtungsdicke oder -härte im Meniskusbereich nicht auf Ihre Gießgeschwindigkeit und die Anforderungen Ihrer Stahlgüte an die Temperaturwechselbeständigkeit abgestimmt ist, und nicht auf die Kupferlegierung selbst.
Liefern Sie die komplette Kokillenbaugruppe oder nur das Rohr?
Diese Seite behandelt das Kupferkokillenrohr selbst; Kupferplatten (für Brammenkokillen), Fußrollen, Segmentrollen und weitere Verschleißteile für Stranggießanlagen finden Sie auf unserer Seite Ersatzteile & Komponenten für Stranggießanlagen.
Technische Beratung & Angebotsanfrage für Kokillenrohre
Teilen Sie uns den Typ Ihrer Stranggießanlage, die Querschnittsgröße, die aktuelle Konizitätskurve oder die Rohrzeichnung sowie Ihre Stahlgüten mit. Unser metallurgisches Entwicklungsteam prüft vor der Angebotserstellung Legierung, Beschichtung und Konizitätsprofil anhand Ihrer tatsächlichen Betriebsparameter. Dazu erhalten Sie umfassende Werksprüfzeugnisse (MTC).
Zugehörige Stranggießanlagen und Komponenten
- Ersatzteile & Komponenten für Stranggießanlagen — Kupferplatten für Kokillen, Segmentrollen, Führungsrollen, Lager und Dummy-Bar-Baugruppen für Stranggießanlagen.
- Walzen für Walzwerke — Arbeitswalzen und Stützwalzen für Knüppel-, Stab-, Profil- und Blechwalzwerke im Anschluss an den Gießprozess.
- Feuerfestlösungen für Verteiler — Arbeitsauskleidungen, Schikanen, Wehre und Durchflussregelungssysteme zur Förderung von flüssigem Stahl in das Kokillenrohr.
- Tauchausgusssteine & Dosierdüsen für Verteiler — Tauchausgussdüsen (SEN) und Sitzsteine, präzise auf den Meniskus im Kokillenrohr abgestimmt.
- Komplettlösungen für feuerfeste Werkstoffe im Stahlwerk — Integrierte Feuerfesttechnik und Verbrauchsmaterialpakete vom Schmelzofen bis zum Stranggießer.