Innovative coatings for continuous casting mould

The thesis work is about the study and the characterization of new type of solutions for the mould’s internal coating used in continuous casting of steel. Starting from the failure analysis of the hard chromium coated moulds, the typical phenomena and mechanisms leading to coating failure were investigated and understood. From this preliminary analysis the coating main properties were individuated and new innovative coating solutions were characterized and studied, with thoughtful testing, in order to check their suitability for the application. Finally, the characterization of the innovative coatings was compared to the properties and the failure mechanism of similar type of coating used in service. Considering the complex condition inside the mould and at which the coating is subjected during service, the innovative solutions considered for the continuous casting application were an electroplated double layer nickel chromium and ceramic coating thermal spayed with different techniques, specifically a tungsten carbide in cobalt of cobalt chromium matrix, thermal sprayed with high velocity oxygen fuel (HVOF ) and high velocity air fuel techniques (HVAF).

La tesi riguarda lo studio e la caratterizzazione di nuove tipologie di soluzioni per il rivestimento interno della lingottiera utilizzata nel processo di colata continua dell'acciaio. Partendo dall'analisi dalla failure delle lingottiere rivestite da cromo duro, sono stati studiati e compresi i fenomeni dei meccanismi tipici che portano al fallimento del rivestimento. Da questa analisi preliminare sono state individuate le principali proprietà del rivestimento e sono state caratterizzate e studiate nuove soluzioni di rivestimento innovative, con test appropiati, al fine di verificarne l'idoneità all'applicazione. Infine la caratterizzazione dei rivestimenti innovativi è stata confrontata con le proprietà e il meccanismo di rottura di un rivestimento simile a quelli utilizzati in servizio. Considerando la complessa condizione all'interno dello stampo e a cui è sottoposto il rivestimento durante il servizio, le soluzioni innovative prese in considerazione per l'applicazione della colata continua sono state un rivestimento elettrodeposto a doppio strato di nichel cromo e un rivestimento ceramico spruzzato termicamente con diverse tecniche, nello specifico un carburo di tungsteno in matrice cobalto e cobalto-cromo, spruzzata termicamente con combustibile ad ossigeno ad alta velocità (HVOF) e tecniche di combustibile ad aria ad alta velocità (HVAF).