TW314555B - - Google Patents

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A7 314555 _;_ B7 五、發明説明（1 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明係有關於一種供具有或不具有固體物質之含氧 氣體頂吹至置於冶金容器中之金屬熔化物上的方法，精確 言之，於眞空下置於一 RH容器內之鋼鐵熔化物，及有關 於置於冶金容器中之金靥熔化物上方之冶金容器之自由空 間內產生火焰的方法，精確言之，於眞空下置於一RH溶 器內之鋼鐵熔化物，.及有關於供處理冶金容器中之液態金 屬熔化物有有關裝置，精確言之，於眞空下置於一 R Η容 器內之鋼鐵熔化物，包含了噴槍內部供應管上頭部末端處 的拉伐爾式噴槍嘴部，該管係用以運送基本上爲氧氣之氣 體，且包含了沿著噴槍之全長度具有的一冷卻套，且該冷 卻套之足部末端連接至氧氣供應站及冷卻劑供應站。 已知有將氧氣頂吹至金屬熔化物的裝置及方法，經由 該裝®，可由增加之燃料來加熱該熔化物。 因此，所謂的頂吹噴槍，該噴槍之嘴部係設計爲拉伐 爾式.，且具有一些孔供可燃燒介質注入噴槍之主氣流中， 此示於專利號碼ΕΡΟ 584 814 Α2中。主氣 經濟部中央揉準局貝工消費合作社印裝 流包含了氧氣或含氧氣體，其可以超音速目噴槍噴嘴處排 出，但必須於傳流之流動條件下進行。 於此所描述之噴槍，具有一水冷罩。注入固體物質之 裝置則未提供。 可以注入固體物質的工廠，不可避免的必須包含一些 額外之裝置。因此，經由嵌入容器蓋內的饑入漏斗，被鍛 造比例過的金屬物質，可注入熔化物中，此示於專利號碼 ,D Ε 2 0 2 6 7 8 0 C 2 中。 本紙浪尺度適用中國國家揉準（CNS)A4规格（210Χ297公釐j 4 -

五、發明説明（2 ) 專利號碼DE 20 26 780 C2中描述了供冶 金處理金屬熔化物的方法及裝置，於單一裝置中可以進行 多樣之處理’其中，第—裝置係爲一導經蓋內的電極，由 第一裝置之一鼓風噴槍的取代，且仍維持封閉蓋之形成。 本發明之目的係提供一方法及適切之噴槍爲一統一結 構組件’經由此方法及噴槍裝置，可完成處理金靥熔化物 之多種方法步驟，且具有簡單之結構裝置，亦可增加個別 介質之進給速率。依據本發明，.此目的可由申請專利範圍 第1及第2項所述之方法，和第9項及第1 3項所述之裝 置中之特殊特徵而達成。 依據本發明，一多功能噴槍裝置，可以個別的完成或 供具有或不具有固體物質之氧氣頂吹之步驟，·且可產生火 ‘焰。所需要的，僅是於個別方法步驟中，適當的連接個別 的供應線即可，且當頂吹具有固體物質之氧氣時，僅需將 固體物質供應管，推入噴槍之較深處即可。 於每一方法步驟中，可經由改變介質之流動行爲，可 達到進給的最大速率。 經濟部中夬橾準局貝工消費合作社印裝 依此，於頂吹含氣氣體方法中，氣流以極簡單之方式 被刺激而產生震盪，即爲，氣流以縱向波形式衝擊液態溶 化物，且不論數量多大，均特別的輕。 本方法及裝匱，於大氣壓力及眞空之下，均可適用以 處理金屬熔化物。 當噴槍用以產生火焰時，不只主氧氣流被脈衝，可燃 燒氣體亦被刺激而震盪，如此，依其頻率，比較於傳統之 0 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本瓦) 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4规格（210X297公釐）

經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 五、發明説明（3) - 流動介質，本發明之個別介質可更增加且集中的混合。氧 氣之脈衝重覆頻率於此係於6 0至9 0 OHer· A之間，壓 力則於3至1 1 bar之間。可燃燒氣體之脈衝重覆頻率可 爲相等値，壓力則略高於主氣體。天然瓦斯等均可使用爲 可燃燒氣體。經由多數之噴嘴，可燃燒氣體以小數量注入 氧氣流內。依據與拉伐爾形嘴部之臨界直徑間之間距，個 別噴嘴考慮氣體之實際速率及震盪之形式，而以預定之角 度放置。個別之噴嘴本身均被設計爲一發生器，如此，以 簡單之裝置，可燃燒氣體於混合入主氣流之前，便可先受 到刺激而震撮。 可燃燒氣體亦可經由一環形間隙的供應，該間隙由可 燃燒氣體供應管及氧氣供應管所界定，或，可燃燒氣體可 經由一獨立之燃料供應管而供應。 當頂吹氧氣及固體物質時，固體物質供應噴槍之嘴部 ，置於臨界直徑之後方（流動方向上之後方）。固體物質 之顆粒及粉末由載體氣體的運送。於固體物質承載噴槍之 嘴部，通過之氧氣流會拉引無一氣體/固體混合物。爲使 更進一步的增加此一效果，可將嘴部區域之周邊，設計爲 大於管形固體物質管之周邊。最容易達到之方式爲於嘴部 區域，提供一星形邊緣。當維持相同橫剖面區域時，一較 大之周邊線，可使髙速流經的氧氣可拉引包含固體物質之 載體氣體。 此外，用以刺激主氣流產生庚盪的導向環，可設計爲 於其下游處係一拉伐爾形噴槍嘴部的形式，因此，可預防 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐〉 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂

iM 〇14〇55 A7 _B7 _ 五、發明説明（4 ) 於隔板後方.之不需要的干摄。 爲使提供主氣流最佳之刺激以產生震盪，不論氣體之 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 數置爲何，不裔更換噴槍，可將拉伐爾喷嘴的臨界直徑之 束集設計爲可調整的。依此，結構簡單之搖臂，可單端的 支撑，目可調整霣動。 本發明之一範例實施例，無所附圖形一起顯示，其中 « 圖形之簡要說明 . 圖1係實施多種處理方法的=喷槍及所有的結構組件 之示意圖。 圓2係顯示固體物質運送嘖槍之口部Η域，及 圓3係燃料噴嘴之示意圖。 圖形之詳細說明 圇1顯示一噴.槍，其包含了一水供應管2 1及一氧氣 供應管11，氧氣供應管11之足部末端連接至水供應管 經濟部中央揉準局員工消費合作社印装· 2 1，且由一分隔水帘2 2所包覆，該分隔水帘2 2之足 部末端亦連接至水供應管21。 於圖1之左手側，提供一可燃燒氣體供應管31，用 以包覆該氧氣供應管1 1，且留有一開縫式間隙以供應可 燃燒氣體。於圖1之右手側，顯示一可燃燒氣體供應管 3 2，其自噴槍之足部末端導引到頂部末端。該喷槍由個 別連接管供應個別的介質，該個別連接管如氣髄供應連接 管1 2，水供應連接管2 3，水排出連接管2 4，可燃燒 本紙張尺度適用中國困家標準（CNS ) Α4胁（210Χ297公董）7 - A7 B7 五、發明説明（5 ) 氣嫌供應連接管3 3，及固髓物質供應連接管，該個別介 質如水W，可燃燒氣體B，固體物質F，氧氣S及載體氣 髅G 〇 安排於氧氣供應管11之中央處，係以一預定深度穿 入氧氣供應管1 1內的位移管4 1，其可使用爲一固體物 質供應管。 一導向環1 3以間距I B，被安排於氧氣供應管1 1 內的流動方向上，且位於拉伐爾式噴槍嘴部之臨界直徑之 上游處。該導向環1 3包含一自由通路Db。導向環1 3 之置下游側之側邊亦可爲一拉伐爾式之設計1 5。氧氣供 應管1 1包含一束集1 4，形成拉伐爾式噴槍嘴部之臨界 直徑。經由調節組件1 6之裝置，可調整此一臨界直徑 14° 經濟部中央揉準局身工消費合作社印裝 ----------柒— ·' 4- _ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 當噴槍單純的使用爲一頂吹噴槍，而沒有固體物質時 ，於流動方向上，管4 1的嘴部以間距IP置於導向環 1 3的上游-。當管4 1被使用爲一固體物質供應管時，該 管位移，且因而突出而超過導向環1 3的間隙，及臨界直 徑1 4之束集，且以間距Ικ置於束集i 4之下游處。 噴槍3 4，包含一擴大梯級3 5，係被提供於氧氣供 應管11的拉伐爾式喷嘴區域17處。相關於垂直於噴槍 之中央軸工的個別平面，該喷槍3 4以角度π放置，且個 別的嘖槍3 4距離臨界直徑1 4越速，其角度比較小。第 一個嘖槍3 4與瞄界直徑1 4的距離，至少爲ID的間距 Ο 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐) 8 -

A7 B7 五、發明説明（6 ) 個別之箭頭，保指出個別介質之流動方向。 圖2顯示具有星形邊緣的固優物質供應管41的嘴部 苗域。此一特別設計之結果，使得固體物質供應管4 1具 有一定的横剖面A，星形部份Uv的周邊線，比非星形管 U !^的周邊線較長。 圖3顛示一於出口側邊上具有一擴大梯級3 5的喷嘴 3 4。同時也顯示出喷嘴的長度尺寸Ld，發生器的長度 L g，喷槍的直徑Dd，及發生器的直徑Dc。 參考號碼表 氧氣 1 1 .氧氣供應管 .1 2 .氧氣供應連接管 1 3 .導向環 1 4 .束集（臨界直徑） 1 5 .拉伐爾形式設計 1 6 .可調節組件 經濟部中央梯準局員工消费合作社印策. 1 7 .拉伐爾形式噴嘴 水 . 21.水供應管 2 2 .分隔水帘 2 3 .水供應連接管 2 4 .水排出連結 本紙張又度逍用中國國家揉準（CNS ) A4规格（210X 297公釐，9 - 經濟部中央揉準局—工消費合作社印製 tr A7 B7五、發明説明（7 ) 可燃燒氣體 3 1 .可燃燒氣體管 3 2 .可燃燒氣體供應管 3 3 .可燃燒氣體連接管 3 4 .噴嘴 3 5 .擴大梯級 固體物質 ~ 41.固體物質供應管 4 2 .固體物質連接管 5 .氧氣 F .固體物質 W .水 B .可燃燒氣體 G .載體氣體 I .噴槍之主軸 A . Μ域 Dc.發生器之直徑 Dd.燃料噴嘴之直徑 D B.隔板之直徑 D κ.臨界直徑 Ds.氧氣供應管之內側寬度 d.固髅物質供應管之內側宽度。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐-)1〇 - 314555 A7 _ B7 五、發明説明（8 ) IP.管4 1及導向環1 3間的間距 ID.燃料嘖嘴及臨界直徑間之間距

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I L L u U 距距 間間 之之 間間 徑徑距 界界之 臨臨間 及及徑 1 管 直 4 應界 管供臨 質質及 物物環 體體向 固固導 邊 度周 度長之 長之份邊 之器部周 嘴生形狀 嘖發造管 度 角 徑 內 ---------「蓼— f (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) nn mu nv^ T I '茗· 1

旅丨I 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公11

Claims (1)

1. A8 B8 C8 D8

   經濟部中夬梯準局負工消費合作社印製 六、申請專利範圍' 為择：^第8 4 1 1 1 7 2 4號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 . 民國85年6月修正 1 . 一種供含氧氣體頂吹至金屬熔化物上的方法，該 金屬熔化物係置於一冶金容器內，精確言之，該鋼鐵溶化 物係置於眞空下的RH容器內，此一方法包含下列步驟： a )氧氣*或飽含氧氣之氣體被環形的導引經過一 噴槍，且被設定於導向熔化物之方向上， b )經過一預定之距離之後，環形氣界擴大爲一具有 環形剖面的全氣流， c)於接下來的前進動作中’氣流之外部區域衝擊於 一障礙物上，該障礙物被設計爲一環形擋板之形式， d )衝擊於障礙物上後的氣流往後流動，且撞擊到流 向熔化物的氣流，因而刺激流向熔化物的氣流產生震盪， e)流經環形障礙物的開口且被刺激產生震盪的氣流 ，接下來會流經拉伐爾式噴槍嘴部的臨界剖面，且以超音 速離開。 2. —種於金屬熔化物之上方的冶金容器自由空間內 產生火焰的方法，該熔化物係置於一冶金容器內，精確言 之，該鋼鐵熔化物係置於眞空下的R Η容器內，該方法包 含下列步驟： a )氧氣，或飽含氧氣之氣體，被環形的導引經過一 噴槍，且被設定於導向熔化物之方向上， b)經過一預定之距離之後，環形氣流擴大爲一具有 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4说格（210X297公釐）_ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) i . 、^ f 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 k Αδ Β8 C8 D8 六、申請專利範園 - 環形剖面的全氣流， C )於接下來的前進動作中，氣流之外部區域衝擊於 —障礙物上，該障礙物被設計爲一環形擋板之形式， > d )衝擊於障礙物上後的氣流往後流動，且撞擊到流 向熔化物的氣流，因而刺激流向熔化物的氣流產生震Μ， e )流經環形障礙物之開口且被刺激產生篱盪之氣流 ，會流經拉伐爾式噴槍嘴部的臨界.剖面， f )氧氣流，飽含氧氣流，及可燃燒氣體，均同時的 朝向拉伐爾式噴槍嘴部而運送， g )於噴槍嘴部區域中，可燃燒氣體被分配至多數之 噴嘴內， h)於噴嘴中，可燃燒氣體被刺激而產生震盪， i )經由拉伐爾式噴槍部之內壁.中之噴嘴.，可燃燒氣 體以一特殊之角度導引移動，該角度係傾斜於噴槍之中央 軸， j )於拉伐爾式噴槍部的內部中，震盪的個別燃料氣 體流，與震盪的氧氣流或飽含氧氣流互相混合，且’ k )該可燃燒氣體/氧氣混合氣體，以超音速離開拉 伐爾式噴槍嘴部。 3 .如申請專利範圍第1或第2項之方法，其中，氧 氣流或飽含氧氣流之脈衝重覆頻率f係設定於=6 0至 9 0 OHertz，臨界剖面芩壓力P=3至1 Ibar，數量Q =2 0 0 至 3 0 0 0 Nm3/h ° 4 _如申請專利範圍第3項之方法，其中，可燃燒氣 m - - ^ n (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) • T— I —1 . 訂_ f 本紙張尺度逍用中國國家標準（匚奶）入4规格（210父297公釐）-2 5^〇55 AS BS C8 D8 六、申請專利範圍 體之脈衝重覆頻率f係設定於=6 0至9 〇 OIiertz，壓 力 P = 4 至 2 0 bar。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 5. 如申請專利範圍第4項之方法，其中，天然瓦斯 係被供應爲該可燃燒氣體，。 6. —種供含有固體物質的含氧氣體頂吹至金靥溶化 物上的方法，該金屬熔化物係置於一冶金容器內，精確言 之，該鋼鐵熔化物係置於眞空下的R Η容器內，此一方法 包含下列步驟： a )氧氣，或飽含氧氣之氣體，被環形的導引經過一 噴槍，且被設定於導向熔化物之方向上，·' b )於抵達拉伐爾式噴槍嘴部之臨界直徑之前，環形 氣流之外部區域衝擊一障礙物，該障礙物被設計爲一環形 擋板之形式， c〉衝擊於障礙物上後的氣流往後流動，且撞擊到流 向熔化物的氣流，’因而刺激流向熔化物的氣流產生震盪， d)震盪的環形氣流，維持其環形形式，流過障礙物 而通過噴槍部之臨界剖面， 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 e )氧氣流或飽含氧氣流，及由.載體氣體所承載之精 細顆粒固體物質，同時的且同軸地運送至噴槍開口處。 f〉氧氣或飽含氧氣流的環形主要氣流，係以超音速 流動，其承載了相當緩慢流動的固體物質/氣體混合氣， 且與之混合， g )氧氣，載體氣體及固體物質混合物，於震盪時以 超音速離開噴槍開α。 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS) Α4规格（210 X 297公釐广3 - '~~' 經濟部中央標準局男工消費合作社印袈 A8 B8 C8 D8 六'、申請專利範圍 - 7 .如申請專利範圍第6項之方法，其中，固體物質 之顆粒尺寸爲〇·1至〇. 3mm，且通過速率M=60 至 2 5 Okg/min 0 8.如申請專利範圍第7項之方法，其中，金屬固體 物質或含石墨之固體物質，精確言之，係承載F e2〇3, A L 或 C。 9 . 一種用以處理冶金容器中.之液態金觴熔化物之噴 槍，精確言之，係鋼鐵熔化物置於眞空下的PH容器內， 該噴槍包含了噴槍內部供應管上頭部末端處的拉伐爾式噴 槍嘴部，係用以運送基本上爲氧氣的氣體，'且包含了沿著 噴槍全長度的一冷卻套，該冷卻套之足部末端連接至氧氣 供應站及冷卻劑供應管，以使完成依據申請專利範圍第1 項所述之方法，其中，於流動方向上，一導向環（1 3) 以一間距.（I B )固定於氧氣供應管（1 1 )上，且位於 束集（臨界直徑1 4 )之上游，I B係爲0 . 7至0 . 9 XDS，Ds係爲氧氣供應管（1 1_)之內側寬度，且其中 ，於氧氣供應管（1 1 )之足部末端處固定且同軸導引的 係一管（4 1 )，其於氣體的流體方向上終止於頭部末端 ，且以間距（IP)，位於導向環（1 3 )之上游，IP = 0.1 至0.3XDS。 1 0.如申請專利範圍第9項之噴槍，其中，導向 環（1 3 )之下游處設計有一可與拉伐爾式噴槍嘴部相容 之形式1 5。 1 1.如申請專利範圍第9項之噴槍，其中，束集 本紙張尺度適用中國國家棵準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐）-4 - .....I - - - - n - j— i -----1 参--- -n (請先M讀背面之注意事項再填寫本頁) 、11 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 AS B8 C8 D8 六、申請專利範圍 · (1 4 )包含有一組件（1 6 )，經由此一裝置，臨界直 徑（DK)爲可調整的。 1 2 .如申請專利範圍第1 1項之噴槍，其中，該 可調整組件（1 6 )係爲一單端支撑的搖臂。 1 3 .—種用以處理冶金容器中之液態金，屬熔化物 之噴槍，精確言之，係鋼鐵熔化物置於眞空下的ρ Η容器 內，該嘖槍包含了噴槍內部供應管上頭部未端處的拉伐爾 式噴槍嘴部、該管係用以運送基本上爲氧氣之氣體，該噴 槍部安排有連接至供應管的噴嘴，沿著噴槍之全長度具有 一冷卻套，且該冷卻套之足部末端連接至氧氣供應站，冷 卻介質供應站，及一可燃燒氣體供應站，以使完成依據申 請專利範圍第2項所述之方法，其中，於流動方向上，一 導向環（1 3 )以一間距（ΙΒ)固定於氧氣供應管（ 1 1 )上，且位於朿集（臨界直徑1 4 )之上游，I β係 爲0· 7'至9XDS，DS係爲氧氣供應管（11)之 內側寬度，且其中，於流動方向上·，於氧氣供應管（1 1 )之足部末端處固定且同軸導引的係一管（41〉，其終 止於頭部末端，且以間距（I P )位於導向環（1 3 )之 上游，IP=Q. 1至0· 3XDS，且其中，至少6噴槍 (3 4 )安排於垂直平面上，且至少3個爲一群，第一個 噴嘴（3 4 )與束集（1 4 )之間距爲Id，且ID> 1. 4又0^£^爲臨界直徑，該嘖嘴（3 4)係被設 計爲一震逢發生器。 1 4.如申請專利範菌第1 3項之噴槍，其中，噴嘴 本^張尺度逍用中國國家標準（€则）八4規格（210父297公釐厂5二 ： 一~~ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、11 f A8 BS CS D8 314555 六、申請專利範圍 - (34)之數量（η)，係於n = 6至6 0之間。 m mu m m HI— nn n (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 5 .如申請專利範圍第1 3項之噴槍’其中，噴嘴 (3 4 )之長度〇至5 〇mm，且其直徑Dd = 3至1 5mm，且於其嘴部側，提供一擴大梯級（3 5 ) 以爲一發生器，其中，Dg/Dd=1_ 1至2. o，dg 爲發生器之直徑，且Ls/Ld=〇· 3至1. 8，1^係 爲發生器之長度。 1 6.如申請專利範圍第，15項之噴槍，其中，垂 直於噴槍之縱向軸（I )的平面，及流動方向上之第一噴； 嘴（3 4 )之中央軸之間的內徑角度αΙ=：Ί 0至3 0 ， 依據次序接下來之噴嘴，具有較小之角度α I I至an。 1 7 .如申請專利範圍第1 3項之噴槍，其中，經 由一可燃燒氣體供應管（3 1 )及氧氣供應管.（1 1 )形 成之一環形間隙，該可燃燒氣體可被供應至噴嘴（3 4 ) 處0 . ' 經濟部中央標準局舅工消費合作社印裝 1 8 .如申請專利範圍第1 3項之噴槍，其中，該 噴嘴（34)係經由一可燃燒氣體供應管（32)，而無 可燃燒氣體供應站連通。 1 9 . 一種用以處理冶金容器中之液態金屬熔化物 之嗆槍，精確言之，係鋼鐵熔化物置於眞空下的PH容器 內，該噴槍包含了噴槍內部供應管上頭部末端處的拉伐爾 式噴槍嘴部，該管係用以運送基本上爲氧氣之氣體，沿著 噴槍之全長度具有一冷卻套，且該冷卻套之足部末端連接 至氧氣供應站，冷卻介質供應站，及一用以運送固體物質 本紙張尺度逍用中國國家標準（CNS ) Μ規格（210 X 297公釐p 6 - Α8 Β8 C8 D8 經濟部中央揉準局負工消費合作社印裝 六、申請專利範圍 的裝置，包含了載體氣體供應站及固體物質供應站，以使 完成依據申請專利範圍第6項所述之方法，其中，於流動 方向上，一導向環（1 3 )以一間距（Is)固定於氧氣 供應管（1 1 )上，且位於束集（臨界直徑1 4 )之上游 ，Ib係爲0. 7至’0 9XDs，Ds係爲氧氣供應管（ 1 1 )之內側寬度，其中·，於流動方向上，於氧氣供應管 (1 1 )之足部末端處固定且同軸導引的係一固體物質供 應管（41)，該管（41)係爲可位移的，且其穿入該 氧氣供應管內之深度爲可調整的，且固體物質供應管（ 4 1 )於頭部末端穿入氧氣供應管（1 1 Γ內，如此，於 下游處，該管（4 1 )以間距1£突出起過導向環（1 3 及束集（臨界直徑）DK，IK>0. 1XDS，DS係爲氧 氣供應管〈1 1 )的內側寬度。 2 0 .如申請專利範圍第1 8項之噴槍，其中，於固 體物質供應管（41 )之嘴部區域有經過造形，如此，於 一固定之橫剖面區域，造形之周邊U v及管狀周邊U R之間 的關係係爲Uv/UR=1. 1至1. 3。 2 1 ·如申請專利範園第1 9項之噴槍，其中，造形 周邊Uv之周邊線，係被設計爲星形。 —C取— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 0MTW n JT1 . 、?τ Lr. 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（2ί〇Χ297公釐）