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318805 A7 B7 五 、發明説明（ 經濟部中央椹準局貝工消费合作社印裝 诂術：> 背軎： 本發明係有關於金屬的鑄造；待別是對鐵質金屬板條 之簿造而言，但並不是唯一的應用。 藉由在雙锟筒式簿造裝置之連缅鏵造以簿造金羼板條 是為習見的。在此技術中熔融金靥被引至一對呈相對方向 旋轉的水平鏵造棍筒之間，由於該等棍筒是冷的，以致金 羼殼片分別在轉動的輥筒表面凝固並在輥筒之間的狹缝集 合以製造一自棍筒之間的狹缝向下遞送之凝固的金靥板條 製品；該項“狹縫”在此像用以解釋為在二棍筒間彼此最 為靠近時的區域；該熔融金屬可自一澆斗傾倒入一較小的 容器内，再自該容器流經一位於狹缝上方之金屬遞送噴嘴 以導入二锟筒之間的狹缝，以直接地在狹縫之上形成一由 二棍筒縳造表面所支捸之熔融金屬薄造池，該_造池可被 限制在與棍筒末端表面以滑動®合之側板或閘之間，以致 封閉鏵造池二末端之溢流，雖然亦可使用其他裝置，如電 磁檔板。 雖然雙辊筒鍵造在某些部份上己成功的應用在冷卻時 快速凝固的非鐵金羼之上，但在應用該技術於鐵金饜的鑄 造時仍有一些間題，一個特別的問題即是金屬在_筒鏞造 表面上的冷卻必需要達到足夠地快速之程度。 國際專利申請案PCT/AU93/00593號案中敘述有金屬在 棍筒薄造表面的冷郤情況之改善，可藉由設法確保棍筒表 面具有某種程度之平滑待性，同時在鐮造池的熔融金臑及 棍筒禱造表面之間使用相對的振動性之移動，即能夠予以 本纸張尺度適用中國國家梂車（CNS ) A4说格（210X297公嫠） ^^1- ^^1 1^—» ·Ι_ϋ at— -t m I ·. I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 >\率 01 8805 A7 B7 經濟部中央揉準局員工消费合作社印製 五、發明説明（2 ) 戯劇性地改善；該申請特別地掲露有選擇特定的頻率及振 幅之振動式移動的應用，使其在金屬凝固過程中能夠逹到 一全新的效果，其戯劇性地改善了凝固中熔融金屬的傳熱 特質，該改善是如此的有效以致於用一特別的鑼造速度所 鑲造之金《厚度能夠非常顯著地增加，或者另外地該用於 一特定板條厚度之鑄造速度能夠實質上增加；該傳熱特質 的改善同時又配合有非常重要的鑄造金屬表面結構之細緻 化作用。 澳洲專利申請案17896/ 95描述進一步之發展，藉由 在鏵造池之熔融金靥及鐮造表面間之有效相對振動可經由 磬波之施用至鑄造池之熔融金靥而誘發，因此藉由相當低 功率之在磬音範圍内的聲波之蓮用》而能夠達到增加傳熱 及凝固結構細緻化作用。 我們現在在鑲造表面及鑄造池之熔融金屬間之界面産 生之傳熱機構進行廣泛研究，且瞭解在凝固化作用之熱迴 流可藉由確定在鑄造表面各別由一層至少在金靥凝固化溫 度時為部份液態之材料覆蓋而控制或增進。因此，依本發 明可獲得傳熱之增進，且此可在不薄要在鋳造池及棍筒間 産生必要之振動而獲得。若依本發明在一平坦鑄造表面上 産生促進之傳熱，亦可獲得在鑲造金靨之細緻化表面結構 0 在以下的敘述中，將必需參考一縳造表面平滑度的定 量量测·，一値在此試驗工作中使用並且在定義本發明範畴 有幫肋的特定量測傷為如已知的算術平均粗糙度之標準量 本紙铢尺度適用中國國家揉準（CNS ) Α4^格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝. .ΤΓ 紅 經濟部中央橾準局—工消費合作社印策 A7 B7 五、發明説明（3 ) 测，其通常以符號Ra表示；該值係定義為在量測長度1«内 從輪廓中心線所有粗糙輪廓的絶對踣離之算術平均數，·輪 廊中心線像為所有的粗糍度量测，皆僳以其為基準，以及 係為在被截斷而用以作粗糙童測之寛度範圍内與輪廊之方 向成平行者，如此以使其與位於其二側之輪廓線的部份所 包含的面積總合暨所有相關的輪廊部份均是為相等者；該 算術平均粗糙度之數值可予定義為 X = 1 m 1 ,

Ra = - I y I dx lm 本發明供一鑄造金屬之方法，其中熔融金羼與一 薄造表面接觸而凝固，其中鑄造表面具有一低於5卿之算 術平均粗糙值（Ra)，且在凝固化作用期間於鏵造表面及熔 融金篇間插入一材料層，該層主要部份為在金羼凝固期間 為液態且該層之液態在該鑼造表面具有低於40"之濕潤角 0 本發明進一步為提供一連鑛鏵造金屬板條之方法，其 中熔融金屬之鑄造池與一移動鏵造表面接觸而形成，以致 金靥由池中在移動縳造表面上凝固，其中該鏵造表面具有 一低於5 wn之算術平均粗糙值（Ra)，且在凝固化作用期間 » 於鏵造表面及熔融金屬間插入一材料層，該層主要部份為 在金羼凝固期間為液態。 該材料層可完全由鑄造池産生。另，其亦可包含鑄造 表面與鑼造池接觸前在一位置施用的材料。 此金羼可為銷，在此狀況中鑲造池可含有鐵氧化物、 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) '裝· 訂 娌濟部中央揉準局員工消费合作杜印製 ^2δ£〇5 .A7 B7五、發明説明（4 ) 錳及氧化矽之混合物*此混合物之比例為可使混合物在金 颺凝固化作用期間至少部份為液態。 此池可進一步包含氧化鋁且該層可包含鐵、錳、矽及 氧化鋁之混合物。 本發明之方法可在一雙棍筒式搏造裝置中進行。 本發明像進一步提供一連鑛_造金屬板條的方法，其 中，藉由一配置在狹縫上方的金屬遞送噴嘴將熔融金羼導 入一對平行鑄造輥筒之間的狹缝，以在狹縫之上立刻産生 一由锟筒之鑲造表面所支撑之熔融金屬鑲造池，並且該_ 造輥筒轉動以從狹縫向下遞送出一凝固的金屬板條，其中 在凝固化作用期間於鏵造表面及熔融金靥間插入一材料層 ，該層主要部份為在金屬凝固期間為液態。 在該層中之液態分量較佳為至少0.75。 較佳地，鑲造池包含之材料，其當在輥筒轉動與池接 觸時在棍筒之每一鑄造表面形成靥。 此鐮造棍筒可為鍍鉻的以使鏵造表面為鍍鉻表面。 此金屬可為鋼，在此狀況池可含有熔渣，該熔渣含有 鐵、錳及矽氣化物，且該層可包含由熔渣之鐵、錳、矽氣 化物沉積在鑄造锟筒上。 該熔渣亦可包含氧化鋁，且依此該材料包含鐵、錳、 矽氧化物及氧化鋁之混合物。 本發明之其他目的及特歡可藉由以下與較佳實施例相 關連之描述和相關之附圔將會更為清楚*在附圖中相關的 部份傜賦以相闋的參考標號，其中： (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· ,ιτ Μ 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央梂準局—工消費合作社印装 A7 B7五、發明説明（5 ) 第1圖所示係為模擬雙辊筒鏵造裝置決定金屬凝固速 率之實驗裝置； 第2圖所示僳為在第1圖之實驗裝置中使用一浸入漿 板； 第3圖所示為在實驗装置中於基本銷試樣凝固斯間獲 得之熱阻值； 第4圖所示為介面之濕潤性、測定之熱流及介面阻力 間之關傷； 第5、5A及6圖所示偽為在不锈鏑熔融物中加入碲 獲得之熱流之變動； 第7圖所示係在加入或未加入氧電解鐵之凝固作用獲 得之典型熱流值； 第8及9圖所示係測試結果，其中在連缋氧化物浸漬 期間可使氣化物膜逐漸形成； 集10圖Mn-SiO混合物之相圖； 第11圖顯示多種氣化錳及氣化矽混合物之濕潤角測量 第12圖為錳、矽及鋁氣化物混合物之三成份柑圖； 第13及14圖說明在一熔融銅之凝固作用中鋁含量變動 之效果； 第15圖說明在熔融鏑之熔渣液相線溫度時自由氣之效 果； 第16圔說明鋼試樣在凝固期間所獲得之總熱流與鏑去 氣化物産物之液相線溫度之相對關傜圖； (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· ,ΤΓ Κ 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 318805 Α7 Β7 經濟部中央揉準局員工消费合作社印製 五、發明说明（6 ) 第17圖說明锕試樣在凝固期間所獲得之總熱流與钢去 氧化物産物在凝固作用期間成為液態之比例的重要闋僳； 第18圖CaO- /U2〇3之相圖； 第19及20圖顯示由Α06锕熔融物之試樣在凝固作用時 加入鈣之結果； 第21圖說明模式計算在表面層之厚度的結果； 第22圖為可依本發明操作之連續板條之鑄造裝置的平 面圖； 第23圖為顯示於第22圖之板條鑲造裝置之侧面圖； 第24圖為顯示於第22圖之線24- 24的剖面圖； 第25圖為顯示於第22圖之線25 — 25的剖面圖； 第26圖為顯示於第22圖之線26- 26的剖面圖； 第27圖為說明存在於錳/矽脫氣銷熔融物之氧化物相 0 第1及2圖說明一金屬凝固試驗裝備，其中一 40 mm X 40 mm之冷硬塊以接近模擬雙棍筒式鑲造裝置之棍筒表 面條件下的速度推進而置入於一熔融鋼液池内以模擬其蓮 作方式。當其移動經過溶融池時，銅鐵在冷硬塊之表面上 冷卻，而在冷硬塊表面産生一層凝結的鋼鐵。該凝結層之 厚度能在整値涵蓋面積内以定點量測，而描繪出凝結速率 的變化以及在不同位置傳熱的有效速率。如此則可籍以決 定一整體的凝結速率以及整値熱流測定。亦能夠檢視板條 表面的顯徹組織*以得到凝固顯徹組織昀變化與所觀察得 到之傳熱值變化的互相關偽。 -9 - 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4规格（210Χ297公釐） -----------f 裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ,?τ " Τ— - 經濟部中央橾準局負工消費合作社印裝 A7 B7 五、發明説明（7 ) 在第1及2圖中所說明的試驗裝備偽包括有一容納在 以氬氣為惰氣之環境中融化的熔融金屬2之感應爐1。一 浸入漿板3傺設於一滑動部4上，其能夠藉由電腦控制之 電動機5的操縱，以一選擇的速度推進而置入於熔融金靥 2中然後再縮回。 該浸入漿板3包括有一銅鐵本體6，其上含有一 46mm x40mffl見方xl8mni厚度塊狀形態之銅質基襯7 *其偽裝設有 數値熱電偶以監視該基襯之溫度升高的變化。 在如第1及2圖説明之試驗裝備上進行之測試已說明 觀察到之凝固速率及熱流值與凝固殼體之微結構明顯受到 在凝固作用期間殼體/基質介面之狀況的影饗，且顯著增 加之熱流及凝固速率的獲得可經由確定基質已在凝固作用 期間由部份液態層覆蓋以致在基質及凝固殼體間插入。此 测試顯示高熱流及凝固速率可由具有算術平均粗糍值（Ra) 為低於5卿之平滑基質表面而獲得，且此導致凝固金屬之 顆粒表面的細緻化。 在凝固作用期間，由金屬流至基質（受熱器）之熱流之 總熱阻藉由凝固殼鼸及殼體/基質介面間之熱阻主導。在 傳統連鑛鑲造型料（板塊、塊料或小胚）之狀況下，其中凝 固作用在約30分鐘売成，此熱傳阻性主要由凝固殼體阻性 為主。然而，本發明之實驗說明在薄板片鑲造狀況下，其 中凝固作用在大約小於1秒下完成，此熱傳阻性主要由取 代表面之介面熱阻性主導。 熱傳阻性主要由下式定義： -1 〇 - 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4規格（210X297公釐） -----------C 装-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •si: •T! 318805 A7 B7 經濟部中央揉準局貝工消费合作社印製 五、發明説明（8) ΔΤ t R t : 其中Q、△ T及k為熱流、熔融物與基質間之溫度差及 時間。 第3圖說明在測試試驗裝置中典型M06銷試樣在凝固 期間獲得之熱阻值。此顯示殼體熱阻值僅構成總熱阻值之 一小部份，總熱阻值主要由介面熱阻值構成。介面阻值最 初由熔融物/取代介面熱阻決定，稍後由殼體/基質介面 熱阻而定。再者，可看到介面熱阻並未明顯及時改變，此 顯示其在最初熔融物/基質接觸由熔融物/基質熱阻主導 對一二成份条統（熔融物/基質），熔融物/基質介面 熱阻及熱流經由在一特定基質上之熔融物濕潤性決定。此 在第4圖說明，其顯示介面熱阻及熱流依相對於降低之濕 潤性之濕潤角而分別增加及降低。 熔融物對基質之濕潤性的重要性由述於我們之國際專 利申請案PCT/AU93/〇0593進行之實驗說明，其中掲露振動 移動之應用。該振動移動之應用主要目的在於促進取代之 濕潤性及熔融物固體作用之成核密度。在該前案第10頁描 述之數學分析為基於需求之完全濕潤及考廉為獲得此目的 所需之振動能量而進行。在求證此分析之實驗中，其顯示 在熱流不能獲得明顯改良除非基質為平滑的。更詳言之， 基質必需具有算術平均粗糙度降低至低Ra值低於5挪，以 可獲得基質適當之濕潤，即使應用振動能量。相同之結果 醮用在本發明上，因此需要具有算術平均粗糙度降低至低 -11 - 本紙張X度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· ,11 經濟部中央揉準局WC工消费合作社印製 A7 B7 五、發明説明（9 )

Ra值低於5 wn之平滑鑲造表面。 能夠特別地顯現出來。 在加入已知可減少鐵之表面張力的碲的熔融物在凝固 作用上獲得之結果可知，在基質上熔融物之濕潤性的重要 性及平滑基質之需求。第5圖說明在由含有碲添加物之熔 融物的平滑鉻基質上不綉銷基質的凝固作用獲得之最大熱 流測定。此可見，熱流強烈受碲添加影響且事實上幾乎為 0.04¾碲加入量二倍強。 第6圖最大熱流測定相對於經由加入碲所製造之熔融 物的表面張力變化作圖。此可見熱流依表面張力之相對降 低而實質線性增加。 第5A圖說明在加入碲之不锈钢於具有纹理表面之鉻 基質上的凝固作用獲得之最大熱流测定。較低線顯示具有 在150 _節距平面角錐之紋理表面的結果，較高線顯示在 100卿節距不規則脊狀紋理表面的結果。此可見在此二狀 況下熱流未受添加碲的影蜜。依一紋理表面，成核密度經 由紋理而達成，且熱流不受經促進熔融物之濕潤性而戯劇 性改進，因而可在平滑基質上獲得明顯改進。 在基質上熔融物之濕潤性的重要已進一步經由檢測結 果熱流在加入氣的效果而說明。氧為表面活性，且已知可 減少鐵之表面張力，雖然不同於碲的相同程度。第7圔說 明在具有或不具有氣之電解質鐵的凝固作用上獲得之基本 熱流值。已可見熱流依氧的增加而戯刺性的增加，尤其是 在凝固作用之較早階段。 -12 - 本紙張U適用中國國家揉準（CNS > A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 装. 訂 A7 B7 五、發明説明（ι〇 因此，至此描述之測試結果由嚴格的控制二成份及基 質糸統而獲得。通常在熔融物/基質介面間存在一為氣化 物形式之第三成份。此氧化物幾乎源自於熔融物表面且接 著在基質表面以一薄膜沉積。當在鑲造裝置中鑄造銅時， 此氧化物通常如浮於鑄造池之表面的熔渣存在，且當其進 入池中時，沉積於鑲造表面上。通常，當在雙輥筒鏵造装 置中鑄造鋼時，刷去或其他清除鑲造锟茼被認為是必需的 ，以避免氧化物的形成，其已知為構成熱阻且引起在熱流 及凝固速率上的明顯降低。 經濟部中央揉準局負工消費合作杜印裝

In HI· ί 1^^.1 Hu n (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 為了檢視氣化物在基質上形成的效果，在不綉銅熔融 物中連續基質的浸漬可使氧化物膜逐漸形成，且在每一浸 漬作用間在凝固作用上進行熱流測定。第8圖説明由此些 實驗獲得的結果。最初，氣化物的形成在測定熱流中形成 一逐漸的降低。然而，當氣化物層超過約8wm厚度時，可 在熱流顯著下降後，觀察到一非常大之明顔增加。氣化物 表面的测定顯示，熔融及聚结為粗糙氣化物顆粒之訊息。 已發現氣化物層主要由錳及矽氣化物組成。顯示於第10圖 中之Mn-Si〇2相圖（Glasser [1058])顯示在全範圍組合物 中，在高於1315°C存有部份液體，且共晶部份熔融由1251 。(:開始。如第8圖所示在一具有厚氧化物沉積之基質上不 锈鏑之凝固作用所得結果的數據分析顯示，在熔融物/取 代接觴氣化物層表面之較早階段達到一高足以熔融之高溫 ，且如第9圖說明維持熔融7至8撤秒。此時間相當於如 第8圖所示之增加熱流的時間，且說明在此期間歸因於基 -13 - 本紙伕尺度適用中國國家標準（CNS )八4規格（210X297公釐） 33SS〇5 A7 B7 五、發明説明（11) 質/熔融物介面的部份液態層存在而增加之熱流。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 基於說明在熔融物/基質介面濕潤性的重要，推論在 錳及矽氣化物之熔融改進濕潤性以致在相對間增加熱流。 此結論藉由在〇基質上測定不同錳及矽氣化物混合物之濕 潤性而決定。此測定之結果說明於第11圖中，其顯示在 1250°C至14001之基本溫度•不同比例之MnO及Si〇2混合 物皆顯示良好濕潤角測定。在〇基質上，75¾ ΜπΟ及25¾

Si〇2比例顯示較佳之濕潤性。此結果與推論一致，即若 MnO及Si〇2之混合物在此混合物之熔融溫度存在，此特定 熔融混合物可在基質介面促進濕潤性，及在總熱流上必然 的戯劇性改良。 可觀察到在第11圖中顯示之所有熔融角度測量表示確 實非常佳之濕潤性。觀察到之最高熔融角稍低於40°，大 部份為低於此。此結果顯示藉由適當選擇矽與錳比例*可 産生由非常不良之濕潤性至熔融角低於40。之非常佳之濕 潤性的戯劇性轉換。 經濟部中央揉準局貝工消费合作社印装- 當鏵造鋼時，此熔融物通常將含有鋁及錳與矽，且依 此為一包含MnO、5丨〇2及冉12〇3之三相氣化物条統。為了測 定氧化物之熔融溫度，因此，需要考慮如第12圖說明之三 成份相圖。 本發明實驗顯示在凝固作用獲得之總熱流依在熔融物 中鋁含量之增加而降低，如第13圖說明。熱流之降低像藉 由AI2〇3在凝画期間之形成而引起，如第14圖之說明。 由前述結果，其顯示若在基質上存在部份液態氣化物 -14 - 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央揉準局貝工消费合作社印装 ^8305 A7 _B7_ 五、發明説明（I2 ) 層且若Al2〇3形成可被降至最低，可得增加之熱流，特別 是MnO及Si〇2層。 為了檢測，在一典型M06熔融物上觀察噴出熔體之作 用，因為氣的存在可影響熔渣之液相線溫度。氣對鐵具有 一非常強之親和力，且增加自由氣之可利用性之過度效果 可産生比在平衡狀況下更多之鐵氣化物。此具有降低氣化 物層之熔融溫度效果，依此結果氧化物層在鏵造狀況易成 為液態。自由氣的存在亦增加ΜπΟ及S i 0 2的比例接近共晶 組合物的産生|其亦促進在基本鏵造溫度液態氣化物的形 成。 在第15圖中說明在1650°C溫度下具有不同錳含量之型 M06銷於熔渣液相線溫度在熔融物中自由氧的效果。此結 果顯示瑢渣之液相線溫度可由在相對鑄造溫度控制自由氣 之可利用性。檢測在此些不同狀況下凝固之試樣的表面微 結構顯示其促進MnO及S〖〇22形成。 第16圖說明總熱流相對於去氣化作用産物液相線溫度 之形式。可見總熱流的增加實質與去氣化作用産物之液相 線降低成線性關傜。在銷熔融物中，去氣化作用包含FeO 、MnO、Si〇2及Alda，其在整艏鏵造溫度範圍中為最佳之 液/固態混合物。我們已確定在凝固作用期間，氯化物液 態分量及總熱流間有一非常重要之關僳。第17圖表示在钢 試樣凝固作用上獲得之總熱流結果與在去氣化産物在凝固 作用期間為液態的比例的作圖。在此些測試中，熔融溫度 為1620°C。已可見在此溫度，在測定之熱流與在此溫度為 -15 - 本紙張尺度逍用中國國家揉準（CNS ) Α4规格（210X297公釐） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 經濟部中央揉準局貞工消費合作社印装 A7 B7 五、發明説明（13 ) 液態之去氧化産物中之分董間有一相當明確的闊像。此關 係支持在由1900°C至1400°C的熔融溫度之正常操作範圍中 之其他溫度。 因此描述之實驗結果支持在凝固作用之熱流可明顯增 加是藉由因在熔融及凝固基質間插入一至少部份為液態之 材料層，其最初在基質上改良熔融物之濕潤性，且其接箸 改良基質及凝固化毅體介面間的濕潤性。當鑲造鋼時，介 面層可由銅去氣化産物以至少部份熔融的氣化物混合物形 式形成。此去氧化産物，如FeO' MnO、Si〇2及1\12〇3，可 調整至確使混合物之溫度減至在簿造溫度混合物可實質熔 融的溫度，且其在於凝固期間為液態之混合物分童舆在凝 固作用期間獲得之總熱流間有一重要關傑。此在滬合物中 的氣化物比例與混合物的液相線溫度可由在凝固作用期間 供應氧至熔融物而影響，且尤其液相線溫度可減底至可促 使熱流之獲得。此在鏵造Mn-Si全淨鋼上|如M06级銅特 別有利的。 鋁淨化銷，如A06銷在連鑛板條鏵造操作上有待別之 問題。在銷中*鋁在去氣化産物中産生顯著量之/\12〇3。 氣化物以固體顆粒形成，其可阻塞雙棍筒鏵造裝置之分配 噴嘴之細通道。此在氧化物層中亦存在，其在鏵造表面上 形成且在凝固作用上引起不良熱傳及低總熱流。我們已確 定此問題可藉由添加鈣至熔融物中以産生ca〇而避免，其 可與AU〇3結合而産生液相以致減少固態M2〇3之沉稹。此 不僅減少噴嘴之阻塞且改進依本發明基質之濕潤性，以致 -16 - {請先閲讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) 裝- .ΤΓ

• IJI 本紙張尺度逋用中國國家橾準（〇呢）八4«^格（210父297公釐） 經濟部中央棣準局貞工消費合作社印製 3ί8δ〇5 Α7 _Β7_ 五、發明説明（14 ) 能在凝固時可獲得較高之熱流。 第18圖顯示〇3〇-&12〇3混合物之相圖，其可見50.65% CaO之共晶組合物具有1350°C之液相線溫度。因此若調整 * 鈣的加入以産生一接近此共晶化合物之CaO -Al2〇3混合物 ，其將明顯增加氧化物之液相分量以致促進總熱流。 我們己在1595°C熔融溫度於一平滑基質中加入不同量 鈣之大量A06鏑試樣上進行凝固作用測試。測試結果顯示 於第19及20圖中。第19圖測得不同鈣添加童之熱流值與凝 固作用時間之作圖。依箭頭方向特別顯示5個個別由線顯 示增加之Ca/A1組合物。第20圖為在每一凝固作用測試中 獲得之最大熱流與Ca/A1含量作圖。 在第19及20圖之結果顯示，熱流的明顔增加可經由增 加Ca/AI含量之增加而獲得，以致CaO - Al2〇3混合物接近 其共晶。 我們的實驗結果顯示在板條冷卻狀況下覆蓋基質之實 質液相氣化物層為非常薄，且在大部份狀況下為至多1_ 量。在由第1及2圖說明之實驗裝置上進行之實驗中，在 薄造後基質及鑲造試樣表面的測定己顯示基質與鏵造表面 二者皆具有錳及矽組合物之粒子，其必定由液相層凝固。 在每一表面，此些粒子為次撤米级，其顯示該液相層之厚 度為至少lwn量。 模式計算説明層的厚度必需大於5卿，荅則歸因於層 增加之濕潤性在熱流的潛在改良可完全藉由因層的厚度而 增加之熱流阻力而抵銷。第21圖為模式計算推測良好濕潤 -17 - 本紙法尺度逋用中國國家揲準（CNS ) A4规格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 經濟部中央橾準局属工消費合作社印装 A7 _B7_ 五、發明説明（15 ) 性的結果作隱。此支持所觀察到的實驗结果及進而顯示上 氣化物層應少於5«m厚度且較佳為至少1卿厚度量。 第22至26圖說明一雙棍筒式連绩板條鑄造裝置，其能 夠根據本發明而據以蓮轉。該鑲造裝置偽包括一站立於工 場地板12上之主要機械框架11。該框架11支撑有一鑲造棍 筒座髏13，其傺能在一組裝站14與一鑲造站15之間水平移 動。座體13承載一對平行鏵造棍筒16,在鏵造蓮轉時像由 一澆斗17供給熔融金屬於其中，並藉由一分配器18及一遞 送噴嘴19以形成一 _造池30。二簿造棍筒16傜為水冷以使 一金屬層可分別冷凝在旋轉的棍筒表面16A ，並被帶至其 間的狹縫結合，而在辊筒的出口製造出一凝固的板條製品 20。該製品僳先予供給至一標準規格的盤捲器21或者接著 再予輸送至一第二盤捲器22。一容器23偽設置於靠近鑄造 站之機械框架上，在鑄造蓮轉時如果有製品有巌重的變形 或是其他駸重的故障發生時，熔融金屬能藉由在分配器上 的溢流斜槽24溢流至該容器内，或藉由在分配器一側所設 的緊急栓25予以收回。 棍筒座髏13包括有一藉滾輪32設置於沿部份主要機械 框架11延伸之軌道33上之座體框架31，因此棍筒座體13整 體之設置係可沿著軌道33移劻。座髏框架31偽承載一對棍 輪托架34,各锟筒16偽為可旋轉地的設置於其上。锟筒托 架34偽藉互補式的相互嚼合之滑動元件35、36而設於座體 框架31上，以使托架在液壓缸裝置37、38之作用下可於座 髏上移動，而得以調整鑄造棍筒16之間的狹缝，並且可在 -18* 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) Α4规格（210Χ297公釐） -------*—Γ .裝-------訂------^ Μ--ν (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 318805 A7 B7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 五、發明説明（16 ) 需要於橫過板條處形成一薄弱橫切線時，於短的時間間隔 内使棍简能快速地移動分開，針對此點，以後將會做更詳 細的說明。該座體係可藉由連接在锟筒座體上之推進支架 40與主要機械框架間的雙動式液壓活塞及汽缸裝置39的作 動，而整體作沿著軌道33之移動，如此，則可使其為可作 動的在組裝站14及鑲造站15之間移動锟筒座髏，反之亦然 Ο 各鑄造锟筒16藉由一設於座體框架31上之電動馬達及 變速裝置之驅動軸41互成相反方向之轉動。各棍筒16具有 銅質外壁面，其間形成有多數個沿縱長軸延伸且圓周方向 上呈間隔配置之水冷式通路 > 可自驅動軸41内經由迴轉式 封函蓋43連接於供本管42,而由供水導管經由锟筒末端供 給冷卻水；該棍筒通常可為約500mm直徑，且為了製造逹 2000 mm寬的扳條製品，其長度可達2000 mm長。 澆斗17僳整値為傳統的構造，並藉由一個軛件45支撑 於一高架起重機上，而能夠自一熱金颶接收站帶至該處。 該澆斗偽安裝有一可藉伺服汽缸作動的塞桿46,以使熔融 金屬可自澆斗經由一出口噴嘴47及耐火覆體48流入分配器 18内。 餵槽18亦為一習知的構造，其傜為由如氧化鎂（MgO) 之耐火材料所製成之寬碟狀。該分配器之一側接受來自澆 斗之熔融金屬並提供上述之溘流斜槽24及緊急栓25，該分 配器之另一側提供呈沿縱長軸連續且間隔設置之金屬出口 通路52。該分配器較低的部份設有用於在辊筒座體框架31 -19 - 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（21〇X2_97公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 0·. 經濟部中央揉準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（l7 ) 架設分配器之架設托架53,以及為了能準確的將分配器定 位並提供開孔以容設在座體框架上之分度椿54。 遞送噴嘴19係由如石墨礬土之耐火材料所構成之細長 的本體，其較低之部份傣向内並向下收斂成推拔狀，使其 能夠伸入鑲造锟筒16間之狹縫。且其偽藉由一設置支架或 板體60以支撑在锟筒座體框架上，其較高的部份像形成向 外凸出之側凸緣55而可以此使其置於設置框架上。 嗔嘴19可以為具有水平連纗間隔設置且垂直延伸的流 出口，以使熔融金屬以適當地低速度流出至整個棍筒寬度 ，而遞送熔融金屬至锟筒間之狹缝*同時不至於直接衝擊 至産生初步冷凝之锟筒表面。另外一種選擇，該遞送噴嘴 '可為具有一單一連缅之出口槽道，以直接遞送一低速的熔 融金屬幕至锟筒間之狹缝，及/或該狹縫可以浸入熔融金 屬池中。 該熔融金屬池傺藉由一 if當锟筒座體在鑄造站時*緊 靠箸各锟筒之階梯端57之側圍板56而成形於棍筒之二端間 。側圍板56傜由強耐火材料所製成，例如氮化硼，並且具, 有扇形的側緣81以配合棍筒的階梯端57。各側圍板可設置 於藉由一對液壓汽缸裝置83之作動，而能在鏵造站移動之 板支撑件82上，俥藉以帶動倒圍板使與鑲造锟筒之階梯端 嚷合，而用以在鑲造操作期間之鏵造棍筒上形成金屬熔融 池之端末圍牆。 在鑲造操作期間，該澆斗塞桿46則被作動而使熔融金 屬可自澆斗傾倒至分配器，而經由該金屬遞送噴嘴流至鏵 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意Ϋ項再填寫本買) .裝·

，tT 經濟部中央標準局負工消费合作社印裝 A7 B7 五、發明説明（18 ) 造锟茼。該板條製品20之乾淨的頭端傜藉一護樁96之作動 導引至該盤捲器21之口部，該護檯96偽懸掛於設置主框架 上的樞軸装備97處，並且能在板條的乾淨頭端形成之後， 藉液壓汽缸裝置98的作動而朝盤捲器擺動。護檯96偽可對 著一個設置在上方的藉由一活塞及汽缸裝置101作動之板 條導引翼99蓮作，並且該板條製品20可被限制在一對垂直 刨棍筒102之間。在板條之頭端被導入至盤捲器之口部後 ，該盤捲器則旋轉以盤捲板條製品20，此時，該護檯則可 予回擺至懸掛在機器框架而無作用之位置，以脱離直接送 於盤捲器之上的製品。該産生之製品可以接著被傳送至盤 捲器22以製成最後用以蓮送離開鑲造裝置之板捲。 說明於第22至26圖之雙锟筒縳造裝置之詳細說明為述 於美國專利第5,184,668及5,277,243號與國際專利申請案 PCT/AU93/ 00593號中。依本發明，在此裝置中選定之鋼 熔融組合物鏵造之銷為可使在鏵造棍筒上脱氣化作用産生 之氧化物在鑄造溫度具有一主要液相部份。依此已確定為 獲得適當結果之較佳M06銷組合物如下： 硪 0.06 %重量比 錳 0.6 %重量比 矽 0.25 %重量比 鋁 1_0.002%重量比 熔融自由氣 60- 100 ppm 已確定錳/矽脱氣銷中，熔融氧量非常重要？第27圖 說明存於較佳組合物中之M06钢於不同自由氣含量在熔融 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -------·--f 裝 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

318805 A7 B7 五、發明説明（l9 ) 溫度範圍内的氧化物相。較佳為維持可産生MnO與Sit)2之 狀況，且避免産生ai2〇3或固態Si〇2氣化物之狀況。因此 較佳為由低於1675^熔融溫度在60至100 ppm範圍之熔融 自由氧童。 已進一步確定*可獲得適當结果之合適之A06組合物 具有如下之鈣添加量： (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) •f. 裝· 經濟部中央揉準局貝工消費合作社印製 在棍简上之覆層可完全由鏞造池之氧化物形成。在此 狀況中，在具有充分形成以産生一部份液態層至可獲得舆 板條産生速度一致之預期熱流的量之前對於一製造之板條 的最初量為必需的。因此，在可獲得穩定高熱流狀況前具 有一最初起動期，其可産生廢料産物。 除了依賴在棍筒上形成氣化物外，在本發明範圍中可 進行施用一合適氣化物組合物在锟筒進入鑄造池之前於其 表面下，或在棍筒上提供一永久氧化物塗層*其在與鑲造 池接觸時為部份熔融。合適之低熔點塗層物質可為氧化铑 、氣化鉀及氣化鉍。 本發明並未限制其應用於雙锟筒裝置中，且其可應 用於任何連續鑄造操作中，如單锟筒鏵造装置或帶式鑲造 裝置。其亦可應用在其他鏵造操作中，其中金屬必霈與一 冰凍鏵造表面接觸而迅速冷卻。 訂

K m 0.06 %重量比 錳 0.25 %重量比 矽 0.015%重董比 鋁 0.05 %重量比 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 B7 五、發明説明（2〇 ) 經濟部中央揉準局貝工消費合作社印製 元件標號對照表 1 感應爐 32 滾輪 2 熔融金屬 33 軌道 3 浸入漿板 34 锟茼托架 4 滑動部 35 > 36 滑動元件 5 電動機 37 ' 38 液壓缸裝置 11 機械框架 39 液壓裝置 12 工場地板 40 推难支架 13 琨筒座體 41 驅動軸 14 組裝站 42 供水管 15 鑲造站 43 旋轉式封函蓋 16 鏵造棍筒 45 軛件 16A 棍筒表面 46 塞捍 17 澆斗 47 出口噴嘴 18 分配器 48 耐火覆體 19 遞送噴嘴 52 出口通路 20 板條製品 53 架設托架 21 盤捲器 54 分度椿 22 盤捲器 96 護檯 23 容器 97 樞軸裝備 24 溘流斜槽 98 液壓汽缸裝置 25 緊急栓 99 板條導引翼 30 鑲造池 101 活塞汽缸裝置 -23 - -------f —^ 裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 4--ir 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 五、發明説明（21 ) 31 座體框架 A7 B7 102 垂直側棍筒 f,'. ^n. 1 1^1 Is ml - 131^ . (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 / •^ 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X25·7公釐）

Claims (1)

1. 申請專利範囷 A8 B8 C8 D8

   經濟部中央標準局貝工消費合作社印*. / 第85102496號専利申請案申請専利範圈修正本 你正日期：86年8月 1·一棰鼸造金屬之方法，於其中熔融金羼與鑄造表面（16A) 接觸*其特微在於該縳迪表面（16A)具有一低於5 之算 術平均粗ϋ度（Ra) *且在鑄造表面（16A)與熔融金羼之間 在凝固期間插入一材料層*該層之主要部份在金羼凝固期 間為液態，且該層的液態在縳造表面上具有低於40·之湄 潤角。 2. 如申請専利範園第1項之鑄造金屬之方法，其進一步特» 在於該層厚度少於5典。 3. 如申請專利範圍第2項之縳造金颶之方法，其進一步特撤 在於該層厚度不。 4. 如申請專利範圍第之鑄造金羼之方法，其進一步 特撤在於該層之液相少0.7 5。 5. —棰連鑛鑄造金羼板條之方法，於其中熔融金屬形成之鑄 造池（30)與移動之縳造表面（16A)接觸，以使金羼由池（30 )中凝固於移動之鑄造表面（16A)上，其特撤在於該鑄造表 面（16A)具有一低於5典之算術平均粗掩度（Ra>，且在禱 造表面（16A)舆熔敲金羼池<30>之間在金羼凝固期間揷入 一材料層，該層之主要部份在金屬凝固期間爲液態。 6. 如申請專利範園第5項之方法，該層的液態在縳迪表面上 具有低於40°之濕潤角。 7. 如申請專利範围第5或6項之方法，其進一步特擻在於 該層厚度少於5 /»。 請 先 閱 面 之 注 I 頁 Λ 訂 夂紙浪尺度逋用中國躪家橾芈（仁阳）八4規1格（210父297公釐） -25 - Α8 Β8 C8 D8 3ίδ〇05 、中請專利範圍 8. 如申請專利範圓第7項之方法，其進一步特微在於該履厚 度不大於1 /«。 9. 如申請専利範画第7項之方法，其進一步特戡在於該材料 層完全由禱造池產生。 10. 如申請專利範第9項之方法，其金颺驀緬，該禱迪池（3 0)含有鐵、錳及矽氣化物，且該履包含鐵、鯭及矽氧化物 混合物*該混合物之比例爲可使該涯合物之主要部份在金 屬凝固期間爲掖態。 11. 如申請專利範圓第10項之方法，其特微在於該鑄造池（30> 進一步含有鋁氧化物，且該層包含鐵、錳、矽及鎢«化物 混合物》 12. —種連績鑄造金羼板條之方法，其熔融金《傈藉由一配置 在狹缝上方的金屬遞送哦ft (19)而被導入於一對鑄造輥筒 (16)之間的狹雄，且係在狹缝之上直接產生一由輥筒之鑄 造表面（16A)所支播之熔融金饜縳造池，而該ή造輥筒（16 )係可轉動以從狹缝向下遞送出一凝固的金屬板條，其特 擻在於該鑄造表面（16Α>具有一低於5仲之算術平均粗糙 度（ΙΜ，且在鑄造表面（16Α)舆熔融金颺池（30}之蔺在金 屬凝固期間插入一材料履，該層之主要部份在金屬凝固期 間為掖態。 13. 如申請專利範圓第12項之方法，該層的掖態在鑄造表面上 具有低於40·之溉涵角。 14. 如申請專利範國第12項之方法，其進一步特徵在於該層厚 度少於5 /«。 衣紙铢尺度逋用中«家揉準（CNS ) ( 210X297公釐） {請先《1MC面之注f項再4寫本I) 订 經濟部中央鏢率局Λ工消费合作社印«. "26 - 〇ϊδ〇05 U 08 —_'中請專利範圍 如申諳専利範圔第14項之方法，其進一步特徵在於該層厚 度不大於1 «。 16. 如申請專利範園第12、13或14項之方法，其進一步特欲在 於該層之液相分貴為至少0.75。 17. 如申誚專利範第16項之方法，其進一步特微在於鑄造池 (30)含有在每一輥简之鑄造表面上形成層之材料，其在輥 筒（16>轉動時典池（30>接觸。 is.如申請専利範两第17項之方法，其進一步特撤在於該金羼 爲鏑，該池含有雄、錳及矽氧化物，且該層包含雄、蜢及 矽氧化物混合物，該混合物由熔渣沉積於鑄造輥简U6)上 Ο 19·如申請専利範圏第18項之方法，其進一步特》在於該熔渣 中蜢及矽氧化物之比例為可'使《包含掖態錳及矽氧化物相 (請先H1MC面之注$項再填本頁) A 訂 經濟部中央標窣局貝工消费合作社印策 20. 如申請專利範画第19項之方法，其進一步特微在於該熔流 之含有MnO及SiO·，其比例為75Z MnO及25Z SiO,。 21. 如申請專利範围第17項之方法，其進一步特欲在於供應自 由氧至餺造池（30)以促進鐵氧化物及在熔渣中MnO及SiO, 之形成。 22. 如申請專利範画第18項之方法，其進一步特擻在於該銷熔 融物為錳/矽脫氧網。 23_如申請專利範園第18項之方法，其進一步特戡在於該網熔 融一般為下列组合物： 磺 0.06 %重量比 表紙張尺度適用中國國家標率（CNS > A4规格（2丨OX297公釐） -27 - 5 ο δ 8 ί 888 8 ABCD 、申請專利範圍 蜢 0.6 %重置比 矽 0.25 %重量比 鋁 10.002%重量比。 • 24·如申請專利範園第18項之方法，其進一步特徼在於該熔渣 亦包含鋁氧化物且該層包含雄、矽及鋁氧化物之混合物。 25. 如申請專利範矚第24項之方法，其進一步特戡在於該綱熔 融物為具有有目的加入鈣之鋁脫氧綱。 26. 如申讅專利範醒第24項之方法，其進一步特徴在於在熔_ 物中鈣輿鋁之比例為在0.2至0.3重董百分比間。 27. 如申請專利範園第24項之方法，其進一步特擞在於該銅熔 融物為項有下列組合物： 磺 0.06 %重置比 蜢 0.25 %重董比 矽 0.015%重量比 鋁 0.05 %重量比。 28.如申請專利範園第12、13、14或15項之方法，其進一步特 擻在於該雄造輥筒（16)¾鍍絡，以使鑄造表面（16A)為鉻 表面。 經濟部中央橾率局負工消费合作社印*. 私紙張尺度逋用中國國家揉率（CNS ) A4规格（210X297公釐）