TW487610B - Casting metal strip - Google Patents

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487610 A7 B7 五、發明說明（1 ) 技術領域 T------11--- (請先M讀臂面之注意事項本頁) 本發明是關於餺造金屬板條。它是特別的但不是絕對 的可以應用於鐵金屬板條的鑄造。 已知鑄造金屬板條是在一雙螺桿鑄造機中連續鑄造來 進行。熔融的金屬被引進至一對被冷卻之反向旋轉的水平 鑄造軋輥之間，使得金屬殼層在移動的軋輥表面固化，同 時一起被帶到它們之間的箝《此處所用的，，箝，，一詞是指該 些軋輥彼此最接近的一般區域。該炫融的金屬可從一個洗 斗被倒至一個比較小的容器或一系列其可流過一位在該箝 之上的金屬分配喷嘴之比較小的容器，以將它導至該些軋 輥之間的箝，而在緊鄰該箝之上的該些軋輥的鑄造表面上 成形被支撐的一個熔融金屬的鑄造池。該鑄造池可被限制 在滑動機制上末端封閉的側板擋渣壩與該些軋輕的末端之 間。 線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在雙乾辕鑄造中，該些錄造軋親的偏心度可以使鍀條 厚度沿著該缚條改變。如此的偏心度可能是因該些乳|昆的 加工或組裝，或因該些軋輥由於不均勻的熱流分佈而可能 變熱時產生的變形所引起的。明確地，該些鑄造軋親每轉 一週將會產生一個依據在該些軋報中的偏心度而定之厚度 變化的圖式，，而且該圖式在該些軋較每轉一週即會被重複 。通常該重複的圖式是正弦曲線，但是在這些一般的正弦 曲線中可能有第二次或次要的擾動。經由本發明，這些重 複的厚度變化，可以藉由在該些軋輥旋轉速率中產生一個 速率變化的圖式，而被降低許多。這種方式的補償是可能 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 4 487610 A7 B7

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（2 ) 的，因為即便是很小的速率變化，也會改變在該缚造池中 該些軋輥上正在硬化的金屬殼的接觸時間，藉此而改變被 帶至該箝的該些殼層的厚度，使在該箝之中的寬度的增加 ，因此可以產生一個較厚的鑄條；藉由該些軋輥的瞬時加 速，以減少殼層固化的時間，因此可以使該鑄條變薄。此 外，改變凝固時間將會改變使軋輥形狀改變的鑄造軋輕溫 度分布，同時可以是當地補償符合其起始的軋輥偏心度。 發明的說明 依據本發明，它提供一個鑄造金屬板條的方法，其包 括將熔融的金屬引進一對冷的鑄造軋輥之間，在它們之間 形成一箝而形成一被該些軋輥所支撐的熔融金屬的鑄造池 ，而且藉由該池所限定之末端的封閉，它被侷限备該箝的 該些端點；旋轉該些軋輥以鑄造一個由該箝向下配送之固 化的鑄條；將該鑄條送離該箝；當它被送離該箝時檢視該 鑄條，以決定因為該鑄造軋輥表面的偏心度，而沿著該鑄 條所產生之厚度變化的圖式；並且設定一個由該厚度變化 圖式所決定之鑄造軋輥的速度變化的圖式，以降低該厚度 變化的幅度。 該厚度變化的圖式可以是一個有規則地重複圖式。 較佳地，該鑄條可以藉由一個能指示出該重複厚度變 化的頻率和震幅訊號的檢視設備來作檢視，同時可以依據 那些訊號改變該些鑄造軋輥的速度。 該被設定的速度變化的圖式可以包含對該些鑄造軋輥 的每一轉之單一的變動。另一方面，對於該些鑄造軋輥的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------------裝--------訂---------線 (請先閱讀赀面之注意事項再填寫本頁) ^10五

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 '發明説明（每一轉而言，它可以有-個以上…右r 車乂佳地’该些乾舞e .1. ιχ. 由直接將該些訊號饋進:電動=所帶動旋轉’而且藉 。 電動馬達來設定速度變化的圖式 該設定的速度變化可 間段中，同時在皆下來:：在該些軋輥旋轉的起始時 度。 W步驟中可以減少該厚度變化的幅 本务明的方法也包括在整個 π正似％型期間中，改變 輥的平均旋轉速度的步驟，α/ 一孝 产 乂驟以維持一個恆定的鑄條平均厚 •本發明進-步提供用於鍚造金屬板條的裝置，其包含 一對在它們之間形成一個箝的平行鑄造軋輥； 一個用於將熔融金屬送至該箝之中，以在該箝之上形 個被支撐的熔融金屬鑄造池的金屬配送系統； 一對配置在該些鑄造軋輥每一端稍上的池限定封端； 軋輥驅動設備，以反向的旋轉該些鑄造軋輥，以將一 個鑄條由該箝向下送出； 鎢條輸送設備，以將該鑄條送出該箝； 鑄條檢視設備，當它被送離該箝時檢視該鑄條，以決 定因為該鑄造軋輥表面的偏心度，而沿著該鑄條所產生之 厚度變化的圖式；和 控制設備，以設定一個由該厚度變化圖式所決定之鑄 造軋輥的速度變化的圖式，以降低該厚度變化的幅度。 的變動 5i衣— /a f請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁j 、-·& 成 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 6 Λ 487610 Μ -------------Β7 五、發明説明（~~ --— 第89101995號專利再審查案修正頁 " 曰期：90年7月 較佳地’該檢視設備是可以操作用來產生該重複厚声 變化的頻率和震幅訊號，而該控制設傷可以有效的控制該 軋輥驅動設備對那些訊號的反應進行動作。 較佳地，該軋輥驅動設備包含電動馬達裝置，同時該 控制設備可以有效的將該些訊號饋進該電動馬達裝置。z 圖式的概要說明 為了要完全地說明本發明，_個較佳實施例將參考伴 隨的圖式而被詳細的說明於下，其中·· 第1圖說明適合依據本發明之操作的一個連續的條狀 物鑄造機； 第2圖顯示第丨圖中說明的那—類條狀物鑄造機在鱗造 期間參考訊號與實際條狀物厚度測量結果之圖式；和， 第3圖是該鑄造機的主要組件的垂直截面圖。 較t佳實施例的詳細說明 該說明的鑄造機包含一個主要的機器骨架，通常被指 定為數字11，它是站在該工廠地板12之上。骨架u支撐一 個在一組裝台與鑄造台之間水平移動的鑄造軋輥架子Η。 架子13搭載一對平行的鑄造軋輥16，其形成有一熔融金屬 的鑄造池成形，而且留存在以該些軋輥的末端保持在滑動 配備的兩個側板或擋渣壩56之間的一箝（16八）。 在鑄造操作期間，熔融金屬由一澆斗丨7經一個餵槽工8 、配迗分配器19a和一個噴嘴19b而供應至該鑄造池之中。 在組裝之前，上述的架子13、餵槽18、配送分配器i9a 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公餐） 裝------訂------線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 487610 Α7 Β7 五、發明說明（5 ) 、噴嘴19b和那些側板全部在一適當的預熱爐（未顯示） 中被預熱到超過1 〇〇〇°c的溫度。這些組件可以被預熱而且 被送至該架子13之上組裝的方式，在美國請准專利第 5，184,668中有更詳細的說明。 鑄造軋輥16是藉著電動馬達53透過驅動轴51而反向旋 轉。軋輥16的銅製周圍壁所形成，其間有一系列的縱向延 伸而且周邊的空間有冷卻水通道，冷卻水可由連接到供水 水管52之該些軋輥驅動轴51内的供水導管，而流過該些軋 辕末端並流過迴轉式的填函蓋54。典型地，該軋輥大約是 直徑500公釐，長度可達2000公釐以產生大約是該些軋報 寬度的條狀產品。 池限定板56是被放置在該些軋輥16的階梯狀端、點57上 。板56是用一個強的耐熱材料做成的，舉例來說如氮化硼 ，而且有扇貝狀側邊以符合該些軋輥做成的階梯狀末端的 曲率。它們能被裝置在藉由一對水力柱狀的元件59所制動 的平板夾58，將該些側邊的平板帶至該些鑄造軋輥的階梯 狀末端，以在一鑄造操作期間形成在該鑄造軋輥之上的金 屬熔融池的封閉端。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (請先閱讀嘴面之注意事項再填寫本頁) ·# 在鑄造運作期間，來自鑄造池的金屬凝固而在該移動 的軋輥表面形成殼狀物，而且該些殼狀物在它們之間的箝 上起被帶走，以在該軋輥出口處產生一個固化的條狀產 品20。此產品被饋入通過一個導入檯21，而至一個箍縮軋 輥•木41 ’其可將έ玄條狀物輸送至一標準的盤捲器。 該條狀物在它們通過該導入檯21之前，是懸掛在該鑄

487610 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _________B7__ 五、發明說明（6 ) 造機之下的一個迴線42。該導入檯包含一系列的條狀支撐 軋輥43以在條狀物通過該箍縮軋輥架41之前支撐該條狀物 〇 軋輥43是以一個陣列方式配置，其由該箍縮軋輥架41 向後延伸至該鑄造機，而且在遠離該箍縮軋輥處是向下彎 曲，以由該迴線42平順地接收與輸送該條狀物。一個容器 23被裝在鄰接於該鑄造台的機器骨架上，而且如果在鑄 造操作作的時候有一個嚴重的故障時，熔融的金屬可以經 由一個在該分配器19a上溢流的斜槽25而進入此容器。 傲槽18配備有一個蓋子32，而且它的底板在24處是階 梯狀’以在該僚槽的底部中，在其左手邊可造形一個内隙 或井3 2，如第2圖所顯示。炫融金屬從一個洗斗n，經由 一個出口噴嘴37和一滑動閘閥38而被引進該銀槽的右手 邊。在井26的底部是該銀槽底部的一個出口 4〇，以允許炫 融金屬從該餵槽，而經出口噴嘴62流至該分佈配送器19a 和喷嘴19b。該僚槽1 8配備有一個塞桿46和一滑動閘閥47 以選擇地開關出口40，同時有效地控制該金屬流流過該出 口 〇 在舉例5兒明的裝置操作中，炼融金屬由一配送喷嘴1外 被送出以在該些軋輥之間的箝上形成一池81，該池藉由在 經由一對水力柱狀元件所制動，且被配置在該些軋輥的階 梯狀末端上的側邊封閉板82 ,而被限制該些軋輥的末端。 該池81的上表面，通常被稱作”新月形水平，，會上升至該輸 出噴嘴下端的上方。因此，該該輸出噴嘴的下端是被浸在 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐） — — — — — — — — — — — 1- · I I I I I I I 訂·111111 "^ (請先Μ讀嘴面之注意事項再填寫本頁)

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 該鑄造池之内，而且噴嘴出口通道延伸到該池的表面或新 月形水平下面。 依據本發明，在導入檯21之上的該條狀物20通過一個 沿著該條狀物中心線連續掃瞄該條狀物的厚度之χ光掃描 機44 ’以產生一個沿著該中心線之厚度變化的一個連續 測量的訊號。因為在該鎮造軋輥面中不可避免的偏心度， 該些軋輥之間的箝寬度在該些軋輥每一轉之中都會改變， 而會沿著該條狀物會產生重複的厚度變化。該厚度變化通 常是正弦曲線的，而且對相當寬的振幅是無法補償的。藉 著本發明，它可以藉由設定在該些軋輥的旋轉速度中其速 度變化的一個圖式來補償這些變化。這是可能的，因為即 便是很小的速度變化，也會改變在該鑄造池之中該些軋輥 上’該正在固化的金屬殼層的接觸時間，以及一起被帶至 該箝的該些殼層的厚度。因此，它可以藉由該些軋輥的加 速’以降低該殼層固化的時間來補償因箝厚度增加而可能 使該條狀物變厚，而使該條狀物變薄。 除此之外，改變凝固時間將會改變熱傳至該軋輥之中 而^:動在δ玄些禱造乳報之中的溫度分布。該乾親局部地 溫度升高將會造成該區域的膨脹，而產生該軋報凸面的變 曲。藉由適度地將該軋輥彎曲引入對抗起始的蠻曲，造成 貫質上的補償，而在該箝上產生均勻寬度間隙。 由X光掃描機44所產生的那些信號被饋至一個控制 器45 ’以產生直接被饋至驅動該些鑄造該些軋輥的電動馬 達53的控制訊號。用於該速度變化的相和振幅之控制信號 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐） * . II--------;--·*--------^訂---------- 參 (請先閱讀臂面之注意事項再本頁) 10 487610 A7 B7 五、發明說明（8 ) --------------裝—I (請先閱讀臂面之注意事項再填寫本頁) ’可以由對條狀厚度的直接測量，或對軋輥位置的間接測 量來產生。通常，至少一個鑄造軋輥是被支持在架子上， 其可對抗彈簧或流體壓力差而使該軋輥橫向移動，同時藉 由感測那些架子的移動或該些軋輥之間的力量變化來產生 控制訊號是可行的。由該些鑄造的擺動而運作的一個速度 控制器可能產生由該系統回饋的錯誤信號。另一方面，離 開該括的該條狀物會懸掛在一個迴線上，其可以有效吸收 速度變化，使得該條狀物在其通過該X光掃描機44之丁 時，基本上有一個恆定的速度，同時該控制信號可以藉由 一個連續的掃瞄來發展以在整個條狀物的長度上建立一個 圖式。典型地，這在整個條形物中是一個規則地重複圖式 〇 ;線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 對於任一條狀物的厚度與鑄造速度而言，在速度變化 與所得條狀物厚度變化之間建立一個敏感度是可能的。因 此’由X光掃描機44所得的訊號提供一個速度變化週期 之頻率與震幅之測量，它必須被設定用來補償該所測量厚 度的變化。對於一特定的鑄造速度與條狀物厚度而言，該 被設定的速度變化的幅度是所測量的厚度變化幅度除以適 當的敏感度。 為了要達成適當的厚度控制，該些速度變化信號必須 適當地被用在該些軋輥的旋轉的關係中，意即在每一旋轉 期間’該速度變化圖式必須符合因偏心度所造成之軋報運 動的圖式。藉由將該些訊號運用在一個起始的步驟與該些 軋輥每一轉由產生的一個脈衝而來參考訊號符合的步驟， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 11 487610

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（9 ) 然後改變該金相關係以產生一個最小化的厚度變化幅度。 這是可以由追蹤或畫出一個誤差訊號的幅度來達成。 在實際上可以發現該控制訊號的向位調整，可以藉由 視覺的追蹤而很快的來進行，因為當該正確的相位匹配備 達成時，對該厚度變化的幅度的抑制是非常顯著的。這可 以由第2圖來證明，其畫出在依據本發明的一個條狀物鑄 造機的操作期間所得到的實際結果。線48畫出當控制訊號 被運用在各種不同的相位關係中時，在沒有補償情況下X 光掃描機中心線所測得的厚度變化。在這個特殊的情況中 ’在區域49中可以達到最大的抑制，其中該些控制訊號與 該些參考訊號相差180。。可以發現與沒有使用速度補償 的區域相比，在此區域中該厚度的變化幅度是非常明顯的 被降低。 對於複雜的厚度變化而言，為了要提供比較正確的補 償，在依據本發明的系統中對於軋輥的每一轉，可以應用 多個速度變化週期。該些次級的週期可以由分析得自乂光 掃描機44的信號衍生而來。另一方面，該些次級的週期可 以由該鑄造軋輥架子的位置或力量變化訊號而來，因為在 X光信號和那些軋輥架之間的關係已經被調整鎖住該初級 訊號。 在依據本發明的系統中，控制在整個鑄造中對該些镑 造軋親的ί疋轉速度控制’以補償在整個錄造過程中該條狀 物的厚度的長時間變化或飄移是可能的。如此的長期變化 舉例來說是由在該喟進金屬加熱或熔融化學的變化所造成 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） • ϋ n H ϋ ϋ H ϋ n —r I n · —i —i I n n I ·1 一-0, · 'n I I (請先w讀臂面之注意事項再本頁) s 12 A7

五、發明說明（10 ) 的溫度改變所引起的。一個單獨的控制信號可以藉由使用 一個不同的濾光器，而從X光掃描機44所產生的連續地變 化訊號衍生而來，以獲得可以被用來決定該鑄造軋輥平均 速度的平均厚度訊號，此訊號可以直接被饋至該軋輥驅動 馬達，以維持整個鑄造期間該條狀物正確的平均厚度。 -------------裝--------訂---------線 (請先閱讀臂面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 13 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 487610 A7 B7 五、發明說明（η ) 元件標號對照 (請先閲讀臂面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 11…鑄造機骨架 12…工廠地板 13…鑄造軋輥架子 16…鑄造軋輥 16A…籍 17…澆斗 18…餵槽 19a···配/送分配器 19b…喷嘴 20…條狀物 21…導入檯 23…容器 25…斜槽 32…蓋子 37…出口喷嘴 38…滑動閘閥 40…出口 41.…箱縮軋棍架 42"· 迴線 43…支撐軋輥 44··· X光掃瞄機 45… 控制器 46… 塞桿 47… 滑動閘閥 49… 區域 51··· 軋輥驅動軸 52··· 供水水管 53"· 電動馬達 54〜 填函蓋 56… 池限定板 57"· 階梯狀端點 58··· 平板夾 59··· 水力柱狀元件 62··· 出口喷嘴 81··· 池 82··· 側邊封閉板 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 14

Claims (1)

1. 487610 A8 B8 C8 D8 修正 >補充 申請專利範圍 第89101995號專利再審查案申請專利範圍修正本 修正日期：91年3月 Φ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 · 一種鑄造金屬板條的方法，其包含： 將熔融的金屬引進一對在彼此間形成一箝的冷鑄 造軋輥之間，俾以形成一熔融金屬之鑄造池，該等熔融 金屬係被該等軋輥所支撐著，且藉由池限定封閉末端被 侷限在該箝的端點部； 旋轉該等軋輥俾以鑄造一個由該箝向下配送之固 化鑄條； 將該鑄條送離該箝； 當該鑄條被送離該箝時檢視該鑄條，俾以確定因為 訂— 該鑄造軋輥表面的偏心度而沿著該鑄條所’產生之厚度 變化的圖式；並且， 设定一個鑄造軋輥之旋轉的速度變化圖式，其係根 據該厚度變化圖式而選定的，俾在連續鑄造下一個鑄條 期間可以抵銷鑄造軋輥表面之偏心度所產生的效應，並 且降低該下一個鑄條材料在厚度變化上的幅度。 2·如申明專利範圍第1項的方法，其中該厚度變化圖式是 一有規則地重複圖式。 3·如申請專利範圍第2項的方法，其中該鑄條是被一個鑄 條檢視設備所檢視，它可以產生該重複厚度變化的頻率 和幅度的指示訊號，同時可以依據那些訊號改變該些鑄 造軋輥的速度。 4.如申凊專利範圍第2項的方法，其中對於該些鑄造軋輥

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   申請專利範圍 每轉一週而言，該設定的速度變化圖式包含一 變化。 個單一的 5. 如申請專利範圍第2項的方法，其中對於該些禱造札親 母轉一週而言，該設定的速度變化圖式包含多個變化。 6. 如申請專利範圍第卜2、3、4或5項的方法，其中該些 軋輕藉由電動馬達設備來旋轉，而且該被設定的速度變 化圖式是藉由將該些訊號直接饋入該驅動馬達設備來 設定。 7·如申請專㈣圍第2項的方法，其巾該被設定的速度變 化被應用在相對於該些軋輥的旋轉的一個起始時間相 位中，然後該相位被改變以檢小該厚度變化的幅度。 8·如申請專利範圍第旧的方法，其中進—步包括在整個 鑄造中，改變該些軋輥的平均旋轉速度的步驟以維持該 鑄條的一恆定平均厚度。 9· 一種用以鑄造金屬板條的裝置，包含： 在彼此間形成一個箝的一對平形鑄造乳輥； 一個將熔融金屬送至該箝，以在該箝之上形成一個 被支撐的溶融金屬鑄造池的溶融金屬配送系統； 一對配置在該對鑄造軋輥的每一端稍上的池限定 封端； 軋輥驅動設備，以反向的旋轉該些鎊造軋輕，以將 一個鑄條由該箝向下送出； 鑄條輸送設備，用以將該鑄條送出該箝； 鑄條檢視設備，係當鑄條被送離該籍時檢視該鑄條 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（21〇χ297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) Γ 16 487610 Α8 Β8 C8 D8 kkh沭修正丨買 六、申請專利範圍 ^ ，以決定因為該鑄造軋輥表面的偏心度，而沿著該鑄條 所產生之厚度變化的圖式；及， (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 控制δ又備，用以設定一個由該厚度變化圖式所決定 之鎊造軋輥的速度變化的圖式，以降低該厚度變化的幅 度。 10·如申請專利範圍第9項的裝置，其中該檢視設備可以操 作產生該些厚度變化的頻率與幅度的指示訊號，而且該 控制設備可以反應那些訊號而有效的控制該軋輥驅動 設備操作。 11·如申請專利範圍第9項的裝置，其中該軋輥驅動設備包 含電動馬達設備，同時該控制設備可以有气的將該些訊 號饋至該電動馬達設備。 12 ·如申請專利範圍第丨〇項的裝置，其中該控制設備可以操 作改變相對於該些軋輥旋轉之該設定的速度變化的時 間相位。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210 X 297公釐） 17