TW504414B - Side wall for closing off the casting space of a plant for the twin-roll continuous casting of metal strip, and casting plant thus equipped - Google Patents

Description

504414 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（f) 本發明係相關於一種直接地由一液態金屬所形成之薄 金屬帶的連續鑄造。本發明尤其相關於特別是使用於鑄造 鋼或亞鐵合金帶之所謂雙輥鑄造〃 （t W 1 η - r ο 1 1 c a s t 1 n g )設備鑄造空間的側向關閉。 【發明背景】 在此一類型之設備中，其鑄造數公厘厚度鋼帶之應用 已被工業化，在一方面，鑄造空間被兩緊鄰水平輥並繞其 軸反向旋轉之內冷圓柱狀側表面所限定’對著壓捲液態金 屬而使其開始固化，在另一方面，鑄造空間被對著輥之平 面端（所謂之、、端面〃）藉由彈性機構所壓之板子所限定 ，其中該板子是以防火材料所製成的。這些板子側向地關 閉了鑄造空間，以便防止液態金屬從設備中洩漏出去。其 下端定位於在 '"咬合〃（n i p )之下，也就是在輥之表 面罪得最近的區域，並且其寬度是大致上相應於所需金屬 帶之厚度。 側封閉板在鑄造之前是絕對需要被預熱的，以便防止 液態金屬在注入鑄模期間以及在鑄造一開始的時候對著封 閉板而固化《鑄模之底部在注入操作期間是由一被稱爲 虛擬桿件〃 （d u m m y b a r )之部件所關閉的，其 中該虛擬桿件在輥開始旋轉時從鑄造空間抽出，並且該虛 擬桿件運載該帶之起頭》。然而，即使採取如此之預防措 施，側壁在機器中構成了一熱複雜點（t h e r m a 1 1 Y tricky point)，該點在側壁之附近無 可避免地產生一'個區域’其中將熱由液態金屬之該區域抽 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） .!l·!會--------T-------線黌 (請先閱讀背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 504414 A7 _ B7 五、發明說明（V) 出是不正常地高的。尤其是在靠近輥的情況下，當輥藉由 水之循環而內冷時，其傾向於冷卻靠近接觸發生區域之邊 壁。此可能會造成鋼在輥之邊緣的固化較靠近輥之中央區 域之部分爲快，而此可能是一問題之來源。這是因爲當輥 旋轉時，在輥之每一側所固化並且在其給定點處之厚度逐 漸增大之金屬殼，爲了形成該帶子，而必須準確地在咬合 處或是剛好在此高度之下相遇。如果該殼之相遇發生咬合 處之下相當低的位置，則該帶子在離開輥時，該帶子具有 未完全固化之風險，並且其將會破裂。一具有之風險爲該 帶子將具有內部之孔隙。相反地，如果該殼與咬合處之上 游相遇，尤其是在極度寒冷之邊壁的影響之下，已固化帶 子在咬合處之厚度超過在咬合處之一般長度。接著，爲了 防止輕施予帶子一滾動負載，將輕分開是必須的，而此是 並未設計以達成之事。輥之分離是帶子中缺陷之一來源， 其中之缺陷是相關於所造成厚度之改變以及生成物固化之 方法。帶子在靠近邊壁處固化之不正常狀況的另一後果是 藉由固化中金屬而作用在邊壁下部上之高壓。其一般之發 生爲此壓力夠高而足以使得邊壁在其高度之至少一部份再 處理，而此可以局部地摧毀在輥與邊壁之間接觸之封閉。 然後液態金屬可以從鑄造空間漏出。 【發明槪要】 本發明之目的在於提供一種鑄造設備的型態，其使得 靠近側壁之帶固化狀況的產生成爲可能，該側壁並沒有瓦 解鑄造過程一致性的傾向。其亦應限制側壁再處理的現象 5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------tr--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 504414 A7 B7 五、發明說明（3) 0 本發明之主題是一種用以關閉金屬帶類型連繪_造設 備鑄造空間之側壁，該鑄造設備包括有兩具有水平軸之內 冷反轉輥，該輥之圓柱狀側表面界定出一鑄造空間’該鑄 造空間在咬合處之寬度則決定了帶之厚度，該側壁具有一 傾向於在鑄造期間對著輥之端面摩擦並且面對該鑄造空間 的活動部件，其特徵在於：當側壁安裝在鑄造設備上時’ 該活動部件之尺寸就是其下端傾向於安放在咬合處上方相 等於至少1厘米之距離處。 本發明之另一主題是一種用以連續鑄造金屬帶類型之 設備，該設備包括有兩具有水平軸之內冷反轉輥’該輥之 圓柱狀側表面界定出一鑄造空間，該鑄造空間在咬合處之 寬度則決定了帶之厚度，以及兩用以關閉其鑄造空間的側 壁，其特徵在於：該側壁爲先前所述之類型。 正如將會了解到的，根據本發明，側壁之活動部件， 這也就是說與輥之端面或與由鑄造空間所包圍之液態金屬 相接觸之部件，其中斷並非如同傳統中在咬合處之下方， 而是在其上方。因此，一空的空間在咬合處每一側留下， 在該空間中金屬並未與任何防火材料相接觸，因此並未施 予側壁任何壓力。因此，面對此一空的空間所呈現之金屬 無法致使側壁再處理，即使其已固化分率是不正常地高。 再者，此一空的空間給予了已固化或固化中金屬一朝向鑄 造空間外面延伸的可能性，此限制了輥之邊緣所必須承受 的作用力。 6 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 2听公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 幻---------線丨 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 504414 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7______ 五、發明說明（\ ) 本案發明者已經注意到根據一般之鑄造參數，鑄模中 鋼之冷卻狀況是這樣的：在鑄造空間邊緣上從可能在咬合 處上方數公分高度之金屬固化，雖然尙未完成，然該固化 對於沒有液態金屬朝向機器外面的洩漏是已經前進得夠遠 了，即使金屬並未藉由側壁而保留。由此吾人推論在習知 技術中側壁下部之施行是有可能的。這些的實行使得鑄造 機在帶子固化過程中更能夠容許稍微的偏差。實際上，根 據本發明，在輥之邊緣上在咬合處之前較過去所預期的來 得稍微高個數公厘或公分之固化殼厚度，其不再導致邊壁 之再處理或是在製造空間較高高度處封閉損失之相關風險 。再者，帶子已經過度固化之部分具有側向延伸之可能性 ，如果輥施予其一壓縮作用力的話，此使得爲了使其所必 須忍受之應力最小化而分離該輥的需要變得較不可能。 因此，本發明提供了在鑄造狀況中較大之穩定性，而 此有助於帶子之較佳整體品質以及鑄造設備之較大的可靠 度。 【圖式簡單說明】 本發明將經由參照以下附加圖式敘述之閱讀而得到更 明白之了解，該等圖式爲： 第一圖係從前方（第一 a圖）以及從沿著I b — I b 截面之側方（第一b圖）描述根據習知技術用於雙輥連續 鑄造之側壁； 第二圖係從前方（第二a圖）以及從沿著I I b 一 j 工b截面之側方（第二b圖）描述根據本發明用於雙輥建 7 --------訂--------- (請先間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規格（210 X 297公爱） 504414 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 社 印 製 A7 B7 續鑄造之側壁。 【較佳實施例之詳細說明】 根據習知技術並且在第一圖中描繪敘述之側壁1，其 包括一支承板2 ’其中側壁1之活動部件3設定在支承板 2中，也就是說其在鑄造期間，傾向於與輥5，5 >(在 第一 a圖中虛線僅描繪出其輪廓）之端面4相接觸之部分 ，機器之鑄造空間6將包圍之液態鋼，以及在輥5，5… 靠得最緊之處的咬合7處高度之下，某種已固化的帶子。 本質上已知之機構（並未描繪出來）將側壁1壓在輥5， 5 —之端面4上。藉由允許側壁1暫時移開之彈簧或挑桿 的效能’或是過度之作用力藉由已固化之帶子而作用在其 下部，金屬滲入在其活動元件3與輥5，5 —之端面4之 間。尤其是可以文件EP—A— 〇，698，433中所 敘述如此機構之一示例（沒有限制）作爲參考。在所描述 之較佳實施例中，活動部件3被分成兩個部分。在一圓中 雙圓弧上之部分8 ’在側壁1安裝在機器上時，該部分8 構成了與f昆5 ’ 5 >之端面4接觸之區域，此接觸區域之 緊鄰的附近區域以及環繞咬合7處之區域是由第一防火材 料所製成的。第一防火材料基本上的特質是高硬度，以致 其可以盡可能地忍受輥5，5 -之端面4以及（繞著咬合 7處）固化中或已固化帶子之摩擦。該部分8例如是由S 1 A 1 Ο N或氮化硼所製成。該部分8可以由單一部分或 由數個固定在一起之部分所構成。其下端9座落於咬 合7處之高度下方’以便在側邊完全地關閉鑄造空間6。 --------^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

10 X 297 公釐） )U4414 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ^----------B7__ 五、發明說明（^ ) 活動部件3之剩餘部分1 〇是由具有高絕緣能力之防火材 料所製成，例如矽土或是礬土。側壁1之活動部件3相對 於支承板2而突出一至少相等於其在鑄造期間最大容許磨 損的厚度，例如是1 〇公厘。在鑄造期間，活動部件3與 輥5，5 >之端面4相接觸的部分基本上經由摩擦而磨損 ’結果是因爲與液體或固化中的鋼相接觸，而僅以一較緩 慢之速率磨損活動部件3其他部分一點一點地稍微地滲透 進入鑄造空間6。否則，側壁1之整個活動部件3可以一 單〜部分所製成。 第二圖描述了安裝在鑄造設備中根據本發明之側壁1 1，相同於第一圖中之元件是以相同之元件符號所表示。 根據本發明，爲了先前敘述之理由，提供了與輥5，5 一 相接觸並且關閉鑄造空間6下部之側壁1 1活動部件3的 下端1 2，其並不是座落在咬合7處之下，而是在該咬合 7處上方一距離、、d 〃處。如果固化殼在輥55 —邊緣 上之生長可以相當大之精確度而控制可以習慣地被達成’ 以及如果在鑄造空間6之此一區域中尙未完全固化金屬中 固體材料所呈現的比率可以非常快速地從0增加到1 0 0 %，此距離、、d 〃可以是非常小的，可以小到1公厘。這 些參數特別是取決於鑄造之程度。具有高含量碳之鋼的等 級，以及具有例如不銹鋼之多種合金元件之鋼的等級，其 具有較鋼或鎳鐵合金等普通程度爲廣之固化範圍（液相線 與固相線溫度之間的差別），而此使得固化狀況之控制更 爲複雜。最重要的是，此一寬廣之固化範圍所指的是’ 一 9 · 11-----tr---------線 (請先閱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規格（210 X 297公釐） 504414 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（^) 相當數量之固體材料在接近側壁11而在鑄造空間6相當 高的高度處開始被觀察到。 爲了這些具有寬廣固化範圍之鋼’因而需要提供一距 離、、d 〃，而該距離〃是較一具有狹窄固化範圍並且 一但達到液相線溫度則快速固化之程度的情況爲長。實際 上，介於1 0與4 0公厘之間的距離★ d〃是適合於以3 公厘厚度之帶子、使用直徑1 5 0 0公厘之輥、以及1 m /m i η鑄造速率形式所鑄造之不銹鋼之大部分普通程度 。距離、、d 〃之最佳選擇亦取決於在鑄造空間6之下部的 鐵水靜壓力（ferrostatic pressur e )，從而取決於鑄造設備之幾何形狀，以及取決於出現 在鑄造空間液態鋼表面的額定高度。因此’當鑄造低合金 碳鋼以及鐵矽合金時，經由配合直徑6 〇 〇公厘之輥在機 器上從1至7公厘的距離''d 〃可以獲得一良好之結果。 較偏愛的是，爲了降低作用在其上之機械應力’而其 可以導致迅速且不受控制的退化，因而面對鑄造空間6之 側壁1 1活動部件3的下端1 2並不具有尖銳的邊角’而 是一圓形部分1 3，其中該圓形部分1 3的曲率半徑可能 例如是1 0至2 0公厘之等級。相同之功能可以藉由在下 端1 2開槽以一例如是4 5度角之傾斜平面而實現。 預見藉由將流體（水、液態氬、或氮等等）噴灑在側 壁1 1活動部件3的下端1 2與咬合7處之間，從而冷卻 帶子區域的可能性亦是可能的。此冷卻可以時常地進行’ 以便確保帶子的邊緣總是離固化夠遠，以使得其不會被撕 10 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 504414 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（s ) 扯並且不會允許液態金屬的流出。而此之執行亦可以僅在 觀察到邊緣如此之撕扯開始時’或是在鑄造參數的監視出 現一種具有如此撕扯之風險可能發生的懷疑時。將冷卻流 體輸送至帶子區域的機構，可能使用例如一或多個通過支 承板2並且打開進入空間1 5之輸送管1 4，其中之空間 是安置於支承板2、輥5，5 /之端面4、以及咬合7處 之間。然而，其他輸送流體之機構亦可以預見，該機構可 能獨立於側壁11，例如一個或多個放置在側壁11之下 並指向帶子區域之噴嘴。 本發明效率之標的就是在鑄造期間可以觀察到側壁再 處理的數目。因此，已經被觀察到的是，藉由與在咬合處 下方盡可能降低之側壁的使用相比，此數目在一鑄造運行 中可以被三所除。當吾人考慮鑄造前幾分鐘，在鑄造機器 尙未完全安定期間之時，改良甚至是更重要的。這些觀察 是當鑄造3公厘厚度之帶子、相等於2 5公厘之距離'' d 〃、以及輥之直徑爲1500公厘之鑄造SUS304奧 斯田不銹鋼時所得到的。 使如此之側壁與一現存鑄造設備相配合，若是需要的 話可能需要對虛擬桿件進行若干修正，以致整個鑄造空間 (6 )在鑄造開始前注入之時，其可以側向地被關閉。 無庸置疑地本發明之應用並未受限於藉由示例所給定 之側壁的特殊型態，而是運用允許活動部件在咬合處上方 中斷的其他型態。 當然，本發明所運用的不僅是由鋼或亞鐵合金所製成 11 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 504414 A7 B7 五、發明說明（1 ) 之帶的雙輥鑄造，以及任何其他可以使用此方法所鑄造之 金屬。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 【元件符號說明】 1 習用之側壁 2 支承板 3 活動部件 4 端面 5、5 一 輥 6 鑄造空間 7 咬合處 8 輥與側壁間之接觸區域 9 下端 10 剩餘部分 11 側壁 1 2 下端 13 圓形部分 14 輸送管 15 空間 (請先閱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規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 504414 A8B8C8D8 -丨-/ A 六、申請專利範圍 1·一種用以關閉金屬帶類型連續鑄造設備之鑄造空 間（6 )的側壁（1 1 )，該鑄造設備包括有兩具有水平 軸之內冷反轉輥（5，5 >)，該輥之圓柱狀側表面界定 出一鑄造空間（6 )，該鑄造空間（6 )在咬合（7 )處 之寬度則決定了帶之厚度，該側壁（1 1 )具有一傾向於 在鑄造期間對著輥（5，5 >)之端面（4)摩擦並且面 對該鑄造空間（6 )的活動部件（3 )，其特徵在於：當 側壁（1 1 )安裝在鑄造設備上時，該活動部件（3 )之 尺寸就是其下端（1 2 )傾向於安放在咬合（7 )處上方 林專 等於至少1厘米之距離（d )處。 鐵，

   利1 2 ·根據申請專利範圍第1項所述之側壁，其 該下端（1 2 )具有一面對鑄造空間（6 )之 修K 1殳）。 根據申請專利範圍第1項或第2項所述之側壁 部 其特^落转：該下端（1 2 )具有一面對鑄造空間（6 ) \WW •矛《] 之開

   理 (請先閱讀背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 矿--------線

   4 ·根據申請專利範圍第1項所述之側壁，其U 該活動部件（3 )係安裝在一支承板（2 ) ±1: 承板（2 )包括至少一輸送管（1 4 )，而該輸送管 4 )穿過支承板（2 )並打開進入空間（1 5 )，其 中該空間（1 5 )安置於支承板（2 )、輥（5，5 > ) 之端面（4 )以及咬合（7 )處之間，該輸送管（1 4 ) 連接至用以噴射出一冷卻流體之機構是有可能的。 5 · —種用以連續鑄造金屬帶類型之設備，其包括有 '^1 章人 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐） 504414 林專 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 兩具有水平軸之內冷反轉輥（5，5 >)，該輥之圓柱狀 側表面界定出一鑄造空間（6 )，該鑄造空間（6 )在咬 * ' 7 )處之寬度則決定了帶之厚$以及兩用以關閉其 鑄造空間的側壁，其特徵在於：爲根據申請專利範 圍第1項至第4項中任一項所述之 丨$專6 ·根據申請專利範圍第5項@||之設備 其包括用以將冷卻流體噴灑在咬合（7 )處上;労策子 ^之機構。 帝人 (請先閱讀背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 2 私紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）