TW562713B - Casting steel strip - Google Patents

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562713 A7 ^—------51__ 五、發明説明^ ^— 技術範嘴 本發明係有關帶鋼的連續鑄造。 先前技藝 已知於雙輕鑄造機經由連續鑄造而鑄造帶鋼。此種技 術中，溶融金屬被導入一對反向旋轉的水平铸造親間，鑄 造輥經冷卻，讓金屬殼於移動中的輥表面上固化，且於其 間的壓力部拉在一起而製造固化帶狀產物，此帶狀產物由 輥間的壓力部向下輸送。「壓力部」一詞用於此處表示兩根 輸彼此最接近的概略區域。熔融金屬可由杓倒入小型容器 或一糸列容器内，由容器，熔融金屬流經位在壓力部上方 的金屬輸送噴嘴，因而導引熔融金屬進入輥間壓力部，而 形成溶融金屬鑷池支持於壓力部正上方辕的鍚造面上，且 順著壓力部延伸。此種鑄池通常係侷限於側板或堰間，侧 板或堪係與輥的端面固定成滑動式接合，因而阻擋鑄池兩 端溢流，但也曾提議其它替代之道例如電磁擋板。 第7圖顯示常用之雙輥型連續鑄造裝置範例，其中一 對水冷式鑄造輥1水平且彼此平行設置，其中側板3係設置 於I#造|昆1間壓力部2的兩端’讓縳造辊1以及側板2形成封 閉的_造模具’以及於该每造模具内溶融金屬6係由設置於 鑄造模具上方的澆口盤4,經由耐火材料製成的傾注嘴5傾 注入鑄造親1間的壓力部2而形成溶鋼池7。炫鋼池7之炼鋼6 由鑄造親之親表面1 a冷卻及固化，同時鑄造親1迴轉，讓固 化设8連續由禱造幸昆1間的壓力部向下拉出，因而形成由壓 力部向下輸送的薄帶鋼20。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） --------------·-裝-----------訂-------------·_.線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 562713 五、發明説明（2 此種雙輥型連續鑄造裝置中，各鑄造輥丨利用車床等 加工俾讓鑄造輥表面變光滑。當熔融金屬6於鑄造期間黏附 於此種鑄造輥1之光滑面時，介於熔融金屬6(固化殼8)與鑄 造輥1間之初傳熱速率高。由熔融金屬6提取出熱量快速升 高，介於鑄造輥鑄造面la接觸面與熔融金屬内部間於熔融 金屬6形成的熱應變梯度極大，於固化殼8產生拉力與壓縮 應力的組合’結果導致濤造帶鋼的裂開。 近年來曹經提示利用噴射噴砂等施加凸部及凹部至 奏tl之輥面la，溶融金屬6藉表面張力支持於只位在幸昆 面la的凸部，故緩和熔融金屬6固化期間的熱量的快速提 取，已經證實此種構造可有效防止鑄造扁鋼坯的裂開（例如 參考 JP 2-179343)。 藉本發明解決的問題 當凸部及凹部單純係利用噴射噴砂等施用於缚造親i 的鑄造面1 a時，難以防止短時間内於鑄造輥1之禱造面^ & 出現熱疲勞裂開現象’貫際上仍未找到對熱疲勞裂開造成 成本大增問題的解決之道。 美國專利第4 2 5 0 9 5 0 s虎揭示規則凸部及凹部陣列於禱 造輥1之鑄造面la’但意圖用於通風氣體，單獨設置此種凸 部與凹部的規則陣列無法解決鑄造輥1之熱疲勞裂開問題。 過去曾假設熔融金屬6與鑄造輥1間之熱傳播為怪 定，但本發明發明人發展出一種模具溫度測量方法，其比 較先前可更準確測量鑄造過程的熱通量，顯示於金屬固化 初期產生極高尖峰熱通量。新穎模具溫度測量方法涉及直 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4规格（210X297公釐） ---------------------…裝------------------訂..................線 f請先閲讀背面之注意事¾再填寫本頁) 562713 A7 ----------- B7 _ 五、發明翻（3 ) —— ~-- 接溶接銅線至鑄造上莫具之接近表面的内部，而非如先前技 蟄方法，其中對熱傳播有極大阻力的帶護套熱偶夹緊至禱 造模具。此種熱通量測量結果顯示於第8圖。如由第8圖之 非斷裂曲線可知，於炫融金屬6與禱造…間最初接觸期 間，熱通量達到不低於平均值2〇百冑瓦7平方米六倍的高熱 負載（熱通量）加諸-段極短時間，考慮於炫融金屬恤親面 la間初步接觸期間，施加如此高熱負載經歷一段極短時間 為熱疲勞斷裂的主因。 於第8圖非斷裂曲線（先前技藝表面）表示的案例，當凸 部及凹部利时射噴砂等形成於鎊造…之鋒造面㈣，凸 部咼度約30微米，凸部的傾斜側邊形成窄谷，此等谷不具 任何寬度。虛線曲線表示的案例係有關本發明之模式範 例，容後詳述。 此外，由本發明發明人徹底研究結果，決定當鑄造輥 1之鑄造面la藉噴射噴砂等形成凸部及凹部時，凸部係以高匕 密度形成，傾向於產生具有高度不規則且再現性不良的： 部。如此當熔融金屬6被支持於此等凸部之頂上時，介於熔 融金屬與鑄造面的凸部間區間有顯著接觸。即使未接觸 區，也有許多極細間隙，跨該極細間隙可能發生}面傳熱。 此等間隙含有捕捉的氣袋，或該處缚造親係以非氧化氣體 如氣氣或氮氣的護罩氣體的氣袋護罩。由於跨細小間隙Z 全面性熱接觸及傳熱，故當熔融金屬6首次接觸輥面u上的 凸部時產生極高熱通量。如此，就鑄造輥丨之鑄造面b之熱 疲勞斷裂發展而言，凸部高度不規則可能造成局部高的熱 本紙張尺度適财關家標準（⑽）姆見格⑵⑽撕公楚) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝- .訂— :線丨 6 562713

_ 負載而造成不良影響。 • 相彳。於熔融金屬6與鑄造輥丨做初步熱接觸後開始固 •化，表面變擴大’熔融金屬6黏著至凸部頂部喪失，如此於 一段短時間内熱負載快速下降。 本發明考慮此等問題，本發明之目的係調節於溶融金 >1與鑄造Μ初步接觸時的熱負載，以及防止於鑄造輕之 ’ 冑造面於短時間内發展出熱疲勞斷裂，同時導致一致較低 熱提取速率而未對生產力造成不良影響。 發明揭示 本發明提供一種用於雙輥製造帶鋼之鑄造輥，其中該 -輥的鑄造面具有離散凸部紋理，凸部係向上向内傾斜至具 有一致高度的尖峰，尖峰設置成規則三角形、四邊形或多' 角形袼柵陣列，其中各尖峰與陣列中各個毗鄰尖峰之間隔 距離為70微米至500微米，毗鄰凸部係由鑄造面之概略平坦 & 區隔開間距不小於凸部底部寬度之半。 凸部可以不大於120度之包含角朝向尖峰向内傾斜。 包含角小於90度。 傾斜凸部可經戴頭因讓尖峰具有平坦的頂部。 另外’凸部尖峰可呈概略半球形圓化。 凸部可為角錐形而有平坦傾斜的側面。本發明進一步 提供連、績鑄造帶鋼之裝置包含一對鑄造輥介於其間形成一 個壓力部，一個熔鋼輸送噴嘴用以將熔鋼輸送入鑄造輥間 的壓力部而形成一個熔鋼鑄池支持於壓力部正上方的鑄造 輥表面上，以及輥驅動裝置俾驅動鑄造輥於反旋方向，製 本紙張尺度家標準（CNS) Α4規格⑵QX297公幻 ----- 五、發明説明（5.) 羞固化帶鋼由壓力部向下輸送，其中各輥的鑄造面具有離 散凸部紋理，凸部係向上向内傾斜至具有一致高度的尖 峰，尖蜂設置成規則三角形、四邊形或多角形格桃陣列， 其中各太峰與陣列中各個田比鄰尖峰之間隔距離為7〇微米至 500微米’«&部係由鑄造面之概略平坦區隔開間距不小 於凸部底部寬度之半。 本發明進一步擴大至一種連續鑄造帶鋼之方法，包含 支持-㈣鋼鑄池對平行鑄造較的經過冷激的靖造面 上，且位於形成於鑄造輥間的壓力部上方，以及旋轉輥而 形成固化帶鋼由壓力部向下輸送，其令各輥的鑄造面具有 離散凸部紋理，凸部係向上向内傾斜至具有一致高度的尖 峰’尖峰設置成規則三角形、四邊形或多角形格拇陣列， 其中各尖峰與陣列中各個田比鄰尖峰之間隔距㈣7 0微米至 5〇〇微米’毗鄰凸部係由鑄造面之概略平坦區隔開間距不小 於凸部底部寬度之半。 本發明之鑄造輥可用於雙輥型連續鑄造含鐵材料包 括奴鋼及不鏽鋼。若鑄造輥表面毗鄰凸部頂部間距調整為 不小於70微米，以及若不小於凸部底部寬度之半的平坦部 係設置於此種凸部間，以及若當熔融金屬與鑄造輥接觸時 各凸部的頂峰部形成接觸部，以及形成於周邊部的氣隙部 減少，則熔融金屬與鑄造輥間最初接觸期間的熱傳播大 減’以及加諸鑄造輥輥面上的最大熱負載大為緩和。 若就鄰，凸部頂峰間距超過500微米，則變成表面張力 難以支持熔融金屬於凸部上，熔融金屬容易侵犯凸部間的 562713 A7 B7 五、發明説明（6 谷部，如此要求凸部間距上限為500微米。此外，若此鄰£ 部頂峰間距不大於70微米，則凸部高度約為數微米的極乂 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 量不規則即對是否接觸熔融金屬造成影響，證實如此造成 接觸點跳漏的現象。 此外，為了減少於凸部頂峰周邊形成的小間隙，於本 發明希望凸部形成凸部的傾斜側邊之形成角度不大於12( 度。此外也要求於凸部頂峰漸進傾斜的傾斜側形成連續半 球形表面或平坦面。 士經由本發明方法，可進行連續鑄造，同時於溶融金屬 與鑄造輥間初步接觸期間有效控制熱傳播，如此可防止於 鑄造親的親面於-段短時間内發展出熱疲勞斷裂現象，以 及可延長翁鼓用壽+，同時也具有防止鑄造扁鋼埋出 現表面斷裂的效果。 圖式之簡單說明 本發明之實施模式將參照附圖說明， 附圖中： 第1至6圖顯示作為本發明之實施模式之-型鑄造軺 表面範例； 第7圖顯示雙親鍀造機的構造與操作；以及 第8圖顯示於本;^日月{备 ^明之麵造輥面上鑄造期間之熱通量 測量值相對於於先前技蓺镇土萨 议π蛉仏輪面上鑄造期間之熱

量值結果。 N 發明之詳細說明 第1及2圖顯示根據本發明之一型鍀造輥表面。於本潑 562713 A7

I二圖戶斤不，但此種平坦部也可由充分低於凸部9的不規 ^ 特別頒示）形成，凸部9相對於平坦部之高度Η可於5 (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) 微米至100微米之範圍。 凸部9可形成為形成於凸部9之傾斜側邊之包含角不 大於120度以及較佳不大於⑽度，如第頂所示。 | 、 本^明規疋，形成於凸部9之傾斜側邊角度指示形 、、凸卩9頂峰部至傾斜側之間隔的主要梯度，遵循傾斜側 $之傾斜面的梯度線向上延伸，以及延伸梯度線於上方的 乂又點，無論凸部9之頂峰採用半球面9a或平坦面9b皆適用 此種角度。 此外傾斜側邊寬度L指示形成於凸部9側邊的橫向維 、可丨 ，’測量基準點為類似梯度線延伸至凸部9間谷底技沿谷 部表面之線的交叉點。 士田利用才木用此種鑄造輥i之雙輥型連續鑄造裝置進行 | 連κ鑄仏日守，熔嘁金屬6係藉表面張力支持於凸部9頂峰部 :線丨 上而不會接觸凸部9間的平坦部及不規則部分，於此種間 隔形成有空間或間隙1〇,如第4圖所示。於本實施模式中， 毗鄰凸部9之頂峰部間距8不小於7〇微米，錢各凸部與田比 鄰凸部9間平坦部寬度係不小於形成於凸部9傾斜側邊寬度 L之半，由於凸部9之頂峰部支持熔融金屬6，以及金屬緊 郑凸^ 9頂峰部間鑄造面間面積減至最小，故溶融金屬6與 鑄造親1間初步接觸時發生的傳熱大減，加諸鑄造親i之親 面la的熱負載大為緩和。 於第8圖’虛線表示之測量值關係本發明，其中凸部9 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公~ 五、發明説明（9 ) -赴一頂峰S設定於3〇微米，角錐形凸部高如微来， 邊長120微$，各角錐傾斜側邊間距⑽微米，如此谷 坦度見度夠大。由太FI as姑· 0 I ~ 由本圖顯然易知於先前技藝方法的初步接 觸期間的高熱負載可大減至約半量熱負載。 第6圖之線圖顯示本發明發明人所做理論預淨"士果 以及顯示若角錐的角度變成更㈣，則初步接觸_的敎 負載比第8圖所示實例較為大減。線”，橫軸表示凸 峰部間距s’縱μ示炫融金屬與鑄造輥丨初步接觸時的執 通量（每單位時間每單位面積通過該表面的熱量）；本例 中，對角錐形凸部9進行實驗，長邊長度L60微米，高Η3〇 微米，頂峰形成平坦面9a。 如此由第6圖曲線結果，當凸部9間距s為約⑽微米， 因而凸部彼此太過接近時，每單位面積凸部9的密度高，加 大熔融金屬6與凸部9頂峰部間總接觸面積；此外^因1晚鄰σ 凸部9之傾斜側邊彼此疊置，而於凸部9傾斜側邊實質並未 形成氣隙，故於熔融金屬6與鑄造輥丨間初步接觸時若通量 顯示其高值，可經由將間距s從只有1〇微米加大至約7〇= 米，可達成熱通量的大減。特別，當距離8增加至3〇〇微米 時，每單位面積的凸部9密度極為大減，於各凸部9周邊形 成夠大的氣隙10，以及於熔融金屬6與鑄造輥1初步接觸時 熱通里降至平均14百萬瓦/平方厘米（熱係以實質恆定的熱 通量提取）。 ^ 距離S增加不小於300微米只能獲得熱通量的緩慢減 少，特別當距離S增至超過500微米時，變成表面張力^以 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4规格（210X297公釐） -12 . 562713 A7

支持炫融金屬於凸部9上，溶融金屬6容易侵犯凸部9間的谷 部，因此毗鄰凸部9頂峰間距8上限設定為5〇〇微米。° 此外，於岫述本發明之實施模式，半球面9a(參考第！ 圖、第4圖及第5圖）以及平坦面外（參考第頂）係形成於凸 部9之頂峰部，由於認為如此可提供熔融金屬6於凸部9頂峰 的良好支持；若凸部9頂峰太過尖銳傾斜，則凸部9傾斜端 將刺穿貝牙熔融金屬凸起，而無法提供良好支持，因而需 要適當形狀來避免此種現象。 它方面，形成於凸部9之傾斜側邊角度設定為不大於 120度，俾約束凸部9傾斜側邊的擴展至周邊，為了方便允 許凸部9間形成夠大的間隙，同時凸部傾斜側邊角度縮小， 半球面9a(芩考第1圖、第4圖及第5圖）以及平坦面％(參考 第J圖）的形成意義增加；若形成此種半球面％以及平坦面 9b ’則角度較佳不大於9〇度。 紇果於$文說明之實施模式，於熔融金屬6與鑄造輥1 間初步接觸時的熱通量顯著大減，施加於鑄造輥1輥面“ 的熱負載大為緩和，因此可避免短時間内鑄造輥1輥面^ 出現熱疲勞斷裂現象，可延長鑄造輥丨使用壽命，大為減低 輥成本，以及降低鑄造輥丨的更換頻率，因而大增連續鑄造 機的利用率。 本發明包含之鑄造輥以及採用此種鑄造輥連續鑄造 方法之適用性非僅限於前文說明之實施模式，只要未悖離 本發明之精髓可做多項修改。 發明效果 本紙張尺度適财gg家標準（⑽）M規格⑵Qx297公楚） 請 Λ 閲 Μ 背 © 之 注 意 事 項 再 填 窝 本 頁 ά 訂 13 五、發明説明（U ) 如用本發明包含之鑄造輥連續禱 熔融金屬盥鏤#鲈、止 、 法，可大為抑制 造輥輥面的熱負載，因而 以 熱疲音断裂現象，延長 生 綸以輭使用奇々以及大減輥成本， 用 大 二"r / v鑄造輥更換頻率，因而大增連續鑄造機的利 :' 卜口本發明可穩定及緩和鑄造扁鋼这表面上的 熱應變本發明可防止鑄造帶鋼的斷裂。 元件標號對照 卜··水冷式鑄造輥 ia···輥面 2 · · ·壓力部 3···側板 4…〉'堯口盤 5…傾嘴 6···熔融金屬 7 ·…j:容鋼 8…殼 20…薄帶鋼 14 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公發）

Claims (1)

1. 562713 A8B8C8D8 六、申請專利範圍 l 一種用於雙輥製造帶鋼之鑄造輥，其中該輥的鑄造面具 有離散凸部紋理，凸部係向上向内傾斜至具有一致高度 的尖峰，尖峰設置成規則三角形、四邊形或多角形格概 陣列’其中各尖峰與陣列中各個毗鄰尖峰之間隔距離為 7〇微米至500微米，眺鄰凸部係㈣造面之概略平坦區 隔開間距不小於凸部底部寬度之半。 2·如申請專利範圍第丨項之鑄魏，其中凸部係以不大於 120度之傾角朝向尖峰向内傾斜。 3.如申δ月專利範圍第2項之鎿造輥，其令該傾角係不大於 90 度。 、 4·如申請專利範圍第⑴項中任一項之锖造輕，其中該傾 斜凸部經截頭而讓頂峰具有平坦的頂部。 5·如申請專利範圍第丨至3項中任一項之鑄造輥，其中該凸 部頂峰通常係經半球面圓化。 6·如申請專利範圍第⑴項中任一項之缚造輕，其中該凸 部為角錐形帶有平坦傾斜的側邊。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 7·—種連續鑄造帶鋼之裝置包含_輯造親介於其間形 成一個壓力部，一個熔鋼輸送噴嘴用以將熔鋼輸送入鑄 造輥間的壓力部而形成一個熔鋼鑄池支持於壓力部正 上方的鑄造輥表面上，以及輥驅動裝置俾驅動鑄造輥於 反旋方向，製造固化帶鋼由壓力部向下輸送，其中各輥 的缚U面具有離散凸部紋理，凸部係向上向内傾斜至具 ^一致高度的尖峰，尖峰設置成規則三角形、四邊形或 多角形格栅陣列，其中各央峰與陣列中各個赴鄰尖峰之 297公釐） 15 申請專利範圍 間隔距離為7G微米至5GG微米，< 鄰凸部係由鑄造面之 概略平坦區隔開間距不小於凸部底部寬度之半。 8·如申請專利範圍第7項之裝置，其中凸部係以不大於12〇 度之傾角朝向尖峰向内傾斜。 9·如申請專利範圍第8項之裝置，其中該傾角係不大於90 度。 10·如申請專利範圍第7至9項中任一項之裝置，其中該傾斜 凸部經截頭而讓頂峰具有平坦的頂部。 U·如申請專利範圍第7至9項令任_項之裝置，其中該巴部 頂峰通常係經半球面圓化。 12.如申請專利範圍第7至9項中任_項之裝其中該&部 為角錐形帶有平坦傾斜的側邊。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 以-種連續鑄造帶鋼之方法，包含支持一個熔鋼鑄池於一 對平行鑄造輥的經過冷激的鑄造面上且位於形成於禱 間的壓力部上方，以及旋轉親而形成固化帶鋼由壓 力部向下輸送’其中各輥輯造面具有離散凸部紋理， 凸部係向上向内傾斜至具有一致高度的尖峰，尖峰設置 成規則三角形、四邊形或多角形格柵陣列，其中各尖峰 與陣列中各個毗鄰尖峰之間隔距離為70微米至500微 米’田比鄰ώ部係由鎊造面之概略平坦區隔開間距不小於 凸部底部寬度之半。 Μ·如申請專利範„13項之方法’其中凸部係以不大於 如申請專利範圍第14項之方法，其中該傾角

   本紙張尺度顧中關家標準（CNS)A4規格（2ι〇· x 297公釐〉 12 0度之傾角朝向尖峰向内傾斜。 562713 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 度。 16. 如申請專利範圍第13至15項中任一項之方法，其中該傾 斜凸部經戴頭而讓頂峰具有平坦的頂部。 17. 如申請專利範圍第13至15項中任一項之方法，其中該凸 部頂峰通常係經半球面圓化。 18. 如申請專利範圍第13至15項中任一項之方法，其中該凸 部為角錐形帶有平坦傾斜的側邊。 (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 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 17