TW590822B - Casting-roller for a two-roller-casting equipment and its manufacturing method - Google Patents

Description

590822 五、發明說明（1 ) 本發明涉及雙滾筒式澆注設備用之澆注滾筒。 一般性之目標，特別是鋼鐵工業，半成品須儘可能地 澆注至接近末端區段，以便節省各加熱-及/或冷加工步 驟，其已自1 980年造成一系列之發展，例如，已發展 出單一及雙滾筒式連續澆注方法。 在這些澆注方法中，在已被水冷卻之滾筒或捲筒上在 對鋼合金，鎳，銅及一些合金（其只能以極大之熱量來 輾壓）進行澆注時在熔液之澆注區中會產生很高之表面 溫度。在鋼合金之接近末端區段之澆注中此種表面溫 度是在3 5 0°C至450°C，其中澆注滾筒之材料由導電性 是48 Sm/mm2及導熱性是320 W/mK之CuCrZr材料所 構成。以CuCrZr爲主之材料目前主要用於熱需求較高 之連續澆注式硬模及澆注輪中。在此種材料中藉由澆注 滾筒之冷卻使表面溫度周期性地在每一旋轉中在進入澆 注範圍之前短暫地下降至150°C至20(TC。反之，在澆 注滾筒之已冷卻之背面上該表面溫度在運轉期間廣泛地 保持在30°C至40 °C之範圍中。表面及背面之間之溫度 梯度在與澆注滾筒之表面溫度之周期性改變相組合時會 在外罩材料之表面區域中形成熱應力。 在不同之溫度（其膨脹振幅是±0.3%)及0.5 HZ之頻率 (這些參數對應於澆注滾筒之轉速是3 0 U / m i η時之情況） 時對目前所使用之CuCrZr材料進行疲乏性之硏究，則 在表面溫度最大是40 (TC (對應於水冷卻器上方25 .mm 之壁厚）時在最有利之情況下可期待有3 000周期之壽命

五、發明說明（2) 直至裂痕形成爲止。因此，在較短之操作時間（大約100 分鐘）之後各澆注滾筒須再被處理以消除表面裂痕。各 再處理之間之停機時間主要是與澆注面上之潤滑-/隔離 劑之效用’構造上及製程上有關之冷卻作用以及澆注速 率等有關。若須更換各澆注滾筒，則澆注機須固定且澆 注過程須中斷。 上述之硬模材料CuCrZr之其它缺點是其在該應用情 況中較小之硬度（大約110HBW至130HBW)。在單一-或雙滾筒式連續澆注方法中不可避免之情況是：在進入 澆注區之前，鋼噴濺物已到達滾筒表面。已凝固之鋼粒 然後壓入各澆注滾筒之較軟之表面中，這樣會使大約 1.5 mm至4 mm厚之已澆注之帶之表面品質大大地受損。 習知之含有1%之鈮添加物之CuNiBe合金之較小之導 電性在與CuCrZr合金相比較時會造成較高之表面溫度 。由於導電性大約比例於導熱性，則在與外罩由CuCrZr 所構成之澆注滾筒（其表面之最大溫度是400 °C且背面之 最大溫度是30°C )相比較時，由CuNiBe合金所構成之 澆注滾筒之外罩之表面溫度會提高至大約540°C。 三元之CuNiBe合金或CuCoBe合金基本上具有大於 20 0 HBW之布式硬度，但由這些材料所製成之標準半成 品（例如，製成電阻焊接電極所用之棒形物或製成彈簧 或導線架所用之帶狀物）之導電率是在26 Sm/mm2至32 Sni/mm2之範圍中。在最佳條件下，以這些標準材料在 澆注滾筒之外罩上只能達成5 8 5 °C之表面溫度。 590822 五、發明說明（3) 就US專利4 1 793 1 4號中已爲人所知之CuCoBeZr合 金或CuNiBeZr合金而言無法得知：在適當地選取合金 成份時，可使導電率大於38 Sm/mm2且最小硬度可達 200 HBW。 此外，在EP 0 548 63 6 B1中使用一種可及時硬化之 銅合金來製成各澆注滾筒及澆注輪，這亦視爲先前技藝 ，此種銅合金由以下材料構成：1 . 0 %至2.6 %之鎳（其可 完全地或一部份由鈷所取代），0 . 1 %至0.4 5 %之鈹，可選 取或可不選取之0.05%至0.25%之鉻以及情況需要時最 多 0.15% 之含有川，丁&^3，丁丨，(：1-，€6，1^之組（§1：〇1^)中之 至少一種元素，剩餘之銅（其包含一些與製程有關之污 染物）及一般之加工添加物。這些加工添加物之布氏硬 度至少是200 HBW且導電率大於38 Sm/mm2。 具有上述成份之合金（例如，CuCo2Be〇.5或CuNi2Be0.5 合金）由於較高之合金元素成份而在熱可加工性上具有 缺點。但高的熱加工率是需要的，以便由粗顆粒之澆注 結構（其顆粒大小是數毫米）開始而達成較細微之顆粒， 其顆粒大小較1.5 mm還小（依據A STM E 1 12)。特別是 對大尺寸之澆注滾筒而言，目前只能以很高之耗費製成 品質足夠之夠大之澆注方塊；但爲了在細微顆粒結構中 以合理之耗費來達成足夠高之熱透性使澆注結構結晶化 ，此時技術上之加工裝置幾乎都不可使用。 由先前技藝開始，本發明之目的是提供一種澆注滾筒以 作爲雙滾筒式澆注設備之組件，其在由非鐵金屬所構成之

Claims (1)

1. 590822 p年U曰ΐξπ ____ 六、申請專利範圍 第9 1 1 24995號「雙滾筒式澆注設備用之澆注滾筒」專利案 (93年2月修正） 六申請專利範圍 1. 一種雙滾筒式澆注設備用之澆注滾筒，其在非鐵金屬 所構成之帶（b a n d )之接近末_區段之丨完注中承受一種 交替之溫度應力且承受高的輾軋壓力，該澆注滾筒之 外罩由一可及時硬化之銅合金所構成，該銅合金包含 以下成份（以重量百分比表示）：0.4%至2%之鈷（其一 部份可由鎳來取代），〇 · 1 %至0 · 5%之鈹，0 . 03%至 0.5%之鉻（其可選取或可不選取），〇.〇〇5%至0. 1 %之鎂 以及情況需要時至多0 . 1 5%之含有鈮，錳，鉬，釩， 鈦，鉻，鈽及飴之此組元素中之至少一種元素，剩餘 之銅（其包含一些與製程有關之污染物）及一般之加工 添加物；該外罩在硬化狀態中具有：平均顆粒大小30 //m至500 //Π1(依據ASTM E 112)，硬度至少是185 HBW，導電率介於30及36 Sm/mm2之間，0 . 2%之膨脹 極限（至少450 MPa)及至少12%之斷裂膨脹性，該澆 注滾筒最大之平均顆粒大小是1.5 mm(依據ASTM E 1 12)，硬度至少是170 HBW且導電率至少是 26 Sm/mm2 0 2. 如申請專利範圍第1項之澆注滾筒，其中銅合金含有 0.03%至 0.35%之鉻及 0.005%至 0.05%之鎂。 3. 如申請專利範圍第1或2項之澆注滾筒，其中銅合金 590822 六、申請專利範圍 含有小於 1.0%之鈷，0.15%至0.3%之鈹及0.15%至 0 . 3%之鉻。 4. 如申請專利範圍第1或2項之澆注滾筒，其中在銅合 金中銘封皴之比介於2及1 5之間。 5. 如申請專利範圍第4項之澆注滾筒，其中在銅合金中 鈷對鈹之比介於2 . 2至5之間。 6. 如申請專利範圍第1或2項之澆注滾筒，其中銅合金 除了鈷之外另有0 . 6%之鎳。 7·如申i靑專利$E圍弟1項之湊注滾筒，其中銅合金包含 至多0.15%之含有鈮，錳，鉬，釩，鈦，鉻，鈽及飴 之此組元素中之至少一種元素。 8. —種雙滾筒式澆注設備用之澆注滾筒之製造方法，其 中至少就外罩而言其是藉由以下之加工步驟來製成： 澆注，熱加工，溶解發熱（在85(TC至980°C時），冷加 工至30%以及在4至32小時內在400°C至5 5 0°C時及 時硬化；且該澆注滾筒最大之平均顆粒大小是1.5 mm(依據ASTM E 1 12)，硬度至少是170 HBW且導電率 至少是26 Sm/mm2。 认如申請專利範圍第8項之製造方法，其中該外罩在硬 化狀態中具有：平均顆粒大小30//m至500 /im(依據 ASTM E 1 12)，硬度至少是185 HBW，導電率介於30 及36 Sm/mm2之間，0.2%之膨脹極限（至少4 5 0 MPa) 及至少1 2%之斷裂膨脹性。

   590822 六、申請專利範圍

   1〇·如申請專利範圍第 一使熱透過性降低 1L如申請專利範圍第 有高的表面硬度。 12.如申請專利範圍第 面以平滑方式構成 ia如申請專利範圍第 面設有紋理。 1項之製造方法， 用之塗層。 10項之製造方法 #中該外罩設有 ’其中該塗層具 1或11㉟之製造方法，其中該表 1或 項之製造方法，其中該表 14.如申請專利範圍第丨3項$ 所形成之各凹口中埋置〜_ 製造方法，其中在由紋理 熱傳導性較銅還低之材料