TWI298653B - Method for producing a metal strip - Google Patents

Description

1298653 坎、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於從鑄料中藉由輥軋及退火以製造金 之方法。 $ 【先前技術】 吴國專利第5，1 1 9,660號係關於藉由擠壓成形來製造 金屬物件之方法，尤其是非鐵金屬物件。在此方法中作為 材料之鑄料係由鑄造機提供至擠壓震置。該鑄料乃藉由在 :他位置中向上鑄造而鑄成—桿’且具有—粗轎顆粒之禱 造結構。該鑄料係被饋進擠壓裝置，較佳為一連續擠壓裝 置，其中該桿係被饋進一旋轉整合擠壓輪（c__ extrusion wheel)^*#t 〇 ^ 3^ # (frictional gnp)推動該桿抵壓於—固定橋座上，且在該材料上之剪 切動作會產生紋之壓力及溫度以擠壓該材料通過一沖 ^形成-成形產品。該成形產品係較佳為—纏繞在大型 立圈上之連續長度之條。該產品已被證明可節省主要之費 用’且可消除傳統平繞_(paneake⑶⑴之相互焊接、， =善焊接品質及增加產線速度L該使用於美國專 2 5’ 119’ 660 ★中用以產生連續條之連續擠壓之方法 預期般地可靠。甚者，由該連續擠壓方法所產生之 機夕d的展延比率’即在該條之最終寬度與來自該鑄造 械之鑄料之原始直徑的比率。 在此親軋一金屬桿成為人 為金屬條之例？中，最終之條寬 係取決於駐作輥之直徑、潤滑及該桿之直徑。目前製造 326\總檔\92\92119382\92119382(替換1 1298653 吉：翁幹成為一金屬條之限制因子係為展延比率（寬度/ 及入對邊緣變化之控制。因為展延比率小，由金屬 二衣垃見盃屬條之能力因所需設備之大小而變得不太可 一 a 5,枚也田扣直挫增加時，製程中遇到的邊緣變化量 的考慮從金屬桿$成為金屬條之過程，最簡單 ./ '、，、、、直接減少桿之尺寸而得到一既定之寬度。一般 由該直接減少法(direct reduction meth〇d)製造 孟屬條/即，銅）之寬度，其展延比率係為1.7..丨至 •9:卜簡單地藉由穿過桿直徑條線並將其乘以 古·’便可決定最終之條寬。為了從既定直徑之桿達到較 =之展延比率’必須找到一個可以延伸桿之該初始直線長 :的方法杯可達到之理論最大寬度可藉由經敲擊該材 螺旋孤而得到。假使該桿沿著該弧被展開，該條之理 =大寬度可以在一既定厚度達到。雖然這可造成條之最 大見度，但是卻具有妨礙此方法被利用之基本問題。 從美國專利第4,793，169號中可知一連續親軋機，其中 :自-連續鑄造機之薄板係可以不中斷地經熱輥軋機被 二成y長條。在美國專利第4, 793, 169號之具體例中有著 諸如圓或橢圓之曲線截面之小坏或型料係可被輥軋。該工 作輕有著互補的、分歧的卫作表面，其皆從該财點之一 狹窄區域開始’並分歧至—較寬區域並輥延伸至親之寬 度田°亥較見區域開始與材料接觸時，該輥間隙係被鬆 開’且該輥軋材料係部分地向後退方向退縮。該輕間隙^ 再-人關閉且該狹窄區域再次與該材料接觸，以更進一步地 326\總檔\92\921193 82\92119382(替換)-1 1298653 壓平亚展延，最後製成—長條。由於此製法可以势造較 Γ產能係相對地為低，且與習知之輥札機相 比，產生此動作之機構係較為複雜。 =國_第4’233,832號係描述用來將—金屬線或桿 之方法及裝置。在此方法中，該金屬線 =係通過二㈣^ =。面:Γ部輕’其可為環形，有著-平滑之内部 妾觸表面4較小之内部輥有 該相對且芈、、典夕本二士 τ月心外邛接觸表面。 棘、 π表面在該最接近之點有一間隔，並係小於 雀貝進其間之金屬線或桿直徑 二總、 貝^之相對且平滑接觸表面之點，與該相對表面間之門 桿之原始直…少四倍。:此==之線或 可萝诰屮一办〇> 此万沄所龟軋之金屬線或桿 之至少2.5^立、，、^金屬條’其有著該線或桿之原始直徑 4 〇 ^ i °且5亥生成條之寬度可超過其原始直徑之 ^倍4國專利第4,233,832號令之實施例，指出一有

Pure ΓβΓΛ'Τ 〇*19 二;d/lre)係可被展平成約1英叶寬度之條。這代 表了見度與直徑之比率約為5·3。 、代 在美國專利第4, 793, 169與4 之輥軋係藉由單w“ ，832號中用以展平條 是該工作it:二實行的’需要該褒置及尤其 %之表面為精製的。同時， 求，該設備及輥之佴羞在也為了對该條之品質需 保養係為非常困難的，例如為了連續地 保持该輥間之公差實質地相同。 巧了連、，地 326\總槍\92\92119382\92119382(替換)一 1298653 【發明内容】 ，本毛月之目的係為排除先前技藝之缺點，並創造 善之方法，該方法係從一鑄工（caster)之鑄造 、 i屬:克成形之向上鑄造技術與條輥軋:彳= °克服目μ在展延比率上之限制。本發明之實質上 徵將條列在附加之申請專利範圍中。 、、寸 技月，用以製造條之金屬材料首先藉由使用鑄造 ’並以—實質地連續之方式生產該鎊料， 二π 一種有利地形狀，如一桿或-棒，其中心部位係實 二t該外形的横向外㈣位為厚。 在者 質地水平或實質地垂直方向上^於在只 平及垂直部位間之傾斜位置中實行 可在該水 實:地連續方式有利地直接從“造：二- 及條輥軋技術。因此當編:始 μ 乾開始别’該鑄造外形可不另外加工係為有利之 Γ即且 =!、為鑄料之材料之溫度㈣楚地低於各種加工 個工二或叙化退火)之溫度。然而，假使需要，至少--個::::係可在該鎮工及本發明之第―作 根據本發明一金屬鉻 备 鑄造外形係有利地藉由輥縱向及橫向展延，該 成-展平Γ 段直到該鱗造外形係被親軋 326\總檔\92\92119382\92119382(替換).ι 1298653 在本發明之—較佳具體例中，在該初始 該鑄造外形係使用-方法被分成兩個對稱之片間， 係類似於驅使模進入-塊木片之方法。該鑄造二:该：法 :==:=心=積 當該鎮造外形被分成兩個相等片段後 之運轉中迫使該鑄造外时著橫向方向之體積㈣在:接 在縱向上鑄造外形材料損失較少，在於 :=錄寬度間之展延比率(寬度/直徑二:： /ί發明之方法中該鑄造外形係藉由多階段輕乾而軋 齒條，其中從起始點至少有兩階段係基於外形輕 2並接著至少-階段之條婉。該外形輥軋階段之親之 成形，係為使得輥軋效能可集中在該鑄造外形之中 分，並使得該鑄造外形之中心部分可將料造外形分^ =稱=橫向片段’其中該等橫向片段有著較該缚 材料之中心部分為大之厚度。 將被輕軋之鑄造外形係被置於中央使得該鱗造外形係 二其中心部份被饋進至該輥間距離最短之間隙點。因此該 輥軋有利地從該鑄造外形之最厚部分開始。該第_階段輕 軋之輥係如此有利地成形使得該輥之表面中心部分係為" 凸面弧狀。該I昆表面之弧狀中心部分係以㈣連接至该親 橫向部分之表面，其係為實f地線性且從該親之中心部分 發散。如此該兩輥在料觀之中^點處彼此㈣為最近。 3%\總槽\92\92119382\92119382(替換 !298653 部分係為該輥總寬度之跑_間。該親橫 刀表面與该輥軋平面形成介於40和60度之間的銳 。因此該欲被親軋之鑄造外形係可朝向該橫向區域展 外=㈣狀部份係從該親之中心部分向外發散，則在 把秩向邛分中之表面亦可形成弧狀。 心2外形I昆軋之第二階段’該輕之形成係使得該親在中 。刀之凸面弧狀部分比其在外形輥軋之第一階段中要 S且欲嫩之區域’係與該親表面之機械 觸且也m，且該材料更被在其橫向區域上延展。從今 =面之弧狀中心部分之兩端開始之輥表面的橫向區域/ 寻冒形成線性或弧狀使得該橫向區域從該輥之中八 向外發散。 口刀 在本發明之另一較佳具體例中，該第一階段輥軋之輥係 為不對稱使得該輥軋效能可集中在欲被輥軋之鑄造外形 之中心部分。由於其之完成，故該其中之一工作輕之中心 部分的表面係為凸面弧狀，而另一工作輕係為凹面弧狀。 该輥表面之凸面弧狀中心部分係為該輥總寬度之5%至 2曰〇γ曰 1。該輥表面之凸面弧狀中心部分係以兩端連接至該 輕橫向部分之表面，其係為凹面弧狀且從該輕之中心部分 向外發散。該凹面弧狀輥係為凹面弧狀且 度之至少规，該親表面係窄於或等於該有著= 二 心部分之輥之輥表面。根據該輥之形狀，該兩輥在該等輥 之中心點處仍然彼此距離為最近。因此該被輥軋之鑄造外 形係可朝向該橫向區域展延。 326\總檔\92\92119382\92119382(替換)-1 11 1298653 在該第二輥軋階段，對於第一輥軋階段中有著中心部分 凸面弧狀之輥係以個別方式置放之工作輥，其中間部;: 然為凸面弧狀，但該凸面中心部分係較第一輥軋階段中者 為大。該凸面弧狀部分係為該輥表面總寬度之2〇%至 間。該輥表面之凸面弧狀中心部分係以兩端連接至該肺 向部分之表面’其係為實f地線性且從該輥之中心部分向 外發散。該輥橫向部分之表面與該輥軋平面之間係有利地 成為40至6〇度間之銳角。在第二階段作為該凸面弧狀報 :反向工作輥(counter w〇rking r〇1 () ’係實質有利地為 扁平且該輥表面之寬度係實質等於該凸面弧狀親之親表 面。因此在此階段中該將被輥軋之材料也可朝向橫向 展延。 办在第三輥軋階段中’該凸面弧狀工作輥係純表面之總 見度中為實質地凸面弧狀。在此階段中作為該凸面弧狀輥 向工作輥，係實質有利地為扁平且該輥表面之寬度係 貝貝有利地大於5亥凸面孤狀幸昆之輥表面。該兩工作親係仍 ^該等輥之中心、點處彼此距離為最近，因此，在此第三階 段中該被輥軋材料仍會繼續朝向橫向區域展延。 除了上述具體例之外，當該條達到所需之寬度時，該（等） 輕軋鳴匕段#會集中至該輥乾條之厚纟，因此位於兩工作輥 間之輥軋表面係為平行，且該兩工作輥間之間隔就該輥軋 表面之全寬度而言係實質地相同。 【實施方式】 根據圖1，一將被製成條之材料首先於熔爐12中熔化， 326\||搶\92\92119382\92119382(替換1 12 1298653 =係ί!:Γ中。位於盆13中之熔化材料，- 經由以向？:Λ式5丨出該熔化物，並實質垂直地 形成為-桿型之如接著被導入第二= 軋it抖二軋之桿f料1係被饋進該第-外形輥 料1在才曰材粗^之工作親3之成形係使得概3與該桿材 料1八二;、之中心部分有著第一次接觸。輥3將桿材 们刀成兩個對稱片段4,如圖2所示。工作輥 ΤΙ吏二中f 3之輥軋表面間之距離，從中間部分朝向該親 ^向科增加。因此該Μ 4在橫向上有展延之空間。 ^弟一外形輥W後，將被輥軋之材料被饋進 -夕卜形I昆軋階段5’其中_軋效能仍被集中在該材料工 之中心部分，但與第一外形親軋階段2相較現在有著較寬 在第二外形輥軋階段5中之玉作輥6係之成形， 係使仔輥6之輥軋表面間之距離在該中心部分為最短，且 ^該中心部分之距離係實質地類似於在第-外形親軋階 段2中工作輥3間之距離。然而’工作親6與被親乾之材 料1所具有之機械接觸，具有較寬之區域。因此該親6將 會使材料1漸漸地朝向橫向區域展延，其中該片段將會被 改變’使得片段4之寬度將會因為材料i厚度之消耗:增 加’而其厚度仍較中心部分要為厚。 被輥軋之材料1接著被轉移進入第三外形輥軋階段7， 其中該工作輥8間之距離在該輥軋表面之中心部分係實 326\總檔\92\92119382\92119382(替換)·1 1298653 貝地與如述之輥軋P昏f 9 φ ^ 脾入翻μ, Γ 與5相同。該工作輥8間之距離 將冒朝向垓輥軋表面之樺 料1間之接觸係為工㈣?增但該工作輕8與材 ®真、…，“為 之輥軋表面寬度之至少㈣。 口為被矣b軋之材料〗在樺向 i之寬度將會增加。 有展延之空間，因此材料 得軋階段7後’被輥軋之材料1係被展平使 乳階段9中，該工條表^段該條親 係彼此成實質相同之距離。然後，^之總見度中 ^材料1間之機械接觸即產生該條u之:::輥= 寬度係為饋進本發明方法之桿材料1原始直二 至10中所示之本發明其他較佳具體例中，將被制 成為條之材料係先於_ 15中㈣，且該 孫: 入盆16中。位於盆16中之炫化材料， j導 =續方式引出該熔化物，並水平地經由沖 ::冷卻該炼化物以成為鑄料26。 為：由 轉料26接著被導入第一親乳階段2。烕為杯型之 在第一外形輥軋階段23中之工作輥21鱼 使得輥21與22與桿材料26在桿材料26 :之成形係 第--会垃_ , 之中心部分有菩 ，觸。幸昆2i與22將桿材料26分成兩個 ， 口圖7所示。該第一外形親乳階段㈡中之 又 22之成形係使得一輥21之中心部分表 & 1與 另-親22係為凹面弧狀。該在親21表二;為/面孤狀而 T 表面24之凸 _ 總槍\92\92119382\92ιΐ9顺替換 ^ Ϊ298653 中該1_24總寬度之5至_。 横向部分之表面，Hr心部分係以兩端連接至該輕21 外係為凹面弧狀且從該輥之中心部分向 25 =該凹面弧狀輥22係為凹面弧狀，且為該輥表面 之幸:广之至少9〇%’其中輥表面25係窄於或等於輥21 JH24。根據輥21與22之形狀’輥21與22仍在 軋^材粗t 25之中心點處彼此距離為最近。因此該被親 才料26之片段32係可朝向該橫向區域展延。 H第二外形_階段27’輕乳效能仍被集十在材料 較寬之分，但與第—外形_階段23相較現在有著 見之區域。對於第一輥軋階段2 3中有著中心部分呈凸 ㈣係以個別方式置放之親28，其中間部分係 了 ®弧狀’但該凸面弧狀部分係車交該第一輕乾階段 為大。該輥28之凸面弧狀中心部分係為該輥表面 =見度之25%。該輥表面29之凸面弧狀中心部分係以 =連接至該輥28橫向部分之表面，其係實質地為線性 從該輥28之中心部分向外發散。該輥28橫向部分之表 :!该輥軋表面係有利地成為至少45度之銳角。在第二 乍為该凸面弧狀輥28之反向輕3〇係實質有利地為扁 =且該輥30之輥表面31之寬度係實質等於該凸面弧狀輥 之輥表面29。因此在此階段中該被輥軋之材料％也可 漸漸朝向_表面29與31之橫向區域展延。然後被輕乳 之材料26之片段32將會被改變，使得片段犯之寬度將 曰因為材料26厚度之消耗而增加’而其厚度仍較中心部 326聰槍\92\92119 聰 92119382(替換)-1 15 1298653 分要為厚。 在该第三輥軋階段33，該工作輥34與35之成形係使 得輕軋效能仍被集中在材料26之中心部分，且該被輥軋 之材料26在橫向區域有展延之空間。一工作輥34，係如 先前階段之輥21與28對被輥軋材料26之方式個別置 放’在其輕表面36之總寬度中係實質地為凸面弧狀。在 此階段中作為該凸面弧狀輥34之反向輥35係實質有利地 為扁平’且該報表面37之寬度係有利地較該凸面弧狀輥 34之輥表面36為大。該兩工作輥34與35係仍在輥34 與3 5之中心點處彼此距離為最近，因此，在此第三階段 3 3中邊被親軋材料仍會繼續朝向橫向區域展延。 在第二外形輥軋階段33後，被輥軋之材料26係被展平 使得材料26可如圖10所示準備開始條輥軋階段38。在 该條輥軋階段38中，工作輥41與42之輥軋表面39與 40在其等之總寬度中係彼此成實質相同之距離。然後， 孩工作輥41與42之輥軋表面39與40與材料26間之機 械接觸而產生該條43之總寬度。該條43之寬度係為饋進 本發明方法之桿材料26原始直徑之約3倍。 【圖式簡單說明】 圖1係為本發明較佳具體例之概略側視圖， 圖2係為從圖1中2 — 2方向所視之具體例視圖， 圖3係為從圖1中3一3方向所視之具體例視圖， 圖4係為從圖1中4一4方向所視之具體例視圖， 圖5係為從圖！巾5一5方向所視之具體例視圖， 326\總檔\92\92119382\92119382(替換)-1 16 1298653 圖6係為本發明另一較佳具體例之概略側視圖， 圖7係為從圖6中7-7方向所視之具體例視圖， 圖8係為從圖6中8-8方向所視之具體例視圖， 圖9係為從圖6中9-9方向所視之具體例視圖， 圖10係為從圖6中10-10方向所視之具體例視圖。 (元件符號說明） 1 鑄料（桿材料） 2 第一外形輥軋階段 3 I作輥 4 片段 5 第二外形輥軋階段 6 工作輥 7 第三外形輥軋階段 8 工作輥 9 條輥軋階段 10 工作輥 11 條 12 熔爐 13 盆 14 沖模 15 熔爐 16 盆 17 沖模 21 輥 326\總檔\92\92119382\92119382(替換)-1 17 1298653 22 輥 23 第一外形輥軋階段 24 輥表面 25 輥表面 26 每料（桿材料） 27 第二外形輥軋階段 28 輥 29 棍表面 30 輥 31 輥表面 32 片段 33 第三外形輥軋階段 34 工作輥 35 工作輥 36 粮表面 37 親表面 38 條輥軋階段 39 親軋表面 40 輥軋表面 41 工作輥 42 工作輥 43 條 326\總檔\92\92119382\92119382(替換)-1 18

Claims (1)

1298653 拾、申請專利範圍： 传;吏St”軋從鑄料製造金屬條之方法，在該方法中 與條減相結合之技術，該方法包含： 之鑄造外形t材科禱造以製得中心部分較橫向部分為厚 期間’將—實質 1工作輥之輥軋表面，其包含橫剖面係連續弧狀 > 一中心部分； 將該鑄造外形分成二個對稱且相等之片段；以及 =該二個相等片段展延成有用於一階段條報札之橫向 二2得條寬度與該鑄造外形之令心部分尺寸之間的展 延比率係大於2. 8:1。 ^如申睛專利範圍第i項之方法’更包含 方向上鑄造。 貝貝工土且 3·如申請專利範圍第2項之方法，更包含在每一輕軋階 又中’將欲被輥軋之桿材料饋進二工作輥之間的間隙。 4.如申請專利範圍第！項之方法，更包含於實質上水平 方向上鑄造。 /·如中請專利範圍第4項之方法，更包含在每—親乳階 奴中’將奴被輥乳之桿材料饋進二工作輥之間的間隙。 6. 如申請專利範圍第！項之方法，更包含於傾斜位置上 鑄造。 7. 如申請專利範圍第1項之方法，更包含在每一輥軋階 326\總擒\92\92119382\92119382(替換)-1 10 1298653 段中^欲被輥乳之桿材料饋進二工作輥之間的 8.如申請專利範圍第丨項 ’、 設備Φ冷r w + i 7 /左又匕3在各別的輥軋 9如申：糞=輥軋階段和條輥軋之輥軋階段。 輥軋階段：第」：If 1項之方法，更包含使用其中每- 階段中之第一 昆之輥軋表面係實質上與相同輥軋 :中之弟-工作幸昆之輥軋表面完全相同的工作輕。 〇.如申請專利範圍第Μ之方法 離中每對工作輕之㈣L表面 = 離係貫質上相等的工作輕。 11 ·如申凊專利範圍第1項之， 期間，逐階段地增加娜之材料和輕軋 間的機械接觸區域。 作輥之輥乳表面之 12·如申請專利範圍第1項之方法，a 部分處之橫剖面係凸面弧狀的工作轉更包/設置其中心 、〜軋表面。 326\總檔\92\92119382\92119382(替換 >1 20 1298653 柒、指定代表圖： (一） 本案指定代表圖為：第（3 )圖。 (二) 本代表圖之元件代表符號簡單說明： 4 片段 6 工作輥 捌、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式： 無 326\總檔\92\921193 82\921193 82(替換1