TWI326230B - Casting steel strip with low surface roughness and low porosity - Google Patents

Description

玖、發明說明：

L 明 屬 J 發明領域 本發明係有關於雙輥鑄造機鑄造條鋼。

L· ^fe. U 於雙輥鑄造機，熔鋼被導引於一對相對旋轉之水平铸 造輥間，鑄造輥經冷卻，故金屬殼於移動中的輥表面上固 化’金屬殼於壓力部被結合在一起而製造固化之條狀金屬 製品，由壓力部向下輸送。「壓力部」一詞用於此處表示二 輥最接近區。熔融金屬可由盛桶倒入更小型容器内，由該 更小型容器經由位在壓力部上方的金屬輸送喷嘴，而形成 熔融金屬鑄池支承於輥之恰位在壓力部上方的鑄造面上， 且順著壓力部之縱向延伸。此鑄池可被約束於側板間或堪 間’該側板或堰係與輥之端面呈滑動接合，因而堵住鑄池 的兩端防止外流。 當於雙輥鑄造機鑄造條鋼時，鑄池通常係於超過1550 °C溫度，且通常為1600°C或更高。需要達成熔鋼於輥鑄造 面上的極為快速冷卻俾便於每次鑄輥回轉期間，鑄造面短 時間暴露於熔鋼鑄池的暴露期間，形成固化殼。此外，要 緊地需達成更進一步固化，因而防止於壓力部結合在一起 形成鋼條的固化殼扭變》固化殼的扭變，導致稱作為「鱷 魚皮」表面粗糙度的表面缺陷。鱷魚皮表面粗糙度舉例說 明於第1圖，藉輪廓測定儀測定，涉及條鋼表面以5至10毫 米週期升降40至80微米。即使避免顯著表面扭變及缺陷， 1326230 殼體生長的微小不規則以及殼體扭變仍然將導致液體捕捉 於條鋼中部二殼體間之個別口袋或空隙内。此等空隙係因 被捕捉的液體固化而產生，造成藉X光觀察時條鋼的孔隙 度，如此處第2圖所示以及發明人之報告第2b圖所示，報告 5 名稱「低碳條鋼鑄造聯合發展計畫Μ之晚近發展」，作者BHP 及ΙΗΙ，於德國達塞朵夫1999年METEC會議提出（1999年6 月 13-15日_ 如此需要於線上熱軋條鋼來消除孔隙度，否則因空隙 產生的裂痕以及條鋼於拉張下可能斷裂，該條鋼甚至無法 修 10 用作為冷軋條鋼的饋料。 至目前為止認為此種内部孔隙度於薄鑄造條鋼無可避 免’需要藉線上熱軋消除。但經過審慎考慮各項因素，該 . 等因素於雙輥鑄造機鑄造條鋼時可能導致固化不均勻以及 . 透過豐富的經驗與對各項因素做小心控制，發明人判定可 15 達成更均勻的殼體生長來避免鱷魚皮表面粗棱度，同時也 防止顯著液體捕捉，如此顯著降低孔隙度。 【發明内容】 籲 發明概要 根據本發明’提供一種製造具有低表面粗糙度及低孔 20隙度之薄型鑄條之方法，該方法包含下列步驟： 組裝一對接受冷卻的鑄輥，鑄輥間有個壓力部，且有 約束用包圍體毗鄰於壓力部末端； 將炫鋼導入成對鱗報間來形成鎢池，該炫鋼具有總氧 含量至少70 PPm，通常低於250 ppm及自由態氧含量為20 6 9 1326230 至60 ppm ’其溫度讓其中形成的大部分氧化物夾雜物係呈 液態； 相對旋轉鑄輥，由熔鋼傳熱而形成固化殼於鑄輥表面 上’讓殼體生長而含括氧化物夾雜物，該氧化物夾雜物係 5與炫鋼之總氧含量及自由態氧含量有關，以及形成不含鱷 魚皮粗链度之條鋼；以及 由該固化殼體，通過鑄輥間的壓力部而形成固化後之 薄型條鋼* 根據本發明，也提供一種製造具有低表面粗糙度及低 10孔隙度之薄型鑄條之方法，該方法包含下列步驟： 組裝一對接受冷卻的鑄輥，鑄輥間有個壓力部，且有 約束用包圍體毗鄰於壓力部末端； 將熔鋼導入成對鑄輥間來形成鑄池，該熔鋼具有總氧 含量至少100 ppm，通常低於250 ppm及自由態氧含量為30 15 至50 PPm ’其溫度讓其中形成的大部分氧化物夾雜物係呈 液態； 相對旋轉鑄輥，由熔鋼傳熱而形成固化殼於鑄輥表面 上’讓殼體生長而含括氧化物夾雜物，該氧化物炎雜物係 與溶鋼之總氧含量及自由態氧含量有關，以及形成不含鱷 20 魚皮粗糙度之條鋼；以及 由該固化殼體，通過鑄輥間的壓力部而形成固化後之 薄型條鋼。 雖然該方法也可用於製造不鏽鋼，但發現該方法特別 可用於製造低碳鋼。總而言之，鋼殼有氧化猛、氧化石夕及 7 氧化铭夹雜物，因而製造條鋼，該條鋼具有每單位面積密 度至少12〇氧化物夾雜物/平方❹至_仙表面2微米 深度。夹雜_點低於⑽代且較佳約為1580t ，以及低 於鑄池的金>1溫度。由Mno、叫及彻3組成之氧化物夾 雜物係分布於鎊池⑽鋼，夾_密度為2至4克/立方厘 米。 不欲受特定理論所限’相信經由於轉造期間控制固化 金屬&生長速率以及生長分布’可防止鱷魚皮表面粗縫度 及降低孔隙度。避免殼扭變的主要因素係、由於鎮造面上溶 鋼之固化孕核位置的分布良好，以及一孕核後即刻特別於 最初固化階段的殼體生長速率經過控制。此外，發明人發 現重要地於固化殼體通過鐵磁體至奥氏體的轉變前，殼體 達到大於0.30毫米的足夠厚度來對抗伴隨著此種轉變之容 積改變所產生的應力；以及此外，由鐵磁體轉變成奥氏體 的相位轉變係發生於殼體通過壓力部之前。如此通常足夠 對抗伴隨轉變之容積變化所產生的應力《例如熱通量約為 14.5百萬瓦/平方米，鐵磁體至奥氏體之轉變起點，各個殼 體厚度約為0.32毫米’轉變終點各個殼體厚度約為0.44毫 米，以及於壓力部約為0.78毫米。 發明人也測定經由使用每單位面積孕核密度至少120/ 平方毫米，可避免鱷魚皮粗糙度。發明人相信經由於縳池 的上區或半月形區的最初20毫秒固化期間，產生經過控制 之熱通量小於25百萬瓦/平方米，俾建立相干性固化殼體， 也可避免鱷魚皮表面粗糙度，經由確保殼體經過控制之生 1326230 長速率，也可避免殼體扭變，可能導致液體被捕捉於條鋼 内部。 初期固化之孕核位置分布良好，可經由採用具有個別 凸部隨機圖案所形成之紋理之鑄造面而達成。此種鑄造面 5的個別凸部平均尚度至少20微米，平均表面分布為5至2〇〇 尖峰/平方宅米。總而§之各辕之鱗造面可由表面經過喷砂 之基材覆蓋上保護性塗層而界定。特別保護性可為電鍍金 屬塗層。更特別，基材可為鋼而經鍍覆之塗層為鉻塗層。 鑄池之熔鋼為低碳鋼，該低碳鋼具有碳含量為〇〇〇1% # 10 至0.1%重量比’錳含量於0.01%至2.0%重量比及矽含量於 0.01%至10%重量比。熔鋼之鋁含量約為0 01%重量比或以 下。熔鋼具有錳、矽及鋁氧化物，於條鋼内產生 -

MnOSi02*Al203夾雜物，其中Mn0/Si02之比為1.2至1.6之 . 範圍’以及夾雜物之Al2〇3含量低於40%。夾雜物含有至少 15 3% Al2〇3 ° 部分本發明係遵照前述方法步驟製造具有改良之表面 粗經度及孔隙度之新穎條鋼。據發明人的了解此種條鋼組 ® 成無法藉前文說明之形成條鋼使用之方法步驟以外之方法 步驟説明。 20 為了更完整了解本發明，將參照附圖說明於雙輥鑄造 - 機鑄造低碳條鋼之密集研究結果。 . 圖式簡單說明 第1圖為先前技術薄型條鋼之鱷魚皮表面粗糙度之相 片； 9 1326230 第2圖為先前技術薄型條鋼顯示孔隙度之X照片； 第3圖為根據本發明操作之連續條鋼鑄造機的平面圖； 第4圖為第3圖所示條鋼鑄造機的側視圖； 第5圖為第3圖沿視線5--5所取的縱剖面圖； 5 第6圖為第3圖沿視線6--6所取的縱剖面圖； 第7圖為第3圖沿視線7--7所取的縱剖面圖； 第8圖顯示使用矽錳淨靜鋼，於雙輥鑄造試驗所得夾雜 物熔點對熱通量的影響； 第9圖為錳之能量分散光譜術(EDS)映射圖，顯示於固 10 化後條鋼之精細固化夾雜物帶； 第10圖為改變錳對矽含量對夾雜物液相線溫度之影響 之作圖； 第11圖顯示鋁氧含量（由條鋼夾雜物測定）與去氧化效 果間之關係； 15 第12圖為Mn0.Si02.Al203之三相圖； 第13圖顯示鋁氧含量夾雜物與液相線溫度間之關係； 第14圖顯示熔鋼之氧對表面張力的影響； 第15圖為於不同鋼潔淨程度，可供孕核用之夾雜物相 關計算結果； 20 第16圖顯示Mn0/Si02比對夾雜物熔點的影響； 第17圖顯示於低碳條鋼鑄造期間，由條鋼鑄造機的各 個位置所取試樣進行夾雜物分析所得Mn0/Si02比； 第18圖顯示經由添加不等含量之Al2〇3對夾雜物熔點 的影響； 10 1326230 第19圖说明當鑄造低碳鋼時如何於安全操作區内調整 鋁氧3 1，俾維持氧化物夾雜物之炼點低於約之鎮 造溫度； 第20圖顯示使用具有不等總氧含量及八丨2〇3含量之鋼 5 之鑄造結果； 第21圖指示於具有常規脊圖案，脊之間距18〇微米及深 度60微米之紋理基材上，鋼試樣固化期間所得熱通量值， 比較該值與於喷砂基材表面上固化期間所得值； 第22圖為於連續浸潰試驗所得最大熱通量測量值之作 10圖，試驗中鋼係於脊狀基材及喷砂基材上由四種不同熔鋼 固化； 第23圖指示由第22圖之浸潰試驗所得固化鋼殼之鱷魚 皮缺陷之物理測量結果； 第24圖指示於第22圖之浸潰試驗所得固化鋼殼厚度的 15 5個標準差測量值結果； 第25及26圖為形成於具有不同脊深度之脊狀基材上鋼 殼表面顯微照片； 第27圖為於具有常規稜柱凸起圖案之紋理基材上，固 化鋼殻表面之顯微照片；以及 2〇 第28圖為固化於喷砂基材上的鋼殼表面之顯微照片； 第29至33圖為作圖，顯示於使用雙輥鑄造機鑄造薄型 條鋼期間’於熔鋼鑄池正上方的漏斗製造熔鋼的總氧含 量；以及 第34至38圖為於使用雙輥鑄造機鑄造薄型條鋼期間， 11 5 於熔鋼鑄池正上方的漏斗中 鋼之自由態氧含量之作圖。 【實方式】 較佳實施例之詳細說明 ，與第29至33圖報告的相同熔 10 15

為了促輯本發明之原理之了解，現在將參照圖式舉 ^兄明之具體實_皆使祕定言詞來朗該等具體實施 例^但須了解絕非意關此囿限本發明，本發明相關業界 之熟諳技藝人士了解舉例說明之裝置之變化及進一步修 改、以及此處舉例說明之本發明之原理之其它應用。〃 第3至7圖顯示雙親連續條鋼鑄造機，該鱗造機可根據 本發明操作。缚造機包含主機架n其係由1廠地板处 立。機架11支承_車具13 ’車具13可介於組裝站14與^ 造站15間水平㈣。車具13承載—對平行鑄㈣，禱造操 作期間，由盛桶17透過漏斗18及輸送噴嘴19供給熔融金屬 至鏵報16而形成鎮池30。鱗報16為水冷式，因此鋼殼於移 動中的輕表面16A上固化’於鑄輥間的壓力部結合在一起， 而於鑄輥出口製造固化後之條鋼製品2〇。此種製品饋至標 準盤捲器21，隨後被轉運至第二盤捲器22。容器23安裝於 晚鄰鑄造站的機架上，溶融金屬透過漏斗上的溢流斜槽24 20 而被輸送至容器内；或若於鑄造操作期間產品有嚴重畸形 或其它重大功能異常’則製品由漏斗旁側之緊急插塞25拔 出而被輸送至容器内。 輥車具13包含車架31 ’車架31藉輪32安裝於軌33上， 轨係沿主機架11之部分延伸，因此輥車具13之整體被安裝 12 成〜著執33移動。車架31載運一對輥搖架34，於輥搖架34 内方疋轉式安裝輥16。輥搖架34係藉交互接合之互補滑件 35 36來女裝於車架31上，俾允許搖架於液壓缸單元37、 8的作用之下於車具上移動，來調整壓模鑄輥16間的壓力 P寬度’且當跨條鋼需要形成脆弱橫線時，可讓輥迅速移 開段短時間（容後詳述）。車具整體可沿軌移動’車具係經 由致動雙重作用之液壓活塞與工作缸單元39而移動，該單 凡係連結於輥車具之驅動托架40與主機架間，因而可被致 動而移動輥車具介於組裝站14與鑄造站15間，反之亦然。 縳軺^16係經由來自電動馬達且傳輸安裝於車架31之傳 動轴41而被相對旋轉。鑄輥16有鋼周壁，銅周壁成形有一 系列於縱向延伸而周邊彼此隔開之水冷式通道，該通道經 由來自鑄輥傳動轴41之水供應導管而被供給冷卻水通過鑄 親末端，水供給導管係經由旋轉軸封43而連結至水供應軟 管42。鑄輥典型直徑約5〇〇毫米，長高達2〇〇〇毫米’俾製造 寬2000毫米之條鋼製品。 盛桶17完全具有習知構造，且透過架空起重機的扼45 而被支承’因此盛桶可由熱金屬接收站被調整至定位。盛 桶嵌合止動桿46，止動桿46係由伺服缸致動，來允許炫融 金屬由盛桶通過出口噴嘴47及财火護套48而流入漏斗18。 漏斗18也具有習知構造。漏斗18係由耐火材料例如氧 化鎂（MgO)製造成為寬皿形式《漏斗一側接納來自盛桶的熔 融金屬’且設置有前述溢流斜槽24及緊急插塞25。漏斗的 另一側設置有一系列縱向方向隔開的金屬出口開口 52。漏 1326230 斗底部載有安裝托·53 ’供安裝漏斗至觀車架η，漏斗底 部設置有孔口來接納車具框架的指標樁54,因而準確定位 漏斗。 輸送喷嘴19被成形為細長本體，輸送噴嘴係由例如鋁 5氧石墨之耐火材料製成。輸送噴嘴底部為錐形，因此向内 向下收斂，故可伸進矯輥*16間的壓力部。輸送噴嘴設置有 安裝托架60來支承喷嘴於輥車具框架上，輸送喷嘴上部設 置有向上凸起的側凸緣55係定位於安裝托竿上。 喷嘴19可有一系列水平隔開且概略垂直延伸的流道， 10來產生於鑄輥之全部寬度金屬的適當低速排放，以及來輸 送熔融金屬至鑄輥間的壓力部以免於鑄輥上初步產生固化 時直接衝擊輥表面。另外，噴嘴有單一連續切槽開口，來 將炫融金屬的低速簾幕直接輸送至鑄親間的壓力部，及/或 切槽開口可浸沒於熔融金屬鑄池内。 15 鑄池於輥的兩端係由一對側封閉板56約束，當鑄輥車 具係位在鑄造站側封閉板％被朝向铸報的階梯末端57 固定。側封閉板56係由強力耐火材料例如氛化侧製造，有 貝殼形的侧緣81來匹配铸輥階級末端57的曲率。側板可安 裝於板夹具82，板夹具82於禱造站經由一對液壓缸單元幻 2〇的致動而移動，將側板調整至接合缉報的階梯末端，來形 成末端封閉件，讓鑄造操作期間於鑄輕上形成溶融金屬鑄 池0 於鎮造操作期間’盛桶之停止桿私被致動來允許炫 融金屬由盛桶流至漏斗，經由金屬輸送喷嘴而流至鑄報。 14 1326230 條鋼製品20乾淨的頭端係藉群板台96的致動而被導引至盤 捲機21的顎夾。群板台96係由主機架上的槐轴安裝件97懸 吊，於形成乾淨頭端之後，群板台96可經由液壓缸單元98 的致動而朝向盤捲機擺盪。群板台96可相對於由活塞及工 5作缸單元101致動的上條鋼導引襟翼操作，條鋼製品20可被 約束於一對垂直側滚輪102間。於頭端被導引入盤捲機的顎 夹之後，盤捲機轉動來盤捲條鋼製品20，允許群板台擺動 回其非操作位置，於該非操作位置，群板台單純由不含產 品的機架上懸吊，產品被直接送至盤捲機21。結果所得條 10 鋼製品20隨後被轉運至盤捲機22來製造最終盤鋼供由鑄造 機輸送出。 第3圖至第7圖所示該種雙輥鑄造機的完整規格更完整 說明於美國專利第5，184,668及5,277,243號以及國際專利申 請案 PCT/AU93/00593。 15 經由參照第3至7圖徹底操作此處所述之雙輥缚造機 後’發明人鑑別出需要控制的各項因素，來讓鑄造條鋼於 鑄造條件下實質不含鱷魚皮表面粗糙度及孔隙度。此種條 鋼無需接受線上熱軋來去除孔隙度，此種條鋼可直接就此 使用，或用作為冷軋的饋料。 20 概略言之’經由審慎控制於固化初期的初期孕核以及 初期熱通量，確保鋼殼係以經過控制的速率生長，可達成 鱷魚皮表面粗糙度及孔隙度的改良。初期孕核可藉下述方 式控制藉由提供隨機圖案分開凸部所形成之有紋理鑄造 面，確保孕核位置的良好分布，連同熔鋼饋料的鋼化學具 15 1326230 有總氧含量大於70 PPm，典型低於250 ppm以及自由態氧含 量為20至60 ppm，產生氧化物夾雜物的良好分布來作為孕 核位置，因而控制初期孕核。熔鋼饋料的氧含量至少為100 ppm總氧及30至5〇ppm自由態氧。 5 例如於鑄輥鑄造面上形成具有隨機分開凸部圖案之紋 · 理表面，具有平均高度至少20微米，以及平均表面分布為5 至200尖峰/平方毫米，可獲得孕核位置的預定分布。熔鋼鑄 池溫度係維持於大部分氧化物夹雜物於孕核期間以及固化 初期h&維持呈液態形式之溫度。發明人也測定最初接觸熱 儀| 10通量需為由溶融金屬至鑄造面的傳熱，於最初固化的20毫秒 期間不大於25百萬瓦/平方米，以防鋼殼的快速生長及扭變。 此種控制殼體生長也可經由使用選定之表面紋理來滿足。 . 使用矽錳淨靜低碳鋼進行鑄造試驗，證實熔鋼的氧化 物夾雜物熔點對固化期間所得之熱通量有影響，如第8圖舉 15例說明。低熔點氧化物可改良熔鋼與鑄輥表面間傳熱接觸 之傳熱速率。當熔點高於鑄池的鋼溫度時，不會產生液體 夹雜物《因此當夾雜物熔點大於約“㈨^時，傳熱速率遽 鲁 減。鑄池的夾雜物熔點須維持K1600«>c或以下，特別係超 過鑄池的炫鋼溫度。 20 於固化金屬设形成，轉而於薄型條鋼形成的氧化物失 雜物含有於鋼殼固化期間所形成的固化失雜物，以及於盛 桶精製期間所形成的去氧化失雜物。使用鑄造試驗，發明 * 人發現使用鋁淨靜鋼，經由添加鈣至組成物來提供液態 CaOAl203夾雜物’可限制（即使無法避免）高炫點叙氧失雜 16 1326230 物（熔點2050°C)的形成。 於半月形液面冷卻期間，鋼的自由態氧濃度遽減，結 果導致於接近條鋼表面形成固化夹雜物。固化夾雜物主要 係由MnOSi〇2藉如下反應形成： 5 Mn+Si+30=MnO«SiO2 0 由能量分散光譜術(EDS)映射圖所得條鋼表面固化夾 雜物的外觀顯示於第9圖。可知固化夾雜物極為細小（典型 小於2微米至3微米），呈帶狀位在距離表面1〇微米至20微米 間。典型條鋼之氧化物夾雜物的尺寸分布顯示於發明人報 鲁 1〇告第3圖，報告名稱「低碳條鋼鑄造聯合發展計晝μ之晚近 發展」，作者ΒΗΡ及ΙΗΙ ’於德國達塞朵夫1999年METEC會 議提出（1999年6月13-15日），可參考該報告獲得更多資訊。 於石夕锰淨靜鋼，固化夾雜物的比較含量主要係由鋼的 猛含量及石夕含量決定。第10圖顯示锰對石夕之比對夾雜物的 15 液相線溫度有顯著影響。錳矽淨靜鋼具有碳含量為0.001% 至0.1%重量比之範圍，锰含量於0.1%至10%重量比之範 圍，石夕含量於0.01%至10%重量比之範圍以及紹含量約為 ® 0.01%重量比或以下，此種猛石夕淨靜鋼可於高於鎮池上區冷 卻期間產生此種氧化物夾雜物。特別具有如下組成之鋼定 2〇 名為Μ06: 碳 0.06%重量比 錳 0.6%重量比 矽 0.28%重量比 鋁 0.002%重量比 17 1326230 去氧化夾雜物通常係於盛桶的熔鋼使用鋁、矽及锰去 氧化期間產生。如此去氧化期間生成的氧化物爽雜物組成 主要為MnOSi〇2，Al2〇3。去氧化夾雜物隨機分配於條鋼， 比鑄造期間經由自由態氧反應所形成的接近條鋼表面的固 5 化夾雜物更粗大。 夹雜物的鋁氧含量對鋼的自由態氧含量有強烈影響， 可用來控制熔鋼的自由態氧含量。第n圖顯示隨著鋁氧含 ΐ的增尚，鋼的自由態氧降低。第4圖報告之自由態氧係使 用荷雷伊奈（Heraeus electro-Nite)製造的希洛士（Cel0X)測 10量系統測量，測量被規度化成1600。(：，來獲得如後文申請 專利範圍報告之自由態氧含量之標準化報告。藉由導入鋁 氧’ MnOSi〇2夾雜物被稀釋’隨後活性降低，轉而降低自 由態氧含ϊ ’如下反應式所示：

Mn+Si+30+Al2〇3<^(Al2〇3).MnO.Si〇2 15 對於以MnO-Si〇2_Al2〇3為主之夾雜物，由第12圖所示 三相圖可得知夾雜物組成對液相線溫度的影響。分析薄型 條鋼之氧化物夹雜物’顯示Mn0/Si02比典型於〇.6至〇.8之 範圍内’用於本方案，發現氧化物夾雜物之鋁氧含量對夾 雜物熔點（液相線溫度）有強力影響，如第13圖所示。 20 發明人測定重要地根據本發明鑄造需有足夠固化夾雜 物及去氧化夹雜物，且其溫度讓大部分夾雜物於鋼的初期 固化溫度係呈液態。鎮池之炫鋼具有總氧含量至少7〇 ppm ’及自由態氧含量2〇至60 ppm，來製造金屬殼，氧化 物夾雜物之含量係由熔鋼之總氧含量及自由態氧含量反映 18 1326230 出’俾促進熔鋼於鑄輥表面上初期固化期間促進孕核。固 化夾雜物及去氧化夾雜物為氧化物夾雜物，提供孕核位 置，促成金屬固化過程中的顯著孕核，但去氧化夾雜物可 據速率控制作用，其濃度可變，其濃度影響自由態氧濃度。 5 去氧化夾雜物遠較大，典型大於4微米；而固化夾雜物通常 . 小於2微米，且係以MnOSi〇2為主而不含Al2〇3,去氧化夾 雜物也含有ai2o3作為夹雜物的一部分。 發現使用高於M06等級的矽錳淨靜低碳鋼進行鑄造試 驗，若鋼的總氧含量於盛桶精製處理中降低至低於100 ρρπι % 10 之低濃度，則熱通量降低，鑄造受危害；若總氧含量至少 高於100 ppm，典型約為200 ppm，則可達成良好鑄造結果。 容後詳述，盛桶的氧含量結果導致漏斗之總氧含量至少7〇 ppm及自由態氧含量為20至60 ppm，鑄池之氧濃度略微降 低。總氧含量可藉「LECO」儀器測定，以及於盛桶處理期 ^ 15 間藉由「清洗」程度控制，亦即透過多孔插塞或頂矛，氣 氣通過盛桶的數量、以及處理時間加以控制。總氧含量係 藉習知程序使用LECO TC-436氮/氧測定器測定，述於得自 _ LECO公司之TC436氮/氧測定器指南手冊（表格蝙貌 200-4〇3，1996年4月修訂，第7節第7-1至7-4頁）。 20 為了測定較高總氧含量所得之熱通量的提升是否係由 於鑄造期間氧化物夾雜物可利用作為孕核位置所致，使用 鋼進行鑄造試驗，其中於盛桶之去氧化係使用矽化鈣(Ca_Si) . 進行，結果與使用稱作為M06級鋼的低碳矽淨靜鋼進行鑄 造結果做比較。結果列舉於下表： 19 1326230 表1 M06與Cal-Sil級之熱通量差異

Μ 34 Μ06 62

雖然猛濃度及矽濃度類似正常矽淨靜級鋼， i—La-Si 之

5自由態氧含量於氧化物夾雜物含有較大量氧化舞時降低 顯示於表2。因此儘管Ca-Si的夾雜物熔點較低，但Ca $的 熱通量降低。 表2 使用Ca-Si去氧化之熔渣組成 等級 自由態氧 (ppm) 熔渣組成(wt%) --—--- 夹雜物熔點 (°C) Si02 MnO AI2O3 CaO Ca-Si 23 32.5 9.8 32.1 22.1 1399 10

Ca-Si級的自由態氧濃度降低，典型為2〇至3〇 ppm，比 較M06級為40至50 ppm。氧為表面活性元素，自由態氧含 量的降低預期可減少熔鋼與鑄輥間的濕潤，造成金屬與鑄 輥間的傳熱速率的降低。但由圖14顯然自由態氧由40 ppm 15 降至20 ppm不足以提高表面張力至解釋觀察得熱通量下降 的程度。總而言之，鋼的總氧濃度降低及自由態氧含量降 低，縮小夾雜物容積，因而減少初期孕核用之氧化物夾雜 物數目。如此對鋼殼與鑄輥表面間之初期接觸以及連續接 20 1326230 觸造成不良影響。 浸潰試驗顯示需要每單位面積密度約12〇/平方毫米的 孕核來於初期固化時’於鎮池上區或半月形液面區產生足 夠熱通量。浸潰試驗包含將冷激塊狀物前進進入熔鋼浴 5内，前進速度密切模擬雙輥鑄造機的鎮造面的接觸條件。 當冷激塊狀物移動通過熔鋼浴槽時，鋼固化於冷激塊表面 上’產生一層固化鋼於冷激塊表面。此層厚度係於其表面 各點測董來映射固化速率的變化，轉而映射於各個位置的 有效傳熱速率。因此可測定總固化速率、及總熱通量。固 馨 10 化顯微結構的改變與觀察得固化速率及傳熱值的改變彼此 有交互關聯，檢查於冷激面上初期固化時孕核的相關結 構。浸潰試驗裝置更完整說明於美國專利5,720,336。 . 液態鋼的氧含量比初期孕核及傳熱之關係係使用附錄 1的模式來檢驗。此模式假設全部氧化物夾雜物皆為球體， 15 且均勻分布於鋼。表層假設為2微米，唯有存在於表層的炎 雜物才參與鋼初期固化時的孕核過程。該模式的輸入值為 鋼的總氧含量、夾雜物直徑、條鋼厚度、鑄造速度、及表 ® 層厚度。該模式的輸出為滿足目標孕核/每單位面積密度 120/平方毫米要求鋼的總氧夾雜物百分比。 20 第15圖為假設條鋼厚度I.6毫米，其铸造速度80米/分 · 鐘’於不同鋼潔淨度（以總氧含量表示）時為了達成目標每單 位面積孕核密度，要求參與孕核過程的表層氧化物夾雜物 百分比之作圖。本圖顯示對2微米夹雜物尺寸及2〇〇 ppm總 氧含量而言，達成目標每單位面積孕核密度120/平方毫米 21 要求表層總可利用氧化物失雜物為20%。但於80 ppm總氧 3置，耑要、’’勺50%夾雜物來達成臨界孕核速率；於4〇 ppm 總氧含量’氧化物夾雜物的濃度不足以滿足每單位面積的 目標孕核密度。如此鋼之氧濃度係控制為可產生總氧含量 至少為100 ppm ’且較佳低於250 ppm，典型約200 ppm。結 · 果為初期固化時毗鄰鑄輥2微米深層含有氧化物夾雜物具 有每單位面積密度至少12〇平方毫米。此等夾雜物存在於最 終固化後條鋼製品的外側表層，可藉適當檢驗例如使用能 量分散光譜術(EDS)偵測。 春

22 實施例 輸入 每單位面積密度的臨界孕核數目/ 平方毫米(達成足夠傳熱速率所需） 120 此值係由實驗性浸泡 織獲得。 輥寬度 米 1 條鋼厚度 米 1.6 米 盛桶噸數 噸 120 鋼密度，千克/立方米 7800 總氧，ppm 75 夾雜物密度，千克/立方米 3000 輸出 夾雜物重量，千克 21.42857 夾雜物直徑，米 2.00E-06 夹雜物容積，立方米 0.0 夾雜物總數 1706096451319381.5 表層厚度’微米(一側） 2 只有表面的夹雜物總數 4265241128298.4536 此等夾雜物可參與初 期孕核過程 鑄造速度，米/分鐘 80 條鋼長度，米 9615.38462 條鋼表面積，平方米 ----- 19230.76923 要求孕核位置總數 2307692.30760 參與孕核過程的可利用 雜物百分比 54.10462 1326230 於矽鎂淨靜低碳條鋼，進一步測得去氧化夾雜物中存 在有氧化鋁可高度有利地確保直到周圍鋼熔體固化為止， 夾雜物可維娜體狀態。使用财淨靜鋼，灸雜物炫點對 23 1326230 錳氧化物對矽氧化物之比的變化極為敏感，使用某種比 例，夾雜物炫點相當高，例如高於17〇〇。〇，妨礙於铸造面 上形成滿意的液體膜’結果也導致鋼輸送系統的流道的陴 塞。於去氧化夾雜物内蓄意產生氧化鋁，因而產生包含 5 MnO、Si02及Al2〇3之三相氧化物系統，可降低夾雜物溶點 對MnO/Si02比變化的敏感度’且降低炫點。 去氧化夾雜物熔點對夾雜物至MnO/Si02比變化的敏感 程度圖解說明於第16圖’第16圖為夾雜物熔點對相關 MnO/Si02比之變化作圖。當鑄造低碳條鋼時，鑄造溫度約 10 為1580°C。由第16圖可知’ MnO/Si〇2比例超過某個範圍， 夾雜物熔點遠高於此鑄造溫度，可能超過17〇〇。〇。如此高 熔點’無法滿足氧化物夾雜物確切維持液相線的需求，因 而無法滿足於鑄造面上形成液體膜的需求。因此此種鋼組 成不適合用於鎢造。此外，輸送喷嘴的流道阻塞、以及鋼 15 輸送系統其它部分的阻塞可能成問題。 雖然鋼的錳濃度及矽濃度可經調整來產生預定 MnO/Si〇2比，但於商業工廠實際上難以確保可達成預定比 例。例如測得具有錳含量0.6%及矽含量0.3%的鋼組成為期 望的化學組成’基於平衡計算式計算’因產生MnO/Si〇2& 20大於L2。但於商業規模的工廠操作顯示獲得的Mn〇/Si〇2 比遠較低。顯示於第17圖，其中於商業規模的條鋼鑄造廠， 於鑄造M06條鋼的各個不同位置採取鋼試樣，對鋼試樣進 行夹雜物分析所得之MnO/Si〇2比，各個位置辨識如後： 24 L -盛桶 ΤΙ、Τ2、Τ3 -接收來自盛桶金屬之漏斗。 ΤΡ2、ΤΡ3 -漏斗下方的過渡件。 s ' 1 ' 2 -成形條鋼的連續部分。 5 由第17圖可知測得MnO/Si〇2比顯著低於計算得的預期

比值大於1.2。此外，MnO/Si〇2比的微小變化，例如由〇 9 降到0.8可能顯著提高熔點。進一步值得注意者為於鋼由盛 桶移轉至模具的移轉操作期間，鋼暴露於空氣，將造成再 度氧化’容易降低Mn0/Si02比(石夕對氧的親和力比錘更高， 10因此形成較大量二氧化矽，造成比值的降低）。此種效應於 第17圖明白可見’於第17圖明白可見，於漏斗(τΐ、T2、T3)、 過渡件(TP2、TP3)及條鋼（S、1、2)之Mn0/Si02比低於盛桶 (L1)的 Mn0/Si02 比。 經由控制紹濃度，以MnO.Si〇2.Al203為主的夾雜物可 經控制，轉而產生下列效果：

特別於Mn0/Si02比值較低時，降低夾雜物熔點；以及 降低夾雜物熔點對Mn0/Si02比變化的敏感度。 此等效果以第18圖舉例說明，第18圖為不同MnO/Si〇2 比之夾雜物熔點測量值與A1203含量變化之作圖。結果顯示 2〇 具有不同Mn0/Si02比的低碳鋼利用適當控制氧化鋁濃度可 變成可以鑄造。第19圖也顯示對不同Mn0/Si02比的氧化鋁 含量範圍，確保夾雜物熔點低於1580°C，1580°C為矽錳淨 靜低碳鋼的典型鑄造溫度。可知氧化鋁含量上限由 MnO/Si〇2 比= 0.2 至約 35% 至 MnO/Si〇2 比=1.6 至約 39% 之 25 1326230 範圍。此種最大值的增加約略為線性，因此氧化鋁含量的 上限或最大值可表示為35+2.9(R-0.2)，此處RgMnO/Si〇2 比。 對於MnO/Si〇2比低於約0.9，必需含括Al2〇3來確保夹 5 雜物熔點低於1580°C。絕對最小值約3%為必需，而安全最 小值約為10%。對於MnO/Si〇2比高於0.9，理論上可以Al2〇3 含量為可忽略含量而操作。但如先前說明，於商業工廠上 ' 實際獲得之Mn0/Si02比於理論值與計算所得期望值間有差 異，且可能於通過條鋼鑄造機的各個位置時改變。此外， φ !〇 熔點對於此種比值之微小變化極為敏感。如此希望將鋁氧 含量控制為對全部矽錳淨靜低碳鋼可獲得A1203含量至少 3%。 控制熔鋼的鋁氧濃度及總氧濃度的組合效應顯示於第 20圖，第20圖獲得於供應鑄池的漏斗’測得不同Al2〇3濃度 15 及總氧值之大量鑄造物的結果。基於鑄造能力以及測量得 的熱通量，鑄造物被評級為「良好鑄造」或「不良鑄造」。 須了解於較佳鋁氧含量範圍’若總氧為100 PPm或以上’自 # 由態氧為30 ppm至50 ppm ’則可達成良好鑄造。 於鑄造實驗後，開始更密集生產’其總氧濃度及自由 20 態氧濃度報告於第23-38圖。發明人發現炫鋼之總氧含量必 需維持高於約70 PPm ’自由態氧含量擴大至20 PPm呈60 ppm。此項結果係報告於2〇〇3年8月3日至2003年1〇月2曰進 行的一系列操作結果’報告於第29至36圖。 第29圖及第34圖報告之測量為恰在鑄池正上方於漏斗 26 1326230 初次取得試樣之總氧及自由態氧測量值。再度，總氧含量 係藉前述LECO儀器測量，自由態氧含量係藉前述希洛士測 量系統測量。第34圖報告之自由態氧含量為實際測量值規 度化至1600°C之值。後述值為根據申請專利範圍中測量自 5由態氧之標準化值。 此等自由態氧濃度及總氧濃度係於鑄池正上方之漏斗 測量’雖然漏斗的鋼溫度比鑄池的鋼溫度更高，但測量值 指示鑄池的熔鋼之總氧濃度及自由態氧濃度略低。由第— 试樣所得總氧濃度及自由態氧濃度之測量報告於第29及34 10圖，該值係於鑄池填注期間測量，或恰於鑄池填滿後於操 作開始時測量。須了解操作期間總氧濃度及自由態氧濃度 降低。第30-33及35-38圖顯示於操作期間於鑄池正上方的漏 斗所取之試樣2、3、4及5之總氧及自由態氧測量值，來顯 示測量值之降低情況。 15 此外’此等資料顯示本發明之實作，氧矛於LMF之高 通氣（120-180 ppm)、低通氣(70-90 ppm)及超低通氣(60-70 ppm)。由1090至1130之順序編號係以高通氣實作，由1130 至1160之順序編號係以低通氣實作，以及由116〇至112〇之 順序編號係以超低通氣實作。此等資料顯示以較低通氣實 20施時，總氧濃度降低，但自由態氧濃度之降低較小。資料 顯示最佳程序係以超低通氣實作通氣，來保有使用的氧， 同時提供適當總氧濃度及自由態氧濃度來實施本發明。 由此資料可知，總氡濃度至少約70 ppm(具有一次偏 差）’典型係低於200 ppm，總氧濃度通常約為80 ppm至150 27 1326230 ppm。自由態氧濃度係高於25 ppm，通常集中於約3〇 ppm 至約50?口111’表示自由態氧含量需為2〇{){)111至6〇卯111。更 高濃度自由態氧將造成氧組合而形成非期望的熔渣，自由 態氧濃度較低將導致固化夾雜物的形成不足，無法有效形 5 成鋼殼及鋼鑄造物。 於初期固化時形成於鑄池半月形液面的固化失雜物變 成侷限於最終條鋼製品的表面，而可藉縮小尺寸或藉撿取 而被去除。相反地，去氧化夾雜物通常分布遍布於條鋼。 比固化夾雜物遠更粗大，通常係於2微米至12微米之範圍， 10 容易SEM技術或其它技術偵測。 此外為了防止鱷魚皮粗糙度，發明人發現固化殼由鐵 氧體變遷成奥氏體’必需達成大於〇 3〇毫米的足夠厚度。 此種鋼殼厚度可對抗於由鐵氧體變遷成為奧氏體時伴隨的 容積計量變化而在鋼殼所形成的應力。假設熱通量約為 15 14.5百萬瓦/平方米，則鐵氧體轉成奥氏體開始時鋼殼厚度 約為0.32毫米，轉變結束時約為〇44毫米，壓力部約為〇78 毫米。發明人也發現為了防止鱷魚皮粗糙度以及改良孔隙 度’要緊地殼體的銅由鐵氧體變遷至奥氏體的相變化係發 生於鋼殼通過雙輥鑄造機的壓力部之前。 20 也重要地’氧爽雜物及孕核需要相對均勻地分布於鋼 殼内部。國際專利申請案PCT/AU99/00641以及對應美國申 請案09/743638## —種連續鑄造條鋼之方法，其中溶鋼禱 池被支承於一或多個冷激鑄造面上，冷激鑄造面具有隨機 分開凸部圖案紋理。此種隨機紋理鑄造面與先前的提議相 28 1326230 反，先前提議採用有脊表面設計用來促進傳熱。隨機圖案 紋理較不易造成鱷魚皮粗糙度，以及因初期傳熱速率高所 造成的連續短缺陷，隨機紋理的初期傳熱速率比由脊紋理 鑄造面的初期傳熱速率顯著較低。為了防止殼體扭變，造 5 成液體夾雜物及條鋼孔隙度，發明人發現初期傳熱速率需 低於25百萬瓦/平方米，且較佳約為15百萬瓦/平方米，可於 鑄輥上以隨機圖案紋理達成此項目的。此外，隨機圖案紋 理也促成孕核位置於鑄造面上的均勻分布，其組合前文說 明之對氧化物夾雜物化學的控制，可提供甚至更為展開的 10孕核’隨後於固化起點均勻形成内聚固化殼，此點為防止 可扭變所必需，可扭變可能導致液體捕捉以及條鋼孔隙度。 第21圖為鋼試樣於二基材上固化期間所得熱通量值之 作圖’第一基材之紋理為間距180微米深度60微米之切削脊 所形成之紋理；第二基材係經噴砂來製造具有表面密度約 15 2〇至50尖峰/平方毫米及平均紋理深度約30微米之尖銳尖 峰凸部隨機圖案，基材具有算術平均粗糙度值7 Ra。於整 個固化過程中’似乎喷砂紋理可產生遠較均勻的熱通量。 取重要地’不會產生如同前文說明之脊狀結構所產生的， 初期尚熱通量尖峰，接著熱通量快速下降，此乃鱷魚皮缺 2〇陷的主要起因。喷砂面或基材產生遠較低的初熱通量值， 接著遠較為緩慢的下降至某個熱通量值，而該值係維持高 於隨著固化的進行由脊狀表面所獲得的熱通量值。 第22圖為使用具有間距18〇微米及脊深度6〇微米之脊 狀基材、及噴砂基材，於連續浸潰試驗獲得之最大熱通量 29 1326230 測量值之作圖。試驗係使用4種具有不同熔鋼化學之鋼熔體 固化進行。前三種炫鋼具有不同銅含量之低殘鋼’第4種炫 體為高殘鋼熔體。於脊狀紋理之情況下’基材係以線刷清 潔來進行字母WB表示的試驗，但於若干試驗前並未藉線刷 5 清潔，以字母NO表示。未經線刷清潔係於使用喷砂基材進 行隨後各項測試前並未進行線刷清潔。可見對全部各種鋼 化學且不含線刷清潔而言，喷砂基材可產生比脊狀基材一 致較低的最大熱通量。對全部鋼化學且不含線刷清潔而 言，紋理基材比脊狀基材可產生一致更低的最大熱通量 10 值。當線刷清潔停止一段時間時，脊狀基材可產生一致較 高的熱通量值且顯著較高值，指示對於積聚於鑄造面上的 氧化物的敏感度遠較高。於第22圖之浸潰試驗，檢驗固化 的鋼殼，以及測量鱷魚皮缺陷。測量結果作圖於第23圖。 可知沉積於脊狀基材的殼體有實質鱷魚皮缺陷，而沉積於 15 噴砂基材的殼體絲毫也無任何鱷魚皮缺陷。於鋼殼的全部 面積多個位置也測量總厚度，來導出厚度標準差測量值， 顯示於第24圖。可知脊狀紋理產生厚度標準差的起伏波 動’比固化於喷砂基材上的鋼殼的厚度標準差的起伏波動 遠更寬。固化於喷砂基材上的鋼殼有顯著均勻厚度，此點 4合發明人於雙輥鑄造機鑄造條鋼的經驗，該鑄造機裝配 有噴砂紋理之輥，相當可能製造有均勻厚度的鋼殼，因而 可有效避免液體的捕捉以及孔隙度的產生。 第25、26、27及28圖為顯微照片，顯示四種不同基材 上固化的鋼殼之表面孕核，該基材具有分別有下列提供的 30 1326230 表面紋理：180微米間距及20微米深度之常規脊（第25圖）； 180微米間距及60微米深度之常規脊（第26圖）；160微米間隔 及20微米高度之常規稜柱凸起（第27圖）及具有算術平均粗 糙度值10Ra之噴砂基材（第28圖）。第25及26圖顯示於初期 5固化期間有密集孕核帶區係對應於其上有液體氧化物展開 的紋理脊。第27及28圖顯示喷砂面上的氧化物覆蓋層與高 20微米及間距160微米之稜柱形凸起常規砂礫圖案遠較相 同。如此可知藉喷砂產生分開凸起的隨機圖案，可限制氧 化物的展開，確保分開氧化物的均勻散佈，可作為孕核位 10置’來促進孕核開始時的内聚鋼殼，其組合經過控制的鋼 殼生長速率，讓鋼殼生長顯著更均勻的厚度來避免液體的 捕捉及條鋼孔隙度。 經由使用硬質微粒狀材料，例如粒徑約〇.7毫米至14 毫米之鋁氧、矽氧或碳化矽喷砂，可對金屬基材提供適當 15 隨機紋理。例如銅輥表面可以此種方式喷砂，來提供適合 紋理，該紋理表面被提供厚約5〇微米的鉻薄塗層。另外可 無需額外保遵塗層’直接施用紋理表面至錄基材。經由葬 化學沉積或電沉積形成塗層，也可達成適當隨機紋理。 但轉親基材紋理的隨機圖案來提供孕核位置與鱗造面 20上的分散，並非與孕核位置數目有直接關聯。如前文說明， 每平方毫米需要至少120個氧化物夹雜物，其係、

Si〇2及Al2〇3組成。發現該具有氧化物夾雜物的分布與缉輕 表面紋理的尖峰分布無關。但鑄輥表面的尖峰將有助於輞 之氧化物夾雜物的均勻分布，如前文說明。 31 1326230 雖然已經於附圖及前文說明詳細舉例說明本發明，但 須視為僅為舉例說明而非限制性，須了解雖然只顯示及說 明較佳具體實施例，但屬於本發明的精髓範圍内的全部變 化及修改期望皆受到保護。

32 1326230 附錄1 a. 符號表 w=報寬度，米 t=條鋼厚度，毫米 5 ms =盛桶鋼重量，嘲 s=鋼密度，千克/立方米 1=夾雜物密度，千克/立方米 Ot=鋼之總氧，ppm d=夾雜物直徑，米 10 vl=—個夾雜物容積，立方米 ml=夾雜物重量，千克 Nt=夾雜物總數 ts=表層厚度，微米

Ns =存在於表面之夾雜物總數（可參與孕核過程） 15 u=鎢造速度，米/分鐘

Ls =條鋼長度，米 As=條鋼表面積，平方米 Nreq=符合目標孕核密度之夾雜物總數 NCt=目標孕核每單位面積密度，數目/平方毫米（由浸 20 潰試驗獲得）

Nav=於初期孕核過程於鑄輥表面之熔鋼可利用之總夾 雜物百分比 b. 方程式 (1) mI=(OtxmsxO.001)/0.42 1326230 註：對矽錳淨靜鋼而言，需要0 42千克氧來產生丨千克 夾雜物，其組成為3〇%MnO、40%SiO2及30%Α12Ο3。 對鋁淨靜鋼而言（注入鈣），需要0 38千克氧來產生工千 克夹雜物’組成為5〇%A1203及50%CaO。 5 (2) vI=4.19x(d/2)3 (3) Nt=mi/(ixvi) (4) Ns=(2.0 tsxO.OOixNt/t) 、 (5) Ls=(msxl000)/(Sxwxt/1000) (6) As=2.0xLsxw · 10 (7) Nreq=Asxl〇6xNCt (8) Nav%=(Nreq/Ns) xlOO.O 方程式1計算鋼之夾雜物重量。 方程式2計算一個夾雜物的容積，假設為球體。 方程式3計算鋼中可利用的夹雜物總數。 15 方程式4計算表面可利用的夹雜物總數(假設各邊長2 微米）。注意此等夾雜物只參與初期的孕核。 方程式5及方程式6用來計算條鋼的總表面積。 φ 方程式7計算滿足目標孕核速率於表面所需夾雜物數 目° 20 方程式8用來計算於表面可利用的總夾雜物必需參與 . 孕核過程的夾雜物百分比。注意若此數目大於100%，則表 面的失雜物數目不足以滿足目標孕核速率的需求。 【阖式簡單說明】 第1圖為先前技術薄型條鋼之鱷魚皮表面粗糙度之相 34 1326230 片； 第2圖為先前技術薄型條鋼顯示孔隙度之X照片； 第3圖為根據本發明操作之連續條鋼鑄造機的平面圖； 第4圖為第3圖所示條鋼鑄造機的側視圖； 5 第5圖為第3圖沿視線5--5所取的縱剖面圖； 第6圖為第3圖沿視線6--6所取的縱剖面圖； 第7圖為第3圖沿視線7--7所取的縱剖面圖； 第8圖顯示使用矽錳淨靜鋼，於雙輥鑄造試驗所得夾雜 物熔點對熱通量的影響； 10 第9圖為錳之能量分散光譜術(EDS)映射圖，顯示於固 化後條鋼之精細固化夾雜物帶； 第10圖為改變錳對矽含量對夾雜物液相線溫度之影響 之作圖； 第11圖顯示鋁氧含量（由條鋼夾雜物測定）與去氧化效 15 果間之關係； 第12圖為MnO.Si〇2.Al2〇3之二相圖， 第13圖顯示鋁氧含量夾雜物與液相線溫度間之關係； 第14圖顯示熔鋼之氧對表面張力的影響； 第15圖為於不同鋼潔淨程度，可供孕核用之夾雜物相 20 關計真結果； 第16圖顯示Mn0/Si02比對夾雜物熔點的影響； 第17圖顯示於低碳條鋼鑄造期間，由條鋼鑄造機的各 個位置所取試樣進行夾雜物分析所得Mn0/Si02比； 第18圖顯示經由添加不等含量之Al2〇3對夾雜物熔點 35 1326230 的影響； 第19圖說明當鑄造低碳鋼時如何於安全操作區内調整 鋁氧含量，俾維持氧化物夾雜物之熔點低於約1580°C之鑄 造溫度； 5 第20圖顯示使用具有不等總氧含量及Al2〇3含量之鋼 之鑄造結果； 第21圖指示於具有常規脊圖案，脊之間距180微米及深 度60微米之紋理基材上，鋼試樣固化期間所得熱通量值， 比較該值與於喷砂基材表面上固化期間所得值； 10 第22圖為於連續浸潰試驗所得最大熱通量測量值之作 圖，試驗中鋼係於脊狀基材及喷砂基材上由四種不同熔鋼 固化； 第23圖指示由第22圖之浸潰試驗所得固化鋼殼之鱷魚 皮缺陷之物理測量結果； 15 第24圖指示於第22圖之浸潰試驗所得固化鋼殼厚度的 5個標準差測量值結果； 第25及26圖為形成於具有不同脊深度之脊狀基材上鋼 殼表面顯微照片； 第27圖為於具有常規稜柱凸起圖案之紋理基材上，固 20 化鋼殼表面之顯微照片；以及 第28圖為固化於噴砂基材上的鋼殼表面之顯微照片； 第29至33圖為作圖，顯示於使用雙輥鑄造機鑄造薄型 條鋼期間，於熔鋼鑄池正上方的漏斗製造熔鋼的總氧含 量；以及 36 1326230 第34至38圖為於使用雙輥鑄造機鑄造薄型條鋼期間， 於熔鋼鑄池正上方的漏斗中，與第29至33圖報告的相同熔 鋼之自由態氧含量之作圖。 【圓式之主要元件代表符號表】 11...主機架 41...傳動軸 12...工廠地板 42...軟管 13…車具 43...軸封 14...組裝站 45…扼 15...鑄造站 46...止動桿 16...鑄親 47...出口喷嘴 16A...移動輥^ 48...耐火護套 17...盛桶 52…開口 18...漏斗 53...安裝托架 19...輸送喷嘴 54...指標樁 20…固化條鋼製品 55...側凸緣 21...標準盤捲器 56...側封閉板 22...盤捲器 57…階梯末端 23...容器 60...安裝托架 24...溢流斜槽 81...側緣 25...緊急插塞 82...板夾具 30...鑄池 83...缸單元 31...車具 96...裙板台 32…輪 97...樞軸安裝件 33…軌 34...輥搖架 98…缸單元 35，36...滑件 99...襟翼 37，38...液壓缸單元 101...活塞與缸單元 39...液壓活塞與工作缸單元 102...滾輪 40...傳動托架

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Claims (1)

1326230 拾、申請專利範圍： h 一種製造具有低表面粗糙度及低孔隙度之薄型鑄條之 方法，該方法包含下列步驟： a) 組裝一對接受冷卻的鑄輥，鑄輥間有個壓力部， 5 且有約束用包圍體毗鄰於壓力部末端； b) 將熔鋼導入成對铸輥間來形成铸池，該溶鋼具有 總氧含量至少100 ppm及自由態氧含量為30至50 ppm， 其溫度讓其中形成的大部分氧化物夾雜物係呈液態；

c) 相對旋轉鑄輥，由炫鋼傳熱而形成硬化殼於鑄輥 ° 表面上，讓殼體生長而含括氧化物失雜物，該氧化物失 雜物係與熔鋼之總氧含量及自由態氧含量有關，以及形 成不含鱷魚皮粗糙度之條鋼；以及 d) 由該固化殼體，通過鑄輥間的壓力部而形成固化 後之薄型條鋼。 15 2.如中請專利範圍第χ項之經由連續鑄造而製造具有低表

面粗糖度及低孔隙度之條鋼之方法，其中該鑄池溫度係 低於 1600°C。 3.如申#專利範圍第1項之經由連_造而製造具有低表 面祕度及低孔隙度之條鋼之方法，包含下述額外步 20 驟： A成紋理面於频之缉造面上，該表面具有分開四 部隨機圖案，具有平Μ度至少顯米，以及平均表面 分布5至200尖峰/平方毫米。 4.如申請專利範圍第1項 之經由連續鑄造而製造具有低表 38 1326230 面粗糙度及低孔隙度之條鋼之方法，其中： 由MnO、Si〇2及八丨2〇3組成的氧化物夾雜物係分布 於鑄池之熔鋼，夾雜物密度為2至4克/立方厘米。 5. 如申請專利範圍第1項之經由連續鑄造而製造具有低表 5 面粗縫度及低孔隙度之條鋼之方法，其中： 鑄池之熔鋼為低碳鋼，其具有碳含量於〇〇〇1%至 0.1%重量比之範圍，錳含量於重量比之範 圍’以及石夕含量於0.01至重量比之範圍。 6. 如申請專利範圍第1項之經由連續轉造而製造具有低表 10 面粗糙度及低孔隙度之條鋼之方法，其中： 鋼殼具有錳、矽及鋁氧化物夾雜物，產生一種條鋼 具有每單位面積密度至少120氧化物夾雜物/平方毫米 至2微米深度。 7. —種製造具有低表面粗糙度及低孔隙度之薄型鑄條之 15 方法，該方法包含下列步驟： a) 組裝一對接受冷卻的鑄輥，鑄輥間有個壓力部， 且有約束用包圍體毗鄰於壓力部末端； b) 將熔鋼導入成對鑄輥間來形成鑄池，該熔鋼具有 總氧含量至少7〇 PPm及自由態氧含量為20至60 ppm，其 20 溫度讓其中形成的大部分氧化物夾雜物係呈液態； c) 相對旋轉鑄輥’由熔鋼傳熱而形成硬化殼於鑄輥 表面上，讓殼體生長而含括氧化物夹雜物，該氧化物夾 雜物係與熔鋼之總氧含量及自由態氧含量有關，以及形 成不含鱷魚皮粗糙度之條鋼；以及 39 1326230 d)由該固化殼體，通過轉_的壓力部而形成固化 後之薄型條鋼。 8. 如申請專利㈣第7項之經由連續铸造而製造具有低表 面粗縫度及低孔隙度之條鋼之方法，其中_池溫度係 5 低於 1600°C。 9. 如申請專利範圍第7項之經由連續鱗造而製造具有録 . 面粗糙度及低、孔隙度之條鋼之方法，包含下述額外步 · 驟： 形成紋理面於鎮報之鱗造面上，該表面具有分開凸 · 1〇 部隨機_，具有平均高度至少20微米，以及平均表面 分布5至200尖峰/平方毫米。 10. 如申請專利範圍第7項之經由連續鑄造而製造具有低表 · 面粗糙度及低孔隙度之條鋼之方法，其中： 由MnO、Si〇AAl2〇3組成的氧化物夾雜物係分布 15 於鑄池之熔鋼，夹雜物密度為2至4克/立方厘米。 11. 如申請專利範圍第7項之經由連續鑄造而製造具有低表 面粗链度及低孔隙度之條鋼之方法，其中： 鑄池之熔鋼為低碳鋼，其具有碳含量於〇〇〇1%至 0.1%重量比之範圍，猛含量於〇.1%至1〇〇%重量比之範 20 圍，以及矽含量於0.01至10%重量比之範圍。 Φ 12. 如申請專利範圍第7項之經由連續鑄造而製造具有低表 面粗糙度及低孔隙度之條鋼之方法，其中： 鋼设具有猛、·δ夕及氧化物夾雜物，產生一種條鋼 具有每單位面積密度至少120氧化物夾雜物/平方毫米 40 1326230 至2微米深度。 13.如申請專利範圍第7項之經由連續鑄造而製造具有低表 面粗糙度及低孔隙度之條鋼之方法，其中： 鑄池之炫鋼具有鋁含量約小於0.01%。 5 14. —種具有低表面粗糙度及低孔隙度之薄型鑄造條鋼，其 係經由下列步驟製造，包含： a) 組裝一對接受冷卻的鑄輥，鑄輥間有個壓力部， 且有約束用包圍體毗鄰於壓力部末端； b) 將熔鋼導入成對鑄輥間來形成鑄池，該熔鋼具有 ° 總氧含量至少100 PPm及自由態氧含量為30至50 ppm ’ 其溫度讓其中形成的大部分氧化物夹雜物係呈液態； c) 相對旋轉鑄輥’由熔鋼傳熱而形成硬化殼於鑄輥 表面上，讓殼體生長而含括氧化物夾雜物，該氧化物夾 5 雜物係與熔鋼之總氧含量及自由態氧含量有關，以及形 成不含鱷魚皮粗糙度之條鋼；以及 d) 由該固化殼體，通過鑄輥間的壓力部而形成固化 後之薄型條鋼。 .如申请專利範圍第14項之具有低表面粗糙度及低孔隙 α 度之溥型條鋼，其中該鑄池溫度係低於16〇〇β(：。 如申晴專利範圍第14項之具有低表面粗糙度及低孔隙 度之薄型條鋼，其中： 鑄池之熔鋼具有鋁含量約小於0.01%。 如申清專利範圍第14項之具有低表面粗糙度及低孔隙 又之'專型條鋼，包含下述額外步驟： 41 1326230 形成紋理面於鑄輥之鑄造面上，該表面具有分開凸 部隨機圖案，具有平均高度至少20微米，以及平均表面 分布5至200尖峰/平方毫米。 18. 如申請專利範圍第14項之具有低表面粗糙度及低孔隙 5 度之薄型條鋼，其中： 由MnO、Si〇2及Al2〇3組成的氧化物夾雜物係分布 於鑄池之熔鋼，夾雜物密度為2至4克/立方厘米。 19. 如申請專利範圍第14項之具有低表面粗糙度及低孔隙 度之薄型條鋼，其中： 10 鑄池之熔鋼為低碳鋼，其具有碳含量於0.001%至 〇.1%重量比之範圍，錳含量於0.1%至10.0%重量比之範 圍，以及矽含量於0.01至10%重量比之範圍。 20. 如申請專利範圍第14項之具有低表面粗糙度及低孔隙 度之薄型條鋼，其中： 15 鋼殼具有锰、石夕及鋁氧化物夾雜物，產生一種條鋼 具有每單位面積密度至少120氧化物夾雜物/平方毫米 至2微米深度。 21. —種具有低表面粗縫度及低孔隙度之薄型铸造條鋼，其 係經由下列步驟製造，包含： 2〇 a)組裝一對接受冷卻的鑄輥，鑄輥間有個壓力部， 且有約束用包圍體毗鄰於壓力部末端； b)將溶鋼導入成對鑄棍間來形成鑄池，該溶鋼具有 總氧含量至少70 ppm及自由態氧含量為2〇至6〇ppm，其 溫度讓其中形成的大部分氡化物夾雜物係呈液態； 42 c) 相對旋轉鑄輥，由熔鋼傳熱而形成硬化殼於鑄輥 上’讓殼體生長而含括氧化物夾雜物，該氧化物夾 雜物係與炫鋼之總氧含量及自由態氧含量有關，以及形 成不έ鱷魚皮粗梭度之條鋼；以及 d) 由該固化殼體’通過鑄輥間的壓力部而形成固化 後之薄型條鋼。 •如申6青專利範圍第21項之具有低表面粗糙度及低孔隙 度之薄型條鋼，其中該鑄池溫度係低於1600。0。 23. 如申請專利範圍第21項之具有低表面粗糙度及低孔隙 度之薄型條鋼，包含下述額外步驟： 形成紋理面於鑄輥之鑄造面上，該表面具有分開凸 部隨機圖案，具有平均高度至少20微米，以及平均表面 分布5至200尖峰/平方毫米。 24. 如申請專利範圍第21項之具有低表面粗糙度及低孔隙 度之薄型條鋼，其中： 由MnO、Si〇2及Al2〇3組成的氧化物夹雜物係分布 於鱗池之嫁鋼，夾雜物密度為2至4克/立方厘米。 25. 如申請專利範圍第21項之具有低表面粗糙度及低孔隙 度之薄型條鋼，其中： 鑄池之熔鋼為低碳鋼，其具有碳含量於〇〇〇1%至 0.1%重量比之範圍，錳含量於〇.1%至1〇〇%重量比之範 圍，以及矽含量於0.01至10%重量比之範圍。 26. 如申請專利範圍第21項之具有低表面粗糙度及低孔隙 度之薄型條鋼，其中： 1326230 鋼殼具有錳、矽及鋁氧化物夾雜物，產生一種條鋼 具有每單位面積密度至少120氧化物夾雜物/平方毫米 至2微米深度。

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