TW380064B - Funnel geometric shape of ingot mold for continuous metal casting - Google Patents

Description

經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 B7_ 五、發明説明（I ) 本發明關於一種連續鑄造金屬用的錠模’具有一個澆 鑄區域，此區域有受冷却的寬側壁及狹側壁’且向鑄造方 向呈漏斗形變窄成所鑄造條帶的格式。 澆鑄區域的度量主要是由所要鑄造之條帶的模截面， 鑄造管的度量以及其浸入鐵水中的深度而決定。 由於寬側壁漏斗形的造形，沿鑄造方向不僅變狹窄， 而且鑄造條帶橫截面形狀也改變，因此，條帶殻在通過一 漏斗形錠模時，與傳統之具平坦壁的連續鑄模不同者，會 額外受到變形。爲了避免鑄造產物表面發生瑕疵，這種額 外的變形不可超出一定界限値，俾使條帶殼不受負荷，且 確使熱在條帶橫截面的範圍能均勻地導離。 歐洲專利EP 0 268 910 B1提到，把在鑄造位面下方尙 薄的鑄造條帶無變形地導引，其方法係使寬側壁在澆鑄區 域在一第一部段大致互相平行延伸，而在其隨後的一部段 中回復到鑄造格式（Format)的厚度，其中，第一部段一 '直達到在鑄造作業時所要調整的鑄造位面平面爲止係進入 到第一鑄造條帶殼形成的區域中。由錠模加到條帶的形狀 改變（這種改變對於將條帶縮減到鑄造格式厚度而言是必 要的）一直延伸到隨後的部段（此隨後部段由傾斜面或隆 起面或其組合形成）。 歐洲專利EP 0 552 501 A1發表了一種連續鑄造鋼帶的 錠模，其中，寬側壁構成一澆鑄區域，此區域向狹側壁及 沿鑄造方向縮減到所鑄造鋼帶的格式。漏斗形澆鑄區域的 ***係由側邊之圓弧及在切點與它連接的中央圓弧決定。 本尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 2937公釐i ~ I---------^------1T------^ 一 ί (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 __B7 五、發明説明（v) 爲了減少條帶殼之磨擦及磨損以及減少其拉應力與彎應力 ，因此側邊圓弧的曲率半徑在一個從錠模上緣向下至少 100mm的部段中保持一樣。 德專利DE 39 07 351 A1提到將一錠模的澆鑄漏斗設計 成使金屬鑄造條帶的變形分佈到儘量大的距離長度中，並 避免在金屬鑄造條帶中有收縮（Einschnuerung)及裂痕形 成。要達成此點’係將澆鑄漏斗的內壁的輪廓沿條帶通過 方向由三個相切接觸的圓弧構成，其半徑沿條帶通過方向 漸變大，並過渡進入錠模內壁的輪廓中。要使條帶殼的變 形在一個如此形成的澆鑄區域中儘量均勻地分佈的方法， 係使其半徑沿條帶通過方向以相同或不同因數增加。 本發明係針對這種背景技術著手，提供另一種錠模的 漏斗幾何形狀，藉之可將條帶殼與錠模壁間的摩擦與磨損 更有效地減少，且特別是在一種容易有較高之收縮度（ Schrumpfung)的鋼來做條帶殼形成時，由於形狀的改變可 •調整成儘量均勻，因此鋼板表面的瑕疵情事還可更顯著地 減少。 本發明的目的基於一個觀念，即：在澆鑄區域中，由 於從一水平過渡到一個在其下方的水平造成之錠模輪廓長 度改變在各水平面有一最大値，且和此最大値有關的，是 條帶與錠模壁之間造成比平均値更大的局部變形或者造成 局部裂縫的強烈傾向。依此，該澆鑄區域至少有水平錠模 輪廓長度改變的一個最大値，而要使此形狀改變程度沿澆 鑄區域的範圍儘量均勻分佈，則要使此最大値儘量也小。 _____4 _ …_ 本紙張尺度適用中國國家榇準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 1.11 訂 線 ί ί (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ' 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（）） 這種目的依本發明達成之道’係在漏斗區域使寬側壁 的內輪廓沿鑄造方向從上往下至少各有二個點有以下性質 ，即：它們決定一條直線，沿著此直線，該寬側壁的內輪 廓至少設有一個凹部段及一凸部段’其順序可爲任意3 依本發明，在漏斗形區域中’至少沿一條直線（它從 錠模上緣一直伸到錠模下緣）的部分長度向著鑄造方向從 上往下設有至少一個凹部段及至少一凸部段’其先後順序 可爲任意。 這種目的也可用以下另一方式達成，即：在漏斗區域 中，將該寬側壁的內輪廓沿著一條將錠模上緣與寬側壁的 下部段開始處連接的直線沿鑄造方向從上往下設以至少一 個凹部段及至少一凸部段，其先後順序可爲任意。 在此，寬側壁的凹部段與凸部段之間可有利地互相過 渡。 如果沿鑄造方向從上往下先設一凹部段然後設一凸部 .段一直到錠模出口，也甚有利。 在此，可有利地使寬側壁的各凹部段或凸部段具有沿 其走勢保持均勻的曲度或以及改變的曲度。 本發明的一種設計，係使寬側壁的內輪廓沿凹部段或 凸部段範圍有圓弧形走勢或三角函數形（例如正弦形）走 勢。 如果錠模下設段有一平行壁區域’則在漏斗區域與隨 後的平行壁區域之間的過渡區可用以下方式造成特別沒有 摩擦的情形，亦即：下方凸區域與凹區域以一個終端之下 ___5__—_ 本紙悵尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） I. I I I I 裝 ^—1 —訂 線 < 一 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局負工消費合作杜印製 A7 B7 五、發明説明（+) 圓弧過渡到該具有持續（恒定）走勢的直線區域中。 漏斗幾何形狀的一種本發明重要設計係利用以下措施 達成：寬側壁的個別部段的彎曲的曲率半徑的設計，使得 最大之局部長度變化△_(%/米）在從一水平面過渡到 一個位在其下方的水平面時，不超過在漏斗區域的範圍所 求得（不考慮平行壁部段）的局部長度變化的四倍値，特 別是不超過2.0% /米的値。 最後一點，本發明關於應用該所申請的錠模以將較易 傾向於極高收縮度的包晶（peritectic)碳鋼與沃斯田鐵式 不銹鋼作連續鑄造。 本發明其他細節，特點以及優點見於以下說明，說明 一錠模在澆鑄區域中不同水平面中其內輪廓的長度變化’ 其中利用該立體等高線圖作說明。 圖式中： 第一圖係本發明一錠模的寬側壁的三個不同漏斗形內 *輪廓⑷(4’)(4”)沿中央軸的剖面圖。 A _ 第繞丨鑄區域中距錠模上緣以及距锭模中央隔 不同距的長度變化， 第二圖b係長度變化的另一示圖，同樣地顯示它與距 錠模上緣及錠模中央距離的關係。 第三圖a係一傳統錠模澆鑄區域中內輪廓的長度變化 ’同樣地顯示它與距錠模上緣及距錠模中央的距離的關係 第三圖b係一傳統錠模在澆鑄區域中的內輪廓的長度 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐 ----------择------订------# I ； (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央榡準局員工消費合作衽印製 Α7 Β7 五、發明説明（ς) 變化與距錠模上緣及距錠模中央的距離的關係。 第一圖中所示的一個錠模的寬側壁的三個不同漏斗輪 廊具有ί完濤域A或一湊f毒區域B及一隨後大致平行壁 的區域C，區域A呈漏斗形沿鑄造方向變窄成所鑄造條帶 的格式，區域B呈漏斗形沿鑄造方向變窄成所鑄造條帶的 格式。這種錠模區域或錠模出口須有不平行的出口面或出 口緣。下錠模區域或下錠模出口可在整個中央區域具有i 〜15mm每個寬側壁的小***。 在漏斗區域A中，該寬側壁(4)的漏斗輪廓沿著一條直 線〔它連接錠模上緣(1)與錬模下緣(3)〕從上往下先設以一 凹部段(a) ’接在其後有一凸部段(b)。在此可看出，寬側壁 的內輪廓(4)在部段⑻、（b)範圍中具有正弦形的走勢。 在漏斗區域B中，寬側壁(4，)或(4，，)的漏斗輪廓沿著一 條直線〔它將錠模上緣(1)及平行壁區域(2)的開始處連接〕 從上往下首先設有一凹部段(a’)或(a”），接在其後有一凸部 •段(b’)或(b”)及(〇。 在此實施例中，寬側壁的內輪廓(4，)或(4”)沿部段U’) 與(b’)或(a”)與(b”)也有正弦形走勢。 此外，第一圖顯示出：具有一個末端下圓弧(c”)的凸 部段(b”)過渡到具有一持續走勢的平行壁區域(d”）。 對漏斗幾何形狀，本發明另一重點爲以下措施各凹部 段(a)(a，)及(a”域各凸部段⑻(b，)(b”)可具有在其走勢中保持 一樣的曲度，也可具有變化的曲度。 在此所硏究的漏斗形幾何形狀，部段(a)、（b)、（a’）、 —____ 7 __ 本紙張尺度適财國CNS ) ϊΐ〇χ297^Ί " "" ---------黎------訂------線· - 一. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本萸) 經濟部中央標準局員工消費合作社印褽 A 7 --____B7 __ 五、發明説明（h) 〇〇、（a”）、（b”）、（c”)彎曲的曲率半徑設計成使得最大的長 度變化當從一水平面過渡到其下方的一水平面中時，其値 不超過2.0% /米同時不超過漏斗區域〔不考慮平行壁 部段(d，)與(d”）〕範圍所求得之局部長度變化的四倍値。 第二圖a與第二圖b之三度空間等高線圖顯示一淀模 之寬側壁的漏斗區域中形狀變化的分佈，該錠模具以下參 數： 950mm漏斗寬度，450mm漏斗深度（在錠模板上緣） ，900mm漏斗長度，正弦形水平輪廓。 當澆鑄區域之依第一圖設計成正弦形的垂直輪廓的振 幅爲1.5mm時，最大局部變化爲1.90% /米，而沿區域(a，) 及(b’)及漏斗寬度範圍求得之長度變化爲0.50%/米。 第三圖a及第三圖b之相同圖式顯示傳統構造方式的 此類錠模，其中寬側的垂直錠模輪廓係由一直線形成。在 此情形中，最大的局部長度變化2.44%/米比前述者要大 •得多。此外可看出，形狀變化的分佈不均勻得多，且在錠 模上緣（在該處條帶殻的形成是最敏感的區域）特別大。 這種缺點已利用本發明避免。 8 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝_ 訂 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格(210X297公釐）

Claims (1)

1. 經濟部中央梂隼局負工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 X、申請專利托圍 1 . 一種連續鑄造金屬的錠模，具有一個澆鑄區域’ 該區域有受冷却之寬側壁與狹側壁，且呈漏斗形沿鑄造方 向變窄或所鑄造之條帶的格式，其特徵在： 寬側壁內輪廓的漏斗形區域中，至少從錠模上緣（1)直 到錠模下緣(3)沿鑄造方向從上到下設計成具有各二個點’ 決定一條直線，沿此直線該寬側壁的內輪廓有至少一個凹 部段及至少有一凸部段，其順序可爲任意者。 2 ·如申請專利範圍第1項之錠模，其中： 在寬側壁內輪廓的漏斗形區域中至少沿著一條把錠模 上緣（1)及寬側壁下部段(d’)(d”)開始處連續的直線的部分 長度範圍中沿鑄造方向從上往下設計成至少有一凹部段a 及至少有一凸部段(b)，其順序可爲任意。 3 ·如申請專利範圍第1項之錠模，其中： 在漏斗區域中，寬側壁的內輪廓(4，)或(4”)沿著一條連 接錠模上緣(1)與一下垂直部段(d’)或(d”)開始處的直線朝鑄 造方向從上往下設有至少一凹部段(a，)(a”)及至少—凸部段 (b)或(b”)與(〇，其順序可爲任意。 4 ·如申請專利範圍第1或第2項之錠模，其中： 該凹部段(a)(a’)(a”)與凸部段(b)(b，)(b”)之間係直接互相 過渡或利用一中間輪廓互相過渡。 5 ·如申請專利範圍第1或第2項之錠模，其中： 在漏斗區域中，該寬側壁的內輪廓從上往下先設有一 凹部段(a)(a’)(a”），其後接著一凸部段(b)(b’)(b”)(c”）。 6 ·如申請專利範圍第1或第2項之錠模，其中： (請先閱读背面之注意事項再篇 4：頁) T 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A8 B8 C8 D8 經濟部中央梂準局員工消費合作.β 申請專利範圍 該寬側壁之內輪廓不互相平行延伸。 7 .如申請專利範圍第1或第2項之錠模，其中： 該寬側壁的內輪廓(4)(4’)(4”)至少沿一個1或數個部分區 域(a)(b)(a’)(b，），（&”)〇3，’)((：，’)的範圍中有圓弧走勢，或三角 函數形（例如正弦形）走勢。 8 .如申請專利範圍第1或第2項之錠模，其中： 該寬側壁的下凸/凹部段(b”)以一末端圓弧過渡到具 有持續走勢的下方（宜爲平行壁）的部段(d”)中。 9 ·如申請專利範圍第1或第2項之錠模，其中： 各凹部段⑻(a’)(a”)與各凸部段〇3)〇)’)〇)”)(〇具有在其 走勢中保持相同的曲度以及變化的曲度。 1 〇 ·如申請專利範圍第1或第2項之錠模，其中： 在上方錠模半部的所有水平面中的最大形狀變化係相 等或大致相等，以使澆鑄區域的範圍中的形狀變化均勻分 佈。 1 1 ·如申請專利範圍第1或第2項之錠模，其中： 該部段(a)(b)(a’)(b’)(a”)(b”)(c”)的曲率半徑設計成使得 最大之局部長度變化（△_)在從一水平面過渡到其下方 的一個水平面時，不超過沿漏斗區域〔不考慮平行壁部段 (d，)與(d”）〕所求之長度變化的四倍値，特別是不超過2.0 米之値。 _ _ 1 2 _·如申請專利範圍第1項之的錠 其係用於將較易有極高收縮碳鋼與 沃斯田不锈鋼之連續鑄造。 --丨：一-1----裝----^--訂-------線 (請先閲讀背面之注意事項再碱尽頁) I .尺度適用中國國家梂準（CNS ) Α4規格（210X297公釐）