沖擊墊的制作方法
【專利摘要】一種由耐火材料形成的中間包沖擊墊，包括：具有沖擊面的基座，所述沖擊面在使用時向上面對進入中間包的熔融金屬流；和圍繞所述沖擊面的周邊的至少一部分從所述基座向上延伸的壁。壁具有至少一個緯向部分。向內(nèi)延伸的結(jié)構(gòu)從緯向壁中突出。向內(nèi)延伸的結(jié)構(gòu)阻止離開沖擊墊的流經(jīng)過壁的緯向部分的中央。
【專利說明】沖擊墊
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種耐火制品，其在本領(lǐng)域中已知為用于處理熔融金屬(特別是鋼)的“沖擊墊”。本發(fā)明特別涉及放置在中間包中用于減少進入中間包的熔融鋼流中的湍流的沖擊墊。本發(fā)明在鋼的連續(xù)鑄造中特別有用。
【背景技術(shù)】
[0002]中間包充當所述熔融金屬的保持罐，特別是在鋼的連續(xù)鑄造工業(yè)化過程中充當熔融鋼的保持罐。在鋼的連續(xù)鑄造中，供給中間包的熔融鋼流通常是高等級鋼，其已經(jīng)歷了使之適合特定鑄造應(yīng)用的多步驟處理。這些步驟通常涉及例如一個或多個步驟以控制鋼中存在的各種元素的水平，例如碳或其它合金成分的水平，以及諸如渣的污染物的水平。鋼在中間包中的停留給任何夾渣及其它雜質(zhì)提供了進一步的機會以分離并浮到表面上，在那里它們可以例如被吸入熔融鋼的表面上設(shè)置的特殊保護層。因此，中間包可用于在將鋼供給到用于鑄造的結(jié)晶器之前對其進行進一步的“清潔”。
[0003]為了優(yōu)化中間包對結(jié)晶器連續(xù)提供清潔鋼供給的能力，控制通過中間包的鋼流并使之流線化是非?？扇〉摹Ｈ廴阡摿魍ǔＪ菑匿撍?jīng)由保護鋼流免受周圍空氣影響的水口供給到中間包的。來自鋼水包的熔融鋼流通常以相當大的力進入中間包，并且這樣會在中間包自身內(nèi)部產(chǎn)生相當大的湍流。通過中間包的熔融鋼流中的任何過度的湍流都有許多不利的影響，包括例如:阻止鋼中的渣及其它不良夾雜物聚集并浮至表面；將形成或特別設(shè)置在熔融鋼表面上的保護殼的一部分夾帶到熔融鋼里；將氣體夾帶到熔融鋼里；造成中間包內(nèi)的耐火襯里過度腐蝕；以及對鑄造結(jié)晶器產(chǎn)生不均勻的熔融鋼流。
[0004]為了克服這些問題，工業(yè)上已經(jīng)著手進行了大量有關(guān)沖擊墊的各種設(shè)計的研究，用以減少中間包中由進入的熔融鋼流所產(chǎn)生的湍流，并在其穿過中間包時優(yōu)化中間包內(nèi)的流以盡可能地接近熔融鋼流理想的“柱塞流”特征。一般來說，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通?？墒褂镁哂刑厥庠O(shè)計表面的沖擊墊改進熔融鋼通過中間包的流動，所述特殊設(shè)計的表面能夠重新引導(dǎo)熔融鋼流并使之流線化。
[0005]柱塞流特性(即，鋼的連續(xù)部分通過中間包而沒有顯著的混合)要求在熔融鋼流向撤離(經(jīng)過)沖擊墊后遠離中間包出口。從沖擊墊到中間包出口存在相當部分的流，在中間包中的停留時間最短，這種現(xiàn)象被稱為“短路”。現(xiàn)有技術(shù)中公開的沖擊墊通常的設(shè)計已特別注意了對所產(chǎn)生的流的向上引導(dǎo)的部件。中間包中停留時間的增加以及停留時間均勻性的增加對應(yīng)于混合的最小化，并使得連續(xù)的鋼配方能夠在保持其各自組成的情況下通過中間包。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)中公開的沖擊墊通常包括基座和垂直側(cè)壁或側(cè)壁元件，其中基座被用來向下引導(dǎo)熔融鋼流撞擊，所述垂直側(cè)壁或側(cè)壁元件用于重新引導(dǎo)鋼流方向。它們是由耐火材料制造的，所述耐火材料能夠在其使用壽命期間耐受熔融鋼流的腐蝕和侵蝕作用。它們經(jīng)常被成形為淺盒的形式，具有例如方形、矩形、梯形或圓形的基座。
[0007]要理解的是，設(shè)計符合特定的預(yù)定標準的新型中間包沖擊墊的過程是極其復(fù)雜的，因為改動沖擊墊設(shè)計的一個方面通常對整個中間包系統(tǒng)的流體動力學有不可預(yù)見的后果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的一個目的是提供一種改進的沖擊墊，其適合放置在中間包中，用于增加引入其中的熔融金屬流的停留時間、誘導(dǎo)停留時間的均勻性并最大限度地減少短路。
[0009]本發(fā)明提供由耐火材料形成的中間包沖擊墊，包括:具有沖擊面的基座，所述沖擊面在使用時向上面對進入中間包的熔融金屬流；圍繞沖擊面的周邊的至少一部分從基座向上延伸的壁，所述壁具有在某些實施方案中的緯向部分、經(jīng)向部分，以及從壁的緯向部分突出的向內(nèi)延伸的結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的某些實施方案中，向內(nèi)延伸的結(jié)構(gòu)可采取突出部的形式， 所述突出部的寬度可小于壁的緯向部分的范圍(extent)。在其中突出部的寬度小于壁的緯向部分的范圍且存在壁的經(jīng)向部分的實施方案中，在壁的經(jīng)向部分與突出部表面的相鄰部分之間形成流道。
[0010]本發(fā)明也可以被描述為由耐火材料形成的中間包沖擊墊，包括:具有沖擊面的基座，所述沖擊面在使用時向上面對進入中間包的熔融金屬流；和圍繞沖擊面的周邊的至少一部分從基座向上延伸的壁，基座和壁限定出內(nèi)部，墊具有經(jīng)向中央最小范圍，壁具有經(jīng)向部分和緯向部分，所述經(jīng)向部分具有內(nèi)部、內(nèi)范圍和內(nèi)長度，所述緯向部分具有內(nèi)部、內(nèi)范圍和內(nèi)長度，其中壁的經(jīng)向部分的內(nèi)范圍大于墊的經(jīng)向中央最小范圍，且其中壁的緯向部分的內(nèi)長度大于壁的緯向部分的內(nèi)范圍。壁的內(nèi)范圍是從壁的內(nèi)部的一端到另一端的直線測量值；壁的內(nèi)長度是沿壁的內(nèi)表面從壁的一端到另一端的距離。
[0011]本發(fā)明也可以被描述為具有基座和從基座向上延伸的緯向壁的中間包沖擊墊。沖擊墊的區(qū)別特征在于，在壁高度沒有任何變化的情況下，在跨越緯向壁的頂部時，在壁的緯向部分中央部分流體的流速顯示出最小值。
[0012]壁可圍繞基座的周邊部分地延伸，或者可以圍繞基座的整個周邊延伸。在其中壁圍繞基座的整個周邊延伸的實施方案中，壁具有均勻的高度。壁可以是垂直的，或者可以偏離垂直面呈I度至30度范圍內(nèi)的角度，包括I度和30度。
[0013]壁上部的一個或多個部分可支撐在基座周邊的上方向內(nèi)伸出的一個或多個懸突部。
[0014]突出部可采取肩狀物的形式，借此突出部可從壁的經(jīng)向部分以及從壁的緯向部分突出。
[0015]可以按多種方式構(gòu)造和布置突出部。突出部可以位于緯向壁上的中央處，或者可以設(shè)置成偏離緯向壁的中央。在一個實施方案中，突出部的內(nèi)表面以大于90度的角度與壁的緯向部分的內(nèi)部相交。突出部的內(nèi)表面可完全由平表面構(gòu)成，可包括至少一個四邊形表面，可包括一個或多個矩形表面，可完全由矩形表面構(gòu)成，可具有圓筒的徑向表面的形式， 或者可具有拋物線型的水平截面。突出部寬度與突出部高度之比可以為I或更大，可具有
0.8至1.5范圍內(nèi)的值，包括0.8和1.5，或者可具有0.8至2范圍內(nèi)的值，包括0.8和2。 突出部寬度與沖擊墊的緯向壁的內(nèi)范圍之比可以在0.1至I的范圍內(nèi)，包括0.1和I。突出部范圍與突出部寬度之比可以在0.3至3的范圍內(nèi)，包括0.3和3。突出部的內(nèi)表面可以是垂直的，或者可以與垂直面呈I度至30度范圍內(nèi)的角度，包括I度和30度。突出部的高度可等于壁的緯向部分與其接觸的部分的高度，或者與緯向壁部分的高度比可在0.3至I的范圍內(nèi)，包括0.3和I。
[0016]突出部的內(nèi)表面和壁的經(jīng)向部分的內(nèi)表面可會合以形成流道，所述流道具有底面(floor)，并具有遠離沖擊墊的中心的端部。流道的遠端可以被部分地封阻；水平方向上的流動可以被部分或完全地阻擋，并且懸突部可部分地阻擋垂直方向上的流動。突出部的內(nèi)表面和壁的經(jīng)向部分的內(nèi)表面可相交或者可不相交。由突出部的內(nèi)表面和壁的經(jīng)向部分的內(nèi)表面所形成的角度可朝流道的遠端減小。角度的減小可以是連續(xù)的或漸增的。流道的底面可隨著其朝流道的遠端延伸而高度增加。流道的底面可與沖擊墊的沖擊面形成小于180度的角度；此角度可以在110度至160度的范圍內(nèi)，包括110度和160度，可以在115度至155度的范圍內(nèi)，包括115度和155度，可以在120度至150度的范圍內(nèi)，包括120度和150度，或者值可以為 115、120、125、127、130、135、140、145、150 或 155 度。
[0017]沖擊墊的基座可具有任意合適的形狀，例如為多面體形狀，如方形、矩形、梯形、菱形、六邊形、八邊形、圓形或橢圓形。 [0018]基座的沖擊面適于接受進入中間包的金屬流的主要力。其可以是例如平面、凹面或凸面的。如果需要的話，可采用任意合適的方法將基座本身固定于中間包的基座，例如使用耐火水泥，或者通過借助于形成在中間包的耐火襯里的表面和沖擊墊的下側(cè)中的相應(yīng)元件來定位基座?？蓪_擊墊嵌入中間包的耐火基座。這可通過以下的方式來實現(xiàn)，例如，將沖擊墊放置在中間包的整體耐火襯里上，放置一層冷固化或熱固化的耐火粉末以包圍基座及任選沖擊墊的部分外壁，然后固化耐火材料以將沖擊墊結(jié)合在中間包中的適當位置。
[0019]圍繞沖擊面周邊的至少一部分從基座向上延伸的壁可由與基座相同的材料制成，并且可與之成為一體。圍繞沖擊面周邊的至少一部分從基座向上延伸的至少一個壁可具有從基座的相對周邊部向上延伸的鏡像對應(yīng)壁。
[0020]在沖擊墊擬用于所謂的“兩坯”操作的情況下，壁可圍繞基座的整個周邊延伸。壁可相對于基座基本上垂直地延伸。因此，基座的線性周邊部分可支撐垂直平面壁部分，而基座的彎曲部分可支撐具有相應(yīng)彎曲的水平截面的垂直壁。
[0021]在沖擊墊具有矩形或梯形形狀的基座且擬用于所謂的“單坯”操作的情況下，壁可圍繞基座的三個側(cè)面延伸，第四側(cè)面要么沒有壁，要么具有相對較低的壁?？梢詷?gòu)造沖擊墊，使之具有單個向內(nèi)延伸的結(jié)構(gòu)；在使用時，可將沖擊墊安裝在中間包中，使得向內(nèi)延伸的結(jié)構(gòu)定向于靠近中間包出口。
[0022]壁的上部的一個或多個部分可支撐基座周邊的上方向內(nèi)伸出的一個或多個懸突部。懸突部的形式可以為從壁向內(nèi)伸出的內(nèi)周邊帶狀物。周邊帶狀物可從壁的頂部伸出。
[0023]在沖擊墊主要設(shè)計用于雙坯操作的情況下，懸突部(例如周邊帶狀物)可以被省略，可以沿壁長度的至少50%、至少75%或沿壁長度的100%設(shè)置。在沖擊墊主要設(shè)計用于單坯操作的情況下，懸突部(例如周邊帶狀物)可以被省略，可以沿壁長度的50%至100%或60至80%設(shè)置。
[0024]用于單坯操作的沖擊墊可具有單個突出部，其位置將鄰近單個中間包出口。這種構(gòu)造可具有位置鄰近單個中間包出口的一個流道或兩個流道。對于兩坯操作，沖擊墊可具有位置鄰近各中間包出口的一個或多個流道，即，在相對的緯向壁上。
[0025]懸突部的上表面可以為平整的表面。如果需要的話，上表面可具有與下表面的輪廓相匹配的輪廓，例如以提供至少在被彎曲或傾斜部分占據(jù)的部分中具有基本上均勻厚度的懸關(guān)部。
[0026]壁與沖擊面(即，基座的上表面)之間的接合處可采取尖角的形式，例如直角或銳角或鈍角，或者可以是圓的或彎曲的。
[0027]可采用本領(lǐng)域中熟知用于形成耐火成形制品的標準模制技術(shù)制造根據(jù)本發(fā)明的沖擊墊。如果需要的話，可以將沖擊墊制成兩個或更多個單獨的部件，然后可以將它們接合在一起以形成最終的制品，或者可以制成整體結(jié)構(gòu)(即，作為單個一體的制品形成一個整件)。
[0028]制造沖擊墊的耐火材料可以為能夠在其整個工作壽命期間耐受熔融金屬流的侵蝕和腐蝕作用的任意合適的耐火材料。合適材料的例子為耐火混凝土，例如基于一種或多種粒狀耐火材料和一種或多種合適粘結(jié)劑的混凝土。適合制造沖擊墊的耐火材料是本領(lǐng)域中熟知的，例如氧化鋁、氧化鎂以及它們的化合物和組合物。同樣地，合適的粘結(jié)劑是本領(lǐng)域中熟知的，例如高氧化鋁水泥。
[0029]可制造根據(jù)本發(fā)明的沖擊墊供以單坯、兩坯或多坯模式操作的中間包使用。如本領(lǐng)域中熟知的那樣，以單坯和多坯(三角形中間包)模式操作的連續(xù)鑄鋼過程通常采用具有方形、矩形或梯形截面(在水平面中)的沖擊墊，其中提供的一對相對的側(cè)面具有同樣高度的壁，第三側(cè)面也具有壁，并且第四側(cè)面要么具有較低的壁，要么沒有壁。在雙(或有時的四重或六重)坯技術(shù)中，沖擊墊通常具有方形或矩形截面，其中提供第一對相對的側(cè)面具有同樣高度的壁，第二對相對的側(cè)面也為同樣的高度(其可與第一對的高度相同或不同)。在單坯和多坯操作中，沖擊墊通常設(shè)置在靠近中間包的一端到其中熔融鋼出口坐落的區(qū)域的一側(cè)，而在雙坯操作中，沖擊墊通常設(shè)置在矩形中間包的中心，兩個出口坐落在沖擊墊的相對的側(cè)面上(或者在四重坯操作中，兩對出口坐落在相對的側(cè)面上，或者在六重坯操作中，三對出口坐落在相對的側(cè)面上)。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的沖擊墊可用于，例如提供減少死體積和/或改進柱塞流和/或減少用于保持熔融鋼的中間包中的湍流。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]現(xiàn)在將參考附圖對本發(fā)明進行描述，其中:
[0032]圖1是本發(fā)明的沖擊墊的透視圖；
[0033]圖2是本發(fā)明的沖擊墊的俯視圖；
[0034]圖3是本發(fā)明的沖擊墊的透視圖；
[0035]圖4是本發(fā)明的沖擊墊的俯視圖；
[0036]圖5是本發(fā)明的沖擊墊的截面視圖；
[0037]圖6是本發(fā)明沖擊墊的壁的內(nèi)部的俯視圖；
[0038]圖7是本發(fā)明沖擊墊的壁的內(nèi)部的俯視圖；
[0039]圖8是本發(fā)明沖擊墊的壁的內(nèi)部的俯視圖；
[0040]圖9是以流經(jīng)本發(fā)明沖擊墊的緯向壁的熔融金屬的流速與沿緯向壁的距離的函數(shù)關(guān)系繪制的曲線圖；
[0041]圖10是現(xiàn)有技術(shù)的沖擊墊的透視圖；[0042]圖11是包括沖擊墊的多坯中間包的俯視圖；
[0043]圖12是在包括現(xiàn)有技術(shù)沖擊墊的中間包中離開中間包的流體積與時間的函數(shù)關(guān)系的曲線圖；以及
[0044]圖13是在包括本發(fā)明沖擊墊的中間包中離開中間包的流體積與時間的函數(shù)關(guān)系的曲線圖。
【具體實施方式】[0045]圖1示出沖擊墊10，其包括:具有向上面對內(nèi)部的沖擊面21的基座20 ;和從基座20向上延伸的壁22。壁22具有經(jīng)向部分24和緯向部分26。突出部30從緯向部分26朝沖擊墊的中心向內(nèi)延伸。突出部高度32是沖擊墊沖擊面21與突出部30的頂部之間的距離。懸突部34從壁22的頂部水平向內(nèi)延伸。
[0046]圖2示出本發(fā)明的沖擊墊10的俯視圖?；?0具有沖擊面21 ;壁22從沖擊面21延伸。壁22由經(jīng)向部分24和緯向部分26構(gòu)成。一對突出部30各自從緯向部分26朝沖擊墊的中心向內(nèi)延伸。懸突部34從壁22的頂部水平向內(nèi)延伸。緯向部分26的內(nèi)部具有指示緯向部分的端點之間的直線距離的范圍40。突出部寬度44指示突出部30與緯向壁部分26的兩個交叉點之間的直線距離。突出部范圍46指示突出部30同緯向壁部分26的交叉點與突出部30上離緯向壁部分26 (包括懸突部34與突出部30直接接觸的任何部分)最遠的點之間的經(jīng)向距離。流道50形成在由經(jīng)向部分24的內(nèi)部和突出部30的會合所產(chǎn)生的角度52以內(nèi)。在本發(fā)明的此實施方案中，隨著經(jīng)向部分24和突出部30會合，突出部30的連續(xù)段與經(jīng)向部分24的內(nèi)部連續(xù)地形成較小的角度。在本發(fā)明的此實施方案中，經(jīng)向部分24和突出部30不相交；而是，經(jīng)向部分24和突出部30各自與沖擊墊壁22的緯向部分26的內(nèi)表面相交。角度53為突出部的內(nèi)表面與壁的緯向部分26的內(nèi)部相交的角度；在所示的實施方案中，該角度大于90度。
[0047]圖3示出沖擊墊10，其包括具有向上面對內(nèi)部的沖擊面21的基座20和從基座20向上延伸的壁22。壁22具有經(jīng)向部分24和緯向部分26。突出部30從緯向部分26朝沖擊墊的中心向內(nèi)延伸。突出部高度32是沖擊墊沖擊面21與突出部30的頂部之間的距離。懸突部34從壁22的頂部水平向內(nèi)延伸。流道50形成在由經(jīng)向部分24的內(nèi)部和突出部30的會合所產(chǎn)生的角度以內(nèi)，并且在遠離沖擊墊內(nèi)部的中心的端部部分地閉合。位于流道內(nèi)的流上升道54是流道50的底面的一部分，其在朝流道的部分閉合端延伸時高度增加。
[0048]圖4提供帶有流上升道(flow riser)的本發(fā)明實施方案的俯視圖?；?0具有沖擊面21 ;壁22從沖擊面21向上延伸。壁22由經(jīng)向部分24和緯向部分26構(gòu)成。一對突出部30各自從緯向部分26朝沖擊墊的中心向內(nèi)延伸。懸突部34從壁22的頂部水平向內(nèi)延伸。流道50形成在由經(jīng)向部分24的內(nèi)部和突出部30的會合所產(chǎn)生的角度以內(nèi)。在本發(fā)明的此實施方案中，隨著經(jīng)向部分24和突出部30會合，突出部30的連續(xù)段與經(jīng)向部分24的內(nèi)部連續(xù)地形成較小的角度。在本發(fā)明的此實施方案中，經(jīng)向部分24和突出部30不相交；而是，經(jīng)向部分24和突出部30各自與沖擊墊壁22的緯向部分26的內(nèi)表面相交。流道50在遠離沖擊墊內(nèi)部的中心的端部部分地閉合。位于流道內(nèi)的流上升道54是流道50的底面的一部分，其在朝流道的部分閉合端延伸時高度增加。
[0049]圖5表示本發(fā)明的沖擊墊10沿圖4中的剖面線從的截面，本發(fā)明的沖擊墊10包括基座20，其上設(shè)置有沖擊面21。緯向壁部分26是從基座20向上延伸的壁的一部分。流道50與沖擊墊10的內(nèi)部連通。流道50的底面的一部分與沖擊面21形成角度。此角度56在90至180度范圍內(nèi)，可以在110度至160度、120度至150度范圍內(nèi)，并且其值可例如為115、120、125、127、130、135、140、145、150 或 155 度。
[0050]圖6示出本發(fā)明沖擊墊的壁的內(nèi)部60的俯視圖。本發(fā)明的某些實施方案的區(qū)別特征在于具有中央經(jīng)向最小尺寸62，其是在相對的突出部30之間或者在突出部30與無突出的緯向部分26之間所測得的尺寸，使得經(jīng)向最小尺寸62小于沖擊墊壁22的內(nèi)部經(jīng)向范圍42。本發(fā)明的某些實施方案的區(qū)別特征還在于具有中央緯向尺寸64和具有突出表面長度66的突出部30，所述中央緯向尺寸64是在相對的經(jīng)向壁部分24之間所測得的尺寸，所述突出表面長度66是沿突出部的表面從突出部與緯向壁部分26的兩個交叉點所測得的長度，使得中央緯向尺寸64小于突出表面長度66。在此圖所示的實施方案中，突出部30的面向內(nèi)部的表面由一系列相鄰的矩形平表面構(gòu)成。
[0051]圖7示出本發(fā)明沖擊墊的壁的內(nèi)部60的俯視圖。本發(fā)明的某些實施方案的區(qū)別特征在于具有中央經(jīng)向最小尺寸62，其是在相對的突出部30之間或者在突出部30與無突出的緯向部分26之間所測得的尺寸，使得經(jīng)向最小尺寸62小于沖擊墊壁22的內(nèi)部經(jīng)向范圍42。本發(fā)明的某些實施方案的區(qū)別特征還在于具有中央緯向尺寸64和具有突出表面長度66的突出部30，所述中央緯向尺寸64是在相對的經(jīng)向壁部分24之間所測得的尺寸，所述突出表面長度66是沿突出部的表面從突出部與緯向壁部分26的兩個交叉點所測得的長度，使得中央緯向尺寸64小于突出表面長度66。在此圖所示的實施方案中，突出部30的面向內(nèi)部的表面其形式為圓筒的徑向表面的一部分。在此圖所示的實施方案中，經(jīng)向部分24的內(nèi)部和突出部30的會合導(dǎo)致經(jīng)向部分24與緯向壁部分26相交以及突出部30與緯向壁部分26相交，在交叉點處經(jīng)向部分24的內(nèi)表面和突出部30是平行的。
[0052]圖8示出本發(fā)明沖擊`墊的壁的內(nèi)部60的俯視圖。在所描述的實施方案中，壁的經(jīng)向部分24和緯向部分26均具有突出部。壁的內(nèi)部經(jīng)向范圍42大于中央經(jīng)向最小尺寸62。
[0053]圖9描述的是對應(yīng)在圖1和2中描述的沖擊墊的壁的緯向部分上方的緯向距離84繪制的流速80。在流道上方，流速增大。在突出部上方，流速減小。流動的模式顯示出在流道上方的最大值86和突出部上方的局部最小值88。
[0054]圖10是現(xiàn)有技術(shù)的沖擊墊110的透視圖。該墊包括基座112，其帶有面朝上且面對沖擊墊的內(nèi)部的沖擊面114。壁圍繞基座的周邊向上延伸。現(xiàn)有技術(shù)的沖擊墊不包括來自緯向壁的突出部，并且不包括根據(jù)用于描述本發(fā)明的那些術(shù)語所定義的流道。
[0055]圖11是鑄造中間包120的平面圖示。沖擊墊130被放置在中間包中；布置進入中間包的熔融金屬流，使得熔融金屬流入沖擊墊130。熔融金屬從中間包流入成對的鑄坯(casting strands)。鑄坯132的出口到?jīng)_擊墊130最近；鑄坯134的出口離沖擊墊130為中間距離；鑄坯136的出口離沖擊墊130的距離最遠。
[0056]圖12描述現(xiàn)有技術(shù)的沖擊墊110的性能。構(gòu)建根據(jù)圖11的多坯中間包的模型，使得可使用含有示蹤染料的水流來研究流動模式。在圖12中報告的實驗中介紹了根據(jù)圖10的現(xiàn)有技術(shù)沖擊墊的模型，并且用不含染料的水填充中間包模型。在零時刻將示蹤染料的脈沖注入進口水流。此流沖擊所述墊并分散在整個中間包當中。在水/染料混合物通過六個不同的出口同時離開中間包模型時，在三個位置處記錄透光率值，每個位置對應(yīng)于圖11中描述的成對出口的出口之一。曲線圖150指示透過水和示蹤染料的混合物的光的值。在曲線圖150上，零值的透光率指示不含染料的水。較高的透光率值指示混合物中較多的染料量。曲線圖150中的縱坐標軸或垂直軸代表觀察到的透光率值。曲線圖150中的橫坐標軸或水平軸代表從將示蹤染料引入到系統(tǒng)起的時間，單位為秒。[0057]分析的結(jié)果示于圖150。在位置132產(chǎn)生由曲線152所示結(jié)果的傳感器位于離沖擊墊的緯向壁的外部2.16英寸處。在位置134產(chǎn)生由曲線154所示結(jié)果的傳感器位于離沖擊墊的緯向壁的外部16.16英寸處。在位置136產(chǎn)生由曲線156所示結(jié)果的傳感器位于離沖擊墊的緯向壁的外部30.16英寸處。[0058]對于現(xiàn)有技術(shù)的沖擊墊110，在給定的時間，三條曲線當中的值存在很大的偏差。另外，對于由當曲線開始上升時的時間指示的最小停留時間(MRT)來說，其在位置132處非常短，而在位置136處長。[0059]圖13描述本發(fā)明的沖擊墊10的性能，沖擊墊10包括兩個突出部、四個流道和在各流道中的流上升道。構(gòu)建根據(jù)圖11的多坯中間包的模型，使得可使用含有示蹤染料的水流來研究流動模式。在圖13中報告的實驗中介紹了根據(jù)圖1的沖擊墊10的模型，并且用不含染料的水填充中間包模型。在零時刻將示蹤染料的脈沖注入進口水流。此流沖擊所述墊并分散在整個中間包當中。在水/染料混合物通過六個不同的出口同時離開中間包模型時，在三個位置處記錄透光率值，每個位置對應(yīng)于圖11中描述的成對出口的出口之一。曲線圖160指示透過水和示蹤染料的混合物的光的值。在曲線圖160上，零值的透光率指示不含染料的水。較高的透光率值指示混合物中較多的染料量。曲線圖160中的縱坐標軸或垂直軸代表觀察到的透光率值。曲線圖160中的橫坐標軸或水平軸代表從將示蹤染料引入到系統(tǒng)起的時間，單位為秒。[0060]分析的結(jié)果示于圖160。在位置132產(chǎn)生由曲線162所示結(jié)果的傳感器位于離沖擊墊的緯向壁的外部2.16英寸處。在位置134產(chǎn)生由曲線164所示結(jié)果的傳感器位于離沖擊墊的緯向壁的外部16.16英寸處。在位置136產(chǎn)生由曲線166所示結(jié)果的傳感器位于離沖擊墊的緯向壁的外部30.16英寸處。[0061]用于產(chǎn)生圖160中所描述的結(jié)果的沖擊墊以這樣的方式引導(dǎo)所述流，即使得在給定的時間三條曲線當中值的偏差比對于現(xiàn)有技術(shù)沖擊墊所觀察到的要顯著地小。對于本發(fā)明，在位置132處的MRT大幅度增加，而同時在位置136處的MRT減少。這種效果使整個中間包模型當中的水/染料濃度的均勻性得到很大的提高。對于工業(yè)應(yīng)用，MRT的均勻性使得在多坯中間包中一種等級的鋼能夠更快速地轉(zhuǎn)變成另一等級的鋼。[0062]有可能對本發(fā)明進行多種修改和變化。因此要理解的是，在以下的權(quán)利要求范圍內(nèi)，可以按與具體描述不同的方式實施本發(fā)明。
【權(quán)利要求】
1.一種由耐火材料形成的中間包沖擊墊，包括:具有沖擊面的基座，所述沖擊面在使用時向上面對進入中間包的熔融金屬流；和圍繞所述沖擊面的周邊的至少一部分從所述基座向上延伸的壁，所述基座和所述壁限定出內(nèi)部，所述墊具有經(jīng)向中央最小范圍，所述壁具有經(jīng)向部分和緯向部分，所述經(jīng)向部分具有內(nèi)部、內(nèi)范圍和內(nèi)長度，所述緯向部分具有內(nèi)部、內(nèi)范圍和內(nèi)長度，其中所述壁的經(jīng)向部分的內(nèi)范圍大于所述墊的經(jīng)向中央最小范圍，且其中所述壁的緯向部分的內(nèi)長度大于所述壁的緯向部分的內(nèi)范圍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中間包沖擊墊，其中所述壁圍繞所述基座的整個周邊延伸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的中間包沖擊墊，其中所述壁具有均勻的高度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中間包沖擊墊，其中所述基座是方形、矩形或梯形的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中間包沖擊墊，其中所述中間包在離開所述沖擊墊的熔融金屬中產(chǎn)生流速，且其中沿所述壁的緯向部分的所述長度的頂部測得的流速在所述壁的緯向部分的中央部分顯示出最小值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中間包沖擊墊,其中具有寬度、高度和內(nèi)表面的突出部從所述壁的緯向部分向內(nèi)延伸進入所述內(nèi)部。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的中間包沖擊墊，其中所述突出部的內(nèi)表面以大于90度的角度與所述壁的緯向部分的內(nèi)部相交。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的中間包沖擊墊，其中所述突出部的內(nèi)表面包括至少一個四邊形表面。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的中間包沖擊墊，其中所述突出部的內(nèi)表面包括具有圓筒的徑向表面的一部分的形式的部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的中間包沖擊墊，其中所述突出部的寬度與所述突出部的高度之比為I或更大。
11.根據(jù)權(quán)利要求6 所述的中間包沖擊墊，其中所述突出部的范圍與所述突出部的寬度之比在0.3至3.0范圍內(nèi)，并且包括0.3和3.0。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的中間包沖擊墊，其中所述突出部的寬度與所述突出部的高度之比在0.8至1.5范圍內(nèi)，并且包括0.8和1.5。
13.根據(jù)權(quán)利要求6所述的中間包沖擊墊，其中所述突出部的寬度與所述沖擊墊的緯向壁的內(nèi)范圍之比在0.1至I范圍內(nèi)，并且包括0.1和I。
14.根據(jù)權(quán)利要求6所述的中間包沖擊墊，其中所述突出部的內(nèi)表面和所述壁的經(jīng)向部分的內(nèi)表面會合以形成流道，所述流道具有底面并具有遠離所述沖擊墊的中心的端部。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的中間包沖擊墊，其中由所述突出部的內(nèi)表面和所述壁的經(jīng)向部分的內(nèi)表面所形成的角度朝所述流道的遠端減小。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的中間包沖擊墊，其中所述流道隨著朝遠離所述沖擊墊的中心的端部延伸而高度增加。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的中間包沖擊墊，其中所述流道的底面與所述沖擊墊的沖擊面形成小于180度的角度。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的中間包沖擊墊，其中所述流道的底面與所述沖擊墊的沖擊面形成的角度在115度至155度范圍內(nèi)，并且包括115度和155度。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的中間包沖擊墊，其中所述流道的底面與所述沖擊墊的沖擊面形成127度的角度.。
【文檔編號】C21C5/44GK103608470SQ201280029891
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2012年4月12日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月14日
【發(fā)明者】杰弗里·R.·萊因哈特 申請人:維蘇威坩堝公司