專利名稱：澆口盤緩沖墊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熔融金屬，特別是熔融鋼的處理。本發(fā)明特別涉及一種澆口盤緩沖墊，即一用耐火材料制成，放置在一澆口盤的底面上，接受從一鋼水包注入該澆口盤中的熔融金屬流的部件。本發(fā)明特別用于鋼的連續(xù)鑄造。
國際專利申請No.WO96/14951(FOSECO)公開的一種澆口盤緩沖墊包括一可承受與澆口盤中的熔融鋼接觸的耐火材料制成的本體。該緩沖墊本體包括一有一沖擊面的底部、一從該沖擊面向上伸展的外側(cè)壁和一與該側(cè)壁連接，限定一開口的頂面。頂面內(nèi)有一與沖擊面大致平行的環(huán)形部，側(cè)壁與沖擊面以及側(cè)壁與頂面內(nèi)的環(huán)形部之間大致為直角。該緩沖墊可提高熔融鋼在澆口盤中的停留時間，從而確保多余的夾雜物有足夠時間浮到鋼水表面后被除去。
國際專利申請No.WO97/37799(FOSECO)公開的一種澆口盤緩沖墊包括一可承受與澆口盤中的熔融鋼接觸的耐火材料制成的本體。該緩沖墊本體包括一有一熔融鋼沖擊面的底部，一從該沖擊面向上伸展的并圍繞該底部伸展以完全將其圍住的外側(cè)壁。一與側(cè)壁連接的環(huán)形體部分形成與沖擊面大致平行，限定一供鋼水注入的開口的頂面，環(huán)形體部分的底面和側(cè)壁的內(nèi)表面限定一凹座，該凹座有一沿沖擊面周邊并在沖擊面上方連續(xù)伸展的底切部。頂面的一部分比頂面的其余部分低，頂面該部分下方的凹座的橫截面比凹座的其余部分小。該緩沖墊特別可用來提高鋼水在細(xì)長形澆口盤中的流動性，鋼水從該澆口盤的一端注入，鐵水的該或每個出口在該澆口盤相反的一端。該緩沖墊的位置放置成使得該端壁的較低部分與注入鋼水旁的端壁相鄰，從而使得從緩沖墊彈回的鋼水優(yōu)先流向該端壁。這可大大減小澆口盤中生成的表面渦流，從而改善流路，生成更清潔的鋼。
值得注意，由于改變一緩沖墊的設(shè)計的某一方面一般會對整個澆口盤的流體力學(xué)產(chǎn)生無法預(yù)見的影響，因此設(shè)計能滿足預(yù)定特殊要求的新澆口盤緩沖墊是非常復(fù)雜的。本發(fā)明人的目的是一種新澆口盤緩沖墊，它使得從沖擊面彈回的鋼水圍繞該澆口盤的縱向軸線對稱流動。對于比方說該或每個出口位于澆口盤縱向軸線上，或兩個或更多出口圍繞該軸線對稱分布的澆口盤來說，這是非常重要的。此外，熔融金屬的注入(“澆包流”)通常“偏心”，即不位于澆口盤的縱向軸線上。這是因為澆包罩(供熔融金屬從澆包注入澆口盤中的管子)通常與一控制從澆包流出的金屬流的滑動閘閥一起運(yùn)動，由于該閥為限制流率常常只打開一部分，因此澆包罩常常相對澆口盤偏心。
按照本發(fā)明的第一方面，提供一種用耐火材料制成的澆口盤緩沖墊，該緩沖墊包括一有一沖擊面的底部，該沖擊面使用時面向上接收注入該緩沖墊的熔融金屬；以及一沿該沖擊面的至少一部分周邊從該底部向上伸展的壁，該壁包括一伸出在該沖擊面一周邊區(qū)上方的突檐，該突檐包括多個在沖擊面上方比突檐其余部分伸出更遠(yuǎn)的突出部分。
該壁最好伸展在該沖擊面的整個周邊上，從而圍住整個沖擊面。
按照第二方面，本發(fā)明提供一種包括按本發(fā)明第一方面所述的緩沖墊的澆口盤。該澆口盤最好呈細(xì)長形(即俯視圖)，它的出口最好靠近每個縱向端，使用時注入的熔融金屬流和緩沖墊最好大致位于澆口盤的縱向中央。該澆口盤最好在緩沖墊與一出口之間包括至少一個在其寬度上伸展的擋板。該擋板的頂面最好有一中央部(即相對于澆口盤縱向軸線的中心)，該中央部比其每邊上的周邊部低。這有助于把熔融金屬流導(dǎo)向澆口盤的縱向軸線。
本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，使用多個在沖擊面上方比周邊壁的突檐的其余部分伸出更遠(yuǎn)的突出部分可使得從沖擊面回跳的熔融金屬被大致導(dǎo)向緩沖墊的中央。從而即使注入緩沖墊中沖擊面上的熔融金屬是偏心的，即與緩沖墊中央隔開一段距離，從緩沖墊流出的熔融金屬仍大致對稱。從緩沖墊流出的流體的這一大致對稱使得流體在整個澆口盤中對稱，從而減小熔融金屬在其中流率相對低(造成新的熔融金屬補(bǔ)充不暢和該熔融金屬固化的可能性)的所謂“死區(qū)”，從而大體改善熔融金屬在澆口盤中停留時間的一致性。
緩沖墊的沖擊面最好有至少兩個轉(zhuǎn)角(例如四個轉(zhuǎn)角)，該轉(zhuǎn)角的上方各突出一突出部分。至少一個(最好是全部)轉(zhuǎn)角形成在沖擊面各大致的直邊的會聚處。該沖擊面可呈大致的多邊形，最好是四邊形，特別是大致的長方形或正方形。多邊形沖擊面的每一轉(zhuǎn)角上方伸出一突出部分。作為補(bǔ)充或替代，至少一個突出部分(最好是兩個突出部分或更多突出部分)沿沖擊面各邊的至少大部分長度，甚至其整個長度伸展。
在某些優(yōu)選實施例中，伸展在兩所述突出部分之間的突檐在沖擊面上方伸出的距離沿其至少大部分長度大致相同。在兩突出部分之間的該突檐沿其至少大部分長度最好大致筆直伸展。但是，作為補(bǔ)充或替代，對于伸展在兩突出部分之間的一個或多個突檐，該突檐在沖擊面上方伸出的距離沿其至少大部分長度可不相同，例如伸展在兩突出部分之間的一個或多個突檐的俯視圖可呈弧形，從而比方說該或每個突檐在沖擊面上方在其長度中央伸出的距離比在其兩端遠(yuǎn)，也可在其兩端伸出的距離比在其中央遠(yuǎn)。值得注意，突出部分之間的突檐的形狀和大小，和/或突出部分的形狀和大小可按照特定場合的不同而不同，即決定于澆口盤的形狀和大小，和/或注入的熔融金屬的偏心程度，或用戶的任何其他特殊要求。
緩沖墊的該或每個突出部分在沖擊面上方伸出的最大距離為突檐的其余部分在沖擊面上方伸出的最大距離的至少110％，最好至少為120％，更好至少為140％，特別至少為150％。緩沖墊的該或每個突出部分在沖擊面上方伸出的最大距離不大于突檐的其余部分在沖擊面上方伸出的最大距離的600％，最好不大于500％，特別不大于450％。
突檐在沖擊面上方的高度沿其長度可不相同。對于本發(fā)明具有至少三個突出部分的實施例來說，伸展在兩個突出部分之間的突檐的高度與伸展在這兩個突出部分之一與另一突出部分之間或伸展在另兩個突出部分之間的突檐的高度不同。突檐的至少一部分比該突檐的另一部分低，該較低部分在沖擊面上方伸出的距離比該突檐其它的較高部分遠(yuǎn)。從而使得從沖擊面彈回后沖擊在較低突檐上的熔融金屬比沖擊在較高突檐上的金屬更猛烈地被向后導(dǎo)向緩沖墊中央，從而有助于造成金屬對稱地從緩沖墊流開(但是，以上對本發(fā)明各方面的作用所作的說明不應(yīng)看成對本發(fā)明有所限制)。
在某些優(yōu)選實施例中，沖擊面的周邊區(qū)包括一沿沖擊面中央?yún)^(qū)的至少一部分伸展的凹槽。對于沖擊面有轉(zhuǎn)角的實施例來說，該凹槽在轉(zhuǎn)角處比在其他部位寬。例如，該凹槽(在俯視圖中)的形狀可與該壁的突檐的形狀大致互為鏡像。
下面結(jié)合附圖舉例說明本發(fā)明，附圖中

圖1為本發(fā)明澆口盤緩沖墊的等角投影圖；圖2為圖1澆口盤緩沖墊的縱向剖視等角投影圖；圖3簡示出從一偏心澆包罩注入一細(xì)長形澆口盤中的熔融金屬的非對稱流；圖4簡示出使用本發(fā)明緩沖墊和新穎擋板從一偏心澆包罩注入一細(xì)長形澆口盤中的熔融金屬的對稱流；以及圖5示出圖4簡示的擋板。
圖1示出本發(fā)明一澆口盤緩沖墊1，包括一有一沖擊面5的底部3，該沖擊面使用時面向上接收注入該緩沖墊的熔融金屬；以及一沿該沖擊面的周邊從該底部向上伸展的壁7，該壁包括一伸出在該沖擊面一周邊區(qū)11上方的突檐9，該突檐包括多個在沖擊面上方比突檐其余部分伸出更遠(yuǎn)的突出部分13。
該緩沖墊1的俯視圖呈長方形，底部3和沖擊面5都呈長方形。各突出部分3位于緩沖墊的四個轉(zhuǎn)角上。長方形緩沖墊長邊上突出部分13之間的突檐9a相對小，并大致是直的和相同的。長方形緩沖墊短邊上突出部分13之間的突檐9b相對大，俯視圖呈弧形。此外，突檐9b在沖擊面上方的高度比突檐9a低。
沖擊面周邊區(qū)11包括一凹槽，其形狀與整個突檐(9a、9b、13)的形狀大致互成鏡像。
圖2為圖1緩沖墊的縱向剖視圖。可清楚看出突檐9b的寬度和凹槽11的深度。還可清楚看到，短壁7b與沖擊面5垂直，突檐9b與壁7b垂直。但是長壁7a偏離垂直方向即它們從沖擊面到突檐9a向上傾斜。
圖3簡示出從一偏心澆包罩注入一細(xì)長形澆口盤中的非對稱熔融金屬流。在每一部分(a)-(c)中，示出澆口盤的俯視圖，來自澆包的熔融金屬流用圓圈表示，該圓圈在澆口盤縱向中央，但在橫向偏心，即比另一縱向側(cè)壁更靠近澆口盤的一縱向側(cè)壁。該澆口盤還包括在該澆口盤的縱向兩邊上的一對擋板15(其中有供熔融金屬流過的孔)，和在該澆口盤兩端上用圓圈表示的出口。
箭頭表示熔融金屬的流路；在部分(a)中示出注入澆口盤中的金屬的初始流路(按照正常工作狀態(tài)，澆口盤中已注滿在其中流動的熔融金屬，所示流路只表示離澆口盤各距離處的主要流路。)即使在該早期階段，也可看到，由于澆包流偏心，熔融金屬流相對澆口盤縱向軸線非對稱。在部分(b)中，熔融金屬開始流過擋板，流路的非對稱更為明顯。在部分(c)中，熔融金屬已流到出口。標(biāo)號17表示所謂的“死區(qū)”，在該死區(qū)中，在這些穩(wěn)態(tài)條件下有很少或沒有熔融金屬流。澆口盤中死區(qū)的存在造成很大問題，因為死區(qū)中的金屬冷卻而開始固化；它們還造成從澆口盤流出的金屬的成分的變動。
圖4示出如何用本發(fā)明緩沖墊1改變?nèi)廴诮饘俚牧髀?。圖4澆口盤中同樣有擋板19，但比圖3擋板更靠近出口。這些擋板的頂面上有比其兩邊周邊部23低的中央部21。
與圖3一樣，圖4的澆包流仍偏心，但此時，由于有本發(fā)明緩沖墊的存在，使得離開緩沖墊的熔融金屬的流路更對稱。當(dāng)熔融金屬流到出口時，流路已大致對稱，不出現(xiàn)死區(qū)。
圖5為擋板19的主視圖和剖面圖(圖3只簡示出該擋板)。該擋板有一底面25和兩側(cè)面27，其形狀和大小可橫向緊固在澆口盤中。其頂面有一比其兩邊上周邊部23低的中央部21，從而引導(dǎo)熔融金屬沿澆口盤中一縱向流路從擋板上方流過。因此作為緩沖墊的補(bǔ)充，它在澆口盤中造成對稱和/或軸向熔融金屬流。擋板中還有多個穿孔29，使得熔融金屬除了從擋板上方流過，還可從這些孔流過擋板。這些孔29在熔融金屬的流動方向上向上傾斜，從而使流過這些孔的金屬的流路向上。最好對于較低的孔其傾斜角較大并且沿?fù)醢逑蛏掀鋬A斜角減少。如附圖所示，最低的孔的傾斜角最好為40°，較上的孔分別依次減小到30°和20°。所示尺寸以毫米為單位。
權(quán)利要求
1.一種用耐火材料制成的澆口盤緩沖墊，該緩沖墊包括一有一沖擊面的底部，該沖擊面使用時面向上接收注入該緩沖墊的熔融金屬；以及一沿該沖擊面的至少一部分周邊從該底部向上伸展的壁，該壁包括一伸出在該沖擊面一周邊區(qū)上方的突檐，該突檐包括多個在沖擊面上方比突檐其余部分伸出更遠(yuǎn)的突出部分。
2.按權(quán)利要求1所述的緩沖墊，其特征在于，該沖擊面有至少兩個轉(zhuǎn)角，轉(zhuǎn)角的上方各伸出一突出部分。
3.按權(quán)利要求2所述的緩沖墊，其特征在于，至少一個轉(zhuǎn)角形成在沖擊面各大致的直邊的會聚處。
4.按權(quán)利要求2或3所述的緩沖墊，其特征在于，該沖擊面大致呈多邊形。
5.按權(quán)利要求4所述的緩沖墊，其特征在于，該沖擊面大致呈四邊形、最好大致呈長方形或正方形。
6.按權(quán)利要求4或5所述的緩沖墊，其特征在于，該多邊形沖擊面每一轉(zhuǎn)角上方伸出一突出部分。
7.按上述任一權(quán)利要求所述的緩沖墊，其特征在于，伸展在兩所述突出部分之間的突檐在沖擊面上方伸出的距離沿其至少大部分長度大致相同。
8.按上述任一權(quán)利要求所述的緩沖墊，其特征在于，伸展在兩所述突出部分之間的該突檐沿其至少大部分長度大致是直的。
9.按權(quán)利要求1-6中任一權(quán)利要求所述的緩沖墊，其特征在于，伸展在兩所述突出部分之間的突檐在沖擊面上方伸出的距離沿其至少大部分長度大致不相同。
10.按權(quán)利要求9所述的緩沖墊，其特征在于，伸展在兩突出部分之間的一個或多個突檐的俯視圖呈弧形。
11.按上述任一權(quán)利要求所述的緩沖墊，其特征在于，該或每個突出部分在沖擊面上方伸出的最大距離為突檐的其余部分在沖擊面上方伸出的最大距離的至少110％。
12.按上述任一權(quán)利要求所述的緩沖墊，其特征在于，該或每個突出部分在沖擊面上方伸出的最大距離不大于突檐的其余部分在沖擊面上方伸出的最大距離的600％。
13.按上述任一權(quán)利要求所述的緩沖墊，其特征在于，該突檐在沖擊面上方的高度沿其長度是不同的。
14.按權(quán)利要求13所述的緩沖墊，其特征在于，包括至少三個所述突出部分，伸展在兩個突出部分之間的突檐的高度與伸展在這兩個突出部分之一與另一突出部分之間或伸展在另兩個突出部分之間的突檐的高度不同。
15.按權(quán)利要求13或14所述的緩沖墊，其特征在于，該突檐的至少一部分的高度比該突檐的另一部分低，該較低部分在沖擊面上方伸出的距離比該突檐其它的較高部分大。
16.按上述任一權(quán)利要求所述的緩沖墊，其特征在于，該沖擊面的周邊區(qū)包括一沿該沖擊面中央?yún)^(qū)的至少一部分伸展的凹槽。
17.一種包括一按上述任一權(quán)利要求所述的緩沖墊的澆口盤。
18.按權(quán)利要求17所述的澆口盤，其特征在于，還包括一個或多個伸展在澆口盤寬度上的擋板，該或每個擋板有一頂面，該頂面有一高度比其兩邊上的橫向周邊部低的中央部。
全文摘要
一種用耐火材料制成的澆口盤緩沖墊,該緩沖墊(1)包括:一有一沖擊面(5)的底部(3),該沖擊面使用時面向上接收注入該緩沖墊的熔融金屬;以及一沿該沖擊面的至少一部分周邊從該底部向上伸展的壁(7),該壁包括一伸出在該沖擊面(5)一周邊區(qū)(11)上方的突檐(9),該突檐(9)包括多個在沖擊面(5)上方比突檐(5)其余部分伸出更多的突出部分(13)。
文檔編號B22D11/10GK1354703SQ0080863
公開日2002年6月19日 申請日期2000年6月7日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月8日
發(fā)明者R·D·莫拉萊斯, J·帕拉福克斯-拉莫斯, S·洛佩斯－拉米雷斯 申請人:福塞科國際有限公司