冶金衝擊墊的製作方法
2023-11-05 11:09:07 3
專利名稱：冶金衝擊墊的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種在該技術領域中稱為「衝擊墊」的耐火材料部件，用於處理熔融金屬，特別是鋼。本發明特別涉及放置在中間包內的衝擊墊，用於減弱進入中間包的鋼水流的紊流。本發明在鋼的連鑄中特別有用。
背景技術：
在連續鑄鋼工業生產過程中，中間包用作盛放上述熔融金屬，特別是鋼水，的容器。在鋼的連鑄中，供入中間包的鋼水一般是高牌號鋼，這些鋼水已經經歷了多個生產步驟，使其適於特定的澆注。這些步驟通常包括例如一個或多個步驟，旨在控制存在於鋼中的各種元素含量，例如碳和其他合金成分的含量，以及例如渣等夾雜的含量。在中間包內存留的鋼水使進入的渣和其他雜質有更多的機會分離並漂浮在表面，在表面它們可以被吸收到例如提供在鋼水表面的一層特殊保護層內。這樣，中間包可以用來在將鋼水供入結晶器鑄造前進一步「清潔」鋼。
為了使中間包向結晶器連續供給潔淨鋼水的能力最佳化，特別需要控制鋼水通過中間包的流動，並使之成為層流。鋼水通常是從鋼包通過一個耐火磚套供入中間包的，該耐火磚套保護鋼水流不與周圍大氣接觸。來自鋼包的鋼水流一般以相當大的力進入中間包，且其本身能夠在中間包內產生明顯的紊流。在鋼水通過中間包的流動中任何過度的紊流都會有一些所不希望有的效果，例如包括妨礙鋼中的渣和其他不良夾雜聚結和上浮到表面，將一部分在鋼水表面形成的或特別提供的起保護作用的硬殼帶入鋼水中，將氣體帶入鋼水中，造成中間包內耐火材料襯的過度侵蝕，以及使流向澆注結晶器的鋼水產生不均勻流動。
在克服這些問題的努力中，該行業在設計各種衝擊墊方面進行了廣泛的研究，目的是減弱由於入流鋼水所產生的中間包內紊流，並使中間包內鋼水流動最佳化，使鋼水穿過中間包的流動儘可能地達到近似理想的「栓塞流」特性。總之，人們已經發現利用具有特殊設計的表面，能夠使鋼水流改變方向和形成層流的衝擊墊，通常可以改善鋼水穿過中間包的流動。
在先有技術中公開的衝擊墊一般包括一個向下的鋼水流撞擊在上面的底板，和一個使鋼水改變方向的垂直壁或壁部件。它們用耐火材料製成，在其工作壽命期內能夠承受鋼水流的腐蝕和侵蝕。它們通常製成淺盒子的形狀，具有例如方形、矩形、梯形或圓形的底板。
WO96/14951(Foseco)公開了一種中間包衝擊墊，它包括一個能夠承受在中間包內與鋼水接觸的耐火材料本體。該衝擊墊本體包括一個具有衝擊表面的底板，自衝擊表面向上延伸的外壁，以及與該壁相連並在其中構成一個開口的頂表面。該頂表面具有一個與衝擊表面大體平行的內環部分，且在壁和衝擊表面之間，以及同樣在壁和頂表面的內環部分之間具有大體呈直角的角。該衝擊墊使鋼水在中間包內的滯留時間延長，這對於保證不良夾雜具有足夠時間上浮到鋼水表面並去除是非常重要的。
WO97/37799(Foseco)公開了一種中間包衝擊墊，它包括一個能夠承受在中間包內與鋼水接觸的耐火材料本體。該衝擊墊本體包括一個具有鋼水衝擊表面的底板，和自該衝擊表面向上延伸並環繞該底板延伸將其完全封閉的外壁。與該壁相連的環形主體部分提供了一個與衝擊表面大體平行的頂表面，並構成一個鋼水可以澆注到其中的開口，環形主體部分的下表面和壁的內表面構成一個凹槽，具有在衝擊表面上面並環繞其連續延伸的切口部分。一部分頂表面的水平位置低於頂表面的其餘部分，且該部分頂表面之下凹槽的橫截面小於該凹槽其餘部分的。該衝擊墊對於改善長形中間包內的流動特性特別有用，其中鋼水在中間包的一端注入中間包，而鋼水的各個出口位於中間的另一端。該衝擊墊的方向是這樣的，水平位置低的端壁鄰接到緊接著入流鋼水的端壁，因此從該墊回彈的鋼水優先流向此端壁。這具有顯著減弱中間包內所產生的表面紊流的作用，總體上改善流動路徑，結果是生產更潔淨的鋼。
WO00/74879(Foseco)公開了一種用耐火材料製成的中間包衝擊墊，該衝擊墊包括一個具有一個衝擊表面的底板，在使用中面向上承接注入在衝擊墊上的鋼水，和自該底板向上延伸並至少環繞該衝擊表面一部分周邊的壁，該壁包括一個突出到衝擊表面周邊區域之上的懸伸部分，該懸伸部分包括多個較懸伸部分的其餘部分更加突出到衝擊表面上方的凸臺。
在現有技術中，衝擊墊具有一個帶有懸伸部分的壁，即一個指向內的周邊帶，這樣一個懸伸部分具有位於衝擊墊底板的衝擊表面上方並與其大體平行的下表面。
設計一個滿足特殊預定參數的新衝擊墊的過程是極其複雜的，因為改變衝擊墊設計的一個方面一般會給整個中間包系統的流體動力學帶來不可預測的結果。
發明內容
本發明的一個目的就是提供一種經過改進的衝擊墊，其適於放置在中間包內，用於減少進入其中的熔融金屬的紊流。
本發明提供一種用耐火材料製成的中間包衝擊墊，它包括一個具有衝擊表面的底板，該表面在使用中面向上衝著進入中間包的熔融金屬流，一個自該底板向上延伸至少環繞衝擊表面的一部分周邊的壁，該壁上部的一個或多個部分支撐一個或多個在底板的周邊上方向內突出的懸伸部分，其特徵在於，該懸伸部分或至少一個懸伸部分具有至少這樣一個部分，其下表面彎曲或傾斜，該彎曲或傾斜處在沿著壁的長度的方向上。
該傾斜或彎曲在沿著壁的長度的方向上。這意味著在平行於相鄰壁的平面內通過該懸伸部分所截取的垂直截面中，繪製懸伸部分下表面的線將(1)是曲線或(2)是與水平面呈一定角度傾斜的一條直線(或多條直線)。
在上述懸伸部分的垂直截面是曲線的情況下，曲線的切線和水平面之間的角度最好在0°至45°的範圍。在上述懸伸部分的垂直截面是傾斜直線的情況下，該斜線與水平面之間的角度最好在2°至45°的範圍，例如5°至30°。
例如通過在沿著水平線或平行於壁的內周邊的多個等間距位置測量該懸伸部分的高度，也可以證明該斜線或曲線的存在。該測量值相對於該曲線或斜線的輪廓而改變。
在該壁不是平面的，而是向內或向外傾斜的情況下，「壁的平面」一詞要理解為這樣一個參考平面，它是在確定上述傾斜或彎曲存在的某點之下與底板的周邊相切的垂直平面。
懸伸部分的下表面例如可以在沿著壁的內周邊的方向上向上和/或向下彎曲，因此構成弧形或部分弧形的頂部，和/或可以包括一個或多個線性傾斜的頂部。除了確定的傾斜或彎曲部分，懸伸部分的下表面還可以包括一個或多個水平部分。
斜面或曲面的平均梯度可以用連接上述表面的最低點和最高點的直線與水平方向形成的角度來規定。在本發明中，上述平均梯度較好的在與水平面呈2°至45°的範圍內，最好在5°至20°範圍內。
衝擊墊的底板可以是任何合適的形狀，例如諸如方形、矩形、梯形、菱形、六邊形、八邊形、圓形或橢圓形的多面體形狀。最佳的形狀是方形、矩形和梯形。
底板的衝擊表面適於承受進入中間包的金屬流的主要衝擊力。它可以是例如平面的、凹形的或凸形的。如果需要，底板本身可以用適宜的裝置附接在中間包的底板上，例如採用耐火材料接合劑，或通過在中間包的耐火材料襯的表面和衝擊墊的下側設置的相應的部件將底板固定住。衝擊墊最好是嵌入在中間包的耐火材料底板內。這可以通過例如將衝擊墊布置在中間包的整體耐火材料襯上來實現，在底板的周圍，或也可在衝擊墊的外壁的一部分放置一層強力耐火材料冷固化劑或熱固化劑，而後使耐火材料固化，從而將衝擊墊粘結在中間包內的位置。
自底板圍繞衝擊表面的周邊的至少一部分向上延伸的壁最好用與底板相同的材料製成並與其構成一整體。至少一個圍繞衝擊表面的周邊的至少一部分自該底板向上延伸的壁具有一個鏡向對稱的壁自該底板的相對的周邊部分向上延伸。
在衝擊墊要用於所謂的「雙流」操作的情況下，該壁最好繞底板的整個周邊延伸。該壁最好與底板呈垂直關係地延伸。這樣，底板的線性周邊部分剛好支撐垂直的平面壁部分，而底板的彎曲部分剛好支撐具有相應的彎曲的水平截面的垂直壁。
在衝擊墊具有矩形或梯形底板且要用於所謂「單流」操作的情況下，該壁最好圍繞底板的三個側面延伸，第四個側面沒有壁或者有一個較低的壁。
壁的上部的至少一部分或多個部分支撐一個或多個在底板的周邊上向內突出的懸伸部分。該懸伸部分最好呈自該壁向內突出的內周邊帶的形式。該周邊帶最好自該壁的頂部突出。
在衝擊墊設計為基本用於雙流操作的情況下，該懸伸部分，例如周邊帶，適於沿著壁的長度的至少50％，更好是至少75％，最好是100％延伸。當衝擊墊設計為基本用於單流操作時，該懸伸部分，例如周邊帶，沿著壁的長度的50％至100％，最好是60％至80％延伸。
本發明要求至少一個上述懸伸部分具有至少一部分的下表面是彎曲或傾斜的，其彎曲或傾斜處在沿著壁的長度的方向上。具有限定的彎曲和/或傾斜的下表面的該懸伸部分佔衝擊墊的周邊的至少20％以上，較好地是至少30％，更好是至少40％，最好是50％。
懸伸部分離開該壁朝向衝擊墊的中心延伸的距離在此之後稱作懸伸部分的寬度。這與平行於底板且其突出到該底板上的距離相對應。該懸伸部分沿著壁的長度延伸的距離在此之後稱作懸伸部分的長度。
懸伸部分的寬度最好是自一側向另一側橫跨衝擊墊的距離的25％，最好是20％，例如5％至15％。在這些百分比例範圍內的寬度能夠有足夠的開口空間供注入的熔融金屬流衝擊在底板的表面上，而沒有實際撞擊在周邊的懸伸部分上的危險。如果需要，例如呈周邊帶形式的該懸伸部分可以是平行側邊的，也可以是沿其長度改變寬度的。例如，該懸伸部分可以具有周邊帶的形式，在方形或矩形衝擊墊的一個角從零寬度傾斜至衝擊墊的另一側的寬度的例如距離的15％。
懸伸部分的寬度最好是這樣的，使衝擊墊的開口，即由衝擊墊的上部的內周邊所圍繞的空間，處於衝擊墊的底板的面積的2％至50％，最好是5％至25％的範圍內。
該懸伸部分例如周邊帶自衝擊墊壁的上部向內延伸，使周邊帶的下表面位於衝擊表面的周邊區域上方。這樣，懸伸部分或周邊帶在衝擊表面的上方有效地形成一部分頂部。根據本發明，該懸伸部分的下側最好要麼(1)在其沿著壁的內周邊延伸時向上和/或向下彎曲，從而形成弧形或部分弧形的頂部，和/或(2)包括一個或多個平直傾斜的頂部。在下表面彎曲的情況下，彎曲的基本方向是平行於相鄰壁的，且該表面在沿著壁的長度的方向上向上彎曲和/或向下彎曲。在該下表面是線性的(不同於彎曲)的情況下，它在底板的周邊區域上構成上升或下降的頂部。因此，例如，該下表面可以自矩形底板的衝擊墊的一個角向下一個角上升，或例如，自一個角上升至一個峰值後再降低到下一個角。高度的變化最好是基本連續或平緩的，也就是說在下表面的梯度上基本或根本沒有突然的改變，例如基本或根本沒有尖角部分或臺階。如果包括有任何尖角部分或臺階部分，那麼它們最好具有鈍角，角度最好在90°至小於180°的範圍內，例如角度在160°至小於180°的範圍內。
在根據本發明的另一個實施例中，該下表面在橫截面上可以採取一個多邊形段的形式，以提供一個包括一系列線性傾斜表面的拱形頂部。
在下表面彎曲的情況下，該曲面可以採取一段弧形部分的形式，例如，該弧形部分具有一段平滑彎曲的橫截面。該曲線不一定對應於完好定義的標準數學曲線。但是，如果需要可以採用這種標準曲線，例如對應於例如圓錐截面的一段弧，例如圓、橢圓、拋物線或雙曲線；或者對應於懸垂線或其一部分曲線段。
在限定的彎曲或傾斜的懸伸部分佔據多邊形底板衝擊墊上的一個或多個壁的大體整個長度的情況下，該或各個下表面的長(L)高(H)比可以處於例如30∶1至3∶1範圍內，最好在15∶1至5∶1範圍內，其中「L」是懸伸部分的最低點和最高點之間測量的水平距離，而「H」是其最高點和最低點之間測量的垂直距離。
在衝擊墊供雙流連鑄機使用的情況下，其底板最好是四邊形，具有沿著衝擊墊的兩相對的壁，最好沿著兩對相對壁，延伸的懸伸部分或周邊帶。這種衝擊墊最好是正方形或矩形的，並且具有圍繞衝擊墊的整個周邊延伸的壁和懸伸部分。在後一種情況下，根據本發明，相對的兩側最好具有彎曲或呈角度的周邊帶，而相對的另兩側最好具有沒有彎曲或呈角度而是平行於底板的懸伸部分，例如周邊帶。處於相對兩側的該懸伸部分或周邊帶最好相互鏡向對稱。
因此根據本發明一種適用於雙流操作的優選衝擊墊具有一個矩形的底板，一個圍繞該底板的垂直周邊壁，並且在一對相對設置的壁上設有一對具有彎曲或傾斜下表面的懸伸部分，且在第二對壁上設有具有水平平面下表面的第二對懸伸部分。
根據本發明一種適用於單流操作的優選衝擊墊具有正方形、矩形或梯形的底板，一個圍繞底板的三個側面的周邊壁，並且在一對相對設置的壁上設有一對具有彎曲或傾斜下表面的懸伸部分，第三壁具有帶水平平面下表面的懸伸部分。
懸伸部分的上表面最好是平滑表面。如果需要，該上表面可以具有與下表面相匹配的輪廓形狀，例如提供一個至少在由彎曲或傾斜部分所佔據的部分中具有大體均勻厚度的懸伸部分。
在設計用於雙流操作的矩形底板的衝擊墊的情況下，其兩個相對的側邊最好具有支撐懸伸部分的壁，懸伸部分具有各自形成一個拱形的下表面，在拱形的中心(頂部)其寬度最小，在移離中心的方向上逐漸變寬，直至在拱形的端部和其後部分達到其最大寬度。例如，拱形的頂部的寬度最好是懸伸部分在拱形的端部的區域，及其兩側的區域的寬度的50％至80％。在這種情況下，該拱形可以是具有大體呈水平延伸的倒U形的彎曲拱頂，或者大體呈水平延伸的倒V形的線性頂的拱頂。
在與壁的內表面呈直角的方向上，懸伸部分的下表面可以直線或曲線方式延伸。在下表面與壁呈曲線聯合的情況下，在與壁的表面呈直角所取的垂直截面呈現區分懸伸部分的下表面的線將呈曲線。
因此，根據需要，懸伸部分的下表面與壁的表面的聯合可以採取尖角的形式，例如直角，銳角或鈍角，也可以構成曲線的輪廓形式，例如具有一部分圓柱或其他彎曲橫截面的弧形輪廓。
壁和衝擊表面(即底板的上表面)的結合可以採取尖角的形式，例如直角、銳角或鈍角，也可以是圓的或曲線的。
根據本發明的衝擊墊可以用在製造耐火材料成型構件技術領域內眾所周知的標準成型技術製成。根據需要，該衝擊墊可以製成能結合在一起形成最終製品的兩塊或多塊獨立部分，也可製成一個單體的結構(即以一件式形成為一個單獨的整體製品)。
製造衝擊墊的耐火材料可以是在其整個工作壽命期間能夠承受熔融金屬流的浸蝕和腐蝕效應的任何適用的耐火材料。適用材料的例子是耐火混凝土，例如基於一種或多種特定耐火材料，以及一種或多種粘合劑的的混凝土。適於製造衝擊墊的耐火材料在該技術領域內是眾所周知的，例如氧化鋁、氧化鎂及其混合物或合成物。同樣，適用的粘合劑在本技術領域內也是眾所周知的，例如高鋁水泥。
根據本發明的衝擊墊可以製成供以單流、雙流或多流模式操作的中間包使用。正如在本技術領域內眾所周知的，以單流和多流(德耳塔(delta)中間包)模式操作的連續鑄鋼工藝一般採用(在水平平面內)具有方形、矩形或梯形橫截面的衝擊墊，其中一對相對的側邊設有等高的壁，第三側邊也具有壁，而第四側邊或具有一較矮的壁或沒有壁。在雙流(或有時為四流)技術中，衝擊墊一般具有方形或矩形的橫截面，其中第一對相對的側邊設有具有等高度的壁，而第二對相對的側面也具有相同的高度(其高度與第一對可以相同也可以不同)。在單流或多流操作中，衝擊墊一般靠近中間包的一端，位於熔化鋼水出口所處的區域一側，然而在雙流操作中，衝擊墊一般定位於矩形中間包的中心，兩齣口位於衝擊墊的相反的兩側(或在四流操作中，兩對出口位於相反的兩側)。
根據本發明的衝擊墊可以用於例如在盛放熔融鋼水的中間包中起到減少死容量和/或增強栓塞流和/或減少紊流的作用。
現在將參照附圖對本發明做詳細說明。
圖1至31和圖2A全部是根據本發明的衝擊墊的示意圖。
圖1是一種旨在用於所謂的「雙流」操作，根據本發明具有大體矩形形狀的衝擊墊的透視圖，其中兩相對側面上的懸伸部分具有彎曲的下表面。角的一部分已被切去，以便顯示懸伸部分、底板(或基底)和壁(或側壁)的橫截面形狀；圖2是沿圖1中A-A線所截取的截面圖，圖3是圖1所示衝擊墊的平面圖。圖2A給出了通過圖1中A1-A1線沿平行於壁的平面所截取的衝擊墊的垂直截面圖，且表示懸伸部分沿該壁等間距處高度的變化。
圖4是一種旨在用於「雙流」操作的衝擊墊的透視圖，多少類似於圖1，只是兩相對側面上的懸伸部分具有雙傾斜線性下表面。圖5給出了圖4通過B-B線的垂直截面，圖6是通過C-C線的垂直截面。
圖7是一種根據本發明旨在用於所謂的「單流」操作的衝擊墊的透視圖，其具有大體為梯形的底板形狀，且其中兩相對側面上的懸伸部分具有彎曲的下表面。圖8是一個平面圖，圖9是圖7衝擊墊的正視圖。圖10表示圖8中所示衝擊墊沿D-D線截取的垂直截面圖。
圖11是一種根據本發明旨在用於所謂的「單流」操作的衝擊墊的透視圖，其具有大體梯形的底板形狀，其中兩相對側面上的懸伸部分具有平面傾斜的下表面。圖12是通過圖13中E-E線的垂直截面圖。圖13是圖11所示衝擊墊的平面圖。
圖14是一種根據本發明的衝擊墊的平面圖，具有與圖3所示衝擊墊類似的形狀，但是在其兩側的相應的懸伸部分自其相應的中間部分寬度逐漸增大。圖15是圖14所示衝擊墊的端視圖，而圖16是通過該衝擊墊中心的垂直截面圖。
圖17是根據本發明再一種衝擊墊的平面圖，具有與圖14所示衝擊墊類似的形式，但是在平面上更加正方，且也是自其中心部分至其相應的端部的各個懸伸部分的寬度增加。圖18是圖17衝擊墊的端視圖，而圖19是圖17通過衝擊墊中心的垂直截面圖。
圖20至包含的22分別類似於圖14至16，分別以平面圖、端視圖和中心垂直截面圖表示根據本發明的衝擊墊，在相對兩側面上的懸伸部分的寬度自其中心至其相應的端部不連續地增大。
圖23是根據本發明一種衝擊墊的平面圖，具有類似於圖13所示的形式，而圖24是通過圖23衝擊墊中心的垂直截面圖，類似於圖12所示的方式。
圖25至27分別是類似於圖8至10的視圖，分別是根據本發明用於所謂的「單流」操作，具有大體為梯形的底板形狀的衝擊墊的平面圖、端視圖和中心垂直截面圖，圖28是根據本發明衝擊墊的平面圖，類似於圖25所示衝擊墊的形式，但是具有方形的底板形狀；以及圖29至31為分別等效於圖25至27的視圖，表示衝擊墊的一個實施例，其中一個懸伸部分的終點短於衝擊墊較寬的端壁。
具體實施例方式
圖1至3示出了一個衝擊墊1，它包括一個具有一個衝擊表面3的底板2，一個自底板2向上延伸的壁4和一個自壁4向內突出的懸伸部分5。沿著衝擊墊的相對的平行側邊6和7，懸伸部分5的下表面8是拱形彎曲的。參見衝擊墊1的側邊6，可以看見，懸伸部分在底板上方的垂直高度平緩地增加，但不是線性的，自處於端部9的最小值至處於中心部分11的最大值，然後回到附圖標記10處再減小到最小值。這樣，該懸伸部分在底板的周邊上方構成一個拱形的頂部。側邊7具有類似的拱形部分12，它是與其在側邊6上的對稱部分呈鏡像的。自衝擊墊的相對端13、14突出的懸伸部分部分5在底板上方具有大體均勻的高度，即該懸伸部分的下表面是大體水平的且平行於底板2平面的。在中心11處懸伸部分的厚度(即垂直截面)最好小於端部9和10處的。圖2A給出了自圖1中A1-A1線所截取的衝擊墊的截面圖。可以看出，沿著壁6的底板以等間距x測量的高度平緩增大，但不是線性的，如高度按照m1、m2、m3的順序變化，在m4達到最大值，然後減小到m5等所示。在此實施例中，各個拱形的懸伸部分的寬度沿著其長度是恆定的，但是它可以自中心最小寬度部分向兩個方向逐漸增大。
圖4至6給出了一個衝擊墊20，它包括具有衝擊表面22的底板21，一個自底板21向上延伸的壁23和自壁23向內突出的懸伸部分24。沿著衝擊墊的側邊26，懸伸部分24的下表面呈兩個平直傾斜表面28、29的形式，各個表面的下端分別位於衝擊墊的角30、31附近，且在側邊26的中心相遇。側邊25具有與側邊26呈「鏡像」的懸伸部分。參見衝擊墊20的側邊26，可以看出，底板上方的懸伸部分的垂直高度平緩且線性增加，自在角31處的最小值增大到中心脊32處的最大值，然後再減小到在角30處的最小值。這樣，側邊25、26上的該懸伸部分各自在底板的周邊的上方形成一個拱形的頂部。自衝擊墊的兩相對端35、36突出的懸伸部分部分33、34在底板上方具有大體均勻的高度，即該懸伸部分的下表面是大體水平和平行於底板22平面的。在中心32處懸伸部分的厚度(即垂直截面)小於靠近角30、31的端部處的。由懸伸部分24的上表面構成的衝擊墊頂表面在此實施例中是平面的。儘管所示的斜面懸伸部分的寬度是恆定的，但是它可以如圖1至3的實施例所述那樣自中心的最小值開始變化。
圖7至10給出了一個衝擊墊40，它包括具有衝擊表面42的梯形底板41，一個自底板41向上延伸的壁43和自壁43向內突出的懸伸部分44。沿著衝擊墊的側邊46，懸伸部分44的下表面47的形式為具有水平下表面48和彎曲的下表面49的表面。彎曲的下表面49的下端50處於其最小高度，其高度隨著懸伸部分44的下表面朝向位於壁46的中心附近的點53處的最大高度彎曲而平緩(但是非線性)地增加。在該點，彎曲的表面水平展開並保持同樣的高度直至角51。側邊52具有與側邊46呈「鏡像」的懸伸部分。在底板42上方突出的懸伸部分54在底板上具有大體均勻的高度，即懸伸部分部分54的下表面大體是水平的並平行於底板42平面的。底板的較寬端處的垂直壁55沒有懸伸部分，但是有向上斜切出的脊56。由懸伸部分44的上表面形成的衝擊墊的頂表面在懸伸部分54的區域是平面的，且自中心區朝向端部55則平緩地向下彎曲。從圖8可以注意到，自其壁43處窄而高的一端向其壁55處的寬而低的另一端，即自梯形底板的窄端向寬端，各彎曲的懸伸部分44的寬度是減的。
圖11至13給出了一種衝擊墊60，其旨在用於「單流」操作的衝擊墊，它包括一個具有衝擊表面62的梯形底板61，一個自底板61向上延伸的壁63和自壁63向內突出的懸伸部分64。沿著衝擊墊的側邊65，懸伸部分64的下表面66是一個傾斜的平直表面。傾斜下表面66的下端67處於其最小高度，該高度隨著懸伸部分64的下表面朝向其處於衝擊墊的角69附近的點68的最大高度處向上傾斜而平緩(且線性)地增加。側邊70具有與側邊65呈「鏡像」的懸伸部分。自衝擊墊的側邊73在底板62上方突出的懸伸部分71在底板上方具有大體均勻的高度，但是上述表面的平面相對於其所延伸的壁73的表面略呈銳角橫向傾斜。在底板上方自衝擊墊的壁74突出的懸伸部分72在底板上具有大體均勻的高度，但是上述表面與其所延伸的壁74的表面微呈鈍角橫向傾斜。如圖11和12中清楚可見，由懸伸部分64的上表面構成的衝擊墊的頂表面是平面的，但與水平呈一角度傾斜。
如圖11和13中可見，各個傾斜懸伸部分的寬度自梯形底板的較窄端向較寬端連續減小。
圖14至16中所示的實施例具有與圖1至3中所述衝擊墊類似的形式，其分別具有矩形的底板80和一對相對的弧形懸伸部分81、82。但是圖14至16中所示的實施例在兩個方面與圖1至3中所示的略有不同。首先自衝擊墊的相對端突出的懸伸部分不是象圖1至3中所示那樣是水平並平行於底板的平面的，而是如圖16中所示，略微向上傾斜/彎曲的。第二，可以注意到，在弧形的懸伸部分81、82各自的內側表面的平面上，其自身是略有彎曲的，因此這些懸伸部分各自的寬度在弧形的中心/頂點是最小值，在離開上述中心/頂點的方向上逐漸變寬，直至達到弧的端部處的最大寬度。這樣，衝擊墊的頂部的開口其長邊呈淺凹弧形的形式，反之圖3實施例中所示的開口具有直的側邊，僅在角部略呈弧形。
最後可注意到，在圖14至16的實施例中，衝擊墊的較短邊上設置有搬運鉤83。
圖17至19中所示的實施例類似於圖4至6中所示的，儘管其底板更加正方一些。但是，衝擊墊的一對相對的側邊也設置有同樣的懸伸部分90、91，各懸伸部分的下表面呈兩個平直傾斜表面的形式，等同於圖4至6實施例的表面27和28。對於各懸伸部分90、91還可注意到，該懸伸部分的最小寬度處於弧形的中心/頂點，在自離開上述中心/頂點的方向上逐漸變寬，直至達到弧的端部處的最大寬度，如圖17所示那樣。如圖19中可見，衝擊墊的另一對側邊具有非常短的懸伸部分，各自具有水平的並平行於底板93的平面的下表面。最後，可以注意到，沿著其中一個沒有斜面的懸伸部分的側邊提供有一對鉤子94，類似於圖14至16所示實施例的鉤子83的形式。
圖20至22所示實施例類似於圖17至19中所示的實施例，其具有一對懸伸部分100、101，它們各自具有呈兩個平直傾斜表面的下表面，在懸伸部分的長度的中心相遇，如圖22所示的那樣。相對的各對懸伸部分具有其相應的向內向上呈一定角度的下表面，如圖22所示的那樣。同圖17至19的實施例相比主要的區別是懸伸部分100、101的各自內側表面的結構。如圖20中可見，各個懸伸部分100、101確實在弧的中心/頂點處具有最小寬度，在離開上述中心/頂點的方向上逐漸變寬，直至達到弧的端部處的最大寬度。但是不同於圖14至17實施例所示的該變化是連續的，此處該變化是不連續的，其中，在弧的最高點部分的相對的兩側最小寬度部分延伸一段距離，然後此最小寬度部分通過相應的向內呈一定角度的平直部分連接到處於弧的端部的其最大寬度部分，因此從弧的一端至其中心，構成懸伸部分的三段寬度不同的部分。如其他實施例一樣，該衝擊墊具有平底板102。
圖23至24中所示的實施例大體對應於圖11至13所示的，即其呈「單流」衝擊墊的形式，它具有梯形的底板110。如同圖11至13的實施例，一對懸伸部分111、112的下表面是平直傾斜表面，如圖24所示。相應地如圖11至13的實施例，各個懸伸部分的寬度自其靠近衝擊墊的較窄端部的最大值減小到靠近衝擊墊的較寬端的最小值。在衝擊墊的較窄端在直立的壁上設置有向外延伸的鉤子112。如同圖11至13的實施例，該壁是垂直的，而衝擊墊的相對的壁向外和向上傾斜，且高度低於帶有鉤子112的垂直壁。
圖25至27中所示的實施例類似於圖7至10中所示，它包括一個梯形的底板120。如同圖7至10的實施例，一對相對的懸伸部分121、122各自具有一個下表面，呈具有一水平下表面和彎曲的下表面的形式，如圖27所示。但是，不同於圖7至10所示的實施例，在底板120的寬端沒有直立的壁，所以實際上，底板120僅僅在衝擊墊的開口端延伸出。換言之，圖7至10中所示實施例的垂直壁55省略了。最後，可以注意到，一個鉤子123被嵌入底板120中，並在底板的窄端穿過自底板向上的壁的底部並自其延伸。
最後應注意到，圖28給出了一個等同於圖25所示的實施例，但是帶有方形而不是梯形的底板。
在圖29至31所示的再一個實施例中，一個或兩個斜面懸伸部分130、131類似於圖23和24的懸伸部分111、112的布置形式，可以在短於衝擊墊的寬端處終止，如懸伸部分130所示。衝擊墊的較寬端的壁132沒有懸伸部分，且其外表面是向上和向內成一角度的。
已經發現，儘管懸伸部分的下表面的彎曲或傾斜產生了改善性能的效果，但在使用中，如果至少一個懸伸部分的寬度沿其長度變化，換言之，如果衝擊墊的頂表面的入口是不均勻的，沒有這種彎曲或傾斜也能產生改善性能的效果。儘管通過僅改變一個懸伸部分的寬度也能夠提供改善的效果，但是最好在相對的一對懸伸部分的每個懸伸部分均有變化，例如所述實施例中的傾斜或彎曲。但是，寬度的變化可以應用於衝擊墊的所有懸伸部分，不論它是3個還是4個側邊。再者，如上述實施例所述，各種寬度的變化可以是連續的也可以是不連續的，而連續的又可以是以如圖14所示的曲面形式，也可以是如圖17所示的成一角度的平直表面形式。任何不連續的寬度變化形式也是適用的，例如如圖20中所示的。對於特殊形式的衝擊墊，例如供單流使用的梯形的衝擊墊，該變化可以是如圖23和25所示的連續的，而不是如圖14、17和20所示，該變化分別處於中心部分的相對側邊。
無論如何，如果至少一個懸伸部分的下表面為彎曲或傾斜的結合採用了如本文實施例所述的懸伸部分或其他懸伸部分的寬度變化，則已知衝擊墊裝置的性能將顯著改善。與其同心形式的設計相比，這降低了進入中間包的熔融金屬流的速度。特別是本發明的衝擊墊使通過中間包的金屬流動的控制更加良好，並且減少金屬在其中的滯留時間。
權利要求
1.一種用耐火材料製成的中間包衝擊墊，它包括具有衝擊表面的底板，該表面在使用中面向上承受進入中間包的熔融金屬流，自該底板至少圍繞衝擊表面的一部分周邊向上延伸的壁，該壁的上部的一個或多個部分支撐一個或多個在底板的周邊上方向內突出的懸伸部分，其特徵在於，該懸伸部分或至少一個所述懸伸部分的至少一部分的下表面是彎曲或傾斜的，彎曲或傾斜是在沿著該壁長度的方向上。
2.如權利要求1所述的中間包衝擊墊，其特徵在於，具有限定的彎曲和/或傾斜的下表面的懸伸部分佔衝擊墊的周邊的至少40％。
3.如權利要求1和2所述的中間包衝擊墊，其特徵在於，該底板是方形、矩形或梯形的。
4.如權利要求1至3中任一項所述的中間包衝擊墊，其特徵在於，水平方向與連接所述彎曲或傾斜部分的最低點和最高點的直線之間構成的角度在5°至20°範圍內。
5.如權利要求1至4中任一項所述的中間包衝擊墊，其特徵在於，至少一個所述懸伸部分的至少一部分的下表面是彎曲的，因此，在平行於的壁的平面的平面內通過該懸伸部分所截取的垂直截面上，曲線的切線與水平方向所構成的角度在0°至45°範圍內。
6.如權利要求5所述的中間包衝擊墊，其特徵在於，該下表面呈弧形或部分弧形的形式。
7.如前述權利要求中任一項所述的中間包衝擊墊，其特徵在於，該壁繞底板的整個周邊延伸。
8.如權利要求7所述的中間包衝擊墊，其特徵在於，其具有方形、矩形或梯形的底板，並在一對相對設置的壁上設有一對具有彎曲或傾斜下表面的懸伸部分，且在第二對壁上設有具有水平平直下表面的第二對懸伸部分。
9.如權利要求8所述的中間包衝擊墊，其特徵在於，一對具有彎曲或傾斜下表面的懸伸部分分別具有拱形的形狀。
10.如權利要求9所述的中間包衝擊墊，其特徵在於，至少一個拱形在拱形的中心/頂點具有其最小寬度，在離開所述中心/頂點的方向上逐漸變寬，直至達到處於拱形的端部的最大寬度。
11.如權利要求10所述的中間包衝擊墊，其特徵在於，所述至少一個拱形的寬度自其中心/頂點至其各端連續地減小。
12.如權利要求10所述的中間包衝擊墊，其特徵在於，所述至少一個拱形的寬度自其中心/頂點至其各端不連續地減小。
13.如權利要求9所述的中間包衝擊墊，其特徵在於，至少一個拱形在拱形的中心/頂點具有其最小寬度，在離開所述中心/頂點的方向上逐漸變寬，直至在拱形端部前達到其最大厚度。
14.如權利要求1所述的中間包衝擊墊，其特徵在於，其具有方形、矩形或梯形的底板，圍繞底板的三個側邊的周邊壁，在一對相對設置的壁上設有一對具有彎曲或傾斜下表面的懸伸部分，第三壁具有帶有水平平直下表面的懸伸部分。
15.如權利要求14所述的中間包衝擊墊，其特徵在於，該周邊壁僅圍繞底板的三個側邊。
16.如權利要求14所述的中間包衝擊墊，其特徵在於，該周邊壁圍繞底板的所有四個側邊，第四壁沒有懸伸部分。
17.如權利要求14所述的中間包衝擊墊，其特徵在於，該周邊壁圍繞底板的所有四個側邊，而相對設置的第三和第四壁分別具有不同的高度。
18.如權利要求14至17中任一項所述的中間包衝擊墊，其特徵在於，具有彎曲或傾斜下表面的一對懸伸部分各自具有拱形的形狀。
19.如權利要求18所述的中間包衝擊墊，其特徵在於，至少一個拱形在其一端具有其最小寬度，且在其相對的另一端有其最大寬度。
20.如權利要求19所述的中間包衝擊墊，其特徵在於，所述至少一個拱形的寬度自其最小寬度向其最大寬度連續減小。
21.如權利要求19所述的中間包衝擊墊，其特徵在於，所述至少一個拱形的內側表面是平直的或彎曲的，以構成所述寬度的連續減小。
22.一種用耐火材料製成的中間包衝擊墊，其特徵在於，其包括底板，其具有在使用中面向上承受進入中間包的熔融金屬的衝擊表面，至少圍繞衝擊表面的一部分周邊自該底板向上延伸的壁，該壁的上部的一個或多個部分支撐一個或多個在底板的周邊上方向內突出的懸伸部分，其特徵在於，該懸伸部分或至少一個所述懸伸部分在其兩個相對指向的壁之間的中心具有最小寬度，以連續的方式在移離所述中心的方向上變寬，達到處於其端部的最大寬度。
23.如權利要求22所述的中間包衝擊墊，其特徵在於，所述懸伸部分或每個所述懸伸部分的內側面是平直的或彎曲的，以構成所述寬度的連續減小。
24.一種用耐火材料製成的中間包衝擊墊，它包括具有衝擊表面的底板，該表面在使用中面向上承受進入中間包的熔融金屬流，至少圍繞衝擊表面的一部分周邊自該底板向上延伸的壁，該壁的上部的一個或多個部分支撐一個或多個在底板的周邊上方向內突出的懸伸部分，其特徵在於，所述懸伸部分或每個所述懸伸部分在其一端具有最小寬度，且在其另一端具有最大寬度。
25.如權利要求24所述的中間包衝擊墊，其特徵在於，所述懸伸部分或每個所述懸伸部分的內側面是平直的或彎曲的，以構成所述寬度的連續減小。
全文摘要
一種用耐火材料製成的中間包衝擊墊(1、20、40、60)，它包括一個具有衝擊表面的底板(1、22、42、62)，該表面在使用中面向上承受進入中間包的熔融金屬流，一個至少圍繞衝擊表面的一部分周邊並自該底板向上延伸的壁(4、23、43、63)，該壁的上部的一個或多個部分支撐一個或多個在底板的周邊上方向內突出的懸伸部分(5、24、44、64)。至少一個懸伸部分的至少一部分下表面是彎曲或傾斜的，彎曲或傾斜處在沿著該壁的長度的方向上。該衝擊墊最好具有矩形的底板，且一對相對的壁設有朝向壁的中心向上彎曲的懸伸部分。第二對壁上的懸伸部分(33、34)可以是例如平面並平行於底板。彎曲或傾斜的懸伸部分的寬度在離開其中心的兩個方向上增大。
文檔編號B22D41/00GK1625451SQ03802852
公開日2005年6月8日 申請日期2003年3月27日 優先權日2002年3月28日
發明者D·R·扎查裡亞斯, J·莫裡斯, E·沃特施 申請人:福塞科國際有限公司