专利名称：中间包冲击衬垫的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种中间包冲击衬垫，即一种配置在中间包底部以接受从钢包注入中间包的熔融金属注入流的耐腐蚀材料垫板。
美国专利5169591公开了一种用于连续铸钢的中间包的冲击衬垫，它包括一个基座、一个环形顶面以及在基座和环形顶面之间延伸的不连续侧壁，该侧壁具有一个凹进的内表面，该表面可以是弧形的。
美国专利5358551公开了一种冲击衬垫，它包括一个基座及一个环绕基座延伸的侧壁，该侧壁的内表面具有一个向内向上延伸的部分。所述内表面可以是凹进的。
尽管前述两种冲击衬垫的设计都是用来减少中间包中的紊流，我们却惊奇的发现通过提供一种带有内角的冲击衬垫可以进一步减少紊流，所述内角限定在衬垫的基座、环形壁以及上表面之间。因而，我们发现提供这种内角具有优越性并且可以在减小表面紊流、尽可能减小熔渣夹杂、防止中间包熔剂覆盖层的破裂、钢水的再氧化状况方面取得改善，而且可以确保钢水在中间包中适当的流动通道。
因此，一方面本发明提供了一种中间包冲击衬垫，它包括一个能承受与中间包中的钢水相接触的耐火材料主体；该主体包括一个具有冲击表面的基座、一个从冲击表面向上延伸的环形外侧壁、一个与侧壁相连并在其中确定开口的顶表面、该顶表面具有一个基本上平行于冲击表面的内环部分而该侧壁具有一个基本上垂直于冲击表面的内表面，其中在侧壁和冲击表面之间以及侧壁与顶表面的内环部分之间分别形成了一个基本上呈直角的角部。
通过开口流入并与冲击表面接触的钢水向外流动，然后它在侧壁内表面的作用下转向内流，最后流出开口。
侧壁优选地是环形的，即它围绕冲击表面连续地延伸。
开口形状优选地是不均匀的，即它具有一个较长的尺寸以及一个与该较长尺寸垂直的较短尺寸。例如，它可以是矩形或椭圆。
为方便起见，衬垫的顶部外表面也可以平行于冲击表面。
本发明的冲击衬垫不仅仅改变注入钢水的流向，而且可均匀分散注入的钢水流。
由于使用本发明的衬垫与使用圆形或其它均匀外形的衬垫相比能使钢流被分散到更大的区域上，因此在保证减少飞溅和紊流的同时使得沿表面的流动更加均匀。因为冲击衬垫的非均匀外形与同等宽度均匀外形的衬垫(如圆形或正方形)比较，所述衬垫相对注入钢流而言是一个更大的“靶”，所以即使钢流不能完美地与冲击衬垫中心线对中，也可得到所需的结果。
本发明特别适用于在浇注钢水时改进停留时间分配参数。由于本发明简化了内腔形状，因此它可降低成本，并且与现有冲击衬垫相比整体尺寸也相应地减少了。
根据本发明的冲击衬垫由一种能承受与熔融金属、特别是与例如连铸操作的钢水连续接触的耐火组合物构成。通常要求使用一种标准的中-高铝整体耐火材料，其氧化铝含量占重量的约55％到85％。由于钢水的化学反应，优选采用一种碱性耐火材料、优选采用一种镁基整体耐火材料，其MgO约占重量的58％到93％。
另一方面，本发明提供了一种用于容纳一定量熔融钢水的中间包，它具有一个底部和侧壁，所述底部和侧壁封闭形成一个冲击区域和出口，本发明的冲击衬垫配置在中间包底部的冲击区内。
下面参照附图以实施例的形式对本发明的实施方案进行描述，其中
图1是包括本发明冲击衬垫的中间包截面侧视图，冲击衬垫配置在中间包底部；图2是图1中冲击衬垫的俯视图，示出了图1横截面的位置(沿线I到I)；图3是沿图2中线III-III的横截面图；图4是图3中冲击衬垫局部的放大视图。
在图1中示出了一个常规的中间包10，它包括一个内衬12和一对浇口或出口14，该出口使得熔融金属(通常指的是钢水)从中间包10的熔池16连续不断地流出中间包10并进入可形成金属铸件的结晶器(未示出)中。通常，钢包耐火套筒18或类似的中间包填注设备配置在中间包10的上方并连续不断地将熔融金属流引入中间包10。按照本发明构造的中间包冲击衬垫20一般放置在中间包10底部15的中央。
如图1到图4所示，中间包冲击衬垫20的形状优选为矩形，并且其长边平行于中间包的纵轴。衬垫包括一个带有水平冲击平面24的基座22。衬垫20还包括具有内壁表面28的连续环形外侧壁26、40。冲击衬垫20还包括一个与侧壁26、40相连而平行于冲击表面24的顶表面32，并在其中形成一个非均匀开口30。所谓的“非均匀”指的是开口30不是圆形或正方形，而是具有一个较长尺寸30′(见图2)以及一个基本上与该较长尺寸30′垂直的较短尺寸30″。
从图1至图4可以看出，侧壁的内表面28围绕整个冲击表面24的周边以基本上与冲击表面24垂直的角度向上延伸。内表面28的连续性特征在图2中最佳示出，其连续性在图2中以虚线示出。
如图3和图4所示，侧壁28分别与冲击表面24及顶面32的下侧部分42形成两个尖角28A和28B，所述尖角也围绕着冲击衬垫的内部连续延伸。
如图1所示，外侧壁26可从顶表面32向基座22的方向呈向内的锥形，并在相对两个侧端形成两个耳部27。当使用某些类型的中间包时，耳部27有助于将冲击衬垫20连接到中间包的基座或底部15上。或者，仅以常规方式将冲击衬垫20安装在中间包的底部上。
应当指出，顶表面32的底部具有环形部分39、42(见图3)，该环形部分平行于冲击表面24。该环形外伸表面42有助于在浇注中间包10的过程中正确引导钢水。应当指出，开口30的较长尺寸30′与中间包的较长尺寸(即出口14之间的尺寸，如图1所示)对齐，而开口30的较短尺寸30″与中间包10的较短尺寸对齐。
外侧壁部分40与其象侧壁26那样呈向内倒锥形，不如优选地呈轻微的向外倒锥形(例如锥度为2°到5°)，如图3所示。或者，使侧壁26和40成为直边，而且直的侧壁26可以装有耳部27或不装。
制造冲击衬垫20的耐火材料必须能在中间包10的整个使用周期中承受与钢水的连续接触。该材料必须具有足够的耐火性能，通常可采用一种标准的中-高铝整体耐火材料。例如，可使用氧化铝含量大约在55％到85％之间的耐火材料。由于钢水的化学反应，优选地采用一种碱性耐火材料、具体是一种以MgO为基底的整体耐火材料，其中MgO的含量优选地在58％到93％之间。
如图1到图4所示，冲击衬垫20的构形优选地是矩形，也可以选择其它的非均匀构形。例如，可使用椭圆或其它类型的多边形衬垫，只要衬垫具有一个开口，该开口的长尺寸与中间包10的长尺寸对齐而其短尺寸与中间包10的短尺寸对齐即可。
在使用图1所示的中间包衬垫20时，从设置在衬垫20上面的位置流入通道34的钢水冲击所述冲击面24，然后钢水如箭头35所示方向沿径向向外移动。当钢水冲击侧壁的内表面28时，如图1中36所示、它先向内再向上流动，最后如图1中箭头37、38所示总体沿径向方向向外分散，这样尽可能减少了熔池16表面上的紊流并有助于将熔渣及其它杂质从钢流34中导出。
在图2的平面中用虚线表示的角部并非必须是如图所示那样的圆角，如果需要，该角部也可以是直角。
如果需要，在侧壁与冲击表面和/或顶表面内环部分之间的垂直角部也可有较小的圆角。
权利要求
1.一种冲击衬垫(20)，它包括一个能承受与中间包(10)中钢水接触的耐火材料主体，该主体包括一个具有冲击表面(24)的基座(22)、一个从冲击表面(24)向上延伸的外侧壁(26、40)、一个与侧壁(26、40)相连并在其中确定一个开口(30)的顶表面(32)，其特征在于，顶表面(32)具有基本上平行于冲击表面(24)的内环部分(42)，侧壁(26，40)具有基本上与冲击表面(24)垂直的内表面(28)，其中在侧壁(28)和冲击表面(24)之间设置一个基本上呈直角的角部(28A)，而在侧壁(28)和顶表面内环部分(42)之间具有基本上呈直角的角部。
2.一种根据权利要求1的中间包冲击衬垫，其特征在于，所述开口(30)具有一个较长尺寸(30′)以及与该长尺寸(30′)垂直的较短尺寸(30″)。
3.一种根据权利要求2的中间包冲击衬垫，其特征在于，所述开口(30)是矩形或椭圆的。
4.一种根据权利要求1、2或3的中间包冲击衬垫，其特征在于，衬垫的顶部外表面(32)平行于冲击表面(24)。
5.一种根据前述任一项权利要求的中间包冲击衬垫，其特征在于，侧壁(26，40)是环形的。
6.一种根据前述任一项权利要求的中间包冲击衬垫，其特征在于，衬垫(20)是由一种氧化铝含量占重量55％到85％的整体耐火材料制成的。
7.一种根据权利要求1到5中任一项的中间包冲击衬垫，其特征在于，衬垫(20)是包括氧化镁且氧化镁占重量的58％到93％的整体耐火材料。
8.一种用于盛装一定量钢水(16)的中间包(10)，它具有底部(15)和侧壁(12)，底部(15)和侧壁(12)形成一个冲击区域和出口(14)，其特征在于，中间包(10)在其底部(15)的冲击区包含一个如任一项前述权利要求所述的冲击衬垫(20)。
9.一种根据权利要求8所述的中间包，其特征在于，冲击衬垫(20)具有一个接收熔融金属流的开口(30)，所述开口(30)具有一个较长尺寸(30′)和一个与该较长尺寸(30′)垂直的较短尺寸(30″)，开口(30)的较长尺寸(30′)与中间包的较长尺寸对齐。
全文摘要
一种用于减少中间包中紊流的中间包冲击衬垫(20),它包括一个可承受与中间包(10)中钢水接触的耐火材料主体,该主体包括一个具有冲击表面(24)的基座(22),一个从冲击表面(24)向上延伸的外侧壁(26,40),一个与侧壁(26,40)相连并在其中确定一个开口(30)的顶表面(32),其中顶表面(32)具有基本上平行于冲击表面(24)的内环部分(42),侧壁(26,40)具有基本上垂直于冲击表面(24)的内表面(28),其中在侧壁(28)和冲击表面(24)之间具有基本上呈直角的角部(24A)而在侧壁(28)和顶表面内环部分(42)之间具有基本上呈直角的角部。
文档编号B22D41/00GK1171752SQ95197120
公开日1998年1月28日 申请日期1995年10月24日 优先权日1994年11月9日
发明者D·R·扎卡赖亚斯 申请人:福塞科国际有限公司