專利名稱：冶金沖擊墊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在該技術(shù)領(lǐng)域中稱為“沖擊墊”的耐火材料部件，用于處理熔融金屬，特別是鋼。本發(fā)明特別涉及放置在中間包內(nèi)的沖擊墊，用于減弱進(jìn)入中間包的鋼水流的紊流。本發(fā)明在鋼的連鑄中特別有用。
背景技術(shù)：
在連續(xù)鑄鋼工業(yè)生產(chǎn)過(guò)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(hào)鋼，這些鋼水已經(jīng)經(jīng)歷了多個(gè)生產(chǎn)步驟，使其適于特定的澆注。這些步驟通常包括例如一個(gè)或多個(gè)步驟，旨在控制存在于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(nèi)存留的鋼水使進(jìn)入的渣和其他雜質(zhì)有更多的機(jī)會(huì)分離并漂浮在表面，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(hù)層內(nèi)。這樣，中間包可以用來(lái)在將鋼水供入結(jié)晶器鑄造前進(jìn)一步“清潔”鋼。
為了使中間包向結(jié)晶器連續(xù)供給潔凈鋼水的能力最佳化，特別需要控制鋼水通過(guò)中間包的流動(dòng)，并使之成為層流。鋼水通常是從鋼包通過(guò)一個(gè)耐火磚套供入中間包的，該耐火磚套保護(hù)鋼水流不與周?chē)髿饨佑|。來(lái)自鋼包的鋼水流一般以相當(dāng)大的力進(jìn)入中間包，且其本身能夠在中間包內(nèi)產(chǎn)生明顯的紊流。在鋼水通過(guò)中間包的流動(dòng)中任何過(guò)度的紊流都會(huì)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(jié)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(hù)作用的硬殼帶入鋼水中，將氣體帶入鋼水中，造成中間包內(nèi)耐火材料襯的過(guò)度侵蝕，以及使流向澆注結(jié)晶器的鋼水產(chǎn)生不均勻流動(dòng)。
在克服這些問(wèn)題的努力中，該行業(yè)在設(shè)計(jì)各種沖擊墊方面進(jìn)行了廣泛的研究，目的是減弱由于入流鋼水所產(chǎn)生的中間包內(nèi)紊流，并使中間包內(nèi)鋼水流動(dòng)最佳化，使鋼水穿過(guò)中間包的流動(dòng)盡可能地達(dá)到近似理想的“栓塞流”特性?？傊藗円呀?jīng)發(fā)現(xiàn)利用具有特殊設(shè)計(jì)的表面，能夠使鋼水流改變方向和形成層流的沖擊墊，通?？梢愿纳其撍┻^(guò)中間包的流動(dòng)。
在先有技術(shù)中公開(kāi)的沖擊墊一般包括一個(gè)向下的鋼水流撞擊在上面的底板，和一個(gè)使鋼水改變方向的垂直壁或壁部件。它們用耐火材料制成，在其工作壽命期內(nèi)能夠承受鋼水流的腐蝕和侵蝕。它們通常制成淺盒子的形狀，具有例如方形、矩形、梯形或圓形的底板。
WO96/14951(Foseco)公開(kāi)了一種中間包沖擊墊，它包括一個(gè)能夠承受在中間包內(nèi)與鋼水接觸的耐火材料本體。該沖擊墊本體包括一個(gè)具有沖擊表面的底板，自沖擊表面向上延伸的外壁，以及與該壁相連并在其中構(gòu)成一個(gè)開(kāi)口的頂表面。該頂表面具有一個(gè)與沖擊表面大體平行的內(nèi)環(huán)部分，且在壁和沖擊表面之間，以及同樣在壁和頂表面的內(nèi)環(huán)部分之間具有大體呈直角的角。該沖擊墊使鋼水在中間包內(nèi)的滯留時(shí)間延長(zhǎng)，這對(duì)于保證不良夾雜具有足夠時(shí)間上浮到鋼水表面并去除是非常重要的。
WO97/37799(Foseco)公開(kāi)了一種中間包沖擊墊，它包括一個(gè)能夠承受在中間包內(nèi)與鋼水接觸的耐火材料本體。該沖擊墊本體包括一個(gè)具有鋼水沖擊表面的底板，和自該沖擊表面向上延伸并環(huán)繞該底板延伸將其完全封閉的外壁。與該壁相連的環(huán)形主體部分提供了一個(gè)與沖擊表面大體平行的頂表面，并構(gòu)成一個(gè)鋼水可以澆注到其中的開(kāi)口，環(huán)形主體部分的下表面和壁的內(nèi)表面構(gòu)成一個(gè)凹槽，具有在沖擊表面上面并環(huán)繞其連續(xù)延伸的切口部分。一部分頂表面的水平位置低于頂表面的其余部分，且該部分頂表面之下凹槽的橫截面小于該凹槽其余部分的。該沖擊墊對(duì)于改善長(zhǎng)形中間包內(nèi)的流動(dòng)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(gè)出口位于中間的另一端。該沖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(yōu)先流向此端壁。這具有顯著減弱中間包內(nèi)所產(chǎn)生的表面紊流的作用，總體上改善流動(dòng)路徑，結(jié)果是生產(chǎn)更潔凈的鋼。
WO00/74879(Foseco)公開(kāi)了一種用耐火材料制成的中間包沖擊墊，該沖擊墊包括一個(gè)具有一個(gè)沖擊表面的底板，在使用中面向上承接注入在沖擊墊上的鋼水，和自該底板向上延伸并至少環(huán)繞該沖擊表面一部分周邊的壁，該壁包括一個(gè)突出到?jīng)_擊表面周邊區(qū)域之上的懸伸部分，該懸伸部分包括多個(gè)較懸伸部分的其余部分更加突出到?jīng)_擊表面上方的凸臺(tái)。
在現(xiàn)有技術(shù)中，沖擊墊具有一個(gè)帶有懸伸部分的壁，即一個(gè)指向內(nèi)的周邊帶，這樣一個(gè)懸伸部分具有位于沖擊墊底板的沖擊表面上方并與其大體平行的下表面。
設(shè)計(jì)一個(gè)滿足特殊預(yù)定參數(shù)的新沖擊墊的過(guò)程是極其復(fù)雜的，因?yàn)楦淖儧_擊墊設(shè)計(jì)的一個(gè)方面一般會(huì)給整個(gè)中間包系統(tǒng)的流體動(dòng)力學(xué)帶來(lái)不可預(yù)測(cè)的結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的就是提供一種經(jīng)過(guò)改進(jìn)的沖擊墊，其適于放置在中間包內(nèi)，用于減少進(jìn)入其中的熔融金屬的紊流。
本發(fā)明提供一種用耐火材料制成的中間包沖擊墊，它包括一個(gè)具有沖擊表面的底板，該表面在使用中面向上沖著進(jìn)入中間包的熔融金屬流，一個(gè)自該底板向上延伸至少環(huán)繞沖擊表面的一部分周邊的壁，該壁上部的一個(gè)或多個(gè)部分支撐一個(gè)或多個(gè)在底板的周邊上方向內(nèi)突出的懸伸部分，其特征在于，該懸伸部分或至少一個(gè)懸伸部分具有至少這樣一個(gè)部分，其下表面彎曲或傾斜，該彎曲或傾斜處在沿著壁的長(zhǎng)度的方向上。
該傾斜或彎曲在沿著壁的長(zhǎng)度的方向上。這意味著在平行于相鄰壁的平面內(nèi)通過(guò)該懸伸部分所截取的垂直截面中，繪制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°的范圍。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°的范圍，例如5°至30°。
例如通過(guò)在沿著水平線或平行于壁的內(nèi)周邊的多個(gè)等間距位置測(cè)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(cè)量值相對(duì)于該曲線或斜線的輪廓而改變。
在該壁不是平面的，而是向內(nèi)或向外傾斜的情況下，“壁的平面”一詞要理解為這樣一個(gè)參考平面，它是在確定上述傾斜或彎曲存在的某點(diǎn)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(nèi)周邊的方向上向上和/或向下彎曲，因此構(gòu)成弧形或部分弧形的頂部，和/或可以包括一個(gè)或多個(gè)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(gè)或多個(gè)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(diǎn)和最高點(diǎn)的直線與水平方向形成的角度來(lái)規(guī)定。在本發(fā)明中，上述平均梯度較好的在與水平面呈2°至45°的范圍內(nèi)，最好在5°至20°范圍內(nèi)。
沖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。
底板的沖擊表面適于承受進(jìn)入中間包的金屬流的主要沖擊力。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，例如采用耐火材料接合劑，或通過(guò)在中間包的耐火材料襯的表面和沖擊墊的下側(cè)設(shè)置的相應(yīng)的部件將底板固定住。沖擊墊最好是嵌入在中間包的耐火材料底板內(nèi)。這可以通過(guò)例如將沖擊墊布置在中間包的整體耐火材料襯上來(lái)實(shí)現(xiàn)，在底板的周?chē)?，或也可在沖擊墊的外壁的一部分放置一層強(qiáng)力耐火材料冷固化劑或熱固化劑，而后使耐火材料固化，從而將沖擊墊粘結(jié)在中間包內(nèi)的位置。
自底板圍繞沖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制成并與其構(gòu)成一整體。至少一個(gè)圍繞沖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(gè)鏡向?qū)ΨQ的壁自該底板的相對(duì)的周邊部分向上延伸。
在沖擊墊要用于所謂的“雙流”操作的情況下，該壁最好繞底板的整個(gè)周邊延伸。該壁最好與底板呈垂直關(guān)系地延伸。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(yīng)的彎曲的水平截面的垂直壁。
在沖擊墊具有矩形或梯形底板且要用于所謂“單流”操作的情況下，該壁最好圍繞底板的三個(gè)側(cè)面延伸，第四個(gè)側(cè)面沒(méi)有壁或者有一個(gè)較低的壁。
壁的上部的至少一部分或多個(gè)部分支撐一個(gè)或多個(gè)在底板的周邊上向內(nèi)突出的懸伸部分。該懸伸部分最好呈自該壁向內(nèi)突出的內(nèi)周邊帶的形式。該周邊帶最好自該壁的頂部突出。
在沖擊墊設(shè)計(jì)為基本用于雙流操作的情況下，該懸伸部分，例如周邊帶，適于沿著壁的長(zhǎng)度的至少50％，更好是至少75％，最好是100％延伸。當(dāng)沖擊墊設(shè)計(jì)為基本用于單流操作時(shí)，該懸伸部分，例如周邊帶，沿著壁的長(zhǎng)度的50％至100％，最好是60％至80％延伸。
本發(fā)明要求至少一個(gè)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(zhǎng)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占沖擊墊的周邊的至少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(kāi)該壁朝向沖擊墊的中心延伸的距離在此之后稱作懸伸部分的寬度。這與平行于底板且其突出到該底板上的距離相對(duì)應(yīng)。該懸伸部分沿著壁的長(zhǎng)度延伸的距離在此之后稱作懸伸部分的長(zhǎng)度。
懸伸部分的寬度最好是自一側(cè)向另一側(cè)橫跨沖擊墊的距離的25％，最好是20％，例如5％至15％。在這些百分比例范圍內(nèi)的寬度能夠有足夠的開(kāi)口空間供注入的熔融金屬流沖擊在底板的表面上，而沒(méi)有實(shí)際撞擊在周邊的懸伸部分上的危險(xiǎn)。如果需要，例如呈周邊帶形式的該懸伸部分可以是平行側(cè)邊的，也可以是沿其長(zhǎng)度改變寬度的。例如，該懸伸部分可以具有周邊帶的形式，在方形或矩形沖擊墊的一個(gè)角從零寬度傾斜至沖擊墊的另一側(cè)的寬度的例如距離的15％。
懸伸部分的寬度最好是這樣的，使沖擊墊的開(kāi)口，即由沖擊墊的上部的內(nèi)周邊所圍繞的空間，處于沖擊墊的底板的面積的2％至50％，最好是5％至25％的范圍內(nèi)。
該懸伸部分例如周邊帶自沖擊墊壁的上部向內(nèi)延伸，使周邊帶的下表面位于沖擊表面的周邊區(qū)域上方。這樣，懸伸部分或周邊帶在沖擊表面的上方有效地形成一部分頂部。根據(jù)本發(fā)明，該懸伸部分的下側(cè)最好要么(1)在其沿著壁的內(nèi)周邊延伸時(shí)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(gè)或多個(gè)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于相鄰壁的，且該表面在沿著壁的長(zhǎng)度的方向上向上彎曲和/或向下彎曲。在該下表面是線性的(不同于彎曲)的情況下，它在底板的周邊區(qū)域上構(gòu)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沖擊墊的一個(gè)角向下一個(gè)角上升，或例如，自一個(gè)角上升至一個(gè)峰值后再降低到下一個(gè)角。高度的變化最好是基本連續(xù)或平緩的，也就是說(shuō)在下表面的梯度上基本或根本沒(méi)有突然的改變，例如基本或根本沒(méi)有尖角部分或臺(tái)階。如果包括有任何尖角部分或臺(tái)階部分，那么它們最好具有鈍角，角度最好在90°至小于180°的范圍內(nèi)，例如角度在160°至小于180°的范圍內(nèi)。
在根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，該下表面在橫截面上可以采取一個(gè)多邊形段的形式，以提供一個(gè)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，該曲面可以采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(duì)應(yīng)于完好定義的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)學(xué)曲線。但是，如果需要可以采用這種標(biāo)準(zhǔn)曲線，例如對(duì)應(yīng)于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(duì)應(yīng)于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占據(jù)多邊形底板沖擊墊上的一個(gè)或多個(gè)壁的大體整個(gè)長(zhǎng)度的情況下，該或各個(gè)下表面的長(zhǎng)(L)高(H)比可以處于例如30∶1至3∶1范圍內(nèi)，最好在15∶1至5∶1范圍內(nèi)，其中“L”是懸伸部分的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)之間測(cè)量的水平距離，而“H”是其最高點(diǎn)和最低點(diǎn)之間測(cè)量的垂直距離。
在沖擊墊供雙流連鑄機(jī)使用的情況下，其底板最好是四邊形，具有沿著沖擊墊的兩相對(duì)的壁，最好沿著兩對(duì)相對(duì)壁，延伸的懸伸部分或周邊帶。這種沖擊墊最好是正方形或矩形的，并且具有圍繞沖擊墊的整個(gè)周邊延伸的壁和懸伸部分。在后一種情況下，根據(jù)本發(fā)明，相對(duì)的兩側(cè)最好具有彎曲或呈角度的周邊帶，而相對(duì)的另兩側(cè)最好具有沒(méi)有彎曲或呈角度而是平行于底板的懸伸部分，例如周邊帶。處于相對(duì)兩側(cè)的該懸伸部分或周邊帶最好相互鏡向?qū)ΨQ。
因此根據(jù)本發(fā)明一種適用于雙流操作的優(yōu)選沖擊墊具有一個(gè)矩形的底板，一個(gè)圍繞該底板的垂直周邊壁，并且在一對(duì)相對(duì)設(shè)置的壁上設(shè)有一對(duì)具有彎曲或傾斜下表面的懸伸部分，且在第二對(duì)壁上設(shè)有具有水平平面下表面的第二對(duì)懸伸部分。
根據(jù)本發(fā)明一種適用于單流操作的優(yōu)選沖擊墊具有正方形、矩形或梯形的底板，一個(gè)圍繞底板的三個(gè)側(cè)面的周邊壁，并且在一對(duì)相對(duì)設(shè)置的壁上設(shè)有一對(duì)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(gè)至少在由彎曲或傾斜部分所占據(jù)的部分中具有大體均勻厚度的懸伸部分。
在設(shè)計(jì)用于雙流操作的矩形底板的沖擊墊的情況下，其兩個(gè)相對(duì)的側(cè)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(gè)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后部分達(dá)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(qū)域，及其兩側(cè)的區(qū)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?shù)墓绊敗?br> 在與壁的內(nèi)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(lián)合的情況下，在與壁的表面呈直角所取的垂直截面呈現(xiàn)區(qū)分懸伸部分的下表面的線將呈曲線。
因此，根據(jù)需要，懸伸部分的下表面與壁的表面的聯(lián)合可以采取尖角的形式，例如直角，銳角或鈍角，也可以構(gòu)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。
壁和沖擊表面(即底板的上表面)的結(jié)合可以采取尖角的形式，例如直角、銳角或鈍角，也可以是圓的或曲線的。
根據(jù)本發(fā)明的沖擊墊可以用在制造耐火材料成型構(gòu)件技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)眾所周知的標(biāo)準(zhǔn)成型技術(shù)制成。根據(jù)需要，該沖擊墊可以制成能結(jié)合在一起形成最終制品的兩塊或多塊獨(dú)立部分，也可制成一個(gè)單體的結(jié)構(gòu)(即以一件式形成為一個(gè)單獨(dú)的整體制品)。
制造沖擊墊的耐火材料可以是在其整個(gè)工作壽命期間能夠承受熔融金屬流的浸蝕和腐蝕效應(yīng)的任何適用的耐火材料。適用材料的例子是耐火混凝土，例如基于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。適于制造沖擊墊的耐火材料在該技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)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(shù)領(lǐng)域內(nèi)也是眾所周知的，例如高鋁水泥。
根據(jù)本發(fā)明的沖擊墊可以制成供以單流、雙流或多流模式操作的中間包使用。正如在本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)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(xù)鑄鋼工藝一般采用(在水平平面內(nèi))具有方形、矩形或梯形橫截面的沖擊墊，其中一對(duì)相對(duì)的側(cè)邊設(shè)有等高的壁，第三側(cè)邊也具有壁，而第四側(cè)邊或具有一較矮的壁或沒(méi)有壁。在雙流(或有時(shí)為四流)技術(shù)中，沖擊墊一般具有方形或矩形的橫截面，其中第一對(duì)相對(duì)的側(cè)邊設(shè)有具有等高度的壁，而第二對(duì)相對(duì)的側(cè)面也具有相同的高度(其高度與第一對(duì)可以相同也可以不同)。在單流或多流操作中，沖擊墊一般靠近中間包的一端，位于熔化鋼水出口所處的區(qū)域一側(cè)，然而在雙流操作中，沖擊墊一般定位于矩形中間包的中心，兩出口位于沖擊墊的相反的兩側(cè)(或在四流操作中，兩對(duì)出口位于相反的兩側(cè))。
根據(jù)本發(fā)明的沖擊墊可以用于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(qiáng)栓塞流和/或減少紊流的作用。


現(xiàn)在將參照附圖對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)說(shuō)明。
圖1至31和圖2A全部是根據(jù)本發(fā)明的沖擊墊的示意圖。
圖1是一種旨在用于所謂的“雙流”操作，根據(jù)本發(fā)明具有大體矩形形狀的沖擊墊的透視圖，其中兩相對(duì)側(cè)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(cè)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所示沖擊墊的平面圖。圖2A給出了通過(guò)圖1中A1-A1線沿平行于壁的平面所截取的沖擊墊的垂直截面圖，且表示懸伸部分沿該壁等間距處高度的變化。
圖4是一種旨在用于“雙流”操作的沖擊墊的透視圖，多少類(lèi)似于圖1，只是兩相對(duì)側(cè)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(guò)B-B線的垂直截面，圖6是通過(guò)C-C線的垂直截面。
圖7是一種根據(jù)本發(fā)明旨在用于所謂的“單流”操作的沖擊墊的透視圖，其具有大體為梯形的底板形狀，且其中兩相對(duì)側(cè)面上的懸伸部分具有彎曲的下表面。圖8是一個(gè)平面圖，圖9是圖7沖擊墊的正視圖。圖10表示圖8中所示沖擊墊沿D-D線截取的垂直截面圖。
圖11是一種根據(jù)本發(fā)明旨在用于所謂的“單流”操作的沖擊墊的透視圖，其具有大體梯形的底板形狀，其中兩相對(duì)側(cè)面上的懸伸部分具有平面傾斜的下表面。圖12是通過(guò)圖13中E-E線的垂直截面圖。圖13是圖11所示沖擊墊的平面圖。
圖14是一種根據(jù)本發(fā)明的沖擊墊的平面圖，具有與圖3所示沖擊墊類(lèi)似的形狀，但是在其兩側(cè)的相應(yīng)的懸伸部分自其相應(yīng)的中間部分寬度逐漸增大。圖15是圖14所示沖擊墊的端視圖，而圖16是通過(guò)該沖擊墊中心的垂直截面圖。
圖17是根據(jù)本發(fā)明再一種沖擊墊的平面圖，具有與圖14所示沖擊墊類(lèi)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(yīng)的端部的各個(gè)懸伸部分的寬度增加。圖18是圖17沖擊墊的端視圖，而圖19是圖17通過(guò)沖擊墊中心的垂直截面圖。
圖20至包含的22分別類(lèi)似于圖14至16，分別以平面圖、端視圖和中心垂直截面圖表示根據(jù)本發(fā)明的沖擊墊，在相對(duì)兩側(cè)面上的懸伸部分的寬度自其中心至其相應(yīng)的端部不連續(xù)地增大。
圖23是根據(jù)本發(fā)明一種沖擊墊的平面圖，具有類(lèi)似于圖13所示的形式，而圖24是通過(guò)圖23沖擊墊中心的垂直截面圖，類(lèi)似于圖12所示的方式。
圖25至27分別是類(lèi)似于圖8至10的視圖，分別是根據(jù)本發(fā)明用于所謂的“單流”操作，具有大體為梯形的底板形狀的沖擊墊的平面圖、端視圖和中心垂直截面圖，圖28是根據(jù)本發(fā)明沖擊墊的平面圖，類(lèi)似于圖25所示沖擊墊的形式，但是具有方形的底板形狀；以及圖29至31為分別等效于圖25至27的視圖，表示沖擊墊的一個(gè)實(shí)施例，其中一個(gè)懸伸部分的終點(diǎn)短于沖擊墊較寬的端壁。
具體實(shí)施例方式
圖1至3示出了一個(gè)沖擊墊1，它包括一個(gè)具有一個(gè)沖擊表面3的底板2，一個(gè)自底板2向上延伸的壁4和一個(gè)自壁4向內(nèi)突出的懸伸部分5。沿著沖擊墊的相對(duì)的平行側(cè)邊6和7，懸伸部分5的下表面8是拱形彎曲的。參見(jiàn)沖擊墊1的側(cè)邊6，可以看見(jiàn)，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，自處于端部9的最小值至處于中心部分11的最大值，然后回到附圖標(biāo)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(gòu)成一個(gè)拱形的頂部。側(cè)邊7具有類(lèi)似的拱形部分12，它是與其在側(cè)邊6上的對(duì)稱部分呈鏡像的。自沖擊墊的相對(duì)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于底板2平面的。在中心11處懸伸部分的厚度(即垂直截面)最好小于端部9和10處的。圖2A給出了自圖1中A1-A1線所截取的沖擊墊的截面圖?？梢钥闯?，沿著壁6的底板以等間距x測(cè)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(dá)到最大值，然后減小到m5等所示。在此實(shí)施例中，各個(gè)拱形的懸伸部分的寬度沿著其長(zhǎng)度是恒定的，但是它可以自中心最小寬度部分向兩個(gè)方向逐漸增大。
圖4至6給出了一個(gè)沖擊墊20，它包括具有沖擊表面22的底板21，一個(gè)自底板21向上延伸的壁23和自壁23向內(nèi)突出的懸伸部分24。沿著沖擊墊的側(cè)邊26，懸伸部分24的下表面呈兩個(gè)平直傾斜表面28、29的形式，各個(gè)表面的下端分別位于沖擊墊的角30、31附近，且在側(cè)邊26的中心相遇。側(cè)邊25具有與側(cè)邊26呈“鏡像”的懸伸部分。參見(jiàn)沖擊墊20的側(cè)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，然后再減小到在角30處的最小值。這樣，側(cè)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(gè)拱形的頂部。自沖擊墊的兩相對(duì)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于底板22平面的。在中心32處懸伸部分的厚度(即垂直截面)小于靠近角30、31的端部處的。由懸伸部分24的上表面構(gòu)成的沖擊墊頂表面在此實(shí)施例中是平面的。盡管所示的斜面懸伸部分的寬度是恒定的，但是它可以如圖1至3的實(shí)施例所述那樣自中心的最小值開(kāi)始變化。
圖7至10給出了一個(gè)沖擊墊40，它包括具有沖擊表面42的梯形底板41，一個(gè)自底板41向上延伸的壁43和自壁43向內(nèi)突出的懸伸部分44。沿著沖擊墊的側(cè)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處于其最小高度，其高度隨著懸伸部分44的下表面朝向位于壁46的中心附近的點(diǎn)53處的最大高度彎曲而平緩(但是非線性)地增加。在該點(diǎn)，彎曲的表面水平展開(kāi)并保持同樣的高度直至角51。側(cè)邊52具有與側(cè)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并平行于底板42平面的。底板的較寬端處的垂直壁55沒(méi)有懸伸部分，但是有向上斜切出的脊56。由懸伸部分44的上表面形成的沖擊墊的頂表面在懸伸部分54的區(qū)域是平面的，且自中心區(qū)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?qū)挾耍鲝澢膽疑觳糠?4的寬度是減的。
圖11至13給出了一種沖擊墊60，其旨在用于“單流”操作的沖擊墊，它包括一個(gè)具有沖擊表面62的梯形底板61，一個(gè)自底板61向上延伸的壁63和自壁63向內(nèi)突出的懸伸部分64。沿著沖擊墊的側(cè)邊65，懸伸部分64的下表面66是一個(gè)傾斜的平直表面。傾斜下表面66的下端67處于其最小高度，該高度隨著懸伸部分64的下表面朝向其處于沖擊墊的角69附近的點(diǎn)68的最大高度處向上傾斜而平緩(且線性)地增加。側(cè)邊70具有與側(cè)邊65呈“鏡像”的懸伸部分。自沖擊墊的側(cè)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(duì)于其所延伸的壁73的表面略呈銳角橫向傾斜。在底板上方自沖擊墊的壁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(jiàn)，由懸伸部分64的上表面構(gòu)成的沖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(jiàn)，各個(gè)傾斜懸伸部分的寬度自梯形底板的較窄端向較寬端連續(xù)減小。
圖14至16中所示的實(shí)施例具有與圖1至3中所述沖擊墊類(lèi)似的形式，其分別具有矩形的底板80和一對(duì)相對(duì)的弧形懸伸部分81、82。但是圖14至16中所示的實(shí)施例在兩個(gè)方面與圖1至3中所示的略有不同。首先自沖擊墊的相對(duì)端突出的懸伸部分不是象圖1至3中所示那樣是水平并平行于底板的平面的，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(nèi)側(cè)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(diǎn)是最小值，在離開(kāi)上述中心/頂點(diǎn)的方向上逐漸變寬，直至達(dá)到弧的端部處的最大寬度。這樣，沖擊墊的頂部的開(kāi)口其長(zhǎng)邊呈淺凹弧形的形式，反之圖3實(shí)施例中所示的開(kāi)口具有直的側(cè)邊，僅在角部略呈弧形。
最后可注意到，在圖14至16的實(shí)施例中，沖擊墊的較短邊上設(shè)置有搬運(yùn)鉤83。
圖17至19中所示的實(shí)施例類(lèi)似于圖4至6中所示的，盡管其底板更加正方一些。但是，沖擊墊的一對(duì)相對(duì)的側(cè)邊也設(shè)置有同樣的懸伸部分90、91，各懸伸部分的下表面呈兩個(gè)平直傾斜表面的形式，等同于圖4至6實(shí)施例的表面27和28。對(duì)于各懸伸部分90、91還可注意到，該懸伸部分的最小寬度處于弧形的中心/頂點(diǎn)，在自離開(kāi)上述中心/頂點(diǎn)的方向上逐漸變寬，直至達(dá)到弧的端部處的最大寬度，如圖17所示那樣。如圖19中可見(jiàn)，沖擊墊的另一對(duì)側(cè)邊具有非常短的懸伸部分，各自具有水平的并平行于底板93的平面的下表面。最后，可以注意到，沿著其中一個(gè)沒(méi)有斜面的懸伸部分的側(cè)邊提供有一對(duì)鉤子94，類(lèi)似于圖14至16所示實(shí)施例的鉤子83的形式。
圖20至22所示實(shí)施例類(lèi)似于圖17至19中所示的實(shí)施例，其具有一對(duì)懸伸部分100、101，它們各自具有呈兩個(gè)平直傾斜表面的下表面，在懸伸部分的長(zhǎng)度的中心相遇，如圖22所示的那樣。相對(duì)的各對(duì)懸伸部分具有其相應(yīng)的向內(nèi)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(shí)施例相比主要的區(qū)別是懸伸部分100、101的各自內(nèi)側(cè)表面的結(jié)構(gòu)。如圖20中可見(jiàn)，各個(gè)懸伸部分100、101確實(shí)在弧的中心/頂點(diǎn)處具有最小寬度，在離開(kāi)上述中心/頂點(diǎn)的方向上逐漸變寬，直至達(dá)到弧的端部處的最大寬度。但是不同于圖14至17實(shí)施例所示的該變化是連續(xù)的，此處該變化是不連續(xù)的，其中，在弧的最高點(diǎn)部分的相對(duì)的兩側(cè)最小寬度部分延伸一段距離，然后此最小寬度部分通過(guò)相應(yīng)的向內(nèi)呈一定角度的平直部分連接到處于弧的端部的其最大寬度部分，因此從弧的一端至其中心，構(gòu)成懸伸部分的三段寬度不同的部分。如其他實(shí)施例一樣，該沖擊墊具有平底板102。
圖23至24中所示的實(shí)施例大體對(duì)應(yīng)于圖11至13所示的，即其呈“單流”沖擊墊的形式，它具有梯形的底板110。如同圖11至13的實(shí)施例，一對(duì)懸伸部分111、112的下表面是平直傾斜表面，如圖24所示。相應(yīng)地如圖11至13的實(shí)施例，各個(gè)懸伸部分的寬度自其靠近沖擊墊的較窄端部的最大值減小到靠近沖擊墊的較寬端的最小值。在沖擊墊的較窄端在直立的壁上設(shè)置有向外延伸的鉤子112。如同圖11至13的實(shí)施例，該壁是垂直的，而沖擊墊的相對(duì)的壁向外和向上傾斜，且高度低于帶有鉤子112的垂直壁。
圖25至27中所示的實(shí)施例類(lèi)似于圖7至10中所示，它包括一個(gè)梯形的底板120。如同圖7至10的實(shí)施例，一對(duì)相對(duì)的懸伸部分121、122各自具有一個(gè)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，不同于圖7至10所示的實(shí)施例，在底板120的寬端沒(méi)有直立的壁，所以實(shí)際上，底板120僅僅在沖擊墊的開(kāi)口端延伸出。換言之，圖7至10中所示實(shí)施例的垂直壁55省略了。最后，可以注意到，一個(gè)鉤子123被嵌入底板120中，并在底板的窄端穿過(guò)自底板向上的壁的底部并自其延伸。
最后應(yīng)注意到，圖28給出了一個(gè)等同于圖25所示的實(shí)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(gè)實(shí)施例中，一個(gè)或兩個(gè)斜面懸伸部分130、131類(lèi)似于圖23和24的懸伸部分111、112的布置形式，可以在短于沖擊墊的寬端處終止，如懸伸部分130所示。沖擊墊的較寬端的壁132沒(méi)有懸伸部分，且其外表面是向上和向內(nèi)成一角度的。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，盡管懸伸部分的下表面的彎曲或傾斜產(chǎn)生了改善性能的效果，但在使用中，如果至少一個(gè)懸伸部分的寬度沿其長(zhǎng)度變化，換言之，如果沖擊墊的頂表面的入口是不均勻的，沒(méi)有這種彎曲或傾斜也能產(chǎn)生改善性能的效果。盡管通過(guò)僅改變一個(gè)懸伸部分的寬度也能夠提供改善的效果，但是最好在相對(duì)的一對(duì)懸伸部分的每個(gè)懸伸部分均有變化，例如所述實(shí)施例中的傾斜或彎曲。但是，寬度的變化可以應(yīng)用于沖擊墊的所有懸伸部分，不論它是3個(gè)還是4個(gè)側(cè)邊。再者，如上述實(shí)施例所述，各種寬度的變化可以是連續(xù)的也可以是不連續(xù)的，而連續(xù)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(xù)的寬度變化形式也是適用的，例如如圖20中所示的。對(duì)于特殊形式的沖擊墊，例如供單流使用的梯形的沖擊墊，該變化可以是如圖23和25所示的連續(xù)的，而不是如圖14、17和20所示，該變化分別處于中心部分的相對(duì)側(cè)邊。
無(wú)論如何，如果至少一個(gè)懸伸部分的下表面為彎曲或傾斜的結(jié)合采用了如本文實(shí)施例所述的懸伸部分或其他懸伸部分的寬度變化，則已知沖擊墊裝置的性能將顯著改善。與其同心形式的設(shè)計(jì)相比，這降低了進(jìn)入中間包的熔融金屬流的速度。特別是本發(fā)明的沖擊墊使通過(guò)中間包的金屬流動(dòng)的控制更加良好，并且減少金屬在其中的滯留時(shí)間。
權(quán)利要求
1.一種用耐火材料制成的中間包沖擊墊，它包括具有沖擊表面的底板，該表面在使用中面向上承受進(jìn)入中間包的熔融金屬流，自該底板至少圍繞沖擊表面的一部分周邊向上延伸的壁，該壁的上部的一個(gè)或多個(gè)部分支撐一個(gè)或多個(gè)在底板的周邊上方向內(nèi)突出的懸伸部分，其特征在于，該懸伸部分或至少一個(gè)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(zhǎng)度的方向上。
2.如權(quán)利要求1所述的中間包沖擊墊，其特征在于，具有限定的彎曲和/或傾斜的下表面的懸伸部分占沖擊墊的周邊的至少40％。
3.如權(quán)利要求1和2所述的中間包沖擊墊，其特征在于，該底板是方形、矩形或梯形的。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的中間包沖擊墊，其特征在于，水平方向與連接所述彎曲或傾斜部分的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)的直線之間構(gòu)成的角度在5°至20°范圍內(nèi)。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的中間包沖擊墊，其特征在于，至少一個(gè)所述懸伸部分的至少一部分的下表面是彎曲的，因此，在平行于的壁的平面的平面內(nèi)通過(guò)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(gòu)成的角度在0°至45°范圍內(nèi)。
6.如權(quán)利要求5所述的中間包沖擊墊，其特征在于，該下表面呈弧形或部分弧形的形式。
7.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的中間包沖擊墊，其特征在于，該壁繞底板的整個(gè)周邊延伸。
8.如權(quán)利要求7所述的中間包沖擊墊，其特征在于，其具有方形、矩形或梯形的底板，并在一對(duì)相對(duì)設(shè)置的壁上設(shè)有一對(duì)具有彎曲或傾斜下表面的懸伸部分，且在第二對(duì)壁上設(shè)有具有水平平直下表面的第二對(duì)懸伸部分。
9.如權(quán)利要求8所述的中間包沖擊墊，其特征在于，一對(duì)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(quán)利要求9所述的中間包沖擊墊，其特征在于，至少一個(gè)拱形在拱形的中心/頂點(diǎn)具有其最小寬度，在離開(kāi)所述中心/頂點(diǎn)的方向上逐漸變寬，直至達(dá)到處于拱形的端部的最大寬度。
11.如權(quán)利要求10所述的中間包沖擊墊，其特征在于，所述至少一個(gè)拱形的寬度自其中心/頂點(diǎn)至其各端連續(xù)地減小。
12.如權(quán)利要求10所述的中間包沖擊墊，其特征在于，所述至少一個(gè)拱形的寬度自其中心/頂點(diǎn)至其各端不連續(xù)地減小。
13.如權(quán)利要求9所述的中間包沖擊墊，其特征在于，至少一個(gè)拱形在拱形的中心/頂點(diǎn)具有其最小寬度，在離開(kāi)所述中心/頂點(diǎn)的方向上逐漸變寬，直至在拱形端部前達(dá)到其最大厚度。
14.如權(quán)利要求1所述的中間包沖擊墊，其特征在于，其具有方形、矩形或梯形的底板，圍繞底板的三個(gè)側(cè)邊的周邊壁，在一對(duì)相對(duì)設(shè)置的壁上設(shè)有一對(duì)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(quán)利要求14所述的中間包沖擊墊，其特征在于，該周邊壁僅圍繞底板的三個(gè)側(cè)邊。
16.如權(quán)利要求14所述的中間包沖擊墊，其特征在于，該周邊壁圍繞底板的所有四個(gè)側(cè)邊，第四壁沒(méi)有懸伸部分。
17.如權(quán)利要求14所述的中間包沖擊墊，其特征在于，該周邊壁圍繞底板的所有四個(gè)側(cè)邊，而相對(duì)設(shè)置的第三和第四壁分別具有不同的高度。
18.如權(quán)利要求14至17中任一項(xiàng)所述的中間包沖擊墊，其特征在于，具有彎曲或傾斜下表面的一對(duì)懸伸部分各自具有拱形的形狀。
19.如權(quán)利要求18所述的中間包沖擊墊，其特征在于，至少一個(gè)拱形在其一端具有其最小寬度，且在其相對(duì)的另一端有其最大寬度。
20.如權(quán)利要求19所述的中間包沖擊墊，其特征在于，所述至少一個(gè)拱形的寬度自其最小寬度向其最大寬度連續(xù)減小。
21.如權(quán)利要求19所述的中間包沖擊墊，其特征在于，所述至少一個(gè)拱形的內(nèi)側(cè)表面是平直的或彎曲的，以構(gòu)成所述寬度的連續(xù)減小。
22.一種用耐火材料制成的中間包沖擊墊，其特征在于，其包括底板，其具有在使用中面向上承受進(jìn)入中間包的熔融金屬的沖擊表面，至少圍繞沖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(gè)或多個(gè)部分支撐一個(gè)或多個(gè)在底板的周邊上方向內(nèi)突出的懸伸部分，其特征在于，該懸伸部分或至少一個(gè)所述懸伸部分在其兩個(gè)相對(duì)指向的壁之間的中心具有最小寬度，以連續(xù)的方式在移離所述中心的方向上變寬，達(dá)到處于其端部的最大寬度。
23.如權(quán)利要求22所述的中間包沖擊墊，其特征在于，所述懸伸部分或每個(gè)所述懸伸部分的內(nèi)側(cè)面是平直的或彎曲的，以構(gòu)成所述寬度的連續(xù)減小。
24.一種用耐火材料制成的中間包沖擊墊，它包括具有沖擊表面的底板，該表面在使用中面向上承受進(jìn)入中間包的熔融金屬流，至少圍繞沖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(gè)或多個(gè)部分支撐一個(gè)或多個(gè)在底板的周邊上方向內(nèi)突出的懸伸部分，其特征在于，所述懸伸部分或每個(gè)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(quán)利要求24所述的中間包沖擊墊，其特征在于，所述懸伸部分或每個(gè)所述懸伸部分的內(nèi)側(cè)面是平直的或彎曲的，以構(gòu)成所述寬度的連續(xù)減小。
全文摘要
一種用耐火材料制成的中間包沖擊墊(1、20、40、60)，它包括一個(gè)具有沖擊表面的底板(1、22、42、62)，該表面在使用中面向上承受進(jìn)入中間包的熔融金屬流，一個(gè)至少圍繞沖擊表面的一部分周邊并自該底板向上延伸的壁(4、23、43、63)，該壁的上部的一個(gè)或多個(gè)部分支撐一個(gè)或多個(gè)在底板的周邊上方向內(nèi)突出的懸伸部分(5、24、44、64)。至少一個(gè)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(zhǎng)度的方向上。該沖擊墊最好具有矩形的底板，且一對(duì)相對(duì)的壁設(shè)有朝向壁的中心向上彎曲的懸伸部分。第二對(duì)壁上的懸伸部分(33、34)可以是例如平面并平行于底板。彎曲或傾斜的懸伸部分的寬度在離開(kāi)其中心的兩個(gè)方向上增大。
文檔編號(hào)B22D41/00GK1625451SQ03802852
公開(kāi)日2005年6月8日 申請(qǐng)日期2003年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月28日
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