TW397725B - Tundish - Google Patents

Description

Α7 Β7 五 經濟部中央標率局員工消費合作社印製 '發明説明（ 本發明係有關澆斗，且特 良熔融金屬流經一澆斗之裝置。有關獒供-種改 鋼桶t續鑄造製程中，溶融鋼鐵係由盛 2桶倒入一中間容器，即，，並且由 倒入一或多個連續式鑄模。 袖於π — 列如，該逢斗可供料 至一個鑄杈，亦即它是一種雙股澆斗。 相要ΐ 知在該澆斗内之鋼鐵可能夾雜著不 心要之非金屬炎雜物’且業已提出各種方法，以 便3鋼鐵送經該洗斗之前’藉著除去該夹雜物 ⑽良鋼鐵之品質。此等方法包括在㈣斗内之

熔融鋼鐵表面上使用一居wL Φ + 層活性’助劑，該助劑可 捕獲不心要之夾雜物。此等方法亦包括各種置於 該洗斗内之擒板（baffies)、壩（dams)與堪 weirs )。在本文中，擋板是指鋼鐵流動之一阻 礙物其由該/堯斗之基底延伸至該溶融鋼鐵最高 液位之上方；壤是指由該潦斗基底向上突出之阻 礙物，而該鋼鐵必須流動越過其上方；而堰是一 向下突出進入該熔融鋼鐵之阻礙物，而該鋼鐵必 須在其下方流動。 此等擋板、壩與堰可包括一活性材料表層或 由一活性材料表層製成’例如氧化鋁，以便由該 鋼鐵捕獲夾雜物。它們可設有多個孔洞，以允許 一部份鋼鐵流過，並且可將它們定位及設計其尺 寸，以迫使該鋼鐵向上流動，，而與一助劑材料表 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本買)

經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（2) 層有較佳之接觸。 再者’亦已知者是在該澆斗基底上安置一抗 腐蝕之衝擊墊，以承接由盛鋼桶倒入之熔融鋼 流。 撞板、壩、溢流堪與衝擊墊在此將統稱為澆 斗之附屬組件。 亦已a又计各種衝擊塾’使其除了主要之抗腐 蝕功能.外，也能使該澆斗中之表面亂流減至最 小。例如’在美國專利第5169591號中已揭露一 種衝擊塾，該衝擊塾具有一用於承接被倒入之盛 鋼桶鋼流之基部，及一沿著該基部周邊向上延伸 之侧壁。該向上延伸之側壁包括一内側表面，此 内侧表面具有一面對該倒入盛鋼桶鋼流之底割部 份，該底割部份係沿著該内侧表面之長度方向延 伸，並且設計另一表面之形狀，以承接及倒轉該 倒入盛鋼桶鋼流所產生之鋼流流動方向。 藉著減少倒入區之亂流，即可減少該覆蓋著 表面之助劑層裂開及把鋼鐵暴露於空氣之危險， 藉此減少該鋼鐵再次氧化之程度及熱量損失。 本發明意欲對一澆斗之附屬組件提供一改良 之配置，以減少倒入區亂流之危險，及改良澆斗 内之流動型態，以便得到穩態鑄造，致使亦可改 良該夹雜物之除去作用，且可在盛鋼桶變換時減 少熔渣/助劑覆蓋層之崩裂量及輸送量。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規;210^297^^7 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁}

經濟部中央標率局員工消費合作社印製 A7 --------- - B7 五、發明説明（3 ) 據此，本發明之一觀點是提供一種澆斗，它 在其基部設有一出口，該出口在澆斗之縱向方位 中與一倒入區隔開，定位該倒入區以便承接來自 盛鋼桶之熔融鋼流，在該倒入區之澆斗基底上設 有一衝擊墊，該衝擊.墊包括設有一衝擊表面之基 部，一沿著該基部周邊向上延伸之侧壁，該侧壁 包括一内側表面，此内侧表面具有一面對該倒入 鋼流之底割部份，且該底割部份設有一表面，設 計該表面之形狀，以承接及倒轉該倒入鋼流之流 動方向，並在該衝擊墊與出口間安置一壩，該壩 八有或夕個孔，以允許某一比例之鋼鐵流過， 而該％係由該濟斗基底向上延伸，且延伸至該洗 斗中最上方鋼鐵液位高度之百分之4〇至6〇。 β在本發明之另一觀點中，對該澆斗之附屬組 件提供一套組合零件，該組合零件包括一衝擊墊 及一壩，如前文所定義者。 該堯斗最好具有二個出口，此二個出口係於 該倒入區之每一侧面上彼此縱向隔開，且在該倒 入區與每一出口間提供一壩。 母 ％最好具有一對橫越其寬度均勻隔開之 孔洞’且該二孔最好是定位在該澆斗基底上方， 使得基底至該孔洞最靠近邊緣之距離係由毫 米至該壩高度之百分之50。各孔可為圓形橫截 面’亦即，穿過該壩之通道是為圓柱形，但這不 -5- Ί氏張尺度適用巾( CNS ) &视格（⑽Χ297公资） - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

五、發明説明（ A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印ΙΪ j非常重要，而且它們可例如是橢施例Γΐ:水平延伸穿過該壩，但在-較佳實 施例中，它們係向下形ώ 平父狂π 區侧延伸至該壩出α,，：角度’例如由該倒入 至60度之角度。在這實：與水平方向形成30 高度係於該壩之上游侧該:L中心位置之 側。 将惻所測出，意即該衝擊墊 對於橫越整個淹斗寬 Ϊ直徑可例如5至15公分，該壤之高度為I: ί =具有一 8〇公分之鋼鐵工作液位。 •=墊可例如為前述美國專利第5_ 號中所揭露之型式。另—種選擇是，其可能是一 種衝擊塾之改良型式，如於199…U9曰申 凊之吾人之同時待審之美國專利申請案第 08/338123號中所描述者。在那f請案中插述一 種衝擊塾’該衝擊塾具有一基部及一環狀外侧側 壁，該側壁係由基部向上延伸且圍住一内部空 間，該内部空間設有一上方開孔，用以承接一熔 融鋼流，該外側侧壁包.括一環狀内側表面，而至 具有一向内及向上延伸朝向該開孔之第一部 份，與最好向外及向上延伸朝向該第一部份之第 二部份，藉此一朝下流動之熔融鋼流將撞擊該美 部之衝擊表面，並導引向外朝向該環狀内側^ -6 - 圓形或其它形 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) "衣-I - 訂 IIβ • In m . 本紙張尺度適用中國國家標準（匚呢）/\4規格（210父297公潑） kl 五、發明説明（ 面’且隨後再向上及向内導引朝向該進入之熔融 鋼流。該處亦描述一種衝擊墊，該衝擊塾具有一 基部及一環狀侧壁，該侧壁係由基部向上延伸， 一頂部表面大致平行於該基部之衝擊表面，且連 接至該側壁及在其内/界定一不均勻尤開孔，該不 均勻之開孔具有一長尺寸與一垂直該長尺寸之短 尺寸，該側壁具有一内侧面，設計該内侧面之形 狀，以致接觸該衝擊表面之熔融金屬將向外流 動，隨後藉著該側壁之内侧面向内翻轉及導引向 上，且隨即流出該開孔。在這後面實施例中，該 開孔係意欲與該洗斗之長尺寸對齊。 該等壩相對各出口與倒入區之最佳位置與尺 寸，當然將隨著澆斗而不同，但將可藉由一般嫻 熟本技藝之人士而輕易決定，例如通常使用數學 方法及/或水流模型’以當做決定淹斗附屬细件 之設計與定位方法。 已發現本發明在-洗斗中提供大幅之流動性 改良。該等流動益處包括： 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 i) 增加最短之停留時間 ii) 減少停滯區容積 iii) 增加通過中央之停留時間 iv) 增加表面導引鋼流 這些特徵皆有助於夹雜物 π切 < 专除。明 疋，增加停留時間將增加由該铜&队 " 茨網流去除夾雜物之 -7- 本紙張尺度適财關家辟(CNS ) Λ4規格（21〇X2^i^~p~~~~~~~__ A7 A7 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 五、發明説明（6 ) --- 可能性。減少停滯區容積將減少那些使鋼流變成 靜態之洗斗區域，靜態鋼流會減少溫度之均句化 及使得夾雜物更不可能去除。增加表面導引鋼流 將改良鋼鐵與一活性助劑覆蓋層間之接觸，藉此 促進夾雜物之收集。. ^ V)在連續式鑄造期間，特別是在把鋼鐵由盛 鋼桶倒入一空的洗斗及變換盛鋼桶時，亦可藉著 減少亂流以達成減少鋼鐵之再氧化。因此，使用 特殊型式之衝擊墊將使倒入該澆斗之鋼鐵能量減 弱且如此達成之減少亂流將減少鋼鐵曝露於空 氣，藉此減少夾雜物氧化物之形成，例如氧化鋁 及氧化鐵，它們通常是在注入熔融鋼鐵期間所產 生。t vi) 減少由該澆斗出口排出之盛鋼桶炫渣。 vii) 在連續式鑄造期間，減少轉換期間混合 各鋼鐵等級（亦即不同化學組成之鋼鐵），藉此改 .良其產出。 viii) 在整個澆斗上方可使用一活性澆斗助劑 之表面層，藉此改良夾雜物之拾取。 再者，本發明比起傳統倒入墊/擋板系統或 倒入墊/壩/溢流堰系統，更可在該澆斗中減少 所需之附屬組件材料。 現將藉著舉例，並參考所附各圖面描述本發 明之各實施例，其中： 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項存填寫本頁) ,-._w本------訂— 五、 發明説明（ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -第1圖是-堯斗縱向橫截面 示在未使用本發明之墙拉 要圖/、顯 上鋼流之效應·，H該倒人區中-衝擊墊 第2圖是類似第工圖之圖面， 發明之壩與衝擊塾二者之鋼流效應不使用 第3圖是本發明所用之壩之側視圖. 第4圖是第3圖線IV_IV 第5圖是本發明所用圖， 笛岡衡擎塾之平面圖；第6圖疋第5圖線νι·νΐ2 — 第7圖是第5圖線VII_VII之圖，及 在第1圖中，堯斗1〇旦 二視圖° 壁12。一衝擊塾13 底11與各端 13係中央定位在該 11上。在下文參考第5、 土底 該衝擊墊。 /、7圖更詳細地描述 來自一盛鋼桶(未顯示)之倒入管14係直接安 該衝擊塾上方，以致倒入該C 錢衝擊墊。該料具有二“區15盘16 該洗斗之每—縱向端彼此隔 該廣斗之基底中未顯示出各” 各箭頭指出鋼鐵之各流動方向，盆 二=㈣斗模型上之水流情形:二 =Wi ’該等停滞區内液體流動實際 靜怎的，廷些停滯區係標以數目丨 係朝向該液體之表面’而-停滞區朝向該：斗之 本 該 開 露 上為 滯區 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 阪- 訂 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29<7公釐

kl B7 、發明説明（ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 便 18(一對停滯區，在該洗斗之每一端點 1(^ μ 而位於該端壁與基底間之角落内），與 一，停滯區，每一停滯區係位在該澆斗之基底 上，而位於該衝擊塾與各出口區之間）。 f第2圖中，類似之參考數字係標示為類似 =零件，藉著加人二場2G與21即已完成該 澆斗之附屬組件，每一壩大約位於由 ，其各個h間距離之百分之6()至8()。^塾距^ 可視澆斗之设计與鑄造條件而隨之變化，例如由 至8〇)。在下文參考第3與4圖更詳細 =逑母i之結#，其高度係向上延伸至約該 义斗中正常最尚工作鋼鐵液位之百分之5〇。 再者，以箭頭標示各鋼鐵流動之形式，其源 自0·3縮小比例之水流情形。再者，直揭露> 個相當於靜態流動之‘停滞區，，但是如同U出、 者，該等停滯區之體積已大幅減少。吾人笋 對停滯區22，在該澆斗之每一端點各有一 ^，且 位於該液體表面。吾人發現第二對停滯區23係 位於第1圖停滯區18之對應位置。吾人發現第 :對停滯 24,在每一壩20、21下游侧：上各 有一個。 就整體而言，該鋼鐵流動之形式已大幅改 良’增加除去夾雜物之期望。 在第3與4圖中，壩21(其與壩2〇完全相同） 具有一上游面25，亦即最靠近該倒入區與衝擊墊 ^之表面。其逐漸朝向下方邊緣26變窄，以 1 / -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公務） (諳先聞讀背面之注意事項再镇寫本頁)

五、發明説明（9 ) 與欲安置此壩之特定澆斗之各壁面一议__ 緣26停靠在該澆斗之基底上。二孔27、28係穿 過該壩形成一通道29，該通道係由上游侧至下游 侧往下，而與水平面形成45度之角度。 二支吊鉤30與31係於該壩21製造期間鑄 入該壤21 ’並且使該壩能吊入該澆斗中之想要位 置處。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 第5、6與7圖所示衝擊墊40具有一基部 41，該基部設有一衝擊表面42以承接進入之熘 融鋼流。其大致為矩形結構，且具有一直立之侗 壁43，該側壁係連續延伸環繞著其周邊。該側壁 圍住一内部空間44,而具有一上方開孔45以淨 接=入之鋼流。該開孔45為不均勻狀，呈矩形， 且安置其較長侧面，以致當該衝擊墊係安置於湞 斗之基底上時，各較長侧面係於澆斗之縱向中契 伸。側壁43設有一内面48，設計該内面48之开 狀，使其先由衝擊表面42向外與向上延伸，卫 與向上延伸至開孔45。該侧壁終止於一 45之頂部表φ 49，且在其内側表面凑 方勹二底:J部份’以承接及反轉鋼鐵流動之 42上所3鐵流動係由-進入之鋼流衝擊在“ 如所示該衝擊墊設有四個吊鉤5〇， 在該邊斗内之定位。再者，吊勒彳& π， /、 期間即鑄入該衝擊墊 吊釣係於衝擊塾製道 •11. 本紙張尺度適时ϋ( CNS ) A4^i72i〇^7^t' )--' ---

Claims (1)

1. 申請專利範園 L 種澆斗（10)，其在基底（U)具有一出口，該出 口係在涛斗之縱方向與一倒入區（丨4)隔開，定 位該倒入區（14)以承接來自盛鋼桶之熔融鋼 流，一衝擊墊（13,4〇)設在該澆斗之基底（11)上 且位於該倒入區内，該衝擊墊（13,4〇)包括設有 一衝擊表面（42)之基部（41)，及一設在該衝擊墊 (31，40)與出口之間之壩（2〇,21)，其特徵在於： 2 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 該衝擊墊（13,40)具有一沿著該基部（41)周邊向 上延伸之侧壁（43)，該侧壁（43)具有一内侧表面 (48)，該内侧表面具有一底割部份，以面對進 入之鋼流，且該底割部份設有一表面，設計該 表面之形狀，以承接及反轉進入鋼流之流動方 向，該壩（20,21)設有一或多個.孔（27,28)，以允 許一部份鋼鐵穿過該孔，且該壩（2〇,21)由該澆 斗之基底（11)向上延伸至約澆斗内最上方鋼鐵 液位高度之百分之40至60。 、根據申請專利範圍第1項之澆斗，其中設有二 個在該倒入區（14)每一側面上彼此縱向地隔開之 出口，及一設在該倒入區與每一出口間之壩(2〇,21)。 、根據申請專利範圍第1項之澆斗，其中每一壩 (20,21)具有一對孔（27,28) ’該二孔在橫越其寬度 之方向上一致地隔開，且安置於該澆斗之基底（11) 上方，使得當在該壩之上游側量測時，其自基底（j j) 12· 豕紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210χ297公釐） (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) m Hi · 訂----

   申請專利範園 L 種澆斗（10)，其在基底（U)具有一出口，該出 口係在涛斗之縱方向與一倒入區（丨4)隔開，定 位該倒入區（14)以承接來自盛鋼桶之熔融鋼 流，一衝擊墊（13,4〇)設在該澆斗之基底（11)上 且位於該倒入區内，該衝擊墊（13,4〇)包括設有 一衝擊表面（42)之基部（41)，及一設在該衝擊墊 (31，40)與出口之間之壩（2〇,21)，其特徵在於： 2 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 該衝擊墊（13,40)具有一沿著該基部（41)周邊向 上延伸之侧壁（43)，該侧壁（43)具有一内侧表面 (48)，該内侧表面具有一底割部份，以面對進 入之鋼流，且該底割部份設有一表面，設計該 表面之形狀，以承接及反轉進入鋼流之流動方 向，該壩（20,21)設有一或多個.孔（27,28)，以允 許一部份鋼鐵穿過該孔，且該壩（2〇,21)由該澆 斗之基底（11)向上延伸至約澆斗内最上方鋼鐵 液位高度之百分之40至60。 、根據申請專利範圍第1項之澆斗，其中設有二 個在該倒入區（14)每一側面上彼此縱向地隔開之 出口，及一設在該倒入區與每一出口間之壩(2〇,21)。 、根據申請專利範圍第1項之澆斗，其中每一壩 (20,21)具有一對孔（27,28) ’該二孔在橫越其寬度 之方向上一致地隔開，且安置於該澆斗之基底（11) 上方，使得當在該壩之上游側量測時，其自基底（j j) 12· 豕紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210χ297公釐） (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) m Hi · 訂---- 397725 βΙ C8 __ D8 一~ -- _ 六、申請專利範圍 ~ 至一孔之最靠近邊緣之距離係在25毫米至該壤 (2 0,21)高度之百分之5〇之間。 4、 根據申請專利範圍第丄、2或3項之澆斗，其 中各孔（27,28)係為圓形或橢圓形橫截面β 5、 根據申请專利範圍第1、2或3項之逄斗，其 中各孔（27,28)係自該壩（2〇,21)之倒入區（14)侧朝 出口（15，16)侧向下斜地貫穿該壩（20 21)。 6、 根據申請專利範圍第5項之澆斗，其中各孔 (27,28)係與水平面形成30度至60度之角度。 7、 根據申凊專利範園第1、2或3項之濟斗，其 中該衝擊墊（40)設有一向上延伸之侧壁（43)，該 側壁係環繞該衝擊墊之周邊連續地延伸，且圍繞 設有一上方開孔（45)之内部空間（44)，以承接進 入之鋼流，該上方開孔（45)設有一長尺寸及一垂 直該長尺寸之短尺寸，該上方開孔（45)之長尺寸 係與堯斗之長尺寸對齊。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -----^----— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 8、 一種澆斗（ίο)用之一套組件，該套組件包括一 疋位於該洗斗基底上且位於該倒入區内之衝擊塾 (13,40)，該衝擊墊設有一基部（41)、一衝擊表面 (42)、與設在該繞斗之内且位於該衝擊墊（丨3,4〇) 與該洗斗之一出口間之壩（2〇,21)，其特徵在於： 該衝擊墊（13,40)具有沿著該基部周邊向上延伸之 侧壁（43) ’該側壁具有一内側表面（48)，該内侧 表面具有一底割部份，以面對、承接及反轉進入 該澆斗之鋼流流動方向’該壩設有一或多個孔 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐》 397725六、申請專利範園 ABCD 經濟部中夬標準局員工消費合作社印製 (27,28)，以允許一部份鋼鐵穿過該孔，且該壩 (20,21)由該洗斗基底（⑴向上延伸之高度約為洗 斗内最上方鋼鐵液位高度之百分之40至60。 9、根據申請專利範圍第8項之漁斗用-套組件， 其中該壩（20,21)設有一對孔（27,28)，該二孔在橫 越其寬度之方向上一致地隔開及定位，以致當該 壩係安置於該澆斗内之想要位置，且由該壩之上 f侧量測時，自澆斗基底⑴）至一孔（27,28)之最 罪近邊緣之距離，係由25毫米至該壩（2〇,21)高 度之百分之50之間。、 1 〇、根據申請專利範園第8或9項之澆斗用一套組 件，其中各孔係向下與水平面形成一角度，係由 澆斗内面對倒入區之壩（20,21)的表面向 對該出口區之壩的表面。 朝〇面 1 1、根據申請專利範圍第1 0項之洗斗用一套組件， 其中各孔（27,28)係與水平面形成3〇度至6〇度之 角度。 12、根據申請專利範圍第8或9項之澆斗用一套組 件，其中該衝擊墊（40)設有一向上延伸之侧壁 (43) ’該側壁係環繞該衝擊墊之周邊連續地延伸， 且圍繞設有一上方開孔（45)之内部空間（44)，以 承接進入之鋼流，該上方開孔（45)設有一長尺寸 及一垂直該長尺寸之短尺寸’該上方開孔之長尺 寸係與澆斗之長尺寸對齊。 -14- 本紙 家標準（CNS ) Α·ίΤ210χ297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)