TW509601B - Impact pad for a tundish and tundish containing the same - Google Patents

Description

10 15 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 20 發明領域 ， 本發明關於熔融金屬（特別是鋼）之搬運。更明碟 也°兒本發明關於一種澆斗沖擊墊，亦即一種由耐火材料 成之物件，其放置在一洗斗之底面上用來承接自一盛鋼 桶傾倒至軸斗之人祕融金屬。本發明對鋼之連續鑄造 特別有用。 、 發明背景 、、世界專利申請案WO 96/14951 (FOSECO)揭示一| 澆斗沖擊墊，其包含一耐火材料體部能夠忍受與一澆斗户 之熔融鋼接觸。該沖擊墊體部包含一個有一沖擊表面之义 座，一外側壁自該沖擊表面向上延伸，及一頂面與該側^ 連接且在其内定義一開口。該頂面有一内環形部分大致i] 仃於該沖擊表面，且在該側壁與該沖擊表面之間以及該令 壁與該頂面之内環形部分之間各有一大致直角的邊角。言 沖擊墊使熔融鋼在該澆斗内之留置時間延長，此對確保名 不要的内含物有充分時間浮到鋼表面並去除而古相合| 要。 " 世界專利申請案WO 97/37799 (FOSECO)揭示一系 澆斗沖擊墊，其包含一耐火材料體部能夠忍受與一澆斗户 之熔融鋼接觸。該沖擊墊體部包含一個有一熔融鋼用沖, 表面之底座，一外側壁自該沖擊表面向上延伸且環繞該力 座完全圍住。一個與該側壁連接之環形體部提供一頂面^ 致平行於該沖擊表面且定義一開口讓熔融鋼倒入，該環只 509601 A7 五、發明說明（2) 體部之下表面與該侧壁之内面定義一凹處有一底切部分在 該沖擊表面上方連續地環繞。該頂面有一部分處於比該了頁 面之其他部分低的咼度且在该頂面部分下方之凹處的橫戴 面比該凹處之其他部分小。該沖擊墊特別適用於改進:長 5形澆斗（其中熔融鋼係自澆斗之一端倒入澆斗内且鋼之出 口在 >堯斗之相反私）内之biL動特性。該沖擊塾定位為使端 壁之較低部分與靠近入流熔融鋼之端壁相鄰，如此使從該 墊彈回之鋼優先流向此端壁。其具有顯著減少在澆斗内產 生之表面紊流的效果，整體性改進流徑，從而生產較為 1〇 淨的鋼。 “ 15 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 20 报明顯的，要設計一種符合特定預設標準之新穎澆 斗沖擊墊的過程極端複雜，因為改變一沖擊墊設計之」= 點大體上對整個澆斗系統的流動力學具有難以預料的分歧 結果。本發明人已確認對一種新穎澆斗沖擊墊之需求，該 沖擊墊使從沖擊表面彈回之熔融金屬導向為大致對稱於= 斗之一縱向轴線。舉例來說，此對於每一出口定位在澆= 縱向軸線上或有二個或更多出口配置為對稱於該軸線之澆 斗而言特別重要。此外，入流熔融金屬（、、盛鋼桶液 /;,L )常常、、偏離中央（off-center ) ”，亦即並非定位在 澆斗之縱向軸線上。此之所以經常發生係因為盛鋼桶罩蓋 (入流金屬從盛鋼桶流入澆斗内所流經之管件）通常與一 控制金屬流出盛鋼桶之滑動式閘閥一同運動，且由於該閥 經常為僅局部開放以限制流率，盛鋼桶罩蓋經常相對於声 斗偏離中央。 -4- ⑽601

發明說明（ 發明概要 依據本發明之一第一觀點，提出一種由耐火材料構 成之澆斗沖擊墊，該沖擊墊包含：一底座，其有一沖擊表 5面在使用中為面上以承接傾倒在該沖擊墊上之熔融金屬； 及一牆壁，其圍繞該沖擊表面之至少部份外周自該底座向 上延伸，該牆壁包括一懸突件於該沖擊表面之一周圍區域 上方突伸，該懸突件包括複數個突出部分比該懸突件之其 他部分在該沖擊表面上方突伸更多。 10 該牆壁較佳圍繞整個沖擊表面外周，完全圈住該沖 擊表面。 依據一第二觀點，本發明提出一種澆斗，其含有依 據本發明第一觀點之沖擊墊。該澆斗較佳為長形（就平面 來看），其較佳具有鄰近每一縱向末端之出口，且在其使 15用中之入流熔融金屬以及該沖擊墊較佳大致定位於該澆斗 之縱向中央。該澆斗較佳包括至少一攔阻壩橫跨其寬度在 該沖擊墊與一出口間延伸。該攔阻壩之頂面較佳有一中央 部分（亦即對該澆斗之縱向軸線聚中）低於其兩側之周圍 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 部分。如此大體上有助於將熔融金屬流導向該澆斗之縱向 20 軸線。 本發明之發明人發現在周圍牆壁之懸突件上提供複 數個突出部分比該懸突件之其他部分在該沖擊表面上方突 伸更多大體上導致自沖擊表面彈回之溶融金屬大致朝沖擊 塾之中央導向。如此大體上具有使炼融金屬大致對稱地流 -5-

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10 15 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 20 離沖擊墊之效果，即使制沖擊塾之沖擊表面上的 、偏離中央。亦即離沖擊塾中央有—段距離）亦如此。 此等大致對稱之沖擊墊岐大體上造成遍及料之對稱液 流，使得熔融金屬流率相當低（導致新鮮金屬之 以及金屬可能凝固）之習稱、、死水區（dead z_),,減少 並大體上改善熔融金屬在澆斗$經歷之留置時間之一致 性。 該墊之沖擊表面較佳具有至少二個邊角（例如四個 邊角），每一邊角上方各有一相應突出部伸出。有利的 是，該等邊角中至少有-個（較佳為所有邊角）可形成於 沖擊表面之大致平直侧邊的交會處。更佳來說，該沖擊表 面可大致為多邊形，最佳大致為四邊形，特別是大致為矩 形或方形。-突出部較佳在—多邊形沖擊表面之每一邊角 上方突伸。在此之外或作為另_種選擇，至少―突出部 (較佳為二個或更多突出部）可沿_相應沖擊表面侧邊之 至少大部分長度延伸，且甚至可沿_相應沖擊表面側邊之 大致全部長度延伸。 在一些較佳實施例中，於二個突出部間延伸之懸突 件在沖擊表面上方突伸之距離至少沿其長度之大部分為大 致一定。於二個突出部間延伸之懸突件可有利地至少沿其 大部分長度為大致平直。然而在此之外或作為另一種選 擇，對於在二個突出部間延伸之一或多個懸突件而言，懸 突件在沖擊表面上方突伸之距離可至少沿其大部分長度為 大致非一定，例如在二個突出部間延伸之一或多個懸突件 -6- 本紙張尺度適用中國國豕標準(CNS)A4規格（21〇 X 297公楚） # 線 509601 五、發明說明（5) 形’例如使每—懸 比其母-端於沖擊表面上方突伸：之中央 一踹比中本承夕 次者代之為使其每 件的形狀和大小及,或每—突出部的形 -特定情境修改，例如錢斗之形Μ/或大小且/或t ==偏離中央的量而定’或是依據使用者之任何其 10 ▲沖擊墊之每-突出部在沖擊表面上方突伸的最大距 離較佳至少為懸突件之其他部分在沖擊表面上方突伸之最 大距離的11〇%，更佳為至少120%，極佳為至少14〇%， 特別是至少150%。沖擊墊之每一突出部在沖擊表面上方 突伸的最大距離較佳不超過懸突件之其他部分在沖擊表面 上方突伸之最大距離的6〇〇%，更佳為不超過5〇〇%，特 別是不超過450%。 15 經濟部智慧財產局員工消費舍作社印製 有利的是，懸突件離沖擊表面之高度可沿其長度不 一致。就具有至少三個突出部之本發明實施例而言，在該 等犬出部中之二個突出部間延伸之懸突件的高度較佳不同 於在該二突出部其中之一與另外一個突出部間延伸或在另 外二個突出部間延伸之懸突件的高度。有利的是，懸突件 20之至少一較低部分可比懸突件之其他較高部分在沖擊表面 上方突伸一較大距離。經發現如此導致從沖擊表面彈回且 撞擊在此等較低懸突件上之熔融金屬比撞擊在較高懸突件 上的金屬更為強有力地重新導回朝向沖擊墊之中央。如此 似乎有助於使金屬對稱地流離沖擊墊。（無論如何，不應 -7- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210x297公釐） 509601

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從本文所述之本發明各項觀點之作 對本發明詮釋之限制。） 性說明推斷出 糊在二 二= 5 =„，溜槽較佳在邊角處比其他:ΪΪ面: 二鏡::溜槽之形狀(從平面看)可大致為牆壁之懸突: 中：以下參照所附圖式以舉例方式說明本發明，圖式 10圖式簡單說明 圖1為-依據本發明之潦斗沖擊墊的等角透視圖； 圖2為圖1所示澆斗沖擊墊之縱剖面等角透視圖丨 ,、圖3為熔融金屬從一偏離中央盛鋼桶-罩蓋流入一長 形澆斗内之非對稱流的示意圖； 一圖4為利用依據本發明之沖擊墊及新穎攔阻壩時熔 融金屬從一偏離中央盛鋼桶_罩蓋流入一長形澆斗内之 稱流；且 圖5為圖4簡略所示之搁阻壤。 較佳實施例詳細說明 圖1顯示一依據本發明之澆斗沖擊墊丨，其包含··一 底座3其有一冲擊表面5在使用中為面上以承接傾倒在 該冲擊墊上之溶融金屬；及一牆壁7，其圍繞該沖擊表面 之外周自該底座向上延伸，該牆壁包括一懸突件9在該沖 擊表面之一周圍區域u上方突伸，該懸突件包括複數個 15 20 η … I | 本紙張尺度適用中國國家鮮(CNS)A4規格（21G χ297公髮） ''-----—» ·* 五、發明說明（7) 10 15 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 20 =部13比该懸突件之其他部分在該沖擊表面上方突伸 /中擊墊1就平面來看為矩形，底座3及沖擊表面5 之形狀皆為矩形。每_突出# 13定位於該墊之四個邊角 的其中之-。沿著該矩形塾之每一較長侧介於突出部U 之間的懸突件％比較小且大致為平直而-致。沿著該矩 形墊讀-較短側介於突出部13之間的懸突件外比較大 ，平面來看為弧形。此外，懸突件％距離該沖擊表面 之高度低於懸突件9a。 該沖擊表面之周圍區域u包含一溜槽，該溜槽之形 狀大致為整個懸突件（9a、9b、13)的鏡射。 幻圖2顯示圖！沖擊塾之縱向剖面。懸突件处的範圍 /月邊可見力㈣u的深度。圖中亦清楚顯示較短牆 土 7b垂直於冲擊表面5，且懸突件％垂直於牆壁7b。然 而’較長牆壁7a對垂直方向傾斜’亦即從該沖擊表面向 外傾斜至懸突件9a。 圖3為㈣金屬從-偏離巾央盛綱_罩蓋流入一長 形料内之非對稱流的示意圖。在u)…）部分中該洗 斗以平面*Ί，其巾盛鋼歡峰融金屬由-位在洗斗 縱向中央但於橫向方向偏離中央（亦即較靠近料之一縱 向側壁）之圓圈表示。該洗斗亦在其任—縱向側含有一對 攔阻壩15 (其有孔讓㈣金屬通過），且在洗斗之每一端 具有以圓圈表示之出口。 箭頭代表溶融金屬之流徑；在（a)部分中顯示金屬 計 線 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210x297公复） 509601 A7 B7 五、發明說明（8 ) 10 15 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 20 進入洗斗之起始流徑。（依據一般工作習慣，該洗斗已經 裝滿流動熔融金屬-圖中所示流徑僅代表離淹斗不同距離 之優勢流徑。）即使是在此早期階段，可看見因為盛鋼桶 液流偏離中央，熔融金屬的流動相對於澆斗之縱向軸線為 非對稱。在（b )部分中，溶融金屬已開始流過攔阻壩， 且流徑之非對稱性更為明顯。在（c )部分中，溶融金屬 已到達出口。數字17所代表的是習稱之、、死水區"，在 穩疋狀態中此等區域内僅有少量或沒有溶融金屬流動。在 一澆斗内出現死水區為一主要問題，因為金屬在此等區域 内冷卻且可能開始凝固；其亦導致流出澆斗之金屬的成分 有變。 圖4顯示熔融金屬之流徑如何因使用一依據本發明 之沖擊墊1而改變。圖4澆斗内亦有攔阻壩19，該等攔阻 壩定位為比圖3之攔阻壩接近出口。該等攔阻壩各有一頂 面中央部分21低於其兩側之周圍部分23。 如同圖3 ’圖4之盛鋼桶入流再次偏離中央，但此時 有一依據本發明之沖擊墊使熔融金屬離開該沖擊墊之流徑 比車父對稱。在熔融金屬到達出口之時，流徑大致為對稱， 且不存在死水區。 圖5顯示一攔阻壩19 (其在圖4中僅概略顯示）之 正視圖及一橫剖面圖。該攔阻壩有一底面25及數個側面 27造型為在—料㈣跨其寬度密切配合。其頂面有一中 央部分21低於其兩側之周圍部分23。此具有將溶融金屬 沿澆斗内之一大致軸向流徑疏導跨過該攔阻壩流過的效 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4招故m厂

楚 公 / zy 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 果。因此/、在造成澆斗内之對稱且/或軸向熔融金屬流方 面與該沖擊墊互補。該攔阻壩亦有複數個穿透孔29讓溶 融金屬除了跨過該攔阻壩流過之外尚能穿過該攔阻壩。穿 透孔29以熔融金屬之流動方向向上傾斜，以便對穿過該 等穿透孔之金屬賦予一向上流徑。該等穿透孔之傾斜角度 較佳以較下方之孔為較大角度且較佳隨在該攔阻壩之位置 提高而遞減。如圖中所示，最下方之孔的傾斜角度較佳為 40。，較高之孔的傾斜角度分別減小為3〇。和2〇。。圖 中所標尺寸之單位為公釐。 -11- 509601 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（10) 圖示之代號說明： 代表符號 名稱 1 洗斗沖擊墊 3 底座 5 沖擊表面 7 牆壁 7a 較長牆壁 7b 較短牆壁 9 懸突件 9a 懸突件 9b 懸突件 11 周圍區域&溜槽 13 突出部 15 攔阻壩 17 死水區 19 攔阻壩 21 頂面中央部分 23 周圍部分 25 攔阻壩底面 27 攔阻壩側面 29 穿透孔 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 製 六 5 10 15 20 、申請專利範圍 種由耐火材料構成之潦斗沖擊墊，該沖擊墊包含· 一底座，其有-沖擊表面在使时為面上以承接傾倒 $該冲擊墊上之溶融金屬；及―牆壁，其圍繞該沖擊 ^面之至少部份外周並自該底座向上延伸，該牆壁包 一懸突件在該沖擊表面之一周圍區域上方突伸，古亥 懸突件包括複數個突出部比該懸突件之其他部分在^ 沖擊表面上方突伸更多。 Λ 2·如申請專利範圍第i項之沖擊墊，其中該沖擊表面具 二至少二個邊角，每一邊角上方各有一相應突出部； 3.=申請專利範圍第2項之沖擊塾，其中該等邊角中至 二有-邊角形成於該沖擊表面之大致平直側邊的交會 如申請專利範圍第2或3項之沖擊塾，其中該沖擊 面大致為多邊形。 又 如申請專利範圍第4項之沖擊墊，其中該沖擊表面大 致為四邊形，較佳大致為矩形或方形。 如申請專利範圍第4項之沖擊墊，其中一突出部在 該多邊形沖擊表面之每一邊角上方突伸。 如申請專利範圍第i至3項中任一項之沖擊塾，其中 於二個該等突出部間延伸之懸突件在該沖擊表面上方 突伸之距離至少沿其長度之大部分為大致一定。 如申請專利範圍第1至3項中任一項之沖擊墊，其中 於二個該等突出部間延伸之懸突件至少沿其大部分長 4. 5. 6 中®國家標準(CNS)A4規格 -13 - (210x297 公釐） 度為大致平直。 9.如申請專利範圍第3項中任一項之沖擊塾，其中 於二個該等突出部間延伸之懸突件在該沖擊表面上方 突伸之距離至少沿其長度之大部分為大致非一致。 5 10·如申請專利範圍帛9項之沖擊塾，其中在二個突出部 間延伸之一或多個懸突件的平面視圖為弧形。 11·=申請專利範圍第丨至3項中任一項之沖擊墊，其中 每一突出部在該沖擊表面上方突伸的最大距離至少為 懸突件之其他部分在該沖擊表面上方突伸之最大距離 10 的 110%。 12·如申請專利範圍第1至3項中任一項之沖擊墊，其中 母一突出部在該沖擊表面上方突伸的最大距離不超過 懸突件之其他部分在該沖擊表面上方突伸之最大距離 的 600% 〇 15 13·如申凊專利範圍第1至3項中任一項之沖擊塾，其中 懸突件離該沖擊表面之高度沿其長度為不一致。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 14·如申請專利範圍第13項之沖擊墊，其包含至少三個 突出部，其中在該等突出部中之二個突出部間延伸之 懸突件的高度不同於在該二突出部其中之一與另外一 20 個突出部間延伸或在另外二個突出部間延伸之懸突件 的高度。 15·如申請專利範圍第13項之沖擊墊，其中懸突件之至 少一較低部分可比懸突件之其他較高部分在沖擊表面 上方突伸一較大距離。 .14 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210x297公爱） 509601 A8 B8 C8 _D8_ 六、申請專利範圍 16. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之沖擊墊，其中 該沖擊表面之周圍區域包含一溜槽圍繞該沖擊表面之 一中央區之至少局部延伸。 17. —種洗斗，其含有一個依據以上申請專利範圍中任一 5 項之沖擊墊。 18. 如申請專利範圍第17項之澆斗，其亦含有一或多個 橫跨其寬度之攔阻壩，每一攔阻壩有一頂面具備一中 央部分，其中每一頂面中央部分在高度方面比在其兩 側之橫向周圍部分低。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐）