TWM677262U - 盛鋼桶的複合型衝擊塊 - Google Patents

Abstract

本新型提供一種盛鋼桶的複合型衝擊塊。複合型衝擊塊包含多個磚型衝擊塊及無定型衝擊材料。所述多個磚型衝擊塊彼此連接為定型衝擊塊，且定型衝擊塊的體積不小於複合型衝擊塊的體積的80%。所述無定型衝擊材料係包覆在定型衝擊塊之外圍。藉此，複合型衝擊塊可具有抗沖蝕及避免洩鋼的效果，進而提升其使用壽命。

Description

盛鋼桶的複合型衝擊塊

本新型是關於一種盛鋼桶的衝擊塊，特別是關於一種包含定型衝擊塊及無定型衝擊材料的複合型衝擊塊。

盛鋼桶的主要用途為承接轉爐煉鋼後的鋼液，即轉爐出鋼液時會倒入盛鋼桶中。在倒出鋼液的過程中，鋼液會嚴重沖刷盛鋼桶的底部，故須於盛鋼桶的底部設置一塊衝擊塊，以抵擋鋼液沖刷，並避免盛鋼桶底部因鋼液過度沖刷，而造成底部破裂及洩鋼的情況。

習知盛鋼桶用的衝擊塊分為澆注型衝擊塊及磚型拼接式衝擊塊兩種形式。磚型拼接式衝擊塊係將多個磚型衝擊塊拼接在一起，但其在拼接處會有磚縫，故磚型拼接式衝擊塊於長期使用後，鋼液易由磚縫滲入，而造成洩鋼，造成嚴重的工安問題。因此，目前鋼廠多是採用澆注型衝擊塊。雖然一體成型的澆注型衝擊塊沒有縫隙會導致洩鋼的問題，但其抗鋼液沖蝕及滲透的能力較差，故使用壽命不長。

有鑑於此，亟須提供一種複合型衝擊塊，以提升抗沖蝕能力及使用壽命，且可避免洩鋼事故的發生。

本新型之一態樣是提供一種盛鋼桶的複合型衝擊塊，以將無定型衝擊材料包覆定型衝擊塊，而達到兼具抗沖蝕及避免洩鋼的優點。

根據本新型之一態樣，提供一種盛鋼桶的複合型衝擊塊，其係包含多個磚型衝擊塊及無定型衝擊材料。所述多個磚型衝擊塊彼此連接為定型衝擊塊，且定型衝擊塊的體積不小於複合型衝擊塊的體積的80%。所述無定型衝擊材料係包覆在定型衝擊塊之外圍。

根據本新型之一實施例，上述無定型衝擊材料包含設置於該定型衝擊塊之下方的下層衝擊材料部分；以及設置於該定型衝擊塊之上方的上層衝擊材料部分。

根據本新型之一實施例，上述下層衝擊材料部分之厚度不小於複合型衝擊塊之厚度的5%，且上層衝擊材料部分之厚度不小於複合型衝擊塊之厚度的5%。

根據本新型之一實施例，上述下層衝擊材料部分之厚度為複合型衝擊塊之厚度的5%至25%，且上層衝擊材料部分之厚度為複合型衝擊塊之厚度的5%至25%。

根據本新型之一實施例，上述無定型衝擊材料包含設置於定型衝擊塊之側部的側部衝擊材料部分，其中側部衝擊材料部分連接下層衝擊材料部分及上層衝擊材料部分。

根據本新型之一實施例，上述側部衝擊材料部分之寬度的每一者不大於複合型衝擊塊之寬度的5%。

根據本新型之一實施例，以俯視觀之，上述定型衝擊塊之水平面面積為複合型衝擊塊之水平面面積的80%至100%。

根據本新型之一實施例，上述定型衝擊塊的永久線變化率與無定型衝擊材料的永久線變化率皆大於0%，且定型衝擊塊的永久線變化率與無定型衝擊材料的永久線變化率分別定義為定型衝擊塊與無定型衝擊材料經過高溫熱處理後，再冷卻至室溫時的尺寸變化率。

根據本新型之一實施例，上述無定型衝擊材料的永久線變化率與定型衝擊塊的永久線變化率之差值為不大於2%。

根據本新型之一實施例，上述定型衝擊塊的材料包含總和不小於50 wt%的氧化鋁、氧化鎂、二氧化矽及氧化鈣，且該無定型衝擊材料的材料包含總和不小於90 wt%的氧化鋁、氧化鎂、二氧化矽及氧化鈣。

應用本新型之盛鋼桶的複合型衝擊塊，藉由將無定型衝擊材料包覆定型衝擊塊，使複合型衝擊塊可具有定型衝擊塊之抗沖蝕的特性，並利用無定型衝擊材料不具有縫隙而可避免洩鋼的優勢，進而提升使用壽命。

以下提供許多不同實施例或例示，以實施新型的不同特徵。以下敘述之成份和排列方式的特定例示是為了簡化本揭露。這些當然僅是做為例示，其目的不在構成限制。舉例而言，元件的尺寸並不限於所揭露之範圍或數值，而是取決於裝置所要的特性。再者，第一特徵形成在第二特徵之上或上方的描述包含第一特徵和第二特徵有直接接觸的實施例，也包含有其他特徵形成在第一特徵和第二特徵之間，以致第一特徵和第二特徵沒有直接接觸的實施例。除此之外，本新型在各種具體例中重覆參考數值及/或字母。此重覆的目的是為了使說明簡化且清晰，並不表示各種討論的實施例及/或配置之間有關係。

再者，空間相對性用語，例如「下方(beneath)」、「在…之下(below)」、「低於(lower)」、「在…之上(above)」、「高於(upper)」等，是為了易於描述圖式中所繪示的元素或特徵和其他元素或特徵的關係。空間相對性用語除了圖式中所描繪的方向外，還包含元件在使用或操作時的不同方向。裝置可以其他方式定向(旋轉90度或在其他方向)，而本文所用的空間相對性描述也可以如此解讀。

承上所述，本新型提供一種盛鋼桶的複合型衝擊塊，其係藉由將無定型衝擊材料包覆定型衝擊塊，以使複合型衝擊塊可具有定型衝擊塊之抗沖蝕的特性，並利用無定型衝擊材料不具有縫隙而可避免洩鋼的優勢，進而提升使用壽命。

請參閱圖1，其係繪示根據本新型一些實施例之複合型衝擊塊100的俯視透視圖。複合型衝擊塊100包含無定型衝擊材料110及多個磚型衝擊塊125。多個磚型衝擊塊125彼此連接，而形成定型衝擊塊120。在一些實施例中，定型衝擊塊120的體積在複合型衝擊塊100的體積的比例不小於80%。雖然圖1繪示定型衝擊塊120包含9塊磚型衝擊塊125，且為3*3排列，但本新型不限制磚型衝擊塊的數量、尺寸及排列方式。

在一些實施例中，無定型衝擊材料110為澆注型衝擊材料，其可先利用例如水泥灌漿的方式製作。無定型衝擊材料110包覆在定型衝擊塊120的外圍，例如設置在定型衝擊塊120的上方、下方、前側、後側、左側及/或右側。在一些實施例中，以俯視觀之(即圖1的視角)，定型衝擊塊120之水平面面積為複合型衝擊塊100之水平面面積的約80%至約100%。換言之，當定型衝擊塊120之水平面面積為複合型衝擊塊100之水平面面積的100%時，表示無定型衝擊材料110僅設置在定型衝擊塊120的上方及下方。

請參閱圖2，其係繪示根據本新型一些實施例之複合型衝擊塊100的剖面視圖。在一些實施例中，無定型衝擊材料110包含下層衝擊材料部分110A及上層衝擊材料部分110B。在一些實施例中，下層衝擊材料部分110A之厚度t1不小於複合型衝擊塊100之厚度T的約5%，且上層衝擊材料部分110B之厚度t2不小於複合型衝擊塊100之厚度T的約5%。在另一些實施例中，下層衝擊材料部分110A之厚度t1為複合型衝擊塊100之厚度T的約5%至約25%，且上層衝擊材料部分110B之厚度t2為複合型衝擊塊100之厚度T的約5%至約25%。

在一些實施例中，無定型衝擊材料110包含側部衝擊材料部分110C及側部衝擊材料部分110D。須理解的是，由於圖2係繪示剖面視圖，故僅能看到相對兩側(例如左側及右側)的側部衝擊材料部分110C及側部衝擊材料部分110D。在一些實施例中，在未繪示的另一剖面，無定型衝擊材料110可包含前側及後側的側部衝擊材料部分。在一些實施例中，側部衝擊材料部分110C之寬度w1及側部衝擊材料部分110D之寬度w2不大於複合型衝擊塊100之寬度W的5%。

在一些實施例中，定型衝擊塊120的永久線變化率與無定型衝擊材料110的永久線變化率皆大於0%。補充說明的是，永久線變化率係定義為材料經過高溫熱處理後，再冷卻至室溫時，材料的尺寸變化情況。若永久線變化率大於0，表示材料有膨脹現象；反之，若永久線變化率小於0，表示材料有收縮現象。在一些實施例中，無定型衝擊材料110的永久線變化率與定型衝擊塊120的永久線變化率之差值為不大於2%。

在一些實施例中，定型衝擊塊120的材料包含氧化鋁(Al₂O₃)、氧化鎂(MgO)、二氧化矽(SiO₂)及氧化鈣(CaO)，其總和不小於定型衝擊塊120的50 wt%，且無定型衝擊材料110的材料包含氧化鋁、氧化鎂、二氧化矽及氧化鈣，其總和不小於定型衝擊塊120的90 wt%。

以下利用圖3A至圖3D說明根據本新型一些實施例之複合型衝擊塊100的製作流程。首先，如圖3A所示，在製作衝擊塊的模具310中灌入特定厚度(例如成品之預定厚度的1/4)之無定型衝擊材料110的材料，以製作下層衝擊材料部分110A，在室溫下乾燥約24小時，使其水分蒸散而固定。接著，如圖3B所示，擺放磚型衝擊塊125在下層衝擊材料部分110A上，並根據需求拼成具有特定排列的定型衝擊塊120。

然後，如圖3C所示，再灌入無定型衝擊材料110的材料至模具310中，並填充至所要的成品厚度。應理解的是，在圖3C的步驟中，無定型衝擊材料110係被填充至模具310不具有定型衝擊塊120的所有空間中，以使定型衝擊塊120被無定型衝擊材料110完全包覆。同樣在室溫乾燥約24小時後，即可脫除模具，如圖3D所示。最後，將成品放入烘箱內預熱烘乾水分後，即可製得複合型衝擊塊100。

以下利用數個實施例以說明本新型之應用，然其並非用以限定本新型，本新型技術領域中具有通常知識者，在不脫離本新型之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。

實施例1

實施例1使用的無定型衝擊材料的材料包含90 wt%的氧化鋁(Al₂O₃)、5 wt%的氧化鎂(MgO)、1 wt%的二氧化矽(SiO₂)及4 wt%的氧化鈣(CaO)，而定型衝擊塊的材料包含總和為90 wt%的氧化鋁、氧化鎂、二氧化矽及氧化鈣。首先，將定型衝擊塊裁切為40 mm*40 mm*80 mm的尺寸，並將定型衝擊塊放入40 mm*40 mm*160 mm的模具右方，再將無定型衝擊材料的材料灌入模具的左方。待乾燥24小時後脫模烘乾，並以1500℃進行3小時的燒結步驟。

接著，對所得之複合型衝擊塊以萬能試驗儀量測折斷強度，以此定義為無定型衝擊材料與定型衝擊塊的接合強度。實施例1的接合強度為5.6 MPa。

實施例2至3及比較例1

實施例2至3及比較例1係利用與實施例1相同的製備方式及測試條件，以量測接合強度，其差異僅在於定型衝擊塊的材料。定型衝擊塊的材料比例與接合強度的結果如表1所示，在此不另贅述。

表一

	定型衝擊塊材料	接合強度
實施例1	氧化鋁、氧化鎂、二氧化矽及氧化鈣的總和=90 wt%	5.6 MPa
實施例2	氧化鋁、氧化鎂、二氧化矽及氧化鈣的總和=78 wt%	4.2 MPa
實施例3	氧化鋁、氧化鎂、二氧化矽及氧化鈣的總和=50 wt%	2.9 MPa
比較例1	氧化鋁、氧化鎂、二氧化矽及氧化鈣的總和=25 wt%	1.8 MPa

如表一所示，定型衝擊塊的材料中氧化鋁、氧化鎂、二氧化矽及氧化鈣的總和愈高時，定型衝擊塊與無定型衝擊材料的接合強度愈佳。接合強度至少為2.9 MPa，才能符合應用需求。比較例1的接合強度僅1.8 MPa，表示定型衝擊塊與無定型衝擊材料的結合性不佳，故容易在盛鋼桶承接鋼液的過程中，在異質材料界面處發生破裂或有鋼液滲入的問題，進而導致使用壽命下降。因此，定型衝擊塊的材料須包含總和至少為50 wt%的氧化鋁、氧化鎂、二氧化矽及氧化鈣。

實施例4

實施例4使用的無定型衝擊材料及定型衝擊塊皆具有+1.8%的永久線變化率。實施例4利用與實施例1相同的方式製作樣品，以測試無定型衝擊材料與定型衝擊塊的接合情況。在燒結步驟之後，藉由觀察無定型衝擊材料與定型衝擊塊之接合界面處的外觀，若沒有裂縫，表示接合效果佳。觀察結果如表二所示。

實施例5至6及比較例2至3

實施例5至6及比較例2至3係使用與實施例4相同的製備方式及測試條件，其差異僅在於定型衝擊塊的永久線變化率。定型衝擊塊的永久線變化率及接合情況如表二所示，在此不另贅述。

表二

	定型衝擊塊的永久線變化率	無定型衝擊材料與定型衝擊塊的永久線變化率差值	接合情況
實施例4	1.8%	1.8%-1.8%=0%	無裂縫
實施例5	1.3%	1.8%-1.3%=0.5%	無裂縫
實施例6	0.6%	1.8%-0.6%=1.2%	無裂縫
比較例2	-0.8%	1.8%-(-0.8%)=2.6%	微裂縫
比較例3	-2.1%	1.8%-(-2.1%)=3.9%	明顯裂縫

根據表二的結果，實施例4至6都沒有在無定型衝擊材料與定型衝擊塊之接合界面處產生裂縫。相對地，比較例2及3都產生了裂縫。由於比較例2及3具有永久線變化率為負值的定型衝擊塊，且其無定型衝擊材料與定型衝擊塊的永久線變化率差值大於2%，因此接合性較差。

實施例7及比較例4

實施例7使用複合型衝擊塊，其中無定型衝擊材料的材料成分為氧化鋁、氧化鎂、二氧化矽及氧化鈣的總和為100%，且永久線變化率為+1.8%；定型衝擊塊的材料成分為氧化鋁、氧化鎂、二氧化矽及氧化鈣的總和為90%，且永久線變化率為+1.8%。比較例4使用習知的澆注型衝擊塊(即一體成型的無定型衝擊材料)，其材料成分為氧化鋁、氧化鎂、二氧化矽及氧化鈣的總和為100%，且永久線變化率為+1.8%。實施例7的複合型衝擊塊及比較例4的澆注型衝擊塊的表面皆無縫隙。

檢測實施例7的複合型衝擊塊及比較例4的澆注型衝擊塊的使用壽命。檢測結果為，以比較例4的使用壽命回數為100%計算時，實施例7的使用壽命為120%。明顯地，實施例7使用的複合型衝擊塊確實可提升其做為盛鋼桶的衝擊塊的使用壽命。

根據上述實施例，本新型提供之盛鋼桶的複合型衝擊塊藉由將無定型衝擊材料包覆定型衝擊塊，以使複合型衝擊塊可具有定型衝擊塊之抗沖蝕的特性，並利用無定型衝擊材料不具有縫隙而可避免洩鋼的優勢，進而提升使用壽命。

雖然本新型已以數個實施例揭露如上，然其並非用以限定本新型，在本新型所屬技術領域中任何具有通常知識者，在不脫離本新型之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本新型之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100:複合型衝擊塊 110:無定型衝擊材料 110A:下層衝擊材料部分 110B:上層衝擊材料部分 110C,110D:側部衝擊材料部分 120:定型衝擊塊 125:磚型衝擊塊 t1,t2,T:厚度 w1,w2,W:寬度 310:模具

根據以下詳細說明並配合附圖閱讀，使本新型的態樣獲致較佳的理解。需注意的是，如同業界的標準作法，許多特徵並不是按照比例繪示的。事實上，為了進行清楚討論，許多特徵的尺寸可以經過任意縮放。 圖1係繪示根據本新型一些實施例之複合型衝擊塊的俯視透視圖。 圖2係繪示根據本新型一些實施例之複合型衝擊塊的剖面視圖。 圖3A至圖3D係繪示根據本新型一些實施例之複合型衝擊塊的製作過程各階段的剖面視圖。

100:複合型衝擊塊

110:無定型衝擊材料

120:定型衝擊塊

125:磚型衝擊塊

Claims (10)

1. 一種盛鋼桶的複合型衝擊塊，包含：複數個磚型衝擊塊，彼此連接為一定型衝擊塊，其中該定型衝擊塊的體積不小於該複合型衝擊塊的體積的80%；以及一無定型衝擊材料，包覆在該定型衝擊塊之外圍。
2. 如請求項1所述之盛鋼桶的複合型衝擊塊，其中該無定型衝擊材料包含：一下層衝擊材料部分，設置於該定型衝擊塊之下方；以及一上層衝擊材料部分，設置於該定型衝擊塊之上方。
3. 如請求項2所述之盛鋼桶的複合型衝擊塊，其中該下層衝擊材料部分之厚度不小於該複合型衝擊塊之厚度的5%，且該上層衝擊材料部分之厚度不小於該複合型衝擊塊之厚度的5%。
4. 如請求項2所述之盛鋼桶的複合型衝擊塊，其中該下層衝擊材料部分之厚度為該複合型衝擊塊之厚度的5%至25%，且該上層衝擊材料部分之厚度為該複合型衝擊塊之厚度的5%至25%。
5. 如請求項2所述之盛鋼桶的複合型衝擊塊，其中該無定型衝擊材料包含：一側部衝擊材料部分，設置於該定型衝擊塊之側部，其中該側部衝擊材料部分連接該下層衝擊材料部分及該上層衝擊材料部分。
6. 如請求項5所述之盛鋼桶的複合型衝擊塊，其中該側部衝擊材料部分之複數個寬度的每一者不大於該複合型衝擊塊之寬度的5%。
7. 如請求項1所述之盛鋼桶的複合型衝擊塊，其中以俯視觀之，該定型衝擊塊之水平面面積為該複合型衝擊塊之水平面面積的80%至100%。
8. 如請求項1所述之盛鋼桶的複合型衝擊塊，其中該定型衝擊塊的一永久線變化率與該無定型衝擊材料的一永久線變化率皆大於0%，且該定型衝擊塊的該永久線變化率與該無定型衝擊材料的該永久線變化率分別定義為該定型衝擊塊與該無定型衝擊材料經過高溫熱處理後，再冷卻至室溫時的尺寸變化率。
9. 如請求項8所述之盛鋼桶的複合型衝擊塊，其中該無定型衝擊材料的該永久線變化率與該定型衝擊塊的該永久線變化率之差值為不大於2%。
10. 如請求項1所述之盛鋼桶的複合型衝擊塊，其中該定型衝擊塊的材料包含總和不小於50 wt%的氧化鋁、氧化鎂、二氧化矽及氧化鈣，且該無定型衝擊材料的材料包含總和不小於90 wt%的氧化鋁、氧化鎂、二氧化矽及氧化鈣。