专利名称：中间包冲击垫的制作方法
技术领域：
本发明涉及熔融金属特别是钢的流动控制。本发明特别涉及一种中间包冲击垫，即，一种设置在一个中间包底部上的由耐火材料制成的物体，所述中间包冲击垫用于接收一个从浇包注入到所述中间包中的熔融金属流。本发明特别适用于连续浇注钢水。
国际专利申请WO96/14951(FOSECO)披露一种中间包冲击垫，这种中间包冲击垫包括一个由耐火材料制成的主体，所述冲击垫主体能够经受与一个中间包中的熔融金属之间的接触。所述中间包主体包括一个具有一个冲击表面的底部、一个从所述冲击表面向上延伸的外侧壁以及一个与所述侧壁相连的顶表面，所述顶表面中限定了一个开口。所述顶表面具有一个基本上与所述冲击表面平行的内环部分，所述侧壁和所述冲击表面之间具有一个基本上成直角的角部，并且所述侧壁和所述顶表面的内环部分之间具有一个基本上成直角的角部。
美国专利US4,468,012披露了一种用于从一种注入到一个浇注中间包中的熔融金属中去除夹杂物的装置。所述装置包括由绝热材料制成的长块，所述由绝热材料制成的长块可在熔融金属所处的温度下被烧结，所述由绝热材料制成的长块包括结合在一种有机粘结剂中的无机物颗粒，所述有机粘结剂可在熔融金属所处的温度下分解以在所述绝热材料中形成孔隙。一个用于提供一种惰性气体的通道穿过每一个长块，从而能够使所述惰性气体通过形成在所述绝热材料中的孔隙扩散到所述熔融金属中。
美国专利US5,054,749披露了一种用于连续浇注钢水的中间包，所述中间包包括浇注在一个金属框架上的永久性耐火材料以限定所述中间包的一个外壁。在所述中间包的底部中具有一个气体分配腔室和一个在所述腔室顶部上并且延及所述腔室的可渗透(porous)耐火材料防磨板。一个气体输入通道从所述中间包的上部边缘延伸并且向下穿过所述永久性耐火材料延伸到所述气体分配腔室。
英国专利申请GB 2164281A披露了一种用于一个炼钢过程中的中间包，所述中间包包括一个可更换的耐火材料衬，所述耐火材料衬设置在所述中间包的底部和侧壁的内表面上。一个可渗透的耐火材料瓦支承在所述耐火材料衬的上表面上并且具有一个基本上延伸所述中间包整个宽度的主轴线。所述耐火材料瓦封装了一个用于供给惰性气体的可渗透导管，从而能够使从所述耐火材料瓦中散出的惰性气体遍及所述中间包的宽度以从所述钢水中去除不希望存在的夹杂物。所述耐火材料瓦具有一个用于使中间包中的钢水向上倾斜地流向所述耐火材料瓦的斜面。所述中间包还包括一个位于所述耐火材料瓦上游处的冲击垫。
根据第一方面，本发明提供一种由耐火材料制成的中间包冲击垫，所述冲击垫包括一个底部，所述底部具有一个冲击表面，所述冲击表面在使用时方向朝上以接收被注入到所述冲击垫上的熔融金属，所述冲击垫还包括一个从所述冲击表面的至少一部分周边向上延伸的侧壁，其特征在于，所述侧壁内部中的至少一部分和所述侧壁的一个表面是可渗透的，并且所述冲击垫包括用于将一种气体供给到所述侧壁的可渗透内部中的装置以使所述气体能够从所述侧壁的可渗透表面被供给到所述熔融金属中。
根据第二方面，本发明提供用于组装成一个中间包冲击垫的一套部件，该成套的部件包括(a)一个由耐火材料制成的底部部件，所述底部部件具有一个冲击表面，所述冲击表面在使用时方向朝上以接收被注入到所述冲击垫上的熔融金属；以及(b)一个由耐火材料制成的周向侧壁部件，所述周向侧壁部件直接或间接地与所述底部部件相连以便在所述冲击表面的至少一部分周边周围形成一个侧壁的至少一部分；其特征在于，所述侧壁部件内部中的至少一部分和所述侧壁部件的一个表面是可渗透的，并且所述底部部件和/或侧壁部件包括用于将一种气体供给到所述侧壁部件的可渗透内部中的装置，以使所述气体能够从所述侧壁部件的可渗透表面被供给到所述熔融金属中。
根据第三方面，本发明提供一种用于盛装熔融金属的中间包，所述中间包包括由耐火材料制成的一个底部和侧壁，所述中间包还包括一个熔融金属输出口，其特征在于，所述中间包包括一个设置在所述中间包底部上的冲击垫，所述冲击垫是本发明的第一方面所涉及的冲击垫或者是由本发明第二方面所涉及的一套部件组装而成的。
所述气体最好是一种惰性气体，例如氩气或氮气，并且最好被供给到所述熔融金属中以将不希望的夹杂物从所述熔融金属中去除。
根据第四方面，本发明提供一种利用中间包冲击垫将不希望的夹杂物从在一个中间包中的熔融金属中去除的方法，所述冲击垫是本发明的第一方面所涉及的冲击垫或者是由本发明第二方面所涉及的一套部件组装而成的，所述方法包括将一种气体从所述冲击垫的可渗透侧壁供给到所述熔融金属中。
这里“可渗透的”(porous)一词拟包括为了使至少一部分侧壁能够从所述侧壁的内部将气体供给到所述熔融金属而采用的任何结构。例如，在所述侧壁中的孔隙、通道或者其它孔可具有任何的形状，例如它们的截面形状可是圆形的或者是细长的，从而使它们在侧壁表面上分别表现为圆孔或狭槽。另外，例如可以一种不规则的孔隙网络的形式或者以一种大体规则的通道结构来提供所述侧壁的可渗透性。
由于所述气体可从所述冲击垫的侧壁被供给到中间包中的熔融金属中，因此本发明是具有优势的，它可在所述冲击垫的冲击表面(或所述冲击表面的至少一部分)周围提供一种“幕式”气泡。这意味着，被注入到所述冲击垫中并且接着从其中流出的熔融金属将流经所述气幕，另外在所述熔融金属注入到所述中间包中后所述气体将立刻接触到所述熔融金属。这样，所述气体能够在尽可能长的时间内接触所述熔融金属，并且当熔融金属离开所述冲击垫时所述气体可被熔融金属带走。这能够使气体被更有效地引入到熔融金属中，从而例如能更有效地去除不希望存在的夹杂物。
在本发明的一些优选实施例中，至少在所述冲击垫侧壁的上部是可渗透的。最好所述侧壁的上表面的至少一部分是可渗透的。
所述侧壁可包括一个向内延伸的凸缘，所述向内延伸的凸缘最好大体位于所述侧壁的顶部处(但是，所述凸缘也可从所述侧壁的侧面伸出)。在这里“向内延伸”一词指的是，伸过所述冲击垫的冲击表面的至少一部分。至少所述冲击表面的一个中心区域最好是大体平面的，并且在使用时是基本上水平的。在这样的实施例中，所述凸缘最好与所述冲击表面的所述平面区域平行。
对于本发明中包括一个向内延伸的凸缘的实施例来说，能够提供所述侧壁渗透性的至少一部分包括所述凸缘的至少一部分是较好的，最好是所述凸缘的至少一个上表面。例如，所述侧壁的大体整个上表面(包括一个向内延伸凸缘的上表面)可以是可渗透的。例如，所述向内延伸的凸缘可包括一个具有可渗透性的上部和一个大体具有非渗透性的下部。或者，所述凸缘可包括具有可渗透性的上部和下部以及一个具有非渗透性的中部。
此外/或者，所述侧壁渗透性的至少一部分可由所述侧壁中位于所述底部和所述侧壁的一个上部(例如，一个凸缘)之间的一部分来提供-即，所述侧壁的主体可提供所述侧壁渗透性的至少一部分。所述侧壁的至少一部分内表面和/或外表面可以是可渗透的，从而在使用时能够将气体供给到所述熔融金属中。
如上所述，本发明的第二方面是用于组装成一个中间包冲击垫的一套部件。应该理解的是，在本说明书中对本发明第一方面所涉及的冲击垫的底部或侧壁所描述的内容也分别适用于这套部件的底部部件或侧壁部件。另外，如上所述，在所述冲击垫的一些优选实施例中，所述侧壁包括一个向内延伸的凸缘。根据本发明的第二方面，当所述冲击垫的这些实施例被设置成一套部件时，所述向内延伸的凸缘可包括所述侧壁部件的一个整体部件，或者可包括另一个单独的部件，即所述套件的另一个侧壁部件。
用于将一种气体供给到所述侧壁内部的装置最好包括一个或多个导管。在这里“导管”一词包括“管”、“通道”、“槽”以及类似的装置。最好沿着其长度的至少一部分对所述导管进行穿孔以便于释放气体。因此，所述气体最好被供给到所述侧壁的整个可渗透的区域(或者对于整个侧壁都是可渗透的实施例来说，所述气体被供给到整个侧壁)。因此，所述冲击垫最好包括用于将所述气体供给到所述可渗透的侧壁的一个或多个导管(例如，一个导管网络)。对于本发明中侧壁围绕所述冲击表面的整个周边延伸的实施例来说，所述侧壁最好包括至少一个穿过其整个长度的气体供给导管(例如，一个环形的导管)。
所述中间包最好包括一个或多个用于将所述气体供给到所述冲击垫的气体供给导管。在使用时，在所述中间包中的至少一个导管最好与在所述冲击垫中的一个相应导管相连。例如，在一个中间包气体供给导管和一个冲击垫导管之间的连接可根据中间包的设计形式和冲击垫在中间包内的布置形式在所述冲击垫的底部处或在所述冲击垫的侧壁处进行。对于所述冲击垫的部分侧壁的位置与所述中间包的一个侧壁相邻的实施例而言，所述导管连接例如可在所述冲击垫侧壁处进行，而对于所述冲击垫的位置与所述中间包的壁保持一定距离的实施例而言，在所述冲击垫的底部处进行所述导管连接比较方便。在后一种情况下，可在所述冲击垫的底部下方进行所述导管连接，但是最好在所述冲击垫底部的一个侧边处进行所述导管连接，例如所述中间包导管位于所述中间包的底部上并且设置在一个耐火材料块中在或一个耐火材料覆盖层下方。所述中间包导管最好与位于所述中间包外部的一个气体源相连。
现将参照附图利用示例对本发明进行描述，在附图中
图1是本发明所涉及的一种单件式冲击垫的一个示意性截面图；图2是本发明所涉及的一种两件式冲击垫的一个示意性截面图；图3是本发明所涉及的一种三件式冲击垫的一个示意性截面图；以及图4本发明所涉及的一种包括一个冲击垫的中间包的一个示意性截面图。
图1是一个由混凝土制成的单件式中间包冲击垫1的截面图。所述冲击垫包括一个底部3，所述底部3具有一个方向朝上的冲击表面5，所述冲击表面5用于接收被注入到所述冲击垫上的熔融金属，所述冲击垫还包括一个从所述冲击表面的周边向上延伸的侧壁7。所述冲击垫在平面视图中为大体正方形或矩形(但是采用其它的形状也是可以的，例如其它四边形，或诸如环形的圆形)。所述侧壁7的上部9是由一种可渗透的混凝土材料制成的。在使用中，在所述冲击垫中的一个气体供给导管(未示出)能够将一种气体供给到所述可渗透的部分9的内部，所述气体能够透过所述可渗透的部分并且以一种从所述冲击垫侧壁的上表面散出的“幕式”气泡被释放。所述侧壁包括一个向内延伸的凸缘11，并且所述侧壁的渗透性上部9的一部分包括所述凸缘的一个上部。
图2示出了一个与图1中所示的类似的冲击垫，该冲击垫具有一个渗透性的上部9，但是所述冲击垫是由一套部件组装而成，所述套件是由两个主要部件构成的，即一个底部部件13和一个侧壁部件15，所述底部部件13包括一个底部3和一个侧壁的下部区域7，所述侧壁部件15构成了所述侧壁的一个上部区域，所述侧壁部件15包括渗透性的上部9和一个非渗透性的部分16。所述套件中的两个部件组装和接合在一起以形成所述冲击垫。
图3示出了一个与图1和图2中所示的类似的冲击垫，不同之处在于，所述冲击垫是由一套部件组装而成，所述套件是由三个主要部件构成的，所述套件包括在所述侧壁中的另一个渗透性部分。所述套件包括一个底部部件17、一个下侧壁部件19和一个上侧壁部件15(与图2中所示的相同)，这些部件部件组装和接合在一起以形成所述冲击垫。所述下侧壁部件19包括一个可渗透的部分23，所述上侧壁部件15包括一个渗透性的上部9和一个非渗透性的部分16。所述渗透性的下部23从其外表面和内表面释放气体，即所述气体被释放到所述中间包的内部和所述中间包的外部。与能够从所述侧壁上表面释放气体的所述渗透性的上部9结合，结果是与如图1和图2中所示的冲击垫所生产的“幕式”气泡相比，能够在所述冲击表面的周围形成一种更深(径向上)的“幕式”气泡。
图4是一个充填有熔融钢水27并且包括本发明所涉及的一个冲击垫1的中间包25的截面图。从一个浸入式水口29流入到所述冲击垫的冲击表面5上并且经过由所述冲击垫所提供的气泡以及流向和流经输出口31的熔融金属流向由箭头所示。未示出所示气体供给导管。
权利要求
1.一种由耐火材料制成的中间包冲击垫，所述冲击垫包括一个底部，所述底部具有一个冲击表面，所述冲击表面在使用时方向朝上以接收被注入到所述冲击垫上的熔融金属，所述冲击垫还包括一个从所述冲击表面的至少一部分周边向上延伸的侧壁，其特征在于，所述侧壁内部中的至少一部分和所述侧壁的一个表面是可渗透的，并且所述冲击垫包括用于将一种气体供给到所述侧壁的可渗透内部中的装置以使所述气体能够从所述侧壁的可渗透表面被供给到所述熔融金属中。
2.一套用于组装成一个中间包冲击垫的部件，该成套的部件包括(a)一个由耐火材料制成的底部部件，所述底部部件具有一个冲击表面，所述冲击表面在使用时接收被注入到所述冲击垫上的熔融金属；以及(b)一个由耐火材料制成的周向侧壁部件，所述周向侧壁部件直接或间接地与所述底部部件相连以便在所述冲击表面的至少一部分周边周围形成一个侧壁的至少一部分；其特征在于，所述侧壁部件内部中的至少一部分和所述侧壁部件的一个表面是可渗透的，并且所述底部部件和/或侧壁部件包括用于将一种气体供给到所述侧壁部件的可渗透内部中的装置以使所述气体能够从所述侧壁部件的可渗透表面被供给到所述熔融金属中。
3.一种用于盛装熔融金属的中间包，所述中间包包括由耐火材料制成的一个底部和侧壁，所述中间包还包括一个熔融金属输出口，其特征在于，所述中间包包括一个设置在所述中间包底部上的如权利要求1所述的冲击垫或者是由权利要求2所述的一套部件组装而成的冲击垫。
4.一种利用中间包冲击垫将不希望的夹杂物从在一个中间包中的熔融金属中去除的方法，所述冲击垫是如权利要求1所述的冲击垫或者是由如权利要求2所述的一套部件组装而成的，所述方法包括将一种气体从所述冲击垫的可渗透侧壁供给到所述熔融金属中。
5.一种如上述任何一项权利要求所述的冲击垫、套件、中间包或方法，其特征在于，所述冲击垫侧壁仅在其上部是可渗透的。
6.一种如上述任何一项权利要求所述的冲击垫、套件、中间包或方法，其特征在于，所述侧壁的上表面的至少一部分是可渗透的。
7.一种如上述任何一项权利要求所述的冲击垫、套件、中间包或方法，其特征在于，所述侧壁包括一个向内延伸的凸缘。
8.一种如权利要求7所述的冲击垫、套件、中间包或方法，其特征在于，能够提供所述侧壁渗透性的至少一部分包括所述凸缘的至少一部分。
9.一种如上述任何一项权利要求所述的冲击垫、套件、中间包或方法，其特征在于，用于将一种气体供给到所述侧壁内部的装置包括一个或多个导管。
10.一种如权利要求9所述的冲击垫、套件、中间包或方法，其特征在于，沿着其长度的至少一部分对所述或每一个导管进行穿孔。
11.一种如上述任何一项权利要求所述的冲击垫、套件、中间包或方法，其特征在于，所述气体是一种惰性气体，最好是氩气。
12.一种如除了权利要求1或2以外的上述任何一项权利要求中所述的冲击垫、套件、中间包或方法，其特征在于，所述中间包包括一个或多个用于将所述气体供给到所述冲击垫的气体供给导管。
13.一种如引用权利要求9或10的权利要求12所述的冲击垫、套件、中间包或方法，其特征在于，所述中间包中的至少一个导管与在所述冲击垫中的一个相应导管相连。
全文摘要
本发明涉及一种由耐火材料制成的中间包冲击垫,所述冲击垫包括一个底部,所述底部具有一个冲击表面,所述冲击表面在使用时方向朝上以接收被注入到所述冲击垫上的熔融金属(例如,钢),所述冲击垫还包括一个从所述冲击表面的至少一部分周边向上延伸的侧壁。所述侧壁内部中的至少一部分和所述侧壁的一个表面是可渗透的,并且所述冲击垫包括用于将一种气体(诸如氩气)供给到所述侧壁的可渗透内部中的装置以使所述气体能够从所述侧壁的可渗透表面被供给到所述熔融金属中。可在连续浇注钢水的过程中使用所述中间包冲击垫。
文档编号B22D41/00GK1341047SQ00804159
公开日2002年3月20日 申请日期2000年2月17日 优先权日1999年2月22日
发明者M·R·克拉克 申请人:福塞科国际有限公司