专利名称：冶金冲击垫的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在该技术领域中称为“冲击垫”的耐火材料部件，用于处理熔融金属，特别是钢。本发明特别涉及放置在中间包内的冲击垫，用于减弱进入中间包的钢水流的紊流。本发明在钢的连铸中特别有用。
背景技术：
在连续铸钢工业生产过程中，中间包用作盛放上述熔融金属，特别是钢水，的容器。在钢的连铸中，供入中间包的钢水一般是高牌号钢，这些钢水已经经历了多个生产步骤，使其适于特定的浇注。这些步骤通常包括例如一个或多个步骤，旨在控制存在于钢中的各种元素含量，例如碳和其他合金成分的含量，以及例如渣等夹杂的含量。在中间包内存留的钢水使进入的渣和其他杂质有更多的机会分离并漂浮在表面，在表面它们可以被吸收到例如提供在钢水表面的一层特殊保护层内。这样，中间包可以用来在将钢水供入结晶器铸造前进一步“清洁”钢。
为了使中间包向结晶器连续供给洁净钢水的能力最佳化，特别需要控制钢水通过中间包的流动，并使之成为层流。钢水通常是从钢包通过一个耐火砖套供入中间包的，该耐火砖套保护钢水流不与周围大气接触。来自钢包的钢水流一般以相当大的力进入中间包，且其本身能够在中间包内产生明显的紊流。在钢水通过中间包的流动中任何过度的紊流都会有一些所不希望有的效果，例如包括妨碍钢中的渣和其他不良夹杂聚结和上浮到表面，将一部分在钢水表面形成的或特别提供的起保护作用的硬壳带入钢水中，将气体带入钢水中，造成中间包内耐火材料衬的过度侵蚀，以及使流向浇注结晶器的钢水产生不均匀流动。
在克服这些问题的努力中，该行业在设计各种冲击垫方面进行了广泛的研究，目的是减弱由于入流钢水所产生的中间包内紊流，并使中间包内钢水流动最佳化，使钢水穿过中间包的流动尽可能地达到近似理想的“栓塞流”特性。总之，人们已经发现利用具有特殊设计的表面，能够使钢水流改变方向和形成层流的冲击垫，通常可以改善钢水穿过中间包的流动。
在先有技术中公开的冲击垫一般包括一个向下的钢水流撞击在上面的底板，和一个使钢水改变方向的垂直壁或壁部件。它们用耐火材料制成，在其工作寿命期内能够承受钢水流的腐蚀和侵蚀。它们通常制成浅盒子的形状，具有例如方形、矩形、梯形或圆形的底板。
WO96/14951(Foseco)公开了一种中间包冲击垫，它包括一个能够承受在中间包内与钢水接触的耐火材料本体。该冲击垫本体包括一个具有冲击表面的底板，自冲击表面向上延伸的外壁，以及与该壁相连并在其中构成一个开口的顶表面。该顶表面具有一个与冲击表面大体平行的内环部分，且在壁和冲击表面之间，以及同样在壁和顶表面的内环部分之间具有大体呈直角的角。该冲击垫使钢水在中间包内的滞留时间延长，这对于保证不良夹杂具有足够时间上浮到钢水表面并去除是非常重要的。
WO97/37799(Foseco)公开了一种中间包冲击垫，它包括一个能够承受在中间包内与钢水接触的耐火材料本体。该冲击垫本体包括一个具有钢水冲击表面的底板，和自该冲击表面向上延伸并环绕该底板延伸将其完全封闭的外壁。与该壁相连的环形主体部分提供了一个与冲击表面大体平行的顶表面，并构成一个钢水可以浇注到其中的开口，环形主体部分的下表面和壁的内表面构成一个凹槽，具有在冲击表面上面并环绕其连续延伸的切口部分。一部分顶表面的水平位置低于顶表面的其余部分，且该部分顶表面之下凹槽的横截面小于该凹槽其余部分的。该冲击垫对于改善长形中间包内的流动特性特别有用，其中钢水在中间包的一端注入中间包，而钢水的各个出口位于中间的另一端。该冲击垫的方向是这样的，水平位置低的端壁邻接到紧接着入流钢水的端壁，因此从该垫回弹的钢水优先流向此端壁。这具有显著减弱中间包内所产生的表面紊流的作用，总体上改善流动路径，结果是生产更洁净的钢。
WO00/74879(Foseco)公开了一种用耐火材料制成的中间包冲击垫，该冲击垫包括一个具有一个冲击表面的底板，在使用中面向上承接注入在冲击垫上的钢水，和自该底板向上延伸并至少环绕该冲击表面一部分周边的壁，该壁包括一个突出到冲击表面周边区域之上的悬伸部分，该悬伸部分包括多个较悬伸部分的其余部分更加突出到冲击表面上方的凸台。
在现有技术中，冲击垫具有一个带有悬伸部分的壁，即一个指向内的周边带，这样一个悬伸部分具有位于冲击垫底板的冲击表面上方并与其大体平行的下表面。
设计一个满足特殊预定参数的新冲击垫的过程是极其复杂的，因为改变冲击垫设计的一个方面一般会给整个中间包系统的流体动力学带来不可预测的结果。
发明内容
本发明的一个目的就是提供一种经过改进的冲击垫，其适于放置在中间包内，用于减少进入其中的熔融金属的紊流。
本发明提供一种用耐火材料制成的中间包冲击垫，它包括一个具有冲击表面的底板，该表面在使用中面向上冲着进入中间包的熔融金属流，一个自该底板向上延伸至少环绕冲击表面的一部分周边的壁，该壁上部的一个或多个部分支撑一个或多个在底板的周边上方向内突出的悬伸部分，其特征在于，该悬伸部分或至少一个悬伸部分具有至少这样一个部分，其下表面弯曲或倾斜，该弯曲或倾斜处在沿着壁的长度的方向上。
该倾斜或弯曲在沿着壁的长度的方向上。这意味着在平行于相邻壁的平面内通过该悬伸部分所截取的垂直截面中，绘制悬伸部分下表面的线将(1)是曲线或(2)是与水平面呈一定角度倾斜的一条直线(或多条直线)。
在上述悬伸部分的垂直截面是曲线的情况下，曲线的切线和水平面之间的角度最好在0°至45°的范围。在上述悬伸部分的垂直截面是倾斜直线的情况下，该斜线与水平面之间的角度最好在2°至45°的范围，例如5°至30°。
例如通过在沿着水平线或平行于壁的内周边的多个等间距位置测量该悬伸部分的高度，也可以证明该斜线或曲线的存在。该测量值相对于该曲线或斜线的轮廓而改变。
在该壁不是平面的，而是向内或向外倾斜的情况下，“壁的平面”一词要理解为这样一个参考平面，它是在确定上述倾斜或弯曲存在的某点之下与底板的周边相切的垂直平面。
悬伸部分的下表面例如可以在沿着壁的内周边的方向上向上和/或向下弯曲，因此构成弧形或部分弧形的顶部，和/或可以包括一个或多个线性倾斜的顶部。除了确定的倾斜或弯曲部分，悬伸部分的下表面还可以包括一个或多个水平部分。
斜面或曲面的平均梯度可以用连接上述表面的最低点和最高点的直线与水平方向形成的角度来规定。在本发明中，上述平均梯度较好的在与水平面呈2°至45°的范围内，最好在5°至20°范围内。
冲击垫的底板可以是任何合适的形状，例如诸如方形、矩形、梯形、菱形、六边形、八边形、圆形或椭圆形的多面体形状。最佳的形状是方形、矩形和梯形。
底板的冲击表面适于承受进入中间包的金属流的主要冲击力。它可以是例如平面的、凹形的或凸形的。如果需要，底板本身可以用适宜的装置附接在中间包的底板上，例如采用耐火材料接合剂，或通过在中间包的耐火材料衬的表面和冲击垫的下侧设置的相应的部件将底板固定住。冲击垫最好是嵌入在中间包的耐火材料底板内。这可以通过例如将冲击垫布置在中间包的整体耐火材料衬上来实现，在底板的周围，或也可在冲击垫的外壁的一部分放置一层强力耐火材料冷固化剂或热固化剂，而后使耐火材料固化，从而将冲击垫粘结在中间包内的位置。
自底板围绕冲击表面的周边的至少一部分向上延伸的壁最好用与底板相同的材料制成并与其构成一整体。至少一个围绕冲击表面的周边的至少一部分自该底板向上延伸的壁具有一个镜向对称的壁自该底板的相对的周边部分向上延伸。
在冲击垫要用于所谓的“双流”操作的情况下，该壁最好绕底板的整个周边延伸。该壁最好与底板呈垂直关系地延伸。这样，底板的线性周边部分刚好支撑垂直的平面壁部分，而底板的弯曲部分刚好支撑具有相应的弯曲的水平截面的垂直壁。
在冲击垫具有矩形或梯形底板且要用于所谓“单流”操作的情况下，该壁最好围绕底板的三个侧面延伸，第四个侧面没有壁或者有一个较低的壁。
壁的上部的至少一部分或多个部分支撑一个或多个在底板的周边上向内突出的悬伸部分。该悬伸部分最好呈自该壁向内突出的内周边带的形式。该周边带最好自该壁的顶部突出。
在冲击垫设计为基本用于双流操作的情况下，该悬伸部分，例如周边带，适于沿着壁的长度的至少50％，更好是至少75％，最好是100％延伸。当冲击垫设计为基本用于单流操作时，该悬伸部分，例如周边带，沿着壁的长度的50％至100％，最好是60％至80％延伸。
本发明要求至少一个上述悬伸部分具有至少一部分的下表面是弯曲或倾斜的，其弯曲或倾斜处在沿着壁的长度的方向上。具有限定的弯曲和/或倾斜的下表面的该悬伸部分占冲击垫的周边的至少20％以上，较好地是至少30％，更好是至少40％，最好是50％。
悬伸部分离开该壁朝向冲击垫的中心延伸的距离在此之后称作悬伸部分的宽度。这与平行于底板且其突出到该底板上的距离相对应。该悬伸部分沿着壁的长度延伸的距离在此之后称作悬伸部分的长度。
悬伸部分的宽度最好是自一侧向另一侧横跨冲击垫的距离的25％，最好是20％，例如5％至15％。在这些百分比例范围内的宽度能够有足够的开口空间供注入的熔融金属流冲击在底板的表面上，而没有实际撞击在周边的悬伸部分上的危险。如果需要，例如呈周边带形式的该悬伸部分可以是平行侧边的，也可以是沿其长度改变宽度的。例如，该悬伸部分可以具有周边带的形式，在方形或矩形冲击垫的一个角从零宽度倾斜至冲击垫的另一侧的宽度的例如距离的15％。
悬伸部分的宽度最好是这样的，使冲击垫的开口，即由冲击垫的上部的内周边所围绕的空间，处于冲击垫的底板的面积的2％至50％，最好是5％至25％的范围内。
该悬伸部分例如周边带自冲击垫壁的上部向内延伸，使周边带的下表面位于冲击表面的周边区域上方。这样，悬伸部分或周边带在冲击表面的上方有效地形成一部分顶部。根据本发明，该悬伸部分的下侧最好要么(1)在其沿着壁的内周边延伸时向上和/或向下弯曲，从而形成弧形或部分弧形的顶部，和/或(2)包括一个或多个平直倾斜的顶部。在下表面弯曲的情况下，弯曲的基本方向是平行于相邻壁的，且该表面在沿着壁的长度的方向上向上弯曲和/或向下弯曲。在该下表面是线性的(不同于弯曲)的情况下，它在底板的周边区域上构成上升或下降的顶部。因此，例如，该下表面可以自矩形底板的冲击垫的一个角向下一个角上升，或例如，自一个角上升至一个峰值后再降低到下一个角。高度的变化最好是基本连续或平缓的，也就是说在下表面的梯度上基本或根本没有突然的改变，例如基本或根本没有尖角部分或台阶。如果包括有任何尖角部分或台阶部分，那么它们最好具有钝角，角度最好在90°至小于180°的范围内，例如角度在160°至小于180°的范围内。
在根据本发明的另一个实施例中，该下表面在横截面上可以采取一个多边形段的形式，以提供一个包括一系列线性倾斜表面的拱形顶部。
在下表面弯曲的情况下，该曲面可以采取一段弧形部分的形式，例如，该弧形部分具有一段平滑弯曲的横截面。该曲线不一定对应于完好定义的标准数学曲线。但是，如果需要可以采用这种标准曲线，例如对应于例如圆锥截面的一段弧，例如圆、椭圆、抛物线或双曲线；或者对应于悬垂线或其一部分曲线段。
在限定的弯曲或倾斜的悬伸部分占据多边形底板冲击垫上的一个或多个壁的大体整个长度的情况下，该或各个下表面的长(L)高(H)比可以处于例如30∶1至3∶1范围内，最好在15∶1至5∶1范围内，其中“L”是悬伸部分的最低点和最高点之间测量的水平距离，而“H”是其最高点和最低点之间测量的垂直距离。
在冲击垫供双流连铸机使用的情况下，其底板最好是四边形，具有沿着冲击垫的两相对的壁，最好沿着两对相对壁，延伸的悬伸部分或周边带。这种冲击垫最好是正方形或矩形的，并且具有围绕冲击垫的整个周边延伸的壁和悬伸部分。在后一种情况下，根据本发明，相对的两侧最好具有弯曲或呈角度的周边带，而相对的另两侧最好具有没有弯曲或呈角度而是平行于底板的悬伸部分，例如周边带。处于相对两侧的该悬伸部分或周边带最好相互镜向对称。
因此根据本发明一种适用于双流操作的优选冲击垫具有一个矩形的底板，一个围绕该底板的垂直周边壁，并且在一对相对设置的壁上设有一对具有弯曲或倾斜下表面的悬伸部分，且在第二对壁上设有具有水平平面下表面的第二对悬伸部分。
根据本发明一种适用于单流操作的优选冲击垫具有正方形、矩形或梯形的底板，一个围绕底板的三个侧面的周边壁，并且在一对相对设置的壁上设有一对具有弯曲或倾斜下表面的悬伸部分，第三壁具有带水平平面下表面的悬伸部分。
悬伸部分的上表面最好是平滑表面。如果需要，该上表面可以具有与下表面相匹配的轮廓形状，例如提供一个至少在由弯曲或倾斜部分所占据的部分中具有大体均匀厚度的悬伸部分。
在设计用于双流操作的矩形底板的冲击垫的情况下，其两个相对的侧边最好具有支撑悬伸部分的壁，悬伸部分具有各自形成一个拱形的下表面，在拱形的中心(顶部)其宽度最小，在移离中心的方向上逐渐变宽，直至在拱形的端部和其后部分达到其最大宽度。例如，拱形的顶部的宽度最好是悬伸部分在拱形的端部的区域，及其两侧的区域的宽度的50％至80％。在这种情况下，该拱形可以是具有大体呈水平延伸的倒U形的弯曲拱顶，或者大体呈水平延伸的倒V形的线性顶的拱顶。
在与壁的内表面呈直角的方向上，悬伸部分的下表面可以直线或曲线方式延伸。在下表面与壁呈曲线联合的情况下，在与壁的表面呈直角所取的垂直截面呈现区分悬伸部分的下表面的线将呈曲线。
因此，根据需要，悬伸部分的下表面与壁的表面的联合可以采取尖角的形式，例如直角，锐角或钝角，也可以构成曲线的轮廓形式，例如具有一部分圆柱或其他弯曲横截面的弧形轮廓。
壁和冲击表面(即底板的上表面)的结合可以采取尖角的形式，例如直角、锐角或钝角，也可以是圆的或曲线的。
根据本发明的冲击垫可以用在制造耐火材料成型构件技术领域内众所周知的标准成型技术制成。根据需要，该冲击垫可以制成能结合在一起形成最终制品的两块或多块独立部分，也可制成一个单体的结构(即以一件式形成为一个单独的整体制品)。
制造冲击垫的耐火材料可以是在其整个工作寿命期间能够承受熔融金属流的浸蚀和腐蚀效应的任何适用的耐火材料。适用材料的例子是耐火混凝土，例如基于一种或多种特定耐火材料，以及一种或多种粘合剂的的混凝土。适于制造冲击垫的耐火材料在该技术领域内是众所周知的，例如氧化铝、氧化镁及其混合物或合成物。同样，适用的粘合剂在本技术领域内也是众所周知的，例如高铝水泥。
根据本发明的冲击垫可以制成供以单流、双流或多流模式操作的中间包使用。正如在本技术领域内众所周知的，以单流和多流(德耳塔(delta)中间包)模式操作的连续铸钢工艺一般采用(在水平平面内)具有方形、矩形或梯形横截面的冲击垫，其中一对相对的侧边设有等高的壁，第三侧边也具有壁，而第四侧边或具有一较矮的壁或没有壁。在双流(或有时为四流)技术中，冲击垫一般具有方形或矩形的横截面，其中第一对相对的侧边设有具有等高度的壁，而第二对相对的侧面也具有相同的高度(其高度与第一对可以相同也可以不同)。在单流或多流操作中，冲击垫一般靠近中间包的一端，位于熔化钢水出口所处的区域一侧，然而在双流操作中，冲击垫一般定位于矩形中间包的中心，两出口位于冲击垫的相反的两侧(或在四流操作中，两对出口位于相反的两侧)。
根据本发明的冲击垫可以用于例如在盛放熔融钢水的中间包中起到减少死容量和/或增强栓塞流和/或减少紊流的作用。
现在将参照附图对本发明做详细说明。
图1至31和图2A全部是根据本发明的冲击垫的示意图。
图1是一种旨在用于所谓的“双流”操作，根据本发明具有大体矩形形状的冲击垫的透视图，其中两相对侧面上的悬伸部分具有弯曲的下表面。角的一部分已被切去，以便显示悬伸部分、底板(或基底)和壁(或侧壁)的横截面形状；图2是沿图1中A-A线所截取的截面图，图3是图1所示冲击垫的平面图。图2A给出了通过图1中A1-A1线沿平行于壁的平面所截取的冲击垫的垂直截面图，且表示悬伸部分沿该壁等间距处高度的变化。
图4是一种旨在用于“双流”操作的冲击垫的透视图，多少类似于图1，只是两相对侧面上的悬伸部分具有双倾斜线性下表面。图5给出了图4通过B-B线的垂直截面，图6是通过C-C线的垂直截面。
图7是一种根据本发明旨在用于所谓的“单流”操作的冲击垫的透视图，其具有大体为梯形的底板形状，且其中两相对侧面上的悬伸部分具有弯曲的下表面。图8是一个平面图，图9是图7冲击垫的正视图。图10表示图8中所示冲击垫沿D-D线截取的垂直截面图。
图11是一种根据本发明旨在用于所谓的“单流”操作的冲击垫的透视图，其具有大体梯形的底板形状，其中两相对侧面上的悬伸部分具有平面倾斜的下表面。图12是通过图13中E-E线的垂直截面图。图13是图11所示冲击垫的平面图。
图14是一种根据本发明的冲击垫的平面图，具有与图3所示冲击垫类似的形状，但是在其两侧的相应的悬伸部分自其相应的中间部分宽度逐渐增大。图15是图14所示冲击垫的端视图，而图16是通过该冲击垫中心的垂直截面图。
图17是根据本发明再一种冲击垫的平面图，具有与图14所示冲击垫类似的形式，但是在平面上更加正方，且也是自其中心部分至其相应的端部的各个悬伸部分的宽度增加。图18是图17冲击垫的端视图，而图19是图17通过冲击垫中心的垂直截面图。
图20至包含的22分别类似于图14至16，分别以平面图、端视图和中心垂直截面图表示根据本发明的冲击垫，在相对两侧面上的悬伸部分的宽度自其中心至其相应的端部不连续地增大。
图23是根据本发明一种冲击垫的平面图，具有类似于图13所示的形式，而图24是通过图23冲击垫中心的垂直截面图，类似于图12所示的方式。
图25至27分别是类似于图8至10的视图，分别是根据本发明用于所谓的“单流”操作，具有大体为梯形的底板形状的冲击垫的平面图、端视图和中心垂直截面图，图28是根据本发明冲击垫的平面图，类似于图25所示冲击垫的形式，但是具有方形的底板形状；以及图29至31为分别等效于图25至27的视图，表示冲击垫的一个实施例，其中一个悬伸部分的终点短于冲击垫较宽的端壁。
具体实施例方式
图1至3示出了一个冲击垫1，它包括一个具有一个冲击表面3的底板2，一个自底板2向上延伸的壁4和一个自壁4向内突出的悬伸部分5。沿着冲击垫的相对的平行侧边6和7，悬伸部分5的下表面8是拱形弯曲的。参见冲击垫1的侧边6，可以看见，悬伸部分在底板上方的垂直高度平缓地增加，但不是线性的，自处于端部9的最小值至处于中心部分11的最大值，然后回到附图标记10处再减小到最小值。这样，该悬伸部分在底板的周边上方构成一个拱形的顶部。侧边7具有类似的拱形部分12，它是与其在侧边6上的对称部分呈镜像的。自冲击垫的相对端13、14突出的悬伸部分部分5在底板上方具有大体均匀的高度，即该悬伸部分的下表面是大体水平的且平行于底板2平面的。在中心11处悬伸部分的厚度(即垂直截面)最好小于端部9和10处的。图2A给出了自图1中A1-A1线所截取的冲击垫的截面图。可以看出，沿着壁6的底板以等间距x测量的高度平缓增大，但不是线性的，如高度按照m1、m2、m3的顺序变化，在m4达到最大值，然后减小到m5等所示。在此实施例中，各个拱形的悬伸部分的宽度沿着其长度是恒定的，但是它可以自中心最小宽度部分向两个方向逐渐增大。
图4至6给出了一个冲击垫20，它包括具有冲击表面22的底板21，一个自底板21向上延伸的壁23和自壁23向内突出的悬伸部分24。沿着冲击垫的侧边26，悬伸部分24的下表面呈两个平直倾斜表面28、29的形式，各个表面的下端分别位于冲击垫的角30、31附近，且在侧边26的中心相遇。侧边25具有与侧边26呈“镜像”的悬伸部分。参见冲击垫20的侧边26，可以看出，底板上方的悬伸部分的垂直高度平缓且线性增加，自在角31处的最小值增大到中心脊32处的最大值，然后再减小到在角30处的最小值。这样，侧边25、26上的该悬伸部分各自在底板的周边的上方形成一个拱形的顶部。自冲击垫的两相对端35、36突出的悬伸部分部分33、34在底板上方具有大体均匀的高度，即该悬伸部分的下表面是大体水平和平行于底板22平面的。在中心32处悬伸部分的厚度(即垂直截面)小于靠近角30、31的端部处的。由悬伸部分24的上表面构成的冲击垫顶表面在此实施例中是平面的。尽管所示的斜面悬伸部分的宽度是恒定的，但是它可以如图1至3的实施例所述那样自中心的最小值开始变化。
图7至10给出了一个冲击垫40，它包括具有冲击表面42的梯形底板41，一个自底板41向上延伸的壁43和自壁43向内突出的悬伸部分44。沿着冲击垫的侧边46，悬伸部分44的下表面47的形式为具有水平下表面48和弯曲的下表面49的表面。弯曲的下表面49的下端50处于其最小高度，其高度随着悬伸部分44的下表面朝向位于壁46的中心附近的点53处的最大高度弯曲而平缓(但是非线性)地增加。在该点，弯曲的表面水平展开并保持同样的高度直至角51。侧边52具有与侧边46呈“镜像”的悬伸部分。在底板42上方突出的悬伸部分54在底板上具有大体均匀的高度，即悬伸部分部分54的下表面大体是水平的并平行于底板42平面的。底板的较宽端处的垂直壁55没有悬伸部分，但是有向上斜切出的脊56。由悬伸部分44的上表面形成的冲击垫的顶表面在悬伸部分54的区域是平面的，且自中心区朝向端部55则平缓地向下弯曲。从图8可以注意到，自其壁43处窄而高的一端向其壁55处的宽而低的另一端，即自梯形底板的窄端向宽端，各弯曲的悬伸部分44的宽度是减的。
图11至13给出了一种冲击垫60，其旨在用于“单流”操作的冲击垫，它包括一个具有冲击表面62的梯形底板61，一个自底板61向上延伸的壁63和自壁63向内突出的悬伸部分64。沿着冲击垫的侧边65，悬伸部分64的下表面66是一个倾斜的平直表面。倾斜下表面66的下端67处于其最小高度，该高度随着悬伸部分64的下表面朝向其处于冲击垫的角69附近的点68的最大高度处向上倾斜而平缓(且线性)地增加。侧边70具有与侧边65呈“镜像”的悬伸部分。自冲击垫的侧边73在底板62上方突出的悬伸部分71在底板上方具有大体均匀的高度，但是上述表面的平面相对于其所延伸的壁73的表面略呈锐角横向倾斜。在底板上方自冲击垫的壁74突出的悬伸部分72在底板上具有大体均匀的高度，但是上述表面与其所延伸的壁74的表面微呈钝角横向倾斜。如图11和12中清楚可见，由悬伸部分64的上表面构成的冲击垫的顶表面是平面的，但与水平呈一角度倾斜。
如图11和13中可见，各个倾斜悬伸部分的宽度自梯形底板的较窄端向较宽端连续减小。
图14至16中所示的实施例具有与图1至3中所述冲击垫类似的形式，其分别具有矩形的底板80和一对相对的弧形悬伸部分81、82。但是图14至16中所示的实施例在两个方面与图1至3中所示的略有不同。首先自冲击垫的相对端突出的悬伸部分不是象图1至3中所示那样是水平并平行于底板的平面的，而是如图16中所示，略微向上倾斜/弯曲的。第二，可以注意到，在弧形的悬伸部分81、82各自的内侧表面的平面上，其自身是略有弯曲的，因此这些悬伸部分各自的宽度在弧形的中心/顶点是最小值，在离开上述中心/顶点的方向上逐渐变宽，直至达到弧的端部处的最大宽度。这样，冲击垫的顶部的开口其长边呈浅凹弧形的形式，反之图3实施例中所示的开口具有直的侧边，仅在角部略呈弧形。
最后可注意到，在图14至16的实施例中，冲击垫的较短边上设置有搬运钩83。
图17至19中所示的实施例类似于图4至6中所示的，尽管其底板更加正方一些。但是，冲击垫的一对相对的侧边也设置有同样的悬伸部分90、91，各悬伸部分的下表面呈两个平直倾斜表面的形式，等同于图4至6实施例的表面27和28。对于各悬伸部分90、91还可注意到，该悬伸部分的最小宽度处于弧形的中心/顶点，在自离开上述中心/顶点的方向上逐渐变宽，直至达到弧的端部处的最大宽度，如图17所示那样。如图19中可见，冲击垫的另一对侧边具有非常短的悬伸部分，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，沿着其中一个没有斜面的悬伸部分的侧边提供有一对钩子94，类似于图14至16所示实施例的钩子83的形式。
图20至22所示实施例类似于图17至19中所示的实施例，其具有一对悬伸部分100、101，它们各自具有呈两个平直倾斜表面的下表面，在悬伸部分的长度的中心相遇，如图22所示的那样。相对的各对悬伸部分具有其相应的向内向上呈一定角度的下表面，如图22所示的那样。同图17至19的实施例相比主要的区别是悬伸部分100、101的各自内侧表面的结构。如图20中可见，各个悬伸部分100、101确实在弧的中心/顶点处具有最小宽度，在离开上述中心/顶点的方向上逐渐变宽，直至达到弧的端部处的最大宽度。但是不同于图14至17实施例所示的该变化是连续的，此处该变化是不连续的，其中，在弧的最高点部分的相对的两侧最小宽度部分延伸一段距离，然后此最小宽度部分通过相应的向内呈一定角度的平直部分连接到处于弧的端部的其最大宽度部分，因此从弧的一端至其中心，构成悬伸部分的三段宽度不同的部分。如其他实施例一样，该冲击垫具有平底板102。
图23至24中所示的实施例大体对应于图11至13所示的，即其呈“单流”冲击垫的形式，它具有梯形的底板110。如同图11至13的实施例，一对悬伸部分111、112的下表面是平直倾斜表面，如图24所示。相应地如图11至13的实施例，各个悬伸部分的宽度自其靠近冲击垫的较窄端部的最大值减小到靠近冲击垫的较宽端的最小值。在冲击垫的较窄端在直立的壁上设置有向外延伸的钩子112。如同图11至13的实施例，该壁是垂直的，而冲击垫的相对的壁向外和向上倾斜，且高度低于带有钩子112的垂直壁。
图25至27中所示的实施例类似于图7至10中所示，它包括一个梯形的底板120。如同图7至10的实施例，一对相对的悬伸部分121、122各自具有一个下表面，呈具有一水平下表面和弯曲的下表面的形式，如图27所示。但是，不同于图7至10所示的实施例，在底板120的宽端没有直立的壁，所以实际上，底板120仅仅在冲击垫的开口端延伸出。换言之，图7至10中所示实施例的垂直壁55省略了。最后，可以注意到，一个钩子123被嵌入底板120中，并在底板的窄端穿过自底板向上的壁的底部并自其延伸。
最后应注意到，图28给出了一个等同于图25所示的实施例，但是带有方形而不是梯形的底板。
在图29至31所示的再一个实施例中，一个或两个斜面悬伸部分130、131类似于图23和24的悬伸部分111、112的布置形式，可以在短于冲击垫的宽端处终止，如悬伸部分130所示。冲击垫的较宽端的壁132没有悬伸部分，且其外表面是向上和向内成一角度的。
已经发现，尽管悬伸部分的下表面的弯曲或倾斜产生了改善性能的效果，但在使用中，如果至少一个悬伸部分的宽度沿其长度变化，换言之，如果冲击垫的顶表面的入口是不均匀的，没有这种弯曲或倾斜也能产生改善性能的效果。尽管通过仅改变一个悬伸部分的宽度也能够提供改善的效果，但是最好在相对的一对悬伸部分的每个悬伸部分均有变化，例如所述实施例中的倾斜或弯曲。但是，宽度的变化可以应用于冲击垫的所有悬伸部分，不论它是3个还是4个侧边。再者，如上述实施例所述，各种宽度的变化可以是连续的也可以是不连续的，而连续的又可以是以如图14所示的曲面形式，也可以是如图17所示的成一角度的平直表面形式。任何不连续的宽度变化形式也是适用的，例如如图20中所示的。对于特殊形式的冲击垫，例如供单流使用的梯形的冲击垫，该变化可以是如图23和25所示的连续的，而不是如图14、17和20所示，该变化分别处于中心部分的相对侧边。
无论如何，如果至少一个悬伸部分的下表面为弯曲或倾斜的结合采用了如本文实施例所述的悬伸部分或其他悬伸部分的宽度变化，则已知冲击垫装置的性能将显著改善。与其同心形式的设计相比，这降低了进入中间包的熔融金属流的速度。特别是本发明的冲击垫使通过中间包的金属流动的控制更加良好，并且减少金属在其中的滞留时间。
权利要求
1.一种用耐火材料制成的中间包冲击垫，它包括具有冲击表面的底板，该表面在使用中面向上承受进入中间包的熔融金属流，自该底板至少围绕冲击表面的一部分周边向上延伸的壁，该壁的上部的一个或多个部分支撑一个或多个在底板的周边上方向内突出的悬伸部分，其特征在于，该悬伸部分或至少一个所述悬伸部分的至少一部分的下表面是弯曲或倾斜的，弯曲或倾斜是在沿着该壁长度的方向上。
2.如权利要求1所述的中间包冲击垫，其特征在于，具有限定的弯曲和/或倾斜的下表面的悬伸部分占冲击垫的周边的至少40％。
3.如权利要求1和2所述的中间包冲击垫，其特征在于，该底板是方形、矩形或梯形的。
4.如权利要求1至3中任一项所述的中间包冲击垫，其特征在于，水平方向与连接所述弯曲或倾斜部分的最低点和最高点的直线之间构成的角度在5°至20°范围内。
5.如权利要求1至4中任一项所述的中间包冲击垫，其特征在于，至少一个所述悬伸部分的至少一部分的下表面是弯曲的，因此，在平行于的壁的平面的平面内通过该悬伸部分所截取的垂直截面上，曲线的切线与水平方向所构成的角度在0°至45°范围内。
6.如权利要求5所述的中间包冲击垫，其特征在于，该下表面呈弧形或部分弧形的形式。
7.如前述权利要求中任一项所述的中间包冲击垫，其特征在于，该壁绕底板的整个周边延伸。
8.如权利要求7所述的中间包冲击垫，其特征在于，其具有方形、矩形或梯形的底板，并在一对相对设置的壁上设有一对具有弯曲或倾斜下表面的悬伸部分，且在第二对壁上设有具有水平平直下表面的第二对悬伸部分。
9.如权利要求8所述的中间包冲击垫，其特征在于，一对具有弯曲或倾斜下表面的悬伸部分分别具有拱形的形状。
10.如权利要求9所述的中间包冲击垫，其特征在于，至少一个拱形在拱形的中心/顶点具有其最小宽度，在离开所述中心/顶点的方向上逐渐变宽，直至达到处于拱形的端部的最大宽度。
11.如权利要求10所述的中间包冲击垫，其特征在于，所述至少一个拱形的宽度自其中心/顶点至其各端连续地减小。
12.如权利要求10所述的中间包冲击垫，其特征在于，所述至少一个拱形的宽度自其中心/顶点至其各端不连续地减小。
13.如权利要求9所述的中间包冲击垫，其特征在于，至少一个拱形在拱形的中心/顶点具有其最小宽度，在离开所述中心/顶点的方向上逐渐变宽，直至在拱形端部前达到其最大厚度。
14.如权利要求1所述的中间包冲击垫，其特征在于，其具有方形、矩形或梯形的底板，围绕底板的三个侧边的周边壁，在一对相对设置的壁上设有一对具有弯曲或倾斜下表面的悬伸部分，第三壁具有带有水平平直下表面的悬伸部分。
15.如权利要求14所述的中间包冲击垫，其特征在于，该周边壁仅围绕底板的三个侧边。
16.如权利要求14所述的中间包冲击垫，其特征在于，该周边壁围绕底板的所有四个侧边，第四壁没有悬伸部分。
17.如权利要求14所述的中间包冲击垫，其特征在于，该周边壁围绕底板的所有四个侧边，而相对设置的第三和第四壁分别具有不同的高度。
18.如权利要求14至17中任一项所述的中间包冲击垫，其特征在于，具有弯曲或倾斜下表面的一对悬伸部分各自具有拱形的形状。
19.如权利要求18所述的中间包冲击垫，其特征在于，至少一个拱形在其一端具有其最小宽度，且在其相对的另一端有其最大宽度。
20.如权利要求19所述的中间包冲击垫，其特征在于，所述至少一个拱形的宽度自其最小宽度向其最大宽度连续减小。
21.如权利要求19所述的中间包冲击垫，其特征在于，所述至少一个拱形的内侧表面是平直的或弯曲的，以构成所述宽度的连续减小。
22.一种用耐火材料制成的中间包冲击垫，其特征在于，其包括底板，其具有在使用中面向上承受进入中间包的熔融金属的冲击表面，至少围绕冲击表面的一部分周边自该底板向上延伸的壁，该壁的上部的一个或多个部分支撑一个或多个在底板的周边上方向内突出的悬伸部分，其特征在于，该悬伸部分或至少一个所述悬伸部分在其两个相对指向的壁之间的中心具有最小宽度，以连续的方式在移离所述中心的方向上变宽，达到处于其端部的最大宽度。
23.如权利要求22所述的中间包冲击垫，其特征在于，所述悬伸部分或每个所述悬伸部分的内侧面是平直的或弯曲的，以构成所述宽度的连续减小。
24.一种用耐火材料制成的中间包冲击垫，它包括具有冲击表面的底板，该表面在使用中面向上承受进入中间包的熔融金属流，至少围绕冲击表面的一部分周边自该底板向上延伸的壁，该壁的上部的一个或多个部分支撑一个或多个在底板的周边上方向内突出的悬伸部分，其特征在于，所述悬伸部分或每个所述悬伸部分在其一端具有最小宽度，且在其另一端具有最大宽度。
25.如权利要求24所述的中间包冲击垫，其特征在于，所述悬伸部分或每个所述悬伸部分的内侧面是平直的或弯曲的，以构成所述宽度的连续减小。
全文摘要
一种用耐火材料制成的中间包冲击垫(1、20、40、60)，它包括一个具有冲击表面的底板(1、22、42、62)，该表面在使用中面向上承受进入中间包的熔融金属流，一个至少围绕冲击表面的一部分周边并自该底板向上延伸的壁(4、23、43、63)，该壁的上部的一个或多个部分支撑一个或多个在底板的周边上方向内突出的悬伸部分(5、24、44、64)。至少一个悬伸部分的至少一部分下表面是弯曲或倾斜的，弯曲或倾斜处在沿着该壁的长度的方向上。该冲击垫最好具有矩形的底板，且一对相对的壁设有朝向壁的中心向上弯曲的悬伸部分。第二对壁上的悬伸部分(33、34)可以是例如平面并平行于底板。弯曲或倾斜的悬伸部分的宽度在离开其中心的两个方向上增大。
文档编号B22D41/00GK1625451SQ03802852
公开日2005年6月8日 申请日期2003年3月27日 优先权日2002年3月28日
发明者D·R·扎查里亚斯, J·莫里斯, E·沃特施 申请人:福塞科国际有限公司