[发明专利]冲击垫

说明书

用于冶金过程的冲击垫(30)由耐火材料形成，并包含具有冲击表面(32)的基部(31)，该冲击表面(32)向上面对进入包含冲击垫的容器的熔融金属流。具有多个相邻壁部分(36、38)的壁(34)从基部(31)向上延伸。冲击表面(32)包含至少一个从壁部分(36、38)向内延伸的非水平刻面；垂直于壁部分延伸的刻面中的所有线相对于水平面倾斜或偏离。

技术领域

本发明涉及一种在本领域中被称为“冲击垫”的耐火材料制品，其用于处理熔融金属，尤其是钢。本发明尤其涉及一种用于放置在中间包中的冲击垫，用于减少进入中间包中的钢水冲击流未对准的影响。本发明特别适用于钢的连续铸造。

背景技术

中间包用作所述熔融金属的存储罐，特别是用作钢连续铸造的工业过程中的钢水的存储罐。在钢的连续铸造中，送入中间包的钢水通常是经过各种步骤以使其适合特定铸造应用的高等级钢。这些步骤通常包括例如一个或多个步骤以控制钢中存在的各种元素的水平(或含量)，例如碳或其他合金成分的水平，以及污染物例如炉渣的水平。钢在中间包中的停留为任何夹带的炉渣和其他杂质提供了进一步的机会以使其分离并漂浮到表面上，在该表面上它们可以例如被吸收到设置在钢水的表面上的特殊保护层中。因此，中间包可以用于在钢供给入结晶器之前进一步“清洁”钢。

为了优化中间包向结晶器连续供应洁净钢的能力，尤其希望控制和流线化通过中间包的钢流。钢水通常经由保护钢流免受周围环境影响的长水口从钢包供给到中间包。来自钢包的钢水流通常带有相当大的力进入中间包，这可能在中间包自身内产生相当大的湍流。在通过中间包的钢水流中的任何不适当的湍流会产生许多不良影响，包括例如妨碍钢中的炉渣和其他不希望的夹杂物结块并漂浮到表面；将在其表面上形成或特别设置的保护渣的一部分夹带到钢水中；向钢水中卷入气体；在中间包中造成耐火材料内衬的过度腐蚀；及造成钢液向结晶器的不均匀流动。

为了克服这些问题，工业界已经对冲击垫的各种设计进行了广泛的研究，以用于减少由于进入的钢水流而引起的中间包中的湍流，以及用于优化钢水在中间包中的流动以使得在钢水穿过中间包时尽可能靠近理想的“柱塞流”特性。泛泛而言，已经发现，通过中间包的钢水流通常可以使用具有特别设计的表面的冲击垫进行改进，该表面能够使钢水流改向和流线化。

柱塞流行为(即钢的各部分连续通过中间包而没有明显的混合)需要在钢水从冲击垫离开之后朝向远离中间包出口的方向流动。从冲击垫到中间包出口的大部分流动的存在，在中间包中的停留时间最小时，被称为“短路”。在现有技术中公开的冲击垫通常被设计为特别注意所产生的流动的向上的分量。在中间包中的停留时间的增加和停留时间的均匀性的增加对应于混合的最小化，并且使得钢成分连续通过中间包时能够保留它们各自的组分。

在中间包的某些构造中，例如在多流铸造中间包中，难以对所有铸流产生均匀的停留时间和温度。如果将钢供给入中间包的长水口不是竖直的，或者未将钢流引导到中间包的中心，则特别困难，在这种情况下，可能导致多个铸流具有不均匀的热分布和不均匀的停留时间。铸流之间的热分布和停留时间的大差异会导致操作问题和钢制品中缺陷增加。

现有技术中公开的冲击垫通常包括基部和竖直侧壁或侧壁部件，向下引导的钢水流冲击该基部，所述竖直侧壁或侧壁部件重定向该钢水流。冲击垫由耐火材料制成，该耐火材料能够在冲击垫的工作寿命期间耐受钢水流的腐蚀和冲蚀作用。冲击垫通常成形为具有例如正方形、矩形、梯形或圆形基部的槽或浅盒的形式。

获得期望的流动形式要求来自钢包的输入流体在特定位置、通常在冲击垫的几何中心接触到冲击垫。然而，对输入的钢包流的精确控制是困难的，并且输入流从其期望位置稍微偏离中心并不少见。未对准的流可能引起冲击垫的壁之一的选择性侵蚀，或者可能冲击并侵蚀冲击垫的上表面，导致不期望的流动形式，并且可能加剧冲击垫原本旨在克服的问题。

应当理解，设计满足特定预定标准的新的中间包冲击垫的过程是非常复杂的，因为改变冲击垫设计的一个方面通常对整个中间包系统的流动动力学具有不可预见的影响。

发明内容