用于分开并且分配液态金属流的冲击垫制造技术

一种用在熔融金属连铸中的中间包冲击垫，它包括：一基板（２），它具有至少部分由形成有通道的侧壁（４）包围的上冲击表面。该冲击垫用来接收熔融金属输入流并且使之偏转，并且使得偏转流能够通过该冲击垫的通道和开口顶面流出。围绕着所述通道的拱形阶梯形部分（８、９、１０）和／或堰形壁（４）帮助引导流出。流出的分开和分配有助于在冲击垫和中间包出口之间在熔融金属中产生单向流。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于减小熔融金属熔池中的表面湍流的设备，更具体地说涉及一种用于控制输入钢水包流的流体流型、以便降低在连铸期间在中间包中的表面湍流的冲击垫。
技术介绍
在铸造过程中，熔融金属从第一容器流入进第二容器或模具。例如，在钢的连铸中的一般做法是从钢水包容器将熔融金属转移到中间包容器并且从中间包容器转移到模具中。熔融金属流通常从连接在钢水包底部上的喷嘴、管道或护罩中流出，并作为下落流进入中间包。金属通常作为通过在中间包底部中的出口流出的一股或多股排出流离开中间包。水模拟法是模拟熔融金属流动的可接受方法，并且已经用来分析熔融钢水流从钢水包进入中间包的流动。水模拟法已经显示出输入的钢水包液流从中间包底面朝着熔融金属表面偏转。偏转的液流会向上涌动并且在熔融钢水表面处产生过大的湍流。结构屏障例如中间包侧壁和端壁会加剧湍流。过大的湍流会使表面上的保护渣壳分解并且将熔渣颗粒带入到熔融钢水中。因此暴露于空气会使钢氧化。熔渣颗粒会在固化钢水中产生杂质。这2种因素都对最终产品产生负面影响。中间包冲击垫用来防止中间包衬里受到钢水包液流的侵蚀，但是它们还用来控制偏转液流、湍流和熔融金属在中间包的流动。冲击垫设置在中间包的底部上以接受输入的钢水包液流。冲击垫包括一上表面，该表面能够承受熔融金属输入流的冲击力和侵蚀作用。当冲击垫的侵蚀出现时，该冲击垫比中间包衬里更容易更换。冲击垫的上表面通常大于输入液流的横断面或直径，以适应中间包相对于钢水包的横向和垂直运动。现有技术的中间包冲击垫可以简单地由限定一上表面的耐火材料平板构成。该冲击垫可以设置在中间包的底部中或者嵌入其中。该垫优选设置在钢水包护罩下方，从而输入液流将冲击在该垫的上表面上。这个结构往往不能控制偏转钢水包液流。现有技术还包括设计用来通过重新引导偏转液流来改善中间包流动特性的冲击垫。现有技术垫板包括用来改变输入液流的偏转图案和在中间包熔池中的整体流动特性的形状以便减小在中间包中的喷溅和湍流。Soofi的US5072916披露了一种具有波浪形上表面和波浪形侧壁的冲击垫，以便用来重新引导并且减缓反射流且同时降低了流体的喷溅、振荡和湍流。Saylor的US5358551披露了一种冲击垫，它具有完全围绕着该垫板的上表面周围的环形侧壁，由此形成一种具有内部空间的冲击垫。该环形壁包括一下部凹口，用来使流体向上并向内转向。Schmidt等人的US Re.35685披露了一种冲击垫，它包括一具有下部凹口表面的外侧壁，它重新引导该流体并且使之返回到输入流。与Saylor不同，该侧壁没有描述为环形，即该侧壁没有完全缠绕在上表面的周边上。流体的主要部分沿着中间包的底部朝着中间包开口流出，并且没有朝着金属表面向上引导。Vo Thanh等人的US4776570披露了一种钢水包碎流装置，该装置由具有顶壁和侧壁的封闭箱子构成。顶壁包括一开口，所述钢水包护罩的底端装配在其中，从而输入流进入该箱子。侧壁具有多个简单笔直的孔，这些孔使得熔融金属能够以多股低能子流的形式离开该箱子。在没有顶壁的情况下，熔融金属没有任何刺激离开这些孔并且可能从碎流装置的顶部排出。该碎流装置被描述成抑制熔渣夹杂并且允许进行更好的夹杂物分离。与冲击垫不同，碎流装置为具有顶壁的封闭箱体。另外，该碎流装置固定在钢水包护罩上，并且阻碍了钢水包和中间包之间的相对横向运动。使钢水包护罩相对于中间包自由运动非常有用，并且可以证实对铸造操作是必要的。本专利技术人关心不使用钢水包碎流装置。现有技术的冲击垫不能充分地控制熔融金属在中间包的流动。平坦的冲击垫可以具有过大的喷溅，从而导致表面湍流和金属的氧化。由于中间包壁附近的强向上液流部分和输入流周围的向下拖拽力而出现熔渣夹杂。这个行为会导致脏钢并且通常降低了金属质量。成形的冲击垫首先使流体向上朝着中间包的顶面引导。流体朝着熔池表面的重新引导会干扰该表面，从而导致湍流和由熔渣和气体构成的液态金属污染物。还有由现有技术垫板在中间包熔池中产生的整体流型不能为非金属浮选或者为降低在化学转换期间金属化合物之间的混合提供最好机会。具有不是环形的侧壁的现有技术冲击垫主要在中间包底部附近向外重新引导流体。这个重新引导有助于降低表面扰动，从而不会为非金属浮选或降低金属化合物之间的混合提供最好的机会。有或没有侧壁的现有技术冲击垫不会以这样一种方式重新引导流体，即流体以受控的方式在向上和向外方向上被分开并且分配，从而降低了表面湍流，同时允许进行夹杂物分离。专利技术概述本专利技术的中间包冲击垫包括具有由形成通道的侧壁围绕的上冲击表面的基板。侧壁可以是环形的，并且与基板一起形成具有开口顶面的内部空间。冲击垫用来接受熔融金属输入流并且使之在冲击表面上偏转。冲击垫用来允许偏转流流动穿过通道。通过环形侧壁，流体可以只是通过开口顶面和通道离开内部空间。本专利技术的一个目的在于提供一种冲击垫，它使输入流平行于上冲击表面偏转。该冲击垫然后将该偏转流分开并分配成单独部分，这些单独部分从冲击垫流动穿过在侧壁中的多条通道并且向上穿过顶面。本专利技术的另一个目的在于提供一种冲击垫，它使偏转流在向上和向外方向上分开并且分配，以便降低熔融金属熔池的表面扰动。本专利技术的另一个目的在于提供一种冲击垫，它促进了熔融金属在中间包中的单向流动，尤其是偏转流从冲击垫朝着中间包出口的单向流动。本专利技术的再一个目的在于使流体在向上和向外方向之间分开以便降低流体对由输入流偏心冲击在冲击表面上而造成的扰动和不对称性的敏感程度。在一个实施方案中，冲击垫包括由具有多条通道的带孔侧壁围绕的基板。优选的是，侧壁包括用来使偏转流流向通道的部件。这些部件可以包括位于通道上方和下方的偏转表面。在另一个实施方案中，堰形壁使内部空间分成多个腔室，由此使偏转流减速。偏转流在这些壁上方或者围绕着它流向带孔侧壁，并且通过通道或顶部边界离开内部空间。附图的简要说明附图说明图1为中间包和现有技术平板冲击垫的剖视图，显示出流型；图2为中间包和具有笔直侧壁的现有技术冲击垫的剖视图，显示出流型；图3为中间包和具有向内弯曲侧壁的现有技术冲击垫的剖视图，显示出流型；图4为中间包和具有局部向内弯曲侧壁的现有技术冲击垫的剖视图，显示出流型；图5a为本专利技术冲击垫的透视图；图5b为沿着本专利技术冲击垫的A-A线剖开的剖面透视图；图5c为本专利技术冲击垫的剖视图；图6为在中间包内的本专利技术冲击垫的透视图，它包括流型；图7为本专利技术冲击垫的剖视图，显示出流型；图8为本专利技术冲击垫的剖视图，显示出单向流动；图9a为本专利技术可选实施方案的透视图；图9b为图9a的剖面透视图；图10a为本专利技术另一个可选实施方案的透视图；图10b为图10a的剖面透视图；图11为本专利技术另一个可选实施方案的透视图，它包括堰形结构；图12a为图11的横向剖视图； 图12b为图12的纵向剖视图。优选实施方案的详细说明图1为设置在中间包2内的现有技术平板冲击垫1的剖面示意图。箭头表示进入中间包2的输入流3、离开中间包2的排出流4以及包含在中间包空间5中的熔融金属的某些其它流动分量。由于熔融金属在整个中间包空间5上喷溅并且搅动，所以在中间包空间5中的整体流型具有大量的分量。平板1的冲击表面7使输入流3向外偏转以产生偏转流6。一部分偏转流6反向并且朝着输入流3向上并且向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用在连铸中的中间包冲击垫，其特征在于：ａ）一基板（２），它具有用来接收和偏转熔融金属输入流的冲击表面（３），该冲击表面具有一周边；ｂ）一侧壁（４），它沿着至少一部分所述周边从冲击表面向上延伸，所述侧壁形成有多条通道（５） ，用来使得至少一部分偏转输入流能够通过这些通道离开。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：徐东，劳伦斯希斯利普，詹姆斯多里科特，
申请(专利权)人：维苏维尤斯克鲁斯布公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]