防止湍流的中间包和冲击垫制造技术

中间包冲击垫，由能够承受连续接触熔化金属的耐火合成物构成，所述冲击垫包括具有冲击表面的基座，和从基座向上延伸的环形外侧壁，外侧壁整个包围具有放置所述熔化金属液流的上开口的内空间，所述外壁包括带有至少向里和向上延伸朝向所述开口的第一部分的环形内表面。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一般来说本专利技术涉及中间包容器，更具体地说本专利技术涉及为防止熔化的金属在中间包里产生湍流而设计的中间包冲击垫。中间包用于盛装从铸桶通过铸桶套管输送的大量或一罐熔化金属，例如熔化的铁或钢。将中间包安放在铸桶和铸造设备或铸模之间，铸造设备或铸模放置着熔化的金属并在其中形成各种形状的产品。铸桶位于中间包和铸桶套管上方几英尺，以长形管子的形式从铸桶引到中间包。铸筒套管将熔化的金属呈紧密压实的液流方式输送至中间包。进入的熔化金属流可能具有2至10瓦特/吨的动能。安放在中间包中的浇注垫已广泛采用，以防止由于进入的熔化金属液流力对中间包衬套的工作和安全造成的破坏。这种熔化金属进入液流的动能也会产生湍流，如果没有很好地控制熔化金属的流动，则该湍流能通过中间包扩展。经常这种湍流对于从中间包中取出的金属而构成的铸造产品质量造成肯定的影响。更确切地说，中间包内产生的湍流和高速流动可以有下列的有害作用。1、过多的湍流可干扰钢表面，并在铸桶变化或在有低液面熔化金属的中间包操作时，促进熔渣的乳化作用。2、由于浇注区域内的湍流造成的高速度使中间包的工作衬套产生腐蚀，中间包通常是由比冲击垫密度更低的耐火材料制成。3、中间包内的高度湍流能防碍杂质的分离，尤其是尺寸小于50微米的杂质更是如此，这是由于这种湍流的振荡性质决定的。4、高速流动也能增加熔渣进入铸模的可能性，通过增加熔化金属的旋涡在中间包内使熔渣向下朝向出口。5、湍流在中间包内可造成熔渣/金属界面间的靠近金属槽顶部的扰动，并因此促成熔渣卷吸以及在熔渣层里打开一个“眼”或空间的可能性，它可能是使熔化金属再氧化的源泉。6、中间包内高度的湍流可分离中间包和铸模之间的浇注液流。这就能造成使铸造工艺产生困难的浇注液流的“裂隙”和“喇叭口”。7、中间包内的高速液流也产生称之为“短路”的情况。短路关系到取自铸桶至冲击垫到中间包的最接近出口的熔化金属液流路径很短的问题。这是不希望有的情况，因为它减少了杂质在槽里扩散的时间。而高速流动使相当大量的杂质排入铸模，将铸模中的铸造产品质量降低。普通的平面冲击垫使进入铸桶的液流冲击该垫的顶部并快速流到中间包的侧壁或端壁。当液流达到侧壁和/端壁时，液流向上反弹至中间包的表面，在这里液流改变方向朝向中间包的中央，或者换句话说是朝向进入铸桶的液流。这就造成不希望有的在中间包内的向内方向环流。中间包另一侧或端壁的相对的液流朝向中间包的中央流动，同时携带着溶渣或其他杂质，这些熔渣和杂质漂浮在中间包内槽的表面。结果这些杂质被引向进入的铸桶液流，然后被迫向下进入槽中朝向出口或中间包的出口。这样有趋势造成更多的杂质从中间包中出来并进入铸模中，因此降低了铸模中制造的产品质量。过去曾建议并采用多种其他类型的中间包垫，但没有一种能完全提出所有的上述问题。由SOOfi发表的美国专利US，5,131,635和US，5,133,535以及Schmidt等人发表的美国专利US,5,169,591中，介绍了现有的中间包垫的实例。但是，上述专利公开的中间包垫不适于解决上述问题，其原因至少是因为每篇专利都使定向进入铸桶的液流直接朝向中间包的注口或多个注口。同时这些垫也不能减慢进入铸桶的液流使其足以能完全解决与上述高速流动相关的问题。在这方面，由于上面的各专利文献公开的冲击垫，将进入液流定向在一个或两个侧方向，朝着中间包的一个或多个注口，铸桶液流的速度没有降低达到足以避免出现上述问题。此外，将铸桶液流定向朝着中间包的注口或多个注口，正如上述专利文献中所述，会导致上文所述的“裂隙”、“喇叭口”和“短路”的问题，本专利技术提供一种防止湍流的中间包冲击垫，冲击垫由底部冲击表面构成，并包括从底部向上延伸的环形侧壁，整个包围一个具有上开口的内空间，熔化金属从铸桶套管直接进入该开口。冲击垫的环形侧壁包括环状内表面，该内表面至少有一部分相对底冲击表面向上延伸并向里朝向冲击垫开口。环形侧壁完全包围冲击垫的内部空间，因此进入的金属液流重新返回液流中，并造成了使金属反向流远离铸桶套管的金属流动图形。在第一实施例中，冲击垫的环形侧壁内表面从顶上观察呈圆形。侧壁内表面开始从底部冲击表面向外向上是凹曲面形，然后向里向上到达限定冲击垫开口的垂直表面。内侧壁表面最好是由底部冲击表面到限定开口的垂直壁面为连续弯曲面。第二个实施例中，本专利技术冲击垫呈矩形，但仍然保持着具有整个包围由环形侧壁确定的内部空间的特性。在这方面，在贯穿说明书和权利要求书中使用的术语“环形”并不意指任何特殊的形状，而是意味指出整个包围的、环状的边界结构。第二实施例中，内侧壁表面至少要包括一部分向上并向里朝向冲击垫中中央开口延伸的部分。采用本专利技术第一个或第二个实施例的冲击垫结构，都可在中间包中造成同样的所希望的流动图型。本专利技术的中间包浇注垫不仅能承受进入铸桶液流的冲击，而且还能缓冲通常由液流产生的相关的湍流。最终解决前述现有技术中存在的问题，本专利技术构成的冲击垫可将浇注液流返回到液流中，造成反向流动相互减慢速度，因此减少了中间包内的湍流和防止高速流动。整个包围了冲击垫的空腔由此改变了进入液流从垂直向下到垂直向上的路径。由冲击垫造成的流动图型形成了熔化金属的路径，该路径是慢慢向上朝向金属槽表面，然后在全部方向上径向向外朝向中间包的壁面。这不仅有利于漂浮杂质的流动条件，同时也提供了中间包内温度的均匀性。更重要的是减小了中间包中过多的湍流和高速流动所造成的有害效果。本专利技术的防止湍流冲击垫比上述现有技术冲击垫提供了更多有利的流动图型，现有技术的冲击垫使进入铸桶液流直接冲击中间包的一个或几个侧面或端面。在这方面，采用本专利技术的冲击垫，进入铸桶的液流被冲击垫返回并垂直向上流动，然后径向向外接近槽的顶部。这样，推动熔渣或其他杂质远离进入铸桶的液流。因为这个原因同时也因为本专利技术冲击垫产生的液流流速比现有技术中冲击垫产生的流速慢，因而很少有熔渣或其他杂质和夹渣带入槽中。本专利技术的中间包冲击垫，对于起动期间，同时在中间包内改变钢的牌号，或者在低液面中间包中铸造时特别有利。因此可认识到，本专利技术的中间冲击垫具有很多优点，这些优点如下1、为使中间包内的熔化金属慢速流动而将进入铸桶液流抑制和缓冲，以便有效地将杂质漂浮在熔化金属槽的顶面。2、造成的流动图型推动熔渣和其他杂质远离进入铸桶的液流，由此防止这些不希望有的物质带入槽中。3、促成熔化金属定向流动表面，因此在接触熔渣层和在那里吸收以前，夹渣和杂质只升高一段短的路程。4、由于进入液流没有直接冲击中间包的侧壁和端壁，所以侧壁和端壁上的工作衬套的腐蚀减少。5、熔化金属在中间包内停留的时间增加，这是因为到达中间包出口或多个出口的路程比用现有冲击垫的程程更长更曲折造成的。6、在中间包内的高速流动减小，漩涡的可能性减少，而这种漩涡使熔渣和夹渣从中间包表面掉入铸模中。7、在稳定态操作时，熔渣很少运动，金属表面非常平静。8，由冲击垫造成的特殊流动图型，通过产生整个中间包内的熔化金属的完全的慢速循环而促使温度均匀一致。9、起动时的溅射显著减少。10、金属在槽内停留的时间增加，换句话说，进入金属从槽流出到达铸模或多个铸模里所化费的时间增加。给予杂质足够的时间使杂质自然地慢慢漂浮到槽的顶部，由于停留的时间增加，所以杂质很少包含在流出的液流中。对于本领本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：卡尔·J·塞勒，
申请(专利权)人：CCPI公司，
类型：发明
国别省市：