[發(fā)明專利]沖擊墊、包括沖擊墊的澆注盤(pán)和設(shè)備、及其使用方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580049513.4
• 申請(qǐng)日: 2015-08-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107073574B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: T·巴塔查里亞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安賽樂(lè)米塔爾研究與發(fā)展有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): B22D41/00
• 分類號(hào): B22D41/00
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 曾祥生

本發(fā)明提供澆注盤(pán)沖擊墊、包含該澆注盤(pán)沖擊墊的澆注盤(pán)及其使用方法、以及包含沖擊墊和澆注盤(pán)的組件。澆注盤(pán)沖擊墊的特征在于包括：基部，該基部具有基部表面，該基部表面包括錐形沖擊表面區(qū)域，該錐形沖擊表面區(qū)域形成頂點(diǎn)；側(cè)壁；以及頂壁，該頂壁相對(duì)于側(cè)壁向內(nèi)延伸，以終止于內(nèi)邊緣處，該內(nèi)邊緣形成嘴部開(kāi)口，該嘴部開(kāi)口在頂點(diǎn)上方與頂點(diǎn)間隔開(kāi)并且相對(duì)于頂點(diǎn)居中定位。頂壁包括唇緣，該唇緣沿徑向朝向錐形沖擊表面向內(nèi)且向下傾斜。

相關(guān)專利申請(qǐng)的交叉引用和優(yōu)先權(quán)要求

本申請(qǐng)要求2014年8月15日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No.62/037,949的優(yōu)先權(quán)，該臨時(shí)申請(qǐng)的整個(gè)公開(kāi)內(nèi)容以引用方式并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煉鋼中使用的沖擊墊，具體地涉及澆注盤(pán)沖擊墊，其適于減少由進(jìn)給到連續(xù)鑄造機(jī)澆注盤(pán)中的熔化鋼的鋼水包流產(chǎn)生的湍流和熔池表面破壞。本發(fā)明還涉及包括沖擊墊的澆注盤(pán)和設(shè)備，以及使用沖擊墊、澆注盤(pán)和設(shè)備的方法。

背景技術(shù)

鋼鑄造機(jī)是用于執(zhí)行連續(xù)鑄造的設(shè)備，在本領(lǐng)域中也被稱為鏈?zhǔn)借T造。連續(xù)鑄造包括將熔化的鋼從煉鋼爐傳遞到鋼水包中。熔化的鋼從鋼水包進(jìn)給通過(guò)鋼水包的護(hù)罩(也被稱為鋼水包護(hù)罩)，該護(hù)罩延伸到稱為澆注盤(pán)的容器或器皿中。熔化的鋼通常以連續(xù)或半連續(xù)的液體流進(jìn)給到包含在澆注盤(pán)中的熔化鋼熔池內(nèi)。澆注盤(pán)通常用作貯存器，熔化的鋼可以在沒(méi)有中斷或不期望的停機(jī)的情況下從該貯存器進(jìn)給到鑄造機(jī)模具中。為了保護(hù)澆注盤(pán)中的熔化的鋼免于不期望的化學(xué)反應(yīng)(例如過(guò)度氧化)和空氣傳播的顆粒物，允許在熔化鋼熔池的表面處形成保護(hù)性爐渣蓋/層或“助熔劑”。

現(xiàn)代高質(zhì)量鋼產(chǎn)品的表面要求和清潔度標(biāo)準(zhǔn)對(duì)雜質(zhì)和化學(xué)變化的容忍度非常低。雜質(zhì)和化學(xué)變化通過(guò)是進(jìn)給到澆注盤(pán)中的熔化的鋼引入的鋼水包流產(chǎn)生的湍流所導(dǎo)致的。用于從鋼水包護(hù)罩接納液態(tài)鋼的某些澆注盤(pán)設(shè)計(jì)在澆注盤(pán)內(nèi)導(dǎo)致不利的流體流動(dòng)條件，例如湍流，并且促進(jìn)極為自由的表面流動(dòng)。例如，引入的鋼水包流產(chǎn)生的流體流可能從平坦的澆注盤(pán)底板和側(cè)壁朝向液態(tài)鋼的表面反射。這種產(chǎn)生的流體流動(dòng)引起湍流沸騰作用、大量的波動(dòng)、以及鋼熔池的表面處的濺射。

例如，圖10示出了具有非對(duì)稱流體流9a的單鏈?zhǔn)綕沧⒈P(pán)1的縱向橫截面。鋼水包護(hù)罩7示出為與端壁3相鄰，該端壁與座磚(在圖10和11中未示出)相對(duì)。水流模型研究顯示，由來(lái)自鋼水包護(hù)罩7的引入的鋼水包流8產(chǎn)生的流體流從平坦的澆注盤(pán)底板4沿著向上的方向朝向液態(tài)鋼的表面反射。如果該流體流被澆注盤(pán)壁2和3限制，那么限制的流體流沿著該壁2、3的表面被迫向上行進(jìn)。這種向上流動(dòng)跟隨圓形路徑9c，并且沿著端壁3的表面產(chǎn)生向上的浪涌和圍繞鋼水包護(hù)罩7的向下流動(dòng)。圓形流9c的向上浪涌在熔池的表面處引起過(guò)度的湍流。澆注盤(pán)中這些極為自由的表面活動(dòng)產(chǎn)生了一種稱為“開(kāi)眼”的現(xiàn)象，由此鋼熔池的頂部上的保護(hù)性爐渣覆蓋件6破裂。破裂的爐渣覆蓋件6將液態(tài)鋼暴露于周圍環(huán)境，并且形成有利于改變鋼熔池的化學(xué)特性并在鋼熔池中產(chǎn)生內(nèi)含物的條件。化學(xué)變化通常涉及熔池中鋁的損失和/或氧和氮吸收到鋼熔池中以及后續(xù)的表面重新氧化。重新氧化和其它不期望的反應(yīng)可能例如將過(guò)量的氧化鋁、錳硫化物和鈣硫化物引入到鋼熔池中。另外，圍繞鋼水包護(hù)罩7的向下流動(dòng)產(chǎn)生剪切力和渦旋，并且將破裂的顆粒物10從破裂的助熔劑覆蓋件6向下捕集和拉到液態(tài)鋼熔池中。這些破裂的顆粒物10最終與熔化的鋼一起從澆注盤(pán)排出，并且在最終的鋼產(chǎn)品中產(chǎn)生內(nèi)含物。

化學(xué)變化和內(nèi)含物最終降低了鋼質(zhì)量，并且是限制高價(jià)值鋼等級(jí)(例如HIC和裝甲板等級(jí))的主要原因。另外，高溫液態(tài)鋼對(duì)澆注盤(pán)壁的濺射對(duì)于操作者而言可能存在安全隱患。利用常規(guī)的設(shè)備，關(guān)于缺乏鋼熔池溫度均質(zhì)性和不夠的停留時(shí)間方面也可能出現(xiàn)問(wèn)題，停留時(shí)間用以允許內(nèi)含的顆粒物漂浮到保護(hù)性爐渣覆蓋件上，其中顆粒物可以與液態(tài)鋼隔離和/或分開(kāi)。

已經(jīng)進(jìn)行了各種嘗試來(lái)減少或消除連續(xù)鑄造機(jī)澆注盤(pán)中的表面湍流，以提高最終鋼產(chǎn)品的質(zhì)量。這些嘗試包括各式各樣的壩和堰，其將鋼水包流流體流重新引導(dǎo)離開(kāi)熔化鋼熔池的表面。盡管一些已知的流體流控制裝置已經(jīng)在一定程度上成功控制流體流并減少表面湍流，但是這樣的控制裝置對(duì)于高質(zhì)量鋼的需求而言是不夠的，和/或趨于引起操作問(wèn)題，例如如上所述的那些問(wèn)題。