[发明专利]耐火陶瓷冲击垫

说明书

本发明涉及一种耐火(耐热)陶瓷冲击垫(也称为冲击罐，德语：Pralltopf)，其典型地在倒入容器的金属熔化物通常撞击容器底部的区域处沿处理冶金熔化物的容器的底部安装。在此情况下，冲击罐具有保护冶金容器的耐热底部(以减小其磨损)和/或将金属熔化物分布在容器内的任务。

在下文中，现有技术的冲击垫以及新设计将关于该功能性陶瓷物件在对应的冶金容器中的常见使用位置来描述。

已经进行了许多尝试来改善此冲击垫。

根据US 5358551的冲击垫具有经典的罐形，其中壁的自由上端节段向内转向。在对撞冲击垫的基部之后，金属熔化物初始地沿基部流动，然后沿壁的内侧向上流动，且最后围绕变窄的冲击垫开口向上流入容器。

DE 10235867 B3公开了一种在其上开口端处具有所谓的扩散器的冲击垫，这意味着冲击垫的截面朝上出口端增大，以减小流出的熔化物的动能。

DE 10202537 C1包括一种冲击垫，其壁的特点为至少一个缝隙。因此，进入冲击垫中的金属熔化物至少部分地通过壁侧缝隙排出。由于相对较小的缝隙宽度，故流过缝隙的金属熔化物的特点可为较大的流速。因此，引起了进一步的湍流。

论文"Melt flow characterisation in Continuous Casting Tundishes"(ISIJ International, Vol. 36(1996)，No. 6，667-672页)定义了所谓的塞式流动，其中所有流体成分在中间包中具有相同的停留时间，以及所谓的死容积。死容积特征为其停留时间大于中间包中的熔化物的平均停留时间的两倍的流体部分。

在典型的中间包(德语：Verteiler, Tundish)应用中，冲击罐布置在中间包的一端处；换言之：偏离其长度。这导致了冲击罐与中间包的最近端壁之间的相当大的死区。

本发明的主要目的在于改善冲击罐的熔化物分布性质，和/或使对应的冶金容器中的死容积尽可能小。

下文中的细节关于冲击垫(功能位置)的常见功能，其中冲击垫的底部位于冶金容器的基部上或基部中(或为冶金容器的所述基部的一部分)，且其中冲击罐的壁垂直于底部延伸，并因而主要沿向上方向垂直于冶金容器的基部延伸。用语"垂直"不一定对应于刚好90°，而是包括技术上可接受的实现期望的冲击垫功能的任何倾斜，典型地是直角的±30°或＋/-20°或＋/-10°或更少。

为了设计满足这些目标的冲击垫，已经进行了广泛的测试和研究，特别是关于金属熔化物的改善的流动性质。在此情况下，研究和发现了以下内容：

－冶金容器中的死容积主要由该区域中的熔化物的不足速度(湍流)引起，

－熔化物流的不足速度由容器内的冲击垫的偏离位置引起，

－冲击设计应当修改，使得可实现引入这些之前的"死容积"中的熔化物流，

－此要求可通过冲击垫内的水平曲折的熔化物流型实现，即，在熔化物撞击垫的底部的区域与出口区域之间，

－这可在熔化物经由对应的出口开口离开冲击垫之前通过特征为熔化物流的一类U形转向的流型来实现，

－该认识进一步导致发现了出口开口应当由通道类型的出口通路提供而不是几乎没有壁引导的缝隙或孔。

在此情况下，本发明脱离了具有差不多封闭的(连续的)壁的冲击罐的已知设计，而是将一个壁分成至少两个壁(下文称为第一壁和第二壁)，其布置得彼此不同，但成叠盖的方式，以便提供所述需要的流出通道。

这允许很简单的总体设计、容易且廉价的制造，对熔化物具有改善的流动特性。

在其最普通的实施例中，本发明涉及在其功能位置具有以下特征的耐火陶瓷冲击垫：

－底部，其限定上冲击表面；

－第一壁，其从所述底部向上延伸且在顶视图中提供以下形状中的至少一者：C、U、V、W、E、3，其中相对的自由端区段具有到彼此的最小距离X1，

－第二壁，其从所述底部向上延伸且在顶视图中提供以下形状中的至少一者：C、U、V、W、E、3，其中相对的自由端区段具有到彼此的最大距离X2，其中，

－X1大于X2，

－第二壁区段的自由端区段布置在第一壁的第一端区段之间，

－第一壁的自由端区段沿水平方向叠盖第二壁的自由端区段，

－通道形成在所述第一壁的相邻自由端区段和所述第二壁之间。