[发明专利]双入口通道钢包底部

说明书

本申请是申请日为2012年7月25日、国际申请号为PCT/US2012/048068、国家申请号为201280043308.3、发明名称为“双入口通道钢包底部”的发明专利申请的分案申请。

背景技术

(1)技术领域

本发明整体涉及耐火制品，并且更具体地讲涉及用于在连续浇铸操作中转移金属液的耐火材料形状。

(2)包括在37 CFR 1.97和1.98下公开的信息的相关领域说明。

钢包为在冶金操作期间用于保持或传输一批液态金属的容器。在很多情况下一层熔渣将覆盖液态金属的顶部表面，例如在钢的生产中。在需要时，液态金属可通过位于钢包底部的出口从钢包排出。在排出时，金属将有利地完全从钢包中排空，而不会使金属受熔渣污染。污染是不可取的，并且可能造成浇铸或精炼操作困难以及中间或最终金属产品中的缺陷。

熔渣污染可产生自浮动和夹带的熔渣。熔渣通常密度低于液态金属，并且通常浮动在静止的一批液态金属表面上的分层中。在浇注液态金属期间，熔渣可能夹入流动流内。夹带是指熔渣颗粒存在于钢液中。夹带通常发生在紊流使金属液和熔渣之间的交界部发生紊动时。这种紊流可引起金属液和熔渣混合。在静止状态，夹带的熔渣将最终浮至表面；然而，浇铸时的紊流会保持在金属液中存在大量的夹带熔渣。

当金属从钢包中排出时，浮动的熔渣靠近出口并且金属流受熔渣污染的可能性增加。当操作员检测到离开钢包的金属液流中存在熔渣时，他将停止浇注。操作员甚至可能过早停止浇注以避免钢包流出物中存在熔渣。残留在钢包中的熔渣和金属将被丢弃。丢弃金属会降低产率，这是昂贵和低效的，但同时这又是减少熔渣污染所必须的。

存在检测钢包中的熔渣或钢包流出物中的熔渣的各种方法和制品。在很多情况下，这些方法需要操作员的操作并且包括设置在钢包内部和外部的电子和声波检测设备。例如，设置在钢包中的检测器可通过测量浮动的熔渣横向越过液面下的检测器时电阻率的变化来检测金属液液面的下降。类似地，声脉冲能够识别钢包流出物中熔渣的存在。这两种技术均只是检测熔渣的存在而并不主动减少流出物中存在的熔渣。

涡旋现象引起钢包流出物中的熔渣夹带。涡旋为以围绕空间中的孤立曲线的旋转为主导的流体运动发展，如同在旋流中。在钢包中，该运动围绕穿过钢包出口的曲线发展。涡旋一旦形成，就具有持续存在的趋势。

现有技术公开了用于减少涡旋的各种构型。一种此类构型包括靠近出口的伸长的雉堞(castellation)。一个实施例示出了从出口对称地伸展出的雉堞。对称的雉堞被描述为减少涡旋。然而，此构型尚未针对涡旋减少进行优化。

仍然需要一种制品，使得其中涡旋和产生的熔渣夹带尽可能减少。

发明内容

因此，已开发出一种钢包底部构型，其中涡旋已被减至最小。此构型提高了钢包排出操作的效率，包括减少丢弃金属的量，避免熔渣过早通过出口流出，以及减少金属液流出物中熔渣的污染。

本发明涉及冶金钢包，冶金钢包的底部，尤其是具有金属液可穿过其排出的出口的出口砌块，以及用于提高可穿过出口排出钢包而不受熔渣污染的液态金属比率的方法。

本发明包括钢包底部和具有出口通道的出口砌块。该通道由两个间隔距离W的壁形成。所述壁可由包含钢包砌块出口的砌块支撑，或为该砌块的延伸。或者，第一壁可由包含钢包砌块出口的砌块支撑，或为该砌块的延伸，并且该钢包砌块可构造成使得，在使用中，钢包底部的另一部分，或附接到钢包底部的单独结构用作钢包砌块出口上与第一壁的相对侧上的第二通道壁。在特定实施例中，第一壁具有垂直于连接出口通道入口中心与壁中心的线的主尺寸。钢包底部出口位于两个壁之间。两个壁具有长度L。钢包底部出口在其入口处具有主尺寸D。已经发现，其中D≤L≤5D、1/2D≤W≤3.5D和0.8≤L/W≤2.5的构型导致涡旋减少。在某些实施例中，D≤W≤3.5D。在某些实施例中，H>D。还发现了，在水平剖面上壁为凸或凹的构型，以及其中由出口间隔开的相对壁形成凸型/凹型对的构型，导致涡旋减少。这些壁中的凸形和凹形可以为投射而形成平滑曲面的平滑曲线的形式，可采用投射而形成小平面的一系列直线的形式，或者可以为投射而形成既有平滑曲面部分又有小平面部分的表面的一条或多条平滑曲线与一条或多条直线的组合。此外，其中一个壁或每个壁可以在中点处包括弯曲凹陷。

附图说明

图1为本发明的钢包砌块的示意图。

图2为本发明的钢包砌块的所选构件的示意图。

图3为本发明的钢包砌块的所选构件的示意图。