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    • 专利摘要:
    一種冶金澆斗，且更具體地說此澆斗之底部或一位於此澆斗底部中之澆斗塊具有一排出口，經由此排出口可排出熔融之金屬。此澆斗底部包括一由至少一壁所限定之敞開端通道，其具有一與連接此排出孔進口的中心與此壁的中心之線成垂直之主尺寸。在諸經選定之構形中，諸壁用於限定該敞開端通道之諸相對立面在水平面上分別係凸出及凹入。
    公开号:TW201318733A
    申请号:TW101128219
    申请日:2012-08-06
    公开日:2013-05-16
    发明作者:Johan Richaud；William Chung
    申请人:Vesuvius Crucible Co；
    IPC主号:B22D41-00
    专利说明:
    雙進入通道澆斗底部
    本發明係概括地有關於耐火物品，且更具體而言係有關於一種耐火形狀，其被用來以連續鑄造作業來轉移熔融金屬。
    澆斗係一容器，其被用以在冶金作業期間保持並轉移一批量之液態金屬。熔渣層經常覆蓋液態金屬之頂部表面，例如在生產鋼之過程中。當有必要時，液態金屬可從澆斗處經由一位於澆斗底部之排出口而被排放。在排放時，金屬將合宜地且有利地完全從澆斗處排空而不使金屬被熔渣所污染。污染係不被樂見的且可能導致在鑄造或精鍊時之困難性以及在中間或最終金屬產品上之瑕疵。
    熔渣污染可能由漂浮及被夾帶之熔渣而發生。熔渣之密度通常小於液態金屬，且一般均係漂浮在一位於一爐靜止液態金屬之表面上的分離層中。在澆注液態金屬期間，容渣可能變成被夾帶在流動流內。此夾帶係指在熔融金屬中存在熔渣顆粒。此夾帶經常會在擾動打亂了熔融金屬與熔渣之間的界面時發生。此擾動可能造成熔融金屬與熔渣相混合。在靜止狀況下，被夾帶之熔渣最終會漂浮至表面；然而，此鑄造之擾動可能在此熔融之金屬中仍留有大量之被夾帶的熔渣。
    當金屬從澆斗處排放時，漂浮熔渣會接近排出口，使得金屬流被熔渣污染之可能性增加。操作者在其偵查到熔融金屬流中之熔渣從澆斗處流出時將停止澆注。此操作者可能甚至永久地停止澆注以避免澆斗流出物中之熔渣。此熔渣及餘留在澆斗中之金屬被丟棄。丟棄金屬會降低產量，此係耗費成本且無效率的，但這丟棄情形此時對於減少熔渣污染卻是必須的。
    各種不同之方法及物品存在用以偵查澆斗或澆斗流出物中之熔渣。通常，這些方法需要操作者的行動且包括若干被安置在澆斗內側及外側處之電子或聲波偵查裝置。例如，一被安置在澆斗中之偵查器可藉由測量當漂浮之熔渣通過潛置之偵查器時在電阻上之變化而偵查到位於熔融金屬之高度上的一滴。同樣地，聲波脈衝可辨識澆陡流出物中之熔渣的存在。兩技術均只偵查熔渣的存在而無法有效地減少流出物中之熔渣的存在。
    渦流之現象導因於澆斗流出物中之熔渣污染。渦流係流體運動之發展，其係受環繞一在空間中(例如在一漩渦中)之隔離曲線周圍的旋轉所支配。在澆斗中，此運動在一通過此澆斗之排出口的曲線周圍發展。一旦被產生，渦流具有持續存留之趨勢。
    先前技藝揭示許多不同用於減少渦流之構形。此類構形之一者包括多個接近排放口之長形城堞。一實施例顯示多個從排出口處成對稱地輻射出之城堞。此諸對稱城堞被設置用以減少渦流。然而，此構形並非用於減少渦流之最佳者。
    仍極需一種在其中渦流及所導致之熔渣污染被降至最小之物品。
    因此，已發展一種澆斗底部構形，其中渦流已被減到最小。此構形增加一澆斗排放作業之效率，包括減少被丟棄金屬的量、避免熔渣過早流經排出口、及減少熔融金屬流出物中之熔渣污染。
    本發明係有關於一種冶金澆斗，一種冶金澆斗之底部，尤其一排出口塊體，其具有一可通過其排放熔融金屬之排出口，及有關於一種用以增加可從澆斗處經由排出口被排放而不至於被熔渣所污染之液態金屬部分的方法。
    本發明包括一澆斗底部及一具有一排出口通道之排出口塊體。此通道係由兩個被一距離W分隔開之壁所構成。此諸壁或其延長部分可由該包含澆斗塊排出口之塊體所支撐。或者，第一壁或其延長部分可由該包含澆斗塊排出口之塊體所支撐，且此澆斗塊可被構形為使得在使用期間可將此澆斗底部之另一部分或一被連接至此澆斗底部上之分離結構當作一位於此澆斗塊排出口與第一壁成對立之相對側上的第二通道壁。在多個特別之實施例中，第一壁具有一主尺寸，其係垂直於一將排出口通道進口之中心與此壁之中心相連接之線。此澆斗底部排出口係位於兩壁之間。此兩壁具有一長度L。此澆斗底部排出口在其進口處具有一主直徑D。經發現一在其中D≦L≦5D,1/2 D≦W≦3.5D及0.8≦L/W≦2.5之構形將可減少渦流的形成。在某些實施例中，D≦W≦3.5D。在某些實施例中，H>D。亦已發現若干在其中一壁在水平斷面上成凸出或凹入之構形及若干在其中被排出口所分隔之諸相對壁形成一凸出/凹入對之構形將可減少渦流的形成。在這些壁上之凸出及凹入可為一平順圓弧之形狀，其突起以形成一平順之圓弧表面；可採用一系列之線，其突起以形成多個小平面；或可為一或多個圓弧與一或多條線之組合，其突起以形成一包含多個平順圓弧部分及多個小平面部分之表面。此外，諸壁中之一者或每一者可在其中點處包含一圓弧凹口。
    第1圖顯示本發明之澆斗塊10的一實施例。此澆斗塊10包括一澆斗塊本體20，而一排出孔21係從一澆斗塊本體上表面23向下穿過此澆斗塊本體。多個壁25從澆斗塊本體20向上延伸。諸壁25被配置在排出孔21之諸相對側上。諸壁25被一具有寬度W之排出通道所隔開。諸壁25具有一被標示以h的高度。諸壁25具有一被標示以L的長度。排出孔21具有一被標示以D的主尺寸。壁內表面26係壁25面朝排出孔21以上之體積的部分。
    排出孔21可在澆斗塊本體上表面23中設置一呈圓形或橢圓形之進口。排出孔21之此進口可為圓形的，或可謂一橢圓形。排出孔21之主尺寸D可平行於諸壁25之長度L。排出孔21從澆斗塊本體上表面23下斜之表面可包括一截頭圓錐形之部分。通常，排出口係位於此澆斗之下點處。
    在本發明之某些實施例中，一單壁係從澆斗塊本體20向上延伸。在此類構形中，排出通道係由澆斗塊本體上表面23、壁25、及一從該單壁橫跨此排出孔之協作表面所界定。對一單壁構形而言，W/2係從此壁內表面至孔之中心點的距離。本發明之多個具有單壁或兩壁之獨特實施例可被界定為一耐火澆斗塊，其包括一具有一上表面且界定一排出孔之澆斗塊本體，此排出孔在由該澆斗塊本體上表面所構成之平面上具有一中心；此耐火澆斗塊另包括一壁25，其具有一主水平軸線27及一與該排出口緊鄰之內表面26，其中此主水平軸線具有一中心點28，其中通過位於由澆斗塊本體上表面所構成的平面上之排出孔的中心30及主水平軸線28之中心點的線29係垂直於此主水平軸線，其中從位於由澆斗塊本體上表面所構成的平面上之排出孔的中心30至該壁內表面之距離31係W/2，且其中1/2 D≦W。在多個獨特之實施例中，D≦W或D≦W≦3.5D。此壁之諸相對端被配置在與該主水平軸線之諸相對端相接近處。
    經發現一在其中D≦L≦5D,D≦W≦3.5D及0.8≦L/W≦2.5之構形將可減少渦流的形成。尤其是1≦L/W≦1.5之構形。
    使用時，澆斗塊本體可被安置在一澆斗底部內或被其包圍。未示於第1圖中者係此澆斗之諸壁，其會自此澆斗底部向上延伸以便容納液態金屬及熔渣。排出孔21通常係位於此澆斗之低點處。
    露出之壁表面可包括若干以一角度面朝水平線之水平面及若干暴露於液態金屬中之側壁。此諸側壁可為相對於澆斗底部成垂直或大致垂直。諸側壁可為彎曲、傾斜或其他不同之形狀，以致使頭壓得以作用在排出口上方之流動上且得以降低熔渣的污染。
    當熔融金屬經由出口孔而自澆斗出去時，此熔融金屬(其上浮有熔渣)在澆斗中之高度將降低。此澆斗塊之壁或諸壁會避免渦流；據信此澆斗塊之諸元件的幾何關係可避免流動迴轉於一垂直軸線周圍(此流動迴轉會造成渦流)。具有一比澆斗塊本體上表面還高之水平澆斗底部表面利用熔渣之較低密度及其相較於液態金屬較高之黏度以便在使熔熔金屬可繼續流向排出口之同時可收集或捕獲熔渣。
    第2圖係本發明之一澆斗塊之多個經選定元件的橫斷平面圖。在此圖式中，排出孔21鄰接一對壁25，其中之一者具有一位於水平面上面朝排出孔21之凸面，而另一者則具有一位於水平面上面朝排出孔21之凹面。如在截面中所見的，各壁具有一個平直中央部分及多個側面彎曲部分。壁內表面26係諸壁25面朝排出孔21上方體積之部分。通道32係指由位於諸壁25內表面26之間的諸壁所包含之體積。通道中心線34係指與諸壁內表面26(不包括諸壁內表面26之端部處的圓角及斜面)成等距之通道32的中心。多個通道中心線半徑36係指與通道中心線34於其諸端點處成垂直之線；而此諸線則相交形成通道中心線夾角38。此通道中心線夾角38可具有在5-120度、5-110度、5-100度、或5-90度範圍內之值。通道出口角39係指壁內表面26之中心相對於壁內表面26之端部的角度，且可具有在0-40度、5-30度、0-30度、5-25度、0-25度、5-20度、或0-20度範圍內之值。通道出口角39係在不考慮位於諸壁內表面26之端部處的斜面或圓角下被計量。已發現在上述諸範圍內之通道出口角會導致一在渦流上的減少。
    第3圖係本發明之一澆斗塊之多個經選定元件的橫斷平面圖。在此圖式中，排出孔21鄰接一壁25，其係面朝排出孔21之凸面。壁內表面26係指壁25面朝排出孔21上方體積之部分。通道中心線34係指一與壁內表面26(不包括壁內表面26之端部處的圓角及斜面)成等距之線。多個通道中心線半徑36係指與通道中心線34於其諸端點處成垂直之線；而此諸線則相交形成通道中心線夾角38。此通道中心線夾角38可具有在5-120度、5-110度、5-100度、或5-90度範圍內之值。通道出口角39係指壁內表面26之中心相對於壁內表面26之端部的角度、且可具有在0-40度、5-30度、0-30度、5-25度、0-25度、5-20度、或0-20度範圍內之值。通道出口角39在不考慮位於諸壁內表面之端部處之斜面或圓角下被計量。
    第4圖係一根據本發明所實施之單壁澆斗塊40之圖式，其具有一澆斗塊本體20，而排出孔21則從澆斗塊本體上表面23向下穿過此澆斗塊本體。排出孔21鄰接從澆斗塊本體20向上伸出之壁25。壁內表面26係指壁25與排出孔21相鄰接之表面。壁內表面26之各端部終止在一壁外擴部43。一界檻45向上伸出在澆斗塊本體20之各端部處。澆斗塊匹配表面47係位於澆斗塊本體20與壁25相對立之那側面上；澆斗塊匹配表面47被構形成：可匹配一分離之耐火件，其形成一與澆斗塊本體上表面23相鄰接之壁；或可匹配一澆斗底部的內徑向表面，其可執行壁之功能。
    第5圖係一澆斗底部50之立體圖，其中已安装一單壁澆斗塊40(實施例A)。未示於圖者係此澆斗之諸壁的上部，其等會從澆斗底部被示以容納葉泰金屬及熔渣之部分向上延伸。澆斗底部50具有一澆斗底部內徑向表面52；單壁界檻澆斗塊40已被安裝在澆斗底部50中，以便使此澆斗塊之匹配表面(未示於此圖中)可與內徑向表面52相接觸。上平台衝擊區54及上平台相鄰區56係從澆斗底部50之底部內表面向上延伸。中間平台58具有一低於上平台衝擊區54或上平台相鄰區56之高度。清洗塞60被安裝在澆斗底部50中之一等高或較低於中間平台58之位置處；在此實施例中，清洗塞60被安裝在一與中間平台58鄰接之區域中，並在一較低於中間平台58之高度處。在此實施例中，澆斗塊40被安裝在澆斗底部50內，以致使界檻45具有相同於中間平台58之高度。通道32被形成於澆斗塊本體上表面23之上方處，且介於壁25與澆斗塊底部內徑向表面52間。在此實施例中，排出孔21具有一圓形截面。排出孔21之內表面的上部採取一平截頭體之表面或倒截頭圓錐表面之形狀，其係在具有較小半徑之那一端處與一圓柱表面相連結。
    第6圖係一澆斗底部50之立體圖，其中已安装一單壁澆斗塊40(實施例A)。澆斗底部50具有一澆斗底部內徑向表面52；單壁界檻澆斗塊40已被安裝在澆斗底部50中，以便使此澆斗塊之匹配表面(未示於圖中)可與內徑向表面52相接觸。上平台衝擊區54及上平台相鄰區56係從澆斗底部50之底部內表面向上延伸。中間平台58具有一低於上平台衝擊區54或上平台相鄰區56之高度。清洗塞60被安裝在澆斗底部50中之一等高或較低於中間平台58之位置處；在此實施例中，清洗塞60被安裝在一與中間平台58鄰接之區域中，並在一較低於中間平台58之高度處。在此實施例中，澆斗塊40被安裝在澆斗底部50內，以致使界檻45具有相同於中間平台58之高度。通道32被形成於澆斗塊本體上表面23上方處，且介於壁25之內表面26與澆斗塊底部內徑向表面52之間。內表面26終止於諸外擴部43。在此實施例中，排出孔21具有一圓形截面。排出孔21之內表面的上部採取一平截頭體之表面或倒截頭圓錐表面之形狀，其係在具有較小半徑之那一端處與一圓柱表面相連結。
    第5及6圖中所述裝置之一特定實施例具有下列之幾何關係：以D表示孔21在澆斗塊本體上表面23處之直徑，以L表示從各壁25之一端部至另一端部之直線距離，以W表示介於通道壁25(不包括諸外擴部43)與澆斗塊匹配表面47間之距離，及以H表示從澆斗塊本體上表面23至壁25的頂部之距離。對於246 mm之D值，一在其中D≦W≦3.5D(W在246 mm至861 mm之範圍內)、D≦L≦5D(L在246 mm至1230 mm之範圍內)、0.8≦L/W≦2.5、及H≧1D(相等於或大於246mm)之構形可產生一在渦流上之減少。675 mm之W值、246 mm之D值、611 mm之L值、0.9之L/W比值、272 mm之通道高度、及介於通道位於壁25中點處的中心線與此通道位於其一端部處的中心線之間的20°角度將滿足上述之標準。
    第7圖係一澆斗底部50之立體圖，其中已安裝一雙壁澆斗塊70(實施例B)。澆斗底部50具有一澆斗底部內徑向表面52；雙壁澆斗塊70已被安裝在澆斗底部50中，以便使此澆斗塊之匹配表面(未示於圖中)可與內徑向表面52相接觸。中間平台58從澆斗底部之底部的內表面向上延伸並部分地包圍諸界檻區72。諸界檻區72被構形在澆斗底部50中，以便使一界檻區72具有相同於中間平台58之高度。澆斗塊70被安裝於澆斗底部50中，以便使澆斗塊本體上表面23可具有一低於諸界檻區72中之每一者的高度並可與此每一個界檻區相鄰接。
    在第7圖所示之實施例中，壁25係從位於排出孔21的諸相對側上之澆斗塊本體上表面23向上延伸。通道32被形成在澆斗塊本體上表面23之上方，並位於諸壁25的內表面26之間。在此實施例中，一內表面26係一具有小平面之凹面；另一內表面26係一具有小平面之凸面。在此實施例中，呈一具有小平面之凹面的內表面26終止於諸外擴部43處。在此實施例中，排出孔21具有一圓形截面。排出孔21之內表面的上部採取一平截頭體之表面或倒截頭圓錐表面之形狀，其係在具有較小半徑之那一端處與一圓柱表面相連結。一澆斗塊斜面74從包括該具有小平面之內凸面之壁25的側邊以遠離排出孔21之方向延伸；此斜面隨著其延伸遠離排出孔21而降低高度。多個位於中間平台58中之垂直開孔可容納多個口塞76。
    第8圖係一澆斗底部50之立體圖，其中已安裝一雙壁澆斗塊70(實施例B)。澆斗底部50具有一澆斗底部內徑向表面52；雙壁澆斗塊70已被安裝在澆斗底部50中，以便使此澆斗塊之匹配表面(未示於圖中)可與內徑向表面52相接觸。中間平台58從澆斗底部之底部的內表面向上延伸並部分地包圍各界檻區72。諸界檻區72被構形在澆斗底部50中，以便使各界檻區72具有相同於中間平台58之高度。澆斗塊70被安裝於澆斗底部50中，以便使澆斗塊本體上表面23可具有一低於各界檻區72之高度並可與各界檻區相鄰接。
    在第8圖所示之實施例中，壁25係從位於排出孔21的諸相對側上之澆斗塊本體上表面23向上延伸。通道32被形成在澆斗塊本體上表面23之上方，並位於諸壁25的內表面26之間。在此實施例中，一內表面26係一具有小平面之凹面；另一內表面26係一具有小平面之凸面。在此實施例中，呈一具有小平面之凹面的內表面26終止於諸外擴部43處。在此實施例中，排出孔21具有一圓形截面。排出孔21之內表面的上部採取一平截頭體之表面或倒截頭圓錐表面之形狀，其係在具有較小半徑之那一端處與一圓柱表面相連結。一澆斗塊斜面74從包括該具有小平面之內凸面之壁25的側邊以遠離排出孔21之方向延伸；此斜面隨著其延伸遠離排出孔21而降低高度。多個位於中間平台58中之垂直開孔可容納多個口塞76。
    第9圖係一澆斗底部50之立體圖，其中已安裝一雙壁澆斗塊70(實施例C)。澆斗底部50具有一澆斗底部內徑向表面52；雙壁澆斗塊70已被安裝在澆斗底部50中，以便使此澆斗塊之匹配表面(未示於圖中)可與內徑向表面52相接觸。中間平台58從澆斗底部之底部的內表面向上延伸。多個界檻區72係指多個與諸壁25之端部相鄰之區域，其具有相同於中間平台58之高度。澆斗塊70被安裝於澆斗底部50中，以便使澆斗塊本體上表面23可具有一低於各界檻區72之高度並可與各界檻區相鄰接。若干傾斜區域82被向下傾斜延伸並遠離澆斗底部內徑向表面52；在其最低點處，這些傾斜區域具有與其相鄰之中間平台58相同之高度。
    在第9圖所示之實施例中，通道32被形成在澆斗塊本體上表面23之上方，並位於諸壁25的內表面26之間。在此實施例中，一內表面26係一具有小平面之凹面；另一內表面26係一具有小平面之凸面。在此實施例中，呈一具有小平面之凹面的內表面26終止於諸外擴部43處。在此實施例中，排出孔21具有一圓形截面。排出孔21之內表面的上部採取一平截頭體之表面或倒截頭圓錐表面之形狀，其係在具有較小半徑之那一端處與一圓柱表面相連結。一澆斗塊斜面74從包括該具有小平面之內凸面之壁25的側邊延伸；此斜面隨著其延伸遠離排出孔21而降低高度。多個位於中間平台58中之垂直開孔可容納多個口塞76。
    第10圖係一澆斗底部50之立體圖，其中已安裝一雙壁澆斗塊70(實施例C)。澆斗底部50具有一澆斗底部內徑向表面52；雙壁澆斗塊70已被安裝在澆斗底部50中，以便使此澆斗塊之匹配表面(未示於圖中)可與內徑向表面52相接觸。中間平台58從澆斗底部之底部的內表面向上延伸。多個界檻區72係指多個與諸壁25之端部相鄰之區域，其具有相同於中間平台58之高度。澆斗塊70被安裝於澆斗底部50中，以便使澆斗塊本體上表面23可具有一低於各界檻區72之高度並可與各界檻區相鄰接。若干傾斜區域82被向下傾斜延伸並遠離澆斗底部內徑向表面52；在其最低點處，這些傾斜區域具有與其相鄰之中間平台58相同之高度。
    在第10圖所示之實施例中，通道32被形成在澆斗塊本體上表面23之上方，並位於諸壁25的內表面26之間。在此實施例中，一內表面26係一具有小平面之凹面；另一內表面26係一具有小平面之凸面。在此實施例中，呈一具有小平面之凹面的內表面26終止於諸外擴部43處。在此實施例中，排出孔21具有一圓形截面。排出孔21之內表面的上部採取一平截頭體之表面或倒截頭圓錐表面之形狀，其係在具有較小半徑之那一端處與一圓柱表面相連結。一澆斗塊斜面74從包括該具有小平面之內凸面之壁25的側邊延伸；此斜面隨著其延伸遠離排出孔21而降低高度。多個位於中間平台58中之垂直開孔可容納多個口塞76。
    第7至10圖中所述裝置之一特定實施例具有下列之幾何關係：以D表示孔21在澆斗塊本體上表面23處之直徑，以L表示從各壁25之一端部至另一端部的直線距離，以W表示介於通道32之諸壁(不包括諸外擴部43)間之距離，及以H表示從澆斗塊本體上表面23至壁25的頂部之距離。對於177 mm之D值，一在其中D≦W≦3.5D(W在177 mm至619 mm之範圍內)、D≦L≦5D(L在177 mm至885 mm之範圍內)、0.8≦L/W≦2.5、及H≧1D(相等於或大於200mm)之構形可產生一在渦流上之減少。483 mm之W值、177 mm之D值、592 mm之L值、0.9之L/W比值、200 mm之通道高度、及介於通道位於壁25中點處的中心線與此通道位於其一端部處的中心線之間的13.6°角度將滿足上述之標準。
    第11圖係一澆斗底部之耐火部分的立體圖，其中已安裝一雙壁澆斗塊70(實施例D)。中間平台58從澆斗底部之底部的內表面向上延伸。多個界檻區72係指多個與諸壁25之端部相鄰之區域，其具有相同於中間平台58之高度。澆斗塊70被安裝於澆斗底部中，以便使澆斗塊本體上表面23可具有一低於界檻區72之高度並可與此界檻區相鄰接。
    在第11圖所示之實施例中，通道32被形成在澆斗塊本體上表面23之上方，並位於諸壁25的內表面26之間。諸壁25或其延長部分可由該包含澆斗塊排出口之塊體所支撐。在此實施例中，一內表面26係一具有小平面之凹面；另一內表面26係一具有小平面之凸面。在此實施例中，諸內表面26終止於諸外擴部43處。在此實施例中，排出孔21具有一圓形截面。一澆斗塊斜面74從包括該具有小平面之內凸面之壁25的側邊延伸；此斜面隨著其延伸遠離排出孔21而降低高度。各壁內表面26提供一凹部84；在此實施例中，各凹部84之表面採取一圓柱之一部分徑向表面的形狀，而此圓柱則係與孔21之延伸軸線成同軸。
    在本發明之某些實施例中，通道寬度W包括凹部84之尺寸。在本發明之其他實施例中，當通道寬度W與其他尺寸相關時，凹部84之尺寸將被排除在外。W係在澆斗塊本體上表面23之高度處被計量。
    第11圖中所述裝置之一特定實施例具有下列之幾何關係：以D表示孔21在澆斗塊本體上表面23處之直徑，以L表示從各壁25之一端部至另一端部的直線距離，以W表示介於通道32之諸壁(不包括諸外擴部43或凹部84)間之距離，及以H表示從澆斗塊本體上表面23至壁25的頂部之距離。對於200 mm之D值，一在其中D≦W≦3.5D(W在200 mm至700 mm之範圍內)、D≦L≦5D(L在200 mm至1000 mm之範圍內)、0.8≦L/W≦2.5、及H≧1.1D之構形可產生一在渦流上之減少。317 mm之W值、200 mm之D值、660 mm之L值、2.08之L/W比值、250 mm之通道高度、及介於通道位於壁25中點處的中心線與此通道位於其一端部處的中心線之間的10°角度將滿足上述之標準。
    第12圖比較以習知磚砌澆斗底部所獲以及其內裝有一根據本發明所實施之單壁澆斗塊的澆斗底部(如第5及6圖所示之實施例A)所獲之結果。在本發明之此實施例中，排出孔上方之通道係由澆斗塊上表面、一澆斗塊壁、及澆斗底部內徑向表面之一部分所界定。曲線圖之橫座標顯示以mm(millimeter)計量之排出口上方的鋼高度。縱座標顯示以噸計量之鋼殘餘重量。曲線圖之諸點110顯示弱渦流開始處之高度，其相當於餘留在習知之容器中之5噸(4500 kg)的鋼，以及餘留在本發明之容器中之3.2噸(2900 kg)的鋼。曲線圖之諸點112顯示強渦流開始處之高度，其相當於餘留在習知之容器中之2.5噸(2300 kg)的鋼，以及餘留在本發明之容器中之0.8噸(730 kg)的鋼。曲線圖之諸點114顯示表面崩塌發生處之高度。在習知之澆斗底部中，表面崩塌開始在當鋼高度達到35 mm時。此相當於餘留在習知容器中之1.4噸(1300 kg)的鋼。在本發明之容器中，0.5噸(460 kg)之鋼在當表面崩塌發生時會餘留在此容器中。線120顯示針對習知之澆斗底部及澆斗塊所獲之值。線122顯示針對本發明之澆斗底部及澆斗塊(實施例A)所獲之值。
    第13圖顯示以習知磚砌澆斗底部所獲以及在其內裝有一根據本發明所實施之單壁澆斗塊的澆斗底部(如第7-8及9-10圖所示者)所獲結果之比較。在本發明之此實施例中，排出孔上方之通道係由澆斗塊上表面及兩位於排出孔之諸相對側上的澆斗塊壁所界定。曲線圖之諸點110顯示在澆斗透過排出口排放期間弱渦流可開始處之高度。針對習知之構形，弱渦流在具有5.2噸(4700 kg)的殘餘鋼之下發生。針對第7-8圖所示之實施例B，弱渦流在具有3.8噸(3400 kg)的殘餘鋼之下發生，且針對第9-10圖所示之實施例C，弱渦流在具有3.3噸(3000 kg)的殘餘鋼之下發生。曲線圖之諸點112顯示在澆斗透過排出口排放期間強渦流可能開始處之高度。針對習知之構形，強渦流可形成在85 mm或2.6噸(2400 kg)的鋼處。針對第7-8圖所示之實施例B，早期渦流形成在100 mm或1.9噸(1700 kg)的鋼處，且針對第9-10圖所示之實施例C，早期渦流形成在100 mm或1.5噸(1400 kg)的鋼處。曲線圖之諸點114顯示在澆斗透過排出口排放期間表面崩塌發生處之高度。針對習知之構形，表面崩塌發生在當餘留在容器中之鋼的高度達到35 mm時，其相當於餘留在此容器中之1.0噸(910 kg)的鋼。針對第9-10圖所示之實施例C，表面崩塌發生在45 mm或0.4噸(360 kg)處，且針對第7-8圖所示之實施例B，表面崩塌發生在45 mm或0.3噸(270 kg)處。線130顯示針對習知之澆斗底部及澆斗塊所獲之值。線132顯示針對本發明之澆斗底部及澆斗塊(實施例B)所獲之值。線134顯示針對本發明之澆斗底部及澆斗塊(實施例C)所獲之值。
    第14圖係本發明之一澆斗底部(實施例A)的框線圖，其顯示在4T/min(3600 kg/min)之排出速率下之流動的流線。此諸流線代表在諸較高液體速度區域中之流體路徑。在通道進口處之諸流線被等距地隔開。使用中，諸流線不應與澆斗壁之內表面分離。此藉由保持(a)壁內表面的中心與(b)壁內表面的端部之間的角度於0-40度、0-30度、0-25度、5-20度、或0-20度範圍內而達成。在此所顯示之實施例中，諸流線遵循壁之垂直表面；角度不會大到足以沿諸通道壁產生會導致渦流形成之流線分離。
    第15圖係本發明之一澆斗底部(實施例A)的框線圖，其顯示在4T/min(3600 kg/min)之排出速率下之流動的流線。此諸流線代表在諸較高液體速度區域中之流體路徑。在第15圖中，遵循通道壁26之諸流動流線並不與該壁分離。一較大之角度將促進會導致渦流之流動分離。
    第16圖係本發明之一澆斗底部(實施例B)的框線圖，其顯示在4T/min(3600 kg/min)之排出速率下之流動的流線。此諸流線代表在諸較高液體速度區域中之流體路徑。使用中，諸流線不應與鄰接澆斗底部內徑向表面之澆斗塊壁相分離。此藉由保持(a)壁內表面的中心與(b)壁內表面的端部之間的角度於0-40度、0-30度、0-25度、5-20度、或0-20度範圍內而達成。
    第17圖係本發明之一澆斗底部(實施例B)的立體圖，其顯示針對120 mm流體高度所導出之流動路線。
    第18圖係本發明之一澆斗底部(實施例B)的立體圖，其顯示針對100 mm流體高度所導出之流動路線。
    第19圖係本發明之一澆斗底部(實施例B)的立體圖，其顯示針對80 mm流體高度所導出之流動路線。
    第20圖係本發明之一澆斗底部(實施例B)的立體圖，其顯示針對60 mm流體高度所導出之流動路線。
    本發明之耐火塊已針對其在一澆斗中之用途被予說明。其亦可被使用在其他可供封圍及搬運熔融金屬用之容器(諸如澆注餵槽)中。
    許多針對本發明所作之修改及變更都是可能的。因此必須要理解的是在下附之申請專利範圍所界定的範圍內，本發明可以用不同於以上所特定說明者之方式被實施。
    10‧‧‧澆斗塊
    20‧‧‧澆斗塊本體
    21‧‧‧排出孔
    23‧‧‧澆斗塊本體上表面
    25‧‧‧壁
    26‧‧‧壁內表面
    27‧‧‧主水平軸線
    28‧‧‧主水平軸線
    29‧‧‧線
    30‧‧‧中心
    32‧‧‧通道
    34‧‧‧通道中心線
    36‧‧‧通道中心線半徑
    38‧‧‧通道中心線夾角
    39‧‧‧通道出口角
    40‧‧‧單壁澆斗塊
    43‧‧‧壁外擴部
    45‧‧‧界檻
    47‧‧‧澆斗塊匹配表面
    50‧‧‧澆斗底部
    52‧‧‧澆斗底部內徑向表面
    54‧‧‧上平台衝擊區
    56‧‧‧上平台相鄰區
    58‧‧‧中間平台
    60‧‧‧清洗塞
    70‧‧‧雙壁澆斗塊
    72‧‧‧界檻區
    74‧‧‧澆斗塊斜面
    76‧‧‧口塞
    82‧‧‧傾斜區域
    84‧‧‧凹部
    110/112/114‧‧‧曲線圖之點
    120/122‧‧‧曲線圖之線
    130/132/134‧‧‧曲線圖之線
    D‧‧‧主尺寸
    h‧‧‧高度
    L‧‧‧長度
    W‧‧‧寬度
    第1圖係一顯示本發明之澆斗塊的示意圖。
    第2圖係一顯示本發明之澆斗塊之多個經選定組件的示意圖。
    第3圖係一顯示本發明之澆斗塊之多個經選定組件的示意圖。
    第4圖係一顯示本發明之澆斗塊(實施例A)的立體圖。
    第5圖係一顯示本發明之澆斗底部(實施例A)的立體圖。
    第6圖係一顯示本發明之澆斗底部(實施例A)的立體圖。
    第7圖係一顯示本發明之澆斗底部(實施例B)的立體圖。
    第8圖係一顯示本發明之澆斗底部(實施例B)的立體圖。
    第9圖係一顯示本發明之澆斗底部(實施例C)的立體圖。
    第10圖係一顯示本發明之澆斗底部(實施例C)的立體圖。
    第11圖係一顯示本發明之澆斗底部(實施例D)之耐火組件的立體圖。
    第12圖係一顯示先前技藝及實施例A之澆斗底部之性能的曲線圖。
    第13圖係一顯示先前技藝及實施例B與C之澆斗底部之性能的曲線圖。
    第14圖係一顯示本發明之澆斗底部(實施例A)的框線圖，其中呈現複數條流動之流線。
    第15圖係一顯示本發明之澆斗底部(實施例A)的框線圖，其呈現複數條流動之流線。
    第16圖係一顯示本發明之澆斗底部(實施例B)的框線圖，其呈現複數條流動之流線。
    第17圖係一顯示本發明之澆斗底部(實施例B)的框線圖，其呈現複數條流動之流線。
    第18圖係一顯示本發明之澆斗底部(實施例B)的框線圖，其呈現複數條流動之流線。
    第19圖係一顯示本發明之澆斗底部(實施例B)的框線圖，其呈現複數條流動之流線。
    第20圖係一顯示本發明之澆斗底部(實施例B)的框線圖，其呈現複數條流動之流線。
    21‧‧‧排出孔
    23‧‧‧澆斗塊本體上表面
    25‧‧‧壁
    32‧‧‧通道
    40‧‧‧單壁澆斗塊
    45‧‧‧界檻
    50‧‧‧澆斗底部
    52‧‧‧澆斗底部內徑向表面
    54‧‧‧上平台衝擊區
    56‧‧‧上平台相鄰區
    58‧‧‧中間平台
    60‧‧‧清洗塞
    权利要求:
    Claims (12)
    [1] 一種耐火澆斗塊，其包括：一澆斗塊本體，其具有一上表面，並界定一在該澆斗塊本體上表面之平面上具有一中心之排出孔；及一壁，其具有一主水平軸線及一與該排出孔鄰接之內表面，其中該主水平軸線具有一中心點；其中通過該排出孔之中心與該主水平軸線之中心點的線係垂直於該主水平軸線；其中該排出孔在該澆斗塊本體上表面中之主尺寸係D；其中從該排出孔在該澆斗塊本體上表面中之中心至該壁內表面之距離係W/2；及其中1/2 D≦W。
    [2] 如申請專利範圍第1項之耐火澆斗塊，其中D≦W。
    [3] 如申請專利範圍第1項之耐火澆斗塊，其中1/2 D≦W≦3.5D。
    [4] 如申請專利範圍第1項之耐火澆斗塊，其中：該壁內表面具有一中心及一端部；該壁內表面之該中心及該壁內表面之該端部，但不包括斜角及倒角部分，形成一通道出口角；及該通道出口角具有一從且包含0度起至且包含40度之值。
    [5] 如申請專利範圍第4項之耐火澆斗塊，其中該通道出口角具有一從包含0度起至包含30度之值。
    [6] 如申請專利範圍第4項之耐火澆斗塊，其中該通道出口角具有一從包含0度起至包含25度之值。
    [7] 如申請專利範圍第4項之耐火澆斗塊，其中該通道出口角具有一從包含0度起至包含20度之值。
    [8] 如申請專利範圍第4項之耐火澆斗塊，其中該通道出口角具有一從包含5度起至包含20度之值。
    [9] 如申請專利範圍第1項之耐火澆斗塊，其中：L代表從各壁之一端部至另一端部的直線距離；且D≦L≦5D。
    [10] 如申請專利範圍第1項之耐火澆斗塊，其另包括一第二壁，其具有一主水平軸線及一與排出孔鄰近的內表面，其中該主水平軸線具有一中心點，且其中該等壁被配置在該排出孔之諸相對側上。
    [11] 如申請專利範圍第10項之耐火澆斗塊，其中一第一排出口壁在面對該排出孔之水平面上具有一凸面，且其中一第二排出口壁在面對該排出孔之水平面上具有一凹面。
    [12] 如申請專利範圍第10項之耐火澆斗塊，其中：各壁之諸相對端部被配置在與該主水平軸線之諸相對端部鄰近處；D代表該排出孔在該澆斗塊本體上表面處之直徑；L代表從各壁之一端部至另一端部的直線距離；且D≦L≦5D。
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    US20140339271A1|2014-11-20|
    BR112014006575A2|2017-04-04|
    AU2012312938A1|2014-02-20|
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