本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2012年7月25日、國(guó)際申請(qǐng)?zhí)枮閜ct/us2012/048068、國(guó)家申請(qǐng)?zhí)枮?01280043308.3、發(fā)明名稱為“雙入口通道鋼包底部”的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

背景技術(shù)：

(1)技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明整體涉及耐火制品，并且更具體地講涉及用于在連續(xù)澆鑄操作中轉(zhuǎn)移金屬液的耐火材料形狀。

(2)包括在37cfr1.97和1.98下公開(kāi)的信息的相關(guān)領(lǐng)域說(shuō)明。

鋼包為在冶金操作期間用于保持或傳輸一批液態(tài)金屬的容器。在很多情況下一層熔渣將覆蓋液態(tài)金屬的頂部表面，例如在鋼的生產(chǎn)中。在需要時(shí)，液態(tài)金屬可通過(guò)位于鋼包底部的出口從鋼包排出。在排出時(shí)，金屬將有利地完全從鋼包中排空，而不會(huì)使金屬受熔渣污染。污染是不可取的，并且可能造成澆鑄或精煉操作困難以及中間或最終金屬產(chǎn)品中的缺陷。

熔渣污染可產(chǎn)生自浮動(dòng)和夾帶的熔渣。熔渣通常密度低于液態(tài)金屬，并且通常浮動(dòng)在靜止的一批液態(tài)金屬表面上的分層中。在澆注液態(tài)金屬期間，熔渣可能夾入流動(dòng)流內(nèi)。夾帶是指熔渣顆粒存在于鋼液中。夾帶通常發(fā)生在紊流使金屬液和熔渣之間的交界部發(fā)生紊動(dòng)時(shí)。這種紊流可引起金屬液和熔渣混合。在靜止?fàn)顟B(tài)，夾帶的熔渣將最終浮至表面；然而，澆鑄時(shí)的紊流會(huì)保持在金屬液中存在大量的夾帶熔渣。

當(dāng)金屬?gòu)匿摪信懦鰰r(shí)，浮動(dòng)的熔渣靠近出口并且金屬流受熔渣污染的可能性增加。當(dāng)操作員檢測(cè)到離開(kāi)鋼包的金屬液流中存在熔渣時(shí)，他將停止?jié)沧?。操作員甚至可能過(guò)早停止?jié)沧⒁员苊怃摪鞒鑫镏写嬖谌墼?。殘留在鋼包中的熔渣和金屬將被丟棄。丟棄金屬會(huì)降低產(chǎn)率，這是昂貴和低效的，但同時(shí)這又是減少熔渣污染所必須的。

存在檢測(cè)鋼包中的熔渣或鋼包流出物中的熔渣的各種方法和制品。在很多情況下，這些方法需要操作員的操作并且包括設(shè)置在鋼包內(nèi)部和外部的電子和聲波檢測(cè)設(shè)備。例如，設(shè)置在鋼包中的檢測(cè)器可通過(guò)測(cè)量浮動(dòng)的熔渣橫向越過(guò)液面下的檢測(cè)器時(shí)電阻率的變化來(lái)檢測(cè)金屬液液面的下降。類似地，聲脈沖能夠識(shí)別鋼包流出物中熔渣的存在。這兩種技術(shù)均只是檢測(cè)熔渣的存在而并不主動(dòng)減少流出物中存在的熔渣。

渦旋現(xiàn)象引起鋼包流出物中的熔渣夾帶。渦旋為以圍繞空間中的孤立曲線的旋轉(zhuǎn)為主導(dǎo)的流體運(yùn)動(dòng)發(fā)展，如同在旋流中。在鋼包中，該運(yùn)動(dòng)圍繞穿過(guò)鋼包出口的曲線發(fā)展。渦旋一旦形成，就具有持續(xù)存在的趨勢(shì)。

現(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)了用于減少渦旋的各種構(gòu)型。一種此類構(gòu)型包括靠近出口的伸長(zhǎng)的雉堞(castellation)。一個(gè)實(shí)施例示出了從出口對(duì)稱地伸展出的雉堞。對(duì)稱的雉堞被描述為減少渦旋。然而，此構(gòu)型尚未針對(duì)渦旋減少進(jìn)行優(yōu)化。

仍然需要一種制品，使得其中渦旋和產(chǎn)生的熔渣夾帶盡可能減少。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，已開(kāi)發(fā)出一種鋼包底部構(gòu)型，其中渦旋已被減至最小。此構(gòu)型提高了鋼包排出操作的效率，包括減少丟棄金屬的量，避免熔渣過(guò)早通過(guò)出口流出，以及減少金屬液流出物中熔渣的污染。

本發(fā)明涉及冶金鋼包，冶金鋼包的底部，尤其是具有金屬液可穿過(guò)其排出的出口的出口砌塊，以及用于提高可穿過(guò)出口排出鋼包而不受熔渣污染的液態(tài)金屬比率的方法。

本發(fā)明包括鋼包底部和具有出口通道的出口砌塊。該通道由兩個(gè)間隔距離w的壁形成。所述壁可由包含鋼包砌塊出口的砌塊支撐，或?yàn)樵撈鰤K的延伸?；蛘?，第一壁可由包含鋼包砌塊出口的砌塊支撐，或?yàn)樵撈鰤K的延伸，并且該鋼包砌塊可構(gòu)造成使得，在使用中，鋼包底部的另一部分，或附接到鋼包底部的單獨(dú)結(jié)構(gòu)用作鋼包砌塊出口上與第一壁的相對(duì)側(cè)上的第二通道壁。在特定實(shí)施例中，第一壁具有垂直于連接出口通道入口中心與壁中心的線的主尺寸。鋼包底部出口位于兩個(gè)壁之間。兩個(gè)壁具有長(zhǎng)度l。鋼包底部出口在其入口處具有主尺寸d。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，其中d≤l≤5d、1/2d≤w≤3.5d和0.8≤l/w≤2.5的構(gòu)型導(dǎo)致渦旋減少。在某些實(shí)施例中，d≤w≤3.5d。在某些實(shí)施例中，h>d。還發(fā)現(xiàn)了，在水平剖面上壁為凸或凹的構(gòu)型，以及其中由出口間隔開(kāi)的相對(duì)壁形成凸型/凹型對(duì)的構(gòu)型，導(dǎo)致渦旋減少。這些壁中的凸形和凹形可以為投射而形成平滑曲面的平滑曲線的形式，可采用投射而形成小平面的一系列直線的形式，或者可以為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條或多條平滑曲線與一條或多條直線的組合。此外，其中一個(gè)壁或每個(gè)壁可以在中點(diǎn)處包括彎曲凹陷。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的鋼包砌塊的示意圖。

圖2為本發(fā)明的鋼包砌塊的所選構(gòu)件的示意圖。

圖3為本發(fā)明的鋼包砌塊的所選構(gòu)件的示意圖。

圖4為本發(fā)明的鋼包砌塊的透視圖(實(shí)施例a)。

圖5為本發(fā)明的鋼包底部的透視圖(實(shí)施例a)。

圖6為本發(fā)明的鋼包底部的透視圖(實(shí)施例a)。

圖7為本發(fā)明的鋼包底部的透視圖(實(shí)施例b)。

圖8為本發(fā)明的鋼包底部的透視圖(實(shí)施例b)。

圖9為本發(fā)明的鋼包底部的透視圖(實(shí)施例c)。

圖10為本發(fā)明的鋼包底部的透視圖(實(shí)施例c)。

圖11為本發(fā)明的鋼包底部的耐火構(gòu)件的透視圖(實(shí)施例d)。

圖12為現(xiàn)有技術(shù)和實(shí)施例a的鋼包底部的性能的曲線圖表示。

圖13為現(xiàn)有技術(shù)和實(shí)施例b和c的鋼包底部的性能的曲線圖表示。

圖14為示出流動(dòng)流線的本發(fā)明的鋼包底部(實(shí)施例a)的透視線框視圖。

圖15為示出流動(dòng)流線的本發(fā)明的鋼包底部(實(shí)施例a)的透視線框視圖。

圖16為示出流動(dòng)流線的本發(fā)明的鋼包底部(實(shí)施例b)的透視線框視圖。

圖17為示出流動(dòng)跡線的本發(fā)明的鋼包底部(實(shí)施例b)的透視線框視圖。

圖18為示出流動(dòng)流線的本發(fā)明的鋼包底部(實(shí)施例b)的透視線框視圖。

圖19為示出流動(dòng)流線的本發(fā)明的鋼包底部(實(shí)施例b)的透視線框視圖。

圖20為示出流動(dòng)流線的本發(fā)明的鋼包底部(實(shí)施例b)的透視線框視圖。

具體實(shí)施方式

圖1示出了本發(fā)明的鋼包砌塊10的一個(gè)實(shí)施例。鋼包砌塊10包含鋼包砌塊主體20，出口孔21從鋼包砌塊主體上表面23向下穿過(guò)鋼包砌塊主體20。壁25從鋼包砌塊主體20向上延伸。壁25設(shè)置在出口孔21的兩側(cè)。壁25由寬度為w的出口通道間隔開(kāi)。壁25具有h表示的高度。壁25具有l(wèi)表示的長(zhǎng)度。出口孔21具有d表示的主尺寸。壁內(nèi)表面26為壁25面向出口孔21上方空間的部分。

出口孔21可在鋼包砌塊主體上表面23中具有圓形形狀或橢圓形形狀的入口。出口孔21的入口可為圓形，或者可描述為橢圓形。出口孔21的主尺寸d可平行于壁25的長(zhǎng)度l。從鋼包砌塊主體上表面23降下的出口孔21的表面可包括截頭圓錐部分。通常，出口位于鋼包的最低點(diǎn)。

在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，單壁從鋼包砌塊主體20向上延伸。在此類構(gòu)型中，出口通道由鋼包砌塊主體上表面23、壁25和從該單壁橫跨出口孔的配合表面限定。對(duì)于單壁構(gòu)型，w/2為從壁內(nèi)表面至孔中心點(diǎn)的距離。具有單壁或兩個(gè)壁的本發(fā)明的特定實(shí)施例可以限定為包括鋼包砌塊主體的耐火鋼包砌塊，所述鋼包砌塊主體具有上表面并且限定在鋼包砌塊主體上表面的平面內(nèi)具有中心的出口孔，耐火鋼包砌塊還包括具有主水平軸線27和鄰近出口孔的內(nèi)表面26的壁25，其中主水平軸線具有中心點(diǎn)28，其中穿過(guò)在鋼包砌塊主體上表面的平面內(nèi)的出口孔的中心30和主水平軸線的中心點(diǎn)28的線29垂直于主水平軸線，其中從在鋼包砌塊主體上表面的平面內(nèi)的出口孔30的中心至壁內(nèi)表面的距離31為w/2，并且其中1/2d≤w。在特定實(shí)施例中，d≤w，或d≤w≤3.5d。壁的相對(duì)兩端設(shè)置為靠近主水平軸線的相對(duì)兩端。

已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，其中d≤l≤5d，d≤w≤3.5d和0.8≤l/w≤2.5的構(gòu)型導(dǎo)致渦旋減少。在特定構(gòu)型中，1≤l/w≤1.5。

在使用中，鋼包砌塊主體可設(shè)置為進(jìn)入鋼包底部并且被鋼包底部圍繞。圖1中未示出從鋼包底部向上延伸以容納液態(tài)金屬和熔渣的鋼包壁。出口孔21通常位于鋼包的最低點(diǎn)。

暴露的壁表面可包括暴露于液態(tài)金屬的水平面、與水平成角度的面以及側(cè)壁。側(cè)壁相對(duì)于鋼包底部可為豎直或基本上豎直的。側(cè)壁可以彎曲、倒角或者以其它方式成形為使得在出口上方的流存在壓頭并降低熔渣污染。

當(dāng)金屬液穿過(guò)出口孔離開(kāi)鋼包時(shí)，鋼包中金屬液的液面(伴有熔渣浮在其上)降低。鋼包砌塊的一個(gè)或多個(gè)壁防止渦旋；鋼包砌塊元件的幾何關(guān)系被認(rèn)為可防止會(huì)產(chǎn)生渦旋的流圍繞豎直軸線旋轉(zhuǎn)。具有比鋼包砌塊主體上表面更高高度的水平的鋼包底部表面利用熔渣的較低密度和與液態(tài)金屬相比更高的粘度來(lái)收集或捕集熔渣，同時(shí)允許金屬液繼續(xù)流向出口。

圖2為本發(fā)明的鋼包砌塊的所選構(gòu)件的平面剖切示圖。在該示圖中，出口孔21鄰近一對(duì)壁25，其中之一具有在水平面中面向出口孔21的凸形表面，并且其中另一者具有在水平面中面向出口孔21的凹形表面。每個(gè)壁具有如在該剖面中所看到的直的中央部分，和如在該剖面中所看到的側(cè)面彎曲部分。壁內(nèi)表面26為壁25面向出口孔21上方空間的部分。通道32是為壁25所容納的位于壁內(nèi)表面26之間的空間。通道中心線34為與壁內(nèi)表面26(在壁內(nèi)表面26末端的倒圓和斜切面除外)等距的通道32的中心。通道中心線半徑36是在其端點(diǎn)處與通道中心線34垂直的線；它們以通道中心線所描畫(huà)的角度38相交。通道中心線所描畫(huà)的角度38可具有在5-120度、5–110度、5–100度或5-90度的范圍內(nèi)的值。通道出口角39為壁內(nèi)表面26的中心至壁內(nèi)表面26的末端的角度，并且可具有在0–40度、5–30度、0–30度、5–25度、0–25度、5–20度或0-20度的范圍內(nèi)的值。通道出口角39在不考慮在壁內(nèi)表面的末端處倒角或倒圓的情況下進(jìn)行測(cè)量。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，指定范圍內(nèi)的通道出口角有助于減少渦旋。

圖3為本發(fā)明的鋼包砌塊的所選構(gòu)件的平面剖切示圖。在該示圖中，出口孔21鄰近壁25，其為面向出口孔21的凸形表面。壁內(nèi)表面26為壁25面向出口孔21上方空間的部分。通道中心線34為在距壁內(nèi)表面26(在壁內(nèi)表面26末端的倒圓和斜切面除外)恒定距離處穿過(guò)出口孔21中心的線。通道中心線半徑36是在其端點(diǎn)處與通道中心線34垂直的線；它們以通道中心線所描畫(huà)的角度38相交。通道中心線所描畫(huà)的角度38可具有在5-120度、5–110度、5–100度或5-90度的范圍內(nèi)的值。通道出口角39為壁內(nèi)表面26的中心至壁內(nèi)表面26的末端的角度，并且可具有在0–40度、5–30度、0–30度、5–25度、0–25度、5–20度或0-20度的范圍內(nèi)的值。通道出口角39在不考慮在壁內(nèi)表面的末端處倒角或倒圓的情況下進(jìn)行測(cè)量。

圖4為根據(jù)本發(fā)明的單壁鋼包砌塊40的示意圖，其具有鋼包砌塊主體20，其中出口孔21從鋼包砌塊主體上表面23向下穿過(guò)鋼包砌塊主體20。出口孔21鄰近從鋼包砌塊主體20向上突起的壁25。壁內(nèi)表面26為鄰近出口孔21的壁25的表面。壁內(nèi)表面26的兩端端接于壁擴(kuò)張部分43。在鋼包砌塊主體20的兩端上的門(mén)檻45向上突起。鋼包砌塊配合面47位于鋼包砌塊主體20的側(cè)面上，與壁25相對(duì)；鋼包砌塊配合面47被構(gòu)造成與單獨(dú)的耐火材料件配合，該件形成鄰近鋼包砌塊主體上表面23的壁，或與可執(zhí)行壁功能的鋼包底部的徑向內(nèi)表面配合。

圖5為鋼包底部50的透視示圖，其中單壁鋼包砌塊40已安裝(實(shí)施例a)。未示出將從示出的鋼包底部部分向上延伸以容納液態(tài)金屬和熔渣的鋼包壁的上部部分。鋼包底部50具有鋼包底部徑向內(nèi)表面52；具有單壁、門(mén)檻的鋼包砌塊40已被安裝于鋼包底部50，使得鋼包砌塊的配合面(在該視圖中不可見(jiàn))接觸于徑向內(nèi)表面52。上部平臺(tái)沖擊區(qū)54和上部平臺(tái)鄰近區(qū)56從鋼包底部50的底部?jī)?nèi)表面向上延伸。中間平臺(tái)58具有比上部平臺(tái)沖擊區(qū)54或上部平臺(tái)鄰近區(qū)56更低的高度。透氣磚60安裝在鋼包底部50中與中間平臺(tái)58具有相同高度或更低高度的位置；在本實(shí)施例中，透氣磚60安裝在鄰近中間平臺(tái)58的區(qū)域中并且位于比中間平臺(tái)58更低的高度。在所示實(shí)施例中，鋼包砌塊40安裝于鋼包底部50，使得門(mén)檻45具有與中間平臺(tái)58相同的高度。通道32形成于鋼包砌塊主體上表面23的上方并介于壁25和鋼包底部徑向內(nèi)表面52之間。在所示實(shí)施例中，出口孔21具有圓形橫截面。出口孔21的內(nèi)表面的上部采用截頭錐體表面或者說(shuō)倒轉(zhuǎn)的截頭錐形表面在具有較小半徑末端處接合到圓柱形表面的形式。

圖6為鋼包底部50的透視示圖，其中單壁鋼包砌塊40已安裝(實(shí)施例a)。鋼包底部50具有鋼包底部徑向內(nèi)表面52；具有單壁、門(mén)檻的鋼包砌塊40安裝于鋼包底部50，使得鋼包砌塊的配合面(在該視圖中不可見(jiàn))接觸于徑向內(nèi)表面52。上部平臺(tái)沖擊區(qū)54和上部平臺(tái)鄰近區(qū)56從鋼包底部50的底部?jī)?nèi)表面向上延伸。中間平臺(tái)58具有比上部平臺(tái)沖擊區(qū)54或上部平臺(tái)鄰近區(qū)56更低的高度。透氣磚60安裝在鋼包底部50中與中間平臺(tái)58具有相同高度或更低高度的位置；在本實(shí)施例中，透氣磚60安裝在鄰近中間平臺(tái)58的區(qū)域中并且位于比中間平臺(tái)58更低的高度。在所示實(shí)施例中，鋼包砌塊40安裝于鋼包底部50，使得門(mén)檻45具有與中間平臺(tái)58相同的高度。通道32形成于鋼包砌塊主體上表面23的上方并介于壁25的內(nèi)表面26和鋼包底部徑向內(nèi)表面52之間。內(nèi)表面26端接于擴(kuò)張部分43。在所示實(shí)施例中，出口孔21具有圓形橫截面。出口孔21的內(nèi)表面的上部采用截頭錐體表面或者說(shuō)倒轉(zhuǎn)的截頭錐形表面在具有較小半徑末端處接合到圓柱形表面的形式。

圖5-6中示出的裝置的特定實(shí)施例具有由如下字母表述的幾何關(guān)系：d，在鋼包砌塊主體上表面23處的孔21的直徑；l，從每個(gè)壁25的一端到另一端的直線距離；w，通道壁25(擴(kuò)張部分43除外)和鋼包砌塊配合面47之間的距離；以及h，從鋼包砌塊主體上表面23到壁25頂部的距離。對(duì)于246mm的d值，其中d≤w≤3.5d(w在246mm-861mm的范圍內(nèi))，d≤l≤5d(l在246mm–1230mm的范圍內(nèi))，0.8≤l/w≤2.5，以及h≥1d(等于或大于246mm)的構(gòu)型導(dǎo)致渦旋減少。w的值為675mm，d的值為246mm，l的值為611mm，l/w比率為0.9，通道高度為272mm，并且在壁25中點(diǎn)處的通道中心線和在通道末端處的通道中心線之間的角度為20度滿足這些標(biāo)準(zhǔn)。

圖7為鋼包底部50的透視示圖，其中雙壁鋼包砌塊70已安裝(實(shí)施例b)。鋼包底部50具有鋼包底部徑向內(nèi)表面52；雙壁鋼包砌塊70已被安裝于鋼包底部50，使得鋼包砌塊的配合面(在該視圖中不可見(jiàn))接觸于徑向內(nèi)表面52。中間平臺(tái)58從鋼包底部的底部?jī)?nèi)表面向上延伸并部分地圍繞門(mén)檻區(qū)72。門(mén)檻區(qū)72構(gòu)造在鋼包底部50，使得門(mén)檻區(qū)72具有與中間平臺(tái)58相同的高度。鋼包砌塊70安裝在鋼包底部50，使得鋼包砌塊主體上表面23具有比門(mén)檻區(qū)72中的每一個(gè)更低的高度，并且鄰近門(mén)檻區(qū)72中的每一個(gè)。

在圖7所示的實(shí)施例中，壁25從出口孔21的相對(duì)側(cè)上的鋼包砌塊主體上表面23向上延伸。通道32形成于鋼包砌塊主體上表面23的上方并介于壁25的內(nèi)表面26之間。在本實(shí)施例中，一個(gè)內(nèi)表面26為帶小平面的凹形表面；另一個(gè)內(nèi)表面26為帶小平面的凸形表面。在本實(shí)施例中，帶小平面的凹形表面的內(nèi)表面26端接于擴(kuò)張部分43。在所示實(shí)施例中，出口孔21具有圓形橫截面。出口孔21的內(nèi)表面的上部采用截頭錐體表面或者說(shuō)倒轉(zhuǎn)的截頭錐形表面在具有較小半徑末端處接合到圓柱形表面的形式。鋼包砌塊斜面74從具有帶小平面的內(nèi)部凸形表面的壁25的側(cè)面在離開(kāi)出口孔21的方向上延伸；斜面隨著離開(kāi)出口孔21而延伸其高度下降。中間平臺(tái)58中的豎直開(kāi)口容納孔塞76。

圖8為鋼包底部50的透視示圖，其中雙壁鋼包砌塊70已安裝(實(shí)施例b)。鋼包底部50具有鋼包底部徑向內(nèi)表面52；雙壁鋼包砌塊70已被安裝于鋼包底部50，使得鋼包砌塊的配合面(在該視圖中不可見(jiàn))接觸于徑向內(nèi)表面52。中間平臺(tái)58從鋼包底部的底部?jī)?nèi)表面向上延伸并部分地圍繞每個(gè)門(mén)檻區(qū)72。門(mén)檻區(qū)72構(gòu)造在鋼包底部50，使得每個(gè)門(mén)檻區(qū)72具有與中間平臺(tái)58相同的高度。鋼包砌塊70安裝在鋼包底部50，使得鋼包砌塊主體上表面23具有比每個(gè)門(mén)檻區(qū)72更低的高度，并且鄰近每個(gè)門(mén)檻區(qū)72。

在圖8所示的實(shí)施例中，壁25從出口孔21的相對(duì)側(cè)上的鋼包砌塊主體上表面23向上延伸。通道32形成于鋼包砌塊主體上表面23的上方并介于壁25的內(nèi)表面26之間。在本實(shí)施例中，一個(gè)內(nèi)表面26為帶小平面的凹形表面；另一個(gè)內(nèi)表面26為帶小平面的凸形表面。在本實(shí)施例中，帶小平面的凹形表面的內(nèi)表面26端接于擴(kuò)張部分43。在所示實(shí)施例中，出口孔21具有圓形橫截面。出口孔21的內(nèi)表面的上部采用截頭錐體表面或者說(shuō)倒轉(zhuǎn)的截頭錐形表面在具有較小半徑末端處接合到圓柱形表面的形式。鋼包砌塊斜面74從具有帶小平面的內(nèi)部凸形表面的壁25的側(cè)面在離開(kāi)出口孔21的方向上延伸；斜面隨著離開(kāi)出口孔21而延伸其高度下降。中間平臺(tái)58中的豎直開(kāi)口容納孔塞76。

圖9為鋼包底部50的透視示圖，其中雙壁鋼包砌塊70已安裝(實(shí)施例c)。鋼包底部50具有鋼包底部徑向內(nèi)表面52；具有雙壁、門(mén)檻的鋼包砌塊70已被安裝于鋼包底部50，使得鋼包砌塊的配合面(在該視圖中不可見(jiàn))接觸于徑向內(nèi)表面52。中間平臺(tái)58從鋼包底部的底部?jī)?nèi)表面向上延伸。門(mén)檻區(qū)72為接近壁25末端的區(qū)域，其具有與中間平臺(tái)58相同的高度。鋼包砌塊70安裝在鋼包底部50，使得鋼包砌塊主體上表面23具有比每個(gè)門(mén)檻區(qū)72更低的高度，并且鄰近每個(gè)門(mén)檻區(qū)72。成角度區(qū)域82向下成角度并且從鋼包底部徑向內(nèi)表面52遠(yuǎn)離；在其最低點(diǎn)它們具有與其相鄰的中間平臺(tái)58的高度。

在圖9所示的實(shí)施例中，通道32形成于鋼包砌塊主體上表面23的上方并介于壁25的內(nèi)表面26之間。在本實(shí)施例中，一個(gè)內(nèi)表面26為帶小平面的凹形表面；另一個(gè)內(nèi)表面26為帶小平面的凸形表面。在本實(shí)施例中，帶小平面的凹形表面的內(nèi)表面26端接于擴(kuò)張部分43。在所示實(shí)施例中，出口孔21具有圓形橫截面。出口孔21的內(nèi)表面的上部采用截頭錐體表面或者說(shuō)倒轉(zhuǎn)的截頭錐形表面在具有較小半徑末端處接合到圓柱形表面的形式。鋼包砌塊斜面74從具有帶小平面的內(nèi)部凸形表面的壁25的側(cè)面延伸；斜面隨著離開(kāi)出口孔21而延伸其高度下降。中間平臺(tái)58中的豎直開(kāi)口容納孔塞76。

圖10為鋼包底部50的透視示圖，其中雙壁鋼包砌塊70已安裝(實(shí)施例c)。鋼包底部50具有鋼包底部徑向內(nèi)表面52；具有雙壁、門(mén)檻的鋼包砌塊70已被安裝于鋼包底部50，使得鋼包砌塊的配合面(在該視圖中不可見(jiàn))接觸于徑向內(nèi)表面52。中間平臺(tái)58從鋼包底部的底部?jī)?nèi)表面向上延伸。門(mén)檻區(qū)72為接近壁25末端的區(qū)域，其具有與中間平臺(tái)58相同的高度。鋼包砌塊70安裝在鋼包底部50，使得鋼包砌塊主體上表面23具有比每個(gè)門(mén)檻區(qū)72更低的高度，并且鄰近每個(gè)門(mén)檻區(qū)72。成角度區(qū)域82向下成角度并且從鋼包底部徑向內(nèi)表面52遠(yuǎn)離；在其最低點(diǎn)它們具有與其相鄰的中間平臺(tái)58的高度。

在圖10所示的實(shí)施例中，通道32形成于鋼包砌塊主體上表面23的上方并介于壁25的內(nèi)表面26之間。在本實(shí)施例中，一個(gè)內(nèi)表面26為帶小平面的凹形表面；另一個(gè)內(nèi)表面26為帶小平面的凸形表面。在本實(shí)施例中，帶小平面的凹形表面的內(nèi)表面26端接于擴(kuò)張部分43。在所示實(shí)施例中，出口孔21具有圓形橫截面。出口孔21的內(nèi)表面的上部采用截頭錐體表面或者說(shuō)倒轉(zhuǎn)的截頭錐形表面在具有較小半徑末端處接合到圓柱形表面的形式。鋼包砌塊斜面74從具有帶小平面的內(nèi)部凸形表面的壁25的側(cè)面延伸；斜面隨著離開(kāi)出口孔21而延伸其高度下降。中間平臺(tái)58中的豎直開(kāi)口容納孔塞76。

圖7-10中所示裝置的特定實(shí)施例具有由如下字母表述的幾何關(guān)系：d，在鋼包砌塊主體上表面23處的孔21的直徑；l，從每個(gè)壁25的一端至另一端的直線距離；w，通道32的壁(擴(kuò)張部分43除外)之間的距離；和h，鋼包砌塊主體上表面23和壁25頂部之間的距離。對(duì)于177mm的d值，其中d≤w≤3.5d(w在177mm-619mm的范圍內(nèi))，d≤l≤5d(l在177mm–885mm的范圍內(nèi))，0.8≤l/w≤2.5，以及h≥1d(等于或大于200mm)的構(gòu)型導(dǎo)致渦旋減少。w的值為483mm，d的值為177mm，l的值為592mm，l/w比率為0.9，通道高度為200mm，并且在壁25中點(diǎn)處的通道中心線和在通道末端處的通道中心線之間的角度為13.6度滿足這些標(biāo)準(zhǔn)。

圖11為鋼包底部的耐火部分的透視示圖，其中雙壁鋼包砌塊70已安裝(實(shí)施例d)。中間平臺(tái)58從鋼包底部的底部?jī)?nèi)表面向上延伸。門(mén)檻區(qū)72為接近壁25末端的區(qū)域，其具有與中間平臺(tái)58相同的高度。鋼包砌塊70安裝在鋼包底部，使得鋼包砌塊主體上表面23具有比門(mén)檻區(qū)72更低的高度，并且鄰近門(mén)檻區(qū)72。

在圖11所示的實(shí)施例中，通道32形成于鋼包砌塊主體上表面23的上方并介于壁25的內(nèi)表面26之間。壁25可由包含鋼包砌塊出口的砌塊支撐，或?yàn)樵撈鰤K的延伸。在本實(shí)施例中，一個(gè)內(nèi)表面26為帶小平面的凹形表面；另一個(gè)內(nèi)表面26為帶小平面的凸形表面。在本實(shí)施例中，內(nèi)表面26端接于擴(kuò)張部分43。在所示實(shí)施例中，出口孔21具有圓形橫截面。鋼包砌塊斜面74從具有帶小平面的內(nèi)部凸形表面的壁25的側(cè)面延伸；斜面隨著離開(kāi)出口孔21而延伸其高度下降。每個(gè)壁內(nèi)表面26包含凹陷部84；在本實(shí)施例中，每個(gè)凹陷部84的表面采用與孔21的延伸軸線共軸的圓柱體的徑向表面的一部分的形式。

在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，尺寸w即通道寬度包括凹陷部84的尺寸。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，尺寸w即通道寬度與其他尺寸有關(guān)時(shí)，凹陷部84的尺寸不包括在內(nèi)。w在鋼包砌塊主體上表面23的高度處測(cè)量。

圖11中所示裝置的特定實(shí)施例具有由如下字母表述的幾何關(guān)系：d，在鋼包砌塊主體上表面23處的孔21的直徑；l，從每個(gè)壁25的一端至另一端的直線距離；w，通道32的壁(擴(kuò)張部分43或凹陷部84除外)之間的距離；以及h，限定為從鋼包砌塊主體上表面23到壁25頂部的距離的通道高度。對(duì)于200mm的d值，其中d≤w≤3.5d(w在200mm-700mm的范圍內(nèi))，d≤l≤5d(l在200mm–1000mm的范圍內(nèi))，0.8≤l/w≤2.5，以及h≥1.1d的構(gòu)型導(dǎo)致渦旋減少。w的值為317mm，d的值為200mm，l的值為660mm，l/w比率為2.08，通道高度為250mm，并且在壁25中點(diǎn)處的通道中心線和在通道末端處的通道中心線之間的角度為10度滿足這些標(biāo)準(zhǔn)。

圖12比較采用現(xiàn)有技術(shù)的磚砌鋼包底部獲得的結(jié)果和采用將根據(jù)本發(fā)明如圖5-6所示的實(shí)施例a的單壁鋼包砌塊安裝到其中的鋼包底部獲得的結(jié)果。在本發(fā)明的該實(shí)施例中，出口孔上方的通道由鋼包砌塊主體上表面、鋼包砌塊壁和鋼包底部徑向內(nèi)表面的一部分限定。曲線圖的橫坐標(biāo)表示高于出口的鋼液面，以毫米測(cè)量。縱坐標(biāo)示出以噸表示的鋼殘余重量。曲線圖的點(diǎn)110表示弱渦旋開(kāi)始出現(xiàn)的液面，對(duì)應(yīng)于殘留在現(xiàn)有技術(shù)容器中的5噸(4500kg)鋼，和殘留在本發(fā)明容器中的3.2噸(2900kg)鋼。曲線圖的點(diǎn)112表示強(qiáng)渦旋開(kāi)始出現(xiàn)的液面，對(duì)應(yīng)于殘留在現(xiàn)有技術(shù)容器中的2.5噸(2300kg)鋼，和殘留在本發(fā)明容器中的0.8噸(730kg)鋼。曲線圖的點(diǎn)114表示出現(xiàn)表面塌縮的液面。在現(xiàn)有技術(shù)鋼包底部，表面塌縮在鋼高度達(dá)到35mm時(shí)開(kāi)始。這對(duì)應(yīng)于殘留在現(xiàn)有技術(shù)容器中的1.4噸(1300kg)鋼。在本發(fā)明的容器中，當(dāng)出現(xiàn)表面塌縮時(shí)0.5噸(460kg)鋼殘留在容器中。線120表示針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的鋼包底部和鋼包砌塊獲得的值。線122表示針對(duì)本發(fā)明的鋼包底部和鋼包砌塊(實(shí)施例a)獲得的值。

圖13示出了對(duì)采用現(xiàn)有技術(shù)的磚砌鋼包底部獲得的結(jié)果和采用將根據(jù)本發(fā)明如圖7–8和9–10所示的鋼包砌塊安裝到其中的鋼包底部獲得的結(jié)果的比較。在本發(fā)明的該實(shí)施例中，出口孔上方的通道由鋼包砌塊主體上表面和出口孔兩對(duì)側(cè)的兩個(gè)鋼包砌塊壁限定。曲線圖的點(diǎn)110表示弱渦旋可在鋼包經(jīng)由出口排出期間開(kāi)始出現(xiàn)的液面。對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)構(gòu)型，弱渦旋出現(xiàn)伴隨5.2噸(4700kg)殘留鋼。弱渦旋出現(xiàn)對(duì)于圖7–8的實(shí)施例b伴隨3.8噸(3400kg)殘留鋼，而對(duì)于圖9–10的實(shí)施例c伴隨3.3噸(3000kg)殘留鋼。曲線圖的點(diǎn)112表示強(qiáng)渦旋可在鋼包經(jīng)由出口排出期間開(kāi)始出現(xiàn)的液面。對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)構(gòu)型，強(qiáng)渦旋可在85mm處或2.6噸(2400kg)鋼處形成。早期渦旋對(duì)于圖7-8的實(shí)施例b在100mm處或1.9噸(1700kg)處出現(xiàn)，而對(duì)于圖9-10的實(shí)施例c在100mm處或1.5噸(1400kg)處出現(xiàn)。曲線圖的點(diǎn)114表示表面塌縮在鋼包經(jīng)由出口排出期間出現(xiàn)的液面。對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)構(gòu)型，表面塌縮在鋼高度達(dá)到35mm時(shí)開(kāi)始出現(xiàn)，其對(duì)應(yīng)于殘留在容器中的1.0噸(910kg)鋼。表面塌縮對(duì)于圖9-10的實(shí)施例c在45mm處或0.4噸(360kg)處開(kāi)始出現(xiàn)，而對(duì)于圖7-8的實(shí)施例b在45mm處或0.3噸(270kg)處開(kāi)始出現(xiàn)。線130表示針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的鋼包底部和鋼包砌塊獲得的值。線132表示針對(duì)本發(fā)明的鋼包底部和鋼包砌塊(實(shí)施例b)獲得的值。線134表示針對(duì)本發(fā)明的鋼包底部和鋼包砌塊(實(shí)施例c)獲得的值。

圖14為本發(fā)明的鋼包底部(實(shí)施例a)的透視線框視圖，示出了排出速率為4t/min(3600kg/min)的流動(dòng)流線。這些流線表示較高液體速度的區(qū)域中的流體路徑。通道入口處的流線等間距間隔開(kāi)。在使用中，流線不應(yīng)脫離鋼包砌塊壁的內(nèi)表面。這可以通過(guò)將(a)壁內(nèi)表面中心和(b)壁內(nèi)表面末端之間的角度保持在0-40度、0–30度、0–25度、5–20度或0-20度的范圍內(nèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在示出的實(shí)施例中，流線沿著豎直壁表面；角度沒(méi)有大到足以產(chǎn)生導(dǎo)致渦旋形成的沿著通道壁的流線脫離。

圖15為本發(fā)明的鋼包底部(實(shí)施例a)的透視線框視圖，示出了排出速率為4t/min(3600kg/min)的流動(dòng)流線。這些流線表示較高液體速度的區(qū)域中的流體路徑。在圖15中，沿著通道壁26的流動(dòng)流線不與壁脫離。較大角度可能促成導(dǎo)致渦旋的流動(dòng)脫離。

圖16為本發(fā)明的鋼包底部(實(shí)施例b)的透視線框視圖，示出了排出速率為4t/min(3600kg/min)的流動(dòng)流線。這些流線表示較高液體速度的區(qū)域中的流體路徑。在使用中，流線不應(yīng)從鄰近鋼包底部徑向內(nèi)表面的鋼包砌塊壁脫離。這可以通過(guò)將(a)壁內(nèi)表面中心和(b)壁內(nèi)表面末端之間的角度保持在0–40度、0–30度、0–25度、5–20度或0-20度的范圍內(nèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

圖17為本發(fā)明的鋼包底部(實(shí)施例b)的透視圖，示出了針對(duì)120mm的流體高度得到的流動(dòng)跡線。

圖18為本發(fā)明的鋼包底部(實(shí)施例b)的透視圖，示出了針對(duì)100mm的流體高度得到的流動(dòng)跡線。

圖19為本發(fā)明的鋼包底部(實(shí)施例b)的透視圖，示出了針對(duì)80mm的流體高度得到的流動(dòng)跡線。

圖20為本發(fā)明的鋼包底部(實(shí)施例b)的透視圖，示出了針對(duì)60mm的流體高度得到的流動(dòng)跡線。

已就本發(fā)明的耐火砌塊對(duì)照其在鋼包中的使用作了描述。它也可用于用來(lái)容納并轉(zhuǎn)移金屬液的其他容器中，例如中間包。

可采用本發(fā)明的眾多修改形式或變型形式。因此，應(yīng)當(dāng)理解，在以下權(quán)利要求書(shū)的范圍內(nèi)，可用和上文具體描述不一樣的方式實(shí)施本發(fā)明。