TW201900294A - 板再加熱爐之滑塊扣及減少不銹鋼板之鑿孔之方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種滑塊騎板扣，其用於一鋼再加熱爐中以減少該再加熱爐中加熱之一鋼板之鑿形損壞。該扣包含：一上表面，其界定用於接納將被再加熱之該鋼板之一界面表面面積；一下表面，其可與該再加熱爐之一滑塊總成耦合；一前表面；一後表面；及兩個對置側表面，其等定位於該前表面與該後表面之間。可減小該下表面與該上表面之間之該扣之一總高度以降低該扣之界面溫度。可增大該界面表面面積以降低該扣之該界面溫度。該扣可包含用於減小該扣與該鋼板之間之機械撞擊之該等表面之各者之間的圓化邊緣。
Description
在煉鋼中，再加熱爐可用於加熱鋼板或其他鋼材(諸如錠、鋼坯、坯料等等)直至板足夠熱用於進一步加工或冶煉(例如軋製、鍛造、拉製等等)。再加熱爐中之加熱程序可為一連續程序，其中鋼板在爐入口處裝入，在爐中加熱且在爐出口排出。在一連續型再加熱爐中，鋼板在鋼樑或滑塊上依一漸進或逐步方式穿過爐。藉由來自燃燒器氣體及來自上方及/或下方之爐壁之對流及/或輻射，熱量可在其穿過滑塊上之爐子的過程中轉移至鋼板。
在一些版本中，再加熱爐之滑塊由水冷卻管段構成，其中一個或多個滑塊騎板扣定位於滑塊之一上表面上。藉此，滑塊騎板扣防止鋼板之熱材料直接接觸水冷卻樑，此可局部地限制到達鋼板之熱量且引起可在視覺上辨識且對鋼均勻性有不利影響之一溫差。
例如，圖1至圖2中展示一典型滑塊總成(50)，其包括在滑塊(58)之一內部分中用水(52)冷卻之一鋼滑塊(58)。滑塊(58)進一步包含自滑塊(58)之一上表面向上延伸之至少一安裝塊(54)。繪示實施例中之安裝塊(56)界定經構形以接納一銷(70)之一開口(56)。一先前技術滑塊騎板扣(60)(圖1中所展示)定位於滑塊總成(50)之一安裝塊(54)上以接納一鋼板(2)。 如圖3至圖4中最佳所見，滑塊騎板扣(60)包括一上表面(62)、一下表面(61)、一前表面(64)、一後表面(68)及兩個對置側表面(66)。如所展示，側表面(66)之各者自下表面(61)向上延伸且包含朝向上表面(62)向內漸縮之一漸縮部分(67)，其經構形以接納鋼板(2)。扣(60)之下表面(61)包括由向上且向內延伸至向上延伸至一橫向壁(86)之一內壁(84)之一漸縮壁(82)形成的一凹槽(83)。一凹口(88)設置於內壁(84)與橫向壁(86)之間。接著，一開口(80)穿過扣(60)在凹槽(83)部分中橫向延伸於對置側表面(66)之間。相應地，扣(60)經構形以定位於滑塊總成(50)上使得安裝塊(54)插入扣(60)之下表面(61)上之凹槽(83)內。接著，銷(70)可插入扣(60)及安裝塊(54)之對準開口(80、56)以將扣(60)維持於滑塊總成(50)上。
繪示實施例之扣(60)包含約135 mm之一高度、約70 mm之一寬度及約150 mm之一長度。扣(60)之上表面(62)具有用於接納一鋼板(2)之一下表面之約7044 mm2
之一接觸面積。扣(60)進一步具有位於上表面(62)、前表面(64)、後表面(68)、下表面(61)之各者與側表面(66)之各者之間之角度邊緣。
由於接觸此一滑塊騎板扣，在一些例項中，鋼板之一下表面可顯示鑿形損壞，此係歸因於：1)鋼板與支撐滑塊騎板扣之間之一非所要接觸角度，及/或2)滑塊騎板扣上之過多氧化物堆積。接觸角度可指示機械貢獻，且氧化物堆積可表明滑塊騎板扣之一受控熱分佈係用於減少及/或防止此鑿形損壞所必需的。相應地，需要提供一改良滑塊騎板扣以藉由修改滑塊騎板扣之幾何形狀來降低此等鑿形損壞的嚴重性。
因此，一滑塊騎板扣之一改良設計具有較平滑邊緣及/或隅角、一減小高度及/或一增大界面面積。此設計係基於熱轉移需要及機械撞擊之同時考量。相應地，藉由滑塊騎板扣之圓化隅角、圓化邊緣及/或增大界面面積來減少由放置於滑塊騎板扣上之鋼板之機械撞擊引起之鑿形損壞。藉由滑塊騎板扣之減小高度及/或增大界面面積來減少由鋼板與滑塊騎板扣之間之熱性質或熱轉移引起之鑿形損壞。
優先權
本申請案主張2017年5月9日申請且名稱為「Slab Reheat Furnace Skid Button and Method to Reduce Gouge of Stainless Steel Slabs」之美國臨時申請案第62/503,689號之優先權，該案之全文以引用的方式併入本文中。
本發明之以下描述及實施例不應用於限制本發明之範疇。熟悉技術者將自以下描述明白本發明之其他實例、特徵、態樣、實施例及優點。如將意識到，本發明可在不背離本發明之範疇的情況下涵蓋除本文中明確討論之例示實施例之外之替代實施例。相應地，圖式及描述應視為本質上具有說明性而非限制性。
在一鋼再加熱爐中，諸如一動樑式再加熱爐或其他類型之連續再加熱爐，滑塊騎板扣通常倚靠於水冷卻鋼製滑塊上。在正常爐操作中，藉由燃氣環境再加熱之鋼板通常倚靠於此等扣上。在一些例項中，鋼板與滑塊騎板扣之間之接觸可引起鋼板之表面之鑿孔或其他損壞。此等損壞可由歸因於鋼板依一非所要接觸角在滑塊騎板扣之角度隅角或邊緣上者扣的角部或邊緣上之機械撞擊之一第一形式之鑿形損壞引起。另外或替代地，由歸因於由堆積於滑塊騎板扣之一界面表面上之氧化物引起之熱性質之一第二形式之鑿形損壞引起損壞。
相應地，可期望形成具有圓化隅角、圓化邊緣、一減小高度及/或一增大界面面積之一滑塊騎板扣。藉此，藉由滑塊騎板扣之圓化隅角、圓化邊緣及/或增大界面面積來減少由放置於滑塊騎板扣上之鋼板之機械撞擊引起之第一形式之鑿形損壞。藉此，藉由滑塊騎板扣之減小高度及/或增大界面面積來減少由鋼板與滑塊騎板扣之間之熱性質或熱轉移引起之第二形式之鑿形損壞。因此，基於熱轉移需要及機械撞擊之同時考量來提供一滑塊騎板扣之此一改良設計以提供無具有一低界面溫度之角度隅角之一扣。
參考圖5至圖8，展示用於一鋼再加熱爐中以支撐將被再加熱之一鋼板之一改良滑塊騎板扣(10)。扣(10)包括一上表面(12)、一下表面(11)、一前表面(14)、一後表面(18)及兩個對置側表面(16)，如圖5中所展示。相應地，扣(10)之下表面(11)經構形以倚靠於再加熱爐之一鋼滑塊總成(50)上，且上表面(12)經構形為用於接納將被再加熱之一鋼板之一界面表面。藉此，界面面積係其中上表面(12)接觸一鋼板(2)之下表面之表面積。如圖6中最佳所見，各側表面(16)自扣(10)之下表面(11)向上延伸使得對置側表面(16)實質上平行。各側表面(16)之高度(H1)可為約80 mm且各側表面(16)之間之寬度(W)可為約80 mm，儘管可使用其他適合尺寸。一開口(20)可在側表面(16)處延伸穿過扣(10)之一底部部分。接著，一漸縮壁(17)定位於相對於側表面(16)向上且向外延伸之各側表面(16)之頂部處。此漸縮壁(17)可具有約15 mm之一高度且向外延伸於約4 mm至19 mm之間。當然，可使用其他適合尺寸。漸縮壁(17)藉此在扣(10)之各寬邊緣上形成一外伸。由於此外伸不會沿側表面(16)過多延伸，所以可延長扣(10)之結構壽命。
扣(10)進一步包括延伸於各漸縮壁(17)之頂部與上表面(12)之間之一第一圓化邊緣(19)。諸如第一圓化邊緣(19)之一圓化邊緣可具有在約4 mm至約40 mm之間之一半徑，儘管可使用其他適合尺寸。藉此，扣(10)可具有在約115 mm至約120 mm之間之一總高度(H2)，但可使用其他適合尺寸。如圖7中最佳所見，前表面(14)與後表面(18)之間之扣(10)之長度(L)可為約152.4 mm，但可使用其他適合尺寸。在一些例項中，扣(10)之長度(L)可為更長，諸如約378 mm。此可提供具有在約7500 mm2
至約12000 mm2
之間之一界面面積之上表面(12)，但可使用其他適合尺寸。一第二圓化邊緣(13)亦設置於上表面(12)與前表面及後表面(14、18)之各者之間。第二圓化邊緣(13)可具有在約4 mm至約40 mm之間之一半徑，儘管可使用其他適合尺寸。在所繪示之實施例中，前表面及後表面(14、18)實質上彼此平行地向上延伸至各第二圓化邊緣(13)使得一外伸並非設置於第二圓化邊緣(13)處。一圓化隅角(9)可藉此設置於第一圓化邊緣(19)與第二圓化邊緣(13)之間以自具有一外伸之側部分過渡至無一外伸之前部分及後部分，如圖5中所展示。一第三圓化邊緣(15)亦可設置於前表面及後表面(14、18)與各側表面(16)之間。第三圓化邊緣(15)可具有在約4 mm至約40 mm之間之一半徑，儘管可使用其他適合尺寸。扣(10)由高鉻鎳及/或鈷基超合金製成。當然，一般技術者將鑑於本文中之教示明白扣(10)之其他適合構形。
參考圖6及圖8，扣(10)之下表面(11)包括自下表面(11)向內延伸之凹槽(23)。凹槽(23)由向上且向內延伸至向上延伸至一橫向壁(26)之一內壁(24)的一漸縮壁(22)形成。一填角(28)設置於內壁(24)與橫向壁(26)之間。填角(28)可具有約2 mm之一半徑，但可使用其他適合尺寸。相應地，扣(10)可定位於滑塊總成(50)上，如圖9中所展示，使得安裝塊(54)插入扣(10)之凹槽(23)內直至安裝塊(54)之上表面鄰接凹槽(23)之橫向壁(26)。凹槽(23)之內壁(24)可與安裝塊(54)之側壁對準且漸縮壁(22、21)可有助於將扣(10)與安裝塊(54)對準。接著，銷(70)可插入扣(10)及安裝塊(54)之對準開口(20、56)內以維持相對於滑塊總成(50)之扣(10)之位置。一般技術者將鑑於本文中之教示明白用於將扣(10)與一滑塊總成(50)耦合之又其他適合構形。
扣(10)之下表面(11)藉此倚靠於再加熱爐之滑塊總成(50)上。鋼板(2)之一下表面亦由界面區域上之扣(10)之上表面(12)支撐。相應地，使扣之邊緣(19、13、15)之各者及隅角(9)平滑以在鋼板開始與扣(10)接觸時減少及/或防止鋼板之外表面中之鑿孔或凹陷。此外，扣(10)之上表面(12)處之減小總扣高度(H2)及/或增大界面面積提供控制以降低鋼板與扣(10)之間之界面溫度，藉此減少及/或防止堆積於扣(10)上之氧化物。減少及/或防止氧化物堆積可因此減少及/或防止鋼板之外表面中之鑿孔或凹陷與扣(10)接觸。
實例
在一實施例中，一種用於一鋼再加熱爐中之滑塊騎板扣可包括：一上表面，其經構形為用於接納將被再加熱之一鋼板之一界面表面；一下表面，其可與該再加熱爐之一滑塊總成耦合；一前表面；一後表面；及兩個對置側表面，其等定位於該前表面與該後表面之間。該扣可經構形以在該鋼板接納於該扣之該界面表面上時減少對該鋼板之一表面之鑿形損壞。例如，該扣可包括經構形以在該鋼板接納於該扣之該界面表面上時減少歸因於機械撞擊之鑿形損壞的至少一圓化邊緣。該至少一圓化邊緣可設置於該上表面與各側表面之間且可具有在約4毫米至約40毫米之間之一半徑。該扣可進一步包括向上且向外延伸於各側表面與該上表面之間以形成一橫向外伸之一漸縮壁。該橫向外伸可在約4毫米至約19毫米之間。該扣可進一步包括位於各側表面上之該橫向外伸與該前表面及該後表面之間之至少一圓化隅角。一圓化邊緣亦可設置於該上表面與該前表面及該後表面之間及/或該等側表面之各者與該前表面及該後表面之間。該扣之該上表面可包括在約7500 mm2
至約12000 mm2
之間之一增大界面面積使得該扣經構形以分散橫跨該增大界面區域之放置於該扣上之該鋼板之撞擊壓力。
該扣可經構形以在該鋼板接納於該扣之該界面表面上時減少歸因於熱性質之鑿形損壞。該扣可經構形以降低該扣之該界面溫度以藉此防止該扣上之氧化物堆積。例如，該扣可具有一減小總高度及一增大表面面積。該扣可包括在該下表面與該上表面之間約120毫米之一最大總高度。該扣之該上表面可包括在約7500 mm2
至約12000 mm2
之間之一界面面積。該扣可包括在該前表面與該後表面之間約150毫米之一長度。該扣可包括在該等對置側表面之間約80毫米之一寬度。
在另一實施例中，一種用於一鋼再加熱爐中之滑塊騎板扣可包括：一上表面，其界定用於接納將被再加熱之一鋼板之一界面表面面積；一下表面，其可與該再加熱爐之一滑塊總成耦合；一前表面；一後表面；及兩個對置側表面，其等定位於該前表面與該後表面之間。該下表面與該上表面之間之該扣之一總高度可足夠小以降低該扣之界面溫度。該界面表面面積可足夠大以降低該扣之該界面溫度。該扣可包括位於該上表面、該前表面、該後表面之各者與該兩個對置側表面之間之圓化邊緣。該扣可進一步包括向上且向外延伸於各側表面與該上表面之間以形成一橫向外伸之一漸縮壁。該扣可包括設置於各側表面上之該橫向外伸與該前表面及該後表面之間之至少一圓化隅角。該扣之該下表面可包括用於接納一滑塊總成之一安裝塊以將該扣與該滑塊總成耦合之一凹槽。一銷可插入通過該扣之一開口及該安裝塊之一開口以維持相對於該安裝塊之該扣之位置。
實驗結果表明，來自鋼板及滑塊騎板扣兩者之氧化層之間之高溫相互作用促成氧化物堆積之形成。計算熱轉移模型化結果表明，可藉由減小扣高度及/或增大界面面積來降低滑塊騎板扣與鋼板之間之界面溫度。參考圖11A及圖11B，使用改良滑塊騎板扣設計來降低滑塊騎板扣與鋼板之間之接觸點處之溫度。例如，圖11A展示具有約24 in2
之一接觸界面面積及約3.9英寸之一高度之一改良滑塊騎板扣之一溫度分佈。如所展示，改良滑塊騎板扣之接觸點處之溫度比先前技術之滑塊騎板扣之接觸點處之溫度降低，如圖11中所展示，其具有約11 in2
之一接觸界面面積及約3.9英寸之一高度。
將具有放大界面面積之騎板扣安裝於一板再加熱爐中。在爐子重新啟動之後之前幾個料捲中，在與樑相關聯之區域中存在凹陷缺陷，這表明其他附加機構係部分地造成鑿形損壞之原因。計算撞擊模型化結果表明，在接觸期間，呈不夠理想角度之扣與板亦可產生具有類似於由氧化物堆積引起之尺寸之鑿形缺陷。數值模型化展示，由板對騎板之撞擊提供之壓痕減小，半徑在約10毫米至約20毫米以上。 此外，如圖10可見，針對凹陷轉移之板之生產百分比在2017年9月安裝改良之滑塊騎板扣之後減小。
已展示及描述本發明之各種實施例，一般技術者可在不背離本發明之範疇的情況下藉由適當修改來完成本文中所描述之方法及系統之進一步調適。已提及此等可能修改之若干者，且熟悉技術者將明白其他修改。例如，上文所討論之實例、實施例、幾何形狀、材料、尺寸、比率、步驟等等具有說明性且未必需要。相應地，本發明之範疇應依據可被呈現之以下申請專利範圍考量且不應被理解為受限於在說明書及圖式中所展示及描述之結構及操作之細節。
2‧‧‧鋼板
9‧‧‧圓化隅角
10‧‧‧扣
11‧‧‧下表面
12‧‧‧上表面
13‧‧‧第二圓化邊緣
14‧‧‧前表面
15‧‧‧第三圓化邊緣
16‧‧‧側表面
17‧‧‧漸縮壁
18‧‧‧後表面
19‧‧‧第一圓化邊緣
20‧‧‧開口
21‧‧‧漸縮壁
22‧‧‧漸縮壁
23‧‧‧凹槽
24‧‧‧內壁
26‧‧‧橫向壁
28‧‧‧填角
50‧‧‧滑塊總成
52‧‧‧水
54‧‧‧安裝塊
56‧‧‧開口
58‧‧‧滑塊
60‧‧‧滑塊騎板扣
61‧‧‧下表面
62‧‧‧上表面
64‧‧‧前表面
66‧‧‧側表面
67‧‧‧漸縮部分
68‧‧‧後表面
70‧‧‧銷
80‧‧‧開口
82‧‧‧漸縮壁
83‧‧‧凹槽
84‧‧‧內壁
86‧‧‧橫向壁
88‧‧‧凹口
H1‧‧‧高度
H2‧‧‧總高度
L‧‧‧長度
W‧‧‧寬度
據信，將結合附圖自特定實例之以下描述來較佳瞭解本發明，其中相同元件符號辨識相同元件。
圖1描繪定位於一鋼再加熱爐之一鋼板與一滑塊總成之間之一先前技術滑塊騎板扣之一立體橫截面圖。
圖2描繪圖1之滑塊總成之一側視圖。
圖3描繪圖1之先前技術滑塊騎板扣之一前視圖。
圖4描繪圖1之先前技術滑塊騎板扣之一側視圖。
圖5描繪用於與圖1之滑塊總成一起使用之一改良滑塊騎板扣之一立體圖。
圖6描繪圖5之滑塊騎板扣之一前視橫截面圖。
圖7描繪圖5之滑塊騎板扣之一側視圖。
圖8描繪圖5之滑塊騎板扣之一部分前視橫截面圖。
圖9描繪定位於圖1之滑塊總成上之圖5之滑塊騎板扣之一立體橫截面圖。
圖10描繪針對凹陷按等級劃分生產板之一百分比圖。
圖11A描繪一改良滑塊騎板扣與一鋼板之間之一接觸點處之一溫度分佈。
圖11B描繪先前技術滑塊騎板扣與一鋼板之間之一接觸點處之一溫度分佈。
圖式並非意在依任何方式限制，且預期可依各種其他方式實施本發明之各種實施例，包含未必在圖式中描繪之實施例。併入本說明書中且形成本說明書之一部分之附圖繪示本發明之若干態樣，且與描述一起用於解釋本發明之原理及概念；然而，應瞭解，本發明不限於所展示之精確配置。
Claims (20)
- 一種用於一鋼再加熱爐中之滑塊騎板扣，其中該扣包括： 一上表面，其經構形為用於接納將被再加熱之一鋼板之一界面表面； 一下表面，其可與該再加熱爐之一滑塊總成耦合； 一前表面； 一後表面；及 兩個對置側表面，其等定位於該前表面與該後表面之間； 其中該扣包括經構形以在該鋼板接納於該扣之該界面表面上時減少歸因於機械撞擊之鑿形損壞的至少一圓化邊緣。
- 如請求項1之扣，其中該至少一圓化邊緣設置於該上表面與各側表面之間。
- 如請求項2之扣，其中該至少一圓化邊緣具有在約4毫米至約40毫米之間之一半徑。
- 如請求項1之扣，其中該扣包括向上且向外延伸於該各側表面與該上表面之間以形成一橫向外伸之一漸縮壁。
- 如請求項4之扣，其中該橫向外伸在約4毫米與約19毫米之間。
- 如請求項4之扣，其進一步包括設置於該各側表面上之該橫向外伸與該前表面及該後表面之間之至少一圓化隅角。
- 如請求項1之扣，其中該至少一圓化邊緣設置於該上表面與該前表面及該後表面之間。
- 如請求項1之扣，其中該至少一圓化邊緣設置於該等側表面之各者與該前表面及該後表面之間。
- 如請求項1之扣，其中該扣之該上表面包括在約7500 mm2 至約12000 mm2 之間之一界面面積。
- 一種用於一鋼再加熱爐中之滑塊騎板扣，其中該扣包括： 一上表面，其經構形為用於接納將被再加熱之一鋼板之一界面表面； 一下表面，其可與該再加熱爐之一滑塊總成耦合； 一前表面； 一後表面；及 兩個對置側表面，其等定位於該前表面與該後表面之間； 其中該扣經構形以降低該扣之該界面溫度以藉此減少該扣之該上表面上之氧化物堆積以在該鋼板接納於該扣之該界面表面上時減少歸因於熱性質之鑿形損壞。
- 如請求項10之扣，其中該扣包括在該下表面與該上表面之間約120毫米之一最大總高度。
- 如請求項10之扣，其中該扣之該上表面包括在約7500 mm2 至約12000 mm2 之間之一界面面積。
- 如請求項10之扣，其中該扣包括在該前表面與該後表面之間約150毫米之一長度。
- 如請求項10之扣，其中該扣包括在該等對置側表面之間約80毫米之一寬度。
- 如請求項10之扣，其中該扣進一步包括向上且向外延伸於各側表面與該上表面之間以形成一橫向外伸的一漸縮壁，其中該橫向外伸在約4毫米至約19毫米之間。
- 一種用於一鋼再加熱爐中之滑塊騎板扣，其中該扣包括： 一上表面，其界定用於接納將被再加熱之一鋼板之一界面表面面積； 一下表面，其可與該再加熱爐之一滑塊總成耦合； 一前表面； 一後表面；及 兩個對置側表面，其等定位於該前表面與該後表面之間； 其中該下表面與該上表面之間之該扣之一總高度足夠小以降低該扣之界面溫度； 其中該界面表面面積足夠大以降低該扣之該界面溫度；及 其中該扣包括介於該上表面、該前表面、該後表面之各者與該兩個對置側表面之間之圓化邊緣。
- 如請求項16之扣，其中該扣進一步包括向上且向外延伸於各側表面與該上表面之間以形成一橫向外伸之一漸縮壁。
- 如請求項17之扣，其進一步包括設置於各側表面上之該橫向外伸與該前表面及該後表面之間之至少一圓化隅角。
- 如請求項16之扣，其中該扣之該下表面包括用於接納一滑塊總成之一安裝塊以將該扣與該滑塊總成耦合的一凹槽。
- 如請求項19之扣，其進一步包括可插入通過該扣之一開口及該安裝塊之一開口以維持相對於該安裝塊之該扣之位置的一銷。
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