塞棒制造技术

本发明专利技术涉及一种塞棒，该塞棒的气密性和刚性增强。尤其是，本发明专利技术的塞棒有用于在塞棒达到高温时保持使密封垫圈（１１、１１’）与耐火材料体的环形密封表面（１０）接触的压紧力的装置。根据本发明专利技术的一个实施例，该装置由具有较高热膨胀系数的材料的衬套（１２）提供，该衬套的膨胀使得密封垫圈在塞棒达到高温时保持压紧。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种新的、用于调节从浇铸组中流出的熔融金属流量的塞棒，例如从分流器或浇铸桶中流出的钢或铸铁，尤其涉及一种具有用于安装在提升机构上的装置的单件式塞棒。在一特殊实施例中，该塞棒还有用于在连续浇铸操作过程中将惰性气体如氩气引入金属熔池的装置。这样的塞棒及其用途已经是技术人员所公知的，尤其是可以通过美国专利4946083和5024422而了解，这两篇文献被本文参引。其中，这些文献介绍的单件式塞棒可以装在提升机构上，该塞棒包括a)一个细长的耐火材料体，该细长的耐火材料体有一个与塞棒体同轴的孔，并用于固定安装一个用于将其装在提升机构上的金属杆。该耐火材料体的轴向孔有一放大部分，该放大部分有一个与耐火材料体的上端间隔开的环形密封表面。用于安装金属杆的装置通常位于该放大部分和耐火材料体的下端之间。耐火材料体在其下端可以有将气体引入金属熔池的装置；以及b)一个细长金属杆，该细长金属杆装在耐火材料体上，并有一个轴向孔，该轴向孔在其下部与耐火材料体的孔相通。该杆有一带有环形密封表面的轴环，该环形密封表面正对着耐火材料体的孔的环形密封表面，以便形成气密密封。杆的上端用于装在提升机构上，该提升机构可以使该塞棒在浇铸组内垂直移动，该浇铸组例如分流器。通常使该塞棒通过杆的上端与气体供给管道相连，但这不是必须的。安装到耐火材料体上的装置通常位于轴环和金属杆的下端之间。当使用这样的塞棒时，引入塞棒的气体朝着耐火材料体的轴向孔的下部输送。通过在耐火材料体下部的、将气体引入金属熔池的装置，该塞棒将气体引入金属熔池。杆和耐火材料体的对向的环形密封表面防止惰性气体的明显损失和空气的透入。为了进一步改进该密封，已经提出在该密封表面之间布置一个气密环形垫圈。例如，美国专利4946083指出，当布置有厚度为ca.0.4mm且材料能耐高温的垫圈时(该材料例如石墨)，杆和耐火材料体的环形密封表面之间的交界面提供了能够耐高达3巴的压力的密封。该密封主要是为了高等级熔融金属的浇铸。首先，它必须保证能很好地防止将在浇铸过程中氧化熔融金属的空气的渗透。另一方面，它还必须使惰性气体的损失减至最小(当惰性气体通过塞棒而注入时)，该惰性气体的损失将导致生产成本过高，这是不能忽视的。除了该密封问题，使塞棒尽可能坚固地安装在提升机构上也很重要。不过，目前所用的系统还不能令人完全满意地解决这两个问题。通过对该领域的研究，本申请人发现，这些问题实际是由于杆和耐火材料体的彼此相对的环形密封表面之间的密封垫圈不能在整个浇铸过程中保持压紧。可以认为，密封垫圈不能压紧至少部分是由于构成塞棒的不同材料的热膨胀系数之间的差异。尤其是，在浇铸过程中塞棒所能达到的温度的作用下，金属杆将相对于耐火材料体而高度膨胀。金属杆的这一更大的膨胀导致杆和耐火材料体的环形密封表面分离，因此减小了密封垫圈的压紧力，同时导致了各种不利的后果。根据本专利技术，通过使塞棒具有用于在塞棒达到高温时保持使密封垫圈与耐火材料体的环形密封表面接触的压紧力的装置而解决该问题。除了用于保持密封垫圈的压紧力的装置，本专利申请的塞棒与美国专利4946083和5024422所介绍的类似，该美国专利4946083和5024422为本文参引。本专利技术涉及能够装在提升机构上的单件式塞棒，该塞棒包括一细长的耐火材料体，该耐火材料体有(ⅰ)一个与塞棒体同轴的孔，并用于固定安装一个用于将其装在提升机构上的金属杆，该耐火材料体的轴向孔有一放大部分，该放大部分有一个与耐火材料体的上端间隔开的环形密封表面；(ⅱ)用于安装所述金属杆的装置；以及一个固定在耐火材料体上的细长金属杆，该金属杆的上端将装在用于使塞棒在浇铸组内垂直位移的提升机构上；其特征在于它还有用于在塞棒达到高温时保持使密封垫圈靠压耐火材料体的环形密封表面的压紧力的装置。应当知道，本专利技术所述的“在塞棒达到高温时保持密封垫圈的压紧力”的意思是至少保持密封垫圈的压紧力，这也包括在塞棒达到高温时密封垫圈的压紧力增大的情况。根据本专利技术的一个特殊实施例，塞棒可以与气体供给管道相连。因此，所述细长的耐火材料体在其下端有用于将气体引入金属熔池的装置，且所述金属杆有轴向孔，该轴向孔的下部与耐火材料体的孔相通。根据本专利技术的一个实施例，在塞棒达到高温时保持密封垫圈的压紧力的装置由一衬套提供，在其端部具有安装在金属杆上的柱形开口。该衬套在其下端有密封表面，该密封表面正对着耐火材料体的密封表面并恰好顶住固定在杆上的阻挡装置。附图说明图1是本专利技术一特殊实施例的塞棒的上部的局部剖面图。在该图中，塞棒1包括一细长的耐火材料体2，该耐火材料体有一个从其上端4向其下端(未示出)延伸的轴向孔3。该耐火材料体在其下端可以有用于将惰性气体(未示出)引入金属熔池的装置，也可以没有该装置。该耐火材料体还有用于安装金属杆6的装置5。该金属杆6也有轴向孔7，该轴向孔7穿过该金属杆6从其上端8延伸到其下端9。上端8可以设计成可安装用于供给惰性气体的连接器(未示出)。而且，该杆的上端8用于固定在提升机构(未示出)上。高压气体例如氩气可以通过杆6引入耐热材料体的轴向孔3中，并通过耐火材料体的下端输送到金属熔池。该耐火材料体2有形成密封表面的放大部分10。两个石墨垫圈(11和11’)靠在该密封表面上，从而防止空气的透入或惰性气体的损失。衬套12安装在杆6上并使垫圈11和11’保持压紧。衬套的上部13由垫片14挡住，该垫片14自身再由螺母15夹持住。优选是，该垫片14与耐火材料体2的上端4接触，以便增加组件的刚性。衬套12包括热膨胀系数大于金属杆6的材料，并且该衬套12足够长，这样，在浇铸过程中塞棒所能达到的温度的作用下，该衬套12充分朝金属杆的下端膨胀，以便至少补偿金属杆的膨胀影响。优选是，衬套的膨胀能基本精确地补偿金属杆的膨胀。如图1所示，如果需要，衬套12可以在耐火材料体2的上端4伸出，以便使衬套足够长。这时，优选是，垫片14有凸肩16，该凸肩16能够挡住衬套12，同时保证垫片14与耐火材料体2的上端4之间的接触。衬套12装在金属杆6上，并与它形成自由配合，可以转动、滑动或只能滑动。衬套12的上端13刚好顶住固定定位在金属杆6上的阻挡装置14和15，这样，在膨胀的作用下，衬套12只能以与所示阻挡装置相反的方向而轴向伸长。根据本专利技术的一个实施例，该阻挡装置包括类似于美国专利4946083和5024422所介绍的轴环，这两篇文献被本文参引。构成衬套的材料及其长度根据构成金属杆(通常由热膨胀系数大约为12.5μm℃-1的钢棒加工而成)和耐火材料体(通常包括由等压压制而获得的、热膨胀系数大约为3-6μm℃-1的耐火材料)的材料和尺寸而进行选择。构成衬套的材料及其长度可以由热物理的基本定律很容易地确定。以这样在第一近似过程中确定的值开始，可以很容易地通过试验修正而优化该系统，该第一近似过程中确定的值通常能产生很好的结果。根据本专利技术，衬套包括有较高的热膨胀系数的材料，能够承受在浇铸过程中塞棒所能达到的温度。例如，可以采用有较高热膨胀系数的耐火材料例如烧结的氧化镁。本申请的优选材料是从有较高热膨胀系数和较高熔点的金属或金属合金中选定的。通常，衬套选用热膨胀系数为钢杆材料的1.1至3倍的材料。当金属杆由热膨胀系数大约为12μm本文档来自技高网...

【技术保护点】
塞棒包括： （ａ） 一细长的耐火材料体，该耐火材料体有 （ｉ） 一个与塞棒体同轴的孔，用于固定安装一个金属杆，用于将其装在提升机构上，该耐火材料体的轴向孔有一放大部分，该放大部分有一个与耐火材料体的上端间隔开的环形密封表面； （ｉｉ） 用于安装所述金属杆的装置；以及 （ｂ） 一个固定在耐火材料体上的细长金属杆，该金属杆的上端将装在用于使塞棒在浇铸组内垂直位移的提升机构上； 其特征在于：它还有用于在塞棒达到高温时保持使密封垫圈靠压耐火材料体的环形密封表面的压紧力的装置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：埃里克汉斯，
申请(专利权)人：维苏维尤斯克鲁斯布公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]