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Quenouille.
Description.
La présente invention se rapporte à une nouvelle quenouille pour réguler l'écoulement d'un métal en fusion à partir d'un groupe de coulée, par exemple d'acier ou de fonte à partir d'un répartiteur ou d'une poche de coulée et, plus particulièrement à une quenouille monobloc qui comporte des moyens pour la fixer à un mécanisme de levage et pour introduire un gaz inerte, tel que l'argon, dans le bain de métal en fusion pendant les opérations de coulée continue.
Une telle quenouille et son utilisation sont bien connues de l'homme du métier, en particulier grâce aux brevets US 4,946, 083 et 5,024, 422 auxquels on se réfère.
Ces documents décrivent entre autres, une quenouille monobloc pouvant être reliée à une conduite d'alimentation en gaz, comprenant : a) un corps de matériau réfractaire allongé comportant un alésage positionné coaxialement par rapport au corps de la quenouille et adapté à recevoir fixement une tige de métal en vue de sa fixation à un mécanisme de levage. L'alésage axial du corps de matériau réfractaire comporte une partie élargie présentant une surface d'étanchéité annulaire espacée de l'extrémité supérieure du corps de matériau réfractaire. Les moyens de fixation de la tige en métal sont généralement positionnés entre la partie élargie et l'extrémité inférieure du corps de matériau réfractaire.
En son extrémité inférieure, le corps de matériau réfractaire comporte des moyens d'introduction de gaz dans le bain de métal en fusion ; et b) une tige allongée métallique fixée au corps du matériau réfractaire et comprenant un alésage axial communiquant en sa partie inférieure avec l'alésage du corps de matériau réfractaire. La tige comporte une collerette portant une surface d'étanchéité annulaire faisant face à la surface d'étanchéité annulaire du corps de matériau réfractaire en sorte de définir une étanchéité aux gaz. L'extrémité supérieure de la tige est adaptée à être fixée à un mécanisme de levage permettant de déplacer verticalement la quenouille à l'intérieur d'un groupe de coulée tel qu'un répartiteur.
Des moyens de fixation au corps de matériau réfractaire sont généralement positionnés entre la collerette et l'extrémité inférieure de la tige en métal.
La quenouille est reliée à une conduite d'alimentation en gaz, généralement, mais pas obligatoirement, au travers de l'extrémité supérieure de la tige.
Lors de l'utilisation d'une telle quenouille, le gaz introduit est conduit vers l'alésage axial du corps de matériau réfractaire, en sa partie inférieure. Grâce aux moyens d'introduction de gaz dans le bain de métal en fusion dont dispose le corps de matériau réfractaire en sa partie inférieure, la quenouille permet l'introduction de gaz dans le bain de métal en fusion. Les surfaces d'étanchéité annulaires de la tige et du corps de
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matériau réfractaire se faisant face évitent d'importantes déperditions de gaz inerte ainsi que les infiltrations d'air.
Pour améliorer encore cette étanchéité, on a proposé de placer un joint annulaire d'étanchéité aux gaz entre ces surfaces d'étanchéité. Le brevet US 4,946, 083 par exemple indique que lorsqu'un joint présentant une épaisseur d'environ 0,4 mm et réalisé en matériau résistant à une haute température, par exemple le graphite, est en place, l'interface entre les surfaces d'étanchéité annulaires de la tige et du corps de matériau réfractaire fournissent une étanchéité capable de résister à une pression atteignant jusqu'à 3 bars.
Cette étanchéité est essentielle pour la coulée d'un métal en fusion de qualité. En premier lieu, il est nécessaire d'assurer lors de la coulée, une bonne protection contre les infiltrations d'air responsables de l'oxydation du métal en fusion. D'autre part, il est également indispensable de minimiser les pertes de gaz inerte qui induisent des surcoûts de production loin d'être négligeables.
Les systèmes en usage à l'heure actuelle ne fournissent toutefois pas encore de solution totalement satisfaisante de ces deux points de vue.
Poursuivant ses travaux de recherche dans ce domaine, la demanderesse a découvert que ces problèmes sont dus au fait que, pour différentes raisons (dévissage de la tige, dilatation de la tige,...), une perte d'étanchéité pouvait se produire au niveau du joint d'étanchéité entre les surfaces d'étanchéité annulaires de la tige et du corps de matériau réfractaire se faisant face.
La demanderesse a alors découvert que l'étanchéité de la quenouille pouvait être améliorée en utilisant un corps de matériau réfractaire d'un type particulier.
Selon la présente invention, on utilise une quenouille comportant un corps de matériau réfractaire monobloc constituée, au moins partiellement, d'un matériau réfractaire relativement imperméable aux gaz.
La présente invention concerne donc une quenouille monobloc pouvant être reliée i une conduite d'alimentation en gaz comprenant : un corps de matériau réfractaire allongé comportant i) un alésage positionné coaxialement par rapport au corps de la quenouille et adapté à recevoir fixement une tige de métal en vue de sa fixation à un mécanisme de levage, l'alésage axial du corps de matériau réfractaire comportant une partie élargie présentant une surface d'étanchéité annulaire espacée de l'extrémité supérieure du corps de matériau réfractaire ; ii) des moyens de fixation de ladite tige en métal ; et iii) en son extrémité inférieure, des moyens d'introduction de gaz dans le bain de métal en fusion ;
et une tige allongée métallique fixée au corps du matériau réfractaire
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i) comprenant un alésage axial communiquant en sa partie inférieure avec l'alésage du corps de matériau réfractaire ; et ii) adaptée en son extrémité supérieure à être fixée à un mécanisme de levage permettant de déplacer verticalement la quenouille à l'intérieur d'un groupe de coulée qui se caractérise en ce que ledit corps de matériau réfractaire est constitué, au moins partiellement, d'un matériau réfractaire relativement imperméable aux gaz.
Par matériau relativement imperméable au gaz, on entend un matériau dont la perméabilité spécifique (exprimée en m2) aux environs de la température d'utilisation de la quenouille est inférieure à celle des matériau conventionnellement utilisés. De préférence, la perméabilité spécifique aux environs de la température d'utilisation de la quenouille du matériau réfractaire relativement imperméable est inférieure à la moitié de celle des matériau conventionnellement utilisés. Les matériaux conventionnels ont en général un perméabilité spécifique comprise entre 5. 10 et 5. 10-16. Les matériaux relativement imperméables qui sont préférés selon la présente invention ont une perméabilité spécifique inférieure à 5. 10-17 m2.
Des matériaux réfractaires relativement imperméables aux gaz qui conviennent sont choisis parmi les mélanges auxquels ont été incorporés des additifs capable d'abaisser le diamètre moyen des pores. Ces additifs sont bien connus de l'homme du métier. Par exemple, on peut incorporer à la composition de matériau réfractaire des agents fondants tels que les alcalins (Na20, K20, CaO, B203'...), les silices, etc. On peut également incorporer des éléments métalliques qui forment des carbures lorsqu'ils sont portés à haute température. On peut également choisir de définir le diamètre moyen de pores en mettant en oeuvre une composition en poudre dont la granulométrie est choisie en sorte d'abaisser le diamètre moyen des pores. On peut bien évidemment combiner une ou plusieurs de ces méthodes.
De préférence, on incorpore à la composition de matériau réfractaire des agents fondants.
La demanderesse a toutefois constaté qu'il était peu aisé d'obtenir un matériau réfractaire présentant un bon compris entre ses propriétés d'imperméabilité et de résistance à la corrosion par l'acier liquide. Dès lors, selon une forme particulière de réalisation de l'invention, le corps de matériau réfractaire est constitué d'au moins deux matériaux réfractaires différents ; le corps de matériau réfractaire comprenant une première partie constituée d'un mélange relativement imperméable aux gaz enveloppant substantiellement la région dans laquelle est positionné le joint d'étanchéité et une deuxième partie constituée d'un matériau réfractaire résistant à la corrosion par les métaux en fusion.
Selon ce mode de réalisation, la partie du corps de matériau réfractaire en contact avec le métal en fusion est de préférence constituée essentiellement d'un matériau réfractaire résistant à la corrosion, alors que la partie constituée d'un mélange relativement imperméable aux gaz enveloppant
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substantiellement la région dans laquelle est positionné le joint d'étanchéité n'est pas en contact avec le métal en fusion.
Dans ce cas, par matériau relativement imperméable au gaz, on entend un matériau dont la perméabilité spécifique (exprimée en m2) aux environs de la température d'utilisation de la quenouille est inférieure à celle du (ou des) matériau (x) résistant à la corrosion. De préférence, la perméabilité spécifique aux environs de la température d'utilisation de la quenouille du matériau réfractaire relativement imperméable est inférieure à la moitié de celle du matériau résistant à la corrosion.
Les matériaux conventionnels résistant à la corrosion ont en général un perméabilité spécifique comprise entre 5. 10-17 et 5. 10-16. Les matériaux relativement imperméables qui sont préférés selon la présente invention ont une perméabilité spécifique inférieure à 5. 10-17 m2.
On peut préparer le corps de matériau réfractaire selon la présente invention par toutes les techniques conventionnelles bien connues de l'homme du métier, en particulier, ce corps de matériau réfractaire peut être préparé par pressage à froid ou à chaud ou encore par pressage isostatique.
Pour des raisons de facilités, dans le cas où le corps de matériau réfractaire est constitué de plusieurs matériaux réfractaires différents, on préfère presser au préalable au moins une des parties, en général, la partie la moins accessible. En règle général, on préférera donc presser au préalable la partie du corps de matériau réfractaire enveloppant la région dans laquelle est positionné le joint d'étanchéité.
La quenouille dont il est question dans la présente demande de brevet est, substantiellement similaire à celle qui est décrite dans les brevets US 4,946, 083 et 5,024, 422 auxquels on se réfère.
En variante, on peut également utiliser une quenouille qui comporte également des moyens de maintien de la compression du joint d'étanchéité en contact avec la surface d'étanchéité annulaire du corps de matériau réfractaire tels qu'ils sont décrits dans notre demande de brevet belge déposée le même jour que la présente demande de brevet.
Les figures 1 et 2 sont des vues fragmentaire en section transversale de l'extrémité supérieure d'une quenouille conforme à ces modes de réalisation de l'invention.
Sur ces figures, la quenouille 1 comprend un corps de matériau réfractaire allongé 2 avec un alésage axial 3 s'étendant de son extrémité supérieure 4 vers son extrémité inférieure (non représentée). En son extrémité inférieure, le corps de matériau réfractaire est pourvu de moyens d'introduction de gaz inerte (non représentés) dans le bain de métal.
Le corps de matériau réfractaire comporte en outre des moyens de fixation 5 d'une
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tige en métal 6. La tige en métal 6 comporte également un alésage axial 7 qui la traverse de son extrémité supérieure 8, vers son extrémité inférieure 9. L'extrémité supérieure 8 est adaptée pour recevoir un raccord (non représenté) pour l'alimentation d'un gaz inerte. De plus, l'extrémité supérieure 8 de la tige est adaptée à être fixée à un mécanisme de levage (non représenté). Un gaz sous pression tel que l'argon est introduit dans l'alésage axial 3 du corps de matériau réfractaire par l'intermédiaire de la tige 6 et est conduit vers le bain de métal à travers l'extrémité inférieure du corps de matériau réfractaire.
Le corps de matériau réfractaire 2 comporte une partie élargie 10 formant une surface d'étanchéité. Deux joints de graphite (11 et 11') reposent sur cette surface d'étanchéité et évitent ainsi les infiltrations d'air ou les pertes de gaz inerte.
Le corps de matériau réfractaire 2 est constitué de deux matériaux réfractaires différents ; le corps de matériau réfractaire comprenant une première partie 16 constituée d'un mélange relativement imperméable aux gaz enveloppant substantiellement la région dans laquelle est positionné le (s) joints) d'étanchéité 11 (et 11') et une deuxième partie 17 constituée d'un matériau réfractaire résistant à la corrosion par les métaux en fusion.
Sur la figure 1, la tige en métal 6 comporte une collerette 12 portant une surface d'étanchéité annulaire faisant face à la surface d'étanchéité annulaire 10 de l'alésage du corps de matériau réfractaire en sorte de définir une étanchéité aux gaz.
Sur la figure 2, un manchon 14 est ajusté sur la tige 6 et maintien en compression les joints 11 et 11'. La partie supérieure du manchon est bloquée par une rondelle 13, elle-même retenue par un écrou 15.
De préférence, la rondelle 13 est en contact avec l'extrémité supérieure 4 du corps du matériau réfractaire 2 afin de conférer une rigidité accrue à l'assemblage.
Le manchon 14 est constitué d'un matériau possédant un coefficient d'expansion thermique supérieur à celui de la tige en métal 6 et possède une longueur suffisante en sorte que, sous l'effet de la température à laquelle est portée la quenouille pendant la coulée, il se dilate suffisamment vers l'extrémité inférieure de la tige en métal pour au moins compenser l'effet de la dilatation de la tige en métal.
D'une manière préférée, la dilatation du manchon compense substantiellement exactement la dilatation de la tige en métal.
Comme on peut le voir sur la figure 2, le manchon 14 peut faire saillie à l'extrémité supérieure 4 du corps de matériau réfractaire 2 si cela s'avère nécessaire pour permettre une longueur suffisante du manchon.
Le manchon 14 est ajusté sur la tige en métal 6 et forme avec celle-ci un assemblage libre, tournant, glissant ou glissant juste. L'extrémité supérieure du manchon 14 vient buter sur des moyens de blocage 13 et 15 disposés fixement sur la
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tige en métal 6, en sorte que, sous l'effet de la dilatation, le manchon 14 s'allonge axialement uniquement dans la direction opposée auxdits moyens de blocage.
Le matériau constituant le manchon ainsi que sa longueur sont choisis en fonction des dimensions et des matériaux constituants la tige en métal (généralement usinée à partir d'une barre d'acier avec un coefficient d'expansion thermique de l'ordre de 12,5 pmOC-1) et le corps de matériau réfractaire (typiquement constitué d'un matériau réfractaire obtenu par pressage isostatique avec un coefficient d'expansion thermique de 3 à 6 im"C-1).
On détermine aisément le matériau constituant le manchon ainsi que sa longueur à partir des principes de bases de la thermophysique.
Partant des valeurs ainsi déterminées en première approximation et qui fournissent généralement déjà d'excellents résultats, on peut ensuite optimiser le système en procédant par essais et erreurs sans que cela ne présente aucune difficulté.
Selon l'invention, le manchon est constitué d'un matériau à haut coefficient d'expansion thermique capable de résister aux températures élevées à laquelle est soumise la quenouille pendant la coulée. Par exemple, on peut utiliser des matériaux réfractaires à haut coefficient d'expansion thermique comme la magnésie frittée. Les matériaux de prédilection à cet usage se trouvent toutefois parmi les métaux ou les alliages métalliques à haut coefficient d'expansion thermique et possédant un point de fusion élevé.
Selon une forme particulière de réalisation de l'invention, la quenouille comporte er outre des moyens destinés à empêcher la tige en métal de se retirer du corps de matériau réfractaire. De tels moyens sont décrits dans notre demande de brevet belge déposée le même jour que la présente demande de brevet. Ainsi, si l'on a utilisé un insert métallique possédant un alésage interne axial fileté ancré dans le corps de matériau réfractaire en tant que moyen de fixation de la tige au corps de matériau réfractaire, on empêchera la tige de se dévisser de l'insert en la munissant d'une paire de méplats parallèles à la hauteur de la sortie du corps de matériau réfractaire et en appuyant sur ces méplats une bride à fourche solidaire liée fixement au corps de matériau réfractaire.
Cette liaison fixe peut être réalisée par une goupille insérée dans un puits creusé au travers de la bride à fourche et se prolongeant dans le corps de matériau réfractaire.
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Distaff.
Description.
The present invention relates to a new stopper rod for regulating the flow of molten metal from a casting group, for example steel or cast iron from a distributor or a ladle and, more particularly to a one-piece stopper rod which comprises means for fixing it to a lifting mechanism and for introducing an inert gas, such as argon, into the bath of molten metal during the continuous casting operations.
Such a stopper and its use are well known to those skilled in the art, in particular thanks to US patents 4,946, 083 and 5,024, 422 to which reference is made.
These documents describe, among other things, a one-piece stopper rod which can be connected to a gas supply pipe, comprising: a) a body of elongated refractory material comprising a bore positioned coaxially with respect to the body of the stopper rod and adapted to fixedly receive a rod of metal for attachment to a lifting mechanism. The axial bore of the body of refractory material has an enlarged portion having an annular sealing surface spaced from the upper end of the body of refractory material. The means for fixing the metal rod are generally positioned between the enlarged part and the lower end of the body of refractory material.
At its lower end, the body of refractory material comprises means for introducing gas into the bath of molten metal; and b) an elongated metal rod fixed to the body of the refractory material and comprising an axial bore communicating in its lower part with the bore of the body of refractory material. The rod has a flange carrying an annular sealing surface facing the annular sealing surface of the body of refractory material so as to define a gas tightness. The upper end of the rod is adapted to be fixed to a lifting mechanism making it possible to vertically move the stopper rod inside a casting group such as a distributor.
Means for fixing to the body of refractory material are generally positioned between the flange and the lower end of the metal rod.
The stopper rod is connected to a gas supply line, generally, but not necessarily, through the upper end of the rod.
When using such a stopper, the gas introduced is led towards the axial bore of the body of refractory material, in its lower part. Thanks to the means for introducing gas into the molten metal bath available to the body of refractory material in its lower part, the stopper rod allows the introduction of gas into the molten metal bath. The annular sealing surfaces of the rod and the body
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refractory material facing each other avoids significant losses of inert gas as well as air infiltration.
To further improve this seal, it has been proposed to place an annular gas seal between these seal surfaces. US Patent 4,946,083 for example indicates that when a seal having a thickness of about 0.4 mm and made of a material resistant to high temperature, for example graphite, is in place, the interface between the surfaces d the annular seal of the rod and of the body of refractory material provide a seal capable of withstanding a pressure of up to 3 bars.
This seal is essential for the casting of a quality molten metal. First of all, it is necessary to provide good protection against air infiltration during casting which is responsible for the oxidation of the molten metal. On the other hand, it is also essential to minimize the losses of inert gas which induce additional production costs far from being negligible.
The systems in use at present do not, however, yet provide a completely satisfactory solution from these two points of view.
Continuing her research in this area, the Applicant has discovered that these problems are due to the fact that, for various reasons (unscrewing of the rod, expansion of the rod, etc.), a loss of tightness could occur at level of the seal between the annular sealing surfaces of the rod and the body of refractory material facing each other.
The Applicant then discovered that the sealing of the stopper rod could be improved by using a body of refractory material of a particular type.
According to the present invention, a stopper is used comprising a body of one-piece refractory material constituted, at least partially, of a refractory material relatively impermeable to gases.
The present invention therefore relates to a one-piece stopper rod which can be connected to a gas supply pipe comprising: a body of elongated refractory material comprising i) a bore positioned coaxially with respect to the body of the stopper rod and adapted to fixedly receive a metal rod for attachment to a lifting mechanism, the axial bore of the body of refractory material having an enlarged portion having an annular sealing surface spaced from the upper end of the body of refractory material; ii) means for fixing said metal rod; and iii) at its lower end, means for introducing gas into the bath of molten metal;
and an elongated metal rod attached to the body of the refractory material
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i) comprising an axial bore communicating in its lower part with the bore of the body of refractory material; and ii) adapted at its upper end to be fixed to a lifting mechanism making it possible to vertically move the stopper rod inside a casting group which is characterized in that said body of refractory material is made, at least partially, of a refractory material relatively impermeable to gases.
By material relatively impermeable to gas, is meant a material whose specific permeability (expressed in m2) at around the temperature of use of the stopper is lower than that of conventionally used material. Preferably, the specific permeability around the temperature of use of the stopper rod of the relatively impermeable refractory material is less than half that of the conventionally used material. Conventional materials generally have a specific permeability of between 5.10 and 5. 10-16. The relatively impermeable materials which are preferred according to the present invention have a specific permeability of less than 5.10-17 m2.
Suitable refractory materials relatively impermeable to gases are chosen from the mixtures in which additives have been incorporated capable of reducing the average diameter of the pores. These additives are well known to those skilled in the art. For example, fluxing agents such as alkalis (Na20, K20, CaO, B203 '...), silicas, etc. can be incorporated into the composition of refractory material. It is also possible to incorporate metallic elements which form carbides when they are brought to high temperature. It is also possible to choose to define the average pore diameter by using a powder composition whose particle size is chosen so as to lower the average pore diameter. It is obviously possible to combine one or more of these methods.
Preferably, fluxing agents are incorporated into the composition of refractory material.
The Applicant has however found that it is not easy to obtain a refractory material having a good balance between its properties of impermeability and resistance to corrosion by liquid steel. Therefore, according to a particular embodiment of the invention, the body of refractory material consists of at least two different refractory materials; the body of refractory material comprising a first part made of a relatively gas-impermeable mixture substantially enveloping the region in which the seal is positioned and a second part made of a refractory material resistant to corrosion by molten metals .
According to this embodiment, the part of the body of refractory material in contact with the molten metal is preferably made essentially of a refractory material resistant to corrosion, while the part made of a mixture relatively impermeable to the enveloping gases.
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substantially the region in which the seal is positioned is not in contact with the molten metal.
In this case, by material relatively impermeable to gas, is meant a material whose specific permeability (expressed in m2) at around the temperature of use of the stopper rod is lower than that of the material (s) resistant to corrosion. Preferably, the specific permeability around the temperature of use of the stopper rod of the relatively impermeable refractory material is less than half that of the corrosion-resistant material.
Conventional corrosion-resistant materials generally have a specific permeability between 5.10-17 and 5.10-16. The relatively impermeable materials which are preferred according to the present invention have a specific permeability of less than 5.10-17 m2.
The body of refractory material can be prepared according to the present invention by all conventional techniques well known to those skilled in the art, in particular, this body of refractory material can be prepared by cold or hot pressing or by isostatic pressing.
For reasons of convenience, in the case where the body of refractory material consists of several different refractory materials, it is preferable to press beforehand at least one of the parts, in general, the least accessible part. As a general rule, it is therefore preferable to first press the part of the body of refractory material enveloping the region in which the seal is positioned.
The stopper rod in question in this patent application is substantially similar to that described in US Patents 4,946,083 and 5,024,422 to which reference is made.
Alternatively, one can also use a stopper which also includes means for maintaining the compression of the seal in contact with the annular sealing surface of the body of refractory material as described in our Belgian patent application. filed on the same day as this patent application.
Figures 1 and 2 are fragmentary cross-sectional views of the upper end of a stopper rod according to these embodiments of the invention.
In these figures, the stopper 1 comprises a body of elongated refractory material 2 with an axial bore 3 extending from its upper end 4 to its lower end (not shown). At its lower end, the body of refractory material is provided with means for introducing inert gas (not shown) into the metal bath.
The body of refractory material further comprises means 5 for fixing a
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metal rod 6. The metal rod 6 also has an axial bore 7 which passes through it from its upper end 8, towards its lower end 9. The upper end 8 is adapted to receive a connector (not shown) for the supply of an inert gas. In addition, the upper end 8 of the rod is adapted to be fixed to a lifting mechanism (not shown). A pressurized gas such as argon is introduced into the axial bore 3 of the body of refractory material via the rod 6 and is led to the metal bath through the lower end of the body of refractory material.
The body of refractory material 2 has an enlarged portion 10 forming a sealing surface. Two graphite seals (11 and 11 ') rest on this sealing surface and thus avoid air infiltration or loss of inert gas.
The body of refractory material 2 consists of two different refractory materials; the body of refractory material comprising a first part 16 consisting of a relatively gas-impermeable mixture substantially enveloping the region in which the seal (s) 11 (and 11 ') is positioned) and a second part 17 consisting of a refractory material resistant to corrosion by molten metals.
In FIG. 1, the metal rod 6 includes a flange 12 carrying an annular sealing surface facing the annular sealing surface 10 of the bore of the body of refractory material so as to define a gas tightness.
In FIG. 2, a sleeve 14 is adjusted on the rod 6 and keeps the seals 11 and 11 'in compression. The upper part of the sleeve is blocked by a washer 13, itself retained by a nut 15.
Preferably, the washer 13 is in contact with the upper end 4 of the body of the refractory material 2 in order to impart increased rigidity to the assembly.
The sleeve 14 is made of a material having a coefficient of thermal expansion greater than that of the metal rod 6 and has a sufficient length so that, under the effect of the temperature to which the stopper rod is brought during casting , it expands sufficiently towards the lower end of the metal rod to at least compensate for the effect of the expansion of the metal rod.
Preferably, the expansion of the sleeve substantially exactly compensates for the expansion of the metal rod.
As can be seen in Figure 2, the sleeve 14 can protrude at the upper end 4 of the body of refractory material 2 if necessary to allow a sufficient length of the sleeve.
The sleeve 14 is adjusted on the metal rod 6 and forms with it a free assembly, rotating, sliding or just sliding. The upper end of the sleeve 14 abuts on locking means 13 and 15 fixedly disposed on the
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metal rod 6, so that, under the effect of expansion, the sleeve 14 elongates axially only in the direction opposite to said locking means.
The material constituting the sleeve as well as its length are chosen according to the dimensions and the materials constituting the metal rod (generally machined from a steel bar with a coefficient of thermal expansion of the order of 12.5 pmOC-1) and the body of refractory material (typically made of a refractory material obtained by isostatic pressing with a coefficient of thermal expansion of 3 to 6 im "C-1).
It is easy to determine the material constituting the sleeve as well as its length from the basic principles of thermophysics.
Starting from the values thus determined as a first approximation and which generally already provide excellent results, it is then possible to optimize the system by proceeding by trial and error without this presenting any difficulty.
According to the invention, the sleeve is made of a material with a high coefficient of thermal expansion capable of withstanding the high temperatures to which the stopper rod is subjected during casting. For example, refractory materials with a high coefficient of thermal expansion, such as sintered magnesia, can be used. The preferred materials for this use are, however, among metals or metal alloys with a high coefficient of thermal expansion and having a high melting point.
According to a particular embodiment of the invention, the stopper rod also comprises means intended to prevent the metal rod from withdrawing from the body of refractory material. Such means are described in our Belgian patent application filed on the same day as this patent application. Thus, if a metal insert having an internal threaded axial bore anchored in the body of refractory material has been used as a means of fixing the rod to the body of refractory material, the rod will be prevented from unscrewing from the insert by providing it with a pair of flats parallel to the height of the outlet of the body of refractory material and by pressing on these flats a fork clamp secured to the body of refractory material.
This fixed connection can be achieved by a pin inserted in a well dug through the fork clamp and extending into the body of refractory material.