DE202021102899U1 - Plug - Google Patents
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Abstract
Stopfen (1) für ein Zusammenwirken mit einer Bodenausgussdüse (2) oder einem sogenannten Gießrohr (2) in einem metallurgischen Gefäß (M), insbesondere einem Verteiler (M) einer Stranggießeinrichtung, zur Regelung der Gießgeschwindigkeit umfassend im Wesentlichen einen feuerfesten beziehungsweise keramischen Rohrkörper (3) mit einerseits einem Festlegungsbereich (31) des Rohrkörpers (3) in einem Festlegungsmittel (4) in einer Betätigungseinrichtung (61) mit einer Leitung (5) von Inertgas von einem Inertgasanschluss (51) durch ein Stopfenhalteteil (6) in das Hohl (34) des zylindrischen Rohrkörpers (3) und andererseits beziehungsweise dem Festlegungsbereich (31) gegenüberliegend am Stopfenende einen konvex-konischen Regelbereich (11) mit einem im Wesentlichen zentralen Gasaustrag (12) in das Flüssigmetall, dadurch gekennzeichnet, dass der feuerfeste Rohrkörper (3) im Bereich der Festlegung (31) zumindest teilweise einen Bund (32) mit einem vergrößerten Außendurchmesser oder eine Außenrille (36) aufweist und der Stirnfläche (321) des Rohrkörpers (3) distanziert gegenüberliegend eine Bund-Ringfläche (33) oder eine Außenringfläche (33) für ein Eingriffsteil (41) eines Festlegungsmittels (4) ausgeformt ist. Stopper (1) for interaction with a bottom pouring nozzle (2) or a so-called pouring pipe (2) in a metallurgical vessel (M), in particular a distributor (M) of a continuous casting device, for regulating the pouring speed, essentially comprising a refractory or ceramic pipe body ( 3) with on the one hand a fixing area (31) of the tubular body (3) in a fixing means (4) in an actuating device (61) with a line (5) of inert gas from an inert gas connection (51) through a stopper holding part (6) into the hollow ( 34) of the cylindrical tubular body (3) and on the other hand or the fixing area (31) opposite at the plug end a convex-conical regulating area (11) with an essentially central gas outlet (12) into the liquid metal, characterized in that the refractory tubular body (3) in the region of the fixing (31) at least partially a collar (32) with an enlarged outer diameter or an outer groove e (36) and a collar ring surface (33) or an outer ring surface (33) for an engagement part (41) of a fastening means (4) is formed at a distance from the end face (321) of the tubular body (3).
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Stopfen für ein Zusammenwirken mit einer Bodenausgussdüse oder einem sogenannten Gießrohr in einem metallurgischen Gefäß, insbesondere in einer Stranggießeinrichtung zum Gießen von flüssigen Metallen und Legierungen, zur Regelung der Gießgeschwindigkeit umfassend in Wesentlichen einen feuerfesten kohlenstoffgebundenen keramischen Rohrkörper mit einerseits einem Festlegungsbereich beziehungsweise Befestigungsbereich des Rohrkörpers in einem Festlegungsmittel in einer Betätigungseinrichtung, mit einer Leitung von Inertgas in das Hohl des Rohrkörpers und andererseits, beziehungsweise gegenüberliegend am Stopfenende, einen konvex-konischen Regelbereich mit einem im Wesentlichen zentralen Gasaustrag in das Flüssigmetall.The invention relates to a stopper for interaction with a bottom pouring nozzle or a so-called pouring pipe in a metallurgical vessel, in particular in a continuous caster for pouring liquid metals and alloys, for regulating the pouring speed, comprising essentially a refractory, carbon-bonded ceramic pipe body with, on the one hand, a fixing area or fastening area of the tubular body in a fixing means in an actuating device, with a line of inert gas into the hollow of the tubular body and on the other hand, or opposite at the plug end, a convex-conical control area with a substantially central gas outlet into the liquid metal.
Schmelzen aus Metallen und Metalllegierungen werden zumeist in Stranggießeinrichtungen abgegossen, wobei aus einem metallurgischen Gefäß, einem sogenannten Verteiler, Flüssigmetall in einen Kristallisator beziehungsweise in eine Kokille eingebracht und der teilerstarrte Strang nach unten abgezogen wird.Melts made from metals and metal alloys are mostly poured into continuous casting devices, with liquid metal being introduced into a crystallizer or into a mold from a metallurgical vessel, a so-called distributor, and the partially solidified strand being withdrawn downwards.
Eine Regelung einer Zufuhr von Flüssigmetall vom Verteiler in die Kokille beziehungsweise eine Regelung einer Gießgeschwindigkeit erfolgt mittels eines Stopfens im Zusammenwirken mit einer Bodenausgussdüse, gegebenenfalls mit unterschiedlichen Ausführungsformen derselben.A control of the supply of liquid metal from the distributor into the mold or a control of a casting speed takes place by means of a plug in cooperation with a bottom pouring nozzle, possibly with different embodiments thereof.
In modernen Strangießeinrichtungen sind üblicherweise einstückige Stopfenrohre aus feuerfestem Werkstoff mit einem Innengewinde oder solche mit einer innenliegenden Metallhülse mit einem Innengewinde für eine Gewindestange zur Festlegung beziehungsweise Befestigung des Stopfens vorgesehen.In modern continuous casting devices, one-piece stopper tubes made of refractory material with an internal thread or those with an internal metal sleeve with an internal thread are usually provided for a threaded rod for fixing or fastening the stopper.
Eine Gewindestange weist dabei üblicherweise ein zentrisches Hohl beziehungsweise einen Hohlraum in einem Leitungsmittel mit einem einerseits einer Zuleitung mit Anschluss und andererseits einer Dichtung für eine Weiterleitung von Inertgas in den Rohrkörper auf. Unter dem Begriff „Hohl“ versteht der Fachmann eine axiale Ausnehmung aus einem Werkstoffteil.A threaded rod usually has a central hollow or a hollow space in a conduit means with on the one hand a feed line with a connection and on the other hand a seal for forwarding inert gas into the tubular body. The person skilled in the art understands the term “hollow” to be an axial recess made of a material part.
Derartige Stopfenausführungen in einem Stranggießverteiler offenbaren beispielsweise die US -Patente Nr.
Im Zuge einer Gießbereitstellung einer Stranggießeinrichtung erfolgt nach einem Zusammenbau von einem keramischen Stopfenkörper und einem Stopfenhalteteil beziehungsweise einer Gewindestange ein Justieren der Axrichtung des gebildeten Stopfens auf diejenige der Bodenausgussdüse des Verteilers sowie ein Verbinden des Stopfenhalteteiles mit einem Festlegungsmittel an einer Betätigungseinrichtung gefolgt von einem Anschluss der Inertgasleitung.In the course of a casting provision of a continuous casting device, after the assembly of a ceramic plug body and a plug holding part or a threaded rod, the axial direction of the plug formed is adjusted to that of the bottom pouring nozzle of the distributor and the plug holding part is connected to a fastening means on an actuating device, followed by a connection of the inert gas line .
Nach einem Gießende verbleibt der Stopfen mit dem Stopfenhalteteil gelöst vom Festlegungsmittel an der Betätigungseinrichtung und vom Inertgasanschluss im Verteiler und wird zumeist letztlich dem Schrott zugeteilt.After the end of casting, the stopper with the stopper holding part remains detached from the fixing means on the actuating device and from the inert gas connection in the distributor and is mostly ultimately allocated to the scrap.
Bei einer Gießbereitstrellung einer Stranggießeinrichtung nach dem Stand der Technik erfolgen in hohem Maße Bemühungen durch umfangreiche und zeitaufwändige Arbeiten, einen möglichst störungsfreien Gießbetrieb zu erreichen.When a continuous caster is made ready for casting according to the prior art, efforts are made to a large extent through extensive and time-consuming work to achieve a casting operation that is as trouble-free as possible.
Die Erfindung setzt sich zum Ziel, eine neue Stopfenausbildung beziehungsweise eine neue Stopfenkonzeption zu schaffen, mit welcher bei geringerem Arbeitsaufwand mit hohe Wirtschaftlichkeit eine Gießbereitschaft einer Stranggießeinrichtung erstellt und eine hohe Sicherheit eines Gießbetriebes erreicht werden kann.The aim of the invention is to create a new stopper design or a new stopper conception with which a continuous casting device can be made ready for casting with less effort and a high level of efficiency and a high level of reliability in a casting operation can be achieved.
Dieses Ziel wird bei einem Stopfen der eingangs genannten Art für ein Zusammenwirken mit einer Bodenausgussdüse in einem metallurgischen Gefäß dadurch erreicht, dass der feuerfeste Rohrkörper im Bereich der Festlegung zumindest teilweise einen Bund mit einem vergrößerten Außendurchmesser oder eine Außenrille aufweist und der Stirnfläche des Rohrkörpers distanziert gegenüberliegend eine Bund-Ringfläche für ein Eingriffsteil eines Festlegungsmittel ausgeformt ist.In the case of a stopper of the type mentioned at the outset for interaction with a bottom pouring nozzle in a metallurgical vessel, this goal is achieved in that the refractory tubular body in the area of the fixing has at least partially a collar with an enlarged outer diameter or an outer groove and is located at a distance from the end face of the tubular body a collar ring surface is formed for an engaging part of a fastening means.
Die mit der Erfindung erreichten Vorteile sind im Wesentlichen in einer vorteilhaften Verbindung des Rohrkörpers mit dem Stopfenhalteteil begründet.The advantages achieved with the invention are essentially based on an advantageous connection between the tubular body and the stopper holding part.
Durch einen äußeren Bund mit vergrößertem Außendurchmesser des keramischen Rohrkörpers oder mittels einer Außenrille in dessen Oberflächenbereich wird einerseits eine hohe Stabilität und andererseits eine einfache Lösung der Festlegung erreicht. Weiters ist auf Grund der vergrößerten Stirnfläche vom Rohrkörper eine effiziente Abdichtung einer Inertgaszuleitung zum Regelbereich des Stopfens gegeben.An outer collar with an enlarged outer diameter of the ceramic tubular body or by means of an outer groove in its surface area achieves a high level of stability on the one hand and a simple fixing solution on the other. Furthermore, due to the enlarged end face of the tubular body, an efficient sealing of an inert gas feed line to the control area of the plug is provided.
Wenn der Bund des Rohrkörpers in Axrichtung gesehen rund, eckig oder geteilt geformt ist, kann in günstiger Weise, abhängig von der Größe und Konzeption der Stranggießeinrichtung, eine optimale Form des(der) Eingriffsteiles (Eingriffsteile) vom Festlegungsmittel des Rohrkörpers im Stopfenhalteteil einsetzbar sein.If the collar of the tubular body is round, angular or divided as seen in the axial direction, an optimal shape of the engagement part (s) from the fixing means of the tubular body in the stopper holding part can be used in a favorable manner, depending on the size and design of the continuous casting device.
Wenn weiters ein Stopfenhalteteil mit einem Hohl für eine Leitung von Inertgas stirnseitig eine axzentrische Stützfläche aufweist, welche an eine gleichgeformte Stirnfläche des Rohrkörpers durch ein Festlegungsmittel anstellbar ist, ist derart eine verschiebungsfreie beziehungsweise formstabile und gasdichte Verbindung von Stopfenhalteteil und Rohrkörper erreichbar, wodurch auch bei Belastungen im schweren Gießbetrieb ein Zusammenwirken vom Stopfen und Bodenausgussdüse gesichert ist.If, furthermore, a stopper holding part with a hollow for a line of inert gas has an axentric support surface on the end face, which can be adjusted to a uniformly shaped end face of the tubular body by means of a fixing means, a displacement-free or dimensionally stable and gas-tight connection of the stopper holding part and the tubular body can be achieved in this way, even with loads In heavy casting operations, the stopper and bottom pouring nozzle work together.
Je nach Größe und Konzeption einer Stranggießeinrichtung kann in günstiger Weise die stirnseitige Stützfläche des Stopfenhalteteiles und die kooperierende Stirnfläche des Rohrkörpers flach, in Axrichtung kegelförmig oder insbesondere kugelig als feststellbares Kugelgelenk ausgebildet sein. Ein stabiles und sicheres Zusammenwirken des Regelbereiches des Stopfens und der Bodenausgussdüse im Verteiler ist dadurch auch bei nicht genau übereinstimmenden Axlagen gewährleistet.Depending on the size and design of a continuous casting device, the end face of the stopper holding part and the cooperating end face of the tubular body can advantageously be flat, conical in the axial direction or, in particular, spherical as a lockable ball joint. A stable and safe interaction of the control range of the stopper and the bottom pouring nozzle in the distributor is guaranteed even if the axis positions do not exactly match.
Für eine hohe Stabilität einer Halterung im Festlegungsmittel ist es vorteilhaft, wenn die Bundringfläche mit gegengleicher Form wie die Stirnfläche des keramischen Rohrkörpers gebildet ist, weil dadurch eine gegebenenfalls erforderliche Schieflage der Axe des Rohrkörpers keine Stabilitätseinbuße bewirkt.For a high stability of a holder in the fixing means, it is advantageous if the collar surface is formed with the opposite shape to the end face of the ceramic tubular body, because this means that any inclined position of the axis of the tubular body does not result in any loss of stability.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Festlegungsmittel des Rohrkörper nach einer Positionierung von Eingriffsteil an der Bundringfläche durch Verschiebemittel am Stopfenhalteteil derart bewegbar, dass die Stirnfläche des Rohrkörpers und die Rohrkörperstützfläche des Stopfenhalteteiles aneinander anstellbar oder bei Freigabe der Eingriffsteile voneinander distanzierbar sind.According to a preferred embodiment of the invention, after the engagement part has been positioned on the collar surface, the fixing means of the tubular body can be moved by displacement means on the stopper holding part in such a way that the end face of the tubular body and the tubular body support surface of the stopper holding part can be positioned against one another or can be spaced apart when the engagement parts are released.
Eine derartige Ausführungsform ist für eine Einstellung des Stopfens zur Bodenausgussdüse und für eine Freistellung des Rohrkörpers günstig.Such an embodiment is favorable for setting the stopper to the bottom pouring nozzle and for releasing the tubular body.
Obwohl bei einer Verwendung eines Stopfens gemäß
Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Rohrkörper im Festlegungsbereich einen geteilten Bund, also Sektoren mit vergrößertem Durchmesser, aufweist und das Festlegungsmittel für den Rohrkörper winkelgleich Ausnehmungen des Eingriffsteiles hat, so dass bei etwa gleicher Axlage durch Drehung des Festlegungsmittels am Stopfenhalteteil oder durch Drehung des Rohrkörpers die Sektoren vom Bund und die Sektoren der Eingriffsteile im freien oder im kooperierenden Zustand positionierbar sind, wobei im kooperierenden Zustand der Sektoren durch eine axiale Verschiebung des Festlegungsmittels der Rohrkörper mit der Stirnfläche an die Stützfläche des Stopfenhalteteiles anstellbar ist.According to a particularly advantageous embodiment of the invention, it is provided that the tubular body in the fixing area has a split collar, i.e. sectors with an enlarged diameter, and the fixing means for the tubular body has recesses of the engagement part at the same angle, so that with approximately the same axial position by rotating the fixing means on the stopper holding part or by rotating the tubular body, the sectors of the collar and the sectors of the engagement parts can be positioned in the free or in the cooperating state, whereby in the cooperating state of the sectors the tubular body can be adjusted with the end face against the support surface of the stopper holding part by an axial displacement of the fixing means.
Im Folgenden soll der Stand der Technik und die Erfindung anhand von Prinzipskizzen, die allenfalls jeweils nur einen Ausführungsweg der Erfindung darstellen, näher erläutert werden.In the following, the prior art and the invention will be explained in more detail with the aid of schematic sketches, which at most each represent only one embodiment of the invention.
Es zeigen:
-
1 bis1C Rohrkörper aus feuerfestem Werkstoff und eine Stopfenfertigung in drei Schritten mit einem Einbau in ein Betätigungsmittel gemäß STAND der TECHNIK. -
2 bis2B Rohrkörper aus feuerfestem Werkstoff mit ebener Stirnfläche und eine Stopfenfertigung in zwei Schritten mit einem Einbau in ein Betätigungsmittel gemäß ERFINDUNG. -
3 bis3B Rohrkörper aus feuerfestem Werkstoff mit kugelförmiger Stirnfläche und eine Stopfenfertigung in zwei Schritten mit einem Einbau in ein Betätigungsmittel gemäß ERFINDUNG. -
4 Ausführungsarten von Stirnflächen und Bund-Ringflächen eines feuerfesten Rohrkörpers gemäß der Erfindung
-
1 until1C Tubular body made of refractory material and a plug production in three steps with an installation in an actuating means according to the PRIOR ART. -
2 until2 B Tubular body made of refractory material with a flat end face and a plug production in two steps with an installation in an actuating means according to the invention. -
3 until3B Tubular body made of refractory material with a spherical end face and a plug production in two steps with an installation in an actuating means according to the invention. -
4th Embodiments of end faces and collar ring surfaces of a refractory tubular body according to the invention
Für eine leichtere Zuordnung der Teile und Komponenten einer Anlage nach dem Stand der Technik und der erfindungsgemäßen Anlagen sollen die nachfolgenden Bezugszeichenlisten dienen.The following lists of reference symbols are intended to facilitate assignment of the parts and components of a system according to the prior art and the systems according to the invention.
Bezugszeichenliste I:List of reference symbols I:
- M
- Metallurgisches Gefäß (Stranggießverteiler)
- X
- Axrichtung des Stopfens
- 1
- Stopfen
- 11
- Regelbereich des Stopfens
- A1
- Metallhülse (im feuerfesten Rohrkörper)
- A2
- Dichtung
- A3
- Metallscheibe
- A4
- Festlegungsmutter
- A5
- Gewindestange
- B1
- Kegel/Kugel-Scheibenteile
- B2
- Kegel/Kugel-Scheibenteile
- B3
- Spannmutter
- B4
- Spannmutter
- 2
- Bodenausgussdüse
- 3
- Feuerfester Rohrkörper
- 34
- Hohl beziehungsweise Innenraum des feuerfesten Rohrkörpers
- 35
- Durchflussregelteil
- 5
- Inertgaszuleitung
- 51
- Inertgasanschluss
- 6
- Stopfenhalteteil
- 61
- Betätigungseinrichtung (Stopfenarm)
- M.
- Metallurgical vessel (continuous casting distributor)
- X
- Ax direction of the plug
- 1
- Plug
- 11
- Control range of the plug
- A1
- Metal sleeve (in the refractory pipe body)
- A2
- poetry
- A3
- Metal disc
- A4
- Fixing nut
- A5
- Threaded rod
- B1
- Cone / ball-disc parts
- B2
- Cone / ball-disc parts
- B3
- Clamping nut
- B4
- Clamping nut
- 2
- Floor pouring nozzle
- 3
- Fireproof tubular body
- 34
- Hollow or interior of the refractory tubular body
- 35
- Flow control part
- 5
- Inert gas feed line
- 51
- Inert gas connection
- 6th
- Stopper holding part
- 61
- Actuating device (stopper arm)
Bezugszeichenliste II:List of reference symbols II:
- M
- Metallurgisches Gefäß (Stranggießverteiler)
- X
- Axrichtung des Stopfens
- 1
- Stopfen
- 11
- Regelbereich des Stopfens
- 12
- Gasaustrag
- 2
- Bodenausgussdüse (Gießrohr)
- 3
- Keramischer Rohrkörper
- 31
- Festlegungsbereich des Rohrkörpers
- 32
- Bund
- 321
- Stirnfläche des Rohrkörpers
- 33
- Bund-Ringfläche
- 34
- Hohl beziehungsweise Innenraum des feuerfesten Rohrkörpers
- 35
- Durchflussregelteil
- 36
- Außenrille
- 4
- Festlegungsmittel (für den Rohrkörper)
- 41
- Eingriffsteil
- 42
- Eingriffsteil-Ringfläche
- 5
- Inertgaszuleitung
- 51
- Inertgasanschluss
- 6
- Stopfenhalteteil
- 61
- Betätigungseinrichtung (Stopfenarm)
- 62
- Stützfläche des Stopfenhalteteiles
- 63
- Verschiebemittel
- 64
- Dichtmittel
- M.
- Metallurgical vessel (continuous casting distributor)
- X
- Ax direction of the plug
- 1
- Plug
- 11
- Control range of the plug
- 12th
- Gas discharge
- 2
- Floor pouring nozzle (pouring pipe)
- 3
- Ceramic tube body
- 31
- Specification area of the pipe body
- 32
- Federation
- 321
- End face of the tubular body
- 33
- Fret ring surface
- 34
- Hollow or interior of the refractory tubular body
- 35
- Flow control part
- 36
- Outer groove
- 4th
- Fixing means (for the pipe body)
- 41
- Engaging part
- 42
- Engaging part ring surface
- 5
- Inert gas feed line
- 51
- Inert gas connection
- 6th
- Stopper holding part
- 61
- Actuating device (stopper arm)
- 62
- Support surface of the stopper holding part
- 63
- Displacement means
- 64
- sealant
Prinzipskizzen:Principle sketches:
Eine Metallhülse
Eine Gewindestange
Die Gewindestange
Beim Einbau in einen Verteiler
Letztlich erfolgt ein Anschluss der rohrförmigen Gewindestange
Nach Gießende erfolgen ein Lösen der Gewindestange
Ein feuerfester Rohrkörper
Zur ebenflächigen Stirnfläche
Der feuerfeste Rohrkörper
Weiters kann es möglich sein, dass in der axialen Inertgasleitung
Wie in
Ein lösbares Festlegungsmittel
Wenn also der Festlegungsbereich
Es sei noch vermerkt, dass bei einem Anpressen der Stirnfläche
Nach Gießende, wenn der Stopfen im Verteiler belassen werden soll, kann auf einfache Weise ein Feststellmittel
Wenn nun im Zuge einer Gießbereitstellung einer Stranggießeinrichtung die Axen der Bodenausgussdüse und des Stopfens
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- US 4791978 A [0006]US 4791978 A [0006]
- US 5071043 A [0006]US 5071043 A [0006]
- DE 202015001370 U1 [0020, 0038]DE 202015001370 U1 [0020, 0038]
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification | ||
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |