EA015823B1 - Стопорный стержень - Google Patents

Abstract

Стопорный стержень содержит удлиненный корпус, имеющий вход на верхнем первом конце и выход на нижнем втором конце. Второй конец корпуса имеет носик для введения в выходное отверстие промковша. Непрерывное осевое отверстие проходит через корпус от входа в первом конце к выходу во втором конце. Ограничитель, имеющий вход, выход и канал между ними, помещается в осевое отверстие так, чтобы вход ограничителя был ближе к первому концу, чем ко второму концу. Линия подачи газа выполнена так, чтобы подавать газ в осевое отверстие выше входа ограничителя.

Description

Изобретение относится к стопорному стержню. В частности, но не исключительно, изобретение относится к стопорному стержню для регулирования течения расплавленного металла из промковша в кристаллизатор в процессе непрерывной разливки.

Уровень техники в области изобретения

В процессе получения стали методом непрерывной разливки расплавленную сталь выливают из ковша в большой резервуар для выдерживания, известный как промежуточный ковш (промковш). Промковш имеет один или более выходов, через которые расплавленная сталь течет в один или более соответствующих кристаллизаторов. Расплавленная сталь охлаждается и начинает твердеть в кристаллизаторах, образуя непрерывнолитые твердые длины металла. Между каждым выходом промковша и каждым кристаллизатором находится погружной разливочный стакан, который направляет расплавленную сталь, текущую через него из промковша в кристаллизатор. Стопорный стержень регулирует скорость течения расплавленной стали через погружной разливочный стакан.

Стопорный стержень обычно содержит удлиненный корпус, имеющий на одном конце закругленный носик. При работе ось стержня ориентирована вертикально, а его носик располагается рядом с горловиной погружного разливочного стакана, так что поднимание и опускание стопорного стержня открывает и закрывает входное отверстие погружного разливочного стакана и таким образом регулирует протекание через него металла. Носик стопорного стержня имеет такие размеры, чтобы полностью закрывать входное отверстие погружного разливочного стакана при опускании в положение посадки в горловину погружного разливочного стакана.

Особой проблемой, связанной с разливкой расплавленного металла является то, что в расплавленном металле, когда, он течет из промковша в кристаллизатор, часто присутствуют включения (например, оксид алюминия). Такие включения имеют тенденцию осаждаться на носике стопорного стержня или внутри погружного разливочного стакана, в зависимости от условий течения в разливочном канале. Соответственно, со временем накопление включений может повлиять на геометрию компонентов в такой степени, что характеристики системы в отношении регулировании течения изменятся, и может потребоваться прерывание непрерывной последовательной разливки.

Введение инертного газа, такого как аргон, ниже центра стопорного стержня и из выпускного канала в носике стопора ослабляет накопление оксида алюминия и зарастание. Однако из-за эффекта Вентури в расплавленном металле, протекающем мимо стопора в горловине промковша, создается отрицательное давление, которое может передаться назад в стопорный стержень через выпускной канал, потенциально засасывая воздух в металл через стопор, если какие-то соединения не герметичны. К настоящему времени эту проблему решали, предусматривая ограничения на границе раздела между корпусом и носиком стопорного стержня. Это ограничение может быть простым сужением отверстия или может быть образовано пробкой с узким отверстием, проходящим через нее (или пористой пробкой), установленной в отверстие стопора. Ограничение создает противодавление и приводит к положительному давлению и стопорного стержня выше ограничения. Это положительное внутреннее давление препятствует попаданию воздуха в канал подачи аргона, снижая тем самым количество загрязняющих примесей в разливаемом металле.

Следует понимать, что все ссылки на давление относятся к атмосферному давлению, так что отрицательное давление означает давление ниже атмосферного, а положительное давление означает давление выше атмосферного.

Недостатком использования типичного ограничения, как описано выше, является то, что со временем может возникнуть повышение внутреннего давления, что может привести к растрескиванию стопорного стержня или даже к его разрушению.

Таким образом, целью настоящего изобретения является предоставить стопорный стержень, который устраняет упомянутые выше проблемы.

Суть изобретения

Согласно первому аспекту настоящего изобретения, предлагается стопорный стержень, содержащий удлиненный корпус, имеющий вход на верхнем первом конце и выход на нижнем втором конце, причем второй конец корпуса имеет носик для введения в выходное отверстие промковша; непрерывное осевое отверстие, идущее через корпус от входа в первом конце к выходу во втором конце; ограничитель, имеющий вход, выход и канал между ними, причем указанный ограничитель расположен в осевом отверстии так, чтобы вход ограничителя был ближе к первому концу, чем ко второму концу; и линию подачи газа, выполненную для подачи газа в осевое отверстие выше входа ограничителя.

В одном варианте осуществления стопорного стержня ограничитель расположен так, что когда стопорный стержень применяется для регулирования течения расплавленного металла из промковша, выход ограничителя находится ниже уровня расплавленного металла в промковше.

Согласно второму аспекту настоящего изобретения предлагается устройство для регулирования течения расплавленного металла из промковша, содержащее промковш, предназначенный для вмещения расплавленного металла на рабочую (стационарную) глубину и имеющий по меньшей мере одно выходное отверстие для выпуска из него расплавленного металла; стопорный стержень согласно первому ас

- 1 015823 пекту изобретения, ориентированный вертикально своим вторым концом, находящимся выше по меньшей мере одного выходного отверстия промковша, и способный перемещаться вертикально в и из по меньшей мере одного выходного отверстия промковша, тем самым регулируя течение расплавленного металла через по меньшей мере одно выходное отверстие промковша; причем ограничитель в стопорном стержне расположен вертикально в осевом отверстии так, чтобы при работе выходное отверстие ограничителя было ниже поверхности расплавленного металла в промковше.

Выход ограничителя может находиться на расстоянии менее 70% от длины стопорного стержня, при измерении от второго конца.

Следует понимать, что в стационарных условиях разливки уровень расплавленного металла в промковше остается, по существу, на постоянной рабочей глубине, так как поступление металла из ковша уравновешивается вытеканием металла в кристаллизатор или кристаллизаторы. Следует также понимать, что при работе на поверхности расплавленного металла может образоваться слой (или слои) шлака. Обычно прямо на поверхности расплавленного металла будет находиться слой жидкого шлака, но сверху жидкого шлака может иметься дополнительный порошковый слой. Для целей настоящего изобретения, если не указано иное, ссылки на поверхность расплавленного металла в промковше фактически относятся к поверхности любого слоя жидкого шлака. Хотя отдельные системы промковш/стопор отличаются друг от друга, типично при работе поверхность расплавленного металла (и слоя шлака) находится на высоте примерно 70-80% от дна промковша, при этом 60-70% длины стопорного стержня обычно погружено в расплавленный металл в промковше.

Авторы настоящего изобретения предположили, что газовыделение из погруженной (горячей) части стопорного стержня может ввести ряд дополнительных химических соединений в осевое отверстие.

Авторы определили также, что типичный ограничитель, расположенный рядом с носиком стопорного стержня, может испытывать эффект адиабатического охлаждения приблизительно на 260°С (причем падение температуры является функцией температуры газа в области ограничителя, а температура у носика составляет приблизительно 1560°С): адиабатическое расширение газа внутри ограничителя существенно охлаждает газ, который, в свою очередь, охлаждает сам ограничитель. Соответственно, авторы заявки предположили, что блокирование, которое, как оказалось, встречается в типичных ограничителях, может быть вызвано газообразными материалами (то есть, продуктами реакции компонентов, выделяющихся при выделении газа), конденсирующимися и образующими отложения внутри ограничителя, тем самым ограничивая протекание через него газа, что приводит к повышению противодавления и может вызвать растрескивание стопорного стержня или его разлет. Следует отметить, однако, что при обследовании испорченных стопорных стержней иногда нет следов блокировки ограничителей, и авторы изобретения считают, что это происходит из-за того, что когда газ перестает течь через отверстие, температура в нем повышается, и таким образом, все отложения испаряются прежде, чем их можно обнаружить.

В свете вышеизложенного, авторы изобретения обнаружили, что установка входного отверстия в ограничителе к более холодному (верхнему) концу стопорного стержня снижает вероятность химического осаждения, которое возникает из-за охлаждения и конденсации выделившихся при дегазации соединений, когда они проходят через ограничитель, так как эти соединения отсутствуют, когда газ проходит через ограничитель.

Аксиальная (осевая) длина ограничителя (то есть, расстояние между входом и выходом) может быть меньше 10% и типично составляет примерно 2-5% от длины стопорного стержня (то есть, расстояния между первым концом и вторым концом).

Выход ограничителя предпочтительно отстоит от второго конца стопорного стержня. Следует понимать, что при работе давление по длине ограничителя падает от входа к выходу. После того, как газ появляется из выхода ограничителя, он будет расширяться, создавая область низкого давления. Это низкое давление, по существу, не будет меняться до второго конца стопорного стержня. Таким образом, в случае, когда ограничитель относительно короткий, большая часть погруженного участка стопорного стержня не будет испытывать избыточного давления (то есть, положительного давления), следовательно, механическое напряжение на погруженном участке снижается (это особенно выгодно, когда используется стопор, состоящий из двух частей, имеющий отдельную носовую часть, закрепленную на нижнем конце стопорного стержня или, чаще, используется система спрессованных вместе носика и корпуса). Кроме того, так как ограничитель испытывает меньшую тепловую нагрузку, находясь в верхней половине стопорного стержня, его можно выполнять из более широкого круга материалов. Следует также отметить, что область низкого давления (то есть, выход ограничителя) должна находиться ниже поверхности расплавленного металла, чтобы предотвратить попадание воздуха через пористые стенки стопорного стержня.

Следует понимать, что все, что требуется от ограничителя, это то, чтобы он обеспечивал повышенное сопротивление течению, чтобы вызвать повышение давления выше него.

Ограничитель может быть образован внутренней формой стопорного стержня, или ограничитель может быть отдельным компонентом в виде пробки, вставленной в осевое отверстие.

В частном варианте осуществления ограничитель выполнен из непористого материала, такого, как огнеупор или металл, и имеет по меньшей мере одно сквозное отверстие. Когда имеется единственное

- 2 015823 отверстие, оно может быть соосно с осевым отверстием стопорного стержня. Когда имеется несколько отверстий (каждое предпочтительно имеет свой вход и выход), они могут быть распределены равномерно вокруг оси осевого отверстия. Каждое из множества отверстий может быть параллельным осевому отверстию или располагаться наклонно к нему. Форма поперечного сечения каждого отверстия особо не ограничивается и независимо может быть, например, круговой, эллиптической или прямоугольной. Кроме того, форма сечения каждого отверстия может меняться по его длине, и площадь сечения каждого отверстия может увеличиваться, уменьшаться или оставаться постоянной по его длине.

Альтернативно, ограничитель может быть выполнен из пористого материала, такого, как огнеупор или металл. Примеры подходящих пористых структур включают пены и частично спеченные твердые материалы.

В случае, когда по меньшей мере одно отверстие образовано единственным отверстием кругового сечения, оно может иметь диаметр в его самом узком месте от 0,5 до 4 мм, предпочтительно от 0,75 до 3 мм. Однако следует понимать, что размер ограничения (то есть, площадь поперечного сечения отверстия) должна выбираться так, чтобы обеспечивать желаемое противодавление для конкретной скорости течения через стопорный стержень.

В особенно предпочтительной конфигурации ограничитель имеет более узкий вход, чем выход, например, образован со ступенчатым отверстием.

Следует понимать, что чем длиннее ограничитель, тем большая степень изменения разрешена в положении стопорного стержня относительно поверхности расплавленного металла в промковше, чтобы обеспечить, что выходное отверстие ограничителя находится ниже верха слоя шлака (то есть, чтобы обеспечить наличие положительного давления во всех точках выше слоя шлака, чтобы предотвратить попадание воздуха). Однако увеличение длины ограничителя приведет к повышению противодавления. Кроме того, уменьшение площади сечения отверстия(ий) также приведет к повышению противодавления. Следовательно, длину ограничителя и площадь сечения отверстия надо выбирать с тем, чтобы достичь желаемого противодавления.

Стопорные стержни обычно устанавливают на фиксаторе, закрепленном внутри осевого отверстие стопора. Линия подачи газа может быть образована каналом, проходящим через фиксатор. Альтернативно, линия подачи газа может быть дополнительным отверстием или отверстиями, идущими от наружной поверхности стопорного стержня к осевому отверстию.

В определенном варианте осуществления корпус стопорного стержня снабжен на втором конце закругленным носиком или носиком в форме усеченного конуса. Корпус может быть выполнен из одной детали или может содержать удлиненную трубчатую часть, спрессованную с носовой частью.

При работе через осевое отверстие может пропускаться аргон.

В соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения, предлагается способ регулирования течения расплавленного металла из промковша, включающий в себя: подготовку промковша, имеющего по меньшей мере одно выходное отверстие для выпуска через него расплавленного металла; вертикальное ориентирование стопорного стержня согласно первому аспекту изобретения, причем его второй конец находится внутри по меньшей мере одного выходного отверстия промковша, чтобы временно не допускать вытекания из него расплавленного металла; заполнение промковша расплавленным металлом на рабочую глубину; и перемещение стопорного стержня вертикально из и в по меньшей мере одно выходное отверстие промковша, чтобы тем самым регулировать течение через него расплавленного металла; причем ограничитель располагается вертикально в осевом отверстии стопорного стержня таким образом, чтобы выход ограничителя находился ниже поверхности расплавленного металла в промковше, когда стопорный стержень движется из и в по меньшей мере одно выходное отверстие промковша.

Краткое описание чертежей

Далее изобретение будет описано, только для примера, с обращением к приложенным чертежам, на которых фиг. 1 показывает изменение температуры газа, текущего вдоль стопорного стержня, находящегося в промковше, содержащем расплавленный металл до рабочей глубины;

фиг. 2 показывает график зависимости температуры газа от расстояния вдоль стопорного стержня, для случая, когда ограничитель находится рядом с носиком стопора, как в предшествующем уровне техники, и для случая, когда ограничитель находится вблизи поверхности расплавленного металла в промковше, в соответствии с вариантом осуществления изобретения;

фиг. 3 показывает вид в разрезе вдоль продольной оси стопорного стержня, согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 4 приводит график, показывающий изменение относительного давления по длине стопорного стержня по фиг. 3;

фиг. 5А показывает вид сверху ограничителя согласно варианту осуществления изобретения;

фиг. 5В показывает боковой вид в разрезе ограничителя по фиг. 5А;

фиг. 5 С в увеличении поперечный разрез, похожий на вид по фиг. 5В;

фиг. 6 показывает расчетный график зависимости давления от температуры газа, когда аргон течет через стопорный стержень по фиг. 3с входными скоростями соответственно 4, 6, 8, 10 и 12 нормальных

- 3 015823 литров в минуту (то есть, при давлении 1 бар и 20°С), который характеризует противодавление, достигаемое с ограничителем, расположенным в соответствии с нанесенной на график температурой; и фиг. 7 показывает стопорный стержень согласно варианту осуществления изобретения, при применении в промковше.

Подробное описание некоторых вариантов осуществления

Фиг. 1 иллюстрирует изменение температуры газа вдоль стопорного стержня 100, помещенного в промковш 102, содержащий расплавленную сталь 104 до рабочей глубины 106 (то есть, до определенной высоты от дна промковша 102). Стопорный стержень 100 содержит удлиненную трубчатую часть 112 с припрессованной закругленной носовой частью 114 у его нижнего (второго) конца 116. Непрерывное осевое отверстие 118 проходит от верхнего (первого) конца 120 трубчатой части 112 к верхушке 122 носика 114. Отверстие 118 имеет, по существу, постоянное круговое сечение по длине трубчатой части 112 и сужается к носику 114. Стопорный стержень 100 удерживается в вертикальном положении в промковше 102 фиксатором 126 (фиксирующим стержнем). Стопорный стержень 100 имеет приблизительно такую же длину, как высота промковша 102. Как можно видеть, поверхность расплавленной стали 104, при ее рабочей глубине 106, находится приблизительно на 70% расстояния от нижнего конца 116 стопорного стержня 100 (и приблизительно на 70% расстояния от дна промковша 102).

При работе температура расплавленной стали 104 в промковше 102 равна приблизительно 1560°С. Однако температура газа внутри осевого отверстия 118 стопорного стержня 100 (и, следовательно, температура внутренней поверхности отверстия 118 стопора) меняется по его длине. Так, вблизи верхнего конца 120 стопорного стержня 100 температура газа равна приблизительно 200°С, а в положении сразу над рабочим уровнем 106 расплавленной стали 104 в промковше 102 температура равна приблизительно 500°С. Ниже примерно одной пятой глубины расплавленной стали 104 температура газа равна примерно 1400°С, приблизительно на половине глубины расплавленной стали 104 температура равна примерно 1500°С, а на приблизительно трех четвертях глубины расплавленной стали 104 температура равна примерно 1550°С.

Расчетная температура газа в разных позициях вдоль стопорного стержня 100 показана графически на фиг. 2 для случая, когда ограничитель (не показан) находится рядом с носиком 114 стопора (помечено позицией 'А' на фиг. 1), и для случая, когда ограничитель 32 (показан на фиг. 3) находится на рабочем уровне 106 (уровень шлака) расплавленной стали 104 (отмечено позицией 'В' на фиг. 1). Так, авторы настоящего изобретения обнаружили, что при нахождении ограничителя в положении А газ, текущий через осевое отверстие 118, испытывает резкое падение температуры вблизи носика 114 стопорного стержня, что может вызвать конденсацию материалов, образовавшихся на предшествующей стадии дегазации (когда температура стопорного стержня 100 составляет примерно от 900 до 1400°С). Однако с ограничителем 32, расположенным вблизи рабочего уровня 106 расплавленной стали 104, газ испытывает падение температуры ранее образованных продуктов дегазации и, таким образом, меньше вероятность осаждения нежелательных химических соединений в ограничителе 32. Следовательно, установка ограничителя 32 выше к более холодному верхнему краю 120 стопорного стержня 100 снижает вероятность блокирования ограничителя 32 из-за физического осаждения химических соединений.

Не желая быть связанным теорией, авторы изобретения полагают, что в результате дегазации в стопорном стержне 100 могут протекать следующие химические реакции. При температуре выше 983°С образуется моноксид углерода (уравнение 1) . Затем моноксид углерода реагирует с кремнием с образованием оксида кремния (уравнение 2). Кроме того, оксид магния может реагировать с углеродом с образованием магния и моноксида углерода (уравнение 3). Затем из магния и оксида кремния может образоваться форстерит (уравнения 4 и 5).

С(тв) +	Ог (г) —* СО (г) +	1/2 Ог (г)	Уравнение
51 (тв, ж)	+ СО(Г) ЗЮ	(г) + С (тв)	Уравнение
МдО (тв)	+ С (тв) —* Мд (г)	+ СО (р)	Уравнение
Мд (г) +	’ 43Ю(Г) —» Мд23Ю4(ТВ) + 33ί (ТВ/Ж)	Уравнение
2Мд(г)	+ ЗЮ(г) + 3/2	Ог(г) -> МдгЗЮ^тв) + 331(тв,ж)	Уравнение

Некоторые или все из приведенных выше реакций могут быть причиной появления химических осадков, которые блокируют традиционные ограничители при работе. Однако по изложенным выше причинам считается, что варианты осуществления настоящего изобретения преодолевают эту проблему.

Согласно фиг. 3, показан стопорный стержень 10 по варианту осуществления настоящего изобретения. Стопорный стержень 10 имеет удлиненную трубчатую часть 12 с закругленной носовой частью 14 у его нижнего (второго) конца 16, образованный спрессовыванием двух деталей. Непрерывное осевое отверстие 18 предусмотрено от верхнего (первого) конца 20 трубчатой части 12 до верхушки 22 носика 14. Осевое отверстие 18 имеет, по существу, постоянное круговое сечение примерно 38 мм по длине трубчатой части 12. В верхнем участке носика 14 боковая стенка 23 отверстия 18 искривляется внутрь, прежде чем образует слегка сужающийся наконечник 24 в форме усеченного конуса, который выходит у верхушки 22. Типично, отверстие 18 у выхода из верхушки 22 имеет диаметр приблизительно 3-5 мм.

- 4 015823

Верхний конец 20 трубчатой части 12 выполнен так, чтобы вмещать фиксатор 26 при работе. Таким образом, к верхнему концу 20 предусмотрена резьбовая керамическая вставка 28 в боковую стенку отверстия 18 для зацепления с концом фиксатора 26. Выше керамической вставки 28 между фиксатором 26 и трубчатой частью 12 предусмотрен уплотнитель 30, чтобы обеспечивать герметичную изоляцию между ними. Фиксатор 26 имеет отверстие, через которое газообразный аргон может подаваться в осевое отверстие 18 стопорного стержня и, таким образом, в этом варианте осуществления он служит линией подачи газа. Кроме того, свободный конец фиксатора 26 соединен с упорным механизмом (не показан), предназначенным для регулирования высоты и положения стопорного стержня 10 при работе.

В верхней половине стопорного стержня 10, внутри отверстия 18 имеется ограничитель 32 в форме пробки. В показанном варианте осуществления ограничитель 32 находится ниже верхнего конца 20 стопорного стержня 10 примерно на 30% длины стопорного стержня 10. Ограничитель 32 имеет цилиндрический корпус 36 с центральным круглым отверстием 38 постоянного сечения. Ограничитель 32 выполнен из оксида алюминия и имеет отверстие 38 диаметром приблизительно 1 мм и длиной (то есть, расстояние между входом 34 и выходом 35) приблизительно 35 мм (что соответствует примерно 3,5% длины стопорного стержня 10).

Следует понимать, что при работе ограничитель 32 вызывает повышение сопротивления течению через осевое отверстие 18 и это приводит к повышению давления выше входа 34 ограничителя (то есть, к противодавлению). Заданную степень противодавления можно обеспечить, с осмотрительностью выбирая размер отверстия 38 (то есть, длину и площадь сечения) и скорость течения газа (например, аргона) через осевое отверстие 18. В частном варианте осуществления желательно сделать давление выше ограничителя 32 положительным (то есть, равным или больше атмосферного давления), а давление ниже ограничителя 32 отрицательным, так как эта конфигурация препятствует попаданию воздуха выше ограничителя 32 и снижает механическое напряжение из-за высокого давления ниже ограничителя 32. График, иллюстрирующий такое падение давления между точками, где газ входит в верхний конец 20 стопорного стержня 10 и выходит через нижний конец 16 стопорного стержня 10, показан на фиг. 4. Так, можно видеть, что большое падение давления (от положительного к отрицательному) имеет место между входом 34 и выходом 35 отверстия 38 ограничителя 32. Сразу под выходом 35 ограничителя 32 давление газа слегка повышается, но остается отрицательным. Затем давление газа остается по существу неизменным до носика 14 стопора. Так как отверстие 18 в носике 14 сужается к верхушке 22, давление газа немного упадет, прежде чем он выйдет из стопорного стержня 10. Следует понимать, что уровень отрицательного давления в нижнем конце 16 стопорного стержня 10 зависит от скорости течения расплавленного металла мимо носика 14 стопора и от геометрии стопорного стержня 10 и погружного разливочного стакана, с которым он используется.

Фиг. 5А, В и С показывают альтернативный ограничитель 40, который в одном варианте осуществления изобретения может применяться в стопорном стержне, какой показан на фиг. 3. Ограничитель 40 имеет корпус 42 в форме усеченного конуса, который немного расширяется к верхнему концу 44 корпуса 42. На верхнем конце 44 имеется следующая секция 46 в форме усеченного конуса, которая сужается приблизительно под 45° к горизонтали. Секция 46 в форме усеченного конуса имеет верхнюю оконечную плоскость 4 8 приблизительно на половине ширины верхнего конца 44. Пологая закругленная верхушка 50 идет вверх от плоскости 48. Узкое (1 мм в диаметре) отверстие 52 предусмотрено вертикально через центр верхушки 50. В плоскости 48 отверстие 52 изменяется ступенчато, образуя более широкое (диаметр 3 мм) отверстие 54, идущее через центр секции 46 в форме усеченного конуса и корпуса 42. Соответственно, в этом варианте осуществления, на верхнем конце узкого отверстия 52 предусмотрен вход 56, а на нижнем конце более широкого отверстия 54 предусмотрен выход 57.

Фиг. 6 показывает график расчетного давления выше ограничителя 32, построенный от температуры газа, когда аргон течет через стопорный стержень 10 по фиг. 3 (то есть, при диаметре отверстия 38, равном 1 мм) со скоростями соответственно 4, 6, 8, 10 и 12 нормальных литров в минуту. Температурная шкала соответствует положению ограничителя в осевом отверстии стопорного стержня (то есть, более высокие температуры характерны для ограничителя, находящегося ниже в отверстии). Соответственно, из фиг. 6 можно видеть, что скорость течения 8 л/мин через ограничитель с традиционным положением носика (1500°С) создает относительное противодавление 1,5 бар, тогда как в позиции на линии шлака (500°С) можно работать со скоростью течения 12 л/мин при таком же относительном противодавлении. Это выгодно, так как повышенная скорость пропускания аргона означает, что стопорный стержень можно использовать в сочетании с более крупными кристаллизаторами.

Фиг. 7 показывает вид в разрезе стопорного стержня 60 согласно следующему варианту осуществления изобретения, при использовании в промковше 62. Стопорный стержень 60 является, по существу, таким же, какой показан на фиг. 3, поэтому для сходных деталей будут использоваться одинаковые позиции для ссылок. Как можно видеть из фиг. 7, стопорный стержень 60 находится вертикально над выходным отверстием 64 в дне 66 промковша 62. Выходное отверстие 64 окружено погружным разливочным стаканом 68, который проводит расплавленный металл ниже в кристаллизатор (не показан). Входное отверстие погружного разливочного стакана 68 имеет выпукло искривленную область горловины 70. При работе закругленный носик 14 стопорного стержня 60 поднимается и опускается в области горлови

- 5 015823 ны 68, чтобы регулировать течение расплавленного металла через погружной разливочный стакан 68. На удалении от стопорного стержня 60 предусмотрена защитная труба 72. Хотя это не показано, защитная труба 72 предназначена для проведения металла из ковша, расположенного выше.

Как можно видеть из фиг. 7, когда расплавленный металл имеется в промковше до рабочей глубины 74, нижний конец защитной трубы находится ниже слоя шлака 76. Кроме того, в этом варианте осуществления в стопорном стержне 60 предусмотрен ограничитель 40 с входом 56 ниже верхней поверхности слоя шлака 76, а его выход 57 предусмотрен выше нижней поверхности слоя шлака 76. Таким образом, при работе выше ограничителя 40 будет создаваться положительное давление (то есть, выше слоя шлака 76), а отрицательное давление будет создаваться ниже ограничителя 40 (то есть, ниже слоя шлака 76). Соответственно, предотвращается попадание воздуха выше ограничителя 40, и риск блокирования из-за физического осаждения химических соединений в ограничителе 40 существенно снижается, благодаря его более верхнему, более холодному положению в стопорном стержне 60.

Специалистам в данной области должно быть понятно, что в вышеописанные варианты осуществления могут быть внесены различные модификации, не выходя за рамки настоящего изобретения. Например, хотя обсуждение выше касалось стопорных стержней, применяемых в промковшах, аспекты изобретения применимы в равной степени к стопорным стержням, использующихся в других приложениях.

Claims (12)

1. Стопорный стержень, содержащий удлиненный корпус, имеющий вход на верхнем первом конце и выход на нижнем втором конце, причем второй конец корпуса имеет носик для введения в выходное отверстие промковша;

непрерывное осевое отверстие, проходящее через корпус от входа к выходу;

ограничитель, имеющий вход, выход и канал между ними, причем указанный ограничитель расположен в упомянутом осевом отверстии так, чтобы вход ограничителя был ближе к первому концу, чем ко второму концу; и линию подачи газа, выполненную для подачи газа в осевое отверстие выше входа ограничителя.

2. Стопорный стержень по п.1, в котором осевая длина ограничителя составляет менее 10% от длины стопорного стержня.

3. Стопорный стержень по любому из пп.1, 2, в котором выходное отверстие ограничителя находится на расстоянии от второго конца стопорного стержня.

4. Стопорный стержень по любому из пп.1-3, в котором ограничитель образован пробкой, вставленной в осевое отверстие.

5. Стопорный стержень по любому из пп.1-4, в котором ограничитель содержит пористый материал.

6. Стопорный стержень по любому из пп.1-4, в котором ограничитель содержит непористый материал, а канал образован по меньшей мере одним отверстием, высверленным через него.

7. Стопорный стержень по любому из пп.1-6, в котором канал образован отверстием, которое расположено на одной оси с осевым отверстием стопорного стержня.

8. Стопорный стержень по любому из пп.1-7, в котором предусмотрено несколько каналов.

9. Стопорный стержень по любому из пп.1-8, в котором входное отверстие ограничителя уже, чем выходное отверстие.

10. Устройство регулирования течения расплавленного металла из промковша, содержащее промковш, предназначенный для вмещения расплавленного металла до рабочей глубины и имеющий по меньшей мере одно выходное отверстие для выпуска через него расплавленного металла;

стопорный стержень по любому из пп.1-9, ориентированный вертикально, причем его второй конец расположен выше по меньшей мере одного выходного отверстия промковша, при этом стопорный стержень выполнен с возможностью перемещения вертикально в и из по меньшей мере одного выходного отверстия промковша для регулирования течения расплавленного металла через это по меньшей мере одно выходное отверстие промковша;

причем ограничитель в стопорном стержне помещается вертикально внутри осевого отверстия таким образом, чтобы при работе выход ограничителя был ниже поверхности расплавленного металла в промковше.

11. Устройство по п.10, причем выход ограничителя находится на расстоянии меньше 70% длины стопорного стержня при измерении от второго конца.

12. Способ регулирования течения расплавленного металла из промковша, включающий в себя подготовку промковша, имеющего по меньшей мере одно выходное отверстие для выпуска через него расплавленного металла;

вертикальное ориентирование стопорного стержня по любому из пп.1-9 со вторым концом, находящимся внутри по меньшей мере одного выходного отверстия промковша, чтобы временно предотвращать вытекание из него расплавленного металла;

заполнение промковша расплавленным металлом до рабочей глубины и

- 6 015823 вертикальное перемещение стопорного стержня из и в по меньшей мере одно выходное отверстие промковша для регулирования течения через него расплавленного металла;

причем ограничитель располагают вертикально внутри осевого отверстия стопорного стержня таким образом, чтобы выходное отверстие ограничителя было ниже поверхности расплавленного металла в промковше, когда стопорный стержень перемещается из и в по меньшей мере одно выходное отверстие промковша.