RU2802366C2 - Stop rod and method for providing uniform gas screen around the stop rod - Google Patents
Stop rod and method for providing uniform gas screen around the stop rod Download PDFInfo
- Publication number
- RU2802366C2 RU2802366C2 RU2021124845A RU2021124845A RU2802366C2 RU 2802366 C2 RU2802366 C2 RU 2802366C2 RU 2021124845 A RU2021124845 A RU 2021124845A RU 2021124845 A RU2021124845 A RU 2021124845A RU 2802366 C2 RU2802366 C2 RU 2802366C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- channel
- rod
- stopper
- gas
- gas supply
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к стопорному стержню и способу обеспечения равномерной газовой завесы вокруг стопорного стержня.The invention relates to a stop rod and a method for providing a uniform gas curtain around the stop rod.
При непрерывной разливке расплавленного металла, прежде всего расплавленной стали в установке непрерывной разливки, расплавленный металл обеспечивается в сосуде, прежде всего, в сосуде в виде литейного ковша или промежуточного ковша.In the continuous casting of molten metal, primarily molten steel in a continuous casting plant, the molten metal is provided in a vessel, primarily a vessel in the form of a casting ladle or tundish.
В дне сосуда, в котором содержится расплавленный металл, выполнено выпускное отверстие, через которое содержащийся в сосуде расплавленный металл может быть залит в расположенный вниз по потоку агрегат, находящийся под сосудом.An outlet is provided in the bottom of the vessel containing the molten metal through which the molten metal contained in the vessel can be poured into a downstream unit located below the vessel.
В дне промежуточного ковша выполнено выпускное отверстие в виде стакана-дозатора промежуточного ковша. Такой стакан-дозатор промежуточного ковша может быть выполнен в виде погружного разливочного стакана (SEN) или погружного защитного стакана (SES). Расплавленный металл из промежуточного ковша может быть залит через стакан-дозатор промежуточного ковша в кристаллизатор. Стопорные стержни предусмотрены для регулирования количества расплавленного металла, протекающего через выпускное отверстие, прежде всего, стакан-дозатор промежуточного ковша.There is an outlet hole in the bottom of the tundish in the form of a tundish dosing cup. Such a tundish dosing nozzle can be designed as a submersible casting nozzle (SEN) or a submersible protective nozzle (SES). The molten metal from the tundish can be poured through the tundish dosing nozzle into the mold. Stop rods are provided to control the amount of molten metal flowing through the outlet, primarily the tundish nozzle.
Эти стопорные стержни имеют стержнеобразное тело стопора, которое расположено с совмещением по вертикальной оси над выпускным отверстием, например стаканом-дозатором промежуточного ковша. На верхнем конце к стопорному стержню прикреплен металлический стержень, причем металлический стержень, в свою очередь, соединен с подъемным устройством, посредством которого стопорный стержень может подниматься и опускаться. На нижнем конце стопорный стержень имеет нос, который также известен как "нос стопора". Посредством опускания стопорного стержня нос может направляться относительно выпускного отверстия таким образом, что выпускное отверстие может быть полностью закрыто носом, и расплавленный металл не может протекать через выпускное отверстие.These stopper rods have a rod-shaped stopper body that is positioned in vertical axis alignment above an outlet, such as a tundish nozzle. At the upper end, a metal rod is attached to the locking rod, the metal rod in turn being connected to a lifting device by means of which the locking rod can be raised and lowered. At the lower end, the stopper rod has a nose, which is also known as the "stopper nose". By lowering the stop rod, the nose can be guided relative to the outlet so that the outlet can be completely blocked by the nose and molten metal cannot flow through the outlet.
Кроме того, стопорный стержень может подниматься вертикально, так что он освобождает выпускное отверстие и расплавленный металл может протекать через выпускное отверстие. Соответственно, скорость потока расплавленного металла через выпускное отверстие, например стакан-дозатор промежуточного ковша, может регулироваться посредством стопорного стержня.In addition, the stop rod can be raised vertically so that it releases the outlet and molten metal can flow through the outlet. Accordingly, the flow rate of molten metal through the outlet, such as the tundish nozzle, can be controlled by the stop rod.
Во время разливки присутствующие в расплавленном металла частицы могут осаждаться на огнеупорном материале, прежде всего на стопорном стержне, выпускном отверстии или погружном стакане, расположенном ниже по потоку от стакана-дозатора промежуточного ковша. Эти частицы могут быть, прежде всего, частицами окиси алюминия, присутствующими в расплавленном металле. Этот осадок также известен как "закупорка". Для устранения закупорки известна подача инертного газа, прежде всего аргона или азота, в расплавленный металл в области носа стопорного стержня, посредством чего может быть устранена закупорка.During casting, particles present in the molten metal may be deposited on the refractory material, most notably on a stop rod, outlet or dip nozzle located downstream of the tundish nozzle. These particles may be primarily alumina particles present in the molten metal. This sediment is also known as "clogging". To clear the blockage, it is known to introduce an inert gas, especially argon or nitrogen, into the molten metal in the region of the nose of the stopper rod, whereby the blockage can be cleared.
Например, типичные стопорные стержни с выходным отверстием для газа описаны в ЕР 2 067 549 А1, ЕР 2 189 231 А1 или ЕР 2 233 227 А1.For example, typical stop rods with a gas outlet are described in
Однако ввод газа в расплавленный металл в области нос стопорного стержня может приводить во время разливки к хаотичному неравномерному отклонению стопорного стержня в переменных направлениях (впоследствии называемому "отклонением"). Это отклонение во время разливки может оказывать отрицательное влияние на качество литого металла.However, introducing gas into the molten metal at the nose of the stopper rod may cause the stopper rod to deflect randomly in alternating directions during casting (later referred to as "deflection"). This deviation during casting can have a negative impact on the quality of the cast metal.
Изобретение основано на цели разработки стопорного стержня для регулирования потока расплавленного металла и для подачи подводимого газа во время разливки расплавленного металла, причем во время процесса разливки и одновременного ввода газа через стопорный стержень в расплавленный металл отклонение стопорного стержня уменьшается по сравнению с отклонением стопорного стержня согласно уровню техники.The invention is based on the object of developing a stopper rod for regulating the flow of molten metal and for supplying an input gas during casting of molten metal, and during the casting process and simultaneously introducing gas through the stopper rod into the molten metal, the deflection of the stopper rod is reduced compared to the deflection of the stopper rod according to the level technology.
Другой целью изобретения является разработка способа использования такого стопорного стержня.Another object of the invention is to provide a method for using such a locking rod.
Для решения этой проблемы изобретение предусматривает стопорный стержень для регулирования потока расплавленного металла и для подачи газа во время разливки расплавленного металла, причем стопорный стержень включает в себя:To solve this problem, the invention provides a stop rod for regulating the flow of molten metal and for supplying gas during casting of the molten metal, the stop rod including:
стержнеобразное тело стопора, причем стержнеобразное тело стопора простирается вдоль центральной продольной оси от первого конца до второго конца, причем выполненное в форме стержня тело стопора образует примыкающий ко второму концу нос, причем нос образует внешнюю поверхность,a rod-shaped stopper body, the rod-shaped stopper body extending along a central longitudinal axis from the first end to the second end, the rod-shaped stopper body defining a nose adjacent the second end, the nose forming an outer surface,
камеру, причем камера простирается вдоль центральной продольной оси тела стопора от первого конца ко второму концу и оканчивается на расстоянии от второго конца,a chamber, the chamber extending along the central longitudinal axis of the stopper body from the first end to the second end and ending at a distance from the second end,
канал, причем канал выполнен на внешней поверхности носа и простирается вокруг продольной оси,a channel, wherein the channel is made on the outer surface of the nose and extends around the longitudinal axis,
средство подачи газа, причем средство подачи газа простирается от камеры и через стержнеобразное тело стопора в канал.gas supply means, wherein the gas supply means extends from the chamber and through the rod-shaped body of the stopper into the channel.
Изобретение основывается на основном заключении, что отклонение стопорного стержня во время процесса разливки и одновременной подачи газа через стопорный стержень в расплавленный металл обусловлено фактом, что газ выходит из носа стопорного стержня в расплавленный металл неравномерно. Напротив, согласно изобретению было установлено, что в случае стопорных стержней согласно уровню техники вводимый из носа стопора в расплавленный металл газ поднимается в расплавленном металле вокруг стопорного стержня вверх неравномерно, инициируя, таким образом, отклонение стопорного стержня.The invention is based on the basic conclusion that the deflection of the stopper rod during the casting process and the simultaneous supply of gas through the stopper rod into the molten metal is due to the fact that the gas exits from the nose of the stopper rod into the molten metal unevenly. On the contrary, according to the invention, it has been found that in the case of stopper rods according to the prior art, the gas introduced from the nose of the stopper into the molten metal rises upward unevenly in the molten metal around the stopper rod, thereby initiating deflection of the stopper rod.
Неожиданно, согласно изобретению, было установлено, что это отклонение стопорного стержня может быть существенно уменьшено посредством равномерного ввода газа из стопорного стержня в расплавленный металл. Прежде всего, изобретение показало, что отклонение стопорного стержня может быть значительно уменьшено посредством ввода газа из стопорного стержня в расплавленный металл таким образом, что вокруг стопорного стержня образуется равномерная газовая завеса. Следовательно, согласно изобретению на стопорном стержне обеспечены средства, через которые газ может равномерно вводиться в расплавленный металл. Прежде всего, обеспечены средства, посредством которых вокруг стопорного стержня может быть образована равномерная газовая завеса.Surprisingly, according to the invention, it has been found that this deflection of the stopper rod can be significantly reduced by uniformly introducing gas from the stopper rod into the molten metal. First of all, the invention has shown that the deflection of the stopper rod can be significantly reduced by introducing gas from the stopper rod into the molten metal so that a uniform curtain of gas is formed around the stopper rod. Therefore, according to the invention, means are provided on the stop rod through which gas can be uniformly introduced into the molten metal. First of all, means are provided by which a uniform curtain of gas can be formed around the stop rod.
Следовательно, признаки стопорного стержня согласно изобретению выполнены таким образом, что газ может быть равномерно введен в расплавленный металл через стопорный стержень согласно изобретению и, прежде всего, вокруг стопорного стержня может быть обеспечена равномерная газовая завеса.Therefore, the features of the stopper rod according to the invention are designed in such a way that gas can be uniformly introduced into the molten metal through the stopper rod according to the invention and, above all, a uniform gas curtain can be provided around the stopper rod.
Важным элементом этих средств для равномерного ввода газа из стопорного стержня в расплавленный металл является канал стопорного стержня, выполненный на внешней поверхности носа и проходящий вокруг продольной оси тела стопора. Средства подачи газа используются для ввода газа из камеры стопорного стержня в канал. Канал также действует в качестве газораспределительной камеры, в которой газ, введенный в канал посредством подающих газ средств, может собираться и распределяться. Поскольку канал располагается на внешней поверхности носа стопора и простирается полностью вокруг продольной оси, собранный и распределенный в канале газ может равномерно вводиться в расплавленный металл по всей окружной поверхности носа стопора. В этом отношении канал выполнен для приема газа от системы подачи газа и его равномерного распределения по каналу.An important element of these means for uniformly introducing gas from the stopper rod into the molten metal is the stopper rod channel, made on the outer surface of the nose and passing around the longitudinal axis of the stopper body. Gas supply means are used to introduce gas from the locking rod chamber into the channel. The channel also acts as a gas distribution chamber in which gas introduced into the channel by means of gas supply means can be collected and distributed. Since the channel is located on the outer surface of the stopper nose and extends completely around the longitudinal axis, the gas collected and distributed in the channel can be uniformly introduced into the molten metal over the entire circumferential surface of the stopper nose. In this regard, the channel is configured to receive gas from the gas supply system and distribute it evenly throughout the channel.
Следовательно, выходящий из канала газ позволяет не только равномерно вводить газа в расплавленный металл, но также образовывать равномерную газовую завесу вокруг стопорного стержня.Therefore, the gas leaving the channel allows not only to uniformly introduce gas into the molten metal, but also to form a uniform gas curtain around the stop rod.
Во внешнем направлении канала, то есть на направленной от тела стопора стороне канала, канал, предпочтительно, полностью открыт. Это имеет преимущество, что газ может быть введен в расплавленный металл по всей длине канала и, таким образом, газ может быть введен очень равномерно в расплавленный металл.In the outer direction of the channel, that is, on the side of the channel directed away from the stopper body, the channel is preferably completely open. This has the advantage that the gas can be introduced into the molten metal along the entire length of the channel and thus the gas can be introduced very uniformly into the molten metal.
Канал может быть ограничен стенками (за исключением стороны канала, обращенной от тела стопора). Это имеет преимущество, что газ, введенный в канал от средства подачи газа, может быть собран в канале.The channel may be limited by walls (except for the side of the channel facing away from the stopper body). This has the advantage that gas introduced into the channel from the gas supply means can be collected in the channel.
По существу, площадь поперечного сечения канала, то есть площадь поперечного сечения канала, перпендикулярная продольной протяженности канала, может иметь любую форму, которая является, например, обычно круглой площадью поперечного сечения (то есть, С-образной площадью поперечного сечения), площадью поперечного сечения с полукруглым дно канала и прямыми боковыми стенками (то есть, V-образной площадью поперечного сечения) или площадью поперечного сечения с плоским дном канала и прямыми боковыми стенками (то есть квадратной, например прямоугольной или квадратной площадью поперечного сечения).As such, the cross-sectional area of the channel, that is, the cross-sectional area of the channel perpendicular to the longitudinal extent of the channel, can be of any shape, which is, for example, a generally circular cross-sectional area (i.e., a C-shaped cross-sectional area), a cross-sectional area with a semicircular channel bottom and straight side walls (i.e., V-shaped cross-sectional area) or a cross-sectional area with a flat channel bottom and straight side walls (i.e., square, such as rectangular or square cross-sectional area).
Прежде всего, канал, предпочтительно, имеет V-образную площадь поперечного сечения. Соответственно, канал имеет форму, при которой боковые стенки канала расходятся от общего участка (который образует дно канала) в направлении внешней поверхности носа (итак, в направлении от продольной оси); наконец боковые стенки переходят во внешнюю поверхность носа.First of all, the channel preferably has a V-shaped cross-sectional area. Accordingly, the channel has a shape in which the side walls of the channel diverge from the general area (which forms the bottom of the channel) in the direction of the outer surface of the nose (thus, in the direction from the longitudinal axis); finally the lateral walls merge into the outer surface of the nose.
Согласно изобретению было установлено, что газ может вводиться из канала в расплавленный металл особо равномерно, если канал имеет такую V-образную площадь поперечного сечения.According to the invention, it has been found that gas can be introduced from the channel into the molten metal particularly evenly if the channel has such a V-shaped cross-sectional area.
Согласно одному предпочтительному варианту осуществления канал имеет постоянную площадь поперечного сечения. Соответственно, площадь поперечного сечения канала не изменяется в ходе протяженности канала. Это означает, что газ может собираться в канале очень равномерно, так что такая постоянная площадь поперечного сечения в свою очередь имеет преимущество, что газ может выделяться из канала очень равномерно и вводиться в расплавленный металл.According to one preferred embodiment, the channel has a constant cross-sectional area. Accordingly, the cross-sectional area of the channel does not change as the channel extends. This means that the gas can be collected in the channel very uniformly, so that such a constant cross-sectional area in turn has the advantage that the gas can be released from the channel very uniformly and introduced into the molten metal.
Согласно особо предпочтительному варианту осуществления канал выполнен непрерывным, то есть простирается непрерывно вокруг продольной оси. Другими словами, канал не имеет начала и конца, а простирается нескончаемо или "бесконечно" вокруг продольной оси. Кроме того, канал не имеет препятствий или прерываний, которые могут препятствовать потоку газа вдоль канала. Такой непрерывный канал имеет много преимуществ. Одним преимуществом такого непрерывного канала является то, что давление газа вдоль канала может быть сбалансировано так, что давление газа вдоль канала является одинаковым и газ может выходить из канала в расплавленный металл при одинаковом давлении и, следовательно, в одинаковом количестве по всей длине канала. Кроме того, такой непрерывный канал имеет преимущество, что канал может обеспечиваться газом посредством средств подачи газа, даже если канал не может обеспечиваться газом посредством некоторых из средств подачи газа, например, поскольку некоторые из средств подачи газа заблокированы. Все эти преимущества в свою очередь означают, что канал может быть заполнен газом равномерно и полностью, так что газ может вводиться равномерно из канала в расплавленный металл.According to a particularly preferred embodiment, the channel is continuous, that is, it extends continuously around the longitudinal axis. In other words, the channel has no beginning or end, but extends endlessly or “endlessly” around the longitudinal axis. In addition, the channel has no obstructions or interruptions that could impede the flow of gas along the channel. Such a continuous channel has many advantages. One advantage of such a continuous channel is that the gas pressure along the channel can be balanced so that the gas pressure along the channel is the same and the gas can exit the channel into the molten metal at the same pressure and therefore in the same amount along the entire length of the channel. Moreover, such a continuous channel has the advantage that the channel can be supplied with gas by the gas supply means even if the channel cannot be supplied with gas by some of the gas supply means, for example, because some of the gas supply means are blocked. All these advantages in turn mean that the channel can be filled with gas evenly and completely, so that gas can be introduced uniformly from the channel into the molten metal.
По существу канал может иметь любой ход протяженности, например в форме зигзага или волнообразной формы, вокруг продольной оси. Согласно одному предпочтительному варианту осуществления канал образует кольцо, то есть является кольцеобразным или имеет форму кругового кольца. Согласно изобретению было установлено, что посредством такого кольцеобразного канала газ может вводиться, прежде всего, равномерно из канала в расплавленный металл.Essentially the channel can have any length course, for example in the form of a zigzag or wave-like shape, around the longitudinal axis. According to one preferred embodiment, the channel forms a ring, that is, it is annular or has the shape of a circular ring. According to the invention, it has been found that by means of such an annular channel, gas can be introduced, first of all, uniformly from the channel into the molten metal.
Согласно особо предпочтительному варианту осуществления канал, особенно если он является кольцеобразным, является ротационно симметричным относительно продольной оси.According to a particularly preferred embodiment, the channel, especially if it is annular, is rotationally symmetrical about the longitudinal axis.
Согласно изобретению неожиданно оказалось, что форма кромки, которая определяется посредством поверхности, где ограничивающая канал в направлении первого конца тела стопора стенка канала переходит во внешнюю поверхность носа стопора (то есть, "верхней" кромки канала в рабочем положении стопора), имеет сильное влияние на то, как газ выходит из канала в расплавленный металл. В этом отношении согласно изобретению неожиданным образом было установлено, что газ может вводиться из канала в расплавленный металл, прежде всего, равномерно, особенно если эта кромка является насколько возможно острой. Следовательно, согласно одному предпочтительному варианту осуществления обеспечивается, что канал включает в себя первую стенку канала, ограничивающую канал в направлении первого конца, причем первая стенка канала и внешняя поверхность нос образуют первую кромку, и причем первая кромка имеет форму острой кромки.According to the invention, it has surprisingly been found that the shape of the edge, which is defined by the surface where the channel wall delimiting the channel in the direction of the first end of the stopper body meets the outer surface of the stopper nose (that is, the “upper” edge of the channel in the operating position of the stopper), has a strong influence on the way the gas exits the channel into the molten metal. In this regard, according to the invention, it has been unexpectedly found that gas can be introduced from the channel into the molten metal, especially uniformly, especially if this edge is as sharp as possible. Therefore, according to one preferred embodiment, it is provided that the channel includes a first channel wall defining the channel in the direction of the first end, wherein the first channel wall and the outer surface of the nose form a first edge, and wherein the first edge has the shape of a sharp edge.
Согласно особому варианту осуществления этой идеи изобретения, эта первая кромка имеет радиус не более 1 мм. Даже более предпочтительно, первая кромка имеет радиус не более 0,5 мм.According to a particular embodiment of this inventive idea, this first edge has a radius of at most 1 mm. Even more preferably, the first edge has a radius of no more than 0.5 mm.
Согласно изобретению было установлено, что то, как газ выходит из канала в расплавленный металл, также зависит от ширины расширенной части канала, то есть ширины канала в области, в которой канал переходит во внешнюю поверхность носа. Предпочтительно, расширенная часть канала имеет ширину в диапазоне от 2 до 30 мм в области, где канал (то есть стенки канал) переходит во внешнюю поверхность носа.According to the invention, it has been found that the manner in which the gas exits the channel into the molten metal also depends on the width of the flared portion of the channel, that is, the width of the channel in the region where the channel meets the outer surface of the nose. Preferably, the widened portion of the canal has a width in the range of 2 to 30 mm in the area where the canal (ie the wall of the canal) meets the outer surface of the nose.
Согласно особо предпочтительному варианту осуществления этого признака канал включает в себя вторую стенку канала, ограничивающую канал в направлении второго конца, причем вторая стенка канала и внешняя поверхность носа образуют вторую кромку, и причем расстояние между первой кромкой и второй кромкой находится в диапазоне от 2 до 30 мм.According to a particularly preferred embodiment of this feature, the channel includes a second channel wall defining the channel towards a second end, wherein the second channel wall and the outer surface of the nose form a second edge, and wherein the distance between the first edge and the second edge is in the range of 2 to 30 mm.
Предпочтительно, канал имеет постоянную ширину в области расширенной части, то есть области, в которой канал переходит во внешнюю поверхность носа. В этом отношении согласно данному варианту осуществления первая кромка и вторая кромка, предпочтительно, простираются параллельно друг другу.Preferably, the channel has a constant width in the region of the flared part, that is, the region in which the channel extends into the outer surface of the nose. In this regard, according to this embodiment, the first edge and the second edge preferably extend parallel to each other.
Согласно изобретению оказалось, что глубина канала также оказывает влияние на то, как газ может вводиться из канала в расплавленный металл. Предпочтительно, канал имеет глубину в диапазоне от 4 до 15 мм. Согласно изобретению было установлено, что газ из канала может особо равномерно вводиться в расплавленный металл, если канал имеет глубину от 4 до 15 мм. Равномерность выпуска газа из канала в расплавленный металл может быть дополнительно увеличена посредством канала, имеющего глубину в диапазоне от 6 до 12 мм. "Глубина" канала определяется как наименьшее расстояние воображаемой плоскости, простирающейся между двумя кромка канала на его верхнем конце (то есть, между двумя кромками канала, где стенки канала переходят во внешнюю поверхность носа) и самой нижней точкой канала, то есть дном канала.According to the invention, it turns out that the depth of the channel also affects how gas can be introduced from the channel into the molten metal. Preferably, the channel has a depth in the range of 4 to 15 mm. According to the invention, it has been found that gas from the channel can be introduced particularly uniformly into the molten metal if the channel has a depth of 4 to 15 mm. The uniformity of gas release from the channel into the molten metal can be further increased by means of a channel having a depth in the range of 6 to 12 mm. The "depth" of a canal is defined as the smallest distance of an imaginary plane extending between the two edges of the canal at its upper end (that is, between the two edges of the canal where the walls of the canal meet the outer surface of the nose) and the lowest point of the canal, that is, the bottom of the canal.
Кроме того, согласно изобретению было установлено, что размер площади поперечного сечения канала также оказывает влияние на то, как газ может быть введен из канала в расплавленный металл. Предпочтительно, канал имеет площадь поперечного сечения в диапазоне от 2 до 225 мм2. Согласно изобретению было установлено, что газ может вводиться из канала в расплавленный металл особо равномерно, если канал имеет такую площадь поперечного сечения. Равномерность выпуска газа из канала в расплавленный металл может быть дополнительно улучшена посредством канала, имеющего площадь поперечного сечения в диапазоне от 8 до 70 мм.In addition, according to the invention, it has been found that the size of the cross-sectional area of the channel also affects how gas can be introduced from the channel into the molten metal. Preferably, the channel has a cross-sectional area in the range from 2 to 225 mm 2 . According to the invention, it has been found that gas can be introduced from the channel into the molten metal particularly evenly if the channel has such a cross-sectional area. The uniformity of gas release from the channel into the molten metal can be further improved by a channel having a cross-sectional area in the range of 8 to 70 mm.
Стержнеобразное тело стопора и простирающаяся вдоль центральной продольной оси в теле стопора камера могут быть выполнены согласно уровню техники. В этом отношении стержнеобразное тело стопора может быть, предпочтительно, изготовлено из огнеупорного материала, прежде всего, керамического огнеупорного материала. Прежде всего, стержнеобразное тело стопора может быть изготовлено из огнеупорного материала, основанного на окиси алюминия (Al2O3) и углероде, то есть на так называемом глиноземно-углеродистом материале.The rod-shaped body of the stopper and the chamber extending along the central longitudinal axis in the stopper body can be made according to the state of the art. In this regard, the rod-shaped body of the stopper may preferably be made of a refractory material, in particular a ceramic refractory material. First of all, the rod-shaped body of the stopper can be made of a refractory material based on aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and carbon, that is, a so-called alumina-carbon material.
Предпочтительно, стержнеобразное тело стопора может иметь внешнюю круговую поверхность, ротационно симметричную относительно центральной продольной оси. Это способствует равномерному потоку выпускаемого из канала газа вдоль тела стопора и, следовательно, образованию равномерной газовой завесы вокруг стопорного стержня.Preferably, the rod-shaped body of the stopper may have an outer circular surface that is rotationally symmetrical about the central longitudinal axis. This promotes a uniform flow of gas released from the channel along the stopper body and, consequently, the formation of a uniform gas curtain around the stopper rod.
В области первого конца, который образует верхний конец тела стопора в рабочем положении стопорного стержня, то есть с ориентированной вертикально центральной продольной осью, на теле стопора могут быть обеспечены средства, посредством которых тело стопора может быть присоединено к устройству для вертикального подъема и опускания стопорного стрежня. Эти средства могут быть выполнены согласно уровню техники. Например, могут быть обеспечены крепежные средства с внутренней резьбой, в которую может быть ввинчен металлический стержень с внешней резьбой. Этот металлический стержень в свою очередь может взаимодействовать с подъемным устройством таким образом, что стопорный стержень может подниматься и опускаться посредством металлического стержня.In the region of the first end, which forms the upper end of the stopper body in the operating position of the stopper rod, that is, with the central longitudinal axis oriented vertically, means may be provided on the stopper body by which the stopper body can be connected to the device for vertically raising and lowering the stopper rod . These means can be implemented according to the prior art. For example, fasteners may be provided with an internal thread into which a metal rod with an external thread may be screwed. This metal rod can in turn cooperate with the lifting device such that the stop rod can be raised and lowered by the metal rod.
В области своего второго конца, противоположного первому концу и являющегося нижним концом тела стопора в рабочем положении стопорного стержня, внешняя поверхность (то есть, внешний контур) тела стопора имеет форму носа или носа стопора, как известно из уровня техники. Предпочтительно, внешняя поверхность носа является ротационно симметричной относительно продольной оси.In the region of its second end, opposite the first end and being the lower end of the stopper body in the operating position of the stopper rod, the outer surface (ie, the outer contour) of the stopper body is shaped like the nose or nose of the stopper, as is known in the art. Preferably, the outer surface of the nose is rotationally symmetrical about the longitudinal axis.
Предпочтительно, внешняя поверхность носа простирается от второго конца к первому концу. Согласно одному предпочтительному варианту осуществления внешняя поверхность носа простирается от второго конца по направлению к первому концу конически или она образует конус. Согласно особо предпочтительному выполнению внешняя поверхность носа имеет форму купола.Preferably, the outer surface of the nose extends from the second end to the first end. According to one preferred embodiment, the outer surface of the nose extends from the second end towards the first end conically or it forms a cone. According to a particularly preferred embodiment, the outer surface of the nose has the shape of a dome.
На внешней поверхности носа выполнен канал.A channel is made on the outer surface of the nose.
Как известно из уровня техники, стопорный стержень имеет камеру, которая простирается в теле стопора вдоль центральной продольной оси в тело стопора от первого конца в направлении второго конца и оканчивается в теле стопора на расстоянии от второго конца. Предпочтительно, эта камера может быть ротационно симметричной относительно центральной продольной оси и, например, иметь круглую цилиндрическую форму. Стопорный стержень согласно изобретению включает в себя средства подачи газа, ведущие от камеры через стержнеобразное тело стопора в канал. Таким образом, введенный в камеру газ, прежде всего инертный газ, такой как аргон или азот, может проходить через средства подачи газа в канал.As is known in the art, the stopper rod has a chamber that extends in the stopper body along a central longitudinal axis into the stopper body from the first end towards the second end and terminates in the stopper body at a distance from the second end. Preferably, this chamber may be rotationally symmetrical about the central longitudinal axis and, for example, have a circular cylindrical shape. The stopper rod according to the invention includes gas supply means leading from the chamber through the rod-shaped body of the stopper into the channel. Thus, the gas introduced into the chamber, especially an inert gas such as argon or nitrogen, can pass through the gas supply means into the channel.
Для подачи газа в камеру камера может быть соединена со средствами подачи газа. Эти средства подачи газа могут быть обеспечены, как известно из уровня техники, прежде всего, в области первого конца тела стопора.To supply gas to the chamber, the chamber may be connected to gas supply means. These gas supply means can be provided, as is known from the prior art, in particular in the region of the first end of the stopper body.
Средства подачи газа выполнены таким образом, что газ может проходить из камеры через тело стопора в канал.The gas supply means are designed in such a way that gas can flow from the chamber through the stopper body into the channel.
Согласно одному варианту осуществления средства подачи газа могут быть по меньшей мере одним пористым элементом. Этот по меньшей мере один пористый элемент имеет пористость, позволяющую газу проходить через по меньшей мере один пористый элемент из камеры в канал. По меньшей мере один пористый элемент может, например, иметь пористость, известную для пористых продувочных пробок для подачи газа в расплавленный металл в ковшах.According to one embodiment, the gas supply means may be at least one porous element. The at least one porous element has a porosity allowing gas to pass through the at least one porous element from the chamber into the channel. The at least one porous element may, for example, have a porosity known for porous purge plugs for introducing gas into molten metal in ladles.
Согласно особо предпочтительному варианту осуществления средства подачи газа являются несколькими линиями подачи газа. Эти линии подачи газа имеют свободную площадь поперечного сечения, через которую газ может быть направлен из камеры в канал.According to a particularly preferred embodiment, the gas supply means are several gas supply lines. These gas supply lines have a free cross-sectional area through which gas can be directed from the chamber into the channel.
Согласно одному предпочтительному варианту осуществления предусмотрено, что средства подачи газа являются несколькими линиями подачи газа, причем каждая из линий подачи газа ведет в канал в определенной области, причем области находятся на расстоянии друг от друга.According to one preferred embodiment, it is provided that the gas supply means are several gas supply lines, each of the gas supply lines leading into a channel in a certain area, the areas being spaced apart from each other.
Согласно изобретению было установлено, что газ из камеры через линии подачи газа может быть направлен особо равномерно в канал и может выходить из канала в расплавленный металл, когда линии подачи газа входят в канал в расположенных на расстоянии друг от друга областях. Предпочтительными являются от 2 до 10 линий подачи газа, и от 3 до 6 линий подачи газа являются еще более предпочтительными. Соответственно, эти линии подачи газа ведут в канал в 2-10 или 3-6 находящихся на расстоянии друг от друга областях.According to the invention, it has been found that gas from the chamber through the gas supply lines can be directed particularly uniformly into the channel and can exit the channel into the molten metal when the gas supply lines enter the channel in spaced areas. 2 to 10 gas supply lines are preferred, and 3 to 6 gas supply lines are even more preferred. Accordingly, these gas supply lines lead into a channel in 2-10 or 3-6 spaced areas.
Согласно изобретению было установлено, что газ особо равномерно вводится в канал и равномерно водится из него в расплавленный металл, если газ вводится в канал через такое число линий подачи газа, что приводит к каналу с соответствующим числом расположенных на расстоянии друг от друга областей.According to the invention, it has been found that gas is particularly uniformly introduced into and out of the channel into the molten metal if the gas is introduced into the channel through a number of gas supply lines that results in a channel with a corresponding number of spaced regions.
Области, где линии подачи газа ведут в канал, предпочтительно, располагаются на дне или в самой нижней точке канала. Согласно изобретению было установлено, что такое выполнение позволяет поданному в канал газу оставаться в канале так долго, что он равномерно распределяется в канале и затем может равномерно вводиться из канала в расплавленный металл.The areas where gas supply lines lead into the channel are preferably located at the bottom or lowest point of the channel. According to the invention, it has been found that this arrangement allows the gas supplied to the channel to remain in the channel for such a long time that it is evenly distributed in the channel and can then be uniformly introduced from the channel into the molten metal.
Согласно одному предпочтительному варианту осуществления области, где линии подачи газа ведут в канал, расположены с равными интервалами. Особо предпочтительно, области симметрично расположены на расстоянии друг от друга. Даже более предпочтительно, области выполнены симметрично относительно продольной оси. Это имеет преимущество, что газ может вводиться в канал особо равномерным образом через линии подачи газа и может равномерно вводиться из канала в расплавленный металл.According to one preferred embodiment, the areas where gas supply lines lead into the channel are spaced at regular intervals. Particularly preferably, the areas are symmetrically located at a distance from each other. Even more preferably, the areas are symmetrical about the longitudinal axis. This has the advantage that gas can be introduced into the channel in a particularly uniform manner through the gas supply lines and can be uniformly introduced from the channel into the molten metal.
Согласно одному варианту осуществления средства подачи газа обеспечены в виде комбинации линий подачи газа и, по меньшей мере, одного пористого элемента.According to one embodiment, the gas supply means is provided in the form of a combination of gas supply lines and at least one porous element.
Согласно изобретению отношение площади поперечного сечения линий подачи газа к площади поперечного сечения камеры оказывает влияние на равномерность, с которой газ вводится из камеры через линии подачи газа в канал.According to the invention, the ratio of the cross-sectional area of the gas supply lines to the cross-sectional area of the chamber influences the uniformity with which gas is introduced from the chamber through the gas supply lines into the channel.
Согласно одному предпочтительному варианту осуществления предусмотрено, что камера имеет площадь поперечного сечения, и причем каждая из линий подачи газа имеет площадь поперечного сечения, и причем площадь поперечного сечения камеры больше, чем общая площадь всех площадей поперечного сечения линий подачи газа. Площадь поперечного сечения камеры измеряется перпендикулярно центральной продольной оси и площадь поперечного сечения каждой из линий подачи газа измеряется перпендикулярно продольной оси соответствующей линии подачи газа. Поскольку камера имеет изменяющуюся площадь поперечного сечения, площадь поперечного сечения камеры является эффективной площадью поперечного сечения, то есть самой малой площадью поперечного сечения, позволяющей направлять газ через камеру к линиям подачи газа. Поскольку линии подачи газа имеют изменяющуюся площадь поперечного сечения, площадь поперечного сечения линий подачи газа является эффективной площадью поперечного сечения, то есть самой малой площадью поперечного сечения, позволяющей направлять газ через линии подачи газа в канал.According to one preferred embodiment, it is provided that the chamber has a cross-sectional area, and wherein each of the gas supply lines has a cross-sectional area, and wherein the cross-sectional area of the chamber is greater than the total area of all cross-sectional areas of the gas supply lines. The cross-sectional area of the chamber is measured perpendicular to the central longitudinal axis and the cross-sectional area of each of the gas supply lines is measured perpendicular to the longitudinal axis of the corresponding gas supply line. Because the chamber has a variable cross-sectional area, the cross-sectional area of the chamber is the effective cross-sectional area, that is, the smallest cross-sectional area that allows gas to be directed through the chamber to the gas supply lines. Since the gas supply lines have a variable cross-sectional area, the cross-sectional area of the gas supply lines is the effective cross-sectional area, that is, the smallest cross-sectional area that allows gas to be directed through the gas supply lines into the channel.
Согласно одному предпочтительному особому варианту осуществления этой идеи изобретения площадь поперечного сечения камеры больше, чем общая площадь всех поперечных сечений площадей линий подачи газа, на множитель в диапазоне от 10 до 400 и даже больше, предпочтительно, на множитель в диапазоне от 30 до 200.According to one preferred special embodiment of this inventive concept, the cross-sectional area of the chamber is greater than the total cross-sectional area of all gas supply line areas by a factor in the range of 10 to 400 and even larger, preferably by a factor in the range of 30 to 200.
Линии подачи газа могут иметь любую форму. Предпочтительно, линии подачи газа являются прямыми, то есть линейными. Согласно особому варианту осуществления этой идеи изобретения, линии подачи газа имеют прямой ход с круглым поперечным сечением. Это имеет особое преимущество, что линии подачи газа могут легко создаваться, например, посредством высверливания их в теле стопора.Gas supply lines can be of any shape. Preferably, the gas supply lines are straight, that is, linear. According to a particular embodiment of this inventive idea, the gas supply lines have a straight path with a circular cross-section. This has the particular advantage that gas supply lines can be easily created, for example by drilling them into the body of the stopper.
Согласно одному предпочтительному вариант осуществления линии подачи газа располагаются симметрично относительно центральной продольной оси. Как показано выше, нос тела стопора выполнен таким образом, что он может закрывать выпускное отверстие в сосуде для расплавленного металла, прежде всего, выпускное отверстие в виде стакана-дозатора промежуточного ковша и промежуточном ковше. В закрытом положении, то есть когда нос стопорного стержня направляется относительно стакана-дозатора промежуточного ковша таким образом, что стакан-дозатор промежуточного ковша закрыт посредством носа тела стопора, поверхность стакана-дозатора промежуточного ковша соприкасается с внешней поверхностью носа тела стопора вдоль непрерывной линии, которая простирается вокруг носа по внешней поверхности носа. Эта воображаемая линия также известна как "точка дросселирования". Предпочтительно, для стержня стопора согласно изобретению обеспечено, что канал выполнен в такой области внешней поверхности носа, которая простирается полностью под этой точкой дросселирования. Другими словами, площадь внешней поверхности носа, где выполнен канал, в рабочем положении стопорного стержня располагается ниже точки дросселирования, то есть в вертикальном положении центральной продольной оси, где первый конец тела стопора располагается вверху, второй конец (и, следовательно, также нос) стопорного стержня располагается внизу. Поскольку нос ниже точки дросселирования в закрытом положение не окружен расплавленным металлом, канал в закрытом положении также не окружен расплавленным металлом.According to one preferred embodiment, the gas supply lines are arranged symmetrically with respect to the central longitudinal axis. As shown above, the nose of the stopper body is configured in such a way that it can cover the outlet hole in the molten metal vessel, especially the outlet hole in the form of a tundish dosing cup and a tundish. In the closed position, that is, when the nose of the stopper rod is guided relative to the tundish nozzle so that the tundish nozzle is closed by the nose of the stopper body, the surface of the tundish nozzle is in contact with the outer surface of the nose of the stopper body along a continuous line that extends around the nose along the outer surface of the nose. This imaginary line is also known as the "throttle point". Preferably, for the stopper rod according to the invention, it is ensured that the channel is formed in an area of the outer surface of the nose that extends completely below this throttling point. In other words, the area of the outer surface of the nose, where the channel is made, in the operating position of the locking rod is located below the throttling point, that is, in the vertical position of the central longitudinal axis, where the first end of the stopper body is located at the top, the second end (and, therefore, also the nose) of the locking rod the rod is located at the bottom. Since the nose below the throttling point in the closed position is not surrounded by molten metal, the channel in the closed position is also not surrounded by molten metal.
Стопорный стержень согласно изобретению может быть изготовлен с использованием известных из уровня техники технологий изготовления стопорных стержней. В этом отношении стопорный стержень может быть изготовлен в виде моноблочного стопора. Предпочтительно, тело стопора изготавливается посредством изостатического прессования, как известно из уровня техники. В дополнение к изостатическому прессованию, линии подачи газа могут быть изготовлены, например, посредством высверливания. Канал может быть, например, отфрезерован в поверхности носа.The locking rod according to the invention can be manufactured using locking rod manufacturing techniques known in the art. In this regard, the stopper rod can be manufactured as a monoblock stopper. Preferably, the stopper body is manufactured by isostatic pressing, as is known in the art. In addition to isostatic pressing, gas supply lines can be manufactured, for example, by drilling. The channel can, for example, be milled into the surface of the nose.
Одной из целей изобретения является разработка сосуда для вмещения расплавленного металла, включающего в себя дно, причем в дне предусмотрено выпускное отверстие для выгрузки расплавленного металла из сосуда и причем количество протекающего через выпускное отверстие регулируется стопорным стержнем согласно изобретению. Сосуд для вмещения расплавленного металла, предпочтительно, является промежуточным ковшом для приема расплавленного металла, даже более предпочтительно, промежуточным ковшом для приема расплавленной стали, прежде всего, в установке непрерывной разливки стали. Предпочтительно, выпускное отверстие является стаканом-дозатором промежуточного ковша.One object of the invention is to provide a vessel for receiving molten metal including a bottom, wherein an outlet is provided in the bottom for discharging molten metal from the vessel and wherein the amount flowing through the outlet is controlled by a stop rod according to the invention. The molten metal receiving vessel is preferably a tundish for receiving molten metal, even more preferably a tundish for receiving molten steel, especially in a continuous steel casting plant. Preferably, the outlet is a tundish nozzle.
Другой целью изобретения является способ обеспечения равномерной газовой завесы вокруг стопорного стержня, причем способ включает в себя:Another object of the invention is to provide a method of providing a uniform curtain of gas around a stopper rod, the method comprising:
обеспечение раскрытого здесь стопорного стержня,providing the locking rod disclosed here,
ввод газа в камеру.gas injection into the chamber.
Введенный в камеру газ направляется через средства подачи газа в канал. В силу признаков согласно изобретению канал выполнен таким образом, что направленный в канал через средства подачи газа равномерно выходит из канала, образуя равномерную газовую завесу вокруг стопорного стержня.The gas introduced into the chamber is directed through the gas supply means into the channel. Due to the features according to the invention, the channel is designed in such a way that the gas directed into the channel through the supply means uniformly exits the channel, forming a uniform gas curtain around the stop rod.
Соответственно, способ может включать в себя следующие дальнейшие шаги после шага ввода газа в камеру:Accordingly, the method may include the following further steps after the step of introducing gas into the chamber:
направление введенного в камеру газа к каналу посредством средств подачи газа,directing the gas introduced into the chamber to the channel by means of gas supply means,
выпуск газа из канала для образования равномерной газовой завесы вокруг стопорного стержня.release of gas from the channel to form a uniform gas curtain around the stop rod.
Во время разливки расплавленного металла отклонение стопорного стержня может быть значительно уменьшено с улучшением за счет этого качества литой стали.During casting of molten metal, the deflection of the stop rod can be significantly reduced, thereby improving the quality of the cast steel.
Как указано выше, газ может быть введен в камеру, например на первом конце, предпочтительно, за счет средств согласно уровню техники.As stated above, gas can be introduced into the chamber, for example at the first end, preferably by means according to the prior art.
Предпочтительно, в камеру вводится инертный газ, прежде всего аргон или азот.Preferably, an inert gas, especially argon or nitrogen, is introduced into the chamber.
Как упомянуто выше, стопорный стержень выполнен с его продольной осью ориентированной вертикально с первым концом, являющимся верхним концом тела стопора, и вторым концом, являющимся нижним концом тела стопора.As mentioned above, the stopper rod is configured with its longitudinal axis oriented vertically with the first end being the upper end of the stopper body and the second end being the lower end of the stopper body.
Другой целью изобретения является способ регулирования потока расплавленного металла и подачи газа во время разливки расплавленного металла, причем способ включает в себя:Another object of the invention is to provide a method for controlling the flow of molten metal and the supply of gas during casting of molten metal, the method comprising:
обеспечение сосуда для вмещения расплавленного металла, причем сосуд включает в себя дно, причем в дне предусмотрено выпускное отверстие для выгрузки расплавленного металла из сосуда,providing a vessel for receiving molten metal, the vessel including a bottom, the bottom having an outlet for discharging molten metal from the vessel,
обеспечение раскрытого здесь стопорного стержня, причем продольная ось ориентирована вертикально с первым концом, являющимся верхним концом тела стопора, и вторым концом, являющимся нижним концом тела стопора, перемещение стопорного стержня вертикально вдоль продольной оси в первое положение и во второе положение,providing a stop rod disclosed herein, the longitudinal axis being oriented vertically with a first end being an upper end of the stopper body and a second end being a lower end of the stopper body, moving the stopper rod vertically along the longitudinal axis to a first position and a second position,
причем в первом положении выпускное отверстие закрыто стопорным стержнем, и причем во втором положении выпускное отверстие не закрыто стопорным стержнем, иwherein in the first position the outlet hole is closed by the stop rod, and wherein in the second position the outlet hole is not closed by the stop rod, and
ввод газа в камеру.gas injection into the chamber.
Способ может включать в себя следующие дельнейшие шаги после шага ввода газа в камеру на первом конце:The method may include the following further steps after the step of introducing gas into the chamber at the first end:
направление введенного в камеру газа к каналу посредством средств подачи газа,directing the gas introduced into the chamber to the channel by means of gas supply means,
выпуск газа из канала в расплавленный металл для образования равномерной газовой завесы вокруг стопорного стержня.release of gas from the channel into the molten metal to form a uniform gas curtain around the stop rod.
Этот способ может включать в себя дальнейшие шаги способа для обеспечения равномерной газовой завесы вокруг стопорного стержня, как указано выше.This method may include further method steps to provide a uniform curtain of gas around the stop rod as described above.
Как указано выше, сосуд, предпочтительно, является промежуточным ковшом, причем выпускное отверстие является стаканом-дозатором промежуточного ковша. Предпочтительно, промежуточный ковш является частью линии непрерывной разливки, предпочтительно, для разливки стали.As stated above, the vessel is preferably a tundish, the outlet being a tundish nozzle. Preferably, the tundish is part of a continuous casting line, preferably for casting steel.
Предпочтительно, стопорный стержень располагается над выпускным отверстием, предпочтительно с продольной осью, проходящей через выпускной отверстие.Preferably, the locking rod is located above the outlet, preferably with a longitudinal axis extending through the outlet.
За счет перемещения стопорного стержня в первое и второе положение и, следовательно, закрывания и открывания выпускного отверстия возможно регулирование потока расплавленного металла из сосуда через выпускное отверстие. Как указано выше, в первом положении нос стопорного стержня направляется к выпускному отверстию таким образом, что выпускное отверстие закрывается.By moving the stop rod to the first and second positions and thereby closing and opening the outlet, it is possible to control the flow of molten metal from the vessel through the outlet. As stated above, in the first position, the nose of the stop rod is directed towards the outlet hole so that the outlet hole is closed.
Как указано выше, перемещение стопорного стержня, предпочтительно, выполняется за счет средств подъемного устройства. Соответственно, перемещение стопорного стержня в первое положение выполняется посредством опускания стопорного стержня за счет средств подъемного механизма вдоль продольной оси, и перемещение стопорного стержня во второе положение выполняется посредством подъема стопорного стрежня за счет средств подъемного механизма вдоль продольной оси.As stated above, the movement of the locking rod is preferably carried out by means of a lifting device. Accordingly, movement of the locking rod to the first position is performed by lowering the locking rod by means of the lifting mechanism along the longitudinal axis, and movement of the locking rod to the second position is accomplished by raising the locking rod by means of the lifting mechanism along the longitudinal axis.
Далее, как указано выше, посредством ввода газа в камеру, предпочтительно, на переднем конце стопорного стержня, этот газ направляется из камеры и через средства подачи газа в канал, собирается и равномерно распределяется в канале и в заключение вводится из канала в расплавленный металл, образуя посредством этого равномерную газовую завесу вокруг стопорного стержня. Благодаря равномерности газовой завесы может быть уменьшено отклонения стопорного стержня во время разливки.Further, as stated above, by introducing gas into the chamber, preferably at the front end of the stop rod, this gas is directed from the chamber and through the gas supply means into the channel, collected and uniformly distributed in the channel and finally introduced from the channel into the molten metal, forming thereby creating a uniform gas curtain around the stop rod. Due to the uniformity of the gas curtain, deflection of the stop rod during casting can be reduced.
Другие характеристики изобретения следуют из пунктов формулы изобретения, фигур, а также последующего описания фигур.Other characteristics of the invention follow from the claims, the figures, and the subsequent description of the figures.
Все признаки изобретения могут комбинироваться индивидуально или в сочетаниях.All features of the invention can be combined individually or in combinations.
Фигуры, каждая очень схематично, показывают служащие примером варианты осуществления изобретения. В связи с этим показывают:The figures, each very schematically, show exemplary embodiments of the invention. In this regard they show:
Фиг. 1А - вид в поперечном сечении промежуточного ковша, включающего в себя стопорный стержень согласно изобретению, причем в дне промежуточного ковша выполнено выпускное отверстиеFig. 1A is a cross-sectional view of a tundish including a stop rod according to the invention, with an outlet hole provided in the bottom of the tundish
Фиг. 1Б - вид в поперечном сечении факультативного варианта осуществления промежуточного ковша, включающего в себя стопорный стержень согласно изобретению, причем в дне промежуточного ковша выполнено выпускное отверстие в виде погружного разливочного стакана,Fig. 1B is a cross-sectional view of an optional embodiment of a tundish including a stop rod according to the invention, wherein an outlet hole is provided in the bottom of the tundish in the form of a submersible nozzle;
Фиг. 2 - вид в перспективе стопорного стержня согласно фиг. 1А и 1Б,Fig. 2 is a perspective view of the locking rod according to FIG. 1A and 1B,
Фиг. 3 - вид в перспективе продольного сечения вдоль продольной оси показанного на фиг. 1А и 1Б стопорного стержня,Fig. 3 is a perspective view of a longitudinal section along the longitudinal axis of FIG. 1A and 1B of the locking rod,
Фиг. 4 - вид продольного сечения вдоль продольной оси показанного на фиг. 1А и 1Б стопорного стержня в области носа,Fig. 4 is a longitudinal sectional view along the longitudinal axis shown in FIG. 1A and 1B of the locking rod in the nose area,
Фиг. 5 - вид поперечного сечения, перпендикулярного продольной оси показанного на фиг. 1А и 1Б стопорного стержня, вдоль показанной на фиг. 4 плоскости сечения А-А,Fig. 5 is a cross-sectional view perpendicular to the longitudinal axis shown in FIG. 1A and 1B of the locking rod, along the one shown in FIG. 4 section planes A-A,
Фиг. 6 - фрагмент вида согласно фиг. 4 в области канала,Fig. 6 is a fragment of the view according to FIG. 4 in the channel area,
Фиг. 7 - вид согласно фиг. 4, но с факультативной конструкцией канала,Fig. 7 is a view according to FIG. 4, but with an optional channel design,
Фиг. 8 - вид согласно фиг. 4, но с факультативной конструкцией канала,Fig. 8 is a view according to FIG. 4, but with an optional channel design,
Фиг. 9 - показывает отклонение стопорного стержня согласно показанной на фиг. 1-6 конструкции и стопорного стержня согласно уровню техники, когда газ проходит через стопорные стержни.Fig. 9 shows the deflection of the locking rod as shown in FIG. 1-6 of the structure and the stopper rod according to the prior art, when the gas passes through the stopper rods.
Для лучшего иллюстрирования признаков показанных на фигурах вариантов осуществления, фигуры не отражают пропорции вариантов осуществления согласно практике.To better illustrate the features of the embodiments shown in the figures, the figures do not represent the proportions of the embodiments according to practice.
На фиг. 1А показан обозначенный в целом посредством ссылочного обозначения 1 промежуточный ковш, который является частью установки непрерывной разливки стали для разливки стали. Промежуточный ковш 1 включает в себя, как известно из уровня техники, металлический сосуд 3, футерованный на его внутренней стороне огнеупорным материалом 5.In fig. 1A shows a tundish, generally designated by
Расплавленный материал может находиться в пространстве, окруженном огнеупорным материалом 5. На дне 7 промежуточного ковша 1 предусмотрен стакан-дозатор 9 промежуточного ковша в виде погружного разливочного стакана (SEN), через который расплавленный металл в промежуточном ковше 1 может заливаться в кристаллизатор (не показан). Ориентированная вертикально продольная ось L простирается через стакан-дозатор 9 промежуточного ковша.The molten material may be in a space surrounded by the
Вдоль продольной оси L расположен стопорный стержень 10 в его рабочем положении. Стопорный стержень 100 соединен с подъемным устройством (не показано) согласно уровню техники, посредством которого стопорный стержень 100 может подниматься и опускаться вдоль продольной оси L. Стопорный стержень 100 включает в себя тело 101 стопора, которое на его нижнем конце имеет нос 103 стопора. Посредством подъемного устройства стопорный стержень 100 может быть поднят в показанное на фиг. 1А второе положение, в котором стакан-дозатор 9 промежуточного ковш открыт, так что имеющийся в промежуточном ковше 1 расплавленный металл может быть залит через стакан-дозатор 9 промежуточного ковша в погружной разливочный стакан. Кроме того, стопорный стержень 100 может быть опущен посредством подъемного устройства в первое положение (на фиг. 1А не показано), в котором нос 103 стопора лежит на стакане-дозаторе 9 промежуточного ковша таким образом, что он закрыт стопорным стержнем 100. Соответственно, стакан-дозатор 9 промежуточного ковша может быть закрыт и открыт посредством стопорного стержня 100, регулируя посредством этого количество протекающего через стакан-дозатор 9 промежуточного ковша расплавленного металла.Along the longitudinal axis L there is a locking rod 10 in its working position. The
Показанный на фиг. 1Б промежуточный ковш 1 приблизительно идентичен показанному на фиг. 1А промежуточному ковшу и указан теми же ссылочными обозначениями, насколько промежуточный ковш 1 согласно фиг. 1А идентичен промежуточному ковшу 1 согласно фиг. 1Б. Единственное различие между промежуточным ковшом 1 согласно фиг. 1А и 1Б заключается в факте, что в дне 7 промежуточного ковша 1 согласно фиг. 1Б выполнен стакан-дозатор 10 промежуточного ковша в виде погружного защитного стакана (SES). Как известно из уровня техники, погружной защитный стакан 10 состоит из верхней части 10.1, расположенной на дне 7 промежуточного ковша, и нижней части 10.2, присоединенной под верхней частью 10.1 так, что верхняя часть 10.1 и нижняя часть 10.2 образуют непрерывную камеру вдоль центральной продольной оси погружного защитного стакана 10.Shown in FIG. 1B, the
На фиг. 2 показан стопорный стержень 100, показанный на фиг. 1 на виде в перспективе сверху. Стопорный стержень 100 включает в себя стержнеобразное тело 101 стопора, внешняя окружная поверхность которой является ротационно симметричной относительно центральной продольной оси L стопорного стержня 100. В показанном на фиг. 1 примере продольная ось L и центральная продольная ось L стопорного стержня 100 простираются соответственно коаксиально друг другу или являются идентичными. Тело 101 стопора простирается вдоль центральной продольной оси L от его первого, верхнего конца 105 в рабочем положении согласно фиг. 1 до его второго, нижнего конца 107 в рабочем положении согласно фиг. 1. Начиная со второго конца 107, тело 101 стопора образует нос 103, который, начиная со второго конца 107, имеет форму в виде купола. Внешняя поверхность носа 103 является ротационно симметричной относительно продольной оси L.In fig. 2 shows the
Внешняя поверхность тела 101 стопора, которая простирается от первого конца 105, имеет круговой цилиндрический внешний контур, ротационно симметричный относительно центральной продольной оси L.The outer surface of the
Тело 101 стопора имеет камеру 109, которая, как показано на фиг. 3, простирается в теле 101 стопора вдоль центральной продольной оси L от первого конца 105 по направлению ко второму концу 107 и оканчивается в теле 101 стопора на расстоянии от второго конца 107.The
Тело 101 стопора изготовлено из огнеупорного материала в виде глиноземно-углеродистого материала (материал Al2O3-C).The
Средство подачи газа (не показано) выполнено в области первого конца 105, через который инертный газ, такой как аргон или азот, может подаваться в камеру 109.A gas supply means (not shown) is provided in the region of the
Канал 111 расположен на внешней поверхности носа 103. Канал 111 простирается непрерывно вокруг продольной оси L и является ротационно симметричным к ней, так что канал 111 в целом имеет форму кругового кольца. Как прежде всего показано на фиг. 4 и 6, канал 111 имеет V-образную площадь поперечного сечения, которая является единообразной, то не изменяется вдоль хода канала 111. Канал 111 полностью открыт наружу, то есть на стороне канала 111, обращенной от тела 101 стопора, и является, согласно его V-образной площади поперечного сечения, ограниченным первой стенкой 113 канала и второй стенкой 115 канала, которые начинаются от общей линейной области 117, которая образует дно канала 111. По направлению к внешней поверхности носа 103 первая и вторая стенки 113, 115 канала расходятся и, в конечном счете, переходят во внешнюю поверхность 103. Первая стенка 113 канала ограничивает канал 111 по направлению к первому концу 105 и образует с внешней поверхностью носа 103 первую кромку 119. Вторая стенка 115 канала ограничивает канал 111 по направлению ко второму концу 107 и образует с внешней поверхностью носа 103 вторую кромку 121. Первая кромка 119 и вторая кромка 121 образуют острую кромку с радиусом намного меньше 0,5 мм.The
Первая и вторая кромки 119 и 121 простираются на равном расстоянии друг от друга и ротационно симметрично вокруг продольной оси L, соответствуя ровному ходу канала 111. Расстояние между первой и второй кромками 119, 121 определяет ширину расширенной части канала, то есть ширину канала 111 в области, в которой канал 111 переходит во внешнюю поверхность носа 103, и в данном варианте осуществления составляет 10 мм. Кратчайшее расстояние между воображаемой плоскостью, которая простирается между первой и второй кромками 119, 121 и дном 117 канала, определяет глубину канала 111, которая в данном варианте осуществления составляет 8 мм. Это приводит к площади поперечного сечения канала 111 в 40 мм2.The first and
От камеры 109 средства подачи газа в виде четырех линий 123 подачи газа ведут через огнеупорный материал тела 101 стопора в канал 111. Все четыре линии 123 подачи газа имеют прямой ход с круговым поперечным сечением и располагаются симметрично относительно продольной оси L и находятся на равном расстоянии друг от друга. Соответственно, четыре линии 123 подачи газа находятся на расстоянии друг от друга под углом поворота 90° относительно продольной оси L. Согласно этой симметрии относительно продольной оси L линии 123 подачи газа ведут в канал 111 в четырех находящихся на равном расстоянии областях, которые также находятся на расстоянии друг от друга под углом поворота 90° относительно продольной оси L, как особо хорошо можно увидеть на фиг. 5.From the
Все линии 123 подачи газа простираются вдоль продольной оси с четырьмя продольными осями линий 123 подачи газа, пересекающимися в общей точке на продольной оси L. Четыре продольные оси линий 123 подачи газа расположены под углом примерно 45° относительно центральной продольной оси L тела 101 стопора, причем этот угол заключен между отрезками продольных осей линий 123 подачи газа, проходящих через линии 123 подачи газа, и отрезком центральной продольной оси L тела 101 стопора, простирающимся через второй конец 107 тела 101 стопора.All
Камера 109 имеет площадь поперечного сечения 1300 мм и каждая из линий подачи газа имеет площадь поперечного сечения 3 мм. Таким образом, площадь поперечного сечения камеры 109 в 108 раз больше, чем общая площадь площадей поперечного сечения линий 123 подачи газа.The
В области первого конца 105 тело 101 стопора имеет крепежные средства согласно уровню техники для прикрепления тела 109 стопора к подъемному устройству для подъема и опускания стопорного стержня 100.In the region of the
Для изготовления стопорного стержня 100 сначала из огнеупорного материала посредством изостатического прессования было отформовано тело 101 стопора, посредством чего в огнеупорном материале было отформовано крепежное средство (на фигурах не показано) для прикрепления тела 101 стопора к подъемному устройству. Затем в изостатически спрессованном огнеупорное материала были высверлены четыре линии 123 подачи газа.To manufacture the
Стопорный стержень 100 выполнен для образования равномерной газовой завесы вокруг стопорного стержня 100. С этой целью во время использования стопорного стержня 100 в промежуточном ковше 1, как показано на фиг. 1, инертный газ вводится в камеру 109 через средство подачи газа и проходит через четыре линии 123 подачи газа через тело 101 стопора в канал 111. В канале 111 газ может собираться, распределяться и затем выходить из канала 111, образуя равномерную газовую завесу вокруг стопорного стержня 100. Во время разливки расплавленного металла из промежуточного ковша 1 это может значительно уменьшить отклонение стопорного стержня 100, улучшая, таким образом, качество литого металла.The
Для определения уменьшения отклонения в зависимости от конструкции канала стопорного стержня согласно изобретению, посредством водяного моделирования были измерены отклонение стопорного стержня 100, согласно фиг. 1-6, и отклонение двух факультативных стопорных стержней, соответствующих стопорному стержню согласно фиг. 1-6, но каждый с немного разной формой поперечного сечения канала. Две факультативные формы поперечного сечения канала показаны на фиг. 7 и 8.To determine the reduction in deflection as a function of the design of the locking rod channel according to the invention, the deflection of the
Форма поперечного сечения канала 211, как показано на фиг. 7, соответствует форме поперечного сечения канала 111 за исключением того, что обращенная к первому концу 107 первая боковая стенка канала переходит в поверхность носа 103 не в виде острой кромки, а в виде круглой кромки, имеющей радиус примерно 5 мм.The cross-sectional shape of the
Канал 311 согласно фиг. 8 соответствует по существу форме канала 111, но с меньшей глубиной канала только в 3 мм.
Для определения степени отклонения, отклонение стопорного стержня было определено посредством оптической оценки последовательности записанных изображений. Горизонтальное перемещения стопорного стержня изменяло цвет пикселя, из которого определялось число пикселей с измененным цветом как функция времени. Индекс отклонения вычислялся в виде стандартного отклонения значения измененных пикселей, нормализованного до 100% для значения, полученного для стопорного стержня согласно уровню техники. Основываясь на этом индексе отклонения, была измерена и вычислена степень отклонения для стопорного стержня согласно фиг. 1-6.To determine the degree of deflection, deflection of the locking rod was determined by optical evaluation of a sequence of recorded images. Horizontal movement of the stop rod changed the color of the pixel, from which the number of pixels with changed color was determined as a function of time. The deviation index was calculated as the standard deviation of the modified pixel value normalized to 100% of the value obtained for the prior art stop rod. Based on this deflection index, the deflection degree for the stopper rod was measured and calculated according to FIG. 1-6.
Стопорный стержень согласно уровню техники был в общем идентичен стопорному стержню согласно фиг. 1-6, но с разницей, что стопорный стержень согласно уровню техника не включал в себя канал 111 и линии 123 подачи газа, а вместо этого включал в себя выпускное отверстие для газа вдоль центральной продольной оси в области носа, как описано в ЕР 2 067 549 А1, ЕР 2 189 231 А1 или ЕР 2 233 227 А1.The locking rod according to the prior art was generally identical to the locking rod according to FIG. 1-6, but with the difference that the stop rod according to the prior art did not include a
На фиг. 9 показаны результаты соответствующих измерений. На фиг. 9 ссылочное число 1 указывает на результаты измерения для стопорного стержня согласно уровню техники с индексом отклонения, вычисленном как значение стандартного отклонения, нормализованного до 100%. Далее, ссылочное число 2 указывает на результаты измерения для стопорного стержня согласно фиг. 1-6.In fig. Figure 9 shows the results of the corresponding measurements. In fig. 9, the
Как видно на фиг. 9, отклонение стопорного стержня согласно фиг. 1-6 составляет только примерно 45% индекса отклонения, и соответственно отклонение стопорного стержня согласно фиг. 1-6 значительно ниже отклонения стопорного стержня согласно уровню техники.As can be seen in FIG. 9, deflection of the locking rod according to FIG. 1-6 is only about 45% of the deflection index, and accordingly the deflection of the stopper rod according to FIG. 1-6 is significantly lower than the deflection of the stop rod according to the prior art.
Claims (21)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP19161721.6 | 2019-03-08 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2021124845A RU2021124845A (en) | 2023-04-10 |
| RU2802366C2 true RU2802366C2 (en) | 2023-08-28 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2728491A1 (en) * | 1994-12-22 | 1996-06-28 | Lorraine Laminage | Device for casting molten metal |
| JP3110048B2 (en) * | 1994-11-02 | 2000-11-20 | フォスター−ミラー インク | Method and apparatus for analyzing two-phase flow |
| EP1736260B1 (en) * | 2005-06-21 | 2007-09-05 | Refractory Intellectual Property GmbH & Co. KG | Stopper rod |
| RU2490092C2 (en) * | 2009-01-21 | 2013-08-20 | Рефректори Интеллекчуал Проперти Гмбх Унд Ко Кг | Submersible teeming barrel |
| RU2570681C2 (en) * | 2011-09-23 | 2015-12-10 | Рифрэктори Интеллектчуал Проперти Гмбх Унд Ко. Кг | Ceramic fire-resistant lock |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3110048B2 (en) * | 1994-11-02 | 2000-11-20 | フォスター−ミラー インク | Method and apparatus for analyzing two-phase flow |
| FR2728491A1 (en) * | 1994-12-22 | 1996-06-28 | Lorraine Laminage | Device for casting molten metal |
| EP1736260B1 (en) * | 2005-06-21 | 2007-09-05 | Refractory Intellectual Property GmbH & Co. KG | Stopper rod |
| RU2374035C2 (en) * | 2005-06-21 | 2009-11-27 | Рифрэктори Интеллектуал Проперти Гмбх Унд Ко. Кг | Locking device |
| RU2490092C2 (en) * | 2009-01-21 | 2013-08-20 | Рефректори Интеллекчуал Проперти Гмбх Унд Ко Кг | Submersible teeming barrel |
| RU2570681C2 (en) * | 2011-09-23 | 2015-12-10 | Рифрэктори Интеллектчуал Проперти Гмбх Унд Ко. Кг | Ceramic fire-resistant lock |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5083753A (en) | Tundish barriers containing pressure differential flow increasing devices | |
| RU2163179C2 (en) | Ladle nozzle for introduction of molten metal into mold of metal continuous casting plant | |
| US4632283A (en) | Molten metal discharging device | |
| RU2433884C1 (en) | Immersible teeming barrel for continuous casting | |
| CN1225330C (en) | Refractory pouring spout and channel unit for arrangement on outlet of vessel containing molten metal, especially tundish of strip casting installation | |
| RU2802366C2 (en) | Stop rod and method for providing uniform gas screen around the stop rod | |
| DE2442915A1 (en) | POUR PIPE WITH CLOSED BOTTOM AND OPPOSITE LATERAL OPENINGS | |
| US20220176446A1 (en) | A stopper rod and a method for providing a uniform gas curtain around a stopper rod | |
| AU2003254783B2 (en) | Casting nozzle | |
| RU2698033C1 (en) | Submerged nozzle | |
| CN105163883B (en) | Fire resisting immersion entry nozzle | |
| US5766543A (en) | Flow control device | |
| KR102228648B1 (en) | Sliding nozzle | |
| US6554167B1 (en) | Impact pad | |
| US9005518B2 (en) | High yield ladle bottoms | |
| RU2358834C2 (en) | Submersible discharge nozzle (versions) | |
| EA033735B1 (en) | Casting nozzle comprising flow deflectors | |
| UA75398C2 (en) | Method for preventing a vortex effect in the discharge area of a metallurgical melting vessel | |
| EP0946321B1 (en) | Molten steel transfer element and its manufacturing | |
| US3931850A (en) | Apparatus for feeding and distributing steel melts | |
| AT515235A1 (en) | Method and arrangement for vacuum block casting | |
| EP1453626B1 (en) | Tundish for production of a metal strip of high purity | |
| US20230136922A1 (en) | Submerged nozzle with rotatable insert | |
| US4852633A (en) | Immersion nozzle for continuous casting of steel | |
| WO2024017662A1 (en) | Stopper rod and method for inducing a rotational flow of a molten metal |