WO2022073648A1 - Stopper - Google Patents

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WO2022073648A1
WO2022073648A1 PCT/EP2021/052392 EP2021052392W WO2022073648A1 WO 2022073648 A1 WO2022073648 A1 WO 2022073648A1 EP 2021052392 W EP2021052392 W EP 2021052392W WO 2022073648 A1 WO2022073648 A1 WO 2022073648A1
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WO
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tubular body
stopper
holding part
collar
plug
Prior art date
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PCT/EP2021/052392
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German (de)
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Inventor
David Troiss
Heinz Rumpler
Christian GLÖSSL
Original Assignee
Sheffield Hi-Tech Refractories Germany Gmbh
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/14—Closures
    • B22D41/16—Closures stopper-rod type, i.e. a stopper-rod being positioned downwardly through the vessel and the metal therein, for selective registry with the pouring opening
    • B22D41/18—Stopper-rods therefor
    • B22D41/186—Stopper-rods therefor with means for injecting a fluid into the melt
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/10—Supplying or treating molten metal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22D41/50—Pouring-nozzles
    • B22D41/502—Connection arrangements; Sealing means therefor

Definitions

  • the invention relates to a stopper for cooperation with a bottom pouring nozzle or a so-called pouring pipe in a metallurgical vessel, in particular in a continuous casting device for casting liquid metals and alloys, for controlling the casting speed, essentially comprising a refractory carbon-bonded ceramic pipe body with a fixing area on the one hand or attachment area of the tubular body in a fixing means in an actuating device, with a line of inert gas into the hollow of the tubular body and on the other hand, or opposite at the plug end, a convex-conical control area with a substantially central gas discharge into the liquid metal.
  • Melts of metals and metal alloys are usually cast in continuous casting devices, with liquid metal being introduced from a metallurgical vessel, a so-called distributor, into a crystallizer or a mold and the partially solidified strand being drawn off downwards.
  • a supply of liquid metal from the distributor into the mold or a casting speed is regulated by means of a stopper in cooperation with a bottom pouring nozzle, possibly with different embodiments of the same.
  • one-piece stopper tubes made of refractory material with an internal thread or those with an internal metal sleeve with an internal thread are usually provided for a threaded rod for fixing or fastening the stopper.
  • a threaded rod usually has a central cavity or a hollow space in a conduit with on the one hand a supply line with a connection and on the other hand a seal for passing on inert gas into the tubular body.
  • the term “hollow” is understood by the person skilled in the art as an axial recess made of a material part.
  • the plug with the plug-retaining part remains detached from the fixing means on the actuating device and from the inert gas connection in the distributor and is usually ultimately allocated to the scrap.
  • the aim of the invention is to create a new plug formation or a new plug design with which a continuous casting device can be made ready for casting with less work and with high efficiency and a high level of safety in a casting operation can be achieved.
  • a stopper of the type mentioned at the outset for cooperation with a bottom discharge nozzle in a metallurgical vessel in that the refractory tubular body has at least partially a collar with an enlarged outer diameter or an outer groove in the area of the fixing and is spaced opposite the end face of the tubular body a collar ring surface is formed for an engaging part of a fixing means.
  • An outer collar with an enlarged outer diameter of the ceramic tubular body or by means of an outer groove in its surface area on the one hand achieves high stability and on the other hand a simple fixing solution. Furthermore, due to the enlarged frontal area of the tubular body, Efficient sealing of an inert gas supply line to the control area of the stopper.
  • an optimal shape of the engagement part(s) of the fixing means of the tubular body can be used in the stopper holding part in a favorable manner, depending on the size and design of the continuous casting device.
  • a stopper holding part with a cavity for conducting inert gas has an eccentric support surface on the front side, which can be placed on an end face of the tubular body of the same shape by means of a fixing means, a displacement-free or dimensionally stable and gas-tight connection of the stopper holding part and tubular body can be achieved, which means that even under loads in heavy casting operation, interaction between the stopper and the bottom discharge nozzle is ensured.
  • the front support surface of the stopper holding part and the cooperating front surface of the tubular body can be flat, conical in the axial direction or, in particular, spherical as a lockable ball joint. A stable and safe interaction of the control range of the stopper and the bottom discharge nozzle in the distributor is thus guaranteed even if the axial positions do not exactly match.
  • the collar ring surface is formed with the opposite shape as the end face of the ceramic tube body, because this does not result in any loss of stability if the axis of the tube body is skewed.
  • the fixing means of the tubular body can be moved by displacement means on the stopper holding part in such a way that the end face of the tubular body and the tubular body support surface of the stopper holding part can be placed against one another or can be distanced from one another when the engagement parts are released.
  • Such an embodiment is favorable for an adjustment of the stopper to the floor spout nozzle and for a release of the tubular body.
  • the pressure in the argon supply line can only be set slightly above atmospheric pressure, it is generally and economically advantageous if there is a detachable sealant with a central cavity in the line between the tubular body support surface of the stopper holding part and the end face of the tubular body of inert gas is arranged.
  • the tubular body has a divided collar in the fixing area, i.e. sectors with an enlarged diameter
  • the fixing means for the tubular body has recesses of the engagement part at the same angle, so that with approximately the same axial position by rotating the fixing means on the stopper holding part or by rotating the tubular body, the sectors of the collar and the sectors of the engagement parts can be positioned in the free or in the cooperating state, wherein in the cooperating state of the sectors the end face of the tubular body can be placed against the support surface of the stopper holding part by axial displacement of the fixing means.
  • Fig. 1 to 1C Pipe body made of refractory material and a plug production in three steps with an installation in an actuating means according to the PRIOR ART.
  • Fig. 2 to 2B pipe body made of refractory material with a flat face and a plug production in two steps with an incorporation into an actuating means according to the invention.
  • Fig. 3 to 3B pipe body made of refractory material with a spherical end surface and a plug production in two steps with an incorporation into an actuating means according to the invention.
  • Fig. 1 Plug according to the state of the art
  • A1 metal sleeve (in the refractory tube body)
  • Fig. 2 Plug according to the invention:
  • a refractory tubular body 3 with an axis X has a control part 11 for controlling the casting quantity in cooperation with a bottom pouring nozzle 2 .
  • a metal sleeve A1 with an internal thread is embedded in the tubular body 3 at a distance from the end face thereof.
  • a seal A2 is located in the cavity to the metal sleeve A1.
  • a threaded rod A5 as a stopper holding part is screwed into the metal sleeve A1, provides a seal A2 against loss of inert gas and is stabilized via a metal disc A3 by a fixing nut A4.
  • the threaded rod A5 of the stopper 1 is equipped with a lower and an upper set of cone and ball disk parts B1, B2 between clamping nuts B3, B4.
  • the threaded rod A5 or the stopper holding part is positioned in such a way that a device 61 for actuating the stopper 1, a so-called stopper arm 61, is located between the respective conical and spherical disks B1, B2 and the clamping nuts B3, B4 is located, after which the control area 1 1 on the tubular body 3 is aligned with the bottom spout nozzle 2 and the clamping nuts B3, B4 are fixed.
  • tubular threaded rod A5 is connected to an inert gas supply 5.
  • the threaded rod A5 is detached from the stopper arm 61 and the inert gas supply line 5 is disconnected and the distributor vessel M is lifted out, with the threaded rod A5 remaining in the stopper.
  • FIG. 2 illustrates a stopper according to the invention in two manufacturing steps (FIGS. 2A, 2B).
  • a refractory tubular body 3 has a collar 32 with an enlarged diameter in the fixing area 31 .
  • An end face 321 of the tubular body 3 is planar and formed radially with respect to the X axis.
  • a collar ring surface 33 forms on the outside of the collar 32 and is spaced apart from the planar end face 321 and forms a contact surface for an engagement part 41 for a fixing means 4 .
  • the refractory tubular body 3 also has, opposite the fixing area 31 , a control area 11 in the usual form with a substantially central gas outlet 12 , which control area interacts with a bottom discharge nozzle 2 or the like in the distributor M.
  • a flow control part 35 known from DE202015001370 U1, is advantageously and effectively provided in the axial inert gas line 5 in the tubular body 3 below the liquid level in the distributor.
  • a connection is made to a stopper holding part 6 in the fixing area 31 of the tubular body 3 by means of a fixing means 4.
  • a detachable fixing means 4 which acts on the outside of the ceramic tube body 3, can be shaped in different ways, with helical or bayonet-like shapes having already been suggested by those skilled in the art.
  • Fig. 4 shows some collar forms in principle.
  • FIG. 2 shows a refractory tubular body 3 with a split collar 32 and a split engagement part 41 in the fixing means 4, wherein the fixing means 4 can be placed on the plug holding part 6 with a displacement means 63 or a displacement screw nut 63.
  • the ceramic tube body 3 can be either removed from the plug holding part 6 (FIG. 2A) or fixed thereto (FIG. 2B). It should also be noted that when the end face 321 of the tubular body 3 is pressed against the support face 62 on the stopper holding part 6 by means of a displacement means 63, a simple and effective positioning of the sealing means 64 is made possible.
  • a fixing means 4 can be released in a simple manner by positioning the displacement means 63 and the plug-holding part 4 can be rotated with the engagement part 41 and released or lifted out of the fixing area 31 of the tubular body 3.
  • Fig. 3 shows a similar plug formation with a spherical surface shape of the end surface 321 of the tubular body 3 and the support surface 62 of the plug holding part 6 with a sealing means 64 between the surfaces of the same shape.
  • the angular deviation of the axes can be compensated for by means of a spherical contact surface 321 on the tubular body 3 and a support surface 62 of the same shape on the stopper holding part 6 full stability of the stopper can be achieved.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)

Abstract

The invention relates to a stopper (1) for interacting with a bottom discharge nozzle (2) in a metallurgical vessel (M). In order to achieve an improved design along with reliable functioning of the stopper (1), provision is made according to the invention for the refractory or ceramic tube body (3) to have, in at least part of the region of the securing location (31), an enlarged-external-diameter collar (32) or external grooving and for an annular collar surface (33) for an engagement part (41) of a securing means (4) to be formed at a distance opposite the end surface (321) of the tube body (3).

Description

Stopfen Plug
Die Erfindung bezieht sich auf einen Stopfen für ein Zusammenwirken mit einer Bodenausgussdüse oder einem sogenannten Gießrohr in einem metallurgischen Gefäß, insbesondere in einer Stranggießeinrichtung zum Gießen von flüssigen Metallen und Legierungen, zur Regelung der Gießgeschwindigkeit umfassend in Wesentlichen einen feuerfesten kohlenstoffgebundenen keramischen Rohrkörper mit einerseits einem Festlegungsbereich beziehungsweise Befestigungsbereich des Rohrkörpers in einem Festlegungsmittel in einer Betätigungseinrichtung, mit einer Leitung von Inertgas in das Hohl des Rohrkörpers und andererseits, beziehungsweise gegenüberliegend am Stopfenende, einen konvex-konischen Regelbereich mit einem im Wesentlichen zentralen Gasaustrag in das Flüssigmetall.The invention relates to a stopper for cooperation with a bottom pouring nozzle or a so-called pouring pipe in a metallurgical vessel, in particular in a continuous casting device for casting liquid metals and alloys, for controlling the casting speed, essentially comprising a refractory carbon-bonded ceramic pipe body with a fixing area on the one hand or attachment area of the tubular body in a fixing means in an actuating device, with a line of inert gas into the hollow of the tubular body and on the other hand, or opposite at the plug end, a convex-conical control area with a substantially central gas discharge into the liquid metal.
Schmelzen aus Metallen und Metalllegierungen werden zumeist in Stranggießeinrichtungen abgegossen, wobei aus einem metallurgischen Gefäß, einem sogenannten Verteiler, Flüssigmetall in einen Kristallisator beziehungsweise in eine Kokille eingebracht und der teilerstarrte Strang nach unten abgezogen wird.Melts of metals and metal alloys are usually cast in continuous casting devices, with liquid metal being introduced from a metallurgical vessel, a so-called distributor, into a crystallizer or a mold and the partially solidified strand being drawn off downwards.
Eine Regelung einer Zufuhr von Flüssigmetall vom Verteiler in die Kokille beziehungsweise eine Regelung einer Gießgeschwindigkeit erfolgt mittels eines Stopfens im Zusammenwirken mit einer Bodenausgussdüse, gegebenenfalls mit unterschiedlichen Ausführungsformen derselben. A supply of liquid metal from the distributor into the mold or a casting speed is regulated by means of a stopper in cooperation with a bottom pouring nozzle, possibly with different embodiments of the same.
In modernen Strangießeinrichtungen sind üblicherweise einstückige Stopfenrohre aus feuerfestem Werkstoff mit einem Innengewinde oder solche mit einer innenliegenden Metallhülse mit einem Innengewinde für eine Gewindestange zur Festlegung beziehungsweise Befestigung des Stopfens vorgesehen. In modern continuous casting devices, one-piece stopper tubes made of refractory material with an internal thread or those with an internal metal sleeve with an internal thread are usually provided for a threaded rod for fixing or fastening the stopper.
Eine Gewindestange weist dabei üblicherweise ein zentrisches Hohl beziehungsweise einen Hohlraum in einem Leitungsmittel mit einem einerseits einer Zuleitung mit Anschluss und andererseits einer Dichtung für eine Weiterleitung von Inertgas in den Rohrkörper auf. Unter dem Begriff „Hohl“ versteht der Fachmann eine axiale Ausnehmung aus einem Werkstoffteil. A threaded rod usually has a central cavity or a hollow space in a conduit with on the one hand a supply line with a connection and on the other hand a seal for passing on inert gas into the tubular body. The term “hollow” is understood by the person skilled in the art as an axial recess made of a material part.
Derartige Stopfenausführungen in einem Stranggießverteiler offenbaren beispielsweise die US -Patente Nr. 4,791 ,978 A und Nr. 5,071 ,043 A. Im Zuge einer Gießbereitstellung einer Stranggießeinrichtung erfolgt nach einem Zusammenbau von einem keramischen Stopfenkörper und einem Stopfenhalteteil beziehungsweise einer Gewindestange ein Justieren der Axrichtung des gebildeten Stopfens auf diejenige der Bodenausgussdüse des Verteilers sowie ein Verbinden des Stopfenhalteteiles mit einem Festlegungsmittel an einer Betätigungseinrichtung gefolgt von einem Anschluss der Inertgasleitung. Such plug designs in a continuous casting distributor are disclosed, for example, in US Pat. Nos. 4,791,978 A and 5,071,043 A. When a continuous casting device is ready for casting, after a ceramic stopper body and a stopper holding part or a threaded rod have been assembled, the axial direction of the formed stopper is adjusted to that of the bottom pouring nozzle of the distributor and the stopper holding part is connected to a fixing means on an actuating device, followed by the connection of the inert gas line .
Nach einem Gießende verbleibt der Stopfen mit dem Stopfenhalteteil gelöst vom Festlegungsmittel an der Betätigungseinrichtung und vom Inertgasanschluss im Verteiler und wird zumeist letztlich dem Schrott zugeteilt. After the end of casting, the plug with the plug-retaining part remains detached from the fixing means on the actuating device and from the inert gas connection in the distributor and is usually ultimately allocated to the scrap.
Bei einer Gießbereitstrellung einer Stranggießeinrichtung nach dem Stand der Technik erfolgen in hohem Maße Bemühungen durch umfangreiche und zeitaufwändige Arbeiten, einen möglichst störungsfreien Gießbetrieb zu erreichen.When a continuous casting device according to the state of the art is ready for casting, extensive and time-consuming work is carried out to a great extent to achieve the most trouble-free casting operation possible.
Die Erfindung setzt sich zum Ziel, eine neue Stopfenausbildung beziehungsweise eine neue Stopfenkonzeption zu schaffen, mit welcher bei geringerem Arbeitsaufwand mit hohe Wirtschaftlichkeit eine Gießbereitschaft einer Stranggießeinrichtung erstellt und eine hohe Sicherheit eines Gießbetriebes erreicht werden kann. The aim of the invention is to create a new plug formation or a new plug design with which a continuous casting device can be made ready for casting with less work and with high efficiency and a high level of safety in a casting operation can be achieved.
Dieses Ziel wird bei einem Stopfen der eingangs genannten Art für ein Zusammenwirken mit einer Bodenausgussdüse in einem metallurgischen Gefäß dadurch erreicht, dass der feuerfeste Rohrkörper im Bereich der Festlegung zumindest teilweise einen Bund mit einem vergrößerten Außendurchmesser oder eine Außenrille aufweist und der Stirnfläche des Rohrkörpers distanziert gegenüberliegend eine Bund-Ringfläche für ein Eingriffsteil eines Festlegungsmittel ausgeformt ist. This goal is achieved with a stopper of the type mentioned at the outset for cooperation with a bottom discharge nozzle in a metallurgical vessel in that the refractory tubular body has at least partially a collar with an enlarged outer diameter or an outer groove in the area of the fixing and is spaced opposite the end face of the tubular body a collar ring surface is formed for an engaging part of a fixing means.
Die mit der Erfindung erreichten Vorteile sind im Wesentlichen in einer vorteilhaften Verbindung des Rohrkörpers mit dem Stopfenhalteteil begründet. The advantages achieved with the invention are essentially based on an advantageous connection of the tubular body with the stopper holding part.
Durch einen äußeren Bund mit vergrößertem Außendurchmesser des keramischen Rohrkörpers oder mittels einer Außenrille in dessen Oberflächenbereich wird einerseits eine hohe Stabilität und andererseits eine einfache Lösung der Festlegung erreicht. Weiters ist auf Grund der vergrößerten Stirnfläche vom Rohrkörper eine effiziente Abdichtung einer Inertgaszuleitung zum Regelbereich des Stopfens gegeben. An outer collar with an enlarged outer diameter of the ceramic tubular body or by means of an outer groove in its surface area on the one hand achieves high stability and on the other hand a simple fixing solution. Furthermore, due to the enlarged frontal area of the tubular body, Efficient sealing of an inert gas supply line to the control area of the stopper.
Wenn der Bund des Rohrkörpers in Axrichtung gesehen rund, eckig oder geteilt geformt ist, kann in günstiger Weise, abhängig von der Größe und Konzeption der Stranggießeinrichtung, eine optimale Form des(der) Eingriffsteiles (Eingriffsteile) vom Festlegungsmittel des Rohrkörpers im Stopfenhalteteil einsetzbar sein. If the collar of the tubular body is round, angular or divided as seen in the axial direction, an optimal shape of the engagement part(s) of the fixing means of the tubular body can be used in the stopper holding part in a favorable manner, depending on the size and design of the continuous casting device.
Wenn weiters ein Stopfenhalteteil mit einem Hohl für eine Leitung von Inertgas stirnseitig eine axzentrische Stützfläche aufweist, welche an eine gleichgeformte Stirnfläche des Rohrkörpers durch ein Festlegungsmittel anstellbar ist, ist derart eine verschiebungsfreie beziehungsweise formstabile und gasdichte Verbindung von Stopfenhalteteil und Rohrkörper erreichbar, wodurch auch bei Belastungen im schweren Gießbetrieb ein Zusammenwirken vom Stopfen und Bodenausgussdüse gesichert ist. If, moreover, a stopper holding part with a cavity for conducting inert gas has an eccentric support surface on the front side, which can be placed on an end face of the tubular body of the same shape by means of a fixing means, a displacement-free or dimensionally stable and gas-tight connection of the stopper holding part and tubular body can be achieved, which means that even under loads in heavy casting operation, interaction between the stopper and the bottom discharge nozzle is ensured.
Je nach Größe und Konzeption einer Stranggießeinrichtung kann in günstiger Weise die stirnseitige Stützfläche des Stopfenhalteteiles und die kooperierende Stirnfläche des Rohrkörpers flach, in Axrichtung kegelförmig oder insbesondere kugelig als feststellbares Kugelgelenk ausgebildet sein. Ein stabiles und sicheres Zusammenwirken des Regelbereiches des Stopfens und der Bodenausgussdüse im Verteiler ist dadurch auch bei nicht genau übereinstimmenden Axlagen gewährleistet. Depending on the size and design of a continuous casting device, the front support surface of the stopper holding part and the cooperating front surface of the tubular body can be flat, conical in the axial direction or, in particular, spherical as a lockable ball joint. A stable and safe interaction of the control range of the stopper and the bottom discharge nozzle in the distributor is thus guaranteed even if the axial positions do not exactly match.
Für eine hohe Stabilität einer Halterung im Festlegungsmittel ist es vorteilhaft, wenn die Bundringfläche mit gegengleicher Form wie die Stirnfläche des keramischen Rohrkörpers gebildet ist, weil dadurch eine gegebenenfalls erforderliche Schieflage der Axe des Rohrkörpers keine Stabilitätseinbuße bewirkt. For high stability of a holder in the fixing means, it is advantageous if the collar ring surface is formed with the opposite shape as the end face of the ceramic tube body, because this does not result in any loss of stability if the axis of the tube body is skewed.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Festlegungsmittel des Rohrkörper nach einer Positionierung von Eingriffsteil an der Bundringfläche durch Verschiebemittel am Stopfenhalteteil derart bewegbar, dass die Stirnfläche des Rohrkörpers und die Rohrkörperstützfläche des Stopfenhalteteiles aneinander anstellbar oder bei Freigabe der Eingriffsteile voneinander distanzierbar sind. According to a preferred embodiment of the invention, after the engagement part has been positioned on the collar ring surface, the fixing means of the tubular body can be moved by displacement means on the stopper holding part in such a way that the end face of the tubular body and the tubular body support surface of the stopper holding part can be placed against one another or can be distanced from one another when the engagement parts are released.
Eine derartige Ausführungsform ist für eine Einstellung des Stopfens zur Bodenausgussdüse und für eine Freistellung des Rohrkörpers günstig. Obwohl bei einer Verwendung eines Stopfens gemäß DE 202015001370 U1 der Druck in der Argonzuleitung nur geringfügig über dem Atmosphärendruck eingestellt werden kann, ist allgemein und wirtschaftlich von Vorteil, wenn zwischen Rohrkörperstützfläche des Stopfenhalteteiles und der Stirnfläche des Rohrkörpers ein lösbares Dichtmittel mit zentralem Hohl in der Leitung von Inertgas angeordnet ist. Such an embodiment is favorable for an adjustment of the stopper to the floor spout nozzle and for a release of the tubular body. Although when using a stopper according to DE 202015001370 U1, the pressure in the argon supply line can only be set slightly above atmospheric pressure, it is generally and economically advantageous if there is a detachable sealant with a central cavity in the line between the tubular body support surface of the stopper holding part and the end face of the tubular body of inert gas is arranged.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Rohrkörper im Festlegungsbereich einen geteilten Bund, also Sektoren mit vergrößertem Durchmesser, aufweist und das Festlegungsmittel für den Rohrkörper winkelgleich Ausnehmungen des Eingriffsteiles hat, so dass bei etwa gleicher Axlage durch Drehung des Festlegungsmittels am Stopfenhalteteil oder durch Drehung des Rohrkörpers die Sektoren vom Bund und die Sektoren der Eingriffsteile im freien oder im kooperierenden Zustand positionierbar sind, wobei im kooperierenden Zustand der Sektoren durch eine axiale Verschiebung des Festlegungsmittels der Rohrkörper mit der Stirnfläche an die Stützfläche des Stopfenhalteteiles anstellbar ist. According to a particularly advantageous embodiment of the invention, it is provided that the tubular body has a divided collar in the fixing area, i.e. sectors with an enlarged diameter, and the fixing means for the tubular body has recesses of the engagement part at the same angle, so that with approximately the same axial position by rotating the fixing means on the stopper holding part or by rotating the tubular body, the sectors of the collar and the sectors of the engagement parts can be positioned in the free or in the cooperating state, wherein in the cooperating state of the sectors the end face of the tubular body can be placed against the support surface of the stopper holding part by axial displacement of the fixing means.
Im Folgenden soll der Stand der Technik und die Erfindung anhand von Prinzipskizzen, die allenfalls jeweils nur einen Ausführungsweg der Erfindung darstellen, näher erläutert werden. The prior art and the invention are to be explained in more detail below with the aid of basic sketches, which at most only represent one embodiment of the invention.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 bis 1 C Rohrkörper aus feuerfestem Werkstoff und eine Stopfenfertigung in drei Schritten mit einem Einbau in ein Betätigungsmittel gemäß STAND der TECHNIK.Fig. 1 to 1C Pipe body made of refractory material and a plug production in three steps with an installation in an actuating means according to the PRIOR ART.
Fig. 2 bis 2B Rohrkörper aus feuerfestem Werkstoff mit ebener Stirnfläche und eine Stopfenfertigung in zwei Schritten mit einem Einbau in ein Betätigungsmittel gemäß ERFINDUNG. Fig. 2 to 2B pipe body made of refractory material with a flat face and a plug production in two steps with an incorporation into an actuating means according to the invention.
Fig. 3 bis 3B Rohrkörper aus feuerfestem Werkstoff mit kugelförmiger Stirnfläche und eine Stopfenfertigung in zwei Schritten mit einem Einbau in ein Betätigungsmittel gemäß ERFINDUNG. Fig. 3 to 3B pipe body made of refractory material with a spherical end surface and a plug production in two steps with an incorporation into an actuating means according to the invention.
Fig. 4 Ausführungsarten von Stirnflächen und Bund-Ringflächen eines feuerfesten Rohrkörpers gemäß der Erfindung Für eine leichtere Zuordnung der Teile und Komponenten einer Anlage nach dem Stand der Technik und der erfindungsgemäßen Anlagen sollen die nachfolgenden Bezugszeichenlisten dienen. 4 types of embodiment of end faces and collar ring faces of a refractory tubular body according to the invention The following lists of reference numbers are intended to make it easier to allocate the parts and components of a system according to the prior art and the systems according to the invention.
Bezugszeichenliste I: List of reference symbols I:
Fig. 1 : Stopfen nach dem Stand dem Stand der Technik Fig. 1: Plug according to the state of the art
M Metallurgisches Gefäß ( Stranggießverteiler) M Metallurgical Vessel (continuous casting tundish)
X Axrichtung des Stopfens X axis direction of the plug
1 Stopfen 1 stopper
11 Regelbereich des Stopfens 11 Control range of the plug
A1 Metallhülse ( im feuerfesten Rohrkörper) A1 metal sleeve (in the refractory tube body)
A2 Dichtung A2 seal
A3 Metallscheibe A3 metal disc
A4 Festlegungsmutter A4 fixing nut
A5 Gewindestange A5 threaded rod
B1 Kegel/Kugel-Scheibenteile B1 Cone/Ball Disc Parts
B2 Kegel/Kugel-Scheibenteile B2 Cone/Ball Disc Parts
B3 Spannmutter B3 clamping nut
B4 Spannmutter B4 clamping nut
2 Bodenausgussdüse 2 floor spout nozzle
3 Feuerfester Rohrkörper 3 Refractory tubular body
34 Hohl beziehungsweise Innenraum des feuerfesten Rohrkörpers 34 Hollow or interior of the refractory tubular body
35 Durchflussregelteil 35 flow control part
5 Inertgaszuleitung 5 inert gas supply line
51 Inertgasanschluss 51 inert gas connection
6 Stopfenhalteteil 6 stopper holding part
61 Betätigungseinrichtung (Stopfenarm) Bezugszeichenliste II: 61 actuator (plug arm) List of reference symbols II:
Fig. 2: Stopfen nach der Erfindung: Fig. 2: Plug according to the invention:
M Metallurgisches Gefäß ( Stranggießverteiler) M Metallurgical Vessel (continuous casting tundish)
X Axrichtung des Stopfens X axis direction of the plug
1 Stopfen 1 stopper
11 Regelbereich des Stopfens 11 Control range of the plug
12 Gasaustrag 12 gas discharge
2 Bodenausgussdüse ( Gießrohr) 2 bottom spout nozzle (spout)
3 Keramischer Rohrkörper 3 Ceramic tube body
31 Festlegungsbereich des Rohrkörpers 31 Fixing area of the tubular body
32 Bund 32 frets
321 Stirnfläche des Rohrkörpers 321 end face of the tubular body
33 Bund-Ringfläche 33 fret ring face
34 Hohl beziehungsweise Innenraum des feuerfesten Rohrkörpers34 Hollow or interior of the refractory tubular body
35 Durchflussregelteil 35 flow control part
36 Außenrille 36 outer groove
4 Festlegungsmittel ( für den Rohrkörper) 4 means of fixing (for the tubular body)
41 Eingriffsteil 41 engaging part
42 Eingriffsteil-Ringfläche 42 engagement part annular surface
5 Inertgaszuleitung 5 inert gas supply line
51 Inertgasanschluss 51 inert gas connection
6 Stopfenhalteteil 6 stopper holding part
61 Betätigungseinrichtung (Stopfenarm) 61 actuator (plug arm)
62 Stützfläche des Stopfenhalteteiles 62 Supporting surface of the stopper holding part
63 Verschiebemittel 63 means of displacement
64 Dichtmittel 64 sealant
Prinzipskizzen: Fig. 1 zeigt einen Stopfen gemäß dem Stand der Technik in drei FertigungsschrittenPrinciple sketches: 1 shows a stopper according to the prior art in three manufacturing steps
Ein feuerfester Rohrkörper 3 mit einer Axe X weist einen Regelteil 1 1 für eine Gießmengenregelung im Zusammenwirken mit einer Bodenausgussdüse 2 auf.A refractory tubular body 3 with an axis X has a control part 11 for controlling the casting quantity in cooperation with a bottom pouring nozzle 2 .
Eine Metallhülse A1 mit Innengewinde ist distanziert von der Stirnfläche des Rohrkörpers 3 in diesen eingelagert. Im Hohlraum zur Metallhülse A1 befindet sich eine Dichtung A2. A metal sleeve A1 with an internal thread is embedded in the tubular body 3 at a distance from the end face thereof. A seal A2 is located in the cavity to the metal sleeve A1.
Eine Gewindestange A5 als Stopfenhalteteil ist in die Metallhülse A1 eingeschraubt, bewirkt eine Abdichtung A2 gegen Inertgasverlust und wird über eine Metallscheibe A3 durch eine Festlegungsmutter A4 stabilisiert. A threaded rod A5 as a stopper holding part is screwed into the metal sleeve A1, provides a seal A2 against loss of inert gas and is stabilized via a metal disc A3 by a fixing nut A4.
Die Gewindestange A5 des Stopfens 1 wird jeweils mit einem unteren und einem oberen Satz von Kegel und Kugel-Scheibenteilen B1 , B2 zwischen Spannmuttern B3, B4 bestückt. The threaded rod A5 of the stopper 1 is equipped with a lower and an upper set of cone and ball disk parts B1, B2 between clamping nuts B3, B4.
Beim Einbau in einen Verteiler M einer Stranggießeinrichtung erfolgt ein Positionieren der Gewindestange A5 beziehungsweise des Stopfenhalteteiles derart, dass eine Einrichtung 61 zur Betätigung des Stopfens 1 , ein sogenannter Stopfenarm 61 , zwischen den jeweiligen Kegel und Kugel-Scheiben B1 ,B2 und den Spannmuttern B3, B4 liegt, wonach der Regelbereich 1 1 am Rohrkörper 3 auf die Bodenausgussdüse 2 ausgerichtet und die Spannmuttern B3, B4 festgelegt werden.When installed in a distributor M of a continuous casting device, the threaded rod A5 or the stopper holding part is positioned in such a way that a device 61 for actuating the stopper 1, a so-called stopper arm 61, is located between the respective conical and spherical disks B1, B2 and the clamping nuts B3, B4 is located, after which the control area 1 1 on the tubular body 3 is aligned with the bottom spout nozzle 2 and the clamping nuts B3, B4 are fixed.
Letztlich erfolgt ein Anschluss der rohrförmigen Gewindestange A5 an eine Inertgasversorgung 5. Finally, the tubular threaded rod A5 is connected to an inert gas supply 5.
Nach Gießende erfolgen ein Lösen der Gewindestange A5 vom Stopfenarm 61 sowie ein Abklemmen der Inertgaszuleitung 5 und ein Ausheben des Verteilergefäßes M, wobei die Gewindestange A5 im Stopfen verbleibt. After the end of casting, the threaded rod A5 is detached from the stopper arm 61 and the inert gas supply line 5 is disconnected and the distributor vessel M is lifted out, with the threaded rod A5 remaining in the stopper.
Fig. 2 veranschaulicht einen erfindungsgemäßen Stopfen in zwei Fertigungsschritten (Fig. 2A, Fig.2B). FIG. 2 illustrates a stopper according to the invention in two manufacturing steps (FIGS. 2A, 2B).
.Ein feuerfester Rohrkörper 3 weist im Festlegungsbereich 31 einen Bund 32 mit vergrößertem Durchmesser auf. Eine Stirnfläche 321 des Rohrkörpers 3 ist ebenflächig radial bezogen auf die Axe X gebildet. Zur ebenflächigen Stirnfläche 321 distanziert gegenüberliegend bildet am Bund 32 außen eine Bund-Ringfläche 33, welche in der Folge eine Kontaktfläche für ein Eingriffsteil 41 für ein Festlegungsmittel 4 darstellt. . A refractory tubular body 3 has a collar 32 with an enlarged diameter in the fixing area 31 . An end face 321 of the tubular body 3 is planar and formed radially with respect to the X axis. A collar ring surface 33 forms on the outside of the collar 32 and is spaced apart from the planar end face 321 and forms a contact surface for an engagement part 41 for a fixing means 4 .
Der feuerfeste Rohrkörper 3 weist weiter dem Festlegungsbereich 31 gegenüberliegend einen Regelbereich 11 in üblicher Form mit einem im Wesentlichen zentrischen Gasaustrag 12 auf, welcher Regelbereich mit einer Bodenausgussdüse 2 oder dergleichen im Verteiler M zusammenwirkt. The refractory tubular body 3 also has, opposite the fixing area 31 , a control area 11 in the usual form with a substantially central gas outlet 12 , which control area interacts with a bottom discharge nozzle 2 or the like in the distributor M.
Weiters kann es möglich sein, dass in der axialen Inertgasleitung 5 im Rohrkörper 3 unterhalb des Gießspiegels im Verteiler ein Durchflussregelteil 35, bekannt aus DE202015001370 U1 , in vorteilhafter weise wirksam vorgesehen ist. Furthermore, it can be possible that a flow control part 35, known from DE202015001370 U1, is advantageously and effectively provided in the axial inert gas line 5 in the tubular body 3 below the liquid level in the distributor.
Wie in Fig. 2A, Fig. 2B dargestellt ist, erfolgt bei einer Fertigung eines erfindungsgemäßen Stopfens 1 am Festlegungsbereich 31 des Rohrkörpers 3 eine Verbindung mit einem Stopfenhalteteil 6 mittels eines Festlegungsmittels 4. As shown in Fig. 2A, Fig. 2B, when a stopper 1 according to the invention is manufactured, a connection is made to a stopper holding part 6 in the fixing area 31 of the tubular body 3 by means of a fixing means 4.
Ein lösbares Festlegungsmittel 4, welches außen am keramischen Rohrkörper 3 angreift, kann unterschiedlich ausgeformt sein wobei vom Fachmann schon schraubenförmige oder bajonettartige Formen vorgeschlagen wurden. A detachable fixing means 4, which acts on the outside of the ceramic tube body 3, can be shaped in different ways, with helical or bayonet-like shapes having already been suggested by those skilled in the art.
Fig. 4 zeigt einige Bundformen prinzipiell. Fig. 4 shows some collar forms in principle.
Fig. 2 zeigt einen feuerfesten Rohrkörper 3 mit einem geteilten Bund 32 und einem geteilten Eingriffsteil 41 im Festlegungsmittel 4, wobei das Festlegungsmittel 4 mit einem Verschiebemittel 63 beziehungsweise einer Verschiebeschraubenmutter 63 am Stopfenhalteteil 6 platziert werden kann. 2 shows a refractory tubular body 3 with a split collar 32 and a split engagement part 41 in the fixing means 4, wherein the fixing means 4 can be placed on the plug holding part 6 with a displacement means 63 or a displacement screw nut 63.
Wenn also der Festlegungsbereich 31 des Rohrkörpers 3 Sektoren mit vergrößertem Durchmesser aufweist und das Festlegungsmittel 4 für den Rohrkörper 3 winkelgleiche Ausnehmungen des Eingriffsteiles 41 hat, kann bei gleicher Axlage X durch Drehung des Rohrkörpers 3 oder durch Drehung des Festlegungsmittels 4 mit den Eingriffsteilen 41 um die halbe Winkelgröße jeweils ein Freigabezustand oder ein Kooperationszustand der Sektoren eingestellt werden. Dementsprechend ist der keramische Rohrkörper 3 von Stopfenhalteteil 6 entweder abnehmbar (Fig. 2A) oder auf diesen fixierbar (Fig. 2B). Es sei noch vermerkt, dass bei einem Anpressen der Stirnfläche 321 der Rohrkörper 3 an die Stützfläche 62 am Stopfenhalteteil 6 durch ein Verschiebemittel 63 eine einfache und wirkungsvolle Positionierung des Dichtmittels 64 ermöglicht ist. So if the fixing area 31 of the tubular body 3 has sectors with an enlarged diameter and the fixing means 4 for the tubular body 3 has recesses of the engagement part 41 that are at the same angle, with the same axial position X, by rotating the tubular body 3 or by rotating the fixing means 4 with the engagement parts 41 around the half the angle size, a release state or a cooperation state of the sectors can be set. Accordingly, the ceramic tube body 3 can be either removed from the plug holding part 6 (FIG. 2A) or fixed thereto (FIG. 2B). It should also be noted that when the end face 321 of the tubular body 3 is pressed against the support face 62 on the stopper holding part 6 by means of a displacement means 63, a simple and effective positioning of the sealing means 64 is made possible.
Nach Gießende, wenn der Stopfen im Verteiler belassen werden soll, kann auf einfache Weise ein Feststellmittel 4 durch Stellung des Verschiebemittels 63 gelöst und das Stopfenhalteteil 4 mit dem Eingriffsteil 41 gedreht und freigesetzt beziehungsweise aus dem Festlegungsbereich 31 des Rohrkörpers 3 ausgehoben werden. After the end of casting, if the plug is to be left in the distributor, a fixing means 4 can be released in a simple manner by positioning the displacement means 63 and the plug-holding part 4 can be rotated with the engagement part 41 and released or lifted out of the fixing area 31 of the tubular body 3.
Fig. 3 zeigt eine ähnliche Stopfenerstellung mit einer Kugelflächenform der Stirnfläche 321 des Rohrkörpers 3 und der Stützfläche 62 des Stopfenhalteteiles 6 mit einem Dichtmittel 64 zwischen den gleichgeformten Flächen. Fig. 3 shows a similar plug formation with a spherical surface shape of the end surface 321 of the tubular body 3 and the support surface 62 of the plug holding part 6 with a sealing means 64 between the surfaces of the same shape.
Wenn nun im Zuge einer Gießbereitstellung einer Stranggießeinrichtung die Axen der Bodenausgussdüse und des Stopfens 1 oder des Stopfenhalteteiles 6 im Betätigungsmittel 61 nicht übereinstimmen, kann mittels einer kugelförmigen Kontaktfläche 321 vom Rohrkörper 3 und einer gleichgeformten Stützfläche 62 vom Stopfenhalteteil 6 ein Ausgleich der Winkelabweichung der Axen bei voller Stabilität des Stopfens erreicht werden. If, in the course of preparing a continuous casting device for casting, the axes of the bottom nozzle and the stopper 1 or the stopper holding part 6 in the actuating means 61 do not match, the angular deviation of the axes can be compensated for by means of a spherical contact surface 321 on the tubular body 3 and a support surface 62 of the same shape on the stopper holding part 6 full stability of the stopper can be achieved.

Claims

Patentansprüche patent claims
1. Stopfen (1 ) für ein Zusammenwirken mit einer Bodenausgussdüse (2) oder einem sogenannten Gießrohr (2) in einem metallurgischen Gefäß ( M), insbesondere einem Verteiler (M) einer Stranggießeinrichtung, zur Regelung der Gießgeschwindigkeit umfassend im Wesentlichen einen feuerfesten beziehungsweise keramischen Rohrkörper (3) mit einerseits einem Festlegungsbereich (31 ) des Rohrkörpers (3) in einem Festlegungsmittel (4) in einer Betätigungseinrichtung (61 ) mit einer Leitung (5) von Inertgas von einem Inertgasanschluss (51 ) durch ein Stopfenhalteteil (6) in das Hohl (34) des zylindrischen Rohrkörpers (3) und andererseits beziehungsweise dem Festlegungsbereich (31 ) gegenüberliegend am Stopfenende einen konvex-konischen Regelbereich (11 ) mit einem im Wesentlichen zentralen Gasaustrag (12) in das Flüssigmetall, dadurch gekennzeichnet, dass der feuerfeste Rohrkörper (3) im Bereich der Festlegung (31 ) zumindest teilweise einen Bund (32) mit einem vergrößerten Außendurchmesser oder eine Außenrille (36) aufweist und der Stirnfläche (321 ) des Rohrkörpers (3) distanziert gegenüberliegend eine Bund- Ringfläche (33) oder eine Außenringfläche (33) für ein Eingriffsteil (41 ) eines Festlegungsmittels (4) ausgeformt ist. 1. Plug (1) for cooperation with a bottom pouring nozzle (2) or a so-called pouring tube (2) in a metallurgical vessel (M), in particular a distributor (M) of a continuous casting device, for controlling the casting speed essentially comprising a refractory or ceramic one Tubular body (3) with on the one hand a fixing area (31) of the tubular body (3) in a fixing means (4) in an actuating device (61) with a line (5) of inert gas from an inert gas connection (51) through a stopper holding part (6) into the Hollow (34) of the cylindrical tubular body (3) and on the other hand or the fixing region (31) opposite at the plug end a convex-conical control region (11) with a substantially central gas outlet (12) into the liquid metal, characterized in that the refractory tubular body ( 3) in the area of the determination (31) at least partially a collar (32) with an enlarged outer diameter or a e outer groove (36) and the end face (321) of the tubular body (3) spaced opposite a collar annular surface (33) or an outer annular surface (33) for an engagement part (41) of a fixing means (4) is formed.
2. Stopfen nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Bund (32) des Rohrkörpers (3) in Axrichtung (X) gesehen rund, eckig oder geteilt geformt ist. 2. Plug according to claim 1, characterized in that the collar (32) of the tubular body (3) seen in the axial direction (X) is round, angular or divided.
3. Stopfen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stopfenhalteteil (6) mit einem Hohl (34) für eine Leitung (5) von Inertgas stirnseitig eine axzentrische Stützfläche (62) aufweist, welche an eine gleichgeformte Stirnfläche (321 ) des Rohrkörpers (3) durch ein Festlegungsmittel (4) anstellbar und derart eine verschiebungsfreie beziehungsweise formstabile und gasdichte Verbindung von Stopfenhalteteil (6) und Rohrkörper (3) erstellbar ist 3. Stopper according to Claim 1 or 2, characterized in that a stopper holding part (6) with a cavity (34) for a line (5) of inert gas has an axcentric support surface (62) on the front side, which is attached to an identically shaped front surface (321) of the The tubular body (3) can be adjusted by a fixing means (4) and in this way a displacement-free or dimensionally stable and gas-tight connection can be created between the stopper holding part (6) and the tubular body (3).
4. Stopfen nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die stirnseitige Stützfläche (62) des Stopfenhalteteiles (6) und die kooperierende Stirnfläche (321 ) des Rohrkörpers (3) sowie die Bund-Ringfläche (33) und die kooperierende Eingriffsteil-Ringfläche (42) flach, in Axrichtung (X) kegelig oder insbesondere kugelig als festlegbares Kugelgelenk ausgebildet sind. 4. Plug according to claim 1 to 3, characterized in that the end-side support surface (62) of the stopper holding part (6) and the cooperating end surface (321) of the tubular body (3) and the collar-annular surface (33) and the cooperating Engagement part annular surface (42) are flat, conical in the axial direction (X) or in particular spherical as a fixable ball joint.
5. Stopfen nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bund- Ringfläche (33) mit gegengleicher Form wie die Stirnfläche (321 ) des Rohrkörpers (3) gebildet ist. 5. Plug according to claim 1 to 4, characterized in that the collar ring surface (33) is formed with the opposite shape as the end face (321) of the tubular body (3).
6. Stopfen nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Festlegungsmittel (4) des Rohrkörpers (3) nach einer Positionierung vom (der) Eingriffsteil(e) (41 ) an der (den) Bund-Ringfläche(n) (33) durch Verschiebemittel (63) am Stopfenhalteteil (6) derart bewegbar ist, dass die Stirnfläche (321 ) des Rohrkörpers (3) und die Rohrkörper-Stützfläche (62) des Stopfenhalteteiles (6) aneinander anstellbar sind oder voneinander distanzierbar sind. 6. Stopper according to claim 1 to 5, characterized in that the fixing means (4) of the tubular body (3) after positioning of the engagement part(s) (41) on the collar-annular surface(s) (33 ) can be moved by displacement means (63) on the stopper holding part (6) in such a way that the end face (321) of the tubular body (3) and the tubular body support surface (62) of the stopper holding part (6) can be placed against one another or can be spaced apart from one another.
7. Stopfen nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Rohrkörperstützfläche (62) des Stopfenhalteteiles (6) und der Stirnfläche (321 ) des Rohrkörpers (3) ein Dichtmittel (64) mit einem zentralen Hohl für eine Leitung (5) von Inertgas angeordnet ist. 7. Plug according to claim 1 to 6, characterized in that between the tubular body support surface (62) of the plug holding part (6) and the end face (321) of the tubular body (3) a sealing means (64) with a central cavity for a line (5) of inert gas is arranged.
8. Stopfen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrkörper (3) im Festlegungsbereich (31 ) einen geteilten Bund also Sektoren mit vergrößertem Durchmesser aufweist und das Festlegungsmittel (4) für den Rohrkörper (3) winkelgleiche Ausnehmungen des Eingriffsteiles (41 ) hat, so dass bei gleicher Axlage (X) durch Drehung des Festlegungsmittel (4) am Stopfenhalteteil (6) oder durch Drehung des Rohrkörpers (3) die Sektoren vom Bund (32) und die vom Eingriffsteil (41 ) im freien oder im kooperierenden Zustand positionierbar sind, wobei im kooperierenden Zustand durch axiale Verschiebung des Festlegungsmittels (4) mit dem Rohrkörper (3) die Stirnfläche (321 ) desselben an die Stützfläche (62) des Stopfenhalteteiles (6) anstellbar ist. 8. Plug according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the tubular body (3) has a divided collar in the fixing area (31), i.e. sectors with an enlarged diameter, and the fixing means (4) for the tubular body (3) have recesses of the engagement part which are at the same angle (41) so that with the same axis position (X) by turning the fixing means (4) on the plug holding part (6) or by turning the tubular body (3), the sectors of the collar (32) and those of the engagement part (41) can be freely or can be positioned in the cooperating state, whereby in the cooperating state the end face (321) of the tubular body (3) can be placed against the supporting surface (62) of the stopper holding part (6) by axial displacement of the fixing means (4).
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