ES2268551T3 - LONG PLUG DEVICE. - Google Patents
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Abstract
Description
Dispositivo de tapón alargado.Elongated plug device.
La invención se refiere a un dispositivo de tapón alargado para el control de flujo de metal fundido, es decir, para controlar el flujo de metal fundido de una cuba metalúrgica, tal como una artesa de colada.The invention relates to a device of elongated plug for flow control of molten metal, i.e. to control the flow of molten metal from a metallurgical tank, just like a laundry trough.
Se conoce bien en la fundición de acero el uso de una barra de tapón refractaria de una pieza que se desplaza verticalmente mediante el uso de un mecanismo de elevación a fin de modificar el área en sección transversal de una abertura de salida de la correspondiente cuba metalúrgica.The use in steel foundry is well known of a refractory plug bar of a piece that moves vertically by using a lifting mechanism in order to modify the cross-sectional area of an outlet opening of the corresponding metallurgical tank.
Estas barras de tapón se han usado también para introducir un gas inerte, tal como argón, en el acero fundido para eliminar inclusiones no metálicas del metal fundido.These plug bars have also been used for introduce an inert gas, such as argon, into molten steel to remove nonmetallic inclusions from molten metal.
En todos los casos, el dispositivo de tapón debe resistir horas sumergido en metal fundido. Debe ser capaz asimismo de soportar el choque térmico severo encontrado al comienzo de la fundición y cualesquiera fuerzas mecánicas impuestas a ésta.In all cases, the stopper device must Resist hours immersed in molten metal. Must be able also of withstanding the severe thermal shock found at the beginning of the foundry and any mechanical forces imposed on it.
Por tanto, se han realizado muchos intentos de mejorar las propiedades mecánicas y térmicas de dicho dispositivo de tapón y de mejorar su comportamiento durante el uso.Therefore, many attempts have been made to improve the mechanical and thermal properties of said device of cap and improve its behavior during use.
El documento EP 0 358 535 B2 describe una barra de tapón refractaria de una pieza adaptada a un mecanismo de elevación, que comprende un cuerpo de barra de tapón alargado de un material refractario, cuyo cuerpo está provisto de un orificio perforado que presenta un eje longitudinal y se extiende desde una superficie superior de dicho cuerpo hacia abajo. Dentro de dicho orificio perforado axial se inserta un manguito metálico para recibir de manera roscada una parte roscada de una barra metálica insertada en dicho cuerpo refractario para su sujeción a un correspondiente mecanismo de elevación.EP 0 358 535 B2 describes a bar of refractory plug of a piece adapted to a mechanism of elevation, which comprises an elongated stopper rod body of a refractory material, whose body is provided with a hole perforated that has a longitudinal axis and extends from a upper surface of said body down. Within said axial perforated hole a metal sleeve is inserted to receive a threaded part of a metal bar threaded inserted into said refractory body for attachment to a corresponding lifting mechanism.
Un problema con dicho dispositivo es el anclaje de dicho manguito metálico con el material refractario del cuerpo y la necesidad de evitar esfuerzos diferenciales entre el cuerpo cerámico y la inserción del casquillo metálico que pueden provocar una rotura mecánica del material cerámico durante su funcionamiento en servicio.A problem with this device is the anchor of said metallic sleeve with the refractory material of the body and the need to avoid differential efforts between the body ceramic and the insertion of the metal bushing that can cause a mechanical breakage of the ceramic material during its operation in service.
Según la patente DE 198 23 990 C2, se describe un dispositivo de tapón que proporciona una parte superior del orificio perforado que materializa una inserción cerámica. Esta inserción proporciona una rosca interior que corresponde a una rosca exterior de una barra metálica correspondiente fijada de manera roscada dentro de dicha inserción después de la inserción de la barra en dicha inserción roscada. Aunque el uso de dos materiales cerámicos reduce el riesgo de esfuerzos diferenciales entre el material del cuerpo y la inserción de retención, subsisten problemas asociados con la dificultad de mantener una forma de rosca precisa en un material cerámico de alta resistencia a un coste aceptable.According to DE 198 23 990 C2, it is described a plug device that provides an upper part of the perforated hole that materializes a ceramic insert. This insertion provides an inner thread that corresponds to a external thread of a corresponding metal bar fixed of threaded manner within said insert after insertion of the bar in said threaded insert. Although the use of two materials Ceramics reduces the risk of differential stresses between the body material and retention insert, subsist problems associated with the difficulty of maintaining a thread form precise in a high resistance ceramic material at a cost acceptable.
Por tanto, es un objetivo de la presente invención proporcionar un dispositivo de tapón alargado para el control de flujo de un metal fundido procedente de una cuba que contiene metal fundido, que sea fácil de producir y proporcione medios de fijación simples para la sujeción de una correspondiente barra metálica dentro de un cuerpo cerámico refractario correspondiente.Therefore, it is an objective of the present invention provide an elongated plug device for the flow control of a molten metal from a tank that Contains molten metal, which is easy to produce and provides simple fixing means for securing a corresponding metal bar inside a refractory ceramic body correspondent.
Se ha descubierto ahora que puede obtenerse dicha sujeción de la barra metálica dentro de un orificio perforado correspondiente del cuerpo cerámico refractario con medios mucho más simples que un manguito metálico cilíndrico o una inserción cerámica cilíndrica alargada, a saber, con ayuda de al menos un anclaje, tal como una pieza similar a una lámina de un material diferente (comparado con el material del cuerpo), fijándose dicho anclaje dentro de dicho cuerpo entre la superficie superior de dicho cuerpo y un extremo inferior del orificio perforado correspondiente y sobresaliendo radialmente hacia el interior de dicho orificio perforado, discurriendo sus superficies principales de forma principalmente perpendicular al eje longitudinal del orificio perforado dentro de la parte superior del cuerpo.It has now been discovered that it can be obtained said fastening of the metal bar inside a perforated hole Corresponding ceramic refractory body with much more means simple than a cylindrical metal sleeve or insert elongated cylindrical ceramic, namely, with the help of at least one anchor, such as a piece similar to a sheet of a material different (compared to the body material), fixing said anchor within said body between the upper surface of said body and a lower end of the perforated hole corresponding and protruding radially into said perforated hole, running its main surfaces mainly perpendicular to the longitudinal axis of the hole drilled inside the upper body.
Al contrario que las construcciones de la técnica anterior, que describen medios de fijación para la barra metálica, extendiéndose dichos medios de fijación conocidos a lo largo de una longitud significativa del eje longitudinal del cuerpo refractario alargado, la invención proporciona unos medios de fijación dispuestos de forma principalmente perpendicular al eje longitudinal de dicho cuerpo y/o de dicho orificio perforado, respectivamente, y en una posición específica a lo largo de la longitud de la perforación en el interior de dicho cuerpo. Por tanto, estos medios de fijación son mucho más pequeños que un manguito, es decir, se introduce mucho menos material diferente en el cuerpo cerámico y deben esperarse muchos menos esfuerzos térmicos y mecánicos entre los medios de fijación (anclaje) y el cuerpo cerámico.Unlike the constructions of the prior art, which describe fixing means for the bar metal, said known fixing means extending to along a significant length of the longitudinal axis of the body elongated refractory, the invention provides a means of fixing arranged mainly perpendicular to the axis longitudinal of said body and / or said perforated hole, respectively, and in a specific position along the length of the perforation inside said body. By therefore, these fixing means are much smaller than a sleeve, that is, much less different material is introduced into the ceramic body and much less thermal stress should be expected and mechanics between the fixing means (anchor) and the body ceramic.
En otras palabras, dicho anclaje está dispuesto a una altura específica de dicho dispositivo de tapón alargado a cierta distancia de su superficie superior y a cierta distancia de su extremo inferior. Típicamente, está dispuesto en un lugar entre el 10 y 40% de la longitud total del dispositivo de tapón, calculado desde el extremo superior del cuerpo refractario, que puede estar a 5-25 cm, típicamente alrededor de 10 cm, del extremo superior.In other words, said anchor is arranged at a specific height of said elongated plug device a certain distance from its upper surface and some distance from its lower end. Typically, it is arranged in a place between 10 and 40% of the total length of the cap device, calculated from the upper end of the refractory body, which may be at 5-25 cm, typically about 10 cm, from the end higher.
Obviamente, tales medios de fijación generalmente radiales presentan una longitud axial significativamente más reducida que cualquier inserción o manguito que se extienda a lo largo del eje longitudinal de un tapón. Por tanto, cualesquiera esfuerzos mecánicos generados en el cuerpo cerámico por los efectos de la expansión térmica longitudinal que surgen de dichos medios de fijación generalmente radiales son mucho menores que los generados con construcciones de la técnica anterior.Obviously, such fixing means generally radial have an axial length significantly smaller than any insert or sleeve extending along the longitudinal axis of a plug. By Therefore, any mechanical stresses generated in the body ceramic due to the effects of longitudinal thermal expansion that arise from such generally radial fixing means are much less than those generated with technical constructions previous.
Además, pueden fijarse fácilmente dentro de los entornos refractarios cerámicos (material de cuerpo refractario), por ejemplo durante el prensado isostático de dicho dispositivo de tapón.In addition, they can be easily fixed within the ceramic refractory environments (refractory body material), for example during isostatic pressing of said device plug.
La fabricación se puede realizar como sigue: Dicho anclaje o anclajes, por ejemplo una pieza o piezas similares a una lámina, son situados con su porción extrema dispuesta dentro de hendiduras correspondientes de un mandril adecuado (barra del núcleo). Se coloca un molde exterior de caucho sobre el conjunto de mandril y se carga un material cerámico refractario en el espacio cilíndrico entre el mandril y el molde. A continuación, el molde que contiene el material refractario, incluyendo los medios de fijación, es prensado isostáticamente. Después, se retira el molde exterior, y el mandril, compuesto por al menos dos partes que discurren longitudinalmente, es retirado del producto compactado dejando la porción o porciones exteriores del anclaje o anclajes (piezas similares a una lámina) firmemente embebidas en el cuerpo cerámico con su extremo o extremos interiores sobresaliendo hacia una posición o posiciones predeterminadas dentro del taladro cerámico.Manufacturing can be done as follows: Said anchor or anchors, for example a piece or similar pieces to a sheet, they are located with their end portion arranged inside corresponding slits of a suitable mandrel ( nucleus). An outer rubber mold is placed on the assembly of mandrel and a refractory ceramic material is loaded into the space cylindrical between the mandrel and the mold. Then the mold which contains the refractory material, including the means of fixing, is isostatically pressed. Then, the mold is removed exterior, and the mandrel, consisting of at least two parts that run longitudinally, it is removed from the compacted product leaving the outer portion or portions of the anchor or anchors (pieces similar to a sheet) firmly embedded in the body ceramic with its inner end or ends protruding towards a predetermined position or positions inside the hole ceramic.
Durante dicha fabricación, puede situarse además un elemento de sellado dentro de dicho molde, como se describirá más adelante.During such manufacturing, it can also be located a sealing element within said mold, as will be described later.
En su forma de realización más general, la invención se refiere a un dispositivo de tapón alargado para el control de flujo de metal fundido de una cuba que contiene metal fundido, comprendiendo dicho dispositivo:In its most general embodiment, the invention relates to an elongated plug device for the flow control of molten metal from a tank containing metal cast, said device comprising:
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- un cuerpo realizado en un material cerámico refractario,a body made of a refractory ceramic material,
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- un orificio perforado que presenta un eje longitudinal y que se extiende desde una superficie superior de dicho cuerpo hacia abajo,a perforated hole that has a longitudinal axis and that extends from an upper surface of said body towards down,
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- estando equipado dicho orificio perforado a lo largo de su longitud con al menos un anclaje de un material diferente, fijado dentro de dicho cuerpo entre la superficie superior de dicho cuerpo y un extremo inferior de dicho orificio perforado y que sobresale radialmente hacia el interior de dicho orificio perforado, discurriendo sus superficies principales en dirección principalmente perpendicular al eje longitudinal del orificio perforado,said hole being equipped drilled along its length with at least one anchor of a different material, fixed within said body between the upper surface of said body and a lower end of said body hole drilled and protruding radially into said perforated hole, running its main surfaces in the direction principally perpendicular to the longitudinal axis of the perforated hole,
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- estando adaptado dicho anclaje para recibir y fijar un extremo roscado de una barra metálica insertada en dicho orificio perforado. Según una forma de realización, dicha barra metálica presenta una sección al menos parcialmente roscada en su extremo insertado. Esta sección roscada sirve, junto con el anclaje (medios de fijación), para sujetar dicha barra metálica dentro de dicho orificio perforado de dicho cuerpo refractario.said anchor being adapted to receive and fix a threaded end of an inserted metal bar in said perforated hole. According to one embodiment, said metal bar has a section at least partially threaded at its inserted end. This threaded section serves, along with the anchor (fixing means), to hold said metal bar within said perforated hole of said body refractory.
Será suficiente conseguir dicha sujeción disponiendo sólo un anclaje, tal como una pieza similar a una lámina, que sobresale radialmente hacia delante de dicho orificio perforado. Durante la inserción de la barra en el orificio perforado la sección roscada de la barra correrá a lo largo de dicha parte de fijación y proporcionará la sujeción necesaria de dicha barra dentro de dicho cuerpo.It will be enough to get such support arranging only one anchor, such as a piece similar to a sheet, projecting radially forward of said hole Perforated. During insertion of the bar in the hole perforated the threaded section of the bar will run along said fixing part and will provide the necessary support of said bar inside said body.
Obviamente, este medio de fijación (anclaje) deberá presentar una cierta longitud circunferencial. Puede extenderse sobre 20 a \leq 360º de la pared interior de dicho orificio perforado o incluso un poco más.Obviously, this means of fixing (anchoring) must have a certain circumferential length. May extend over 20 to 360 360º of the interior wall of said perforated hole or even a little more.
Especialmente, en casos en los que se extiende sobre más de 20º, será ventajoso disponer dicha pieza similar a una lámina con una cierta inclinación (gradiente o pendiente descendente) con respecto al eje longitudinal del orificio perforado, pero no es necesario para conseguir el bloqueo deseado.Especially, in cases where it extends over more than 20º, it will be advantageous to arrange said piece similar to a blade with a certain inclination (gradient or slope descending) with respect to the longitudinal axis of the hole perforated, but not necessary to get the lock wanted.
Esto es especialmente cierto si el anclaje (pieza similar a una lámina) presenta la forma más o menos de anillo, es decir que corre en la dirección circunferencial alrededor de la superficie interior del orificio perforado en más de 180º, especialmente más de 270º, y debe inclinarse cuando esta pieza tenga una longitud de más de 360º. Una posibilidad adicional es un diseño de anillo de resorte.This is especially true if the anchor (piece similar to a sheet) presents the form more or less of ring, meaning that it runs in the circumferential direction around the inner surface of the hole drilled in more 180º, especially more than 270º, and it should be tilted when piece has a length of more than 360º. An additional possibility It is a spring ring design.
Aunque dicho anclaje puede diseñarse como un anillo, por ejemplo con una longitud circunferencial entre 270º y \leq 360º o hasta 450º o 300º a 400º, es posible también preparar dichos medios de fijación con ayuda de al menos dos anclajes, diseñado cada uno como una sección anular y dispuestos a cierta distancia entre ellos a lo largo de una línea helicoidal imaginaria. Una forma de realización adicional proporciona medios de fijación realizados a partir de tres anclajes, diseñado cada uno de ellos como una sección anular y dispuestos a distancias iguales uno de otro a lo largo de una línea helicoidal imaginaria. Incluso dos o tres pasadores radialmente dispuestos distanciados entre sí, pueden proporcionar los medios de anclaje necesarios para asegurar y mantener la barra dentro del cuerpo. El anclaje o anclajes pueden disponerse también a lo largo de un plano perpendicular al eje longitudinal de la barra.Although said anchor can be designed as a ring, for example with a circumferential length between 270º and ? 360º or up to 450º or 300º to 400º, it is also possible to prepare said fixing means with the help of at least two anchors, each designed as an annular section and willing to certain distance between them along a helical line imaginary A further embodiment provides means fixing made from three anchors, each designed of them as an annular section and arranged at equal distances from each other along an imaginary helical line. Even two or three radially arranged pins spaced apart from each other, can provide the necessary anchoring means to ensure and keep the bar inside the body. The anchor or anchors can also be arranged along a plane perpendicular to the axis longitudinal of the bar.
Resulta evidente por la explicación anterior que unos medios de fijación de una pieza constituyen la manera más conveniente para una producción sencilla de dicho dispositivo de tapón.It is evident from the previous explanation that means for fixing a piece constitute the most suitable for simple production of said device plug.
Dichos medios de fijación pueden realizarse en cualquier material diferente del material del cuerpo refractario y suficientemente fuerte para recibir de manera roscada la parte roscada de la barra metálica correspondiente. Por ejemplo, los medios de fijación pueden realizarse en metal o de cerámica especial, tal como nitruro de silicio, circonio o alúmina.Said fixing means can be carried out in any material other than the refractory body material and strong enough to receive the threaded part thread of the corresponding metal bar. For example, the fixing means can be made of metal or ceramic special, such as silicon nitride, zirconium or alumina.
Como se ha explicado anteriormente, puede disponerse un elemento de sellado a lo largo de dicho orificio perforado y mejor junto a dichos medios de fijación.As explained above, you can a sealing element is disposed along said hole perforated and better together with said fixing means.
Esto mejora la hermeticidad entre el cuerpo cerámico y la barra metálica, especialmente en casos en los que dicha barra de tapón se use para introducir un gas en una masa fundida metalúrgica.This improves the tightness between the body ceramic and metal bar, especially in cases where said stopper bar is used to introduce a gas into a dough metallurgical melt
Un elemento de sellado correspondiente (junta) puede situarse sobre una correspondiente superficie de sellado anular dispuesta a cierta altura del orificio perforado. Esta construcción se describe con detalle en la patente EP 1 135 227 B1.A corresponding sealing element (gasket) can be placed on a corresponding sealing surface ring arranged at a certain height of the perforated hole. This construction is described in detail in EP 1 135 227 B1.
Dichos medios de sellado pueden disponerse también a lo largo de una pared circunferencial de dicho orificio perforado por debajo o por encima de dicha parte de fijación y extendiéndose radialmente hacia el interior de dicho orificio perforado y longitudinalmente a lo largo de cierta longitud de dicho orificio perforado y adaptarse para recibir dicha barra de una manera roscada.Said sealing means may be arranged. also along a circumferential wall of said hole perforated below or above said fixing part and extending radially into said hole perforated and longitudinally along a certain length of said perforated hole and adapt to receive said bar from a threaded way.
Cuando en esta descripción se hace referencia a "por encima", "superior", "inferior", "hacia abajo", etc., esto se refiere al uso típico de tal barra de tapón, discurriendo de forma principalmente vertical.When this description refers to "above", "superior", "inferior", "towards below ", etc., this refers to the typical use of such a bar stopper, running mainly vertically.
Como se ha descrito anteriormente, una pieza similar a una lámina usada para la sujeción de la barra correspondiente está dispuesta a lo largo de una posición longitudinal definida del cuerpo. Por tanto, cuando se introduce la barra, la correspondiente rosca exterior de dicha barra sobresaldrá hacia abajo sobre dichos medios de fijación. Esta parte sobresaliente de la sección de la barra roscada se usa ahora para proporcionar un sellado efectivo, ya que la misma se grabará en dicha junta. El material de la junta, que resiste altas temperaturas, penetra de ese modo en las roscas y provoca un sellado y una hermeticidad muy efectivos sobre los tramos correspondientes de dicho sellado y dicha barra, respectivamente.As described above, a piece similar to a sheet used to hold the bar corresponding is arranged along a position defined longitudinal body. Therefore, when the bar, the corresponding external thread of said bar will protrude down on said fixing means. This part protruding section of the threaded rod is now used for provide an effective seal, as it will be recorded in said board. The material of the board, which resists high temperatures, thus penetrates the threads and causes a Very effective sealing and tightness over the sections corresponding of said seal and said bar, respectively.
Dicho elemento de sellado puede presentar una forma cilíndrica. Deberá sobresalir hacia el interior del orificio perforado.Said sealing element may have a cylindrical. It should protrude into the hole Perforated.
La parte del orificio perforado que recibe el elemento de sellado puede diseñarse cónicamente con su parte más pequeña en su extremo inferior.The part of the perforated hole that receives the sealing element can be designed conically with its most part Small at its lower end.
La barra puede tener entonces una anchura menor en su parte adyacente a dicho elemento de sellado en comparación con su parte situada encima.The bar can then have a smaller width in its adjacent part to said sealing element in comparison with its part located above.
El elemento de sellado puede realizarse en cualquier material que resista altas temperaturas como las que pueden presentarse durante el uso del dispositivo de tapón. El grafito es uno de esos materiales. Un material posible es un material de grafito comprimido con una pureza >95% en peso de carbono y una densidad de aproximadamente 1,4 g/cm^{3}. El sellado puede presentar la forma de un componente preformado que puede insertarse en el cuerpo del tapón inmediatamente antes de la instalación de la barra de soporte de acero o coformarse con el cuerpo cerámico de la barra de tapón durante el proceso de producción.The sealing element can be realized in any material that withstands high temperatures such as those may occur during the use of the stopper device. He Graphite is one of those materials. A possible material is a compressed graphite material with a purity> 95% by weight of carbon and a density of approximately 1.4 g / cm3. He sealed can have the shape of a preformed component that can be inserted into the body of the cap immediately before the installation of the steel support bar or coforming with the ceramic body of the stopper bar during the process of production.
Alternativamente, el sellado puede crearse durante el proceso de fabricación del tapón por compresión de un elemento de grafito que comprende polvo de grafito exfoliado o una bobina de lámina de grafito situada alrededor de la herramienta de conformación (molde) y rodeada después por el material del cuerpo cerámico del tapón durante el proceso del llenado del molde.Alternatively, the seal can be created during the manufacturing process of the compression cap of a Graphite element comprising exfoliated graphite powder or a graphite sheet coil located around the tool conformation (mold) and then surrounded by the body material ceramic plug during the mold filling process.
Parece evidente por la descripción anterior que si se usa dicho dispositivo de tapón para introducir gas, la barra correspondiente estará equipada con un taladro axial a través del cual se suministra el gas. El orificio perforado correspondiente del cuerpo estará provisto entonces de al menos una abertura en su extremo inferior.It seems evident from the previous description that if said stopper device is used to introduce gas, the bar corresponding will be equipped with an axial drill through the which gas is supplied. The corresponding perforated hole of the body will then be provided with at least one opening in its Lower end.
Detalles adicionales de la invención se describirán en las reivindicaciones subordinadas y en los otros documentos de la solicitud.Additional details of the invention are will describe in the subordinate claims and in the others application documents.
La invención se describirá ahora con referencia a una forma de realización que no limita de ninguna forma el alcance del dispositivo de tapón reivindicado.The invention will now be described with reference. to an embodiment that does not limit in any way the scope of the claimed cap device.
La única figura muestra esquemáticamente una parte superior de un dispositivo de tapón en una vista en sección transversal parcialmente longitudinal.The only figure schematically shows a top of a plug device in a sectional view partially longitudinal transverse.
El dispositivo de tapón comprende un cuerpo refractario alargado 10 con un orificio perforado central 12 situado coaxialmente con respecto al cuerpo 10 y adaptado para recibir fijamente una barra metálica 14 para su sujeción a un mecanismo de elevación (no mostrado).The stopper device comprises a body elongated refractory 10 with a central perforated hole 12 located coaxially with respect to body 10 and adapted to receive fixedly a metal bar 14 for attachment to a mechanism of elevation (not shown).
El orificio perforado 12 presenta una forma más o menos cilíndrica y corre desde una superficie superior 10u del cuerpo 10 hacia abajo (flecha D) y termina en una abertura (no mostrada) en un extremo inferior de dicho cuerpo 10.The perforated hole 12 has one more shape or less cylindrical and runs from an upper surface 10u of the body 10 down (arrow D) and ends in an opening (no shown) at a lower end of said body 10.
A una distancia d de la superficie superior 10u, un anillo metálico 16 similar a una lámina está integrado en el material refractario del cuerpo 10. Dicho anillo sobresale radialmente hacia el interior de dicho orificio perforado 12. Las superficies principales (superficie superior 16u; superficie inferior 16l) corren de forma principalmente perpendicular a un eje longitudinal A de dicho orificio perforado 12.At a distance d from the upper surface 10u, a sheet-like metal ring 16 is integrated in the body refractory material 10. Said ring protrudes radially into said perforated hole 12. The main surfaces (upper surface 16u; surface lower 16l) run mainly perpendicular to an axis longitudinal A of said perforated hole 12.
En la figura, dicho anillo plano 16 está dispuesto de tal modo que forma un ángulo \alpha de aproximadamente 3 grados con respecto a un plano horizontal (perpendicular al eje longitudinal A). Este ángulo puede adaptarse para que encaje con el paso de la forma de rosca de la barra metálica 14. Dicho anillo 16 no está cerrado sino hendido y encierra un ángulo de aproximadamente 330º. Los extremos libres de dicho anillo están desplazados en la dirección longitudinal del orificio perforado 12.In the figure, said flat ring 16 is arranged such that it forms an angle α of approximately 3 degrees from a horizontal plane (perpendicular to the longitudinal axis A). This angle can be adapted to fit the pitch of the bar thread metal 14. Said ring 16 is not closed but cleft and It encloses an angle of approximately 330º. The free ends of said ring are displaced in the longitudinal direction of the perforated hole 12.
Este anillo 16 similar a una lámina, que sirve como medio de fijación para dicha barra 14 y que se describirá más adelante, ha sido coprensado con el cuerpo 10. Sobresale (se proyecta) hacia el interior del orificio perforado 12 sobre una cierta anchura para recibir de forma roscada una rosca exterior 14t (simbolizada por puntos) de una parte inferior 14l de la barra metálica 14, que puede tener un paso continuo 14c central longitudinal (simbolizado por líneas).This ring-like ring 16, which serves as fixing means for said bar 14 and which will be described more forward, it has been co-pressed with the body 10. It stands out (it projects) into the perforated hole 12 on a certain width to receive a threaded external thread 14t (symbolized by dots) of a lower part 14l of the bar metallic 14, which can have a continuous central passage 14c longitudinal (symbolized by lines).
Durante el montaje, dicha barra metálica 14 se introduce en el orificio perforado 12 y es así girada, de forma que la rosca exterior 14t de la barra 14 se acopla con la parte sobresaliente 16p del anillo 16.During assembly, said metal bar 14 is it enters the perforated hole 12 and is thus rotated, so that the outer thread 14t of the bar 14 is coupled with the part protruding 16p of ring 16.
La barra 14 es introducida después en mayor medida en el orificio perforado 12 (hacia abajo, flecha D) y se acopla entonces a una junta de grafito cilíndrica 18 dispuesta sobre una longitud L enfrente de una pared interior 12w del orificio perforado 12.The bar 14 is then introduced in greater measured in the drilled hole 12 (down, arrow D) and it then attaches to a cylindrical graphite gasket 18 arranged on a length L in front of an inner wall 12w of the hole perforated 12.
Durante dicha introducción adicional de la barra 14 en el orificio perforado 12, el material de la junta penetra en espacios de la rosca 14t, proporcionando así un sellado íntimo entre el cuerpo 10 y la barra 14 sobre toda la longitud L.During said additional introduction of the bar 14 in the perforated hole 12, the gasket material penetrates into 14t thread spaces, thus providing an intimate seal between body 10 and bar 14 over the entire length L.
Según la figura, la posición final de la barra 14 dentro del orificio perforado 12 se caracteriza por un pequeño resalte del extremo roscado 14e más allá del extremo del elemento de sellado 18. Alternativamente, la barra roscada podría acabar dentro de la longitud del elemento de sellado.According to the figure, the final position of the bar 14 inside the perforated hole 12 is characterized by a small protrusion of threaded end 14e beyond the end of the element of sealed 18. Alternatively, the threaded rod could end inside of the length of the sealing element.
La superficie superior 10u del cuerpo 10 hace tapón sobre unos medios de bloqueo 20, 22 situados fijamente en la barra metálica 14, de modo que dicha barra 14 no puede alargarse en dirección opuesta a la flecha D. Los medios de bloqueo 20, 22 presentan una forma similar a una tuerca y están preparados con roscas interiores correspondientes a la rosca 14t de la barra 14.The upper surface 10u of the body 10 makes cap on locking means 20, 22 fixedly located in the metal bar 14, so that said bar 14 cannot be extended in opposite direction to arrow D. Locking means 20, 22 they have a nut-like shape and are prepared with internal threads corresponding to the thread 14t of the bar 14.
El tamaño limitado de dichos medios de fijación similares a una lámina (anillo hendido 16) y su disposición en su mayor parte horizontal (radial) con respecto al diseño de tapón alargado garantizan una fijación segura de la barra 14 en el orificio perforado 12, aun cuando, bajo una carga térmica elevada, dichos medios de fijación metálicos y dicha barra metálica se expandan por igual en una dirección radial, con poca o ninguna expansión diferencial en la dirección radial.The limited size of said fixing means similar to a sheet (split ring 16) and its arrangement in its mostly horizontal (radial) with respect to the cap design elongated ensure a secure fixation of the bar 14 in the perforated hole 12, even when, under a high thermal load, said metal fixing means and said metal bar are expand equally in a radial direction, with little or no differential expansion in the radial direction.
Junto con la junta de sellado que sigue hacia abajo, el diseño descrito lleva a un dispositivo de tapón mejorado que puede usarse para diferentes finalidades, es decir, para suministrar un gas a lo largo del canal 14c y el orificio perforado 12 a una masa fundida metálica. El contacto íntimo entre la junta 18 y la rosca exterior 14t de la barra 14 son, además, responsables de la compresión radial del elemento de sellado y de la hermeticidad mejorada de dicho dispositivo. La expansión de la barra metálica a una temperatura de servicio sirve para incrementar aún más la eficiencia del sellado por el mantenimiento de fuerzas de compresión sobre el sellado.Together with the sealing gasket that continues towards Below, the described design leads to an improved plug device which can be used for different purposes, that is, for supply a gas along channel 14c and the drilled hole 12 to a metallic melt. Intimate contact between board 18 and the external thread 14t of the bar 14 are also responsible for radial compression of the sealing element and the tightness Improved of said device. The expansion of the metal bar to a service temperature serves to further increase the sealing efficiency by maintaining compression forces on the seal.
En la dirección longitudinal, los medios de fijación deberán ser tan pequeños como sea posible. Pueden tener un "espesor" de \leq 5 mm, \leq 3 mm, \leq 2 mm o incluso \leq 1 mm, mientras que la "longitud" (L) de dichos medios de sellado puede ser \geq 10 mm, \geq 20 mm, \geq 30 mm o \geq 40 mm.In the longitudinal direction, the means of Fixing should be as small as possible. They can have a "thickness" of ≤ 5 mm, ≤ 3 mm, ≤ 2 mm or even ≤ 1 mm, while the "length" (L) of said means sealing may be ≥ 10 mm, ≥ 20 mm, ≥ 30 mm or ≥ 40 mm.
La invención incluye formas de realización con dos o más medios de fijación en diferentes posiciones a lo largo del eje longitudinal de la barra de tapón alargada, es decir, los medios de fijación respectivos están a cierta distancia entre sí (en la dirección longitudinal del orificio perforado). La distancia puede estar comprendida en el intervalo de unos pocos cm o más. Estos medios de fijación singulares pueden cooperar con una o más roscas exteriores de la barra metálica.The invention includes embodiments with two or more fixing means in different positions along of the longitudinal axis of the elongated plug bar, that is, the respective fixing means are at a certain distance from each other (in the longitudinal direction of the drilled hole). Distance It can be in the range of a few cm or more. These unique fixing means can cooperate with one or more outer threads of the metal bar.
Claims (14)
- a)to)
- un cuerpo (10) realizado en un material cerámico refractario, a body (10) made of a refractory ceramic material,
- b)b)
- un orificio perforado (12) que presenta un eje longitudinal (A) y que se extiende desde la superficie superior (10u) de dicho cuerpo hacia abajo, a perforated hole (12) having a longitudinal axis (A) and which extends from the upper surface (10u) of said body down,
- c)C)
- estando equipado dicho orificio perforado (12) a lo largo de su longitud con al menos un anclaje (16) de un material diferente, said perforated hole (12) being equipped along its length with at least one anchor (16) of a material different,
- d)d)
- presentando dicho anclaje (16) una forma similar a una lámina, con sus superficies principales (16u, 16l) discurriendo en dirección principalmente perpendicular al eje longitudinal (A) del orificio perforado (12) y una longitud circunferencial que se extiende sobre 20 a 450º de la pared interior de dicho orificio perforado (12), said anchor (16) having a sheet-like shape, with its main surfaces (16u, 16l) running in the direction mainly perpendicular to the longitudinal axis (A) of the hole perforated (12) and a circumferential length that extends about 20 to 450º from the inside wall of said hole perforated (12),
- e)and)
- estando fijo dicho anclaje (16) en el interior de dicho cuerpo (10) entre la superficie superior (10u) de dicho cuerpo (10) y un extremo inferior de dicho orificio perforado (12) y sobresaliendo radialmente hacia el interior de dicho orificio perforado, said anchor (16) being fixed inside said body (10) between the upper surface (10u) of said body (10) and a lower end of said perforated hole (12) and protruding radially into said perforated hole,
- f)F)
- estando adaptado dicho anclaje (16) para recibir y fijar un extremo roscado (14l) de una barra metálica (14) insertada en dicho orificio perforado (12). said anchor (16) being adapted to receive and fix one end threaded (14l) of a metal bar (14) inserted in said perforated hole (12).
a un ángulo \alpha comprendido entre 1 y 5º con respecto a un plano perpendicular al eje longitudinal (A) del orificio perforado (12).14. Cap device according to claim 1, wherein the anchor or anchors (16) are arranged
at an angle α between 1 and 5 ° with respect to a plane perpendicular to the longitudinal axis (A) of the perforated hole (12).
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