Стержень стопора

013415 Изобретение относится к стержню стопора для управления потоком расплавленного металла из ковша или промежуточного ковша. Как хорошо известно, стержни стопора, используемые при разливке расплавленных металлов, для использования соединяются с помощью металлического несущего стержня с подъемным устройством,которое предназначено для перемещения стержня стопора в направлении его продольной оси для управления потоком расплавленного металла через выход сосуда, в котором размещается стержень стопора. Известно также выполнение стержня стопора с газовым каналом для введения инертного газа в стержень стопора. Внешние условия, в которых работает стержень стопора, затрудняют обеспечение всегда надежного соединения стержня стопора с несущим стержнем при повышении температуры и обеспечение газонепроницаемости, при которой отсутствуют значительные потери инертного газа и проникновение атмосферного воздуха в стержень стопора, так что происходит окисление расплавленного металла и понижается качество готового продукта. Документы DE 4444617 A1 и ЕР 1140393 относятся, помимо прочего, к указанным выше проблемам, в каждом из них раскрыто использование цилиндрической вставки или втулки, расположенной вокруг стержня стопора для компенсации расширения несущего стержня. Целью данного изобретения является создание улучшенного стержня стопора со средствами для компенсации расширения его несущего стержня. Согласно данному изобретению предлагается улучшенный стержень стопора, содержащий удлиненный корпус из огнеупорного материала, проход, проходящий продольно в корпусе от одного конца стержня, который при использовании является верхним, причем несущий стержень, имеющий одну часть, фиксировано размещенную в указанном проходе, и другую часть снаружи прохода для крепления при использовании к подъемному устройству для стержня стопора, при этом проход имеет расширенную часть, которая формирует уплотнительную поверхность, расположенную на расстоянии от указанного конца корпуса, вставку вокруг несущего стержня, имеющую по меньшей мере одну часть, размещенную в указанной расширенной части, удерживающее средство на несущем стержне, и характеризуется расширяемым средством, расположенным между вставкой и указанным удерживающим средством, материалом вставки, имеющим коэффициент теплового расширения, не превышающий коэффициент теплового расширения несущего стержня, и расширением указанного расширяемого средства при использовании, которое больше расширения несущего стержня. Расширяемое средство предпочтительно содержит две шайбы, между которыми расположена расширяемая графитовая композиция. Более предпочтительно расширяемую графитовую композицию предварительно нагревают перед расположением между указанными двумя шайбами для удаления из нее частично, но не полностью ее внедренной воды. Наиболее предпочтительно шайбы приклеивают к графитовой композиции. В альтернативном варианте осуществления расширяемое средство содержит углубленную шайбу,внутри которой может скользить стандартная шайба, при этом расширяемая графитовая композиция расположена между шайбами. Расширяемую графитовую композицию желательно предварительно нагревать перед расположением между указанными шайбами для удаления из нее частично, но не полностью внедренной воды. Как обычно, вставка сжимает уплотнение, установленное на указанной уплотнительной поверхности, при этом поверхность и уплотнение предпочтительно являются кольцевыми. Удерживающее средство предпочтительно содержит шайбу, с которой приходит в контакт расширяемое средство, и гайку, которая сцепляется с резьбой на несущем стержне и при использовании затягивается для обеспечения контакта шайбы с указанным расширяемым средством. Ниже приводится подробное описание изобретения в качестве примера со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено фиг. 1 - частичный разрез верхней части стержня стопора согласно изобретению,фиг. 2 - альтернативный вариант выполнения стержня стопора,фиг. 3 - другой альтернативный вариант выполнения стержня стопора,фиг. 4 - разрез альтернативной формы расширяемого элемента, используемого в варианте выполнения, согласно фиг. 3,фиг. 5 - разрез еще одного альтернативного варианта выполнения. Показанный схематично на фиг. 1 стержень 10 стопора имеет различные компоненты известной формы. Он содержит удлиненный корпус 11 из огнеупорного материала, через который проходит вдоль центральной оси проход 12 от конца корпуса, который является верхним при использовании. В проходе размещена нижняя часть металлического несущего стержня 13. Стержень 13 прикреплен к корпусу в указанном отверстии с помощью подходящих средств, например с помощью поперечного штифта, как предложено в DE 4040189, или запрессованной вставки с внутренней резьбой, как предложено в ЕР 1140393. Несущий стержень 13 может иметь осевой канал, проходящий центрально через него, для подачи инертного газа в проход 12, и нижний конец корпуса 11 может быть снабжен средством для ввода этого инертного газа в сосуд, в котором при использовании расположен стержень стопора. На своем верхнем конце снаружи корпуса 11 несущий стержень предназначен для соединения с подъ-1 013415 емным механизмом для поднимания и опускания несущего стержня в сосуд, в котором он расположен. У промежуточного верхнего конца проход 12 расширен, так что на дне расширенной части имеется кольцевая ступенька, задающая плоскую уплотнительную поверхность 14, расположенную на расстоянии от верхнего конца корпуса. На эту поверхность 14 опирается кольцевое графитовое уплотнение или сальник 15, который предусмотрен для предотвращения проникновения воздуха и потери инертного газа,если он подается. Полая цилиндрическая металлическая вставка 16 или втулка установлена вокруг несущего стержня 13 и опирается на уплотнение 15 для удерживания его под давлением. Верхняя часть вставки 16 выступает над верхом корпуса. На своей верхней части вне прохода 12 на несущий стержень 13 навинчивается гайка 17, которая удерживает под собой плоскую шайбу 18, размещенную на несущем стержне, при этом гайка 17 и шайба 18 образуют удерживающее средство для блокирования компонента внутри расширенной части, т.е. вставки 16, а также кольцевого расширяемого элемента 19, который опирается на верхнюю кольцевую поверхность вставки 16 и в нижнюю поверхность шайбы 18. Элемент 19 содержит расширяемую графитовую композицию 20, удерживаемую между двумя плоскими кольцевыми шайбами 21, 22. Шайбы предпочтительно приклеены к соответствующим противоположным сторонам композиции. Как описано в находящейся одновременно на рассмотрении заявке на патент Великобритании 0507940.5 (нашM073252PGB), расширяемую графитовую композицию 20 получают посредством нагревания сначала расширяемого графитового состава для удаления из него части внедренной воды. Предпочтительно удаляют от 40 до 60% внедренной воды из расширяющегося состава посредством нагревания примерно в течение 30 мин при температуре примерно между 230 и 280 С. После этой обработки к графитовой композиции прикрепляют шайбы, так что она удерживается между ними. Металлическая втулка или вставка 16 состоит из материала, который имеет коэффициент теплового расширения, не превышающий и предпочтительно равный коэффициенту теплового расширения несущего стержня 13, в то время как предварительно обработанная графитовая композиция элемента 19 предназначена для расширения с большей степенью, чем несущий стержень 13. Стержень 13 и вставка 16 желательно состоят из одинакового материала, так что между ними нет различия в расширении. Считается, что расширяемый элемент является особенно предпочтительным для компенсации при использовании теплового расширения несущего стержня и имеет намного большую способность к расширению, чем втулка стержня стопора, согласно ЕР 1140393 В, с большим расширением, чем несущий стержень. Для пользователя является преимуществом обеспечение большей способности к расширению для компенсации больших изменений в системе за счет большего линейного расширения и/или изменений в точности размеров, и для обеспечения большего давления на уплотнение 15. При рассмотрении фиг. 2 следует отметить, что для упрощения условно не показаны отдельные элементы варианта выполнения стержня стопора, в частности вставка 16, при этом альтернативный расширяемый элемент 23, показанный на фиг. 2, аналогичен показанному на фиг. 1 элементу 19 тем, что он содержит заключенную между двумя шайбами графитовую композицию 24, которая предварительно обработана для удаления части внедренной воды из исходного расширяемого графитового состава так же, как было указано применительно к композиции 20. Вместо плоских шайб 21, 22 элемент 23 на фиг. 2 имеет верхнюю углубленную шайбу 25, внутри которой расположена стандартная плоская шайба 26 с возможностью свободного скольжения вверх и вниз при расширении (сжатии) композиции 24. Шайбы могут быть соединены с композицией с помощью любых подходящих средств, например, посредством склеивания. Элемент 23 расширяется больше, чем несущий стержень 13, и тем самым, как и в показанном на фиг. 1 варианте выполнения, обеспечивает уплотнение и газонепроницаемость. Стержень стопора, показанный на фиг. 3, аналогичен стержню стопора, согласно фиг. 1, и его подобные части обозначены теми же позициями, что и на фиг. 1, но с добавлением индекса а. На фиг. 3 показана стандартная гайка 17 а, находящаяся в контакте со стандартной шайбой 18 а, которая в свою очередь находится в контакте с открытым верхом расширяемого элемента 19 а. Нижняя поверхность элемента 19 а упирается в верх металлической втулки 16 а, нижний конец которой опирается на верхнюю поверхность стандартного графитового уплотнения 15 а. В этом варианте выполнения имеется керамическая гайка 27, запрессованная в корпус стопора и находящаяся в зацеплении со стержнем 13 а. Как показано на фиг. 4, элемент 19 а образован графитовой композицией 28, удерживаемой внутри штампованного металлического колпачка 29, предпочтительно с помощью склеивания. Это обеспечивает его защиту от разрушения во время сборки стопора и затягивания гайки 17 а и т.д. Элемент 19 а также не должен деформироваться перед уплотнением 15 а, в противном случае оно не будет газонепроницаемым в холодном состоянии. Колпачок 29 может также обеспечивать некоторую защиту от окисления композиции. Композицию 28 можно заливать или запрессовывать в колпачок 29 и поставлять в виде единого блока. На фиг. 5 показан другой вариант выполнения стержня стопора согласно изобретению, который имеет признаки, общие как с фиг. 2, так и фиг. 3. В соответствии с этим подобные, но модифицированные части обозначены теми же позициями, что и на фиг. 2 и 3, но с добавлением индекса "b". На фиг. 5 показан корпус 11, имеющий прикрепленный к нему несущий стержень 13 с помощью керамической гайки 27, запрессованной в корпус стопора в положении внутрь от радиально расширен-2 013415 ной части прохода 12 стержня стопора. В указанной радиально расширенной части находится графитовое уплотнение 15b и металлический (предпочтительно стальной) фланец или вставка 16b, который опирается на уплотнение и выступает за смежный открытый конец корпуса стержня стопора. Снаружи корпуса стержня стопора несущий стержень имеет резьбовое соединение с гайкой 17b, которая находится в контакте с металлической колпачковой шайбой 25b, которая опирается на концевую(верхнюю) поверхность корпуса стержня стопора. Внутри шайбы 25b расположена расширяемая графитовая композиция 30, имеющая ту же форму, что и композиции 20 и 24. Композиция удерживается предпочтительно с помощью склеивания, внутри металлического кожуха 31, который открыт в направлении шайбы 25b. Композиция проходит за указанную открытую часть кожуха и приходит в контакт с внутренней поверхностью шайбы 25b. Наружная поверхность основания кожуха 31 находится в контакте с концом вставки 16b, выступающей из корпуса стержня стопора. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Стержень стопора, предназначенный для использования при разливке расплавленных металлов,содержащий удлиненный корпус (11) из огнеупорного материала с проходом (12), продольно расположенным в корпусе (11) от одного его конца, который при использовании стержня стопора является верхним, несущий стержень (13), имеющий одну часть, фиксировано размещенную в указанном проходе (12), и другую часть вне этого прохода, предназначенную для крепления при указанном использовании к подъемному устройству для стержня стопора, при этом проход (12) имеет расширенную часть, которая образует уплотнительную поверхность (14), расположенную на расстоянии от указанного конца корпуса; вставку (16, 16 а, 16b), расположенную вокруг несущего стержня (13) и имеющую по меньшей мере одну часть, размещенную в указанной расширенной части; удерживающее средство (17, 17 а, 17b-18, 18 а) на несущем стержне (13) и расширяемое при тепловом воздействии средство (19, 19 а, 19b, 23), расположенное между вставкой(16, 16 а, 16b) и указанным удерживающим средством, при этом вставка имеет коэффициент теплового расширения, не превышающий коэффициент теплового расширения несущего стержня, причем расширение указанного расширяемого средства при указанном использовании больше расширения упомянутого несущего стержня. 2. Стержень стопора по п.1, в котором расширяемое средство (19) содержит две шайбы (21, 22), между которыми расположена расширяемая графитовая композиция (20). 3. Стержень стопора по п.2, в котором шайбы (21, 22) приклеены к графитовой композиции (20). 4. Стержень стопора по п.1, в котором расширяемое средство (23) содержит углубленную шайбу(25), внутри которой с возможностью скольжения расположена стандартная шайба (26), при этом расширяемая графитовая композиция (24) расположена между углубленной (25) и стандартной (26) шайбами. 5. Стержень стопора по п.4, в котором шайбы (25, 26) приклеены к графитовой композиции. 6. Стержень стопора по п.1, в котором расширяемое средство (19 а) содержит расширяемую графитовую композицию (28), удерживаемую внутри металлического колпачка (29), при этом открытый конец колпачка (29) находится в контакте с плоской шайбой (18 а) удерживающего средства, а закрытый конец колпачка (29) - в контакте с указанной вставкой (16 а). 7. Стержень стопора по п.6, в котором расширяемое средство (19 а) удерживается внутри указанного колпачка (29) посредством приклеивания. 8. Стержень стопора по п.1, в котором расширяемое средство (19b) содержит расширяемую графитовую композицию (30), удерживаемую внутри металлического кожуха (31), открытый конец которого находится в контакте с внутренней поверхностью колпачковой шайбы (25b), при этом открытый конец колпачковой шайбы (25b) находится в контакте с указанным верхним концом корпуса (11) стержня стопора, а закрытый конец кожуха (31) в контакте с указанной вставкой (16b). 9. Стержень стопора по п.8, в котором расширяемое средство (19b) удерживается внутри указанного кожуха (31) посредством приклеивания. 10. Стержень стопора по любому из пп.1-9, в котором часть указанного расширяемого средства выполнена из расширяемой графитовой композиции, предварительно подвергнутой нагреву перед образованием упомянутой части указанного расширяемого средства, для частичного удаления из нее внедренной воды. 11. Стержень стопора по любому из пп.1-10, в котором вставка (16, 16 а, 16b) содержит уплотнение(15, 15 а, 15b), установленное на указанную уплотнительную поверхность (14). 12. Стержень стопора по п.11, в котором указанное уплотнение (15, 15 а, 15b) и указанная уплотнительная поверхность (14) являются кольцевыми. 13. Стержень стопора по п.1, в котором удерживающее средство содержит шайбу (18, 18 а), в которую упирается расширяемое средство, и гайку (17, 17 а, 17b), которая находится в резьбовом зацеплении с несущим стержнем (13, 13 а) и при указанном использовании предназначена для обеспечения при ее затягивании контакта шайбы (18, 18 а) с указанным расширяемым средством (19, 19 а, 19b, 23).