塞體的製作方法

2023-11-09 12:34:07

專利名稱：塞體的製作方法
塞體本發明涉及由難熔陶瓷材料製成的塞體。這樣的塞子被用作用以控制被引導穿過設置在冶金物底部中的噴嘴的熔融金屬流的閥機構的一部分，該金屬熔體容納於容器。這樣的容器可為澆包、澆口盤等等。塞體通常被製成一個整體，從而被稱為整體式塞子。其通常在等靜壓機中製造，以便達到足夠高的機械強度和使用時間。塞體(下文中也被稱為塞子)通常具有大體上圓柱形的形狀，其包括第一端，第一端在塞子的安裝位置中是上端。孔沿所述塞子的軸向方向從該第一端朝第二端延伸，第二端在塞子的安裝位置中對應於下端。所述下端通常被稱為所謂的鼻狀部分，並且特徵在於漸縮形或圓形的輪廓。中間區設置在塞子的第一端與第二端之間。沿著延伸穿過第一端的孔部分設置有用於將塞子附接到提升機構上的裝置，通過它可使塞子從噴嘴上的承坐(關閉)位置垂直上下地升降到距所述噴嘴一定距離的位置， 從而使得用於金屬熔體流的路徑部分地或完全地自由。在EP 1401599B1中公開了一種上面提到類型的塞棒，其特徵在於，與第一塞子端和第二塞子端相比具有減小外徑的中間區，從而節省難熔材料。本發明的一個目的在於，提供所述上次提到的塞子的可選方案，並且特別地提高所述塞子的機械強度，因為已經認識到，已知的塞子沿著減小外徑的中間區提供的機械強度不足。在不同的試驗系列中發現，與第一端和第二端之間具有恆定壁厚的圓柱形形狀的標準塞子相比，當穿過中間區的孔段被設計得與第一端內的孔段相比具有增大的孔橫截面時，雖然使用了較少的難熔材料，但是，塞子的機械強度可保持差不多無變化。換而言之根據該發明的塞子的外徑沿著所述第一端和所述中間區保持大體上恆定和圓柱形的，而第二端按常規設計，例如像漸縮形的鼻狀部分那樣。「大體上圓柱形」和「差不多恆定」分別意味著，該形狀對應於根據現有技術的塞棒，其中塞子外徑與內徑的製造公差僅僅在1-5%的範圍內。內孔是決定性的創新特徵，因為其包括兩個具有不同橫截面的孔部分。雖然第一端處的孔部分(其包括用於附接到提升裝置的固定裝置)相對於現有技術的塞子也保持差不多無變化，但是，在第二塞子端(鼻狀部分)的方向上位於第一孔段之後的孔段現在設有更大的橫截面，即，與上面(沿著第一端)的段相比，塞子的沿至少一部分中間區的內徑是增加的，因此，沿所述中間區的壁厚比常規塞子更小(更薄)。類似於根據EP 1401599B1的設計，這節省了難熔材料，但具有的優點是，創新的塞子在改進區(中間區)中的機械強度以及總體機械強度顯著高於現有技術的裝置。該機械強度包括橫向於塞子縱向軸線的強度。因為塞子的外徑(外橫截面)沿所述中間區差不多是恆定的，並且差不多等於第一端的外徑，所以提高了機械強度。在第一端與中間區之間沒有弱化塞子的漸縮區。中間區的減小的壁厚對塞子整體上的機械性能的影響很不重要，僅僅在少許百分比的範圍內， 如下文所要展示的那樣。與所提到的現有技術的塞子構造相比，該新的塞子設計可承受所
3述中間區中產生的更高的應力。這樣的應力可來源於例如提升機構，這是由於使用操作期間產生的軸向錯位引起。在其最常規的實施例中，本發明涉及難熔材料的並且大體上圓柱形形狀的塞體， 其具有第一端、第二端以及位於第一端與第二端之間的中間區，並帶有大體上圓形橫截面的孔，該孔沿該塞體的軸向方向從所述第一端朝第二端延伸到所述中間區中，其中，所述孔沿至少一部分所述中間區設有增大的橫截面。該孔的增大的橫截面可為第一部分內的孔的橫截面的至少兩倍。如果第一端內的孔的橫截面變化，在設置附接裝置的地方，參考第一端內的孔的橫截面。根據本發明的還有一實施例，增大的孔部分的橫截面可以是塞子的第一端內的孔的平均橫截面的三倍以上、四倍以上或者甚至五倍以上。如所提到的那樣，沿著中間區的孔通常具有圓形橫截面，但是也可為略微橢圓形或者可具有另一設計。對於延伸穿過第一部分的孔部分而言同樣如此。增大的孔部分可延伸跨過塞體的總長度的10%到90%，其中，該總長度被限定為塞子在其縱向(軸向)方向上最相反的點之間的距離。由於第一端和第二端通常各自延伸跨過塞子總長度的大約10-25%，因此增大的孔部分將通常在塞子總長度的30-80%的範圍內。顯然，該增大的孔部分越長，需要的難熔材料越少，並且成本降低得越多。如果增大的孔部分的橫截面增加，即，如果沿該中間區的壁厚進一步減小，同樣是如此。增大的孔通道通常在塞子的第二下端之前終止，但還可略微延伸到所述第二端 (鼻狀部分)中。不同橫截面的孔部分之間的過渡區應當平滑地設計，以便避免會降低塞子的機械強度的銳邊。該孔可在第二塞子端內的至少一個通道中繼續，該至少一個通道在塞體的位於第二端(即鼻狀部分)的外表面中延伸出。即使與穿過塞子第一端的孔的橫截面相比，該通道也具有顯著減小的橫截面，並作用於將氣體傳輸穿過孔到金屬熔體中。雖然第一端內的孔可具有30-40毫米的直徑，但是，增大的孔部分可具有50-100毫米的直徑，以及大約2-5 毫米的直徑的通道。已進行了試驗來比較標準塞子S、根據EP 1401599B1的塞子P以及根據本發明的不同塞子I的機械強度，其大體設計在圖2中示意性示出。所有塞子具有下列尺寸-總長度1250毫米-第一端的長度，包括固定區300毫米-中間區的長度800毫米-第二端(鼻狀部分)的長度150毫米這是塞子的典型尺寸。所有的塞子通過相同的設備(包括處於相同條件下的等靜壓機)用同樣的難熔材料(即，一種氧化鋁石墨材料)製造。下面的數據進一步說明了所試驗的塞子
權利要求
1.一種難熔材料的並且大體上圓柱形形狀的塞體，其具有第一端(10)、第二端(14)以及位於它們之間的中間區(12)，所述塞體帶有大體上圓形橫截面的孔(16)，所述孔(16)沿所述塞體的軸向方向從所述第一端(10)朝所述第二端(14)延伸到所述中間區(1 中，其中，所述孔沿至少部分所述中間區(1 設有增大的橫截面(在16s處)。
2.根據權利要求1所述的塞體，其特徵在於，所述增大的孔部分(16s)具有為所述第一孔部分(10)的橫截面的至少2倍的橫截面。
3.根據權利要求1所述的塞體，其特徵在於，所述增大的孔部分(16s)具有為所述第一孔部分(10)的橫截面的至少4倍的橫截面。
4.根據權利要求1所述的塞體，其特徵在於，所述增大的孔部分(16s)延伸跨過所述塞體的總長度的10-90%。
5.根據權利要求1所述的塞體，其特徵在於，所述增大的孔部分(16s)延伸跨過所述塞體的總長度的30-80%。
6.根據權利要求1所述的塞體，其特徵在於，所述增大的孔部分(16s)終止在所述塞體的所述第二端(14)前面。
7.根據權利要求1所述的塞體，其特徵在於，所述孔(16)的位於第一端(10)與中間區 (12)之間的過渡區被平滑地設計。
8.根據權利要求1所述的塞體，其特徵在於，所述孔(16)的位於第二端(14)與中間區 (12)之間的過渡區被平滑地設計。
9.根據權利要求1所述的塞體，其特徵在於，所述增大的孔部分(16s)在至少一個通道 (18)中繼續，所述通道(18)在所述塞體的位於第二端(14)的外表面(14d)中延伸出。
10.根據權利要求1所述的塞體，其特徵在於，固定裝置00)沿著所述第一孔部分 (16)設置，用於將所述塞體可拆卸地固定到提升機構上。
11.根據權利要求1所述的塞體，其特徵在於，至少部分所述增大的孔部分(16s)被填充有與所述塞體的材料相比具有不同熱機械性質的材料，留下軸向延伸的孔(16)免於填充，所述孔(16)帶有至少對應所述第一端(10)內的所述孔(16)橫截面的橫截面。
全文摘要
一種難熔材料的並且圓柱形形狀的塞體，其具有第一端(10)、第二端(14)以及位於它們之間的中間區(12)，並帶有圓形橫截面的孔(16)，孔(16)沿該塞體的軸向方向從所述第一端(10)朝第二端(14)延伸到所述中間區(12)中，其中，所述孔沿所述中間區(12)的至少一部分設有增大的橫截面(在16s處)。
文檔編號B22D41/20GK102216004SQ200980144841
公開日2011年10月12日 申請日期2009年10月31日 優先權日2008年11月19日
發明者D·J·查爾默斯, S·A·W·芒加爾, S·J·李 申請人:裡弗雷克特裡智慧財產權兩合公司