专利名称：塞体的制作方法
塞体本发明涉及由难熔陶瓷材料制成的塞体。这样的塞子被用作用以控制被引导穿过设置在冶金物底部中的喷嘴的熔融金属流的阀机构的一部分，该金属熔体容纳于容器。这样的容器可为浇包、浇口盘等等。塞体通常被制成一个整体，从而被称为整体式塞子。其通常在等静压机中制造，以便达到足够高的机械强度和使用时间。塞体(下文中也被称为塞子)通常具有大体上圆柱形的形状，其包括第一端，第一端在塞子的安装位置中是上端。孔沿所述塞子的轴向方向从该第一端朝第二端延伸，第二端在塞子的安装位置中对应于下端。所述下端通常被称为所谓的鼻状部分，并且特征在于渐缩形或圆形的轮廓。中间区设置在塞子的第一端与第二端之间。沿着延伸穿过第一端的孔部分设置有用于将塞子附接到提升机构上的装置，通过它可使塞子从喷嘴上的承坐(关闭)位置垂直上下地升降到距所述喷嘴一定距离的位置， 从而使得用于金属熔体流的路径部分地或完全地自由。在EP 1401599B1中公开了一种上面提到类型的塞棒，其特征在于，与第一塞子端和第二塞子端相比具有减小外径的中间区，从而节省难熔材料。本发明的一个目的在于，提供所述上次提到的塞子的可选方案，并且特别地提高所述塞子的机械强度，因为已经认识到，已知的塞子沿着减小外径的中间区提供的机械强度不足。在不同的试验系列中发现，与第一端和第二端之间具有恒定壁厚的圆柱形形状的标准塞子相比，当穿过中间区的孔段被设计得与第一端内的孔段相比具有增大的孔横截面时，虽然使用了较少的难熔材料，但是，塞子的机械强度可保持差不多无变化。换而言之根据该发明的塞子的外径沿着所述第一端和所述中间区保持大体上恒定和圆柱形的，而第二端按常规设计，例如像渐缩形的鼻状部分那样。“大体上圆柱形”和“差不多恒定”分别意味着，该形状对应于根据现有技术的塞棒，其中塞子外径与内径的制造公差仅仅在1-5%的范围内。内孔是决定性的创新特征，因为其包括两个具有不同横截面的孔部分。虽然第一端处的孔部分(其包括用于附接到提升装置的固定装置)相对于现有技术的塞子也保持差不多无变化，但是，在第二塞子端(鼻状部分)的方向上位于第一孔段之后的孔段现在设有更大的横截面，即，与上面(沿着第一端)的段相比，塞子的沿至少一部分中间区的内径是增加的，因此，沿所述中间区的壁厚比常规塞子更小(更薄)。类似于根据EP 1401599B1的设计，这节省了难熔材料，但具有的优点是，创新的塞子在改进区(中间区)中的机械强度以及总体机械强度显著高于现有技术的装置。该机械强度包括横向于塞子纵向轴线的强度。因为塞子的外径(外横截面)沿所述中间区差不多是恒定的，并且差不多等于第一端的外径，所以提高了机械强度。在第一端与中间区之间没有弱化塞子的渐缩区。中间区的减小的壁厚对塞子整体上的机械性能的影响很不重要，仅仅在少许百分比的范围内， 如下文所要展示的那样。与所提到的现有技术的塞子构造相比，该新的塞子设计可承受所
3述中间区中产生的更高的应力。这样的应力可来源于例如提升机构，这是由于使用操作期间产生的轴向错位引起。在其最常规的实施例中，本发明涉及难熔材料的并且大体上圆柱形形状的塞体， 其具有第一端、第二端以及位于第一端与第二端之间的中间区，并带有大体上圆形横截面的孔，该孔沿该塞体的轴向方向从所述第一端朝第二端延伸到所述中间区中，其中，所述孔沿至少一部分所述中间区设有增大的横截面。该孔的增大的横截面可为第一部分内的孔的横截面的至少两倍。如果第一端内的孔的横截面变化，在设置附接装置的地方，参考第一端内的孔的横截面。根据本发明的还有一实施例，增大的孔部分的横截面可以是塞子的第一端内的孔的平均横截面的三倍以上、四倍以上或者甚至五倍以上。如所提到的那样，沿着中间区的孔通常具有圆形横截面，但是也可为略微椭圆形或者可具有另一设计。对于延伸穿过第一部分的孔部分而言同样如此。增大的孔部分可延伸跨过塞体的总长度的10%到90%，其中，该总长度被限定为塞子在其纵向(轴向)方向上最相反的点之间的距离。由于第一端和第二端通常各自延伸跨过塞子总长度的大约10-25%，因此增大的孔部分将通常在塞子总长度的30-80%的范围内。显然，该增大的孔部分越长，需要的难熔材料越少，并且成本降低得越多。如果增大的孔部分的横截面增加，即，如果沿该中间区的壁厚进一步减小，同样是如此。增大的孔通道通常在塞子的第二下端之前终止，但还可略微延伸到所述第二端 (鼻状部分)中。不同横截面的孔部分之间的过渡区应当平滑地设计，以便避免会降低塞子的机械强度的锐边。该孔可在第二塞子端内的至少一个通道中继续，该至少一个通道在塞体的位于第二端(即鼻状部分)的外表面中延伸出。即使与穿过塞子第一端的孔的横截面相比，该通道也具有显著减小的横截面，并作用于将气体传输穿过孔到金属熔体中。虽然第一端内的孔可具有30-40毫米的直径，但是，增大的孔部分可具有50-100毫米的直径，以及大约2-5 毫米的直径的通道。已进行了试验来比较标准塞子S、根据EP 1401599B1的塞子P以及根据本发明的不同塞子I的机械强度，其大体设计在图2中示意性示出。所有塞子具有下列尺寸-总长度1250毫米-第一端的长度，包括固定区300毫米-中间区的长度800毫米-第二端(鼻状部分)的长度150毫米这是塞子的典型尺寸。所有的塞子通过相同的设备(包括处于相同条件下的等静压机)用同样的难熔材料(即，一种氧化铝石墨材料)制造。下面的数据进一步说明了所试验的塞子
权利要求
1.一种难熔材料的并且大体上圆柱形形状的塞体，其具有第一端(10)、第二端(14)以及位于它们之间的中间区(12)，所述塞体带有大体上圆形横截面的孔(16)，所述孔(16)沿所述塞体的轴向方向从所述第一端(10)朝所述第二端(14)延伸到所述中间区(1 中，其中，所述孔沿至少部分所述中间区(1 设有增大的横截面(在16s处)。
2.根据权利要求1所述的塞体，其特征在于，所述增大的孔部分(16s)具有为所述第一孔部分(10)的横截面的至少2倍的横截面。
3.根据权利要求1所述的塞体，其特征在于，所述增大的孔部分(16s)具有为所述第一孔部分(10)的横截面的至少4倍的横截面。
4.根据权利要求1所述的塞体，其特征在于，所述增大的孔部分(16s)延伸跨过所述塞体的总长度的10-90%。
5.根据权利要求1所述的塞体，其特征在于，所述增大的孔部分(16s)延伸跨过所述塞体的总长度的30-80%。
6.根据权利要求1所述的塞体，其特征在于，所述增大的孔部分(16s)终止在所述塞体的所述第二端(14)前面。
7.根据权利要求1所述的塞体，其特征在于，所述孔(16)的位于第一端(10)与中间区 (12)之间的过渡区被平滑地设计。
8.根据权利要求1所述的塞体，其特征在于，所述孔(16)的位于第二端(14)与中间区 (12)之间的过渡区被平滑地设计。
9.根据权利要求1所述的塞体，其特征在于，所述增大的孔部分(16s)在至少一个通道 (18)中继续，所述通道(18)在所述塞体的位于第二端(14)的外表面(14d)中延伸出。
10.根据权利要求1所述的塞体，其特征在于，固定装置00)沿着所述第一孔部分 (16)设置，用于将所述塞体可拆卸地固定到提升机构上。
11.根据权利要求1所述的塞体，其特征在于，至少部分所述增大的孔部分(16s)被填充有与所述塞体的材料相比具有不同热机械性质的材料，留下轴向延伸的孔(16)免于填充，所述孔(16)带有至少对应所述第一端(10)内的所述孔(16)横截面的横截面。
全文摘要
一种难熔材料的并且圆柱形形状的塞体，其具有第一端(10)、第二端(14)以及位于它们之间的中间区(12)，并带有圆形横截面的孔(16)，孔(16)沿该塞体的轴向方向从所述第一端(10)朝第二端(14)延伸到所述中间区(12)中，其中，所述孔沿所述中间区(12)的至少一部分设有增大的横截面(在16s处)。
文档编号B22D41/20GK102216004SQ200980144841
公开日2011年10月12日 申请日期2009年10月31日 优先权日2008年11月19日
发明者D·J·查尔默斯, S·A·W·芒加尔, S·J·李 申请人:里弗雷克特里知识产权两合公司