Стопорний стрижень для регулювання течії розплавленого металу з промковша в кристалізатор в процесі безперервного розливання, пристрій та спосіб для регулювання течії розплавленого металу з промковша з використ

Реферат: Стопорний стрижень містить подовжену трубчату частину, що має вхід на верхньому першому кінці і вихід на нижньому другому кінці. Другий кінець цієї частини має носик для введення у початковий отвір промковша. Безперервний осьовий отвір проходить через згадану трубчасту частину від входу в першому кінці до виходу у другому кінці. Обмежувач, що має вхід, вихід і канал між ними, вміщується в осьовий отвір так, щоб вхід обмежувача був ближче до першого кінця, ніж до другого кінця. Лінія подачі газу виконана так, щоб подавати газ в осьовий отвір вище входу обмежувача. UA 100873 C2 (12) UA 100873 C2 UA 100873 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Галузь техніки, до якої належить винахід Винахід стосується стопорного стрижня. Зокрема, але не виключно, винахід стосується стопорного стрижня для регулювання течії розплавленого металу з промковша в кристалізатор в процесі безперервного розливання. Рівень техніки в галузі винаходу У процесі одержання сталі методом безперервного розливання розплавлену сталь виливають з ковша у великий резервуар для витримування, відомий як проміжний ківш (промківш). Промківш має один або більше виходів, через які розплавлена сталь тече в один або більше відповідних кристалізаторів. Розплавлена сталь охолоджується і починає тверднути в кристалізаторах, утворюючи безперервнолиті тверді довжини металу. Між кожним виходом промковша і кожним кристалізатором знаходиться заглибна розливна склянка, яка спрямовує розплавлену сталь, яка протікає, через неї з промковша в кристалізатор. Стопорний стрижень регулює швидкість течії розплавленої сталі через заглибну розливну склянку. Стопорний стрижень звичайно містить подовжений корпус, що має на одному кінці закруглений носик. При роботі вісь стрижня орієнтована вертикально, а його носик розташовується поруч з горловиною заглибної розливної склянки, так що підняття і опускання стопорного стрижня відкриває і закриває вхідний отвір заглибної розливної склянки і таким чином регулює протікання через нього металу. Носик стопорного стрижня має такі розміри, щоб повністю закривати вхідний отвір заглибної розливної склянки при опусканні в положення посадки в горловину заглибної розливної склянки. Особливою проблемою, пов'язаною з розливанням розплавленого металу є те, що в розплавленому металі, коли він тече з промковша в кристалізатор, часто присутні включення (наприклад оксид алюмінію). Такі включення мають тенденцію осідати на носику стопорного стрижня або всередині заглибної розливної склянки, в залежності від умов течії в розливному каналі. Відповідно, згодом накопичення включень може вплинути на геометрію компонентів в такій мірі, що характеристики системи у відношенні регулювання течії зміняться, і може бути потрібне переривання безперервного послідовного розливання. Введення інертного газу, такого, як аргон, нижче центру стопорного стрижня і з випускного каналу в носику стопора послаблює накопичення оксиду алюмінію і заростання. Однак, через ефект Вентури в розплавленому металі, що протікає повз стопор в горловині промковша, утворюється негативний тиск, який може передатися назад в стопорний стрижень через випускний канал, потенційно засмоктуючи повітря в метал через стопор, якщо якісь з'єднання не герметична. До теперішнього часу цю проблему вирішували, передбачаючи обмеження на кордоні розділу між корпусом і носиком стопорного стрижня. Це обмеження може бути простим звуженням отвору або може бути утворене пробкою з вузьким отвором, що проходить через неї (або пористою пробкою), вставленою в отвір стопора. Обмеження утворює протитиск і приводить до позитивного тиску і стопорного стрижня вище обмеження. Цей позитивний внутрішній тиск перешкоджає попаданню повітря в канал подачі аргону, знижуючи тим самим кількість забруднюючих домішок в металі, що розливається. Потрібно розуміти, що всі посилання на тиск стосуються атмосферного тиску, так що негативний тиск означає тиск нижче атмосферного, а позитивний тиск означає тиск вище атмосферного. Недоліком використання типового обмеження, як описано вище, є те, що згодом може виникнути підвищення внутрішнього тиску, що може привести до розтріскування стопорного стрижня або навіть до його руйнування. Таким чином, метою даного винаходу є надати стопорний стрижень, який усуває згадані вище проблеми. Суть винаходу Згідно з першим аспектом даного винаходу, пропонується стопорний стрижень, що містить подовжений корпус, що має вхід на верхньому першому кінці і вихід на нижньому другому кінці, причому другий кінець корпусу має носик для введення у початковий отвір промковша; безперервний осьовий отвір, що йде через корпус від входу в першому кінці до виходу у другому кінці; обмежувач, що має вхід, вихід і канал між ними, причому вказаний обмежувач розташований в осьовому отворі так, щоб вхід обмежувача був ближче до першого кінця, ніж до другого кінця; і лінію подачі газу, виконану для подачі газу в осьовий отвір вище входів обмежувача. У одному варіанті здійснення стопорного стрижня обмежувач розташований так, що коли стопорний стрижень застосовується для регулювання течії розплавленого металу з промковша, вихід обмежувача знаходиться нижче рівня розплавленого металу в промковші. 1 UA 100873 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Згідно з другим аспектом даного винаходу, пропонується пристрій для регулювання течії розплавленого металу з промковша, що містить промковш, призначений для вміщення розплавленого металу на робочу (стаціонарну) глибину і що має щонайменше один початковий отвір для випуску з нього розплавленого металу; стопорний стрижень згідно з першим аспектом винаходу, орієнтований вертикально своїм другим кінцем, що знаходиться вище щонайменше одного початкового отвору промковша, і здатний переміщуватися вертикально в і з щонайменше одного початкового отвору промковша, тим самим регулюючи течію розплавленого металу через щонайменше один початковий отвір промковша; причому обмежувач в стопорному стрижні розташований вертикально в осьовому отворі так, щоб при роботі початковий отвір обмежувача був нижче поверхні розплавленого металу в промковші. Вихід обмежувача може знаходитися на відстані менше 70 % від довжини стопорного стрижня, при вимірюванні від другого кінця. Потрібно розуміти, що в стаціонарних умовах розливу рівень розплавленого металу в промковші залишається на по суті постійній робочій глибині, оскільки надходження металу з ковша урівноважується витіканням металу в кристалізатор або кристалізатори. Потрібно також розуміти, що при роботі на поверхні розплавленого металу може утворитися шар (або шари) шлаку. Звичайно прямо на поверхні розплавленого металу буде знаходитися шар рідкого шлаку, але зверху рідкого шлаку може бути додатковий порошковий шар. Для цілей даного винаходу, якщо не вказано інше, посилання на поверхню розплавленого металу в промковші фактично стосуються поверхні будь-якого шару рідкого шлаку. Хоч окремі системи промківш/стопор відрізняються один від одного, типово при роботі поверхня розплавленого металу (і шару шлаку) знаходиться на висоті приблизно 70-80 % від дна промковша, при цьому 60-70 % довжини стопорного стрижня звичайно завантажено в розплавлений метал в промковші. Автори даного винаходу передбачили, що газовиділення з навантаженої (гарячої) частини стопорного стрижня може ввести ряд додаткових хімічних сполук в осьовий отвір. Автори визначили також, що типовий обмежувач, який розташований поруч з носиком стопорного стрижня, може випробовувати ефект адіабатичного охолоджування приблизно на 260 °C (причому падіння температури є функцією температури газу в зоні обмежувача, а температура у носика становить приблизно 1560 °C): адіабатичне розширення газу всередині обмежувача істотно охолоджує газ, який, в свою чергу, охолоджує сам обмежувач. Відповідно, автори заявки передбачили, що блокування, яке, як виявилося, зустрічається в типових обмежувачах, може бути викликане газоподібними матеріалами (тобто, продуктами реакції компонентів, що виділяються при виділенні газу), що конденсуються і створюючими відкладення всередині обмежувача, тим самим обмежуючи протікання через нього газу, що приводить до підвищення протитиску і може спричинити розтріскування стопорного стрижня або його розліт. Потрібно відмітити, однак, що при обстеженні зіпсованих стопорних стрижнів іноді немає слідів блокування обмежувачів, і автори винаходу вважають, що це відбувається через те, що коли газ перестає текти через отвір, температура в ньому підвищується, і таким чином, всі відкладення випаровуються раніше, ніж їх можна виявити. У світлі вищевикладеного, автори винаходу виявили, що установка вхідного отвору в обмежувачі до більш холодного (верхнього) кінця стопорного стрижня знижує імовірність хімічного осадження, яке виникає через охолоджування і конденсацію сполук, що виділилися при дегазації, коли вони проходять через обмежувач, оскільки ці сполуки відсутні, коли газ проходить через обмежувач. Аксіальна (осьова) довжина обмежувача (тобто, відстань між входом і виходом) може бути меншою 10 % і типово становить приблизно 2-5 % від довжини стопорного стрижня (тобто, відстані між першим кінцем і другим кінцем). Вихід обмежувача переважно відстоїть від другого кінця стопорного стрижня. Потрібно розуміти, що при роботі тиск по довжині обмежувача падає від входу до виходу. Після того, як газ з'являється з виходу обмежувача, він буде розширятися, утворюючи зону низького тиску. Цей низький тиск по суті не буде мінятися до другого кінця стопорного стрижня. Таким чином, у випадку, коли обмежувач відносно короткий, велика частина навантаженої ділянки стопорного стрижня не буде випробовувати надмірного тиску (тобто, позитивного тиску), отже, механічне напруження на навантаженій ділянці знижується (це особливо вигідне, коли використовується стопор, що складається з двох частин, що має окрему носову частину, закріплену на нижньому кінці стопорного стрижня або, частіше, використовується система спресованих разом носика і корпусу). Крім того, оскільки обмежувач випробовує менше теплове навантаження, знаходячись у верхній половині стопорного стрижня, його можна виконувати з більш широкого кола матеріалів. Потрібно також вказати, що зона низького тиску (тобто, вихід обмежувача) повинна 2 UA 100873 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 знаходитися нижче поверхні розплавленого металу, щоб запобігти попаданню повітря через пористі стінки стопорного стрижня. Потрібно розуміти, що все, що потрібно від обмежувача, це те, щоб він забезпечував підвищений опір течії, щоб спричинити підвищення тиску вище нього. Обмежувач може бути утворений внутрішньою формою стопорного стрижня, або обмежувач може бути окремим компонентом у вигляді пробки, вставленої в осьовий отвір. У приватному варіанті здійснення обмежувач виконаний з непористого матеріалу, такого, як вогнетрив або метал, і має щонайменше один наскрізний отвір. Коли є єдиний отвір, воно може бути соосно з осьовим отвором стопорного стрижня. Коли є декілька отворів (кожне переважно має свій вхід і вихід), вони можуть бути розподілені рівномірно навколо осі осьового отвору. Кожний з множини отворів може бути паралельним осьовому отвору або розташовуватися похило до нього. Форма поперечного перерізу кожного отвору особливо не обмежується і незалежно може бути, наприклад круговою, еліптичною або прямокутною. Крім того, форма перерізу кожного отвору може мінятися по його довжині, і площа перерізу кожного отвору може збільшуватися, меншати або залишатися постійною по його довжині. Альтернативно, обмежувач може бути виконаний з пористого матеріалу, такого, як вогнеопір або метал. Приклади відповідних пористих структур включають піни і частково спечені тверді матеріали. У випадку, коли щонайменше один отвір утворений єдиним отвором кругового перерізу, воно може мати діаметр в його самому вузькому місці від 0,5 мм до 4 мм, переважно від 0,75 мм до 3 мм. Однак, потрібно розуміти, що розмір обмеження (тобто, площа поперечного перерізу отвору) повинна вибиратися так, щоб забезпечувати бажаний протитиск для конкретної швидкості течії через стопорний стрижень. У особливо переважній конфігурації обмежувач має більш вузький вхід, ніж вихід, наприклад утворений зі ступінчастим отвором. Потрібно розуміти, що чим довший обмежувач, тим більша міра зміни дозволена в положенні стопорного стрижня відносно поверхні розплавленого металу в промковші, щоб забезпечити, що початковий отвір обмежувача знаходиться нижче верха шару шлаку (тобто, щоб забезпечити наявність позитивного тиску у всіх точках вище шару шлаку, щоб запобігти попаданню повітря). Однак, збільшення довжини обмежувача приведе до підвищення протитиску. Крім того, зменшення площі перерізу отвору(ів) також приведе до підвищення протитиску. Отже, довжину обмежувача і площу перерізу отвору треба вибирати з тим, щоб досягнути бажаного протитиску. Стопорні стрижні звичайно встановлюють на фіксаторі, закріпленому всередині осьового отвору стопора. Лінія подачі газу може бути утворена каналом, що проходить через фіксатор. Альтернативно, лінія подачі газу може бути додатковим отвором або отворами, що йде від зовнішньої поверхні стопорного стрижня до осьового отвору. У певному варіанті здійснення корпус стопорного стрижня забезпечений на другому кінці закругленим носиком або носиком в формі усіченого конуса. Корпус може бути виконаний з однієї деталі або може містити подовжену трубчасту частину, спресовану з носовою частиною. При роботі через осьовий отвір може пропускатися аргон. Відповідно до третього аспекту даного винаходу, пропонується спосіб регулювання течії розплавленого металу з промковші, що включає в себе: підготовку промковша, що має щонайменше один початковий отвір для випуску через нього розплавленого металу; вертикальне орієнтування стопорного стрижня згідно з першим аспектом винаходу, причому його другий кінець знаходиться всередині щонайменше одного початкового отвору промковша, щоб тимчасово не допускати витікання з нього розплавленого металу; заповнення промковша розплавленим металом на робочу глибину; і переміщення стопорного стрижня вертикально з і в щонайменше один початковий отвір промковша, щоб тим самим регулювати течію через нього розплавленого металу; причому обмежувач розташовується вертикально в осьовому отворі стопорного стрижня таким чином, щоб вихід обмежувача знаходився нижче поверхні розплавленого металу в промковші, коли стопорний стрижень рухається з і в щонайменше один початковий отвір промковша. Короткий опис креслень Далі винахід буде описаний, тільки для прикладу, із зверненням до прикладених креслень, на яких: фіг. 1 показує зміну температури газу, який протікає вздовж стопорного стрижня, що знаходиться в промковші, що містить розплавлений метал до робочої глибини; фіг. 2 показує графік залежності температури газу від відстані вздовж стопорного стрижня, для випадку, коли обмежувач знаходиться поруч з носиком стопора, як в попередньому рівні 3 UA 100873 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 техніки, і для випадку, коли обмежувач знаходиться поблизу поверхні розплавленого металу в промковші, відповідно до варіанта здійснення винаходу; фіг. 3 показує вигляд в розрізі вздовж подовжньої осі стопорного стрижня, згідно з варіантом здійснення даного винаходу; фіг. 4 приводить графік, що показує зміну відносного тиску по довжині стопорного стрижня за фіг. 3; фіг. 5A показує вигляд зверху обмежувача згідно з варіантом здійснення винаходу; фіг. 5B показує бічний вигляд в розрізі обмежувача за фіг. 5A; фіг. 5C в збільшенні поперечний розріз, схожий на вигляд за фіг. 5B; фіг. 6 показує розрахунковий графік залежності тиску від температури газу, коли аргон тече через стопорний стрижень за фіг. 3 з вхідними швидкостями відповідно 4, 6, 8, 10 і 12 нормальних літрів в хвилину (тобто, при тиску 1 бар і 20 °C), який характеризує протитиск, що досягається з обмежувачем, розташованим відповідно до нанесеної на графік температури; і фіг. 7 показує стопорний стрижень згідно з варіантом здійснення винаходу, при застосуванні в промковша. Докладний опис деяких варіантів здійснення Фіг. 1 ілюструє зміну температури газу вздовж стопорного стрижня 100, вміщеного в промківш 102, що містить розплавлену сталь 104 до робочої глибини 106 (тобто, до певної висоти від дна промковша 102). Стопорний стрижень 100 містить подовжену трубчасту частину 112 з припресованою закругленою носовою частиною 114 у його нижнього (другого) кінця 116. Безперервний осьовий отвір 118 проходить від верхнього (першого) кінця 120 трубчастої частини 112 до верхівки 122 носика 114. Отвір 118 має по суті постійний круговий переріз по довжині трубчастої частини 112 і вужчає до носика 114. Стопорний стрижень 100 утримується у вертикальному положенні в промковші 102 фіксатором 126 (фіксуючим стрижнем). Стопорний стрижень 100 має приблизно таку ж довжину, як висота промковша 102. Як можна бачити, поверхня розплавленої сталі 104, при її робочій глибині 106, знаходиться приблизно на 70 % відстані від нижнього кінця 116 стопорного стрижня 100 (і приблизно на 70 % відстані від дна промковша 102). При роботі температура розплавленої сталі 104 в промковші 102 дорівнює приблизно 1560 °C. Однак, температура газу всередині осьового отвору 118 стопорного стрижня 100 (і, отже, температура внутрішньої поверхні отвору 118 стопора) міняється по його довжині. Так, поблизу верхнього кінця 120 стопорного стрижня 100 температура газу дорівнює приблизно 200 °C, а в положенні відразу над робочим рівнем 106 розплавленої сталі 104 в промковші 102 температура дорівнює приблизно 500 °C. Нижче приблизно однієї п'ятої глибини розплавленої сталі 104 температура газу дорівнює приблизно 1400 °C, приблизно на половині глибини розплавленої сталі 104 температура дорівнює приблизно 1500 °C, а на приблизно трьох чвертях глибини розплавленої сталі 104 температура дорівнює приблизно 1550 °C. Розрахункова температура газу в різних позиціях вздовж стопорного стрижня 100 показана графічно на фіг. 2 для випадку, коли обмежувач (не показаний) знаходиться поруч з носиком 114 стопора (помічено позицією 'A' на фіг. 1), і для випадку, коли обмежувач 32 (показаний на фіг. 3) знаходиться на робочому рівні 106 (рівень шлаку) розплавленої сталі 104 (відмічено позицією 'B' на фіг. 1). Так, автори даного винаходу виявили, що при знаходженні обмежувача в положенні А газ, який протікає через осьовий отвір 118, випробовує різке падіння температури поблизу носика 114 стопорного стрижня, що може викликати конденсацію матеріалів, що утворилися на попередній стадії дегазації (коли температура стопорного стрижня 100 становить приблизно від 900 до 1400 °C). Однак, з обмежувачем 32, розташованим поблизу робочого рівня 106 розплавленої сталі 104, газ випробовує падіння температури раніше освічених продуктів дегазації і, таким чином, менша імовірність осадження небажаних хімічних сполук в обмежувачі 32. Отже, установка обмежувача 32 вища до більш холодного верхнього краю 120 стопорного стрижня 100 знижує імовірність блокування обмежувача 32 через фізичне осадження хімічних сполук. Не бажаючи бути пов'язаним теорією, автори винаходу вважають, що внаслідок дегазації в стопорному стрижні 100 можуть протікати наступні хімічні реакції. При температурі вище 983 °C утвориться моноксид вуглецю (рівняння 1). Потім моноксид вуглецю реагує з кремнієм з утворенням оксиду кремнію (рівняння 2). Крім того, оксид магнію може реагувати з вуглеводом з утворенням магнію і моноксиду вуглецю (рівняння 3). Потім з магнію і оксиду кремнію може утворитися форстерит (рівняння 4 і 5). 4 UA 100873 C2 C(тв) + O2(г) → CO(г) + 1/2 O2(г) Si(тв, ж) + CO(г) → SiO(г) + C(тв) MgO(тв) + C(тв) → Mg(г) + CO(г) Mg(г) + 4SiO(г) → Mg2SiO4(тв) + 3Si(тв, ж) 2Mg(г) + SiO(г) + 3/2 O2(г) → Mg2SiO4(тв) + 3Si(тв, ж) 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Рівняння 1 Рівняння 2 Рівняння 3 Рівняння 4 Рівняння 5 Деякі або всі з приведених вище реакцій можуть бути причиною появи хімічних осадів, які блокують традиційні обмежувачі при роботі. Однак, по викладених вище причинах, вважається, що варіанти здійснення даного винаходу долають цю проблему. Згідно з фіг. 3, показаний стопорний стрижень 10 за варіантом здійснення даного винаходу. Стопорний стрижень 10 має подовжену трубчасту частину 12 із закругленою носовою частиною 14 у його нижнього (другого) кінця 16, утворений спресовуванням двох деталей. Безперервний осьовий отвір 18 передбачений від верхнього (першого) кінця 20 трубчастої частини 12 до верхівки 22 носика 14. Осьовий отвір 18 має по суті постійний круговий переріз приблизно 38 мм по довжині трубчастої частини 12. У верхній ділянці носика 14 бічна стінка 23 отвору 18 викривляється всередину, перш ніж утворить наконечник, що злегка вужчає 24 в формі усіченого конуса, який виходить у верхівки 22. Типово, отвір 18 у виходу з верхівки 22 має діаметр приблизно 3-5 мм. Верхній кінець 20 трубчастої частини 12 виконаний так, щоб вміщати фіксатор 26 при роботі. Таким чином, до верхнього кінця 20 передбачена нарізна керамічна вставка 28 в бічну стінку отвору 18 для зачеплення з кінцем фіксатора 26. Вище керамічної вставки 28 між фіксатором 26 і трубчастою частиною 12 передбачений ущільнювач 30, щоб забезпечувати герметичну ізоляцію між ними. Фіксатор 26 має отвір, через який газоподібний аргон може подаватися в осьовий отвір 18 стопорного стрижня і, таким чином, в цьому варіанті здійснення він служить лінією подачі газу. Крім того, вільний кінець фіксатора 26 з'єднаний з упорним механізмом (не показаний), призначеним для регулювання висоти і положення стопорного стрижня 10 при роботі. У верхній половині стопорного стрижня 10, всередині отвору 18 є обмежувач 32 в формі "пробки". У показаному варіанті здійснення обмежувач 32 знаходиться нижче верхнього кінця 20 стопорного стрижня 10 приблизно на 30 % довжини стопорного стрижня 10. Обмежувач 32 має циліндричний корпус 36 з центральним круглим отвором 38 постійного перерізу. Обмежувач 32 виконаний з оксиду алюмінію і має отвір 38 діаметром приблизно 1 мм і довжиною (тобто, відстань між входом 34 і виходом 35) приблизно 35 мм (що відповідає приблизно 3,5 % довжини стопорного стрижня 10). Потрібно розуміти, що при роботі обмежувач 32 спричиняє підвищення опору течії через осьовий отвір 18 і це приводить до підвищення тиск вище входу 34 обмежувача (тобто, до протитиску). Задану міру протитиску можна забезпечити, з обачністю вибираючи розмір отвору 38 (тобто, довжину і площу перерізу) і швидкість течії газу (наприклад аргону) через осьовий отвір 18. У приватному варіанті здійснення бажано зробити тиск вищим за обмежувач 32 позитивним (тобто, який дорівнює, або більший атмосферного тиску), а тиск нижче обмежувача 32 негативним, оскільки ця конфігурація перешкоджає попаданню повітря вище обмежувача 32 і знижує механічне напруження через високий тиск нижче обмежувача 32. Графік, що ілюструє таке падіння тиску між точками, де газ входить у верхній кінець 20 стопорного стрижня 10 і виходить через нижній кінець 16 стопорного стрижня 10, показаний на фіг. 4. Так, можна бачити, що велике падіння тиску (від позитивного до негативного) має місце між входом 34 і виходом 35 отвору 38 обмежувача 32. Відразу під виходом 35 обмежувача 32 тиск газу злегка підвищується, але залишається негативним. Потім тиск газу залишається по суті незмінним до носика 14 стопора. Оскільки отвір 18 в носику 14 вужчає до верхівки 22, тиск газу трохи впаде, перш ніж він вийде з стопорного стрижня 10. Потрібно розуміти, що рівень негативного тиску в нижньому кінці 16 стопорного стрижня 10 залежить від швидкості течії розплавленого металу повз носик 14 стопора і від геометрії стопорного стрижня 10 і заглибної розливної склянки, з якою він використовується. Фіг. 5A, В і С показують альтернативний обмежувач 40, який в одному варіанті здійснення винаходу може застосовуватися в стопорному стрижні, який показаний на фіг. 3. Обмежувач 40 має корпус 42 в формі усіченого конуса, який трохи розширюється до верхнього кінця 44 корпусу 42. На верхньому кінці 44 є наступна секція 46 в формі усіченого конуса, яка вужчає приблизно під 45° до горизонталі. Секція 46 в формі усіченого конуса має верхню кінцеву площину 48 приблизно на половині ширини верхнього кінця 44. Полога закруглена верхівка 50 йде вгору від площини 48. Вузький (1 мм в діаметрі) отвір 52 передбачений вертикально через 5 UA 100873 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 центр верхівки 50. У площині 48 отвір 52 змінюється ступінчасто, утворюючи більш широкий (діаметр 3 мм) отвір 54, що йде через центр секції 46 в формі усіченого конуса і корпусу 42. Відповідно, в цьому варіанті здійснення, на верхньому кінці вузького отвору 52 передбачений вхід 56, а на нижньому кінці більш широкого отвору 54 передбачений вихід 57. Фіг. 6 показує графік розрахункового тиску вище обмежувача 32, побудований від температури газу, коли аргон тече через стопорний стрижень 10 за фіг. 3 (тобто, при діаметрі отвору 38, який дорівнює 1 мм) з швидкостями відповідно 4, 6, 8, 10 і 12 нормальних літрів в хвилину. Температурна шкала відповідає положенню обмежувача в осьовому отворі стопорного стрижня (тобто, більш високі температури характерні для обмежувача, що знаходиться нижче в отворі). Відповідно до фіг. 6 можна бачити, що швидкість течії 8 л/хв через обмежувач з традиційним положенням носика (1500 °C) утворює відносний протитиск 1,5 бар, тоді як в позиції на лінії шлаку (500 °C) можна працювати з швидкістю течії 12 л/хв при такому ж відносному протитиску. Це вигідно, оскільки підвищена швидкість пропущення аргону означає, що стопорний стрижень можна використати в поєднанні з більш великими кристалізаторами. Фіг. 7 показує вигляд в розрізі стопорного стрижня 60 згідно з наступним варіантом здійснення винаходу, при використанні в промковші 62. Стопорний стрижень 60 є по суті таким же, який показаний на фіг. 3, тому для схожих деталей будуть використовуватися однакові позиції для посилань. Як можна бачити з фіг. 7, стопорний стрижень 60 знаходиться вертикально над початковим отвором 64 в дні 66 промковша 62. Початковий отвір 64 оточений заглибною розливною склянкою 68, яка проводить розплавлений метал нижче в кристалізатор (не показаний). Вхідний отвір заглибної розливної склянки 68 має опукло викривлену зону горловини 70. При роботі закруглений носик 14 стопорного стрижня 60 підіймається і опускається в зоні горловини 68, щоб регулювати течію розплавленого металу через заглибну розливну склянку 68. На видаленні від стопорного стрижня 60 передбачена захисна труба 72. Хоч це не показано, захисна труба 72 призначена для проведення металу з ковша, розташованого вище. Як можна бачити з фіг. 7, коли розплавлений метал є в промковші до робочої глибини 74, нижній кінець захисної труби знаходиться нижче шару шлаку 76. Крім того, в цьому варіанті здійснення в стопорному стрижні 60 передбачений обмежувач 40 з входом 56 нижче верхньої поверхні шару шлаку 76, а його вихід 57 передбачений вище нижньої поверхні шару шлаку 76. Таким чином, при роботі вище обмежувача 40 буде утворюватися позитивний тиск (тобто, вище шару шлаку 76), а негативний тиск буде утворюватися нижче обмежувача 40 (тобто, нижче шару шлаку 76). Відповідно, запобігається попадання повітря вище обмежувача 40, і ризик блокування через фізичне осадження хімічних сполук в обмежувачі 40 істотно знижується, завдяки його більш верхньому, більш холодному положенню в стопорному стрижні 60. Фахівцям в даній галузі повинно бути зрозуміло, що у вищеописані варіанти здійснення можуть бути внесені різні модифікації, не виходячи за рамки даного винаходу. Наприклад хоч обговорення вище стосувалося стопорних стрижнів, що застосовуються в промковшах, аспекти винаходу застосовні в рівній мірі до стопорних стрижнів, що використовуються в інших додатках. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 45 50 55 60 1. Стопорний стрижень для регулювання течії розплавленого металу з промковша в кристалізатор в процесі його безперервного розливання, який містить: подовжену трубчасту частину, що має вхід на верхньому першому кінці і вихід на нижньому другому кінці, причому другий кінець подовженої трубчастої частини має носик для введення у вихідний отвір промковша, безперервний осьовий отвір, що проходить через згадану трубчасту частину від входу до виходу, обмежувач, що має вхід, вихід і канал між ними, причому вказаний обмежувач розташований в згаданому осьовому отворі так, щоб вхід обмежувача був ближче до першого кінця подовженої трубчастої частини, ніж до її другого кінця, і лінію подачі газу, виконану для подачі газу в осьовий отвір вище за вхід обмежувача. 2. Стопорний стрижень за п. 1, який відрізняється тим, що осьова довжина обмежувача становить менше 10 % від довжини стопорного стрижня. 3. Стопорний стрижень за будь-яким з пп. 1, 2, який відрізняється тим, що вихідний отвір обмежувача знаходиться на відстані від другого кінця стопорного стрижня. 4. Стопорний стрижень за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що обмежувач стопорного стрижня виконаний у вигляді пробки, розташованої в його осьовому отворі. 6 UA 100873 C2 5 10 15 20 25 30 35 5. Стопорний стрижень за будь-яким з пп. 1-4, який відрізняється тим, що обмежувач містить пористий матеріал. 6. Стопорний стрижень за будь-яким з пп. 1-4, який відрізняється тим, що обмежувач містить непористий матеріал, а канал утворений щонайменше одним отвором, висвердленим через нього. 7. Стопорний стрижень за будь-яким з пп. 1-6, який відрізняється тим, що канал утворений отвором, який розташований на одній осі з осьовим отвором стопорного стрижня. 8. Стопорний стрижень за будь-яким з пп. 1-7, який відрізняється тим, що в ньому передбачено декілька наскрізних каналів. 9. Стопорний стрижень за будь-яким з пп. 1-8, який відрізняється тим, що вхідний отвір обмежувача вужчий, ніж його вихідний отвір. 10. Пристрій для регулювання течії розплавленого металу з промковша з використанням стопоного стрижня, який містить: промківш, призначений для вміщення розплавленого металу до робочої глибини і що має щонайменше один вихідний отвір для випуску через нього розплавленого металу, стопорний стрижень за будь-яким з пп. 1-9, орієнтований вертикально, причому його другий кінець розташований вище щонайменше одного вихідного отвору промковша, при цьому стопорний стрижень виконаний з можливістю переміщення вертикально в і з щонайменше одного вихіднового отвору промковша для регулювання течії розплавленого металу через цей щонайменше один вихідний отвір промковша, причому обмежувач в стопорному стрижні вміщується вертикально всередині осьового отвору таким чином, щоб при роботі вихід обмежувача був нижче поверхні розплавленого металу в промковші. 11. Пристрій за п. 10, який відрізняється тим, що вихід обмежувача розташований на відстані менше 70 % довжини стопорного стрижня, при вимірюванні від його другого кінця. 12. Спосіб регулювання течії розплавленого металу з промковша з використанням стопорного стрижня, в якому: готують промківш, що має щонайменше один вхідний отвір для випуску через нього розплавленого металу, вертикально орієнтують стопорний стрижень за будь-яким з пп. 1-9 так, що його другий кінець знаходиться всередині щонайменше одного вихідного отвору промковша, щоб тимчасово запобігати витіканню з нього розплавленого металу, заповнюють промківш розплавленим металом до робочої глибини, і вертикально переміщують стопорний стрижень з і в щонайменше один вхідний отвір промковша для регулювання течії через нього розплавленого металу, причому обмежувач розташовують вертикально всередині осьового отвору стопорного стрижня таким чином, щоб вихідний отвір обмежувача був нижче поверхні розплавленого металу в промковші, коли стопорний стрижень переміщують з і в щонайменше один вихідний отвір промковша. 40 7 UA 100873 C2 8 UA 100873 C2 Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 9