VARILLA DE CIERRE.

Una varilla (10) de cierre que comprende un cuerpo alargado (11) de material refractario,

un pasadizo (12) que se extiende de forma longitudinal en el cuerpo (11) desde un extremo del mismo que es más alto, durante su uso, una varilla portadora (13) que tiene una parte recibida de forma fija en dicho pasadizo (12) y una parte adicional fuera del pasadizo (12) para su fijación, durante su uso, a un dispositivo de elevación para la varilla (10) de cierre, teniendo el pasadizo (12) una parte ampliada que define una superficie (14) de sellado separada de dicho extremo del cuerpo (11), un inserto (16) en torno a la varilla portadora (13) que tiene al menos una parte de la misma recibida en dicha parte ampliada, un medio (17, 18) de retención en la varilla portadora (13), caracterizada porque el medio expansible (19, 19a, 23) está dispuesto entre el inserto (16) y dicho medio (17, 18) de retención, porque el material del inserto (16) tiene un coeficiente de expansión térmica no superior al de la varilla portadora (13), y porque la expansión de dichos medios expansibles (19, 19a, 23), durante su uso, es mayor que la de la varilla portadora (13)

Varilla de cierre.

La presente invención versa acerca de una varilla de cierre para controlar el flujo de metal fundido desde una cuchara de colada o una artesa.

Como es bien conocido, las varillas de cierre utilizadas en la colada de metales fundidos están conectadas, durante su uso, por una varilla portadora metálica a un dispositivo de elevación que está dispuesto para mover la varilla de cierre en la dirección de su eje longitudinal, de forma que controla el flujo de material fundido a través de una salida en la vasija en la que se recibe la varilla de cierre. También es bien conocido que hay que dotar la varilla portadora con un canal de gas para introducir gas inerte dentro de la varilla de cierre. Las condiciones extremas bajo las que opera la varilla de cierre en uso hacen que sea difícil garantizar que la varilla de cierre esté siempre conectada de forma firme a la varilla portadora cuando la temperatura aumenta, y para garantizar que hay una hermeticidad de gas, de forma que no hay una pérdida significativa de gas inerte y no hay ninguna penetración de aire atmosférico dentro de la varilla de cierre, provocando éste la oxidación del metal fundido y reduciendo la calidad del producto final.

Ambos documentos DE4444617A1 y EP1140393 abordan los anteriores problemas mencionados, entre otros, y cada uno da a conocer el uso de una camisa o inserto cilíndrico dispuesto en torno a la varilla portadora para compensar el efecto de expansión de la varilla portadora.

El documento JP56-148452 da a conocer un envase refractario que emplea una varilla de cierre que tiene características de amortiguamiento para absorber una deformación térmica de la varilla portadora. Más específicamente, el envase refractario está configurado para contraerse cuando aumenta la presión como resultado de la expansión de la varilla portadora debida a un aumento de la temperatura. En cambio, el envase refractario vuelve al estado inicial cuando la presión cae como resultado de la contracción de la varilla portadora según cae la temperatura.

Un objetivo de la invención es proporcionar una varilla mejorada de cierre con un medio para compensar la expansión de la varilla portadora de la misma.

Conforme a la presente invención, se proporciona una varilla de cierre que comprende un cuerpo alargado de material refractario, un pasadizo que se extiende de forma longitudinal en el cuerpo desde un extremo del mismo que es más alto durante su uso, una varilla portadora que tiene una parte recibida de forma fija en dicho pasadizo y una parte adicional fuera del pasadizo para su fijación, durante su uso, a un dispositivo de elevación para la varilla de cierre, una superficie de sellado separada de dicho extremo del cuerpo, un inserto en torno a la varilla portadora que tiene al menos una parte de la misma recibida en dicha parte ampliada, un medio de retención en la varilla portadora, caracterizado por un medio expansible que está dispuesto entre el inserto y dicho medio de retención, por el material del inserto que tiene un coeficiente de expansión térmica no mayor que el de la varilla portadora, y por la expansión de dicho medio expansible, durante su uso, que es mayor que el de la varilla portadora.

Preferentemente, el medio expansible comprende dos arandelas entre las que hay dispuesta una composición grafítica expansible. Más preferentemente, la composición grafítica expansible ha sido precalentada antes de estar dispuesta entre las dos arandelas referidas para eliminar parte del agua intersticial de la misma, pero no toda ella. Más preferentemente, las arandelas están encoladas a la composición grafítica.

En una realización alternativa, el medio expansible comprende una arandela rebajada en de la que se puede deslizar una arandela estándar, estando dispuesta una composición grafítica expansible entre las arandelas. De forma deseable, la composición expansible de grafito ha sido precalentada antes de estar dispuesta entre dichas arandelas, para eliminar parte del agua intersticial de la misma, pero no toda ella.

De forma conveniente, el inserto comprime una junta asentada en dicha superficie de sellado, siendo preferentemente anulares la superficie y la junta.

De forma ventajosa, el medio de retención comprende una arandela, contra la que se acoplan el medio expansible, y una tuerca que está acoplada a las roscas en la varilla portadora y apretada, durante su uso, para efectuar el acoplamiento de la arandela con dicho medio expansible.

Se describirá ahora la invención, a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La Figura 1 es un corte transversal esquemático fragmentario de un extremo superior de una varilla de cierre de la invención,

la Figura 2 es una vista similar de una realización alternativa de una varilla de cierre,

la Figura 3 es una vista similar a la Figura 1 de una realización alternativa adicional,

la Figura 4 es una vista en corte transversal de una forma alternativa adicional del elemento expansible, como se utiliza en la realización de la Figura 3, y

la Figura 5 es una vista en corte transversal de una realización alternativa adicional.

La varilla 10 de cierre que se muestra de forma esquemática en la Figura 1 tiene diversos componentes de la misma de forma conocida. Comprende un cuerpo alargado 11 de material refractario a través del cual se extiende de forma longitudinal un pasadizo axial central 12 desde el extremo del cuerpo que está más alto durante su uso. Hay una parte inferior de una varilla portadora metálica 13 recibida en el pasadizo. La varilla 13 está fijada al cuerpo de dicho taladro mediante cualquier medio adecuado, por ejemplo por medio de un pasador cruzado como en el documento DE4040189, o un inserto roscado internamente metido a presión como en el documento EP1140393. La varilla portadora 13 puede tener un pasadizo axial que se extiende de forma central a través del mismo para suministrar gas inerte dentro del pasadizo 12 y el extremo inferior del cuerpo 11 puede estar dotado de medios para introducir dicho gas inerte dentro de la vasija en la que está dispuesta la varilla de cierre, durante su uso.

En su extremo superior fuera del cuerpo 11, la varilla de cierre está adaptada para estar conectada a un mecanismo de elevación para levantar y hacer descender la varilla de cierre en la vasija en la que está dispuesta.

Hacia dentro de su extremo superior, el pasadizo 12 se amplía de manera radial, de forma que en la parte inferior de la parte ampliada hay un escalón anular que define una superficie plana 14 de sellado separada del extremo superior del cuerpo. Soportado sobre esta superficie 14 hay un anillo de hermeticidad o una junta grafítica anular 15, que está proporcionado para evitar la infiltración de aire y la pérdida de gas inerte, si se proporciona. Hay fijados una camisa o inserto metálico cilíndrico hueco 16 en torno a la varilla portadora 13 y se apoya sobre la junta 15 para mantenerla bajo compresión. Una parte superior del inserto 16 se proyecta desde la parte superior del cuerpo.

En su extremo superior, fuera del pasadizo 12, la varilla portadora 13 recibe de forma roscada en la misma una tuerca 17 que retiene bajo la misma una arandela lisa 18 recibida en la varilla portadora, formando la tuerca 17 y la arandela 18 un medio de retención para inmovilizar el componente en la parte ampliada, es decir, el inserto 16, y también un elemento anular expansible 19 de resorte que se apoya sobre la superficie anular superior del inserto 16 y contra la superficie inferior de la arandela 18.

El elemento 19 comprende una composición grafítica expansible 20 limitada entre dos arandelas anulares planas lisas 21, 22. Preferentemente, las arandelas están encoladas a las caras opuestas respectivas de la composición. Como se describe en nuestra solicitud en tramitación como la presente de patente británica nº 0507940.5 (nuestra referencia M073252PGB), la composición expansible 20 de grafito se produce en primer lugar calentando una formulación grafítica expansible para eliminar una proporción del agua intersticial de la misma. Preferentemente, se elimina un 40% a un 60% del agua intersticial de la formulación intumescente al calentarla durante aproximadamente 30 minutos a aproximadamente entre 230ºC y 280ºC. Después de este tratamiento térmico, la composición grafítica tiene las arandelas fijadas a la misma, de forma que está limitada entre las mismas.

La camisa o el inserto metálico 16 es de un material que tiene un coeficiente...

1. Una varilla (10) de cierre que comprende un cuerpo alargado (11) de material refractario, un pasadizo (12) que se extiende de forma longitudinal en el cuerpo (11) desde un extremo del mismo que es más alto, durante su uso, una varilla portadora (13) que tiene una parte recibida de forma fija en dicho pasadizo (12) y una parte adicional fuera del pasadizo (12) para su fijación, durante su uso, a un dispositivo de elevación para la varilla (10) de cierre, teniendo el pasadizo (12) una parte ampliada que define una superficie (14) de sellado separada de dicho extremo del cuerpo (11), un inserto (16) en torno a la varilla portadora (13) que tiene al menos una parte de la misma recibida en dicha parte ampliada, un medio (17, 18) de retención en la varilla portadora (13), caracterizada porque el medio expansible (19, 19a, 23) está dispuesto entre el inserto (16) y dicho medio (17, 18) de retención, porque el material del inserto (16) tiene un coeficiente de expansión térmica no superior al de la varilla portadora (13), y porque la expansión de dichos medios expansibles (19, 19a, 23), durante su uso, es mayor que la de la varilla portadora (13).

2. Una varilla (10) de cierre como se reivindica en la Reivindicación 1, en la que el medio expansible (19) comprende dos arandelas (21, 22) entre las que hay dispuesta una composición grafítica expansible (20).

3. Una varilla (10) de cierre como se reivindica en la Reivindicación 2, en la que las arandelas (21, 22) están encoladas a la composición grafítica (20).

4. Una varilla (10) de cierre como se reivindica en la Reivindicación 1, en la que el medio expansible (23) comprende una arandela rebajada (25) dentro de la cual se puede deslizar una arandela estándar (26), estando dispuesta una composición grafítica expansible (24) entre las arandelas.

5. Una varilla (10) de cierre como se reivindica en la Reivindicación 4, en la que las arandelas (25, 26) están encoladas a la composición grafítica (24).

6. Una varilla (10) de cierre como se reivindica en la Reivindicación 1, en la que el medio expansible (19a) comprende una composición grafítica expansible (28) mantenida dentro de una copa metálica (29), acoplándose un extremo abierto de la copa (29) a una arandela lisa (18a) del medio (17, 18) de retención y acoplándose un extremo cerrado de la copa (29) a dicho inserto (16).

7. Una varilla (10) de cierre como se reivindica en la Reivindicación 6, en la que el medio expansible (19a) está mantenido dentro de dicha copa (29) mediante encolado.

8. Una varilla (10) de cierre como se reivindica en la Reivindicación 1, en la que el medio expansible (19, 23, 19a) comprende una composición grafítica expansible (30) mantenida dentro de un revestimiento metálico (31), un extremo abierto del cual se acopla a la superficie interna de una arandela acopada (25b), acoplándose un extremo abierto de la arandela acopada (25b) a dicho extremo del cuerpo (11) de la varilla de cierre, y acoplándose un extremo cerrado del revestimiento (31) a dicho inserto (16b).

9. Una varilla (10) de cierre como se reivindica en la Reivindicación 8, en la que se mantiene el medio expansible (19, 23, 19a) en dicho revestimiento (31) mediante encolado.

10. Una varilla (10) de cierre como se reivindica en una cualquiera de las Reivindicaciones precedentes, en la que parte de dicho medio expansible (19, 23, 19a) está fabricada de una composición grafítica expansible (20, 24, 28, 30) que ha sido precalentada anteriormente, para eliminar parte del agua intersticial de la misma, pero no toda ella.

11. Una varilla (10) de cierre como se reivindica en una cualquiera de las Reivindicaciones precedentes, en la que el inserto (16, 16b) comprende una junta (15, 15a, 15b) asentada en dicha superficie (14) de sellado.

12. Una varilla (10) de cierre como se reivindica en la Reivindicación 11, en la que dicha junta (15, 15a, 15b) y dicha superficie (14) de sellado son anulares.

13. Una varilla (10) de cierre como se reivindica en la Reivindicación 1, en la que el medio (17, 18) de retención comprende una arandela (18, 18a), contra la que se acoplan el medio expansible (19, 23, 19a) y una tuerca (17, 17a) que está acoplada en las roscas en la varilla portadora (13) y apretada, durante su uso, para efectuar un acoplamiento de la arandela (18) con dicho medio expansible (19, 23, 19a).