连续铸造熔融金属的模具和铸造系统.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200980133774.9

申请日:

2009.08.28

公开号:

CN102137727A

公开日:

2011.07.27

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):B22D 11/041申请日:20090828|||公开

IPC分类号:

B22D11/041

主分类号:

B22D11/041

申请人:

瓦格斯塔夫公司

发明人:

T·A·斯科特; B·蒂尔曼; G·P·格里利

地址:

美国华盛顿州

优先权:

2008.09.01 US 12/202372

专利代理机构:

中国专利代理(香港)有限公司 72001

代理人:

彭武

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内容摘要

披露了一种连续铸造熔融金属模具和铸造系统,其可包括:一种热量分布或温度管理系统用于坯料型模具,一种用于连续铸造模具的模具组件膨胀系统和/或一种可调节模具孔长度机构。

权利要求书

1: 一种用于铸造坯料形铸件的连续铸造熔融金属传送系统, 包括 : 一种熔融金属分配槽体, 包括 : 一种外槽包容壁和一种同心地位于外槽包容壁内的内槽壁 ; 内槽壁包围着并限定一种坯料形熔融金属传送孔、 并且包括了在内槽壁周围的多个熔 融金属门口, 所述多个熔融金属门口配置成用来提供从内槽到传送孔的一种流动导管 ; 以 及 一种槽入口, 其在操作上连接到内槽并且被部署用来接收熔融金属且将其提供给槽体 中的内槽。
2: 一种连续铸造熔融金属模具组件, 其提供了一种力偏置自定心过渡板系统, 包括 : 一种铸造环, 具有朝着铸造环的中心而向内成角度的一种上部成角度表面 ; 一种过渡板, 具有径向向外地成角度的一种下部成角度表面, 并且配置成用来与铸造 环的上部成角度表面交界 ; 一种偏压力, 其被向下施加在过渡板上 ; 并且 其中铸造环的上部成角度表面与过渡板的下部成角度表面的交互作用与偏压力相结 合, 提供了相对于铸造环的一种自定心过渡板。
3: 根据权利要求 2 所述的连续铸造熔融金属模具组件, 并且其中所述过渡板以非固定 的方式与所述铸造环交界。
4: 一种连续铸造熔融金属模具系统, 其提供一种可变孔长度, 包括 : 一种具有一定孔 长度的模具组件, 所述模具组件包括至少一个间隔件板, 其中所述至少一个间隔件板中的 一个或多个被安装在一种过渡点与一种冲击区域之间, 由此改变模具的孔长度。
5: 一种用于铸造坯料形铸件的连续铸造熔融金属系统, 包括 : 一种熔融金属分配槽体, 包括 : 一种外槽包容壁和一种同心地位于外槽包容壁内的内槽壁, 内槽壁包围着并且限定了 一种坯料形熔融金属传送孔、 并且包括了在内槽壁周围的多个熔融金属门口, 所述多个熔 融金属门口配置成用来提供从内槽到传送孔的一种流动导管 ; 以及一种槽入口, 其在操作 上连接到内槽并且被部署用来接收熔融金属且将其提供给槽体中的内槽 ; 一种铸造环, 具有模具腔被设置用来从熔融金属分配槽体的熔融金属传送孔接收熔融 金属, 所述铸造环包括朝着铸造环的中心而向内成角度的一种上部成角度表面 ; 一种过渡板, 具有径向向外地成角度的一种下部成角度表面, 并且配置成用来与铸造 环的上部成角度表面交界 ; 一种偏压力, 其被向下施加在过渡板上 ; 其中铸造环的上部成角度表面与过渡板的下部成角度表面的交互作用, 与偏压力相结 合, 提供相对于铸造环的一种自定心过渡板 ; 还包括一种喷水环, 其被配置用来向模具腔提供冷却剂冲击 ; 且 其中介于过渡板与喷水环之间的一段距离限定了一种模具孔长度, 并且此外, 其中至 少一个间隔件板被安装在过渡板与喷水环之间, 所述至少一个间隔件板由此改变了模具的 孔长度。

说明书


连续铸造熔融金属的模具和铸造系统

     相关申请的交叉引用 本申请没有主张源于任何其它申请的优先权。技术领域 本发明关于连续铸造熔融金属的模具和铸造系统, 包括一种热量分布或温度管理 系统或坯料型模具, 一种用于连续铸造模具的膨胀系统以及一种可调节模具孔长度系统。
     背景技术 金属锭、 坯料及其它铸件可通过一种铸造过程而形成, 在该铸造过程中运用了一 种竖直取向的模具, 其位于一种在金属铸造设施的地面水平以下的大型铸坑上方, 尽管本 发明也可被运用在水平模具中。竖直铸造模具的下部部件是一种起始块。当铸造过程开始 时, 起始块处于它们的最向上位置并且在模具中。当熔融金属被倾注入模具孔或腔并被冷 却 (通常由水冷却) 时, 起始块缓慢地由一种液压缸或其它装置以预定速率降下。当起始块 被降低时, 凝固态的金属或铝从模具和锭的底部出现 / 显露, 其在本文中也可被称为铸件。
     尽管本发明一般而言适用于金属的铸造, 包括但不限于 : 铝、 黄铜、 铅、 锌、 镁、 铜、 钢, 等等, 所给出的实例以及所披露的优选实施例可针对铝, 并且因而术语铝或熔融金属可 始终被一致地使用, 即便本发明一般较为适用于金属。
     尽管存在着多种方式用来实现并配置一种竖直铸造布置, 图 1 图示了一个实例。 在图 1 中, 对铝进行竖直铸造一般发生在一种铸坑中在工厂地面的高程水平以下。直接位 于铸坑地面 101a 以下的是一种沉井 103, 其中安置了用于液压缸的液压缸筒体 102。
     如图 1 所示, 一种典型的竖直铝铸造设备的下部部分的部件, 图示成在铸坑 101 与 沉井 103 内, 是一种液压缸体筒体 102、 撞锤或夯 106、 一种安装基座壳体 105、 一种压盘 107 以及一种底部块 108(也称为一种起始头部或起始块基座) , 所有这些都图示为在铸造设施 地面 104 下方的高程处。
     安装基座壳体 105 安装到铸坑 101 的地面 101a, 其下方是沉井 103。沉井 103 由 其侧壁 103b 及其地面 103a 加以限定。
     图 1 中也示出了一种典型的模具台组件 110, 其可如图所示其顶部由液压缸 111 连 接, 液压缸 111 推动着模具台倾斜臂 110a 从而使得倾斜臂 110a 绕点 112 枢转, 并且由此升 高并旋转了主铸造框架 (或砂箱) 组件, 如图 1 所示。也存在着模具台托架, 其允许将模具台 组件移至铸坑上方的铸造位置或从该铸造位置移动。
     图 1 还示出了与铸件 113 一起部分地下降到铸坑 101 内的起始块基座 108 以及压 盘 107 (铸件 113 可以是一种锭或一种部分地形成的坯料) 。铸件 113 在起始块基座 108 上, 起始块基座 108 可包括一种起始头部或底部块, 其常常 (但不总是) 承座在起始块基座 108 上, 所有这些是在本领域现有技术中已知的并且因而不需要被示出或更详细描述。尽管术 语起始块用于物件 108, 应注意到术语底部块和起始头部也用在此行业中以指代物件 108, 当铸造一种锭时通常使用底部块, 并且当铸造一种坯料时通常使用起始头部。
     尽管图 1 中的起始块基座 108 仅示出了一个起始块 108 和底座, 通常存在着每个 起始块基座上安装有一个的若干个起始块 108 及底座, 其在铸造过程期间当起始块下降 时, 同时铸造了坯料、 特别的锥体或构造、 或锭。
     当液压流体在足够压力的情况下被引入到液压缸内时, 撞锤 10 被升高到所需的 高程起始水平用于铸造过程, 其是当起始块处于模具台组件 110 内时的。
     对起始块 108 的降低是通过计量以预定速率来自缸的液压流体而完成的, 由此一 种预定且受控的速率降低了撞锤 106、 并且因此以降低了起始块。在此过程期间, 模具被可 控地冷却以帮助进行对出现的锭或坯料的凝固, 通常使用水冷却手段而实现。尽管本文中 所指的是使用液压缸, 本领域普通技术人员将会领会到存在着其它机构和方式可被运用来 降低所述压盘。
     存在着众多的模制和铸造技术适用于模具台中, 并且特别地不需要它们来实践本 发明的各种实施例, 因为它们是本领域普通技术人已知的。
     典型的模具台的上部侧在操作上连接到金属分配系统、 或与之交互作用。典型的 模具台也在操作上连接到其容纳着的模具。
     当使用一种连续铸造竖直模具时, 熔融金属在模具中被冷却并且当降低起始块基 座时从模具的下部端连续地出现。出现的坯料、 锭或其它构造旨在被充分地凝固从而使得 其维持着其所需的轮廓、 锥形或其它所需构造。 在一些铸造技术中, 可存在着一种介于出现 的凝固金属与可渗透环形壁之间的空气隙 ; 而在其他的铸造技术中, 可以使直接接触。在 这下面, 也存在着一种介于出现的凝固金属与模具及相关设备的下部之间的一种模具空气 腔。
     一旦完成了铸造, 则在此实例中的铸件、 坯料被从底部块移除掉。发明内容 在此过程中, 一般需要寻求从熔融金属分配系统传送到模具的熔融金属的一种较 为均匀的温度分布。 这就是本发明的某些实施例的目的, 即提供一种有所改进的机构、 方式 和 / 或手段以将熔融金属从熔融金属分配系统传送到模具腔。
     在熔融金属铸造过程中以及在本发明的某些实施例的目的中所需要的, 诸如在大 直径的坯料模具中, 是实现一种对过渡环进行对中或定心的有所改善的方式。 还需要的是、 以及本发明的目的是提供这样一种对过渡环进行对中或定心的方式 : 使得其在从作为铸造 过程的结果而发生的极大量热量的引入及去除过程中发生的碰撞和收缩期间, 过渡环保持 居中 / 处于中心。
     在熔融金属铸造中还需要追求对所谓的模具组件的 “孔长度” 进行优化, 并且本发 明的某些实施例的又一目的是提供一种孔长度变动系统用于一种模具组件, 其允许实现对 一种模具的孔长度的相对简单的改变。
     本发明的其他目的、 特征和优点将从形成了其一部分的说明书、 权利要求书及所 附附图中显而易见。 在执行本发明的目的的过程中, 应理解到 : 其实质性特征易受到设计及 结构布置中的改变所影响, 且在所附的附图中按需仅图示了一个实际的且优选的实施例。
     附图说明 在下面参考下列附图描述了本发明的优选实施例, 附图中 : 图 1 是一种现有技术的竖直铸造坑、 沉井和金属铸造设备的立视图 ; 图 2 是可运用在本发明的实施例中的一种槽组件的一个实例的透视图 ; 图 3 是可运用在本发明的实施例中的一种模具组件的一个实例的分解透视立视图 ; 图 4 是经装配的图 3 中图示出的示例性模具构造的立视截面图 ; 图 5 是源自图 4 的细节 5 ; 图 6 是如图 5 中所示的源自图 4 的同一细节 5, 只是其中间隔件板的厚度不同于图 5 所 示, 由此图示出了具有不同孔长度的相同模具 ; 图 7 是如图 5 中所示的源自图 4 的同一细节 5, 只是其中存在着具有相等厚度的两个间 隔件板, 由此图示出了具有不同孔长度的相同模具 ; 图 8 是源自图 5 的细节 8 ; 图 9 也是源自图 5 的细节 8 图 10 也是源自图 5 的细节 8, 只是其中示出了在铸造环的成角度表面上的半径 ; 图 11 也是源自图 5 的细节 8, 只是其中示出了在铸造环的成角度表面上的以及在过渡 板的成角度表面上的半径 ; 和 图 12 是一种竖直地位于在一种模具组件上方的一种槽组件的一个实例的立视图, 其 可运用在此发明的实施例中。
     具体实施方式
     在本发明中运用的许多紧固、 连接、 制造和其他器件和部件是在所描述的本发明 的领域中广泛已知并且使用的, 且他们的准确性质或类型不是本领域或科学中的技术人员 用于理解和使用本发明所必需的 ; 因此, 将不会在详尽细节方面讨论它们。此外, 用于本发 明的任何特定应用的在本文中所示出的或描述的多种部件可如本发明所预期那样被变动 或改变, 并且任何元件的实施例或特定应用的实践可以是由本领域或科学的技术人员或者 在本领域中已广泛公知的或使用的 ; 因此, 它们中的每个将不会在详尽细节方面加以讨论。
     如在本文中用在权利要求是中的术语 “一种” 以及 “所述” 被使用以顺应长期以来 存在的权利要求撰写实践、 且并不是作为限制。除非在本文中具体阐明, 术语 “一种” 以及 “所述” 不限于这些元件之一, 但替代地意思是 “至少一个” 。
     图 2 是可运用在本发明实施例中的一种槽组件的一个实例的透视图。图 2 图示了 熔融金属槽系统 150, 槽体 151 具有 : 熔融金属入口部分 151a ; 主体部分 151b ; 槽孔 160, 熔 融金属通过其流到一种模具组件 ; 熔融金属内槽 153, 以及在内壁部分 154 中的熔融金属孔 或门口 155 及 156, 并且熔融金属将会通过它们从内槽 153 穿过门口 155、 156 及其它、 并且 穿过槽孔 160 而流到模具组件。外槽壁 149(或外槽包容壁) 在外部侧上提供了对熔融金 属的包容, 且内槽壁 154 或屏障在内槽的内部侧上提供了包容和流动控制特征。经过门口 155 及 156 的金属流动是分别用箭头 170 和 171 代表的。尽管用数字标识了仅两个熔融金 属门口或孔 155 及 156, 但是示出了其它, 且运用于任何特定槽组件系统中的具体数目的门 口或孔可基于应用而被加以调整, 且不需要特定数目的门口或孔、 或门口的大小及构造以 实现本发明。门口区域的唇缘或下端也可针对所需的熔融金属流动特征而被变动, 或者可以有门口唇缘高度的变化以影响在一种给定应用中的熔融金属流动, 所有这些都在本发明 的预期设想内。
     图 2 还图示了内壁部分 154a、 154b、 154c、 154d、 154e 和 154f, 它们提供了内屏障用 于内槽 153 并且还限定了相应的熔融金属门口或孔。
     本领域的普通技术人员将会领会到, 本发明将会包括槽组件 150 的内壁 154 (内壁部 分 154a、 154b、 154c、 154d、 154e 和 154f 的组合) 内的熔融金属门口的不同构造、 大小及位置。 在本发明的某些实施例中理想的情况可以是 : 使得门口相对于内槽 153 具有不同高度。在本 发明的某些实施例中理想的情况也可以是 : 改变门口宽度或其它参数以调节流动特征, 并且 继而当熔融金属被传送通过槽孔 160 并进入模具时调节熔融金属的所需温度分布。 在某些实 施例中, 将需要的是 : 例如, 将门口构造成非对称的, 其中在槽的区域或一侧处存在着比另一 侧或区域更多的门口 (诸如在于槽入口 152 相对着的槽的那一侧上的较多的门口区域) 、 或者 那些门口可被定位得较高或较低, 或者通过改变尺寸 (唇缘的高度、 宽度或其它门口区域相关 的参数) 而为每个门口提供更多流动, 所有这些都属于本发明的预期设想内。
     在本发明的实施例或某些应用中, 理想情况将会是 : 适当地确定内部通道 153 相 对于门口的大小以实现穿过门口的较为均匀的流动。在本发明的某些实施例中, 实现在槽 系统的周缘附近的一种较为均匀的流动将会有助于在传送了熔融金属的模具区域中实现 较好的温度分布以及热量管理。在本发明的某些实施例中, 实现穿过门口的熔融金属的流 动的较高速率可以是理想的, 并且当熔融金属传送到模具组件区域时在熔融金属中实现了 较为优化的热量或温度分布, 所有这些都属于本发明的各方面的预期设想内。一般情况下 在模制中理想的是 : 当熔融金属传送到模具内并且当其凝固时, 实现熔融金属的一种较为 均一的热量及温度的分布, 其导致了较高品质或较优选的铸件。
     本槽组件和构造的实施例特别适于在大直径铸件模具中的应用, 诸如坯料模具。 尽管本文中所用的术语圆形和直径指的是在模具组件中的孔和铸件, 本领域的普通技术人 员也将会领会到 : 本发明不限于圆形截面模具、 或制造圆形截面铸件, 但替代地将会适用于 铸件的椭圆及其它几何形状和构造, 所有这些都属于本发明的预期设想内。
     图 3 是可运用在本发明的实施例中的一种模具组件的分解透视图。图 3 及更后面 的图例如图示了一种自定心过渡板构造, 其提供一种模具膨胀管理机构。图 3 图示了一种 熔融金属模具系统 200, 包括 : 保持环 201 ; 过渡板 202 ; 铸造环 204; 模具体 205, 其具有模 具体适配件 205a 用于将模具体紧固到其它部件上 ; 模具体坝墙 (dam) 206、 间隔件板 207 和 喷水环 208。
     将会从诸如图 2 中所示的槽系统这样的一种熔融金属分配设备穿过模具孔 210 接 收熔融金属, 并且在冷却过程期间, 熔融金属将会当其穿过图 3 中所示的模具组件的底部 位置或下部位置而出现时发生凝固。在启动期间, 一种起始块或头部定位在模具腔中以提 供铸件在其上发生凝固的底部表面。当熔融金属填充了模具腔并发生凝固时, 起始块被降 低, 并且凝固或部分地凝固的铸件从模具腔的底部出现。 该过程继续, 直至达到了所需的铸 件长度。
     本发明的实施例的一个方面在模具组件的某些部件上提供或赋予了一种偏压力 以维持过渡板 202 的自定心特征。在此发明的此实例中, O 形环 (诸如图 5 中的物件 233) 被 运用在过渡板 202 与保持环 201 之间以在过渡板 202 上抵靠着铸造环 204 赋予偏压力或定心力。理想的是维持住过渡板 202 相对于铸造环 204 的定位或定心以避免任何突起或非平 滑区域 (其中熔融金属可导致部件磨损或者发生比原本会发生的劣化快得多的劣化) 。过渡 板 202 上的偏压力 (在图 5 中用物件 237 图示出) 提供了一种自定心作用或特征, 并且在源 自添加和去除热量的膨胀和收缩期间可提供一种浮动或非固定的过渡板 202。
     尽管图 3 中所图示的本发明的实例示出了一种特定的组合和组装方法以及一定 的紧固件及连接件, 本领域普通技术人员将会领会到, 一定数目的如所示的将部件组装或 紧固到一起的不同方式中的任一个可被运用来仍实践本发明。
     图 4 是示例性模具构造或模具组件 250 构造的立视截面图, 也如图 3 所示。图 4 示出了一种模具组件 250, 其时如图 3 中的分解图中所示的经组装的版本。 图 4 示出了可运 用在本发明的实施例中的一种模具组件 250 的一种实例, 图示了保持环 201、 铸造环 204、 模 具体 205、 过渡板 202、 间隔件板 207 和喷水环 208。细节 5 中所示的部件被图示出并且在下 面的图 5 中更加全面加以描述。
     图 5 是源自图 4 的细节 5。图 5 是源自图 4 的一种截面细节视图并且图示出了保 持环 201、 铸造环 204、 过渡板 202、 模具腔 219、 模具体 205、 间隔件板 207、 喷水环 208、 带有 水坝墙 214 的水导管 213、 冲击水 216 从喷水环 208 出现以向一种移过模具的铸件提供水冷 却。 图 5 还图示了如何在压力下将 O 形环 233 定位在保持环 201 与过渡板 202 之间, 这继而将一种从过渡板 202 的成角度表面 202a 向下的压力赋予到位于铸造环 204 上的成 角度表面 204a 上, 如图所示以介于这两者之间的角度而实现。尽管铸造环上的成角度表面 204a 是成角度的, 也可运用一种半径来实现一种较好的定心表面来与过渡板的成角度表面 202a 交互作用。当保持环 201 被收紧并且模具被组装起来时, 这在过渡板 202 的成角度表 面 202a 与铸造环 204 的成角度表面 204a 之间施加一种压力。
     在本发明的实施例中, 过渡板 202 相对于铸造环 204 的组装, 特别是在大直径坯料 模具上的组装, 需要是相对精确的以提供必需的适配。 然而, 随着热的熔融金属的引入以及 随后去除所述金属而发生的热膨胀和收缩, 影响到了这种精确性。该膨胀系统也具有一种 自定心特征, 其中 : 当过渡板 202 安装时, 其对自身进行自定心, 这是由于成角度表面 202 上的成角度表面 202a 结合着铸造环 204 上的成角度表面 204a 的交互作用以适当地对其进 行安置。随后当利用 O 形环 233 将保持环 201 紧固在 O 形环 201 与过渡板 202 之间时, 这 给出了对过渡板 202 相对于铸造环 204 的一种相对精确且定心的组装、 并且使用 O 形环 233 将其置于压力之下, 或对该关系预加偏压以允许对过渡板 202 进行相对于铸造环 204 的连 续理想定位, 包括了在热膨胀和收缩期间进行。
     本领域的普通技术人员将会领会到, 尽管一种 O 形环 233 被运用在实施例的此实 例中, 但可运用其它机构来将过渡板 202 向下偏压在铸造环上, 诸如一种板簧或其它, 特别 地并不需要它们来实践此发明。
     图 5 也图示了在本行业中被称为的 “一种给定模具的孔长度 217” 。孔长度一般被 限定或标识为从在此类型应用中金属遇到铸造环 204 处的过渡部开始到发生了水冲击的 位置处 (如在支架 217 的下部点处所标示的) , 代表了孔长度。从喷水环 208 出现的冷却剂 或水 216 提供了第二参考点来测量孔长度 217, 即, 何处发生了水冲击。
     在不同的铸造速度情况下, 理想情况是对于特定铸造具有不同孔长度。在许多情
     况下, 必须使用不同模具来运用不同孔长度并且不同模具将会提供预先配置并且预先限 定的孔长度 (其不能利用现有的部件加以调整) 。然而, 本发明的各方面提供了多个待使用 的间隔件板 207, 每个具有不同厚度从而使得可利用一种较厚的间隔件板来取代间隔件板 207、 且由此影响到孔长度而不必改变整个模具用于一种给定的所需应用。 这是一种孔长度 调节系统。如下所示的图 6 示出了具有与插入在同一模具组件中的间隔件板 207(如图 5 所示) 相比不同厚度的一种间隔件板 235。不同大小的间隔件板由此提供了孔长度 218, 其 不同于或相异于如图 5 所示的孔长度 217。图 6 中的所有其他物件编号都与图 5 的物件编 号相类同, 且因此将会在此不重复。
     图 5 也示出了箭头 236, 其代表着跨越过渡板 202 到铸造环 204 的金属流动, 并且 其提供了导管, 在铸造过程期间, 油流经所述导管而被分配到铸造环、 并且被穿过铸造环而 提供给模具腔 219。箭头 236 示出了熔融金属朝着铸造环 204 的流动。喷水环螺栓 238 和 间隔件螺栓 239 被图示成将模具组件部件固定到一起。
     图 6 是源自图 4 的细节 6。图 6 是源自图 4 的截面细节视图, 并且图示出了保持环 201、 铸造环 204、 过渡板 202、 模具腔 219、 模具体 205、 间隔件板 235、 喷水环 208、 具有水坝 墙 214 的水导管 213、 从喷水环 208 出现的冲击水 216 以向移动穿过模具的一种铸件提供水 冷却。 图 6 还图示出如何在压力下将 O 形环 233 定位在保持环 201 与过渡板 202 之间, 并且过渡板 202 由此将偏压力从 O 形环传送到铸造环 204, 如图所示以介于该二者之间的 角度而实现。当保持环 201 被收紧并且模具被组装起来时, 其在过渡板 202 的成角度表面 202a 与铸造环 204 的成角度表面 204a 之间设置压力。
     在本发明的实施例中, 过渡板 202 相对于铸造环 204 的组装, 特别是在一种大直径 坯料模具上的组装, 需要是相对精确的以提供必需的适配。 然而, 随着热的熔融金属的引入 以及随后去除所述金属而发生的热膨胀和收缩, 影响到了这种精确性。该膨胀系统也具有 一种自定心特征, 其中 : 当过渡板 202 安装时, 其对自身进行自定心, 这是由于成角度表面 202 上的成角度表面 202a 结合着铸造环 204 上的成角度表面 204a 的交互作用以适当地对 其进行安置。随后当利用 O 形环 233 将保持环 201 紧固在 O 形环 201 与过渡板 202 之间时, 这给出了对过渡板 202 相对于铸造环 204 的一种相对精确且定心的组装。使用 O 形环 233 将其置于压力之下, 或对该关系预加偏压以允许对过渡板 202 进行相对于铸造环 204 的连 续理想定位, 始终准备用于热膨胀和收缩。
     本领域的普通技术人员将会领会到, 尽管一种 O 形环 233 被运用在实施例的此实 例中, 但可运用其它机构来将过渡板向下偏压在铸造环上, 诸如一种板簧或其它, 特别地并 不需要它们来实践此发明。
     图 6 也图示了在本行业中被称为的 “一种给定模具的孔长度 218” 。孔长度一般是 从在此类型应用中金属遇到铸造环 204 处的过渡部开始到发生了水冲击的位置处 (如在支 架 218 的下端处的点处所标示的) , 代表了孔长度。从喷水环 208 出现的水 216 提供了第二 参考点。
     在不同的铸造速度情况下, 理想情况是对于特定铸造具有不同孔长度。在许多情 况下, 必须使用具有一般不能被调整的预先配置并且预先限定的孔长度的一种不同模具。 然而, 本发明的各方面提供了多个待使用的间隔件板 (诸如物件 207 和 235) , 每个具有不同
     厚度从而使得可利用一种较厚的间隔件板 (诸如间隔件板 235) 来取代一个间隔件板 (诸如 间隔件板 207) 、 由此改变孔长度、 而不必改变整个模具用于一种给定的所需应用。 如下所示 的图 6 示出了具有与插入在同一模具中的间隔件板 207 相比不同厚度的一种间隔件板 235, 这提供了孔长度 218, 其不同于或相异于如图 5 所示的孔长度 217。图 6 中的所有其他物件 编号都与图 5 的物件编号相类同, 且因此将会在此不重复。
     在本发明的一种给定实施例中的孔长度的改变也可以是用一定数目的不同方式 中的一个或多个而实现的, 包括 : 提供一种不具有间隔板的模具组件, 并且随后添加一个或 更多个间隔件板来改变模具的孔长度 ; 或提供具有相等厚度的多个间隔件板, 其可被运用 来利用相同模具实现不同孔长度 (要么通过开始不具有间隔件板并添加一个或更多个间隔 件板实现 ; 或者通过以一个或更多个间隔件板开始且随后按需添加或移除间隔件板而实 现) ; 所有这些都属于本发明的不同实施例的预期设想内。
     图 6 也示出了箭头 236, 其代表着跨越过渡板 202 到铸造环 204 的熔融金属的流 动, 并且其提供了导管, 在铸造过程期间, 油流经所述导管而被分配到铸造环、 并且被穿过 铸造环而提供给模具腔 219。箭头 236 示出了熔融金属朝着铸造环 204 的流动。
     图 7 是如图 5 中所示的源自图 4 的同一细节 5, 只是其中存在着具有相等厚度的两 个间隔件板, 由此图示出了具有不同孔长度的相同模具。图 7 中的物件编号与图 6 中的类 同物件编号是一样的, 且添加了第一间隔件板 236 和第二间隔件板 237, 它们被图示为同样 厚度, 但也可以是具有相异的厚度的。
     图 8 是源自图 5 的一种细节截面视图 8, 并且图示了从过渡板 202 到铸造环 204 的 金属流动 236 和模具腔 219。 本领域的普通技术人员将会领会到, 油渗透穿过了在接触着向 下流动的熔融金属 236 的铸造环 204 的内表面处提供润滑的铸造环 204。
     图 8 图示了介于过渡板 202 与铸造环 204 之间的、 经由过渡板 202 的成角度表面 202a 与铸造环 204 的成角度表面 204a(它们在实施例中的本实例中都被图示成近似地或 相对地平坦的) 的界面。
     图 9 也是源自图 5 的细节 8, 只是其中示出了在铸造环 204 的成角度表面 204a 上 的半径 199。普通技术人员将会领会到, 铸造环 204 的成角度表面 204a 和过渡板 202 的成 角度表面 202a 都可包括一种半径 (如图 11 所示) , 或二者可以是一种平坦的成角度表面 (如 图 8 所示) , 或者也是这样的情况 : 过渡板 202 的成角度表面 202a 可包括一种半径 (如图 10 所示) , 诸如图示的物件 198, 其与轮廓大致平坦的铸造环 204 的成角度表面 204a 相结合。 应理解的是, 图 9 中的半径和图 10 中的半径可以是取决于应用或实施例的一定数目的不同 数值中的任一个, 且不需要它们中的任一个来实践此发明。图示的半径的数量被夸大以用 于图示目的, 且用于任何特定应用的所需半径则基于若干因素而变动 (诸如模具直径、 铸造 环构造和过渡板构造) 。所有其他类同编号的物件是与用于图 8 的编号相同的, 且因此将会 在此不重复。
     图 10 也是源自图 5 的细节 8, 只是其中示出了在过渡板 202 的成角度表面 202a 上 的半径 198。所有其他类同编号的物件是与用于图 8 的编号相同的, 且因此将会在此不重 复。
     图 11 也是源自图 5 的细节 8, 只是其中示出了在铸造环 204 的成角度表面上的半 径 199, 并且也示出了在过渡板 202 的成角度表面 202a 上的半径 198。所有其他类同编号的物件是与用于图 8 的编号相同的, 且因此将会在此不重复。
     图 12 是一种竖直地位于在一种模具组件上方的一种槽组件的一个实例的立视 图, 其可运用在此发明的实施例中。图 12 图示了熔融金属槽系统 150, 诸如如图所示的、 且 较为全面地在图 2 中描述为竖直地位于模具组件 250 上方的, 模具组件 250 正如在图 4 中 较为全面地描述的在起始处上方, 以及如箭头 163 所代表的在熔融金属槽系统 150 与模具 组件 250 之间的熔融金属的流动。可见到铸件 271 是从模具组件 250 下方出现的, 并且箭 头 272 标示着当熔融金属被提供给模具凝固剂时铸件逐渐地被降低, 由此形成了一种铸件 271, 其也可被称为一种坯料。
     图 12 图示了具有槽体入口部分 151a 和槽主体部分 151b 的槽体 151。槽门口或孔 157、 158 和 159 在图 12 中被图示出, 且熔融金属流动被箭头 175、 176 和 177 分别被标示为 通过相应的门口 157、 158 和 159。内槽 153 图示为在槽体 151b 内, 并且槽壁 154 被图示为 在熔融金属槽系统 150 中的孔 160 与内槽 153 之间 (如在其它图中所示) 。入口槽 152 被图 示为在槽体入口部分 151a 中。
     本领域普通技术人员将会领会到, 在具有可互换的间隔件板的系统中具有一种可 较为容易地更改的孔长度来实现用于一种给定模具的益处或潜在优点。 这例如可提供如下 益处 : 在铸造浇铸场 (casting house) 中较少模具, 或者通过对孔长度进行优化, 所产生的 铸件的品质将会较为容易地且有成本效益地有所改善。 尽管在关于本领域中的某些场合下如何限定孔长度可能有变动, 其一般被限定为 在熔融金属接触着铸造表面的点到水冲击在铸件上的位置处的下部唇缘之间的距离。 该距 离在模制过程中一般具有不同的分支 (ramification) 以及所产生的铸件, 并且在某些实施 例中, 水冲击距离确定了在朝着铸造环向上的多远距离处发生了熔融金属的凝固。通常情 况是, 铸造过程的目标是优化对于一种给定的铸造速度和模具组件而言的孔长度。这允许 将一个模具组件系统与多个间隔件板一起进行销售以向顾客提供灵活性和优化能力。
     在模具膨胀系统的实施例中, 过渡板或 “T 形板” (正如在本行业中经常所称的) 成 为浮动的, 其中, 其没有被锁定到一个位置, 因为其具有与铸造环上的一种相对着的成角度 表面交互作用的一种成角度表面, 并且其被收紧或被 T 形板上方的弹簧 (其在本公开中所 示的实施例中是一种 O 形环) 预加偏压。在一种圆形铸件构造中, 其中过渡板一般是圆形 的并且铸造环一般是圆形的, 向下偏压和对面的成角度表面的组合提供了一种自定心特征 或优点。未能具有一种良好地定心的过渡板导致了或可能导致 : 与如果过渡板被良好地 定心的情况相比, 则过渡板的一种暴露部分会更快地劣化, 并且一种劣化中的过渡板将会 影响到所产生的铸件或坯料上的表面品质。 这种膨胀系统不仅提供了一种较好的自定心机 构, 也因为过渡板处于来自 O 形环的恒定偏压或力下, 其提供了这样一种定心 : 在模具组件 由于熔融金属所引入的热量而发生热膨胀和收缩期间, 一般能维持住这样的定心。本发明 的各方面可有助于减少或避免在现有技术系统中本会发生的劣化。另外, 本领域的普通 技术人员将会领会到,用于施加一种偏压力的其它机构, 诸如弹簧或板簧, 可被用来替代 O 形环, 且特别地并不需要其中任一个来实践此发明。
     尽管本发明的各方面和实施例在大直径模具中有很好的应用, 但本发明或本发明 的不同方面不限于此。当使用术语 “大直径模具” 时, 它通常是指具有 20 或 21 英寸或者更 大直径的模具。
     本领域普通技术人员应该理解, 存在很多本发明的实施例, 并且可以使用元件和 部件的变型, 所有这些都在本发明的范围内。
     例如, 在一个实施例中, 用于铸造坯料形铸件的连续铸造熔融金属传送系统包括 : 熔融金属分配槽体, 包括外槽包容壁和同心地位于外槽包容壁内的内槽壁 ; 内槽壁包围着 并限定了一种坯料形熔融金属传送孔、 并且包括了在内槽壁周围的多个熔融金属门口, 所 述多个熔融金属门口配置成用来提供从内槽到传送孔的一种流动导管 ; 以及一种槽入口, 其在操作上连接到内槽并且被部署用来接收熔融金属且将其提供给槽体中的内槽。
     在本发明的另一实施例中, 提供了一种连续铸造熔融金属模具组件, 其包括一种 力偏置自定心过渡板系统, 包括 : 一种铸造环, 具有朝着铸造环的中心而向内成角度的一种 上部成角度表面 ; 一种过渡板, 具有径向向外地成角度的一种下部成角度表面, 并且配置成 用来与铸造环的上部成角度表面交界 ; 一种偏压力, 其被向下施加在过渡板上 ; 且其中铸 造环的上部成角度表面与过渡板的下部成角度表面的交互作用提供了相对于铸造环的一 种自定心过渡板。在此实施例中, 可按照一种与铸造环非固定的方式或浮动方式提供过渡 板来与铸造环交界。
     在本发明的另一实施例中, 提供了一种具有给定孔长度的连续铸造熔融金属模具 系统, 且其包括 : 一种具有一定孔长度的模具组件, 所述模具组件包括至少一个间隔件板, 其中所述至少一个间隔件板中的一个或多个被安装在一种过渡点与一种冲击区域之间, 由 此改变模具的孔长度。这提供了一种可变孔长度模具系统。 在本发明的又一个实施例中, 提供了一种用于铸造坯料形铸件的连续铸造熔融金 属系统, 其包括 : 一种熔融金属分配槽体, 包括一种外槽包容壁和一种同心地位于外槽包容 壁内的内槽壁, 内槽壁包围着并且限定了一种坯料形熔融金属传送孔、 并且包括了在内槽 壁周围的多个熔融金属门口, 所述多个熔融金属门口配置成用来提供从内槽到传送孔的一 种流动导管 ; 以及一种槽入口, 其在操作上连接到内槽并且被部署用来接收熔融金属且将 其提供给槽体中的内槽 ; 一种铸造环, 具有模具腔被设置用来从熔融金属分配槽体的熔融 金属传送孔接收熔融金属, 所述铸造环包括朝着铸造环的中心而向内成角度的一种上部成 角度表面 ; 一种过渡板, 具有径向向外地成角度的一种下部成角度表面, 并且配置成用来与 铸造环的上部成角度表面交界 ; 一种偏压力, 其被向下施加在过渡板上 ; 其中铸造环的上 部成角度表面与过渡板的下部成角度表面的交互作用, 与偏压力相结合, 提供相对于铸造 环的一种自定心过渡板 ; 还包括一种喷水环, 其被配置用来向模具腔提供冷却剂冲击 ; 且 其中介于过渡板与喷水环之间的一段距离限定了一种模具孔长度, 并且此外, 其中至少一 个间隔件板被安装在过渡板与喷水环之间, 所述至少一个间隔件板由此改变了模具的孔长 度。
    

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1、10申请公布号CN102137727A43申请公布日20110727CN102137727ACN102137727A21申请号200980133774922申请日2009082812/20237220080901USB22D11/04120060171申请人瓦格斯塔夫公司地址美国华盛顿州72发明人TA斯科特B蒂尔曼GP格里利74专利代理机构中国专利代理香港有限公司72001代理人彭武54发明名称连续铸造熔融金属的模具和铸造系统57摘要披露了一种连续铸造熔融金属模具和铸造系统,其可包括一种热量分布或温度管理系统用于坯料型模具,一种用于连续铸造模具的模具组件膨胀系统和/或一种可调节模具孔长度机构。。

2、30优先权数据85PCT申请进入国家阶段日2011030186PCT申请的申请数据PCT/US2009/0049002009082887PCT申请的公布数据WO2010/024921EN2010030451INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书9页附图12页CN102137733A1/1页21一种用于铸造坯料形铸件的连续铸造熔融金属传送系统,包括一种熔融金属分配槽体,包括一种外槽包容壁和一种同心地位于外槽包容壁内的内槽壁;内槽壁包围着并限定一种坯料形熔融金属传送孔、并且包括了在内槽壁周围的多个熔融金属门口,所述多个熔融金属门口配置成用来提供从内槽到传送孔。

3、的一种流动导管;以及一种槽入口,其在操作上连接到内槽并且被部署用来接收熔融金属且将其提供给槽体中的内槽。2一种连续铸造熔融金属模具组件,其提供了一种力偏置自定心过渡板系统,包括一种铸造环,具有朝着铸造环的中心而向内成角度的一种上部成角度表面;一种过渡板,具有径向向外地成角度的一种下部成角度表面,并且配置成用来与铸造环的上部成角度表面交界;一种偏压力,其被向下施加在过渡板上;并且其中铸造环的上部成角度表面与过渡板的下部成角度表面的交互作用与偏压力相结合,提供了相对于铸造环的一种自定心过渡板。3根据权利要求2所述的连续铸造熔融金属模具组件,并且其中所述过渡板以非固定的方式与所述铸造环交界。4一种连。

4、续铸造熔融金属模具系统,其提供一种可变孔长度,包括一种具有一定孔长度的模具组件,所述模具组件包括至少一个间隔件板,其中所述至少一个间隔件板中的一个或多个被安装在一种过渡点与一种冲击区域之间,由此改变模具的孔长度。5一种用于铸造坯料形铸件的连续铸造熔融金属系统,包括一种熔融金属分配槽体,包括一种外槽包容壁和一种同心地位于外槽包容壁内的内槽壁,内槽壁包围着并且限定了一种坯料形熔融金属传送孔、并且包括了在内槽壁周围的多个熔融金属门口,所述多个熔融金属门口配置成用来提供从内槽到传送孔的一种流动导管;以及一种槽入口,其在操作上连接到内槽并且被部署用来接收熔融金属且将其提供给槽体中的内槽;一种铸造环,具有。

5、模具腔被设置用来从熔融金属分配槽体的熔融金属传送孔接收熔融金属,所述铸造环包括朝着铸造环的中心而向内成角度的一种上部成角度表面;一种过渡板,具有径向向外地成角度的一种下部成角度表面,并且配置成用来与铸造环的上部成角度表面交界;一种偏压力,其被向下施加在过渡板上;其中铸造环的上部成角度表面与过渡板的下部成角度表面的交互作用,与偏压力相结合,提供相对于铸造环的一种自定心过渡板;还包括一种喷水环,其被配置用来向模具腔提供冷却剂冲击;且其中介于过渡板与喷水环之间的一段距离限定了一种模具孔长度,并且此外,其中至少一个间隔件板被安装在过渡板与喷水环之间,所述至少一个间隔件板由此改变了模具的孔长度。权利要求。

6、书CN102137727ACN102137733A1/9页3连续铸造熔融金属的模具和铸造系统0001相关申请的交叉引用本申请没有主张源于任何其它申请的优先权。技术领域0002本发明关于连续铸造熔融金属的模具和铸造系统,包括一种热量分布或温度管理系统或坯料型模具,一种用于连续铸造模具的膨胀系统以及一种可调节模具孔长度系统。背景技术0003金属锭、坯料及其它铸件可通过一种铸造过程而形成,在该铸造过程中运用了一种竖直取向的模具,其位于一种在金属铸造设施的地面水平以下的大型铸坑上方,尽管本发明也可被运用在水平模具中。竖直铸造模具的下部部件是一种起始块。当铸造过程开始时,起始块处于它们的最向上位置并且在。

7、模具中。当熔融金属被倾注入模具孔或腔并被冷却(通常由水冷却)时,起始块缓慢地由一种液压缸或其它装置以预定速率降下。当起始块被降低时,凝固态的金属或铝从模具和锭的底部出现/显露,其在本文中也可被称为铸件。0004尽管本发明一般而言适用于金属的铸造,包括但不限于铝、黄铜、铅、锌、镁、铜、钢,等等,所给出的实例以及所披露的优选实施例可针对铝,并且因而术语铝或熔融金属可始终被一致地使用,即便本发明一般较为适用于金属。0005尽管存在着多种方式用来实现并配置一种竖直铸造布置,图1图示了一个实例。在图1中,对铝进行竖直铸造一般发生在一种铸坑中在工厂地面的高程水平以下。直接位于铸坑地面101A以下的是一种沉。

8、井103,其中安置了用于液压缸的液压缸筒体102。0006如图1所示,一种典型的竖直铝铸造设备的下部部分的部件,图示成在铸坑101与沉井103内,是一种液压缸体筒体102、撞锤或夯106、一种安装基座壳体105、一种压盘107以及一种底部块108(也称为一种起始头部或起始块基座),所有这些都图示为在铸造设施地面104下方的高程处。0007安装基座壳体105安装到铸坑101的地面101A,其下方是沉井103。沉井103由其侧壁103B及其地面103A加以限定。0008图1中也示出了一种典型的模具台组件110,其可如图所示其顶部由液压缸111连接,液压缸111推动着模具台倾斜臂110A从而使得倾斜。

9、臂110A绕点112枢转,并且由此升高并旋转了主铸造框架(或砂箱)组件,如图1所示。也存在着模具台托架,其允许将模具台组件移至铸坑上方的铸造位置或从该铸造位置移动。0009图1还示出了与铸件113一起部分地下降到铸坑101内的起始块基座108以及压盘107(铸件113可以是一种锭或一种部分地形成的坯料)。铸件113在起始块基座108上,起始块基座108可包括一种起始头部或底部块,其常常(但不总是)承座在起始块基座108上,所有这些是在本领域现有技术中已知的并且因而不需要被示出或更详细描述。尽管术语起始块用于物件108,应注意到术语底部块和起始头部也用在此行业中以指代物件108,当铸造一种锭时通。

10、常使用底部块,并且当铸造一种坯料时通常使用起始头部。说明书CN102137727ACN102137733A2/9页40010尽管图1中的起始块基座108仅示出了一个起始块108和底座,通常存在着每个起始块基座上安装有一个的若干个起始块108及底座,其在铸造过程期间当起始块下降时,同时铸造了坯料、特别的锥体或构造、或锭。0011当液压流体在足够压力的情况下被引入到液压缸内时,撞锤10被升高到所需的高程起始水平用于铸造过程,其是当起始块处于模具台组件110内时的。0012对起始块108的降低是通过计量以预定速率来自缸的液压流体而完成的,由此一种预定且受控的速率降低了撞锤106、并且因此以降低了起始。

11、块。在此过程期间,模具被可控地冷却以帮助进行对出现的锭或坯料的凝固,通常使用水冷却手段而实现。尽管本文中所指的是使用液压缸,本领域普通技术人员将会领会到存在着其它机构和方式可被运用来降低所述压盘。0013存在着众多的模制和铸造技术适用于模具台中,并且特别地不需要它们来实践本发明的各种实施例,因为它们是本领域普通技术人已知的。0014典型的模具台的上部侧在操作上连接到金属分配系统、或与之交互作用。典型的模具台也在操作上连接到其容纳着的模具。0015当使用一种连续铸造竖直模具时,熔融金属在模具中被冷却并且当降低起始块基座时从模具的下部端连续地出现。出现的坯料、锭或其它构造旨在被充分地凝固从而使得其。

12、维持着其所需的轮廓、锥形或其它所需构造。在一些铸造技术中,可存在着一种介于出现的凝固金属与可渗透环形壁之间的空气隙;而在其他的铸造技术中,可以使直接接触。在这下面,也存在着一种介于出现的凝固金属与模具及相关设备的下部之间的一种模具空气腔。0016一旦完成了铸造,则在此实例中的铸件、坯料被从底部块移除掉。发明内容0017在此过程中,一般需要寻求从熔融金属分配系统传送到模具的熔融金属的一种较为均匀的温度分布。这就是本发明的某些实施例的目的,即提供一种有所改进的机构、方式和/或手段以将熔融金属从熔融金属分配系统传送到模具腔。0018在熔融金属铸造过程中以及在本发明的某些实施例的目的中所需要的,诸如在。

13、大直径的坯料模具中,是实现一种对过渡环进行对中或定心的有所改善的方式。还需要的是、以及本发明的目的是提供这样一种对过渡环进行对中或定心的方式使得其在从作为铸造过程的结果而发生的极大量热量的引入及去除过程中发生的碰撞和收缩期间,过渡环保持居中/处于中心。0019在熔融金属铸造中还需要追求对所谓的模具组件的“孔长度”进行优化,并且本发明的某些实施例的又一目的是提供一种孔长度变动系统用于一种模具组件,其允许实现对一种模具的孔长度的相对简单的改变。0020本发明的其他目的、特征和优点将从形成了其一部分的说明书、权利要求书及所附附图中显而易见。在执行本发明的目的的过程中,应理解到其实质性特征易受到设计及。

14、结构布置中的改变所影响,且在所附的附图中按需仅图示了一个实际的且优选的实施例。说明书CN102137727ACN102137733A3/9页5附图说明0021在下面参考下列附图描述了本发明的优选实施例,附图中图1是一种现有技术的竖直铸造坑、沉井和金属铸造设备的立视图;图2是可运用在本发明的实施例中的一种槽组件的一个实例的透视图;图3是可运用在本发明的实施例中的一种模具组件的一个实例的分解透视立视图;图4是经装配的图3中图示出的示例性模具构造的立视截面图;图5是源自图4的细节5;图6是如图5中所示的源自图4的同一细节5,只是其中间隔件板的厚度不同于图5所示,由此图示出了具有不同孔长度的相同模具;。

15、图7是如图5中所示的源自图4的同一细节5,只是其中存在着具有相等厚度的两个间隔件板,由此图示出了具有不同孔长度的相同模具;图8是源自图5的细节8;图9也是源自图5的细节8图10也是源自图5的细节8,只是其中示出了在铸造环的成角度表面上的半径;图11也是源自图5的细节8,只是其中示出了在铸造环的成角度表面上的以及在过渡板的成角度表面上的半径;和图12是一种竖直地位于在一种模具组件上方的一种槽组件的一个实例的立视图,其可运用在此发明的实施例中。具体实施方式0022在本发明中运用的许多紧固、连接、制造和其他器件和部件是在所描述的本发明的领域中广泛已知并且使用的,且他们的准确性质或类型不是本领域或科学。

16、中的技术人员用于理解和使用本发明所必需的;因此,将不会在详尽细节方面讨论它们。此外,用于本发明的任何特定应用的在本文中所示出的或描述的多种部件可如本发明所预期那样被变动或改变,并且任何元件的实施例或特定应用的实践可以是由本领域或科学的技术人员或者在本领域中已广泛公知的或使用的;因此,它们中的每个将不会在详尽细节方面加以讨论。0023如在本文中用在权利要求是中的术语“一种”以及“所述”被使用以顺应长期以来存在的权利要求撰写实践、且并不是作为限制。除非在本文中具体阐明,术语“一种”以及“所述”不限于这些元件之一,但替代地意思是“至少一个”。0024图2是可运用在本发明实施例中的一种槽组件的一个实例。

17、的透视图。图2图示了熔融金属槽系统150,槽体151具有熔融金属入口部分151A;主体部分151B;槽孔160,熔融金属通过其流到一种模具组件;熔融金属内槽153,以及在内壁部分154中的熔融金属孔或门口155及156,并且熔融金属将会通过它们从内槽153穿过门口155、156及其它、并且穿过槽孔160而流到模具组件。外槽壁149(或外槽包容壁)在外部侧上提供了对熔融金属的包容,且内槽壁154或屏障在内槽的内部侧上提供了包容和流动控制特征。经过门口155及156的金属流动是分别用箭头170和171代表的。尽管用数字标识了仅两个熔融金属门口或孔155及156,但是示出了其它,且运用于任何特定槽组。

18、件系统中的具体数目的门口或孔可基于应用而被加以调整,且不需要特定数目的门口或孔、或门口的大小及构造以实现本发明。门口区域的唇缘或下端也可针对所需的熔融金属流动特征而被变动,或者可说明书CN102137727ACN102137733A4/9页6以有门口唇缘高度的变化以影响在一种给定应用中的熔融金属流动,所有这些都在本发明的预期设想内。0025图2还图示了内壁部分154A、154B、154C、154D、154E和154F,它们提供了内屏障用于内槽153并且还限定了相应的熔融金属门口或孔。0026本领域的普通技术人员将会领会到,本发明将会包括槽组件150的内壁154(内壁部分154A、154B、15。

19、4C、154D、154E和154F的组合)内的熔融金属门口的不同构造、大小及位置。在本发明的某些实施例中理想的情况可以是使得门口相对于内槽153具有不同高度。在本发明的某些实施例中理想的情况也可以是改变门口宽度或其它参数以调节流动特征,并且继而当熔融金属被传送通过槽孔160并进入模具时调节熔融金属的所需温度分布。在某些实施例中,将需要的是例如,将门口构造成非对称的,其中在槽的区域或一侧处存在着比另一侧或区域更多的门口(诸如在于槽入口152相对着的槽的那一侧上的较多的门口区域)、或者那些门口可被定位得较高或较低,或者通过改变尺寸(唇缘的高度、宽度或其它门口区域相关的参数)而为每个门口提供更多流动。

20、,所有这些都属于本发明的预期设想内。0027在本发明的实施例或某些应用中,理想情况将会是适当地确定内部通道153相对于门口的大小以实现穿过门口的较为均匀的流动。在本发明的某些实施例中,实现在槽系统的周缘附近的一种较为均匀的流动将会有助于在传送了熔融金属的模具区域中实现较好的温度分布以及热量管理。在本发明的某些实施例中,实现穿过门口的熔融金属的流动的较高速率可以是理想的,并且当熔融金属传送到模具组件区域时在熔融金属中实现了较为优化的热量或温度分布,所有这些都属于本发明的各方面的预期设想内。一般情况下在模制中理想的是当熔融金属传送到模具内并且当其凝固时,实现熔融金属的一种较为均一的热量及温度的分布。

21、,其导致了较高品质或较优选的铸件。0028本槽组件和构造的实施例特别适于在大直径铸件模具中的应用,诸如坯料模具。尽管本文中所用的术语圆形和直径指的是在模具组件中的孔和铸件,本领域的普通技术人员也将会领会到本发明不限于圆形截面模具、或制造圆形截面铸件,但替代地将会适用于铸件的椭圆及其它几何形状和构造,所有这些都属于本发明的预期设想内。0029图3是可运用在本发明的实施例中的一种模具组件的分解透视图。图3及更后面的图例如图示了一种自定心过渡板构造,其提供一种模具膨胀管理机构。图3图示了一种熔融金属模具系统200,包括保持环201;过渡板202;铸造环204模具体205,其具有模具体适配件205A用。

22、于将模具体紧固到其它部件上;模具体坝墙(DAM)206、间隔件板207和喷水环208。0030将会从诸如图2中所示的槽系统这样的一种熔融金属分配设备穿过模具孔210接收熔融金属,并且在冷却过程期间,熔融金属将会当其穿过图3中所示的模具组件的底部位置或下部位置而出现时发生凝固。在启动期间,一种起始块或头部定位在模具腔中以提供铸件在其上发生凝固的底部表面。当熔融金属填充了模具腔并发生凝固时,起始块被降低,并且凝固或部分地凝固的铸件从模具腔的底部出现。该过程继续,直至达到了所需的铸件长度。0031本发明的实施例的一个方面在模具组件的某些部件上提供或赋予了一种偏压力以维持过渡板202的自定心特征。在此。

23、发明的此实例中,O形环(诸如图5中的物件233)被运用在过渡板202与保持环201之间以在过渡板202上抵靠着铸造环204赋予偏压力或定说明书CN102137727ACN102137733A5/9页7心力。理想的是维持住过渡板202相对于铸造环204的定位或定心以避免任何突起或非平滑区域(其中熔融金属可导致部件磨损或者发生比原本会发生的劣化快得多的劣化)。过渡板202上的偏压力(在图5中用物件237图示出)提供了一种自定心作用或特征,并且在源自添加和去除热量的膨胀和收缩期间可提供一种浮动或非固定的过渡板202。0032尽管图3中所图示的本发明的实例示出了一种特定的组合和组装方法以及一定的紧固件。

24、及连接件,本领域普通技术人员将会领会到,一定数目的如所示的将部件组装或紧固到一起的不同方式中的任一个可被运用来仍实践本发明。0033图4是示例性模具构造或模具组件250构造的立视截面图,也如图3所示。图4示出了一种模具组件250,其时如图3中的分解图中所示的经组装的版本。图4示出了可运用在本发明的实施例中的一种模具组件250的一种实例,图示了保持环201、铸造环204、模具体205、过渡板202、间隔件板207和喷水环208。细节5中所示的部件被图示出并且在下面的图5中更加全面加以描述。0034图5是源自图4的细节5。图5是源自图4的一种截面细节视图并且图示出了保持环201、铸造环204、过渡。

25、板202、模具腔219、模具体205、间隔件板207、喷水环208、带有水坝墙214的水导管213、冲击水216从喷水环208出现以向一种移过模具的铸件提供水冷却。0035图5还图示了如何在压力下将O形环233定位在保持环201与过渡板202之间,这继而将一种从过渡板202的成角度表面202A向下的压力赋予到位于铸造环204上的成角度表面204A上,如图所示以介于这两者之间的角度而实现。尽管铸造环上的成角度表面204A是成角度的,也可运用一种半径来实现一种较好的定心表面来与过渡板的成角度表面202A交互作用。当保持环201被收紧并且模具被组装起来时,这在过渡板202的成角度表面202A与铸造环。

26、204的成角度表面204A之间施加一种压力。0036在本发明的实施例中,过渡板202相对于铸造环204的组装,特别是在大直径坯料模具上的组装,需要是相对精确的以提供必需的适配。然而,随着热的熔融金属的引入以及随后去除所述金属而发生的热膨胀和收缩,影响到了这种精确性。该膨胀系统也具有一种自定心特征,其中当过渡板202安装时,其对自身进行自定心,这是由于成角度表面202上的成角度表面202A结合着铸造环204上的成角度表面204A的交互作用以适当地对其进行安置。随后当利用O形环233将保持环201紧固在O形环201与过渡板202之间时,这给出了对过渡板202相对于铸造环204的一种相对精确且定心的。

27、组装、并且使用O形环233将其置于压力之下,或对该关系预加偏压以允许对过渡板202进行相对于铸造环204的连续理想定位,包括了在热膨胀和收缩期间进行。0037本领域的普通技术人员将会领会到,尽管一种O形环233被运用在实施例的此实例中,但可运用其它机构来将过渡板202向下偏压在铸造环上,诸如一种板簧或其它,特别地并不需要它们来实践此发明。0038图5也图示了在本行业中被称为的“一种给定模具的孔长度217”。孔长度一般被限定或标识为从在此类型应用中金属遇到铸造环204处的过渡部开始到发生了水冲击的位置处(如在支架217的下部点处所标示的),代表了孔长度。从喷水环208出现的冷却剂或水216提供了。

28、第二参考点来测量孔长度217,即,何处发生了水冲击。0039在不同的铸造速度情况下,理想情况是对于特定铸造具有不同孔长度。在许多情说明书CN102137727ACN102137733A6/9页8况下,必须使用不同模具来运用不同孔长度并且不同模具将会提供预先配置并且预先限定的孔长度(其不能利用现有的部件加以调整)。然而,本发明的各方面提供了多个待使用的间隔件板207,每个具有不同厚度从而使得可利用一种较厚的间隔件板来取代间隔件板207、且由此影响到孔长度而不必改变整个模具用于一种给定的所需应用。这是一种孔长度调节系统。如下所示的图6示出了具有与插入在同一模具组件中的间隔件板207(如图5所示)相。

29、比不同厚度的一种间隔件板235。不同大小的间隔件板由此提供了孔长度218,其不同于或相异于如图5所示的孔长度217。图6中的所有其他物件编号都与图5的物件编号相类同,且因此将会在此不重复。0040图5也示出了箭头236,其代表着跨越过渡板202到铸造环204的金属流动,并且其提供了导管,在铸造过程期间,油流经所述导管而被分配到铸造环、并且被穿过铸造环而提供给模具腔219。箭头236示出了熔融金属朝着铸造环204的流动。喷水环螺栓238和间隔件螺栓239被图示成将模具组件部件固定到一起。0041图6是源自图4的细节6。图6是源自图4的截面细节视图,并且图示出了保持环201、铸造环204、过渡板2。

30、02、模具腔219、模具体205、间隔件板235、喷水环208、具有水坝墙214的水导管213、从喷水环208出现的冲击水216以向移动穿过模具的一种铸件提供水冷却。0042图6还图示出如何在压力下将O形环233定位在保持环201与过渡板202之间,并且过渡板202由此将偏压力从O形环传送到铸造环204,如图所示以介于该二者之间的角度而实现。当保持环201被收紧并且模具被组装起来时,其在过渡板202的成角度表面202A与铸造环204的成角度表面204A之间设置压力。0043在本发明的实施例中,过渡板202相对于铸造环204的组装,特别是在一种大直径坯料模具上的组装,需要是相对精确的以提供必需的。

31、适配。然而,随着热的熔融金属的引入以及随后去除所述金属而发生的热膨胀和收缩,影响到了这种精确性。该膨胀系统也具有一种自定心特征,其中当过渡板202安装时,其对自身进行自定心,这是由于成角度表面202上的成角度表面202A结合着铸造环204上的成角度表面204A的交互作用以适当地对其进行安置。随后当利用O形环233将保持环201紧固在O形环201与过渡板202之间时,这给出了对过渡板202相对于铸造环204的一种相对精确且定心的组装。使用O形环233将其置于压力之下,或对该关系预加偏压以允许对过渡板202进行相对于铸造环204的连续理想定位,始终准备用于热膨胀和收缩。0044本领域的普通技术人员。

32、将会领会到,尽管一种O形环233被运用在实施例的此实例中,但可运用其它机构来将过渡板向下偏压在铸造环上,诸如一种板簧或其它,特别地并不需要它们来实践此发明。0045图6也图示了在本行业中被称为的“一种给定模具的孔长度218”。孔长度一般是从在此类型应用中金属遇到铸造环204处的过渡部开始到发生了水冲击的位置处(如在支架218的下端处的点处所标示的),代表了孔长度。从喷水环208出现的水216提供了第二参考点。0046在不同的铸造速度情况下,理想情况是对于特定铸造具有不同孔长度。在许多情况下,必须使用具有一般不能被调整的预先配置并且预先限定的孔长度的一种不同模具。然而,本发明的各方面提供了多个待。

33、使用的间隔件板(诸如物件207和235),每个具有不同说明书CN102137727ACN102137733A7/9页9厚度从而使得可利用一种较厚的间隔件板(诸如间隔件板235)来取代一个间隔件板(诸如间隔件板207)、由此改变孔长度、而不必改变整个模具用于一种给定的所需应用。如下所示的图6示出了具有与插入在同一模具中的间隔件板207相比不同厚度的一种间隔件板235,这提供了孔长度218,其不同于或相异于如图5所示的孔长度217。图6中的所有其他物件编号都与图5的物件编号相类同,且因此将会在此不重复。0047在本发明的一种给定实施例中的孔长度的改变也可以是用一定数目的不同方式中的一个或多个而实现。

34、的,包括提供一种不具有间隔板的模具组件,并且随后添加一个或更多个间隔件板来改变模具的孔长度;或提供具有相等厚度的多个间隔件板,其可被运用来利用相同模具实现不同孔长度(要么通过开始不具有间隔件板并添加一个或更多个间隔件板实现;或者通过以一个或更多个间隔件板开始且随后按需添加或移除间隔件板而实现);所有这些都属于本发明的不同实施例的预期设想内。0048图6也示出了箭头236,其代表着跨越过渡板202到铸造环204的熔融金属的流动,并且其提供了导管,在铸造过程期间,油流经所述导管而被分配到铸造环、并且被穿过铸造环而提供给模具腔219。箭头236示出了熔融金属朝着铸造环204的流动。0049图7是如图。

35、5中所示的源自图4的同一细节5,只是其中存在着具有相等厚度的两个间隔件板,由此图示出了具有不同孔长度的相同模具。图7中的物件编号与图6中的类同物件编号是一样的,且添加了第一间隔件板236和第二间隔件板237,它们被图示为同样厚度,但也可以是具有相异的厚度的。0050图8是源自图5的一种细节截面视图8,并且图示了从过渡板202到铸造环204的金属流动236和模具腔219。本领域的普通技术人员将会领会到,油渗透穿过了在接触着向下流动的熔融金属236的铸造环204的内表面处提供润滑的铸造环204。0051图8图示了介于过渡板202与铸造环204之间的、经由过渡板202的成角度表面202A与铸造环20。

36、4的成角度表面204A(它们在实施例中的本实例中都被图示成近似地或相对地平坦的)的界面。0052图9也是源自图5的细节8,只是其中示出了在铸造环204的成角度表面204A上的半径199。普通技术人员将会领会到,铸造环204的成角度表面204A和过渡板202的成角度表面202A都可包括一种半径(如图11所示),或二者可以是一种平坦的成角度表面(如图8所示),或者也是这样的情况过渡板202的成角度表面202A可包括一种半径(如图10所示),诸如图示的物件198,其与轮廓大致平坦的铸造环204的成角度表面204A相结合。应理解的是,图9中的半径和图10中的半径可以是取决于应用或实施例的一定数目的不同。

37、数值中的任一个,且不需要它们中的任一个来实践此发明。图示的半径的数量被夸大以用于图示目的,且用于任何特定应用的所需半径则基于若干因素而变动(诸如模具直径、铸造环构造和过渡板构造)。所有其他类同编号的物件是与用于图8的编号相同的,且因此将会在此不重复。0053图10也是源自图5的细节8,只是其中示出了在过渡板202的成角度表面202A上的半径198。所有其他类同编号的物件是与用于图8的编号相同的,且因此将会在此不重复。0054图11也是源自图5的细节8,只是其中示出了在铸造环204的成角度表面上的半径199,并且也示出了在过渡板202的成角度表面202A上的半径198。所有其他类同编号说明书CN。

38、102137727ACN102137733A8/9页10的物件是与用于图8的编号相同的,且因此将会在此不重复。0055图12是一种竖直地位于在一种模具组件上方的一种槽组件的一个实例的立视图,其可运用在此发明的实施例中。图12图示了熔融金属槽系统150,诸如如图所示的、且较为全面地在图2中描述为竖直地位于模具组件250上方的,模具组件250正如在图4中较为全面地描述的在起始处上方,以及如箭头163所代表的在熔融金属槽系统150与模具组件250之间的熔融金属的流动。可见到铸件271是从模具组件250下方出现的,并且箭头272标示着当熔融金属被提供给模具凝固剂时铸件逐渐地被降低,由此形成了一种铸件2。

39、71,其也可被称为一种坯料。0056图12图示了具有槽体入口部分151A和槽主体部分151B的槽体151。槽门口或孔157、158和159在图12中被图示出,且熔融金属流动被箭头175、176和177分别被标示为通过相应的门口157、158和159。内槽153图示为在槽体151B内,并且槽壁154被图示为在熔融金属槽系统150中的孔160与内槽153之间(如在其它图中所示)。入口槽152被图示为在槽体入口部分151A中。0057本领域普通技术人员将会领会到,在具有可互换的间隔件板的系统中具有一种可较为容易地更改的孔长度来实现用于一种给定模具的益处或潜在优点。这例如可提供如下益处在铸造浇铸场(C。

40、ASTINGHOUSE)中较少模具,或者通过对孔长度进行优化,所产生的铸件的品质将会较为容易地且有成本效益地有所改善。0058尽管在关于本领域中的某些场合下如何限定孔长度可能有变动,其一般被限定为在熔融金属接触着铸造表面的点到水冲击在铸件上的位置处的下部唇缘之间的距离。该距离在模制过程中一般具有不同的分支(RAMIFICATION)以及所产生的铸件,并且在某些实施例中,水冲击距离确定了在朝着铸造环向上的多远距离处发生了熔融金属的凝固。通常情况是,铸造过程的目标是优化对于一种给定的铸造速度和模具组件而言的孔长度。这允许将一个模具组件系统与多个间隔件板一起进行销售以向顾客提供灵活性和优化能力。00。

41、59在模具膨胀系统的实施例中,过渡板或“T形板”(正如在本行业中经常所称的)成为浮动的,其中,其没有被锁定到一个位置,因为其具有与铸造环上的一种相对着的成角度表面交互作用的一种成角度表面,并且其被收紧或被T形板上方的弹簧(其在本公开中所示的实施例中是一种O形环)预加偏压。在一种圆形铸件构造中,其中过渡板一般是圆形的并且铸造环一般是圆形的,向下偏压和对面的成角度表面的组合提供了一种自定心特征或优点。未能具有一种良好地定心的过渡板导致了或可能导致与如果过渡板被良好地定心的情况相比,则过渡板的一种暴露部分会更快地劣化,并且一种劣化中的过渡板将会影响到所产生的铸件或坯料上的表面品质。这种膨胀系统不仅提。

42、供了一种较好的自定心机构,也因为过渡板处于来自O形环的恒定偏压或力下,其提供了这样一种定心在模具组件由于熔融金属所引入的热量而发生热膨胀和收缩期间,一般能维持住这样的定心。本发明的各方面可有助于减少或避免在现有技术系统中本会发生的劣化。另外,本领域的普通技术人员将会领会到,用于施加一种偏压力的其它机构,诸如弹簧或板簧,可被用来替代O形环,且特别地并不需要其中任一个来实践此发明。0060尽管本发明的各方面和实施例在大直径模具中有很好的应用,但本发明或本发明的不同方面不限于此。当使用术语“大直径模具”时,它通常是指具有20或21英寸或者更大直径的模具。说明书CN102137727ACN102137。

43、733A9/9页110061本领域普通技术人员应该理解,存在很多本发明的实施例,并且可以使用元件和部件的变型,所有这些都在本发明的范围内。0062例如,在一个实施例中,用于铸造坯料形铸件的连续铸造熔融金属传送系统包括熔融金属分配槽体,包括外槽包容壁和同心地位于外槽包容壁内的内槽壁;内槽壁包围着并限定了一种坯料形熔融金属传送孔、并且包括了在内槽壁周围的多个熔融金属门口,所述多个熔融金属门口配置成用来提供从内槽到传送孔的一种流动导管;以及一种槽入口,其在操作上连接到内槽并且被部署用来接收熔融金属且将其提供给槽体中的内槽。0063在本发明的另一实施例中,提供了一种连续铸造熔融金属模具组件,其包括一种。

44、力偏置自定心过渡板系统,包括一种铸造环,具有朝着铸造环的中心而向内成角度的一种上部成角度表面;一种过渡板,具有径向向外地成角度的一种下部成角度表面,并且配置成用来与铸造环的上部成角度表面交界;一种偏压力,其被向下施加在过渡板上;且其中铸造环的上部成角度表面与过渡板的下部成角度表面的交互作用提供了相对于铸造环的一种自定心过渡板。在此实施例中,可按照一种与铸造环非固定的方式或浮动方式提供过渡板来与铸造环交界。0064在本发明的另一实施例中,提供了一种具有给定孔长度的连续铸造熔融金属模具系统,且其包括一种具有一定孔长度的模具组件,所述模具组件包括至少一个间隔件板,其中所述至少一个间隔件板中的一个或多。

45、个被安装在一种过渡点与一种冲击区域之间,由此改变模具的孔长度。这提供了一种可变孔长度模具系统。0065在本发明的又一个实施例中,提供了一种用于铸造坯料形铸件的连续铸造熔融金属系统,其包括一种熔融金属分配槽体,包括一种外槽包容壁和一种同心地位于外槽包容壁内的内槽壁,内槽壁包围着并且限定了一种坯料形熔融金属传送孔、并且包括了在内槽壁周围的多个熔融金属门口,所述多个熔融金属门口配置成用来提供从内槽到传送孔的一种流动导管;以及一种槽入口,其在操作上连接到内槽并且被部署用来接收熔融金属且将其提供给槽体中的内槽;一种铸造环,具有模具腔被设置用来从熔融金属分配槽体的熔融金属传送孔接收熔融金属,所述铸造环包括。

46、朝着铸造环的中心而向内成角度的一种上部成角度表面;一种过渡板,具有径向向外地成角度的一种下部成角度表面,并且配置成用来与铸造环的上部成角度表面交界;一种偏压力,其被向下施加在过渡板上;其中铸造环的上部成角度表面与过渡板的下部成角度表面的交互作用,与偏压力相结合,提供相对于铸造环的一种自定心过渡板;还包括一种喷水环,其被配置用来向模具腔提供冷却剂冲击;且其中介于过渡板与喷水环之间的一段距离限定了一种模具孔长度,并且此外,其中至少一个间隔件板被安装在过渡板与喷水环之间,所述至少一个间隔件板由此改变了模具的孔长度。说明书CN102137727ACN102137733A1/12页12图1说明书附图CN。

47、102137727ACN102137733A2/12页13图2说明书附图CN102137727ACN102137733A3/12页14图3说明书附图CN102137727ACN102137733A4/12页15图4说明书附图CN102137727ACN102137733A5/12页16图5说明书附图CN102137727ACN102137733A6/12页17图6说明书附图CN102137727ACN102137733A7/12页18图7说明书附图CN102137727ACN102137733A8/12页19图8说明书附图CN102137727ACN102137733A9/12页20图9说明书附图CN102137727ACN102137733A10/12页21图10说明书附图CN102137727ACN102137733A11/12页22图11说明书附图CN102137727ACN102137733A12/12页23图12说明书附图CN102137727A。

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