用于長(zhǎng)錠鑄造的連續(xù)鑄造爐的制作方法
【專利摘要】本申請(qǐng)公開(kāi)了一種連續(xù)鑄造爐，配置成適于高效連續(xù)地鑄造包括鈦合金鑄錠之類的鑄錠。爐設(shè)置有內(nèi)部切割裝置以切割爐內(nèi)腔內(nèi)的鑄錠。通常，爐包括第一內(nèi)腔和退出腔，第一內(nèi)腔內(nèi)設(shè)有連續(xù)鑄造模具，退出腔可從第一內(nèi)腔分離以便當(dāng)?shù)谝磺皇覂?nèi)鑄造繼續(xù)時(shí)促進(jìn)成品錠從其退出。
【專利說(shuō)明】用于長(zhǎng)錠鑄造的連續(xù)鑄造爐
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般涉及鑄造(casting)金屬的爐及使用該爐的方法。尤其是，該爐構(gòu)造成適合于連續(xù)鑄造特別是諸如遇熱與氧反應(yīng)的鈦之類的金屬。具體地，該爐包括在爐內(nèi)切割金屬鑄件的切割裝置和便于鑄造工藝不停地進(jìn)行的退出腔。
【背景技術(shù)】
[0002]有許多連續(xù)鑄造爐的已知結(jié)構(gòu)。例如，授予Jackson等人的美國(guó)專利7，470, 305公開(kāi)了一種爐。該爐構(gòu)造成適于交替地從普通爐向兩個(gè)連續(xù)鑄造模具傾倒以交替形成鑄錠，其中使用兩個(gè)升降器以交替方式將鑄錠降至兩個(gè)單獨(dú)的退出腔?？蛇x擇性地將每個(gè)退出腔與設(shè)有爐和模具的熔化腔切斷。每個(gè)退出腔具有可打開(kāi)以允許各自的鑄錠移出的門。Jackson公開(kāi)的爐通過(guò)交替傾倒方式提供基本連續(xù)的鑄造。因此該爐需要兩個(gè)模具、每個(gè)模具的切割炬、兩個(gè)退出腔和兩個(gè)升降器。另外Jackson爐使用從退出腔向下大幅伸出的柱塞式升降器，因此其操作要求額外的垂直空間。
[0003]鈦和一些其它金屬具有遇熱與氧的強(qiáng)反應(yīng)性。因此，當(dāng)鑄造此類金屬時(shí)，要防止熱的鑄錠暴露在爐外空氣中。授予Jacques等人的美國(guó)專利7，484，549公開(kāi)了用于鑄造此類反應(yīng)金屬的連續(xù)鑄造爐。該連續(xù)鑄造爐利用鑄錠上的玻璃或其它覆蓋層，在熱鑄錠從爐腔內(nèi)出來(lái)后，保護(hù)熱鑄錠不暴露在氧氣中。盡管這樣的覆蓋層能阻止熱鑄錠暴露在氧氣中，但此方法要求用于涂覆玻璃覆蓋層和控制向鑄件恰當(dāng)涂覆覆蓋層的配置。另外，在某些情況下，可能要求生產(chǎn)在外周沒(méi)有玻璃或其它覆蓋層的鑄錠。
[0004]在本領(lǐng)域需要提供高效連續(xù)鑄造的成本較低的爐。本發(fā)明提供的爐排除了各種涉及諸如上述現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)和過(guò)程。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]一方面，本發(fā)明可提供連續(xù)鑄造爐，連續(xù)鑄造爐包括:爐內(nèi)室；連續(xù)鑄造模具，設(shè)置于爐內(nèi)腔并適于形成金屬鑄件；金屬鑄件通道，從模具延伸并適于允許金屬鑄件從模具向下游運(yùn)動(dòng)；以及切割裝置，設(shè)置于爐內(nèi)腔內(nèi)，鄰近金屬鑄件通道，并適于切割金屬鑄件。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0006]圖1為本發(fā)明的連續(xù)鑄造爐第一實(shí)施例的截面圖；
[0007]圖2與圖1類似，顯示了形成從模具延伸入上部腔室的輥軸單元的金屬鑄件的初期階段；
[0008]圖3與圖2類似并顯示了后續(xù)形成階段金屬鑄件從模具延伸穿過(guò)上腔的輥軸單元和切割單元進(jìn)入接收位置的下部退出腔室，并在切割單元被切割裝置切割；
[0009]圖4與圖3類似并顯示了金屬鑄件已在切割單元被切割以形成成品錠，成品錠已降入接收位置的下部退出腔室，且剩余的非成品錠從模具延伸穿過(guò)上部腔室的輥軸和切割單元；[0010]圖5與圖4類似并顯示了下部退出腔室已移至其退出位置且成品錠正從下部退出腔室退出；
[0011]圖6與圖3類似并顯示了連續(xù)鑄造爐的第二實(shí)施例與圖3在同一階段的操作；
[0012]圖7與圖6類似并顯示了爐的第二實(shí)施例，處于與圖4相同的階段；
[0013]圖8與圖7類似并顯示了爐的第二實(shí)施例，處于與圖5相同的階段。
【具體實(shí)施方式】
[0014]本發(fā)明的連續(xù)鑄造爐總體上由圖1中的I表示。爐I包括第一腔室(或稱上部腔室)2和位于第一腔室2下游的第二腔室(或稱下部腔室)4。隔離組件6設(shè)置于腔室2和4之間，位于或沿著第一腔室2的下游端8及位于或沿著第二腔室4的上游端10。在實(shí)施例中，下部腔室4相對(duì)于上部腔室2是可移動(dòng)的。
[0015]上部腔室2包括數(shù)個(gè)分腔或腔單元,這些分腔或腔單元包括有熔化分腔或腔單元
12、輥軸分腔或腔單元14及切割分腔或腔單元16。第一腔室2包括剛性的第一腔室壁(或稱上部腔室壁)18，剛性的輥軸分腔或腔單元壁24以及剛性的切割分腔或腔單元壁26，第一腔室壁(或稱上部腔室壁)18限定了上內(nèi)部腔室20，并包括剛性的熔化分腔或腔單元壁22。壁22限定了內(nèi)部熔化空間28，壁24限定了內(nèi)部輥軸空間30，壁24限定了內(nèi)部切割空間32。上部腔室壁18還包括第一(或上通道)壁34，第二 (或中間通道)壁36以及第三(或下通道)壁38。壁34、36及38通常為管狀。通常，空間20從熔化空間28頂端向相鄰的下通道壁36的底端延伸。
[0016]上通道壁34的上端或上游端剛性連接至熔化單元12的壁22的底端或下游端，上通道壁34的下端或下游端剛性連接至輥軸單元14的壁24的頂或上游端。同樣的，中間通道壁36的上部或上游端剛性連接至輥軸單元14的壁24的底端或下游端，并且中間通道壁36的下部或下游端剛性連接至切割單元16的壁26的頂端或上游端。下通道壁38的上部或上游端剛性連接至切割單元16的底端或下游端。下通道壁38向下延伸至下部或下游端。隔離組件6與下通道壁38的下端或下游端鄰接。
[0017]熔化單元壁22沿其底壁部分限定底部出口 40。底部出口 40與上通道壁34限定的通道的上端或上游端垂直對(duì)齊并流體連通。輥軸單元壁24沿其頂壁部分限定頂部入口42。頂部入口 42與上通道壁34限定的通道的下端或下游端垂直對(duì)齊并流體連通。輥軸單元壁24沿其底壁部分限定底部出口 44。底部出口 44與中間通道壁36限定的通道的上端或上游端垂直對(duì)齊并流體連通。切割單元壁26沿其頂壁部分限定頂部入口 46。頂部入口46與中間通道壁36限定的通道的下端或下游端垂直對(duì)齊并流體連通。切割單元壁26沿其底壁部分限定底部出口 48，底部出口 48與下通道壁38限定的通道的上端或上游端垂直對(duì)齊并流體連通。下通道壁38限定的通道設(shè)有底部出口 50。
[0018]空間20內(nèi)的環(huán)形上部或頂部擋件47安裝在與中間壁36的通道的下游端鄰近的切割單元16的壁26的上部或上游部分?？臻g20內(nèi)的環(huán)形下部或底部擋件49安裝在與下壁38的通道的上游端鄰近的切割單元16的壁26的下部或下游部分。擋件47及49均具有內(nèi)周，該內(nèi)周限定通過(guò)口。在爐I的鑄造操作期間，當(dāng)金屬鑄件向下移動(dòng)時(shí)金屬鑄件通過(guò)該通過(guò)口。每個(gè)內(nèi)周的尺寸和形狀均與模具54的內(nèi)周及在模具54內(nèi)成形的金屬鑄件的外周基本相同或可略大些。在擋件的內(nèi)周與金屬鑄件的外周相同的情況下，該擋件也可以稱為脫模鉗，因?yàn)楫?dāng)鑄件貫穿擋件/脫模鉗時(shí)，脫模鉗會(huì)嚙合金屬鑄件外周。例如，擋件47及49的內(nèi)周尺寸都可以設(shè)置為，當(dāng)金屬鑄件通過(guò)環(huán)形擋件被接收時(shí)，使擋件的內(nèi)周沒(méi)有部位與金屬鑄件外周表面有大于1/16，1/8或1/4英寸(約0.159，0.3175或0.635cm)的常規(guī)距離的間隔。這樣，例如金屬鑄件或鑄錠為圓柱體時(shí)，環(huán)形擋件47或49的內(nèi)徑可以限定為與模具54的內(nèi)徑和金屬鑄件的外徑相同，或僅比模具54的內(nèi)徑及金屬鑄件的外徑大不超過(guò)1/8，1/4或1/2英寸(約0.3175，0.635或1.27cm)。例如，擋件47及49均可以是高溫可壓縮密封或包裝的形式，金屬葉片的形式或其它合適的形式。
[0019]爐I還包括位于熔化單元12的內(nèi)部空間28內(nèi)的限定了熔化腔的主爐或熔化爐52，具有內(nèi)周以限定從其頂部向其底部延伸的貫通鑄造腔的連續(xù)鑄造模具54，熔化爐熱源56及模具熱源58。爐52通常為水冷式，并且通常通過(guò)爐52的溢流與模具54的頂部流體連通。盡管其它的熱源可以在適當(dāng)?shù)臈l件下應(yīng)用，但熱源56和58通常采用等離子體焰炬。在實(shí)施例中，爐焰炬56正好設(shè)置在爐52限定的熔化腔上方，且模具焰炬58正好設(shè)置在模具54限定的模具腔上方。
[0020]幾組上鑄錠輥軸60可旋轉(zhuǎn)地安裝在輥軸單元14的空間30內(nèi)的壁24上，并形成上金屬鑄件或鑄錠的提升或下降裝置。每組包括一對(duì)輥軸60，每對(duì)輥軸60滾動(dòng)嚙合金屬鑄件的外周，并且當(dāng)金屬鑄件從單元14內(nèi)的模具54向下運(yùn)動(dòng)時(shí)將金屬鑄件夾持于其間。刀具或切割裝置62設(shè)置在切割單元16的空間32內(nèi)。在實(shí)施例中，金屬鑄件切割裝置62通常為具有框架及可活動(dòng)地安裝在框架上的剛性切割元件63的物理或機(jī)械刀具。例如，切割裝置62可以為剪切式刀具或摩擦切割機(jī)，剪切式刀具的切割元件為剛性剪切元件形式，砂輪切割機(jī)通常具有切割砂輪或葉片形式的切割元件，該切割砂輪或葉片轉(zhuǎn)動(dòng)安裝或以來(lái)回?cái)[動(dòng)的方式移動(dòng)。就使用等離子體焰炬和/或遇熱與氧反應(yīng)的鑄造金屬來(lái)說(shuō)，當(dāng)需要熔爐內(nèi)的空氣為惰性時(shí)，切割裝置將不采用使用氧氣的切割焰炬。此外，爐內(nèi)的空氣通常應(yīng)當(dāng)沒(méi)有水，因此切割裝置通常不使用噴水器。鑄錠切割裝置62也可以包括惰性氣氛內(nèi)的等離子焰炬切割裝置，當(dāng)?shù)入x子體焰炬點(diǎn)燃時(shí)，切割元件63為等離子體羽。
[0021]切割單元16的空間32內(nèi)也可設(shè)置一個(gè)或多個(gè)夾持組件。在實(shí)施例中，上夾持組件55A安裝在切割單元16內(nèi)，鄰近并位于切割裝置62上游或高于切割裝置62，而下夾持組件55B也安裝在切割單元16內(nèi)，鄰近并位于切割裝置62下游或低于切割裝置62。每個(gè)夾持組件55包括兩個(gè)或兩個(gè)以上在夾持與非夾持位置間可動(dòng)的夾持元件57。圖1、圖2、圖4和圖5顯示了非夾持位置，而圖3顯示了夾持位置。夾持組件55可以為具有多種類型的固定中心架。夾持組件可由任何合適的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)。在實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以通過(guò)液壓使夾持元件57在他們的夾持和非夾持位置間移動(dòng)。液壓驅(qū)動(dòng)夾持機(jī)構(gòu)其中的一個(gè)例子是有時(shí)被稱為液壓龍蝦爪，液壓龍蝦爪包括樞轉(zhuǎn)安裝以在夾持和非夾持位置移動(dòng)的一對(duì)爪或夾持元件。但是，夾持元件57例如也可以在夾持和非夾持位置間直線運(yùn)動(dòng)。
[0022]溫度控制組件或單元59也可設(shè)置在切割單元16的空間32內(nèi)。單元59可包括加熱裝置和冷卻裝置中的一個(gè)或兩個(gè)。單元59可具有環(huán)形結(jié)構(gòu)，當(dāng)金屬鑄件在鑄造過(guò)程中穿過(guò)單元59時(shí),單元59圍繞金屬鑄件。單元59的加熱裝置可包括感應(yīng)線圈，該感應(yīng)線圈圍繞金屬鑄件及金屬鑄件所通過(guò)的通道。加熱裝置也可包括電阻加熱元件，電阻加熱元件圍繞金屬鑄件或金屬鑄件通過(guò)的通道或者通常與金屬鑄件或金屬鑄件通過(guò)的通道隔開(kāi)。單元59的冷卻裝置可以為惰性氣體冷卻裝置，惰性氣體冷卻裝置沿著切割單元16的空間32內(nèi)的金屬鑄件外周提供或吹入惰性氣體。例如，惰性氣體冷卻裝置可包括冷卻環(huán)或環(huán)形管。當(dāng)金屬鑄件經(jīng)過(guò)管和金屬鑄件經(jīng)過(guò)的通道被接收時(shí)，冷卻環(huán)或環(huán)形管包圍金屬鑄件。環(huán)形管由多個(gè)呈放射狀向內(nèi)指向金屬鑄件外周的出口或噴嘴組成。冷卻裝置可由惰性氣體線路61供給，惰性氣體線路從噴頭組件或環(huán)形管(圖中一般性地標(biāo)號(hào)59)延伸至惰性氣體源之一，如示出的下游氣體源78。風(fēng)機(jī)提供為鄰近氣源78或在別處以從氣源78通過(guò)線路61向單元59的冷卻裝置或組件吹送惰性氣體。惰性氣體源78、風(fēng)機(jī)、惰性氣體線路61、噴頭組件或冷卻環(huán)以及金屬鑄件通道或臨近出口或噴頭的空間32的一部分均相互流體連通。
[0023]隔離組件6包括第一(或上部)隔離閥64和位于上閥64正下方和下游的第二(或下部)隔離閥66。閥64和66均具有開(kāi)啟和關(guān)閉位置。尤其是，每個(gè)閥64具有帶有密封的門65，在關(guān)閉位置(圖4、5)提供氣密的或基本氣密的密封穿過(guò)下壁38的通道，在開(kāi)啟位置(圖1-3)破壞相應(yīng)的氣密密封并通過(guò)上部腔室2與下部腔室4之間的下通道壁38的通道連通。閥64和閥66可獨(dú)自操作以使它們各自的門在開(kāi)啟位置和關(guān)閉位置間移動(dòng)。
[0024]下部腔室4包括下部腔室壁68，下部腔室壁68通常為圓柱管式并限定下部腔室鑄錠接收內(nèi)部空間或腔室70。內(nèi)部的腔室70具有位于或臨近壁68頂部和下隔離閥66的頂部入口 72。入口 72通常由處于開(kāi)啟位置的下閥66限定。多組下鑄錠輥71可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在下部腔室4的空間70內(nèi)的壁68上并形成下金屬鑄件或鑄錠提升或下降裝置，也可作為金屬鑄件或鑄錠退出裝置或作為此退出裝置的一部分。每組輥軸包括一對(duì)輥軸71，當(dāng)金屬鑄件在下部腔室4內(nèi)向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，該對(duì)輥軸71滾動(dòng)地嚙合金屬鑄件外周并夾持二者間的金屬鑄件。下部的腔室4在圖1-4顯示的結(jié)合或相連鑄錠接收位置與圖5中實(shí)線所示的分離或斷開(kāi)鑄錠退出位置間是可活動(dòng)的。在鑄錠接收位置，下部腔室4的上端10連接或固定至上部腔室2的下端，上入口 72垂直對(duì)齊下出口 50以使上部?jī)?nèi)部腔室20和下部?jī)?nèi)部腔室70相互流體連通，并使內(nèi)部腔室70配置為通過(guò)開(kāi)口 50，72接收來(lái)自上內(nèi)部腔室20的鑄錠。在實(shí)施例中，下部腔室4通過(guò)下部腔室升降器69或驅(qū)動(dòng)裝置可垂直運(yùn)動(dòng)，下部腔室升降器69或驅(qū)動(dòng)裝置可以以下述形式或包括任何合適方式的升降器以與輥軸71及安裝于其上的其它相應(yīng)部件一起升起或降低腔室4和成品錠(下文進(jìn)一步討論)(當(dāng)腔室4內(nèi)有成品錠時(shí))。升降器69有升起位置和降下位置。下部腔室4安裝在升降器69上或由其支撐。因此，升降器69可操作連接至腔室4并配置成使腔室4在圖1-4所示的當(dāng)升降器69在升起位置時(shí)的結(jié)合或連接鑄錠接收位置與圖5中虛線所示的當(dāng)升降器69在降下位置時(shí)的分離或斷開(kāi)鑄錠退出位置間運(yùn)動(dòng)。非退出位置也可稱為第一分離或斷開(kāi)位置或多個(gè)分離或斷開(kāi)位置之一。[0025]下部腔室4臨近其下端處樞轉(zhuǎn)地安裝在樞轉(zhuǎn)軸74上，以在圖5中虛線所示的第一斷開(kāi)位置和圖5中實(shí)線所示的鑄錠退出位置間運(yùn)動(dòng)。該退出位置也稱為第二分離或斷開(kāi)位置或多個(gè)分離或斷開(kāi)位置中的另一個(gè)。在斷開(kāi)非退出位置，下部腔室4的上端或上游端10和下閥66與上部腔室2的壁38的下端或下游端8及隔離組件6的上隔離閥64斷開(kāi)且相鄰。在斷開(kāi)退出位置，下部腔室4的上端或上游端10與上部腔室2的壁38下端或下游端8及上閥64斷開(kāi)并遠(yuǎn)離。由于下部腔室4頂部至上部腔室2底部沒(méi)有足夠的空間容納成品錠，在斷開(kāi)非退出位置，成品錠不能從下部的腔室70退出進(jìn)入外部大氣中。在斷開(kāi)退出位置，成品錠可以從下部的腔室70退出進(jìn)入外部大氣中。在退出位置，頂部入口 72作為成品錠從下部腔室4退出或移出的出口。[0026]升降器69也可以為驅(qū)動(dòng)裝置或包括驅(qū)動(dòng)裝置。驅(qū)動(dòng)裝置可操作連接至下部腔室4以使下部腔室4在降下非退出位置和退出位置間樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。例如，升降器69可以為液壓或氣動(dòng)操作，或使用液壓或氣動(dòng)馬達(dá)，或可使用電動(dòng)機(jī)用于提升或樞轉(zhuǎn)。升降器69可包括螺旋升降結(jié)構(gòu)、齒條和齒輪、剪形千斤頂或其它本領(lǐng)域已知的適于此目的的升降器。例如，驅(qū)動(dòng)裝置也可包括旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)以驅(qū)動(dòng)腔室4的轉(zhuǎn)動(dòng)或樞轉(zhuǎn)。盡管升降器69顯示為同時(shí)適于升降和驅(qū)動(dòng)下部腔室4在非退出和退出位置間往復(fù)的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的一個(gè)單元或組件，但可以使用與升降器69分開(kāi)的驅(qū)動(dòng)裝置來(lái)驅(qū)動(dòng)該樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
[0027]爐I限定金屬鑄件通道73，金屬鑄件通道73從模具54底部向下延伸穿過(guò)熔化空間28的一部分、上通道壁34的上通道、輥軸空間30、中間通道壁36的中間通道、切割空間32、下通道壁38的下通道及下部腔室4的內(nèi)部腔室70。在實(shí)施例中，通道73是直的垂直通道，從上部腔室2的熔化單元12直線向下延伸至下部腔室4內(nèi)以鄰近內(nèi)部腔室70的下端及壁68。金屬鑄件通道73具有與鑄造過(guò)程中在模具54內(nèi)鑄造并從模具54向下延伸的金屬鑄件相同的截面形狀和大小。在給定組中每對(duì)上輥軸60位于通道73的相對(duì)側(cè)面以使與彼此相對(duì)并與通道73相對(duì)的上輥軸60的圓形外周面緊靠通道73。同樣地，在給定組中的每對(duì)下輥軸71位于通道的對(duì)面以使彼此相對(duì)的下輥軸71的圓形外周面緊靠通道73。切割裝置62的切割元件63 (如剪切元件或磨切元件/刀片)可移至通道73內(nèi)和從通道73離開(kāi)。圖3中切割元件63顯示為在通道73內(nèi)，其它圖中顯示的切割元件63在通道73外。隔離閥64、66的門65類似地可移動(dòng)至通道73內(nèi)和從通道73離開(kāi)以使每個(gè)門65在關(guān)閉位置(圖4、5)位于通道73內(nèi)，在開(kāi)啟位置(圖1-3)位于通道73外。
[0028]擋件47和49內(nèi)周的大小和形狀上文中均已做進(jìn)一步討論。因此更值得注意的是，這些擋件中每個(gè)的內(nèi)周形狀可與通道73的外周形狀相同，同時(shí)每個(gè)的內(nèi)周尺寸可與通道73的外周尺寸相同或略大于通道73的外周尺寸。因此，當(dāng)給出的擋件內(nèi)周大于通道73的外周時(shí)，該尺寸相對(duì)于通道73的外周可屬于同一范圍，類似于上文討論的模具54的內(nèi)周和金屬鑄件的外周的情況。當(dāng)夾持組件55處于夾持位置時(shí)，夾持元件57的夾持面緊靠通道63外周，而當(dāng)夾持組件55處于非夾持位置時(shí)，這些夾持面與通道73的外周有間隔。
[0029]爐I還包括一個(gè)或多個(gè)真空泵76及惰性氣源78，惰性氣源78分別通過(guò)相配的真空線80及回填線82與下部的內(nèi)部腔室70及上部的內(nèi)部腔室20流體連通。因此，一條真空線80的一端連接至泵76之一，相對(duì)端連接至上部腔室壁18。另一條真空線80的一端連接至泵76之一，相對(duì)端連接至下部腔室壁68。同樣的，一條回填線82的一端連接至氣源78之一，相對(duì)端連接至上部腔室壁18。另一條回填線82的一端連接至氣源78之一，相對(duì)端連接至下部腔室壁68。
[0030]運(yùn)轉(zhuǎn)中，爐I可用于連續(xù)鑄造任何種類的金屬以形成金屬鑄錠，金屬鑄錠被切割以形成成品錠。爐I尤其適用鑄造鈦合金鑄錠或其它遇熱與氧反應(yīng)的金屬。爐I可用于形成具有任何選定的截面形狀和大小的鑄錠，鑄錠由模具54的內(nèi)周形狀和大小限定。通常將鑄錠鑄造成直徑約為5英寸(S卩12.7cm)的圓柱體形式。但在許多情況下，需要較小直徑的鑄錠，以生產(chǎn)原鑄直徑尺寸的鑄錠，而不需要在交付給特定客戶前再進(jìn)行減小直徑的后續(xù)改造過(guò)程。
[0031]在實(shí)施例中，爐I的上部腔室2和下部腔室4在惰性氣氛中操作。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，在實(shí)施例中，惰性氣氛在此被定義為基本上全部是或只是惰性氣體的氣氛，因而基本沒(méi)有氧氣、氮?dú)饧俺栊詺怏w之外的所有氣體。首先，隔離閥64和66通常位于它們的開(kāi)啟位置并且下部腔室4位于它的接收位置以使腔室2和4密封連接，以便內(nèi)部腔室20和70相互流體連通并一起形成與腔室2和4外面的外部大氣隔絕密封的單一爐內(nèi)腔。在這個(gè)初始狀態(tài)中，操作一個(gè)或多個(gè)真空泵76對(duì)爐內(nèi)腔抽真空，從而通過(guò)管線80除去全部或基本上全部的空氣以使該內(nèi)腔處于真空。然后這個(gè)單一爐內(nèi)腔通過(guò)一個(gè)或多個(gè)管線82從一個(gè)或多個(gè)氣源78回填惰性氣體，通常是氦氣或氬氣。
[0032]使用標(biāo)準(zhǔn)的供給機(jī)構(gòu)(未示出)向水冷爐52供給待熔化的固態(tài)金屬。在惰性氣氛中點(diǎn)燃爐焰炬56 (圖2)加熱并熔化金屬以在爐52的熔化腔內(nèi)形成金屬熔液83。然后將金屬熔液83從爐52倒入起動(dòng)樁(starter stub)(未示出)頂部的模具54頂端，以開(kāi)始形成金屬鑄件84。模具焰炬58也被點(diǎn)燃(圖2)，以在金屬上方向模具54提供熱量以控制水冷模具54內(nèi)金屬熔液的凝固速率。金屬鑄件84最初隨著輥軸60降低(圖2中箭頭A)。尤其是每對(duì)輥軸60將金屬鑄件84夾持于其間，并由驅(qū)動(dòng)裝置以需要的可控速度驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)(由相應(yīng)的箭頭所示)，以使金屬鑄件84以相應(yīng)的可控速度下降。幾對(duì)輥軸60通過(guò)它們的夾持功能使熱的金屬鑄件84隨著冷卻保持為直的。因此，輥軸60作為金屬鑄件或鑄錠提升器或降下鑄件84的下降裝置。
[0033]金屬熔液83連續(xù)不斷地倒到正在形成中的金屬鑄件84頂上并在連續(xù)不斷的下降過(guò)程中凝固以使金屬鑄件84的長(zhǎng)度逐漸增加。鑄件84的部分沿通道73從模具54向下游運(yùn)動(dòng)穿過(guò)熔化單元12的下部、上壁34的通道、輥軸單元14、中間壁36的通道、擋件47、切割單元16、擋件49、下壁38的通道、開(kāi)啟的隔離閥64和66以及下部腔室4。隨著鑄件84向下游運(yùn)動(dòng)，鑄件84的外周可以沿著此外周和每個(gè)擋件內(nèi)周間的分別連續(xù)的環(huán)形界面滑動(dòng)地嚙合擋件47和49的內(nèi)周(圖4、圖5)，或可穿入并臨近每個(gè)擋件47，49的內(nèi)周而不接觸這些內(nèi)周。隨著鑄件84移入下部腔室4，下輥71隨其轉(zhuǎn)動(dòng)(圖4中箭頭)與鑄件84的外周滾動(dòng)哨合。和棍軸60 —樣,每對(duì)棍軸71將金屬鑄件84夾持于其間。棍軸71的轉(zhuǎn)動(dòng)可由驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)，也可為惰輥及被動(dòng)輥，即，隨著鑄件84向下運(yùn)動(dòng)，僅通過(guò)與鑄件84外周的接觸被驅(qū)動(dòng)。在驅(qū)動(dòng)輥軸71時(shí)，控制輥軸71的轉(zhuǎn)速以配合輥軸60的轉(zhuǎn)速，以便提供鑄件84向下游方運(yùn)動(dòng)的相關(guān)速度。
[0034]最后，鑄件84足夠長(zhǎng)并下降到足夠低，以便鑄件84的下端向下穿過(guò)開(kāi)啟的隔離閥64和66以及開(kāi)口 50和72進(jìn)入下部腔室4 (圖3)至一個(gè)高度，在此高度，鑄件84的下端和切割元件63限定了其間的成品錠所要求的長(zhǎng)度。這時(shí)候，通常停止輥軸60和71的轉(zhuǎn)動(dòng)以停止鑄件84的下降運(yùn)動(dòng)。操作夾持組件55以將夾持元件57從非夾持位置移動(dòng)到夾持位置，以使上組件55A的夾持元件牢固地夾住高于切割裝置或位于切割裝置62上游的金屬鑄件84的外周，且下組件55B的夾持元件57夾住位于切割裝置62下游或低于切割裝置62的金屬鑄件84的外周。當(dāng)鑄件84被夾持并靜止時(shí)，操作切割裝置62通常沿大致水平的面切割鑄件84以形成下金屬鑄件或成品鑄件86。成品鑄件86與上金屬鑄件或非成品鑄件88分離并低于上金屬鑄件或非成品鑄件88，非成品鑄件88為金屬鑄件84的剩余部分，它在通道83上部長(zhǎng)度內(nèi)從模具54向下延伸至切割裝置62處新形成的底部。特別是，切割裝置62的切割元件63從鑄件通道73外的非切割位置(圖2)移動(dòng)到通道73內(nèi)的切割位置(圖3)。當(dāng)鑄件84停止且切割裝置62切斷鑄件84時(shí)，擋件47和49的每個(gè)均沿著每個(gè)擋件和鑄件84外周間的連續(xù)的環(huán)形界面保持接觸或臨近所述外周。切割過(guò)程中，切割裝置62產(chǎn)生切屑90和灰塵92。切屑90從切割裝置62落下，而灰塵92可能會(huì)落下或在切割單元16的空間32內(nèi)的惰性氣氛中漂浮。切屑90通常為顆粒物的形式，多半金屬顆粒來(lái)自金屬鑄件84。
[0035]根據(jù)不同的情況，如使用的切割裝置類型和形成的鑄錠類型，可操作溫度控制裝置加熱或冷卻位于切割裝置62鄰近區(qū)域內(nèi)的金屬鑄件84。想要冷卻鄰近切割裝置62的鑄錠，可操作冷卻裝置，如通過(guò)操作與下惰性氣源78相關(guān)的風(fēng)機(jī)經(jīng)由管線61向單元59的冷卻裝置吹送惰性氣體，以使惰性氣體(如氬氣或氦氣)沿著切割裝置62附近的金屬鑄件84外周吹動(dòng)。當(dāng)該冷卻過(guò)程使切割裝置62附近的鑄件84的溫度達(dá)到要求的溫度，然后操作切割裝置62以如上所述切割鑄件。作為另一種方式，單元59可操作以加熱金屬鑄件，如通過(guò)向感應(yīng)線圈和/或電阻元件提供電源以加熱切割裝置62鄰近區(qū)域內(nèi)的金屬鑄件。僅作為一例，鑄錠鄰近切割裝置62的地方可能被加熱到相當(dāng)高的溫度(如1500° F，即815.56°C),尤其是當(dāng)為了促進(jìn)此類型鑄錠切割而使用液壓剪切型切割裝置時(shí)。
[0036]由于上文提到的擋件47和鑄件84間的接觸或交界，或擋件47與鑄件84極為貼近，當(dāng)鑄件84靜止和當(dāng)鑄件84下降時(shí)，擋件47充當(dāng)灰塵或粉塵擋件，以阻止或基本阻止來(lái)自切割過(guò)程的灰塵或粉塵92從空間32向上經(jīng)過(guò)擋件47進(jìn)入中間通道壁36和上通道壁34的通道及熔化單元12的空間28和輥軸單元14的空間30，否則上述情況就會(huì)在缺少擋件47時(shí)發(fā)生。由于上文提到的擋件49和鑄件84間的接觸或交界，或擋件49與鑄件84極為貼近，當(dāng)鑄件84靜止和當(dāng)鑄件84下降時(shí)，擋件49充當(dāng)灰塵/粉塵和/或切屑擋件，以阻止或基本阻止來(lái)自切割過(guò)程的灰塵和切屑從空間32落下經(jīng)過(guò)擋件49進(jìn)入下壁38的通道，落在隔離閥64和66上，并進(jìn)入下部腔室4的內(nèi)部腔室70。擋件或刮片(wiper)47基本上阻止了爐I內(nèi)切割單元16上游或上方的污染物，刮片或擋件49基本上阻止了爐I內(nèi)切割單元16下游或下方的污染物。尤其是，擋件49通過(guò)阻止來(lái)自于切割裝置62的灰塵92或切屑90落在隔離閥64和66及輥71，有助于將這些隔離閥和輥軸保持在合適的操作環(huán)境中，否則上述情況就會(huì)在缺少擋件49時(shí)發(fā)生。切割單元16通常包括密封門，當(dāng)爐I不運(yùn)行時(shí)可以打開(kāi)密封門以允許切屑被清除出切割單元16，同時(shí)也允許在擋件47和49磨損失去有效性時(shí)拆掉并更換。
[0037]在切割過(guò)程中，除夾持組件55外，上輥軸60夾持鑄件84上部，下輥軸71夾持鑄件84下部，以使鑄件84保持靜止?fàn)顟B(tài)。一旦鑄件84被切割裝置62完全切割為兩部分以形成成品錠86及非成品錠88 (圖4、圖5)，且?jiàn)A持組件55移回至其非夾持位置時(shí)，上輥60夾持非成品徒88以固定徒86,下棍71夾緊成品徒86以固定徒88。切割完成后，控制切表I]裝置62的切割元件63迅速?gòu)钠湮挥谕ǖ?3內(nèi)的切割位置(圖3)移動(dòng)至位于通道73外的非切割位置(圖4)。然后，隨著鑄造過(guò)程繼續(xù)金屬熔液83從爐52倒入模具54，上輥60再一次轉(zhuǎn)動(dòng)(圖4中的相應(yīng)箭頭)以使金屬鑄錠剩余部分或非成品錠88再次下降(圖4中箭頭C)。
[0038]為了切割鑄件84而停止鑄件84的向下運(yùn)動(dòng)可能很短暫。例如，切割直徑為二英寸(即5.08cm)的金屬鑄件可在五秒(通常不會(huì)超過(guò)十秒)內(nèi)完成。這樣，可能需要保持鑄件84在一段時(shí)期內(nèi)靜止，如約五秒或至多約十秒。當(dāng)然，切割更大的鑄件耗費(fèi)更長(zhǎng)時(shí)間。例如，直徑為二英寸(即5.08cm)的標(biāo)準(zhǔn)鑄件通常耗費(fèi)75秒，通常不超過(guò)90秒。這樣，可能需要保持鑄件84在一段時(shí)期內(nèi)靜止，如約75秒或至多90秒。特別是當(dāng)切割過(guò)程短暫時(shí)，即使當(dāng)切割裝置62不垂直或向下游方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬熔液83的傾倒在切割過(guò)程中也可能連續(xù)。另外，值得注意的是切割裝置62和夾持組件55可安裝成在切割過(guò)程中以與鑄件84向下運(yùn)動(dòng)速度相同的速度向下游方向運(yùn)動(dòng)，以使鑄造過(guò)程在爐I的正常運(yùn)行中能夠真正連續(xù)，即，不停止金屬鑄件84下降也不停止從爐52向模具54傾倒金屬熔液83，從而連續(xù)形成金屬鑄件。切割裝置62和金屬鑄件84同時(shí)向下的運(yùn)動(dòng)由圖3中箭頭B顯示。
[0039]不論金屬鑄件的向下運(yùn)動(dòng)在切割過(guò)程中連續(xù)還是停止，切割完成后，下輥軸71穩(wěn)定并控制成品錠86下降(圖4中箭頭D)。特別是，輥軸71轉(zhuǎn)動(dòng)(圖4中相應(yīng)箭頭)以使成品錠86比非成品錠88下降的快，直至成品錠86完全處于下內(nèi)部腔室70內(nèi)。在這個(gè)階段，通過(guò)將每個(gè)門65從其開(kāi)啟位置運(yùn)動(dòng)(圖4中箭頭E)至關(guān)閉位置以關(guān)閉隔離閥64和66，借此，上閥64關(guān)閉形成封閉的仍然填滿惰性氣體的上內(nèi)部腔室20，下閥66關(guān)閉形成封閉的下內(nèi)部腔室70，下內(nèi)部腔室70與上內(nèi)部腔室20分開(kāi)并仍然填滿惰性氣體。在下部腔室70與上部腔室20分開(kāi)的整個(gè)期間內(nèi)，上閥64保持關(guān)閉且保持上內(nèi)部腔室20內(nèi)的惰性氣氛。閥64和66的關(guān)閉也在它們之間形成小的封閉腔，該封閉腔最初保持惰性氣氛。
[0040]一旦這兩個(gè)隔離閥關(guān)閉以形成所述兩個(gè)分離的密封腔20和70，非成品錠88的鑄造在上內(nèi)部腔室20內(nèi)的惰性氣氛中繼續(xù)，并控制爐I做好移除成品錠86的準(zhǔn)備。尤其是，當(dāng)隔離閥64和66保持關(guān)閉，非成品錠88的鑄造繼續(xù)，包括壁68及下閥66的下部腔室4與上部腔室2分開(kāi)或斷開(kāi)(這破壞了腔室2和4間出現(xiàn)在腔室2和4處于連接接收位置時(shí)結(jié)合的氣密或基本氣密)，且腔室4運(yùn)動(dòng)到其退出位置(圖5中實(shí)線)以使下部腔室4的上游端10與上部腔室2的下游端8斷開(kāi)并遠(yuǎn)離。這種斷開(kāi)和密封的破壞通常由將整個(gè)下部腔室4從通常保持固定的上部腔室2降下或向下拉完成。
[0041]在實(shí)施例中，下通道壁38的底端或下閥66的頂端通常設(shè)有環(huán)形密封面，當(dāng)上部腔室2和下部腔室4相互連接時(shí)，環(huán)形密封面在上部腔室20和下部腔室70間形成氣密或基本氣密。該密封連接通常由作用在下部腔室4的向上的壓力簡(jiǎn)單形成，如果安裝在通道壁38上，將下閥66與密封面壓緊，或者如果安裝在下閥66上，將密封面與通道壁38的下端壓緊。腔室4的下降破壞該密封，通過(guò)閥66下移與密封面斷開(kāi)接觸(如果安裝在壁38上)或通過(guò)將密封面(如果安裝在閥66上)移開(kāi)不與通道壁38接觸實(shí)現(xiàn)。
[0042]特別是，操作升降器69使腔室4降低(圖5中箭頭F)足夠短的距離，以使上游端10和下閥66與下游端8和上閥64分開(kāi)，然后使上游端10繞樞軸74樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(圖5中箭頭G)，橫向遠(yuǎn)離下端8。上端10的橫向或側(cè)向運(yùn)動(dòng)與鑄造過(guò)程中位于上部腔室2內(nèi)及接收位置時(shí)位于下部腔室4內(nèi)的金屬鑄件84向下或下游方向運(yùn)動(dòng)成一個(gè)角度。在實(shí)施例中，通過(guò)下部腔室4的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，上端10的這種運(yùn)動(dòng)最初是水平的，然后開(kāi)始橫向并向下。
[0043]開(kāi)啟下閥66，以便入口 72暴露在外部大氣中。這時(shí)，入口 72充當(dāng)出口，當(dāng)操作下輥軸71朝與鑄錠88下降方向相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)(圖5中相應(yīng)箭頭)時(shí)，成品錠86可通過(guò)該出口從內(nèi)部腔室70移出(圖5中箭頭H)。需要注意的是下部腔室4從接收位置到退出位置的運(yùn)動(dòng)包括輥軸71和腔室4內(nèi)的通道73部分的隨后的運(yùn)動(dòng)，在退出位置該部分也成為移出通道，在鑄錠86從內(nèi)部腔室70移出期間成品錠86沿該移出通道移動(dòng)并自該移出通道離開(kāi)。在退出位置時(shí)腔室4和腔室4內(nèi)的通道73部分分別與腔室4的接收位置和通道73成一個(gè)角度。相對(duì)于腔室4，在成品錠86從腔室4移出期間其運(yùn)動(dòng)方向與鑄造中通過(guò)輥軸60和71降下鑄錠86進(jìn)入接收位置時(shí)的腔室4的運(yùn)動(dòng)方向相反。[0044]開(kāi)啟下隔離閥66可以不先從下部腔室70內(nèi)去除惰性氣體，盡管這樣做可讓惰性氣體泄露并損失?？蛇x的，當(dāng)上隔離閥64和下隔離閥66保持關(guān)閉，下部腔室70內(nèi)的惰性氣體可由一個(gè)或多個(gè)與腔室70流體連通的泵78排出。于是惰性氣體可在爐內(nèi)被保存并重復(fù)利用。成品錠86從內(nèi)部的腔室70移出后，腔室4從退出位置移動(dòng)或返回至接收位置。這通?？捎缮喜壳皇叶?0繞樞軸74樞轉(zhuǎn)(圖5中箭頭G)實(shí)現(xiàn)，以使腔4變得垂直且上端10與下端8垂直對(duì)齊并正好位于下端8下方，然后操作升降器69使腔室4上升或向上運(yùn)動(dòng)以使端8與端10通過(guò)上述面密封互相連接，腔室2和腔室4間隨著這種重新連接再次形成基本氣密密封。
[0045]一旦腔室2和4重新連接，抽空下方的內(nèi)部腔室70并用惰性氣體回填。特別是，上閥64仍然關(guān)閉且下閥也關(guān)閉，以將下方的腔室70與外界大氣密封。隨著閥64和閥66雙雙關(guān)閉，通過(guò)一個(gè)或多個(gè)與下方的內(nèi)部腔室70流體連通的泵76抽空下方的內(nèi)部腔室70，以基本去除其中的所有氣體，然后用來(lái)自于一個(gè)或多個(gè)與腔室70流體連通的氣源78的惰性氣體回填下方內(nèi)部腔室70。一旦腔室70用惰性氣體回填以在其內(nèi)提供惰性氣氛，就打開(kāi)(圖4中與箭頭E相反)上和下隔離閥64和66，從而再次形成基本上由上部腔室20和下部腔室70構(gòu)成并裝滿惰性氣體的密封爐內(nèi)腔。
[0046]非成品錠88殘留在密封的上腔室20內(nèi)，非成品錠88的鑄造通過(guò)從爐52向模具54內(nèi)傾倒額外的金屬熔液83而繼續(xù)，且非成品錠88在整個(gè)期間內(nèi)下降(圖5中箭頭J)。在該期間內(nèi):成品錠86在密封的下方內(nèi)部腔室70內(nèi)；下部的腔室4從接收位置移動(dòng)到退出位置，包括:腔室4從腔室2斷開(kāi)/下降(從接收位置至非退出位置)，破壞其間的密封，及腔室4從非退出位置至退出位置樞轉(zhuǎn)；成品錠86從腔室4退出；下部腔室4從退出位置向非退出位置/接收位置移動(dòng)，因此包括腔室4相應(yīng)的樞轉(zhuǎn)和升起；上部腔室2和下部腔室4重新連接并彼此再密封；排空下內(nèi)部腔室70并用惰性氣體回填；打開(kāi)隔離閥64和66以打開(kāi)或重新打開(kāi)內(nèi)部腔室20和70間的流體連通以重新形成一個(gè)密封爐內(nèi)腔。為實(shí)現(xiàn)這些操作，爐I內(nèi)在切割裝置下面和上隔離閥64上面設(shè)置有足夠的空間。特別是，切割裝置62和上閥64在二者間限定通道73部分的垂直長(zhǎng)度，該垂直長(zhǎng)度足夠長(zhǎng)以允許非成品錠88的下端在上述整個(gè)期間內(nèi)由切割裝置62向下移動(dòng)，而上閥64的門65保持上方剩余空間。
[0047]因此，一旦閥64和66再次開(kāi)啟，隨著金屬熔液倒入模具54及非成品錠88下降鑄造過(guò)程繼續(xù)進(jìn)行，以便非成品錠88也變得足夠長(zhǎng)并從切割裝置62向下延伸足夠遠(yuǎn)以切割成與成品錠86基本相同的另外的成品錠。然后，同樣重復(fù)切割后的步驟以將額外的成品錠從腔室4中移除并繼續(xù)形成另一個(gè)成品錠，如此等等。
[0048]圖6-8顯示爐I包括在下部腔室4的空間70內(nèi)的改進(jìn)的下金屬鑄件或鑄錠提升器或下降裝置，下金屬鑄件或鑄錠提升器或下降裝置也可作為金屬鑄件或鑄錠退出裝置或此類退出裝置的一部分。該下鑄件升降器包括剛性的金屬鑄件或鑄錠支撐物94，在此通常顯示為安裝在一對(duì)柔性的閉合回路96上的杯狀元件，該閉合回路96可以為鏈條96的形式，鏈條96回轉(zhuǎn)地安裝在各自的上和下轉(zhuǎn)動(dòng)元件98或輪子上并沿各自的上和下轉(zhuǎn)動(dòng)元件98或輪子旋轉(zhuǎn)，上和下轉(zhuǎn)動(dòng)元件98或輪子可以為鏈齒輪，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是可以使用類似的閉合回路和轉(zhuǎn)動(dòng)元件。每個(gè)回路或鏈條包括從各自的上鏈輪向各自的下鏈輪延伸的大體呈直線的內(nèi)和外段，鑄錠支撐物94固定連接至兩個(gè)鏈條96的內(nèi)段并在兩個(gè)鏈條96的內(nèi)段之間延伸。[0049]每個(gè)鏈條哨合的鏈輪中至少一個(gè)是從動(dòng)鏈輪,從動(dòng)鏈輪由電機(jī)驅(qū)動(dòng)以使從動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)，這引起相應(yīng)的鏈條繞其上和下鏈輪旋轉(zhuǎn)。如此，隨著鏈條內(nèi)段朝第一內(nèi)段方向移動(dòng)，從動(dòng)鏈輪朝第一轉(zhuǎn)動(dòng)方向的轉(zhuǎn)動(dòng)引起安裝在其上的鏈條朝第一回轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，反之，隨著鏈條內(nèi)段朝第二相反內(nèi)段方向運(yùn)動(dòng)，從動(dòng)鏈輪朝第二相反回轉(zhuǎn)方向的轉(zhuǎn)動(dòng)引起安裝在其上的鏈條朝第二相反回轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)。鑄錠支撐物94隨鏈條內(nèi)段朝相應(yīng)的內(nèi)段方向運(yùn)動(dòng)。
[0050]圖6和圖7顯示下部腔室4在接收位置，圖8顯示下部腔室在退出位置。包括支撐物94、鏈條96和鏈輪98的下鑄件升降器隨著下部腔室4在接收位置和退出位置間運(yùn)動(dòng)。在接收位置，鏈條96的內(nèi)直段和外直段大體垂直，在退出位置形成向上且向一側(cè)的角。下側(cè)的鏈輪98具有退出位置(此時(shí)下部腔室4在它的退出位置)和接收位置(此時(shí)下部腔室4位于它的接收位置)。同樣地，上側(cè)的鏈輪98具有退出位置(此時(shí)下部腔室4在它的退出位置)和接收位置(此時(shí)下部腔室4位于它的接收位置)。下側(cè)的鏈輪98的退出位置與下側(cè)的鏈輪的接收位置不同并鄰近下側(cè)的鏈輪的接受位置。而上側(cè)的鏈輪98的退出位置與上側(cè)的鏈輪的接收位置不同并遠(yuǎn)離上側(cè)的鏈輪的接收位置。在接收位置，金屬鑄件通道73的下部大體垂直并設(shè)置在鏈條96的內(nèi)段之間。在退出位置，金屬鑄件通道73的下部向上并偏向一側(cè)成角且設(shè)置在鏈條96的內(nèi)段之間。
[0051]除了鑄件升降器使用輥軸71而改進(jìn)的升降器使用鏈條96外，當(dāng)使用改進(jìn)的下鑄件升降器時(shí)，上述爐I的全部操作基本相同。因此，對(duì)大部分來(lái)說(shuō)，下文僅描述這些不同。隨著鑄件84進(jìn)入下部腔室4，金屬鑄件84的底部與鑄件支撐物94接觸，此時(shí)，操作下鑄件升降器以使支撐物94以與具有上輥60的上升降器的下降速度相同的速度向下移動(dòng)。如圖6所示，自此，支撐物94承受鑄件84的部分重量，且隨著鑄件84進(jìn)一步下降鑄件84的底部與支撐物94向上的表面仍然接觸。
[0052]當(dāng)鑄件84足夠長(zhǎng)且足夠低時(shí)，通常停止上和下升降器以停止鑄件84的下降運(yùn)動(dòng)，此時(shí)(圖6中所示)夾持組件55夾住鑄件84，且切割裝置62和先前討論的一樣切割鑄件84以形成成品錠86和非成品錠88。鑄件84也可由以前討論的溫度控制裝置59加熱或冷卻。不同于在切割過(guò)程中夾持鑄件84的下輥71，改進(jìn)的下鑄件升降器在切割過(guò)程及其它任何時(shí)候都不夾持鑄件84。一旦鑄件84被切割裝置62完全切割成兩個(gè)以形成非成品錠86和成品錠88，且?jiàn)A持組件55已移回其非夾持位置(圖7)，上輥60夾緊非成品錠88以固定鑄錠86，且隨著鑄錠86的底部落在支撐物94頂部，下鑄錠升降器承受成品錠86的全部重量。鑄錠84被切割后，下鑄錠升降器控制成品錠86下降(圖7中箭頭D)。特別是，鏈輪98朝下降方向轉(zhuǎn)動(dòng)(圖7中的相應(yīng)箭頭)以使成品錠86以比非成品錠88更快的下降速度降下，直至成品錠86完全處于下內(nèi)部腔室70內(nèi)。
[0053]然后，以與前面討論的準(zhǔn)備從下部腔室4移出成品錠86 —樣的方式操作隔離閥64和66。一旦腔室4移至其退出位置(圖8中實(shí)線)，且下閥66開(kāi)啟以使入口 72暴露在外部大氣中以作為出口，隨著操作鏈輪98朝與鑄錠88下降方向相反的退出方向轉(zhuǎn)動(dòng)(圖8中相應(yīng)箭頭)，成品錠86就從內(nèi)部腔室70移出(圖8中箭頭H)，從而鏈條96內(nèi)段、支撐物94和鑄錠88朝退出方向向上向一側(cè)運(yùn)動(dòng)。隔離閥的操作、下部腔室4的抽空和回填、腔室4從退出位置向接收位置的運(yùn)動(dòng)等與之前的描述相同。由此非成品錠88的鑄造可以相應(yīng)地進(jìn)行。
[0054]由此，爐I配置成除了使金屬鑄件的下降停止足夠長(zhǎng)的時(shí)間以進(jìn)行切割的期間以夕卜，以連續(xù)或不停止的方式鑄造金屬鑄件，但該停止時(shí)間不會(huì)長(zhǎng)到使得倒入模具54的金屬熔液溢出模具頂端。如前面所討論的，當(dāng)切割金屬鑄件時(shí)，切割裝置62和夾持組件55可隨金屬鑄件朝下游方向移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)爐I正常運(yùn)行期間真正的連續(xù)或不停止的鑄造過(guò)程。
[0055]可以對(duì)實(shí)施例中的爐做出多種變形，這些都屬于本發(fā)明的范圍。一方面涉及類似于下部腔室4的下部腔室處理。例如，下部腔室4可在接收位置和退出位置間以不包含所示的下部腔室4的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的方式移動(dòng)，或可以包含其它結(jié)構(gòu)和其它類型的運(yùn)動(dòng)方式移動(dòng)。例如，下部腔室4可安裝在升降器或其它水平或側(cè)向滑動(dòng)的支撐物上。另一個(gè)例子包括使用帶有一個(gè)以上下部腔室的圓盤傳送帶(carousel)，例如，圓盤傳送帶可移動(dòng)以使圓盤傳送帶攜帶的下部腔室之一可與上部腔室2的下端斷開(kāi)連接并遠(yuǎn)離上部腔室2的下端以退出成品錠，而圓盤傳送帶上的另一個(gè)下部腔室移至其接收端或入口與上部腔室2的出口 50對(duì)齊的位置，并連接至腔室2的下端。
[0056]在前面的描述中，使用了某些術(shù)語(yǔ)以便于描述的簡(jiǎn)潔，清楚和可理解。因?yàn)檫@些術(shù)語(yǔ)用于描述的目的并旨在廣義的解釋，所以對(duì)這些術(shù)語(yǔ)并無(wú)超出現(xiàn)有技術(shù)要求之外的不必要限定。
[0057]此外，本發(fā)明的說(shuō)明書和附圖只是示例，本發(fā)明不局限于顯示或描述的具體細(xì)節(jié)。
【權(quán)利要求】
1.連續(xù)鑄造爐，包括: 爐內(nèi)腔； 連續(xù)鑄造模具，設(shè)置于所述爐內(nèi)腔內(nèi)并適于形成金屬鑄件； 金屬鑄件通道，從所述模具伸出并適于允許所述金屬鑄件從所述模具向下游運(yùn)動(dòng)；和 切割裝置，設(shè)置于所述爐內(nèi)腔內(nèi)，鄰近所述金屬鑄件通道，并適于切割所述金屬鑄件。
2.如權(quán)利要求1所述的爐，還包括環(huán)形擋件，所述環(huán)形擋件位于所述切割裝置下游，在所述金屬鑄件通道的外周上或附近并包圍所述金屬鑄件通道，適于與所述金屬鑄件外周嚙合或相鄰放置以阻止切屑經(jīng)過(guò)所述擋件落下。
3.如權(quán)利要求2所述的爐，還包括所述擋件下方的隔離閥。
4.如權(quán)利要求2所述的爐，還包括金屬鑄件升降器，所述金屬鑄件升降器位于所述擋件下方并適于嚙合和降下所述金屬鑄件。
5.如權(quán)利要求1所述的爐，還包括環(huán)形擋件，所述環(huán)形擋件位于所述切割裝置上游，在所述金屬鑄件通道外周 上或與其相鄰，包圍所述金屬鑄件通道，并適于嚙合或位于所述金屬鑄件外周以阻止灰塵向所述擋件上游運(yùn)動(dòng)。
6.如權(quán)利要求5所述的爐，還包括多個(gè)輥，所述輥位于所述爐內(nèi)腔內(nèi)擋件的上游，并適于哨合所述金屬鑄件。
7.如權(quán)利要求1所述的爐，其中，所述切割裝置包括(a)等離子體焰炬和(b)框架之一，在所述框架上可移動(dòng)地安裝有剛性切割元件。
8.如權(quán)利要求1所述的爐，其中，所述爐內(nèi)腔包括第一腔室和位于所述第一腔室下游的第二腔室； 所述模具在所述第一腔室內(nèi)；和 所述第二腔室相對(duì)所述第一腔室是可移動(dòng)的。
9.如權(quán)利要求8所述的爐，還包括樞轉(zhuǎn)軸，所述第二腔室相對(duì)于所述第一腔室關(guān)于所述樞轉(zhuǎn)軸可樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
10.如權(quán)利要求8所述的爐，還包括腔室升降器，所述腔室升降器有升起位置和降下位置；其中，所述第二腔室由所述腔室升降器負(fù)載。
11.如權(quán)利要求8所述的爐，其中，所述第二腔室具有連接位置和分離位置，在所述連接位置所述第二腔室與所述第一腔室連接，在所述分離位置所述第二腔室與所述第一腔室分離。
12.如權(quán)利要求8所述的爐，其中，所述第二腔室相對(duì)于所述第一腔室在接收位置和退出位置間可移動(dòng)，在所述接收位置所述第二腔室能夠接收來(lái)自所述第一腔室的所述金屬鑄件，在所述退出位置所述第二腔室不能接收來(lái)自所述第一腔室的所述金屬鑄件。
13.如權(quán)利要求8所述的爐，還包括 真空泵； 真空線，從所述泵向所述第二腔室延伸； 惰性氣源；和 回填線，從所述惰性氣源向所述第二腔室延伸。
14.如權(quán)利要求1所述的爐，還包括熔爐，所述熔爐位于所述爐內(nèi)腔內(nèi)，與所述模具流體連通。
15.如權(quán)利要求14所述的爐，還包括所述熔爐上方的等離子焰炬。
16.如權(quán)利要求1所述的爐，還包括多個(gè)輥，所述多個(gè)輥位于所述爐內(nèi)腔，并適于嚙合所述金屬鑄件。
17.如權(quán)利要求1所述的爐，還包括夾鉗，所述夾鉗鄰近所述切割裝置并具有夾持位置和非夾持位置，在所述夾持位置所述夾鉗適于夾持所述金屬鑄件，在所述非夾持位置所述夾鉗適于擺脫所述金屬鑄件。
18.如權(quán)利要求1所述的爐，還包括金屬鑄件溫度控制組件，所述溫度控制組件鄰近所述切割裝置，并包括加熱所述金屬鑄件的加熱裝置和冷卻金屬鑄件的冷卻裝置中的至少一個(gè)。
19.如權(quán)利要求1所述的爐，其中，所述爐內(nèi)腔包括第一腔室和在所述第一腔室下游的第二腔室；和 所述模具在所述第一腔室內(nèi)；還包括 具有開(kāi)啟位置和關(guān)閉位置的第一隔離閥，在所述開(kāi)啟位置所述第一和第二腔室相互流體連通，在所述第二位置所述第一和第二腔室間的流體連通關(guān)閉。
20.如權(quán)利要 求1所述的爐，還包括真空泵，所述真空泵與所述爐內(nèi)腔流體連通。
【文檔編號(hào)】B22D11/128GK104028720SQ201410072238
【公開(kāi)日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月5日
【發(fā)明者】邁克爾·P·杰克斯, K·O·余 申請(qǐng)人:Rti國(guó)際金屬公司