专利名称：用于控制熔融金属流过喷嘴的塞杆定位和控制设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于控制来自金属池的熔融金属流过底部浇注喷嘴的塞杆定位和控制设备，及涉及这样的设备的应用，尤其在同一池中使用双喷嘴以进行双浇注的应用。
背景技术：
其全部内容通过引用组合于此的美国专利4，953，761公开了用于控制熔融金属重力流过喷嘴的塞杆空间控制机构。在所公开的机构中，塞杆与喷嘴对准通过使该机构的吊杆绕所形成的纵轴Y-Y旋转及使吊杆绕所形成的纵轴Y' -Y'摆动而实现，其中纵轴 Y' -Y'偏离Y-Y轴。在该结构提供令人满意的调节方法的同时，经偏离的一对轴之间建立的旋转力臂实现对准存在缺点。本发明的一个目标是提供一种塞杆定位和控制设备，其中使塞杆与喷嘴精确对准的至少一方法绕单一纵轴实现，没有旋转力臂。本发明的另一目标是提供另外的使塞杆与喷嘴精确对准的方法，其可与绕单一纵轴实现的塞杆与喷嘴精确对准方法结合实现。本发明的另一目标是提供至少两个塞杆定位和控制设备，其中使塞杆与喷嘴精确对准的至少一方法绕单一纵轴实现，没有旋转力臂，这些设备用于控制熔融金属流过位于公共熔融金属池中的多个喷嘴。
发明内容
—方面，本发明为控制熔融金属流出底部浇注流槽或其它熔融金属池的设备及方法。提供塞杆定位和控制设备，用于控制金属从流槽中的底部喷嘴流出。塞杆可通过有选择地旋转一对滚柱轴承而与喷嘴的开口对准，该对滚柱轴承沿延伸结构臂的一端可绕其转动的第一轴彼此中心线偏离。延伸结构臂的对向端沿实质上与第一轴平行的第二轴保持塞杆。当该对滚柱轴承位于适当的相对位置而使得塞杆以喷嘴为中心时，通过用制动机构保持滚柱轴承的适当相对位置而固定塞杆的第二轴向位置。在双喷嘴底部浇注熔融金属池中，为两个喷嘴中的每一个提供单独的塞杆定位和控制设备，同时双喷嘴块件可用于有助于更换磨损的喷嘴或改变两个喷嘴的中心之间的距离。另一方面，本发明为塞杆定位和控制设备，用于控制熔融金属流过位于熔融金属存贮池底部中的喷嘴。提升装置在实质上垂直定向的纵轴上居中。提升装置具有伸缩地安装在外管内的内管，及该内管可沿纵轴往复移动。伺服电机安装在外管的下端。伺服电机具有互连到内管的伺服电机输出，藉此，伺服电机的启动导致内管沿纵轴往复移动。下部环状轴承具有下部环状轴承外座圈和下部环状轴承内座圈，及下部环状轴承的中心轴偏离实质上垂直定向的纵轴。下部环状轴承外座圈适当地固定到内管的伸缩端。上部环状轴承具有上部环状轴承外座圈和上部环状轴承内座圈，及上部环状轴承的中心轴偏离纵轴及下部环状轴承的中心轴。上部环状轴承外座圈适当地固定到下部环状轴承内座圈，并可与下部环状轴承内座圈一起旋转。锁定板适当地固定到上部环状轴承内座圈并可与上部环状轴承内座圈一起绕上部环状轴承的中心轴旋转。制动器组件具有用于将锁定板锁定在适当位置以阻止锁定板旋转的装置。一臂具有第一臂端和第二臂端，第一臂端适当地固定到锁定板上并可绕上部环状轴承的中心轴旋转。第二臂端至少在水平方向延伸远离纵轴。塞杆由该臂的第二端支承。塞杆通过绕下部环状轴承的中心轴旋转下部环状轴承内座圈及将上部环状轴承内座圈旋转到对准塞杆位置的组合移动而与喷嘴对准，之后通过制动机构固定对准塞杆位置，然后通过启动伺服电机而在喷嘴上方往复移动塞杆。另一方面，本发明为塞杆定位和控制设备，用于控制熔融金属流过位于熔融金属存贮池底部中的喷嘴。外管具有实质上垂直定向的纵轴。内管伸缩地安装在外管内，及该内管可沿实质上垂直定向的纵轴往复移动。下部环状轴承具有下部环状轴承外座圈和下部环状轴承内座圈。下部环状轴承的中心轴偏离实质上垂直定向的纵轴，及下部环状轴承外座圈适当地固定到内管的伸缩端。上部环状轴承具有上部环状轴承外座圈和上部环状轴承内座圈。上部环状轴承的中心轴偏离实质上垂直定向的纵轴及下部环状轴承的中心轴。上部环状轴承外座圈适当地固定到下部环状轴承内座圈，并可与下部环状轴承内座圈一起旋转。一臂具有第一臂端和第二臂端，该臂在第一臂端附近固定到上部环状轴承内座圈，并可绕上部环状轴承内座圈的中心轴旋转。塞杆由该臂的第二端支承，并提供用于将上部环状轴承的内座圈锁定在固定位置的装置。塞杆通过绕下部环状轴承的中心轴旋转下部环状轴承内座圈及将上部环状轴承内座圈旋转到对准塞杆位置的组合移动而与喷嘴对准，之后对准塞杆位置通过用于锁定上部环状轴承的内座圈的装置固定。在本发明的一些例子中，X-Y台可作为用于使塞杆与喷嘴对准的装置提供。在本发明的其它例子中，可提供直线延伸件，其延伸第二臂端和塞杆之间的距离，用作使塞杆与喷嘴对准的装置。在本发明的另一方面，在用于控制双浇注过程中的熔融金属流动的系统中，可使用一对本发明的塞杆定位和控制设备。提供公共熔融金属存贮池。一对间隔开的喷嘴位于熔融金属存贮池的底部中。在本发明的一些例子中，两个间隔开的喷嘴包含在单式双喷嘴块内，及该对间隔开的喷嘴之间的间隔距离可改变并适应具有同样总尺寸的单式双喷嘴块。本发明的上述及其它方面在本说明书及所附权利要求书中提出。
前面的简要概述及下面的详细描述当结合附图阅读时可得以更好地理解。为说明本发明的目的，图中示出了本发明目前优选的示例性形式；然而，本发明不限于在下述附图中公开的具体方案和手段。图1为本发明塞杆定位和控制设备的一个例子的等距视图。图2为图1中所示的塞杆定位和控制设备的侧视图。图3为图1中所示的塞杆定位和控制设备的后视图。图4为图1中所示的塞杆定位和控制设备的俯视平面图。
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图5(a)为图1中所示的塞杆定位和控制机构沿图4中的线A-A的截面视图。图5(b)为图5(a)中所示的塞杆定位和控制机构中使用的提升装置的一个例子的等距视图。图6为图1中所示的塞杆定位和控制机构沿图4中的线B-B的截面视图。图7(a)为本发明塞杆定位和控制设备及具有单一底部浇注喷嘴的流槽的局部视图，其中塞杆夹到所述设备上。图7(b)为本发明的两个塞杆定位和控制设备及具有单式双底部浇注喷嘴块的流槽的局部视图，其中单独的塞杆夹到每一设备上。图7(c)_7(e)示出了用来自底部浇注熔融金属池的熔融金属填充模子的一个例子。图8(a)为本发明的一个例子中使用的单式双喷嘴块的一个例子的等距视图；图 8(b)为图8(a)中所示的双喷嘴块的俯视平面图；图8(c)为该喷嘴块沿图8(b)中的线C-C 的截面视图；及图8(d)为该喷嘴块沿图8(b)中的线D-D的截面视图。图9(a)和9(b)为具有用于使塞杆与底部浇注容器中的喷嘴对准的构件的伺服执行机构组件的局部细节。图9(c)用几何学示出了用图9(a)和图9(b)中所示的塞杆构件可实现的典型但非限制性的定心调节范围。图10(a)、图10(b)和图10(c)示出了本发明的具有双喷嘴底部浇注流槽的塞杆定位和控制设备的一个例子，其中双喷嘴分开安装在流槽中。图11 (a)、图11 (b)和图11 (c)示出了本发明的具有双喷嘴底部浇注流槽的塞杆定位和控制设备的另一例子，其中双喷嘴包含在安装在流槽中的公共双喷嘴块内。图12(a)、图12(b)和图12(c)示出了本发明的具有双喷嘴底部浇注流槽的塞杆定位和控制设备的另一例子，其中双喷嘴包含在安装在流槽中的公共双喷嘴块内。图13(a)和图13(b)示出了本发明的具有双喷嘴底部浇注流槽的塞杆定位和控制设备的另一例子，其中双喷嘴包含在安装在流槽中的公共双喷嘴块内。图14为延伸臂调节装置的一个例子的细节，其可用作另一用于使塞杆与底部浇注熔融金属池中的喷嘴中心对准的调节装置。
具体实施例方式图1到图6示出了本发明的塞杆定位和控制设备10的一个例子。术语伺服执行机构组件指沿纵轴Y1-Y1 (图5 (a))定位的从伺服电机18到锁定板 30的所有构件，也指纵向偏离轴Y1-Y1的线性引导组件14。伺服执行机构组件的各个构件可安装在保护壳体中，如图中所示的矩形壳体12。线性引导组件14的固定基座14a适当地附着到壳体12的壁12a上或其它适当的固定结构上。线性引导组件的滑动件14b可滑动地附着到固定基座14a上并在Y方向自由移动，同时可滑动地保持在固定基座内。安装板16附着到滑动件14b的上端14b‘及从滑动件14b的上端延伸越过纵轴Y1-Y1的滑动转角支架14d，并在对向两端处由上端14b'和滑动转角支架14d支撑。伺服电机18的输出轴适当地连接到提升装置22的底部输入。在该非限制性的例子中，伺服电机18的输出轴通过耦接适配器20而机械上适应提升装置22的输入。在运行中，双向电伺服电机18的启动导致内管22a以往复伸缩运动向上延伸并伸出固定管22b或向下延伸并伸入固定管内。在本发明的一例子中，提升装置22包括包含在提升装置外壳内的滚珠螺旋驱动组件。也可采用其它类型的同轴驱动器，如代替伺服电机和提升装置的液压或气动升降机。眼杆附着到内管22a的上端，并适当地紧固到滑动转角支架14d上例如经销23。由于下部环状轴承的外座圈附着到安装板16，因此安装板在下部轴承的外座圈和内管之间提供中间连接。内管22a可沿Y1-YJS纵向并往复移动，非必须地，可绕Y1-Y1轴旋转。横向支承臂14c从基座14a和壁12a延伸且其两侧附着到提升装置22上的U形夹销22c。在本发明的该例子中，横向支承臂14c支承伺服执行机构组件的重量。安装板16提供用于使下部环状轴承24的外座圈24a从下面附着的适当装置，及调节板26提供用于下部环的内座圈24b附着的适当装置，如图9(a)中详细示出的。撑杆 26a从调节板延伸，例如如图1中所示。上部环状轴承28的外座圈28a从下面附着到调节板26，及上部环状轴承的内座圈28b附着到锁定板30，其延伸在卡盘制动器33的制动块 33a之间。锁定板30经适当的结构件如结构板32a'附着到延伸臂32的第一端32a，适配器板34附着到该延伸臂的对向第二端32b，例如如图9(b)中所示。因此，当调节板26旋转时，下部环状轴承24的内座圈24b和上部环状轴承28的外座圈28a旋转，及在调节板保持在固定位置时也保持在适当位置；如果锁定板未锁定在适当位置，当延伸臂32旋转时， 上部环状轴承28的内座圈28b和锁定板30旋转。卡盘制动器组件33安装在转角支架36 上，其从安装板16延伸以偏离Y1-Y1轴定位卡盘制动器组件。卡盘制动器为可用于将锁定板保持在适当位置的制动机构的一个例子。延伸臂32经提升装置的内管22a互连(在环状轴承、调节板和锁定板之间)到伺服电机18，使得伺服电机18的输出控制臂32的纵向 (Y向)往复移动。在图中延伸臂32示为优选但非限制性的弯曲I梁结构，其在Z方向(水平)跨越足够长以跨越纵轴Y1-Y1和喷嘴90之间的水平距离，其绕纵轴Y2-Y2定心。I梁的向下弯曲使喷嘴90的尖部90a和壳体12的顶部之间的纵向距离最小。如图1、图2和图5(a)中所见，塞杆夹组件40适当地安装到臂32的第二端32b， 例如经板42，其在延伸臂的第二端处连接到板34。对开套筒44a和44b通过铰链46连在一起。一套筒44a固定到板42上，另一套筒44b能以铰链46为轴转动。枢轴套筒44b具有与其相连的钩48。钩48经连锁件56连接到闭锁柄50。钩安装在板52上，其固定到臂 32上。因此，对开套筒44a和44b可打开或锁定关闭从而保持适配器组件58的螺纹部分。 这使附着到适配器组件58的塞杆90能快速进行更换。在本发明的一些例子中，对开套筒 44a和44b的弓形内表面攻有螺纹以锁定在适配器组件58的外螺纹区内。塞杆夹组件40可释放地保持适配器组件58。可替换的塞杆90例如经夹紧环60 夹到适配器组件58上。塞杆90优选为圆柱形并具有与喷嘴82啮合的锥尖90a，如图7 (a) 中所示。保护性波纹管62可提供在壳体12的顶部的开口周围，伺服执行机构组件的构件穿过其延伸。作为备选，塞杆尖90a可以为半球形或其它所需要的形状以位于特定喷嘴开口中。塞杆由任何适当的耐热材料如石墨成分形成。塞杆可具有轴向定向的、延伸到塞杆尖的内部贯通气体通道(未在图中示出)，使得中和气体如氮可从适当的源经管91a和91b (例如如图1和5(a)中所示)馈入气体通道并从塞杆尖90a出来，当塞杆位于喷嘴中时，防止在暴露于空气中时在喷嘴通道中造成固体氧化。
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伺服电机18控制塞杆90沿Y2-Y2轴的纵向移动位置和速度。伺服电机18优选由控制器启动，例如如美国专利4，744，407中所公开的那样，其全部内容通过引用组合于此。 控制器监测模子80的浇铸漏斗80a中的熔融金属的水平，如图7(a)中所示。控制器通过启动伺服电机18调节来自喷嘴82的材料流以使得塞杆90沿轴Y2-Y2纵向移动并定位在喷嘴82上方。伺服电机18通过向控制器提供关于塞杆当前位置的信息而与控制器协作。伺服电机18也可用于通过改变伺服电机产生的扭矩而改变塞杆90在喷嘴82上的座合压力。 伺服电机18也可手动进行控制，或限位开关可用于自动控制塞杆90的冲程。如图7(c)到图7(e)中进一步所示，在图7(c)中，塞杆90的尖部90a位于喷嘴82中，其安装在具有耐火材料衬里的熔融金属池86的底部。基于来自控制器的命令，设备10将塞杆90从其在喷嘴82中的入位位置提升，熔融金属92从池经浇铸漏斗80a流入模子80内。当模子充满熔融金属时，设备10使塞杆90下降到其在喷嘴82中的入位位置，如图7(e)中所示。充满的模子80被转运离开熔融金属池，同时空模子被转位到喷嘴下方以通过重复上述过程进行填充。喷嘴塞杆尖旋转组件70(图1)可作为在塞杆尖位于喷嘴中时使塞杆90的尖部 90a反向旋转的装置提供，使得在塞杆90和喷嘴82之间的入位区中的任何金属集结均可得以清除。线性执行机构72的输出轴72a连到枢轴组件74，其进而例如通过销76可拆卸地连接到塞杆组件58。输出轴72a经线性执行机构在图1中双箭头线所示方向的互反线性移动将导致塞杆尖绕Y2-Y2轴的旋转运动反向。在本发明的该例子中，枢轴组件74的夹子 74a附着到内管58a上，其安装在外管58b内。内管58a可借助于轴承59在外管58b内旋转，如图5(a)中所见。图7(a)示出了设备10的一应用例子，其中经夹紧环60夹到设备10的适配器组件 58上的塞杆90用于控制熔融金属通过单一喷嘴82中的开口流动，前述喷嘴位于浇注流槽 86的底部中。浇注流槽用作从一个或多个熔融金属源如熔炉或钢水包提供的熔融金属的蓄积池。图7(b)示出了本发明设备10的另一应用例子，其中两个塞杆定位和控制设备10 用于控制熔融金属流过位于双浇注流槽86a的底部中的两个分开的喷嘴中的开口。两个喷嘴可包括两个分开的单喷嘴，或单式双喷嘴块组件82a"，如图7(b)中所示。本发明中使用的双喷嘴块件82a的一个非限制性例子的进一步的细节如图8(a)到图8(d)中所示。在图 8(a)中，具体双喷嘴块件的总尺寸基于熔融金属将通过双喷嘴块件注入其中的一对模子上的浇铸漏斗之间的最大间隔进行选择。在图8(a)中，喷嘴中心之间的最大间隔定义为双喷嘴块件内铸造或通过其它方式形成的喷嘴84a和84b之间的Xl。在如图8(a)中所示安装和使用双喷嘴块件82a之后，需要更近间隔的喷嘴，如图8(b)中的一对喷嘴84a'和84b'， 喷嘴中心之间的间隔X2可通过铸造或其它方式在与图8 (a)中所示的双喷嘴块件具有相同总尺寸的双喷嘴块件中形成，以适应低于最大间隔的、浇铸漏斗中心之间的距离。尽管喷嘴块件由耐热材料形成，但喷嘴块件也将因暴露在熔融金属流中使用而磨损，因而在使用一段时间后必须进行更换。通常，不必使包围喷嘴块件的流槽(或其它底部浇注容器)结构冷却即可完成更换，因此优选尽可能快和有效率地完成喷嘴块件更换。在双浇注应用中，单式双喷嘴块件，如图8(a)中的双喷嘴块件82a，可满足该需要。另外，本发明的单式双喷嘴块件使双喷嘴块件中的每一喷嘴的开口之间的距离能在初始铸造或通过其它方式形成替换双喷嘴块件时进行改变。例如，如图8(b)中所示，铸造在第一双喷嘴块件中的喷嘴对84a和84b (实线所示)的喷嘴开口中心之间的距离X1可变为铸造在与第一双喷嘴块件具有相同总尺寸的第二双喷嘴块件中的喷嘴对84a'和84b'(虚线所示) 的喷嘴开口中心之间的距离x2。因此，可实现具有相同总尺寸的单式双喷嘴块件中的每一喷嘴的相对位置及其之间的距离的明显改变。作为比较，如果使用两个单一替换喷嘴块件， 喷嘴开口中心之间的距离必须在将两个单一替换喷嘴块件实际安装在热流槽或其它熔融金属池的底部期间达到。改变两个分开的喷嘴开口中心之间的长度的能力与双注模自动化生产线中相邻模子中的浇铸漏斗80a之间的长度(或位置)有关，如图7(b)中所示。也就是说，在使用单一熔融金属包容容器的双浇注过程中，如果自动化注模生产线中的相邻模子中的浇铸漏斗的相对位置改变，则双喷嘴的相对定位也需要通过更换喷嘴块件进行改变。此外，无论是使用两个分开的单喷嘴块件还是使用单式双喷嘴块件，本发明的塞杆定位和控制设备10的塞杆定位件可用于针对喷嘴位置变化而快速调节每一设备的塞杆位置。单式双喷嘴块的优点由本发明的两个例子说明，其中第一例子由图11 (a)、图 11(b)和图11(c)图示，第二例子由图12(a)、图12(b)和图12(c)图示。两个例子均使用同样的具有耐火材料衬里的流槽86a及两个本发明塞杆定位和控制设备10。对于第一例子， 单式双喷嘴块82a'包含分开的喷嘴84a和84，如图11(b)和图11(c)中所示，彼此间隔开距离Xl。对于第二例子，与双喷嘴块82a'具有完全一样的总尺寸的单式双喷嘴块82a"包含分开的喷嘴84a'和84b'，如图12(b)和图12(c)中所示，彼此间隔开距离X2，该距离小于距离Xl。使用该双喷嘴块结构，通过更换具有相同总尺寸的公共双喷嘴块可为同一流槽提供具有不同间隔浇铸漏斗80a的模子80，其可适应两个喷嘴之间的多种不同距离。流槽可具有容纳固定总尺寸的公共双喷嘴块的开缝底部。具有公共双喷嘴块的第一和第二例子中的结构与图10(a)、图10(b)和图10(c)中所示的第三例子中的结构截然不同。在该第三例子中，在流槽86中使用两个分开的单喷嘴82'。在该例子中，当需要两个喷嘴之间的距离不同时，需用另一流槽替换流槽86，以使两个喷嘴按需间隔开从而适应相邻模子中的浇铸漏斗间隔。本发明的上述例子中的部分例子说明了两个塞杆定位和控制设备10在所填充的两个模子按例如如图10(a)到图12(c)中所示定位在单一连续注模生产线中时的使用。在本发明的其它例子中，当所填充的两个模子(例如模子81和83)定位在双连续(或并行) 注模生产线结构中时，使用两个本发明的塞杆定位和控制设备10，如图13(a)和13(b)中所示。单式双喷嘴块82b包含分开的喷嘴84a'和84b'，如图13(b)中所示，彼此间隔开距离y2。对于该双喷嘴块结构，平行定向的模子81和83中的浇铸漏斗81a和83a之间(在所示y方向)的间隔可通过更换双喷嘴块而适应同一流槽，这可适应两个喷嘴之间的多种不同距离。该流槽可具有容纳公共双喷嘴块的总尺寸的开缝底部。本发明设备10的一个特征在于如图9(a)和图9(b)中所示的塞杆对准件。下部环状轴承24的外座圈24a附着到安装板16，该下部环状轴承的内座圈24b附着到调节板 26，其已连到撑杆26a(图6)。上部环状轴承28的外座圈28a附着到调节板26，及该上部环状轴承的内座圈28b附着到锁定板30。锁定板30在结构件32a'处连到延伸臂32的第一端32a。下部环状轴承的内座圈以轴Y3定心并可绕其旋转，而上部环状轴承的内座圈可绕轴Y4旋转。轴Y4与轴Y3水平偏离距离x。s。因此，根据上部和下部环状轴承的相对位置， 塞杆沿轴Y2的轴心位置可调节到Z-X平面上直径等于距离x。s的两倍的圆内的位置，几何学上如图9(c)中所示。一旦达到所希望的位置，锁定板30可通过卡盘制动器组件33锁定在适当位置，制动器的制动块33a可靠着锁定板的两侧夹紧。卡盘制动器组件33可气动操作，夹紧位置为故障保护位置。对于调节塞杆的位置的过程，操作员将通过手动旋转延伸臂 32同时经撑杆26a旋转调节板26而使塞杆在喷嘴中的开口上方居中。当达到所希望的位置时，制动器组件33与锁定板30啮合以保持所达到的居中位置。例如，如果制动器组件包括卡盘制动器，制动块33a将压紧到锁定板30的两侧上。在上述塞杆定位设备和方法用于在Z-X平面中形成的圆形区域中调节塞杆及其尖部的同时，用于定位塞杆及其尖部的第二调节装置可利用图14中所示的衬垫件68实现。 线性衬垫件68连接在臂第二端板324和板42之间，从而使垂直定向的轴Y1-Y1和Y2-Y2之间的水平距离延伸等于衬垫件的长度L(Z向)的距离，例如衬垫件可以为盒形结构。臂延伸或衬垫件68的一应用是在单一流槽与双喷嘴块一起使用的时候，其中喷嘴块中的两个喷嘴之间的距离根据注模生产线中的模子浇铸漏斗的间隔改变。例如，当两个喷嘴比图11 (a) 中所示更接近地间隔开时，衬垫件可如图12(a)中所示那样与两个设备10—起使用。当流槽改变以适应不同的喷嘴间距离时，延伸臂也可用在分开的双喷嘴应用中。用于定位塞杆及其尖部的第三调节装置可通过如本领域已知的那样相对于X-Y 台定位提升装置实现，即允许提升装置在水平面(在图中定义为X-Z平面)中的位置调节。 例如，如果壳体12用于包含伺服执行机构组件(包括提升装置)，该壳体的底部可安装在适当的X-Y台上以移动整个壳体，包括所包围的伺服执行机构组件。使用该结构，实质上垂直于水平面的纵轴Y1-Y1的位置可得以改变，因此，塞杆也以其定心的轴Y2-Y2的位置也相对于水平面改变。在本发明塞杆定位和控制设备的具体应用中，可使用所公开的用于相对于喷嘴中的开口定位塞杆及其尖部的调节装置中的任何一个或其中两个或三个的组合。在本发明的一些例子中描述双喷嘴应用的同时，在本发明的其它例子中可适应两个以上的喷嘴。本发明的上述例子仅用于阐释的目的，绝不应视为限制本发明。在本发明已参考多个实施例进行描述的同时，在此使用的话语是描述性和说明性的，而不是限制性的话语。 尽管本发明在此结合特定手段、材料和实施方式进行描述，本发明不意于限于在此公开的细节；而是，本发明延伸到所有功能上等效的结构、方法和使用。本领域技术人员在本说明书的教示下可对本发明进行多种修改，及可在不背离本发明范围的前提下对各方面进行改变。
权利要求
1.一种塞杆定位和控制设备，用于控制熔融金属流过位于熔融金属存贮池底部中的喷嘴，所述设备包括在垂直定向的纵轴上居中的提升装置，所述提升装置具有伸缩地安装在外管内的内管，所述内管可沿所述纵轴往复移动；固定地安装在外管下端的伺服电机，所述伺服电机具有互连到内管的伺服电机输出， 藉此，伺服电机的启动导致内管沿所述纵轴往复移动；下部环状轴承，具有下部环状轴承外座圈和下部环状轴承内座圈，下部环状轴承的中心轴偏离所述垂直定向的纵轴，一装置将下部环状轴承外座圈适当地固定到内管的伸缩端；上部环状轴承，具有上部环状轴承外座圈和上部环状轴承内座圈，上部环状轴承的中心轴偏离所述纵轴及下部环状轴承的中心轴，上部环状轴承外座圈适当地固定到下部环状轴承内座圈并可与下部环状轴承内座圈一起旋转；锁定板，适当地固定到上部环状轴承内座圈并可与上部环状轴承内座圈一起绕上部环状轴承的中心轴旋转；制动器组件，具有用于将锁定板锁定在适当位置以阻止锁定板旋转的装置； 具有第一臂端和第二臂端的臂，第一臂端适当地固定到锁定板上并可绕上部环状轴承的中心轴旋转，第二臂端至少在水平方向延伸远离所述纵轴；及自所述臂的第二端垂下来的塞杆，其中塞杆通过绕下部环状轴承的中心轴旋转下部环状轴承内座圈及将上部环状轴承内座圈旋转到对准塞杆位置的组合移动而与喷嘴对准，之后通过制动机构锁定对准塞杆位置，然后通过启动伺服电机而在喷嘴上方往复移动塞杆。
2.根据权利要求1的塞杆定位和控制设备，还包括适当地固定在下部环状轴承内座圈和上部环状轴承外座圈的两侧上的调节板。
3.根据权利要求1的塞杆定位和控制设备，还包括具有固定基座、滑动件和滑动角板的线性引导组件，所述滑动角板通过所述垂直定向的纵轴，安装板紧固到滑动件和滑动角板的上端，滑动角板连接到所述内管的伸缩端及下部环状轴承外座圈附着到安装板上，从而提供将下部环状轴承外座圈适当地固定到内管的伸缩端的装置，固定基座支承伺服电机和提升装置的重量。
4.根据权利要求1的塞杆定位和控制设备，还在塞杆中包括内部通道，用于在塞杆位于喷嘴中时向塞杆尖提供中和气体。
5.根据权利要求1的塞杆定位和控制设备，还包括当塞杆尖位于喷嘴中时使塞杆尖反向转动的装置。
6.一种塞杆定位和控制设备，用于控制熔融金属流过位于熔融金属存贮池底部中的喷嘴，所述设备包括具有垂直定向的纵轴的外管；伸缩地安装在外管内的内管，所述内管可沿所述垂直定向的纵轴往复移动； 下部环状轴承，具有下部环状轴承外座圈和下部环状轴承内座圈，下部环状轴承的中心轴偏离所述垂直定向的纵轴，及下部环状轴承外座圈适当地固定到内管的伸缩端；上部环状轴承，具有上部环状轴承外座圈和上部环状轴承内座圈，上部环状轴承的中心轴偏离所述垂直定向的纵轴及下部环状轴承的中心轴，上部环状轴承外座圈适当地固定到下部环状轴承内座圈并可与下部环状轴承内座圈一起旋转；具有第一臂端和第二臂端的臂，所述臂在第一臂端附近固定到上部环状轴承内座圈， 并可绕上部环状轴承内座圈的中心轴旋转；自所述臂的第二端垂下来的塞杆；及用于将上部环状轴承的内座圈锁定在固定位置的装置；其中塞杆通过绕下部环状轴承的中心轴旋转下部环状轴承内座圈及将上部环状轴承内座圈旋转到对准塞杆位置的组合移动而与喷嘴对准，之后对准塞杆位置通过用于锁定上部环状轴承的内座圈的装置固定。
7.一种用于使连到定位和控制设备的塞杆与位于熔融金属存贮池底部中的喷嘴对准的方法，其中所述定位和控制设备包括在垂直定向的纵轴上居中的提升装置，所述提升装置具有伸缩地安装在外管内的内管，所述内管可沿所述纵轴往复移动；固定地安装在外管下端的伺服电机，所述伺服电机具有互连到内管的伺服电机输出，藉此，伺服电机的启动导致内管沿所述纵轴往复移动；下部环状轴承，具有下部环状轴承外座圈和下部环状轴承内座圈，下部环状轴承的中心轴偏离所述垂直定向的纵轴，一装置将下部环状轴承外座圈适当地固定到内管的伸缩端；上部环状轴承，具有上部环状轴承外座圈和上部环状轴承内座圈，上部环状轴承的中心轴偏离所述纵轴及下部环状轴承的中心轴；适当地固定在下部环状轴承内座圈和上部环状轴承外座圈的两侧上的调节板；锁定板，适当地固定到上部环状轴承内座圈并可与上部环状轴承内座圈一起绕上部环状轴承的中心轴旋转；制动器组件， 具有用于将锁定板锁定在适当位置以阻止锁定板旋转的装置；具有第一臂端和第二臂端的臂，第一臂端适当地固定到锁定板上并可绕上部环状轴承的中心轴旋转，第二臂端至少在水平方向延伸远离所述纵轴；及自所述臂的第二端垂下来的塞杆；所述方法包括步骤同时旋转调节板及旋转所述臂直到塞杆在喷嘴中的开口上方居中为止，及当塞杆在喷嘴中的开口上方居中时将制动器应用于所述锁定板。
8.根据权利要求7的方法，还包括步骤在第二臂端和塞杆之间提供直线延伸件以使塞杆与喷嘴对准。
9.根据权利要求7的方法，还包括步骤相对于X-Y台定位提升装置，其中所述垂直定向的纵轴垂直于X-Y台的水平运动平面，使得X-Y台的调节使所述垂直定向的纵轴在水平面移动从而使塞杆与喷嘴对准。
10.用于控制双浇注过程中的熔融金属流动的系统，所述系统包括熔融金属存贮池；在双浇注过程中熔融金属从其流过的一对间隔开的喷嘴，所述一对间隔开的喷嘴位于熔融金属存贮池的底部中；一对塞杆定位和控制设备，所述一对塞杆定位和控制设备中的每一个排他地控制熔融金属流过所述一对间隔开的喷嘴中的一个，所述一对塞杆定位和控制设备中的每一个包括在垂直定向的纵轴上居中的提升装置，所述提升装置具有伸缩地安装在外管内的内管，所述内管可沿所述纵轴往复移动；固定地安装在外管下端的伺服电机，所述伺服电机具有互连到内管的伺服电机输出， 藉此，伺服电机的启动导致内管沿所述纵轴往复移动；下部环状轴承，具有下部环状轴承外座圈和下部环状轴承内座圈，下部环状轴承的中心轴偏离所述垂直定向的纵轴，下部环状轴承外座圈适当地固定到内管的伸缩端； 上部环状轴承，具有上部环状轴承外座圈和上部环状轴承内座圈，上部环状轴承的中心轴偏离所述纵轴及下部环状轴承的中心轴，上部环状轴承外座圈适当地固定到下部环状轴承内座圈并可与下部环状轴承内座圈一起旋转；锁定板，适当地固定到上部环状轴承内座圈并可与上部环状轴承内座圈一起绕上部环状轴承的中心轴旋转；制动器组件，具有用于将锁定板锁定在适当位置以阻止锁定板旋转的装置； 具有第一臂端和第二臂端的臂，第一臂端适当地固定到锁定板上并可绕上部环状轴承的中心轴旋转，第二臂端至少在水平方向延伸远离所述纵轴；及自所述臂的第二端垂下来的塞杆；其中所述一对塞杆定位和控制设备中的每一个的塞杆通过绕下部环状轴承的中心轴旋转下部环状轴承内座圈及将上部环状轴承内座圈旋转到对准塞杆位置的组合移动而与所述一对间隔开的喷嘴之一对准，之后通过制动机构锁定所述一对塞杆定位和控制设备的每一个的对准塞杆位置，然后通过启动伺服电机而在所述一对间隔开的喷嘴之一的上方往复移动所述一对塞杆定位和控制设备中的每一个的塞杆。
11.根据权利要求10的用于控制双浇注过程中的熔融金属流动的系统，其中所述一对间隔开的喷嘴包括第一单式双喷嘴块。
12.根据权利要求11的用于控制双浇注过程中的熔融金属流动的系统，其中所述第一单式双喷嘴块中的一对间隔开的喷嘴之间的距离可通过用具有与第一单式双喷嘴块一样的总尺寸的第二单式双喷嘴块替换第一单式双喷嘴块而进行改变，第二单式双喷嘴块中的一对间隔开的喷嘴之间的间隔距离不同于第一单式双喷嘴块中的一对间隔开的喷嘴之间的间隔距离。
13.根据权利要求11的用于控制双浇注过程中的熔融金属流动的系统，其中所述一对塞杆定位和控制设备中的至少一个还包括X-Y台，其中所述垂直定向的纵轴垂直于X-Y台的水平运动平面，使得X-Y台的调节使所述垂直定向的纵轴在水平面移动从而使塞杆与喷嘴对准。
14.根据权利要求11的用于控制双浇注过程中的熔融金属流动的系统，其中所述一对塞杆定位和控制设备中的至少一个还包括连接在第二臂端和塞杆之间的直线延伸件，以使所述一对塞杆定位和控制设备中的至少一个的塞杆与所述一对间隔开的喷嘴之一对准。
全文摘要
本发明公开了一种塞杆定位和控制设备，用于控制熔融金属从金属池中的底部喷嘴流出。塞杆可通过有选择地旋转一对滚柱(环)轴承而与喷嘴的开口对准，该对滚柱轴承沿延伸结构臂的一端可绕其转动的第一轴彼此中心线偏离，其中延伸结构臂的对向端沿与第一轴平行的第二轴保持塞杆。当该对滚柱轴承位于适当的相对位置而使得塞杆以喷嘴为中心时，通过用制动机构保持前述适当的相对位置固定塞杆的第二轴向位置。在双喷嘴底部浇注熔融金属池中，为两个喷嘴中的每一个提供单独的塞杆定位和控制设备，同时双喷嘴块件可用于有助于更换磨损的喷嘴或改变两个喷嘴的中心之间的距离。
文档编号B22D11/10GK102438774SQ201080020541
公开日2012年5月2日 申请日期2010年5月10日 优先权日2009年5月10日
发明者D·W·维特, M·A·帕伊瓦, W·R·弗鲁格 申请人:应达公司