使用压差的材料连续浇铸的制作方法与工艺

本公开大致涉及用于浇铸熔融材料的系统、方法、工具、技术和策略。在特定实施方案中，本公开涉及熔融材料的连续浇铸。发明背景熔炉(例如等离子弧炉或电子束冷床炉)可在一定时间内熔融并且浇铸材料。在连续浇铸操作期间，熔融材料可连续进入模具且浇铸材料或铸锭可连续从模具离开。例如，熔融材料可流动至模具的顶部，同时取锭机构连续平移以允许浇铸材料从模具的底部离开。连续浇铸可减小中断浇铸操作的频率，例如，与在浇铸循环间歇更换模具相关的延迟。在浇铸操作期间减少中断可提高浇铸效率。一些材料在熔融时或在高温下是反应性的。以此方式，反应性材料在处于熔融状态中或加热至或高于特定温度时，将易于在暴露于特定元素或化合物时化合或发生其它化学变化。例如，极端高温下的熔融钛和固态浇铸钛是反应性的且易于与气态氧化合以形成二氧化钛及与气态氮化合以形成氮化钛。二氧化钛和氮化钛可在浇铸钛中形成硬α缺陷且使其不适于预期应用。因此，熔融钛和高温浇铸钛在浇铸操作的特定阶段内优选地维持在真空中或惰性气氛中。在电子束冷床炉中，在熔融和浇铸室中维持高或大体上的真空以允许电子束枪操作。在等离子弧冷床炉中，等离子炬使用惰性气体(例如，氦气或氩气)以产生等离子。因此，在等离子弧冷床炉中，用于等离子炬的惰性气体的存在在熔炉中产生压力，其范围可从亚大气压至正压。如果等离子弧或电子束冷床熔炉的熔融室渗入非惰性气体(例如，氧气或氮气)，那么非惰性气体会污染其中的熔融材料。因此，应完全或大体上阻止来自外部大气的气体进入含熔融钛的熔炉的熔融室。将有利地提供一种连续浇铸系统，其不易受其中所含的钛或另一种反应性材料的污染的影响。更一般地，有利地提供一种改进的连续浇铸系统，其可用于钛、其它反应性材料及一般的金属和金属合金。发明概要本公开的一个方面涉及用于熔融和浇铸材料的系统的非限制性实施方案。系统包括熔融室、次级室和取锭室。熔融室被结构化来在其中可操作地实现熔融压力。此外，次级室包括多个区域和至少一个压力管理元件。多个区域包括定位为邻近熔融室的第一区域，且第一区域被结构化来在其中可操作地实现大于熔融压力的第一压差。每个压力管理元件控制多个区域的邻近区域之间的气流。此外，取锭室定位为邻近次级室，且取锭室被结构化来在其中可操作地实现大气压。次级室可包括内周边，且每个压力管理元件可包括挡板和用于接收浇铸材料穿过其中的中心孔隙。每个压力管理元件的挡板可从内周边伸展至中心孔隙。熔融室可包括用于浇铸材料的模具。浇铸材料可从模具行进穿过次级室的至少一个压力管理元件的中心孔隙并且进入取锭室。多个区域可以包括邻近第一区域的第二区域，且第二区域可被结构化来可操作地实现小于第一压差的第二压差。系统可包括多个泵，其被结构化来调整次级室的多个区域中的压力。系统可包括取锭车，其被结构化来将取锭室移离次级室，且取锭室可被结构化来在移离次级室时在其中实现大气压。系统可包括滚筒，其被结构化来可操作地朝向从次级室取回的浇铸材料伸展。本公开的另一个方面涉及用于浇铸材料的方法的非限制性实施方案。方法包括控制熔融室、次级室和取锭室中的压力。熔融室内的压力被控制为熔融压力。方法还包括使浇铸材料从熔融室行进至次级室中，其中次级室包括多个区域，且其中多个区域包括邻近熔融室的第一区域。方法进一步包括使材料从次级室行进至取锭室。方法还包括将第一区域的压力从熔融压力控制为大于熔融压力的第一压差。方法进一步包括将取锭室的压力从熔融压力控制为大气压。方法可包括将次级室的第二区域的压力控制为小于第一压差的第二压差，其中第二区域邻近第一区域。方法可包括将次级室的最后区域的压力控制为大于大气压的最后压差，其中最后区域可操作地定位为邻近取锭室。方法可包括控制定位在次级室的第二区域与中间区域之间的区域中的压力，其中将压力从熔融压力调整为从第二区域至中间区域循序减小的压力。方法可包括控制定位在中间区域与最后区域之间的次级室的区域中的压力，其中将压力从熔融压力调整为从中间区域至最后区域循序增大的压力。方法可包括施加能量至熔融室中的材料以熔融材料。方法可包括使用取锭机构使浇铸材料行进穿过次级室且进入取锭室。方法可包括使取锭室从次级室脱离以将取锭室的压力从熔融压力控制为大气压。方法可包括伸展一组滚筒以接触浇铸材料。方法可包括用切割装置切割浇铸材料。方法可包括将浇铸材料的切块卸载至卸载车上。本公开的又一个方面涉及连续浇铸炉的一个室的非限制性实施方案。室包括内周边、多个区域和用于控制多个区域的邻近区域之间的气流的至少一个挡板。多个区域包括定位为邻近熔炉的熔融室的第一区域，其中熔融室被结构化来可操作地实现熔融压力，且其中第一区域被结构化来可操作地实现大于熔融压力的第一压差。多个区域还包括定位为邻近第一区域的第二区域，其中第二区域被结构化来可操作地实现小于第一压差的第二压差。每个挡板包括孔隙，且每个挡板从室的内周边伸展至孔隙。附图简述可参考附图更好地了解本发明的特征和优点，其中：图1是根据本公开的至少一个非限制性实施方案的连续浇铸系统的示意图；图2是图1的连续浇铸系统的部分示意图，其示出熔融室中的熔融材料；图3是图1的连续浇铸系统的部分示意图，其示出穿过次级室取回熔融材料的取锭推杆；图4是图3的连续浇铸系统的细节图，其示出次级室的挡板；图5是图1的连续浇铸系统的部分示意图，其示出将浇铸材料牵引至取锭室中的取锭推杆；图6是图5的连续浇铸系统的细节图，其示出次级室的压差区域；图7是图1的连续浇铸系统的部分示意图，其示出从次级室脱离的取锭室和朝向浇铸材料伸展的主滚筒；图8是图1的连续浇铸系统的示意图，其示出从熔炉移除的取锭室和取锭车及卸载浇铸材料的切块的卸载装置；图9是图8的连续浇铸系统的示意图，其示出移除浇铸材料的切块的卸载装置；图10是图1的连续浇铸系统的示意图，其示出从熔炉移除的取锭室和取锭车及卸载浇铸材料的替代卸载装置；以及图11是描绘根据本公开的至少一个非限制性实施方案的使用图1的连续浇铸系统的过程的流程图。具体实施方式本说明书中公开和描述的各种非限制性实施方案涉及用于金属和金属合金的连续浇铸系统。在特定非限制性实施方案中，金属或金属合金是反应性材料。本文中描述和图示的一个非限制性应用是熔融和浇铸系统的熔融室与取锭室之间的次级室，其中熔融室适于等离子弧或电子束冷床熔融。但是，应了解，次级室可结合任意熔融室使用，例如，适于无芯感应和/或通道型感应熔融的熔融室。在各种非限制性实施方案中，连续浇铸系统可包括熔融室、取锭室和定位在熔融室与取锭室之间的次级室。在一些实施方案中，熔融室可包括能量源，其可施加能量至定位在其中的材料并且将其熔融。熔融材料可行进至熔融室的模具中用于浇铸。当材料被适当固化时，其可从模具移除并且穿过次级室取回并且进入取锭室。应了解，材料的所有区域在从模具中移除时可能仍被熔融或部分熔融。最初，预期熔融压力可在熔融室、次级室和取锭室内实现。预期熔融压力可为例如真空、小于大气压的中间压力或高于大气压的正压。如果预期熔融压力是正压，那么气体可被引入至连续浇铸系统。惰性气体可用在连续浇铸系统的其中材料可与非惰性气体反应的室和/或区域中。例如，惰性气体可用在用于熔融和浇铸材料诸如钛(其在熔融时是反应性的)的熔融室中。在至少一个实施方案中，熔融室可在整个连续浇铸操作内维持预期熔融压力。此外，在一些实施方案中，取锭室中的压力可调整为大气压。例如，取锭室可从次级室脱离以为延长正浇铸或浇铸材料离开连续浇铸系统提供空间。当将取锭室移离次级室时，取锭室可实现大气压。在各种非限制性实施方案中，次级室中的压力可在连续浇铸操作期间调整或控制。例如，次级室可包括多个区域。此外，压力管理元件以及穿过压力管理元件中的孔隙定位的浇铸材料可控制多个区域的邻近区域之间的气流。换句话说，次级室中的邻近区域可被控制为且维持在不同压力。在各种非限制性实施方案中，邻近熔融室的第一区域可被调整为至少稍微高于预期熔融压力的压力。在至少一个实施方案中，次级室的第一区域与中间区域之间的区域可被调整为循序递减的压力。在一些实施方案中，邻近取锭室的次级室的最后区域可被调整为稍微高于大气压的压力。在至少一个实施方案中，中间区域与最后区域之间的区域可被调整为循序递增的压力。换句话说，第一区域可为第一高压区域，中间区域可为较低压区域且最后区域可为第二高压区域。在各种非限制性实施方案中，次级室可形成熔融室与取锭室之间的动态气闸。例如，第一区域中的较高压力及从次级室的第一区域至后一区域的减小压力可将气体导离第一区域及熔融室且导向次级室的后一区域。通过将气体导离熔融室，可避免熔融室中反应性材料的污染。此外，次级室的最后区域中的较高压力可阻止气体从取锭室和/或从邻近次级室的最后区域的外部大气流动至最后区域中。通过限制大气气体渗入次级室，可进一步抑制熔融室中反应性材料的污染。参考图1至图10，连续浇铸系统20的非限制性实施方案可包括用于熔融和/或浇铸材料的熔炉22。在各种非限制性实施方案中，熔炉22可包括等离子弧冷床熔炉或电子束冷床熔炉。在替代实施方案中，另一个适当的熔炉可用于熔融连续浇铸系统20中的材料。在一些实施方案中，连续浇铸系统20可包括熔融室30、次级室50和/或取锭室80。熔炉22可例如熔融定位在熔融室30中的材料24。在至少一个实施方案中，次级室50可邻近熔融室30且取锭室80可邻近次级室50。例如，次级室50可定位在熔融室30与取锭室80之间。主要参考图1，熔融室30、次级室50和取锭室80可密封或可脱离地密封在一起。例如，熔融室30可密封至次级室50且次级室50可密封至取锭室80。在各种非限制性实施方案中，熔融室30、次级室50和/或取锭室80之间的密封可在浇铸操作期间解除。例如，如本文中所述，取锭室80可相对于次级室50可移动地定位，使得取锭室80可移离次级室50且解除其间的密封(图7)。在各种非限制性实施方案中，熔融室30、次级室50和取锭室80可实现和/或维持其内的均匀或大体均匀压力。例如，熔融室30、次级室50和取锭室80可密封在一起并且被控制为预期熔融压力。在各种非限制性实施方案中，室30、50、80的至少两个可被控制为不同压力。例如，熔融室30、次级室50和取锭室80中的压力可在连续浇铸操作期间调整以提供动态气闸，其阻止非惰性气体渗入熔炉22的熔融室30。例如，预期熔融压力可为正压。最初，熔融室30、次级室50和取锭室80可被控制为正的预期熔融压力。在各种非限制性实施方案中，室30、50、80内的压力可为均匀或大体均匀，使得仅细微或公称压力变化存在于室30、50、80内。随后，取锭室80可例如开放至外部大气以实现大气压，且熔融室30可在其中维持预期熔融压力。在这些实施方案中，次级室50内的压力可被调整以形成动态气闸，其阻止取锭室80中和/或次级室50外的外部大气渗入熔融室30。仍参考图1，连续浇铸系统20可包括泵抽系统，其控制熔融室30、次级室50和/或取锭室80中的压力。泵抽系统可例如将熔融室30、次级室50和取锭室80排空为真空，且可例如将室30、50、80内的压力调整为各种正压。在各种非限制性实施方案中，泵抽系统可将熔融室30、次级室50和取锭室80控制为相同压力。此外或替代地，泵抽系统可将室30、50、80的至少两个控制为不同压力。因此，泵抽系统可包括多个泵、气源和/或放气孔以调整不同室30、50、80中的压力。例如，熔融室30可包括熔融室泵抽系统，次级室50可包括次级室泵抽系统，且取锭室80可包括取锭室泵抽系统。每个泵抽系统可包括气源和放气孔，即，例如回填系统。此外，次级室泵抽系统可包括压差泵60。如本文中所述，压差泵60可例如控制次级室50的不同区域62中的压力。此外，如本文中所述，泵抽系统可形成闭合环路或部分闭合环路系统，使得连续浇铸系统20中气体的至少一部分可通过连续浇铸系统20回收、纯化和再利用。主要参考图2，连续浇铸系统20的熔融室30可在其中接收材料24用于熔融及浇铸。熔炉22的能量或热源32可伸展至熔融室30中并且可提供能量至定位在其中的材料24。例如，能量源32可跨材料24的表面产生高强度电子束或等离子弧。在各种非限制性实施方案中，熔融室30可包括容器或炉床34，例如，水冷、铜炉床。仍主要参考图2，炉床34可容纳材料24，同时热源32施加能量至定位在炉床34中的材料24以熔融材料24。在各种非限制性实施方案中，熔融室30可包括坩埚或模具36。熔融材料24可例如进入模具36且可例如作为浇铸材料26离开模具36。现参考图3，模具36可为开放底部模具，使得浇铸材料26可在连续浇铸操作期间离开模具36的底部。此外，模具36可具有内周边，其对应于浇铸材料26的预期形状。圆形内周边可例如产生圆柱体且矩形内周边可例如产生矩形棱柱。在各种非限制性实施方案中，模具36可具有圆形内周边，其具有例如大约6英寸至大约32英寸的直径。此外，在各种非限制性实施方案中，模具36可具有矩形内周边，其例如是大约36英寸×大约54英寸。在各种非限制性实施方案中，模具36可为水冷、铜模具。在一些实施方案中，模具36可形成熔融室30的外周边的一部分且可密封至熔融室30和/或次级室50。例如，模具36可形成熔融室30与次级室50之间的密封通道。主要参考图2和图3，鸠尾板40可插入模具36中以在其中形成可移动底部表面。鸠尾板40例如可在连续浇铸操作期间从模具36被移除或取回并且被牵引穿过熔炉22。在至少一个实施方案中，鸠尾板40可为水冷、铜板。在各种非限制性实施方案中，鸠尾板40可连接至取锭元件42，所述取锭元件42可连接至取锭推杆82。取锭推杆82可包括伸展和回缩机构，例如，液压缸或滚珠螺杆总成。在各种非限制性实施方案中，取锭推杆82可拉动取锭元件42和附接的鸠尾板40穿过次级室50且进入取锭室80中。在至少一个实施方案中，启动块44可插入鸠尾板40且锁定销46可将启动块44可脱离地固定至鸠尾板40。在各种非限制性实施方案中，启动块44可协助从模具36取回鸠尾板40和浇铸材料26以及协助随后将浇铸材料26(图8)的末端从鸠尾板40分离，如Geltzer等人的美国专利第6,273,179号中描述，其完整公开以引用的方式并入本文中。再次参考图2，能量源32可施加能量至定位在炉床34中的材料24以熔融材料24。在各种非限制性实施方案中，熔融材料24可从炉床34流动至模具36中。在至少一个实施方案中，炉床34可倾斜或倾覆以将熔融材料24倒入模具36中。在其它实施方案中，熔融材料24可从炉床34溢出并且流入模具36中。仍参考图2，熔融材料24可流动至开放底部模具36中。在各种非限制性实施方案中，当熔融材料24流动至模具26中时，熔融材料24可例如覆盖鸠尾板40和/或启动块44，并且可例如接触模具36的侧面。在各种非限制性实施方案中，熔融材料24可包括例如钛(Ti)、锆(Zr)、镁(Mg)、钒(V)、铌(Nb)和/或其合金的材料，其在特定温度下与存在于环境大气中的气体反应。例如，钛在熔融时且在高温下可为反应性的。为了在熔融和浇铸期间保护反应性材料，熔融室30以及其中材料大体是热的且因此是反应性的连续浇铸系统20的其它区域中的气氛可控制。例如，熔融室30中的压力可被排空为大体上真空和/或熔融室30可充满惰性气体。当熔炉22是电子束冷床熔炉时，熔融室30的压力可例如为大约真空，且当熔炉22是等离子弧冷床熔炉时，熔融室30可例如被回填惰性气体至亚大气压或高于大气压的正压。再次参考图2和图3，充满模具36的熔融材料24可在熔融室30与次级室50之间形成熔融密封28。在各种非限制性实施方案中，熔融材料24可邻近模具36的一部分的侧壁。例如，仍参考图2和图3，熔融材料24可沿着填充模具36的材料的顶部部分或表面邻接模具36的内周边。在各种非限制性实施方案中，熔融密封28可提供阻障，其限制和/或阻止可能另外从次级室50和/或外部大气进入熔融室30且可能与其中的熔融材料24反应的气流。在各种非限制性实施方案中，浇铸材料26可在离开模具36时固化或大体上固化。应了解，至少浇铸材料26的外周边区域必须被适当固化以在浇铸材料26离开模具36时维持其完整性。主要参考图3，一旦熔融材料24达到模具36中的预期水平，鸠尾板40就可通过取锭推杆82穿过模具36的开放底部缩回。取锭推杆82可将取锭夹具42、鸠尾板40(其中浇铸材料26附接其上)拉离模具36且拉向次级室50。在各种非限制性实施方案中，浇铸材料26从模具34的取回速率可匹配熔融材料24从炉床34进入模具36的速率，使得模具36中熔融材料24的水平在连续浇铸操作期间保持大体上相同。例如，浇铸材料26的取回速率可为大约100lb/小时至大约2000lb/小时。在各种非限制性实施方案中，取回速率可为例如大约1500lb/小时至大约5000lb/小时。取回速率可依据熔炉的设计、浇铸材料26的尺寸(例如，其横截面)和/或浇铸及熔融材料24、26的性质(例如，其密度)。主要参考图4至图6，熔融室30可固定至次级室50。例如，熔融室30可夹箝、螺栓连接、紧固或另外固定至次级室50。在至少一个实施方案中，o形环或垫圈，例如可定位在熔融室30与次级室50之间以在其间提供真空密封。在各种非限制性实施方案中，熔融室30和次级室50可脱离地固定在一起，使得定位在其间的模具36可被移除、更换和/或与另一个模具互换。在各种非限制性实施方案中，如本文中所述，模具36可形成熔融室30与次级室50之间的密封通道。此外，次级室50可例如定位为邻近熔融室30和/或定位在其下方。在各种非限制性实施方案中，次级室50可在熔融室30(其例如可被可操作地控制为预期熔融压力)与取锭室80(其例如可被可操作地控制为大气压)之间形成动态密封或气闸。在一些实施方案中，次级室50可包括冷却系统(未示出)。次级室50的壁例如可包括通道，使得水和/或其它冷却液体可被泵送穿过通道以阻止次级室50被浇铸材料26过度加热且继续在次级室50中冷却浇铸材料26。仍参考图4至图6，次级室50可包括至少一个压力管理元件64，其控制多个区域的邻近区域62之间的气流。例如，压力管理元件64可被调适来在次级室50的每个区域62中维持预期压力。在一些实施方案中，次级室50例如可包括一系列压力管理元件64。压力管理元件64可为挡板或隔膜壁，如例如Guichard等人的美国专利第3,888,300号中描述，其完整公开以引用的方式并入本文中。在各种非限制性实施方案中，压力管理元件64可例如从次级室50的内周边朝向次级室50的中心伸展。在至少一个实施方案中，压力管理元件64可包括孔隙66，其例如可定位在压力管理元件64的中心或其附近。孔隙66可被结构化来在浇铸材料26穿过次级室50被取回时接收浇铸材料26穿过其中。当次级室50例如是圆柱形时，且浇铸材料26例如是圆柱形时，压力管理元件64可为具有穿过其中的圆形孔隙的圆盘。在各种非限制性实施方案中，穿过压力管理元件64的孔隙66可被确定大小来在浇铸材料26穿过邻近区域62定位时，限制次级室50的邻近区域62之间的气流且限制压力偏移。此外，滚筒总成(未示出)可定位在次级室50内及/或压力管理元件64之间以支撑伸展穿过其中的浇铸材料26，如Guichard等人的美国专利第3,888,300号中描述，其完整公开以引用的方式并入本文中。主要参考图6，当浇铸材料26伸展穿过次级室50的区域62时，压力管理元件64可例如从次级室50的内周边朝向浇铸材料26伸展。在各种非限制性实施方案中，压力管理元件64、次级室50的内周边和浇铸材料26可界定次级室50中的区域62的边界。例如，次级室50中的第三压差区域62c可邻接第二压力管理元件64b、第三压力管理元件64c、次级室50的内周边和浇铸材料26。在各种非限制性实施方案中，区域62也可邻接室30、50、80之一中的另一个表面。例如，第一压差区域62a可以模具36的表面、第一压力管理元件64a、次级室50的内表面和浇铸材料26为界。在各种非限制性实施方案中，穿过各压力管理元件64的孔隙66可为浇铸材料26提供足够空间以在不接触压力管理元件64的情况下穿过压力管理元件64装配。孔隙66可例如仅稍微大于模具36的横截面，使得压力管理元件64与伸展穿过其中的浇铸材料26之间的距离最小化。在至少一个实施方案中，浇铸材料26与压力管理元件64之间的距离可例如为大约2mm至大约5mm。在其它实施方案中，浇铸材料26与压力管理元件64之间的距离可例如小于大约2mm。在各种非限制性实施方案中，压力管理元件64可为金属，例如不锈钢。压力管理元件64可包括内部通道(未示出)，水和/或其它冷却液体可被泵送穿过其中以冷却熔炉22，如例如Guichard等人的美国专利第3,888,300号中描述，其完整公开以引用的方式并入本文中。在至少一个实施方案中，压力管理元件64中的通道可连接至室壁中的通道，使得水和/或其它冷却液体可循环穿过室壁且穿过从其中伸展的压力管理元件64。在各种非限制性实施方案中，主要参考图4，压力管理元件64可包括刷子68。刷子68可从压力管理元件64的内周边朝向浇铸材料26伸展且可进一步减小压力管理元件64与浇铸材料26之间的空间。刷子68可为金属，例如，不锈钢。在各种非限制性实施方案中，刷子68可为足够柔性的，使得浇铸材料26与刷子68之间的接触不会破坏压力管理元件64。此外，在各种非限制性实施方案中，浇铸材料26与刷子68之间的接触不会污染浇铸材料26。主要参考图5和图6，压力管理元件64可在次级室50中的邻近压差区域62之间伸展。例如，第一压力管理元件64a可在第一压差区域62a与第二压差区域62b之间伸展，第二压力管理元件64b可在第二压差区域64b与第三压差区域62b之间伸展，第三压力管理元件64c可在第三压差区域62c与第四差压区域62d之间伸展等。在各种非限制性实施方案中，第一压差区域62a可邻近熔融室20和/或在其正下方。此外，第二压差区域62b可例如邻近第一压差区域62a和/或在其正下方。在各种非限制性实施方案中，最后或终端压差区域64g可邻近取锭室80和/或在其正上方。此外，在至少一个实施方案中，中间压差区域62d可例如定位在第二压差区域62b与最后压差区域62g之间。在特定非限制性实施方案中，至少一个额外压差区域62c可例如定位在第二压差区域62b与中间压差区域62d之间，和/或至少一个额外压差区域62e、62f可例如定位在中间压差区域62d与最后压差区域62g之间。仍参考图5及图6，次级室50可包括例如七个压差区域62a、62b、62c、62d、62e、62f、62g和例如七个压力管理元件64a、64b、64c、64d、64e、64f、64g。次级室50中区域62和相应压力管理元件64的数量可例如至少依据熔融和浇铸材料24、26的性质和/或预期熔融压力与大气压之间的压差。在各种非限制性实施方案中，主要参考图5，压差泵60可调整次级室50的每个压差区域62中的压力。例如，压差泵60可从区域62提取气体。在至少一个实施方案中，泵60可操作地将区域62排空为真空或大体真空。此外，气源52、54和相应放气孔56、58可将气体泵送至区域62以增大其中的压力。在各种非限制性实施方案中，第一多个放气孔56a、56b、56c、56d可从第一气源52伸展，且第二多个放气孔58a、58b、58c可从第二气源54伸展。放气孔56、58例如可将大约1SCFM至大约25SCFM的气体引入各自区域62中。第一气源52可例如容纳第一气体或第一气体组合，且第二气源54可例如容纳第二气体或第二气体组合。如本文中所述，在各种非限制性实施方案中，至少一个气源52、54可例如容纳惰性气体或惰性气体组合。在各种非限制性实施方案中，气源52、54可将气体分配至多个放气孔56、58。此外，压差泵60、气源52、54和放气孔56、58可控制次级室50的压差区域62中的压力，使得次级室50形成熔融室30与取锭室80之间的动态气闸。在各种非限制性实施方案中，压差泵60可最初将区域62排空为真空或大体真空且随后放气孔56、58可将气体引入区域62以实现等于或大体等于预期熔融压力的压力。例如，区域62可例如被排空为大约100mTorr至大约10mTorr的大体真空。随后，放气孔56、58可引入气体以例如实现大约400Torr至大约1000Torr的预期熔融压力。在各种非限制性实施方案中，泵抽系统可例如将压力控制为次级室50内的±25Torr的预期熔融压力。次级室50中气体的存在可改进从浇铸材料26的热转移，其可提高浇铸材料26的固化速率。换句话说，与例如当次级室50维持真空或大体真空时相比，当次级室50充满惰性气体时，浇铸材料26可冷却且因此更快固化。参考图5和图6，当浇铸材料26定位为遍及次级室50的区域62时，浇铸材料26、挡板64和次级室50的内周边可界定例如其中可实现和/或维持预期压力的区域62的边界。一旦区域62的边界被界定，压差泵60、气源52、54和/或放气孔56、58可调整次级室50的区域62中的压力。在各种非限制性实施方案中，压差泵60可将次级室50的各种区域62中的压力控制为不同压力。例如，在特定非限制性实施方案中，次级室50的第一压差区域62a中的压力可增大至至少稍微高于预期熔融压力。例如，当预期熔融压力是大约825Torr至大约875Torr时，第一压差区域62a中的压力可被控制为大约880Torr至大约930Torr。换句话说，熔融室30与第一压差区域62a之间的压力差可例如为大约10Torr至大约50Torr。此外，在特定非限制性实施方案中，第二压差区域62b中的压力可被控制为稍小于第一压差区域62a中的压力。例如，第二压差区域62b中的压力可被控制为大约825Torr至大约850Torr。在各种非限制性实施方案中，第一压差区域62a与第二压差区域62b之间的压力差可为大约10Torr至大约50Torr。因此，在特定非限制性实施方案中，第一压差区域62a可为高压区域，其将熔融室50与次级室50中的后续区域62b、62c等分开且阻止外部大气中的非惰性气体渗入熔融室30。仍参考图5和图6，次级室50的在第二压差区域62b与中间压差区域62d之间的后续区域62c中的压力可例如递减。在各种非限制性实施方案中，压力可例如在邻近区域62之间递减达大约10Torr至大约100Torr。第二压差区域62b与中间压差区域62d之间的区域62和压力管理元件64的数量和大小可不同。在至少一个实施方案中，额外区域62的数量可依赖熔融材料24和浇铸材料26的材料性质，以及熔融室30和取锭室80内的压力。在各种非限制性实施方案中，额外区域62的数量可依赖从浇铸材料26的热转移速率。例如，至少一个区域62可定位在第二压差区域62b与中间压力区域62d之间。在特定非限制性实施方案中，两个至五个区域62可定位在第二压差区域62b与中间压力区域62d之间。在各种非限制性实施方案中，例如，多于五个区域62可定位在第二压差区域62b与中间压力区域62d之间。足够数量的区域62可定位在熔融室30与次级室50的中间区域62d之间，使得浇铸材料26在到达中间区域62d时被充分冷却。浇铸材料26可被冷却到暴露于取锭室中的外部大气不会导致污染的这样一种程度。例如，浇铸钛合金可被冷却为大约<1000℉至1200℉，当浇铸钛26到达中间压差区域62d以避免浇铸钛26的反应性及被次级室50的下部区域62e、62f、62g和外部大气中的非惰性气体污染。仍主要参考图5和图6，中间压差区域62d中的压力可被控制为小于次级室50的邻近区域中的压力。例如，中间压差区域62d正上方和正下方区域中的压力可大于中间压差区域62d中的压力。换句话说，中间压差区域62d可为第一压差区域62a与最后压差区域62g之间的低压区域。在特定非限制性实施方案中，中间压差区域62d中的压力可例如为大约250Torr至大约300Torr。在各种非限制性实施方案中，中间压差区域62d中的压力可例如为大约100Torr至大约400Torr。仍参考图5和图6中所示的实施方案，次级室50在第二压差区域62d与最后压差区域62g之间的后续区域62e、62f中的压力可递增。在各种非限制性实施方案中，压力可例如在邻近区域62之间递增达大约10Torr至大约100Torr。中间压差区域62d与最后压差区域62g之间的区域62和压力管理元件64的数量和大小可不同。在至少一个实施方案中，额外区域62的数量可依赖熔融材料24和浇铸材料26的材料性质，以及熔融室30和取锭室80内的压力。在各种非限制性实施方案中，额外区域62的数量可足以使最后压差区域62g中的压力逐渐增大至稍微大于大气压。例如，至少一个区域62可定位在中间压差区域62d与最后压力区域62g之间。在特定非限制性实施方案中，两个至五个区域62可定位在中间压差区域62d与最后压力区域62g之间。在各种非限制性实施方案中，多于五个区域62可定位在中间压差区域62d与最后压差区域之间。最后压差区域62g可邻近取锭室80和/或在其上方。在各种非限制性实施方案中，最后压差区域62g可实现至少稍微大于大气压的压力。例如，在特定非限制性实施方案中，最后压差区域62g中的压力可为大约740Torr至大约850Torr和/或最后压差区域62g中的压力和大气压之间的差异可例如为大约10Torr至大约100Torr。换句话说，最后压差区域62g可为次级室50中的第二高压区域。如本文中所述，熔融密封28提供熔融室30与取锭室80之间的密封。但是，如果熔融密封28被解除，那么次级室50的动态气闸可提供次级密封以阻止熔融室30的污染。此外，次级室50可阻止定位在次级室50中的浇铸材料26的污染，其仍处于浇铸材料26与非惰性气体反应的温度下。第一压差区域62a可阻止污染，因为气体被导离第一压差区域62a，即，相对高压区域，被导向中间压差区域62d，即，相对低压区域。换句话说，气体被导离熔融室30并且被导向次级室50的中间区域62d。此外，第一压差区域62a可减小熔融室30中的压力波动，因为熔融室30中的气体不会在熔融密封28解除的情况下试图逸出熔融室30进入次级室50。相反地，例如，如果熔融密封28解除且熔融室30在正压下运行且第一压差区域62a在真空或较低负压下运行，那么气体将试图逸出熔融室30进入次级室50，因此形成熔融室30中的压力波动。此外，最后压差区域62g可阻止熔融室30的污染，因为次级室50外和/或取锭室80中的非惰性气体被导离最后压差区域62g(即，高压区域)，被导向外部大气(即，较低压区域)。换句话说，外部大气中的惰性气体不会试图从外部大气流动至次级室50的最后压差区域62g中，因为最后压差区域62g是高压区域。此外，从最后压差区域62g至中间压差区域62d的减小压力将把气流导向中间压差区域62d而非导向最后压差区域62d。再次参考图6，第一气源52可例如容纳第一气体或第一气体组合且第二气源54可例如容纳第二气体或第二气体组合。此外，在各种非限制性实施方案中，至少第一气体或第一气体组合可为惰性气体或惰性气体组合，例如，氦气和/或氩气。第一气源52可从第一压差区域62a穿过中间压差区域62d或低压区域供应气体至次级室50中的区域62或第一高压区域。换句话说，第一气源52可连接至从邻近熔融室30的第一高压区域62a穿过低压区域或中间压差区域62d压力递减的区域62。邻近熔融室30的区域62中惰性气体的存在可确保如果熔融密封28解除，那么惰性气体而非非惰性气体可进入熔融室30且因此可大体上阻止熔融室30中熔融材料24的污染。压差泵60和放气孔56可从所述区域62抽取惰性气体和/或将惰性气体引入至所述区域62中以调整其中的压力。如本文中所述，在浇铸材料26离开中间压差区域62d之前，浇铸材料26可被充分冷却，使得其不与非惰性气体反应。但是，浇铸材料26在第一压差区域62a与中间压差区域62d之间可能足够热且是反应性的。因此，例如供应气体至压差区域62a、62b、62c、62d的第一气源52应供应惰性气体以避免伸展穿过其中的潜在反应性浇铸材料26的污染。仍主要参考图6，第二气源54可供应气体至次级室50中定位在中间压差区域62d之后且穿过最后压差区域62g或第二高压区域的区域62。非惰性气体(例如，压缩空气)可由第二气源54供应而无污染定位其中的浇铸材料26的风险。例如，浇铸材料26可在其穿出中间区域62d时被充分冷却，使得其不与非惰性气体反应。在替代实施方案中，第二气源54也可包括惰性气体，或大体上由惰性气体组成。在各种非限制性实施方案中，压差泵60可连接至气体回收系统(未示出)。连续浇铸系统20中所使用的惰性气体可能是昂贵的，且因此气体回收系统可能试图回收并且再利用惰性气体以供未来使用。例如，气体回收系统可从次级室50的区域62泵抽气体，压缩取回的气体，通过纯化系统处理气体并且使气体返回至气源52、54。换句话说，气体可通过所述系统再利用。在各种非限制性实施方案中，气体回收系统的纯化系统可在熔炉22外部。在一些实施方案中，例如，在惰性气体由第一气源52供应至次级室50的上部区域62a、62b、62c、62d的情况下且例如，当非惰性气体由第二气源54供应至次级室50的下部区域62e、62f、62g时，从第一压差区域62a至中间压差区域62d的递增压力可例如允许所述区域62a、62b、62c、62d中所使用的惰性气体的回收。在至少一个实施方案中，小体积的非惰性气体可能从邻近的下部区域62e流动至中间压差区域62d，其在连续浇铸操作期间被控制为较低压力。在各种非限制性实施方案中，邻近区域62之间的气流体积可被最小化。例如，气流体积可依赖浇铸材料26与压力管理元件64之间的空间，以及邻近区域62之间的压差。在各种非限制性实施方案中，对应于中间压差区域62d的中间压差泵64d可从中间压差区域62d取回气体。在回收过程期间，例如，由泵64d取回的小体积惰性气体可在气体返回至第一气源52之前移除，使得惰性气体可通过其中材料24、26是反应性的室和/或区域中的连续浇铸系统20再利用。相反地，如果次级室50中的压力在第一压差区域62a之后增大为大气压，而非递减至低压区域62d，那么第一压差区域62a中的惰性气体可例如逸出至外部大气。在各种非限制性实施方案中，主要参考图6和图7，取锭室80可定位为邻近次级室50。在一些实施方案中，取锭室80可相对于次级室50可移动地定位。当取锭室80定位为邻近次级室50时，次级室50和取锭室80可密封在一起。o形环或垫圈70(图6)可例如定位在取锭室80与次级室50之间以在其间提供真空密封。此外或替代地，液压驱动锁(未示出)可例如将取锭室80密封至次级室50。在各种非限制性实施方案中，取锭室80可被控制为与熔融室30相同的压力，即控制为预期熔融压力。如本文中所述，取锭室80可在连续浇铸操作期间可操作地实现大气压，且次级室50可在可维持在预期熔融压力下的熔融室30与取锭室80之间提供动态气闸。主要参考图1，脱离或取锭车100可定位为邻近取锭室80和/或其下方。取锭车可包括平台102，其可例如支撑取锭室80。在一些实施例中，取锭车100的操作可抬高和/或放低取锭室80。例如，取锭车100可包括第二取锭推杆104，其可相对于次级室50将取锭平台102可操作地向上及向下移动。在各种非限制性实施方案中，取锭推杆104可将取锭平台102向下拉以使取锭室80从次级室50脱离。取锭室80的脱离可使取锭室80开放至外部大气。换句话说，取锭室80与次级室50之间的密封可在取锭室80从次级室50断开或移离时解除。但是，即使当取锭室80开放至外部大气并且实现大气压时，熔融室30中的熔融材料24仍可保持被本文中描述的熔融密封28和次级室50的动态气闸保护而不受非惰性气体的影响。参考图1和图8，取锭车100可定位在导轨或轨道106上。取锭车100可例如包括车轮，并且可沿着轨道106在操作位置(图1)与停放位置(图8)之间滚动。在各种非限制性实施方案中，一旦第二取锭推杆104折叠以取回平台102并且放低取锭室80，取锭车100就可移动至停放位置。再次参考图7，连续浇铸系统20可包括一组主滚筒92。在各种非限制性实施方案中，一组主滚筒92可被配置来在回缩位置(图5)与伸展位置(图7)之间移动。例如，一组主滚筒92可朝向浇铸材料26伸展，使得当一组主滚筒处于伸展位置中时，一组主滚筒92可接触浇铸材料26。在各种非限制性实施方案中，一组主滚筒92可在取锭室80已从次级室50回缩和/或脱离之后接触浇铸材料26。例如，一组主滚筒92可被取锭室80阻挡，使得一组主滚筒92被阻止在取锭室80回缩之前伸展至浇铸材料26。在特定非限制性实施方案中，一组主滚筒92可帮助控制浇铸材料26的取回速度。换句话说，一组主滚筒92的旋转速率可影响浇铸材料26离开模具36的速度。现参考图8，连续浇铸系统20可包括一组次级滚筒94。在各种非限制性实施方案中，一组次级滚筒94可被配置来在回缩位置(图5)与伸展位置(图8)之间移动。例如，一组次级滚筒94可朝向浇铸材料26伸展，使得当次级滚筒94处于伸展位置中时，一组次级滚筒94的滚筒接触浇铸材料26。在各种非限制性实施方案中，一组次级滚筒94可在取锭室80已从次级室50回缩和/或脱离之后接触浇铸材料26。例如，一组次级滚筒94可被取锭室80阻挡，使得一组次级滚筒94被阻止在取锭室80回缩之前伸展至浇铸材料26。在一些实施方案中，一组次级滚筒94可帮助控制浇铸材料26的取回速度。换句话说，在特定非限制性实施方案中，一组次级滚筒92的旋转速率可影响浇铸材料26离开次级室50的速度。此外，一组次级滚筒94可如本文中描述将浇铸材料26引导至卸载装置上。在各种非限制性实施方案中，仍主要参考图8，在浇铸材料26已被牵引穿过次级室50之后，切割装置96可切割浇铸材料26。切割装置96可例如在一组主滚筒92下方和/或例如在一组次级滚筒94上方切割浇铸材料26。现参考图8和图9，在特定非限制性实施方案中，第一卸载装置110可包括伸缩支撑机构112和/或握把114。握把114可例如将浇铸材料26固定或握持在第一组滚筒92和/或第二组滚筒94下方。此外，在各种非限制性实施方案中，伸缩支撑机构112可固持握把114。在至少一个实施方案中，伸缩支撑机构112可折叠或部分折叠以放低由握把114固持的浇铸材料26。伸缩支撑机构112可例如折叠以将浇铸材料26从垂直构造(图8)移动至水平构造(图9)。主要参考图9，第一卸载装置110可例如沿着导轨106移动或滚动以将浇铸材料26的切块移离连续浇铸系统20。现参考图10，在各种非限制性实施方案中，连续浇铸系统20可包括第二卸载装置118。在各种非限制性实施方案中，第二卸载装置118可包括固持额外滚筒122的支撑构件120。在特定实施方案中，额外滚筒122可沿着由支撑构件120和/或额外滚筒122形成的路径操纵浇铸材料26。滚筒122可例如沿着成型路径操纵浇铸材料26并且可例如将浇铸材料26从垂直构造操纵至水平构造。在各种非限制性实施方案中，切割装置96可在支撑构件120已将浇铸材料26引导至预期构造之后切割浇铸材料26的段。主要参考图1至图11，连续浇铸系统20的运行可包括启动阶段202和连续浇铸阶段204。在各种非限制性实施方案中，取锭室80可在浇铸操作的启动阶段202密封至次级室50。在特定非限制性实施方案中，当取锭室80从次级室50脱离时，浇铸操作的连续浇铸阶段204可开始。在启动阶段202的步骤210中，泵抽系统可将熔融室30、次级室50和取锭室80排空为真空或大体真空。例如，在特定非限制性实施方案中，熔融室30、次级室50和取锭室80中的压力可被排空为大约100mTorr至大约10mTorr的范围。在各种非限制性实施方案中，熔融室30、次级室50和取锭室80可具有低泄漏率。例如，在各种非限制性实施方案中，室30、50、80可具有大约10mTorr增量/分至小于大约5mTorr增量/分的泄漏率。可确保熔融室30、次级室50与取锭室80之间的密封的完整性。在步骤212中，泵抽系统可将熔融室30、次级室50和取锭室80中的压力控制为预期熔融压力。例如，当预期熔融压力是正压时，室30、50、80可回填惰性气体以达到预期熔融压力。在各种非限制性实施方案中，一旦在熔融室30、次级室50和取锭室80内实现预期熔融压力，步骤214就可启动。在步骤214中，能量可被施加至熔融室30中的材料24以熔融所述材料24。随后，在步骤216中，熔融材料24可从熔融室30穿过次级室50且进入取锭室80。例如，材料可作为熔融材料24进入模具36且可作为浇铸材料26离开模具36。浇铸材料26例如随后穿过次级室50并且进入取锭室80。此外，在启动阶段202的步骤218中，第一压差区域62a中的压力可被控制为至少稍微大于预期熔融压力的第一压差。此外，在步骤220中，第二压差区域62b中的压力可被控制为至少稍微小于第一压差的第二压差。换句话说，第一压差区域62a可为高压区域，其将熔融室30与次级室50的后续区域62分开且阻止外部大气中的非惰性气体污染熔融室30。此外，在启动阶段202的步骤222中，后续区域62中的压力可例如在第二压差区域62b与中间压差区域62d之间递减。此外，在步骤224中，中间压差区域62d可例如被控制为作为次级室50的区域62中的最低压力的中间压差。换句话说，中间压差区域62d可为第一压差区域62a与最后压差区域62g之间的低压区域。此外，在步骤226中，中间压差区域62d与最后压差区域62g之间的后续区域中的压力可例如朝向大气压递增。此外，在步骤228中，最后压差区域62g中的压力可例如被控制为至少稍微大于大气压。一旦浇铸材料26定位为穿过界定区域62的侧面的压力管理元件64，邻近区域62就可维持或大体上维持不同压力。因此，在各种非限制性实施方案中，每个区域中的压力可在浇铸材料26伸展穿过各自区域62之后的任何时候控制。在各种非限制性实施方案中，在浇铸材料26穿过整个次级室50且进入取锭室80之后，次级室50的区域62中的压力可被同时控制为不同运行压力，即第一压差、中间压差、最后压差等。换句话说，步骤218、220、222、224、226和228可同时启动。例如，一旦浇铸材料26进入取锭室80，泵抽系统即可被启用以启动步骤218、220、222、224、226和228。此外或替代地，区域62中的压力可在浇铸材料26行进穿过次级室50时循序控制。例如，步骤218之后可紧随步骤220，其后可紧随步骤222，其后可紧随步骤224，其后可紧随步骤226，其后可紧随步骤228。在各种非限制性实施方案中，每个区域62中的压力可在浇铸材料穿过区域62之后调整。在其它实施方案中，步骤可按不同顺序执行。此外，在启动阶段202内，在步骤230中，取锭室80可被控制为大气压。在各种非限制性实施方案中，取锭室80可从次级室50脱离以实现大气压。换句话说，取锭室80的脱离可解除次级室50与取锭室80之间的密封。此外，当取锭室80从次级室脱离时，连续浇铸系统20可运行，使得浇铸材料26可继续从模具36伸展。在各种非限制性实施方案中，取锭室80从次级室50脱离以为浇铸材料26的伸展长度提供空间。在浇铸操作的连续浇铸阶段204内，熔融材料24可继续从熔融室30穿过次级室50，即步骤232。在各种非限制性实施方案中，取锭室80可保持从次级室50脱离和/或移除。因此，浇铸材料26可继续从熔融室30(其被维持在预期熔融压力下)流动穿过次级室50(其内被控制为各种不同压力)并且进入外部大气。熔融密封28和次级室50的动态气闸可阻止熔融室30被取锭室中和/或次级室50外的外部大气污染。此外，在各种非限制性实施方案中，例如，在步骤234中，浇铸材料可在一组主滚筒92和/或一组次级滚筒94之间滚动；在步骤236中，浇铸材料26可被切割装置96切割；和/或在步骤238中，浇铸材料26可被卸载装置110、118之一卸载。例如，在浇铸材料26被切割装置96切割之前和/或之后，浇铸材料26可在一组主滚筒92和/或一组次级滚筒94之间滚动。此外，例如，在浇铸材料26被卸载装置卸载装置110、118之一卸载之前和/或之后，浇铸材料26可被切割装置96切割。连续浇铸操作的连续浇铸阶段204可继续直至无额外材料24被馈送至模具36中。虽然结合反应性金属和金属合金的浇铸讨论本文中描述的设备、系统和方法的各种实施方案，但是应了解本发明不限于此且可结合任意金属或金属合金使用，无论其在熔融时或在高温下是否是反应性的。在本说明书中描述和说明各种实施方案以提供所公开装置和方法的元件、步骤和使用的总体理解。应了解，本说明书中描述和说明的各种实施方案是非限制性的且非详尽的。因此，本发明不限于本说明书中公开的各种非限制性和非详尽实施方案的描述。在适当情况下，结合各种实施方案描述的特征和特性可结合其它实施方案的步骤、组件、元件、特性、方面、特点、限制和类似方面组合、修改或重组。这些修改和变化意在包括在本说明书的范围内。因而，权利要求可被修改来列举本说明书中明确或内在描述或另外明确或内在支持的任意元件、步骤、限制、特征和/或特性。此外，申请人保留修改权利要求以肯定地放弃现有技术中存在的元件、步骤、限制、特征和/或特性的权利，而不管这些特征是否在本文中明确描述。因此，任意这些修改符合35U.S.C.§112第一段和35U.S.C.§132(a)的规定。本说明书中公开和描述的各种实施方案可包括如本文中不同地描述的步骤、限制、特征和/或特性，由其组成或大体上由其组成。本文中注明的任意专利、公开案或其它公开材料以引用的方式完整并入本说明书，除非另有规定，但是仅在被并入材料不与本说明书中明确叙述的现有定义、声明或其它公开材料冲突的前提下。因而且在需要的前提下，如本说明书中叙述的明确公开取代本文中以引用的方式并入的任何冲突材料。以引用的方式并入本说明书中但与本文中叙述的现有定义、声明或其它公开材料冲突的任何材料或其部分仅在被并入材料与现有公开材料之间未出现冲突的前提下并入。申请人保留修改本说明书以明确列举以引用的方式并入本文中的任何标的或其部分的权利。冠词“一(one、a、an)”和“所述”若且如在本说明中使用，意在包括“至少一个”或“一个或更多个”，除非另有规定。因此，冠词在本说明书中用于指冠词的一个或超过一个(即，“至少一个”)语法对象。举例来说，“组件”意指一个或更多个组件且因此，可行地，超过一个组件被设想并且可被采用或使用于所描述的实施方案的实施中。此外，单数名词的使用包括复数名词且复数名词的使用包括单数名词，除非使用的背景另有要求。