金属供应入口和模具的冷却剂/惰性流体入口的每一个的移动。熔融金属检测器10也连接到控制器35。控制器35包含作为非临时可触介质的形式的机器可读程序指令。参考图4和方法100，首先由熔融金属检测器10检测Al-Li熔融金属“渗漏”或“漏出”(模块110)。响应从熔融金属检测器10到控制器35的Al-Li熔融金属“渗漏”或“漏出”的信号，控制器35引导台板18移动和使熔融金属入口供应装置(未显示)停止(模块120、130)，使进入冷却剂供给装置14中的冷却剂流动停止(例如通过驱动阀60至关闭来停止到管道供给装置52的冷却剂流动(图3))(模块140)。与所述操作同时或在约15秒内(且在另一实施方案中在约10秒内)通过控制器35执行机器可读指令来启动较高体积排气系统19(图1)以经由排气口20A、20A’、20B、20B’、20C和20C’将包含水蒸气的排出气体和/或远离铸锭坑的水蒸气转移到排气孔22(模块150)。同时或之后不久(例如在约10秒内到约30秒内)，由控制器35执行的机器可读指令启动气体引入系统24 (图1)。气体引入系统的启动包括将具有的密度小于空气的密度的惰性气体例如氦通过气体引入口 26A、26A’、26B、26B’、26C和26C’引入铸锭坑中(模块160)。同时或之后不久，在一个实施方案中，机器可读指令的执行驱动阀66至打开(图3)以将惰性流体(例如氦气或惰性气体的混合物)引入冷却剂供给装置14中(例如驱动阀66以通过管道供给装置52将惰性流体引入模具12)(模块170)。引入的惰性气体(例如通过气体引入系统24引入的惰性气体(图1)和/或从惰性流体源64引入冷却剂供给装置14中的惰性气体(图3))随后经由排气系统被收集并且然后可以被净化(模块180)。当渗漏调节继续时，由控制器35进行的机器可读指令的执行例如通过控制栗32 (图1)进一步控制惰性气体的收集和净化。
[0064]通过使用比空气轻的惰性流体获得的显著益处在于残余气体将不会沉降到铸锭坑中从而导致铸锭坑自身中的不安全环境。存在比空气重的气体停留在受限空间中导致窒息死亡的许多情形。即使通常认为铸锭坑为受限空间，但是将不需要额外的外部空气来补充铸锭坑内的空气。可以预期针对受限空间的入口将监测铸锭坑内的空气，但是不会产生与工艺气体相关的问题。
[0065]这种方法描述了独特的方法以充分地包含Al-Li “渗漏”或“漏出”使得可以成功地操作商业方法而不使用额外的处理方法，例如使用诸如乙二醇的液体进行铸造，其使该方法为不经济且潜在易燃的。锭铸造领域的任何技术人员将理解，在任何直接冷硬方法中必须承认，“渗漏”和“漏出”将发生。发生率将通常很低，但是在机械设备的正常操作期间，有些情况将在正常操作范围之外发生并且该方法将不按照预期执行。该方法的实现以及本文所述的装置的使用将最小化铸造Al-Li合金时的导致意外事故和财产损失的来自“渗漏”或“漏出”水与熔融金属氢爆炸。
[0066]在一个实施方案中，如上所述使用直接冷硬铸锭坑制造的Al-Li合金包含约百分之0.1到约百分之六的锂，并且在另一实施方案中，包含约百分之0.1到约百分之三的锂。在一个实施方案中，如上所述使用加料装置制造的Al-Li合金包含在百分之0.1到百分之6.0的范围内的锂，在百分之0.1到百分之4.5的范围内的铜，和在百分之0.1到百分之6的范围内的镁，作为次要添加剂的银、钛、锆以及痕量的碱和碱土金属，并且余量为铝。代表性Al-Li合金包括但不限于合金2090 (铜2.7 %，锂2.2 %，银0.4 %和锆0.12 % )；合金 2091(铜 2.1 %，锂 2.09%和锆 0.1% );合金 8090 (锂 2.45 %，锆 0.12%，铜 1.3%和镁 0.95% );合金 2099(铜 2.4-3.0%, H 1.6-2.0%，锌 0.4-1.0%，镁 0.1-0.5%，锰
0.1-0.5%，,告 0.05-0.12%，铁最大 0.07% 和硅最大 0.05% );合金 2195 (I %锂，4 % 铜，
0.4 % 银和 0.4 % 镁);以及合金 2199 (锌 0.2-0.9 %，镁 0.05-0.40 %，锰 0.1-0.5 %，锆
0.05-0.12%,铁最大0.07%和硅最大0.07%) ο代表性Al-Li合金是具有满足100，000镑每平方英寸(“psi”)拉伸强度和80，OOOpsi屈服强度的要求的性质的Al-Li合金。
[0067]图5呈现用于在直接冷硬铸造方法中形成一个或多个中间铸造产品例如坯、板坯、锭、坯件或其它形式的系统的示意性侧视图。根据图5，系统200包括感应炉205，所述感应炉包括炉容器210和含熔体的容器230，感应线圈位于所述含熔体的容器周围。在制造Al-Li合金的一个实施方案中，将铝和锂以及用于期望合金的任何其它金属的固体装料引入炉容器210的下部分中和含熔体的容器230中。代表性地，可以在引入锂金属之前初始引入并且熔化铝金属。一旦铝金属熔化，就引入锂金属。可以在铝的初始引入之前或与铝的初始引入一起或者在锂金属之前、之后或与锂金属一起引入其它金属。可以用加料装置引入这样的金属。通过感应加热(经由感应线圈)熔化金属并且熔化的金属通过管道得到转移:例如通过重力供给到第一过滤器215、通过脱气器220、到第二过滤器225并且到中间铸造产品形成工作站240。
[0068]系统200中的感应炉205包括围绕含熔体的容器230的感应线圈。在一个实施方案中，在含熔体的容器230的外表面和感应线圈的内表面之间有间隙。在一个实施方案中，惰性气体在该间隙中循环。图5中的感应炉205的表示显示围绕代表性柱形含熔体的容器(例如围绕容器的整个外表面)循环的气体。图5显示与系统200关联的气体循环子系统。在一个实施方案中，从气体源255例如通过不锈钢管供应气体、例如惰性气体(例如氦)。各种阀控制气体的供应。当从气体源255供应气体时，邻近气体源255的阀256打开，阀251打开以允许气体引入供给口 245中，并且阀252打开以允许气体从排放口 246排放到循环子系统中。在一个实施方案中，将气体引入与感应炉205关联的供给口 245中。引入的气体在含熔体的容器230和感应线圈之间的间隙中循环。循环气体然后通过排放口 246离开感应炉205。从排放口 246，气体穿过在线氢分析器258。氢分析器258测量气流中的氢的量(例如浓度)。如果该量超过例如百分之0.1 (体积)，则气体通过排气阀259排出到大气。来自排放口 246的循环气体也穿过净化器260。净化器260可操作并且配置成从惰性气体去除氢和/或湿气。去除湿气的净化器的例子是除湿器。从净化器260，将气体暴露于热交换器270。将热交换器270配置成从气体去除热以将气体温度调节到例如低于120° F。代表性地，在通过感应线圈和含熔体的容器之间的间隙循环中，气体可以拾取/保留热并且气体的温度将上升。将热交换器270配置成减小气体的温度，并且在一个实施方案中，将这样的温度返回到目标温度，所述目标温度低于120° F并且在一个实施方案中约为室温。在一个实施方案中，除了将气体暴露于热交换器270以外，可以通过将气体暴露于制冷源275来冷却气体。以该方式，在进入/再进入感应炉205之前气体的温度可以显著地减小。如图5中所示，气体循环子系统250包括在供给口 245之前的温度监测器280 (例如热电偶)。温度监测器280可操作以用于测量正供给到供给口 245中的气体的温度。通过气体循环子系统250的所述工作台(例如氢分析器258、净化器260、热交换器270和制冷源275)的气体的循环可以通过管、例如不锈钢管，每个所述工作台连接到所述管。另外，可以领会所述工作台的顺序可以变化。
[0069]在另一实施方案中，通过含熔体的容器230和感应线圈之间的间隙循环的气体是大气空气。这样的实施方案可以用于不包含如上所述的反应性元素的合金。参考图5，在大气空气将被引入间隙中时，可以将气体循环子系统250隔离以避免污染。因此，在一个实施方案中，阀251、252和256闭合。为了允许将空气引入供给口 245中，空气供给阀253打开。为了允许从排放口 246排出，空气排放阀257打开。当使用气体循环子系统250并且从气体源255供应气体时空气供给阀253和空气排放阀257闭合。在空气供给阀253和空气排放阀257打开的情况下，通过吹风机(例如供应风扇)将大气空气供应到该间隙。吹风机258产生空气流，所述空气流以代表性地约12，OOOcfm的体积将空气(例如通过管道)供应到供给阀245。空气通过该间隙循环并且通过排放口 246排放到大气。
[0070]如上所述，从感应炉205，熔融合金流动通过过滤器215和过滤器225。将每个过滤器设计成过滤来自熔体的杂质。熔体也穿过在线脱气器220。在一个实施方案中，将脱气器220配置成从熔体去除不期望的气体物类(例如氢气)。在熔体的过滤和脱气之后，可以将熔体引入中间铸造产品形成工作站240中，其中例如可以在直接冷硬铸造方法中形成一个或多个中间铸造产品(例如坯、板坯)。中间铸造产品形成工作站240在一个实施方案中包括类似于图1和附随文字中的系统5的直接冷硬铸造系统。这样的系统代表性地包括但不限于具有顶部部分、中间部分和底部部分的铸锭坑；位于该铸锭坑的顶部部分处的模具，该模具包括其中的储存器；可操作以用于检测渗漏或漏出的熔融金属检测器；可操作以用于从铸锭坑去除包括点火源和铸锭坑反应物的生成气体的排气系统；包括可操作以用于将惰性气体提供给铸锭坑的惰性气体源的气体引入系统；可操作以用于将空气引入铸锭坑中的空气引入口 ；可操作以用于收集离开铸锭坑(例如通过排气系统)的惰性气体并且从惰性气体去除成分(例如蒸汽)的收集系统；以及使收集的惰性气体再循环的再循环系统。在一个实施方案中，该直接冷硬铸造系统包括冷却剂供给系统，其包括连接到如图2和图3所示的管道供给装置的阀系统。该阀系统包括可操作以用于调整来自冷却剂源的冷却剂(例如水)的流动的第一阀和用于调整来自(一个或多个)惰性流体源的惰性流体的流动。
[0071]上述的系统可以由控制器控制。在一个实施方案中将控制器290配置成控制系统200的操作。因此，各单元例如感应炉205、第一过滤器215、脱气器220、第二过滤器225和中间铸造产品形成工作站240有线地或无线地电连接到控制器290。在一个实施方案中，控制器290包含作为非临时介质的形式的机器可读程序指令。在一个实施方案中，程序指令执行熔化感应炉205中的装料并且将熔体输送到中间铸造产品形成工作站240的方法。关于熔化装料，程序指令例如包括用于搅拌熔体、操作感应线圈以及通过感应线圈和含熔体的容器230之间的间隙循环气体的指令。在实施方案中，在加料装置包括搅拌装置或混合装置的情况下，这样的程序指令包括用于搅拌或搅动熔体的指令。关于将熔体输送到中间铸造产品形成工作站240，这样的指令包括用于建立熔体从感应炉205流动通过过滤器和脱气器的指令。在中间铸造产品形成工作站240处，指令指导一个或多个坯或板坯的形成。关于形成一个或多个坯，程序指令例如包括降低一个或多个铸缸295并且喷射冷却剂297以凝固金属合金铸件的指令。
[0072]在一个实施方案中，控制器290也调节并且监测系统。这样的调节和监测可以由遍布系统的多个传感器实现，所述传感器将信号发送到控制器290或由控制器290访问。例如，参考感应炉205，这样的监测