0、550’可以协同锻造模具加热设备520〃使用。锻造模具加热设备520〃可以包括燃烧器头522"，所述燃烧器头522〃包括彼此独立的第一部分532〃和第二部分534〃 (即，未通过例如可动构件538等可动构件连接)。在各个情形下，应该希望的是使第一和第二部分532〃、534〃彼此独立，以允许第一第二部分532"、534〃围绕彼此和/或相对于锻造模具的锻造表面更大程度地移动。换种说法，通过不连接第一和第二部分532"、534"，使用锻造模具加热设备520"的操作员能够将锻造模具加热设备520"的第一和第二部分532"、534"构造成任意适当的构造和/或取向。
[0068]在一个非限制性实施例中，参考图13和14，致动器550、550’可以由压缩空气、机械、电气、液压、气动和/或构造成在高温环境中使用的任意其它适当类型的致动器构成。在一个非限制性实施例中，致动器550、550’可以分别包括压缩空气致动活塞562、562’，其能够分别从壳体564、564’伸缩，以使第一部分532或532"以及第二部分534或534"相对于彼此和/或相对于锻造模具的锻造表面移动。在一个非限制性实施例中，例如，活塞562可以沿箭头“E”示出的方向移动，而活塞562’可以沿箭头“F”示出的方向移动。在其它多个不同非限制性实施例中，任意适当数量、构造或者类型的致动器可以设置于或者用于本文所述的锻造模具加热设备。在一个非限制性实施例中，各个致动器可以构造成至少在第一构造与第二构造之间移动燃烧器头的至少一部分，以使燃烧器头的火焰端口至少部分地符合于锻造模具的各个锻造表面的一个区域的取向。
[0069]在一个非限制性实施例中，供给至各个火焰端口的氧化气体和燃料的混合源可以至少部分地由例如空气吸入燃料和/或任意其它适当的氧化气体和/或燃料构成。氧化气体被提供在氧化气体和燃料的混合源中，用于促进燃料的燃烧。在一个非限制性实施例中，应该希望的是实现对锻造模具的锻造表面的更快和/或更高温度的预热。在这种实施例中，氧化气体源可以主要或者基本是氧气，而燃料源可以是能够在存在氧气时燃烧的任意适当的燃料，例如乙炔、丙烯、液化石油气(LPG)、丙烷、天然气、氢气和MAPP气(一种甲基乙炔和丙二烯的稳定混合物)等。通过以主要或者基本由氧气构成的氧化气体燃烧这种燃料，能够相对于使用环境空气作为氧化气体进行的燃料燃烧，实现对锻造模具的锻造表面的更快和更高温度的加热。鉴于环境空气只包括约21体积百分比的氧气，使用空气作为氧化气体来促进燃料燃烧的预热技术可能增加预热所需的时间，并且降低通过预热获得的锻造表面的温度。使用包括氧气可燃燃料和主要包括氧气的氧化气体的混合源(本文称为“氧气燃料”)，本公开的各个非限制性锻造模具加热设备和方法能够比较迅速地(例如，5-10分钟)将锻造模具的锻造表面的全体或者一个区域预热至例如700 T -2000 T的温度范围内。这种温度显著地高于以某些常规锻造模具预热技术获得的温度。此外，氧气燃料的使用能够显著地降低将锻造模具和/或锻造模具的锻造表面预热至期望温度所需的时间，并且能够获得更高温度的预热，从而消除或者至少最小化受热工件与锻造表面之间的温度差。
[0070]在一个非限制性实施例中，本公开部分地涉及加热锻造模具或者锻造模具的锻造表面的至少一个区域的方法。本方法可以包括将包括至少两个火焰端口的燃烧器头定位成邻近锻造模具的锻造表面的至少一个区域，并向所述至少两个火焰端口供给例如氧气燃料等燃料和氧化气体。氧气燃料于是能够在所述至少两个火焰端口处燃烧，以在所述至少两个火焰端口中的每一个处生成例如氧气燃料火焰等火焰。所述至少两个火焰于是能够至少喷射到锻造模具的锻造表面的所述区域上，以均匀地或者大致均匀地加热锻造模具的锻造表面的所述区域。
[0071]在一个非限制性实施例中，本方法可以包括使用包括第一部分和第二部分的燃烧器头，所述第一部分包括具有至少两个火焰端口的第一组火焰端口，而所述第二部分包括具有至少两个火焰端口的第二组火焰端口。本方法还可以包括相对于锻造模具的锻造表面移动第一部分和第二部分中的至少一个。如此一来，至少第一组火焰端口的取向能够至少部分地符合于锻造模具的锻造表面的一个区域的取向。在另一些非限制性实施例中，本方法可以包括使用包括第一部分和第二部分的燃烧器头，所述第一部分包括具有至少两个火焰端口的第一组火焰端口，而所述第二部分包括具有至少两个火焰端口的第二组火焰端口。本方法还可以包括使用与燃烧器头可操作地接合的致动器，来相对于锻造模具的锻造表面使燃烧器头从第一构造移动至第二构造。如此一来，至少第一组火焰端口的取向能够至少部分地符合于锻造模具的锻造表面的一个区域的取向。本方法还可以包括使用包括第一锻造表面和第二锻造表面的锻造模具，以及在加热锻造表面的所述区域期间将燃烧器头定位在第一锻造表面与第二锻造表面之间。在一个非限制性实施例中，可以在向锻造表面的所述区域上喷射至少两个火焰前，将燃烧器头定位成与锻造模具的锻造表面的所述区域相距例如0.5英寸-8英寸的距离，I英寸-6英寸的距离，或者1.5英寸-3英寸的距离。在多个不同非限制性实施例中，燃烧器头可以定位成在火焰喷射期间平行于或者大致平行于锻造模具的锻造表面的所述区域。在多个不同的其它非限制性实施例中，燃烧器头可以包括具有与锻造表面的一个区域相对应和/或大致相同的区域的表面。
[0072]在一个非限制性实施例中，本方法可以包括监测锻造模具的至少一个部分的温度，并且基于所述监测向锻造模具的锻造表面上间断地喷射例如氧气燃料火焰等至少两个火焰，以将所述锻造表面和/或锻造模具的所述至少一个部分的温度调节至至少最小的期望温度。在这类非限制性实施例中，例如可以在锻造模具内、围绕锻造模具的周缘、在锻造模具的锻造表面上和/或在燃烧器头的火焰端口内，设置热电偶、热电堆、光纤红外线传感器、热通量传感器和/或适合于将热能转换成电能的其它装置(本文一起称为“温度传感器”)，以使锻造模具加热设备的操作员能够在锻造模具预热工艺期间接收相对于锻造模具的锻造表面的温度的反馈。在一个非限制性实施例中，温度传感器可以设定成用于传感例如800-3000华氏度范围内的温度。例如热电偶等适当的温度传感器是能够轻松购买到的，因此在本文不做进一步论述。
[0073]在图15中示出了根据本公开设置可以在某些实施例中使用的温度传感器的一个示例性非限制性实施例。如图所示，一个或多个温度传感器670，其由数字1-η示出，其中η是适当的整数，可以定位在例如锻造模具的顶部612上和/或内。例如，可以通过在顶部612中钻孔，然后向孔中插入温度传感器670，来将温度传感器670设置在顶部612内。当然，可以在锻造模具的底部(未示出)或者其它部分上和/或内，设置相似的温度传感器，或者其它类型的温度传感器。温度传感器1-η的位置能够允许精确地监测锻造模具的顶部612和/或顶部612的锻造表面616的温度或者温度范围，不管是绝对值、差值还是梯度值均可。温度传感器1-η还可以用于在使用例如氧气燃料等特定燃料时证实锻造模具加热速率。本领域的技术人员将意识到的是，温度传感器670可以以任意适当的位置、配置和/或取向设置在顶部612(和/或底部)内，和/或顶部612(和/或底部)的锻造表面616上或者附近。
[0074]在一个非限制性实施例中，参考图2、15和16，可以设置闭环开/闭火焰喷射系统，来对锻造模具和/或锻造模具的锻造表面616的至少一部分进行温度控制。来自温度传感器670的电能(例如，电压或者电流)输出信号，其表明锻造模具和/或锻造表面616的一部分的温度Τ2，可以被例如可编程逻辑控制器(PLC)或者其它适当的逻辑控制器等逻辑控制器672接收。逻辑控制器672将从温度传感器670接收到的与温度Τ2成比例的电能转换成适合于反馈控制的电气信号。例如，在一个非限制性实施例中，逻辑控制器672将来自温度传感器670的电能转换成一系列脉冲或者适合于控制常闭电磁阀674或其它适当阀的操作的其它信号，以控制电磁阀674的开闭。在多个不同非限制性实施例中，电磁阀674可以设置在管道31 (或者其它管道)中，使得它能够定位在混合火炬24中的氧化气体和燃料的混合源与燃烧器头22之间(见例如图2)。在另一些非限制性实施例中，电磁阀可以设置在例如向混合火炬24供给氧化气体和/或燃料的线路或者管道(未示出)中的每一个中。在任意情况下，电磁阀674可以基于由逻辑控制器672输出的一系列脉冲或者信号得到打开或者闭合。在一个非限制性实施例中，逻辑控制器672可以构造成使得当锻造表面616和/或锻造模具的一些部分的温度处于预定的所需温度或者所需温度范围以内或者以上时，逻辑控制器672保持电磁阀674处于闭合位置，以防止氧化气体和燃料的混合源向燃烧器头22流动而用于燃烧。仍然在一个非限制性实施例中，当锻造表面616和/或锻造模具的一些部分的温度处于预定的所需温度或者所需温度范围以下时，逻辑控制器672能够输出使电磁阀674打开的脉冲或者信号，从而能使氧化气体和燃料的混合源向燃烧器头22流动而用于燃烧。在一个非限制性实施例中，可以在闭环开/闭火焰喷射系统中使用比例积分微分(“PID”)控制器(未示出)来代替局部控制器672，如本领域技术人员已知的那样。PID控制器可以用于控制电磁阀674的打开和/或闭合，以至少间断地加热锻造模具的锻造表面616和/或其它部分至预定的所需温度或者预定的所需温度范围。在多个不同非限制性实施例中，并且当然，取决于锻造模具的材料组成，当使用例如氧气燃料时，温度可以保持在700-2000华氏度之间。
[0075]在一个非限制性实施例中，并且参考图16，可以在从燃烧器头22的火焰端口延伸出的火焰内或者附近，设置光纤红外线温度计676、传感器或者其它适当的温度传感装置(本文一起称为“温度传感器”)，以测量燃烧器头22、火焰的温度Tl和/或锻造表面616的温度。在另一些非限制性实施例中，可以在从燃烧器头22的火焰端口延伸出的或者定位在燃烧器头22的火焰端口内的一个或多个火焰中设置多个温度传感器676。例如，从Mikron、Ameteck或者Omega Instruments公司可购买到适当的温度传感器。这种温度传感器能够提供与例如火焰或者锻造表面的热能成比例的电气信号。在一个非限制性实施例中，温度传感器676可以被包括在上述闭环开/闭火焰喷射系统中，以向操作员提供火焰温度和/或锻造表面温度Tl反馈。在一个非限制性实施例中，火焰温度和/或锻造表面温度Tl反馈可以显示在例如液晶显示器等显示器678上。本领域的技术人员应理解的是，温度传感器的电能输出可以由设置在显示器678内的电路直接读取。虽然是相对于本公开的一个非限制性实施例描述了闭环开/闭火焰喷射系统，但是应该明白的是，它可以用于每个非限制性实施例或者其它各个实施例。
[0076]在一个非限制性实施例中，参考图17，可以在锻造模具加热设备的燃烧器头722的火焰端口 726内设置一个或多个光纤红外线温度计、传感器或者其它温度传感装置(一起称为“温度传感器701”)。燃烧器头722可以类似于本文所述的各个燃烧器头。在一个非限制性实施例中，燃烧器头722可以定位成邻近锻造模具的顶部712的锻造表面716，以使从火焰端口 722射出的火焰729能够喷射到锻造表面716上。温度传感器701可以传感锻造表面716的热能，并将热能转换成电能。
[0077]可以在锻造模具的顶部712上和/或内，并且邻近锻造表面716设置可选的温度传感器770，标注为1-3，来测量顶部712的多个区域的温度。当然，可以在锻造模具的底部(未示出)或者其它部分上和/或内，设置相似的温度传感器，或者其它类型的温度传感器。温度传感器770可以相同于或者类似于上述温度传感器670，因此相对于图17将不做详细描述，以为简洁之故。
[0078]在一个非限制性实施例中，参考图18，可以设置一个不同的闭环开/闭火焰喷射系统，来对锻造模具和/或锻造模具的锻造表面716的至少一个区域进行温度控制。在一个非限制性实施例中，温度传感器701可以读取锻造模具802的锻造表面716的热能，并向逻辑控制器804输出表明锻造表面716的温度的电能(例如，电压或者电流)。逻辑控制器804可以是例如可编程逻辑控制器(PLC)或者其它适当的逻辑控制器，并且可以与例如液晶显示器等显示器806相关联，以向锻造模具加热设备的操作员提供锻造表面716的温度的反馈。显示器806可以包括解释由温度传感器701供给的电能的适当电路，并且显示表明锻造表面的温度的输出。在一个非限制性实施例中，逻辑控制器804可以将从温度传感器701接收到的电能转换成用于向显示器806输出的格式。逻辑控制器804还可以解释从温度传感器701接收到的电能，并将该电能转换成一系列脉冲或者其它信号，这些脉冲或者信号适合于控制(即，打开和/或闭合)一个或多个电磁阀808，或者其它适当的阀，以控制在一特定时间供给到混合火炬824中的氧化气体和燃料的量。电磁阀808可以定位在氧化气体810和混合火炬824的源与燃料812和混合火炬824的源之间的线路上。供给到混合火炬824中的氧化气体和燃料的量可以与锻造表面716的温度成比例。换种说法，供给到混合火炬824中的氧化气体和燃料的量可以基于锻造表面716的温度与锻造表面716的预定的所需温度或者预定的所需温度范围之间的差异。如此一来，如果锻造表面716的温度低于预定的所需温度或者预定的所需温度范围，氧化气体和燃料能够被供给到混合火炬824中，因为来自逻辑控制器804的脉冲或者其它信号将指示电磁阀打开、部分地打开、或者保持打开。如果锻造表面716的温度高于预定的所需温度或者预定的所需温度范围，则氧化气体和燃料可以不被供给到混合火炬824中，因为来自逻辑控制器804的脉冲或者信号将指示电磁阀808闭合、部分地闭合或者保持闭合。考虑本公开后，本领域的技术人员将意识到的是，氧化气体和燃料的多种不同量可以间断地供给到混合火炬824中，因为电磁阀808在接收来自逻辑控制器804的各个脉冲或者其它信号后打开和/或闭合，以将锻造表面716的温度保持在预定的所需温度或者预定的所需温度范围。
[0079]在另一非限制性实施例中，比例积分微分(“PID”)控制器(未示出)，如本领域技术人员已知的，可以使用在闭环开/闭火焰喷射系统中，代替逻辑控制器804。PID控制器可以用于以与逻辑控制器804相似的方式，控制电磁阀808的打开和/或闭合。在多个不同非限制性实施例中，并且当然，取决于锻造模具和/或燃烧器头822的材料组成，当使用例如氧气燃料时，温度可以保持在700-2000华氏度之间。
[0080]在一个非限制性实施例中，氧化气体和燃料可以供给到流量调控器814中。流量调控器814可以包括分别用于监测通过流量调控器814的氧化气体和燃料的流量和压力的流量计量仪816和压力计量仪818。流量调控器814还可以包括构造成基于从逻辑控制器804接收到的脉冲或者信号进行开闭的电磁阀808。如果电磁阀808是打开或者部分地打开的，则氧化气体和燃料能够被供给通过流量调控器814，而如果电磁阀808是闭合的，则氧化气体和燃料将不被允许流动通过流量调控器814。如此一来，逻辑控制器804可以向电磁阀808发送脉冲或者信号来打开和/或闭合电磁阀808，并间断地允许氧化气体和燃料流动通过流量调