专利名称：用于启动和停止水平铸造机的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及用于停止水平铸造机操作的设备和方法和在这种机器已经停止之后用于启动或重新启动这种机器的设备。
背景技术：
水平连续铸造通常用于由熔融金属生产金属锭。通过改变铸造机中使用的铸模，连铸机可生产多种横截面形状和尺寸的锭块。锭块随后可在铸造机下游被切割成所需长度。常规水平连铸机的实例可参见例如美国专利No.3,455,369。
多线路水平铸造机是特殊类型的铸造机，所述铸造机允许在多线路上同时铸造锭块。这种铸造机通常具有通过单个联管箱或通过每个铸模的专用独立连接槽被连接至多个铸模的熔融金属给料槽。
经常需要暂时地隔离和关闭多线路铸造机中的一条或多条线路。可能的关闭原因包括上游或下游的操作混乱、不希望的熔融金属状态或铸造机的一般维护和修理。在关闭期间特定连接槽的不适当隔离可能会导致贵重熔融金属的损失。如果熔融金属未被适当地收集或接触到通常用于冷却锭块的水，那么还可能引起火灾或爆炸。
已经尝试过在关闭期间隔离且排空特定线路并收集熔融金属。这种阻断装置的实例可参见美国专利No.4,928,779。然而，这种装置通常需要熔融金属移动穿过连接槽和铸模并通过铸模出口排出。这可能导致熔融金属在铸模中凝固并减少在修理的情况下接近该部分的途径。此外，许多关闭系统仅仅在已经在铸模出口处检测到熔融金属之后才对槽进行隔离，因此在槽被隔离前已损失了大量熔融金属。
在铸造机已经关闭之后，且当铸造机将要启动或重新启动之时，其必须以安全且使熔融或铸造金属的任何启动损失最小化的方式进行操作。启动过程中普遍关心的问题在于当铸锭朝向切割设备移动时的同轴度。此外，离开铸模的金属通常通过撞击在露出锭块上的冷却剂喷雾进行直接冷却。在启动过程中，重要的是防止冷却剂与熔融金属之间产生接触，所述接触可能导致爆炸和火灾。
多个启动部件已经被设计用于水平连铸机。这些部件的一些实例参见美国专利4,454,907、4,252,179、3,850,225和4,381,030。然而，大多数这些装置不必然地与铸模密封开来从而防止熔融金属与冷却剂之间产生接触。此外，许多起动器部件与锭块的露出端产生永久接合，从而使得必须从锭块上切下锭块和部件的端部。这会导致金属和起动器部件的不希望的浪费。
因此，所希望的是发现将提供迅速隔离特定线路并且从熔融金属线路的所有部分中迅速排出并收集熔融金属的性能的关闭方法和装置。还希望的是研制可确保露出锭块的同轴度并减少火灾或爆炸几率的适当起动器部件。
本发明使利用远程致动的阻断装置以终止通过一条或多条连接槽的流动成为可能。在终止流动之后，本发明还允许方便地接近连接槽和铸模。
发明内容
因此，在一个实施例中，本发明提供了一种用于连续铸造金属锭的设备，所述设备包括用于传送熔融金属的给料槽、用于铸造金属锭的至少一个铸模和将每个铸模独立地连接至所述给料槽以输送熔融金属的连接槽。阻断闸板与每条连接槽相关联且位于邻近所述给料槽的位置处，该闸板可在打开位置与关闭位置之间移动。每条连接槽还包括位于所述阻断闸板与所述铸模之间的下落部分，该下落部分适于向下摆动并由此从所述连接槽和所述铸模的入口处迅速排出熔融金属。
在另一个实施例中，本发明提供了一种用于连续铸造金属锭的设备，所述设备包括用于传送熔融金属的给料槽，用于接收熔融金属并将所述金属铸造成金属锭的铸模。冷却剂源被放置以撞击在由所述铸模露出的锭块的表面上从而冷却所述锭块且传输装置与所述锭块的铸造方向对齐用以从所述铸模传输所述铸锭。所述设备还包括细长的起动器部件，所述起动器部件适于被插入所述铸模内且受到所述传输装置的支承并且具有在其中形成的用于接收熔融金属的螺纹凹部以及装配到所述起动器部件上的用于使所述部件与所述铸模密封开来的O形环。
在又一个实施例中，本发明提供了一种在用于铸造锭块的多线路连续熔融金属铸造机中的至少一条线路上停止铸造的方法。所述铸造机具有用于传送熔融金属的给料槽、用于铸造金属锭的至少一个铸模、将每个铸模独立地连接至所述给料槽用以输送熔融金属的连接槽、与每条连接槽相关联且位于邻近所述给料槽的位置处的阻断闸板，所述闸板可在打开位置与关闭位置之间移动且每条连接槽包括位于所述阻断闸板与所述铸模之间的下落部分，所述下落部分适于向下摆动。所述方法包括关闭阻断闸板以使至少一条连接槽与所述给料槽隔离并且使所述下落部分向下摆动从而从所述连接槽和所述铸模的入口处迅速排出熔融金属。
下面将结合附图对本发明进行描述图1是使用本发明的双线路水平连铸机和下游的锭块切割设备的透视图；图2是双线路水平铸造机的透视图，图中示出了本发明的阻断闸板和处于其直立操作位置的下落部分；图3是双线路水平铸造机的透视图，图中示出了本发明的阻断闸板和处于其向下排出位置的下落部分；图4a是水平连铸机的剖视图，图中示出了处于其直立操作位置的下落部分；图4b是水平连铸机的剖视图，图中示出了处于其向下排出位置的下落部分；图5是铸模的剖视图，图中示出了在铸造期间的露出锭块；图6是用于关闭水平连铸机的步骤流程图；图7是保持本发明的起动器部件的铸模的剖视图；和图8是本发明起动器部件的正视图。
具体实施例方式
图1示出了多线路水平铸造机10，且具体而言示出了具有相关联的下游设备的双线路铸造机。图2中更详细地显示了三线路铸造机。熔融金属12从共用给料槽14移动至形成和产生具有所需横截面形状和尺寸的铸锭18的铸模16。铸模16通常由具有耐火进入管的金属(例如铝)本体制成，且可包括石墨衬里。每个铸模16最通常包括位于铸模本体内且连接至第一冷却剂源的冷却护套，所述冷却护套用于冷却穿过其的熔融金属从而在锭块上形成表层。
铸锭随后被传输装置52带走以进行下游加工。
专用连接槽20将每个铸模16连接至给料槽14以形成多线路铸造机10的每条线路。阻断闸板22被放置在每条连接槽20中邻近给料槽14的位置处。阻断闸板22在正常操作状态下打开且可关闭以在关闭情况下使单条线路与熔融金属12隔离开来。每条连接槽设有邻近铸模16的下落部分24。该下落部分24在铸造机10的正常操作状态下保持处于直立位置。
如图3所示，在关闭期间下落部分24可降低至向下的位置用以从隔离的连接槽20和铸模16中迅速排出熔融金属。图3还示出了一个处于其关闭位置用以使特定线路与给料槽14隔离开来的阻断闸板22。图4a和4b是分别示出下落部分24的操作和关闭位置的剖视图。每个下落部分24优选以耐火材料部件的形式存在，在所述部件中具有用以传送熔融金属的通路25。该通路25在部件的顶面中具有进口且在其端面中具有出口，所述进口和出口分别与连接槽20中的出口孔和铸模16的进口孔对齐。为了确保部件24与槽14和铸模16之间的适当密封，FiberfraxTM纸被施加到接触面上。
给料槽14和连接槽20优选为加热槽。这有助于使金属移动至铸模时保持熔融形式。
尽管在图2和图3中已经示出给料槽14通过专用连接槽20连接至铸模16，但应该理解，给料槽14还可通过用于供给熔融金属的单个联管箱(未示出)被连接至每个铸模16。在这种情况下，阻断闸板22位于邻近联管箱的位置处以在关闭期间使联管箱与给料槽隔离开来。
如图5所示，每个铸模16优选包括铝制的双件式铸模本体17，所述铸模本体包括铸模本体内的环形通道26。铸模16还可包括耐熔进入通道19，且所述进入通道的进口端与下落槽形部分24的下游端相配合。铸模进一步衬有石墨构件21。通道26被连接至第二冷却剂供给管线28且包括从通道26延伸至邻近露出锭块18的铸模16的表面的至少一条环形狭槽或多个孔32。冷却剂从第二冷却剂供给管线28中流出且穿过狭槽或孔32从而撞击在露出锭块18上形成的表层上，由此冷却和凝固锭块18。供气管线30也被连接至通道26以供给用于清洗冷却剂狭槽或孔32且防止熔融金属12进入的气体。在于2003年12月11日申请的题目为“金属的水平连续铸造”且转让给与本发明相同的受让人的序号为No.10/735,076的共同待决申请中描述了适于使用的铸模的另一个实施例，所述申请的披露内容在此作为参考被引用。
图6的流程图示出了关闭多线路铸造机10的特定线路的一些可能原因，以及随后可以采取的用以隔离和关闭线路的步骤。泄漏检测器可以是能够识别铸模中的液体金属泄漏的任何传感器，但优选为美国专利6,446,704(Collins)中描述的一种传感器，所述专利在此作为参考被引用。可能导致流程图中的事件顺序发生的其它故障包括用以将连续露出的锭块切割成部段的切断锯发生故障或锭块收回机构与锭块移动之间失去同步。在于2003年12月11日申请的题目为“用于对金属坯进行水平铸造和切割的设备和方法”且转让给与本发明相同的受让人的序号为No.10/735,077的共同待决申请中描述了可导致这类关闭事件发生的设备，所述申请的披露内容在此作为参考被引用。
在第一步骤中，通过关闭阻断闸板22而根据构型使特定线路与给料槽14或储存装置隔离。阻断闸板22优选偏置地关闭且包括用于使闸板在正常操作状态下保持处于打开位置的致动器。适当的阻断闸板可包括例如常闭闸阀。下一步骤是使下落部分24降低至向下的位置，以便从连接槽20和铸模16中迅速排出任何熔融金属12。熔融金属12随后可通过通道33被收集在倾卸箱34内，例如图1所示的那些倾卸箱。
在关闭阻断闸板22与降低下落部分24的步骤之间，优选通过传输装置52加快锭块18的收回速度，从而清洗铸模16的出口并隔离线路。在降低下落部分之后，更优选的步骤是停止从冷却剂供给管线28向锭块18流动的冷却剂流。最终优选的步骤是将来自供气管线30的气体注射到环形通道26中并穿过出口32从而清洗冷却剂和熔融金属的这些孔32。
图7和8示出了用于启动或重新启动特定线路的起动器部件36。部件36的一端通常是细长的且被制成一定尺寸以被插入铸模16的开口中且被支承在传输装置52上。在部件36中形成平行于熔融金属流向的用于接收熔融金属的螺纹锥形凹部38。起动器部件进一步包括用于接收O形环40的圆周沟槽48。O形环40适于与铸模16的开口接合以必然地使部件36密封与铸模16密封开来。
起动器部件36优选具有邻近铸模16的凹进环形凹陷处42，所述凹陷处适于使冷却剂偏离O形环40，由此防止冷却剂与熔融金属之间产生接触。起动器部件36优选进一步包括在螺纹凹部38与起动器部件36表面之间形成以使得当凹部38接收熔融金属12时允许从凹部38中排出空气的通气孔。更优选地，多孔塞46被设置在凹部38中位于通气孔44的入口处，所述多孔塞允许从凹部38中排出空气同时防止熔融金属通过通气孔44。
当熔融金属12穿过铸模16且冷却以在锭块18上形成表层时，起动器部件36从铸模16的开口中脱离且使锭块暴露于撞击冷却剂流，由此使锭块18冷却且进一步凝固。起动器部件随后可与锭块松脱以重新使用。
权利要求
1.一种用于连续铸造金属锭的设备，所述设备包括(a)用于传送熔融金属的给料槽；(b)用于铸造金属锭的至少一个铸模；(c)将每个所述铸模独立地连接至所述给料槽以输送熔融金属的连接槽；(d)与每条连接槽相关联且位于邻近所述给料槽的位置处的阻断闸板，所述闸板可在打开位置与关闭位置之间移动；和(e)每条连接槽包括位于所述阻断闸板与所述铸模之间的下落部分，所述下落部分适于向下摆动并由此从所述连接槽和所述铸模的入口处迅速排出熔融金属。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述连接槽的所述下落部分被可枢转地安装在所述连接槽的一端上。
3.根据权利要求2所述的设备，其中所述阻断闸板被偏置地关闭且进一步包括用于保持所述闸门处于打开位置的致动器。
4.根据权利要求1所述的设备，进一步包括(a)在所述铸模中形成的环形通道，所述环形通道具有所述通道的冷却剂进口和在铸造期间用于将冷却剂从所述环形通道输运至所述锭块表面的至少一个开口；和(b)被连接至所述环形通道用以定期注射气体从而清洗冷却剂或熔融金属的所述至少一个开口的供气管线。
5.根据权利要求1所述的设备，其中所述给料槽是加热槽。
6.根据权利要求1所述的设备，其中所述至少一条给料槽是加热槽。
7.根据权利要求1所述的设备，进一步包括被放置在邻近所述铸模的位置处且与所述锭块的铸造方向对齐用以从所述铸模传输所述锭块的传输装置。
8.一种用于连续铸造金属锭的设备，所述设备包括(a)用于传送熔融金属的槽；(b)用于接收熔融金属并将所述金属铸造成金属锭的铸模；(c)被放置以撞击在所述锭块的表面上从而冷却所述锭块的冷却剂源；(d)与所述锭块的铸造方向对齐用以从所述铸模传输所述铸锭的传输装置；(e)适于被插入所述铸模内且受到所述传输装置的支承并且具有在其中形成的用于接收熔融金属的螺纹凹部的细长起动器部件；和(f)装配到所述起动器部件上的用于使所述部件与所述铸模密封开来的O形环。
9.根据权利要求8所述的设备，其中所述致动器部件具有在其外面上的邻近所述铸模的凹进环形凹陷处，所述凹陷处适于使冷却剂偏离所述O形环。
10.根据权利要求8所述的设备，其中所述起动器部件进一步包括在所述螺纹凹部中形成且通往所述起动器部件的邻近表面以使得当所述凹部接收熔融金属时允许从所述凹部中排出空气的通气孔。
11.根据权利要求10所述的设备，进一步包括被安放在所述螺纹凹部中且邻近所述通气孔以保持熔融金属处于所述凹部中同时允许从所述凹部中排出空气的多孔塞。
12.一种用于连续铸造金属锭的设备，所述设备包括(a)用于传输熔融金属的给料槽；(b)用于铸造金属锭的至少一个铸模；(c)将每个所述铸模独立地连接至所述给料槽以输送熔融金属的连接槽；(d)与每条连接槽相关联且位于邻近所述储存装置的位置处的阻断闸板，所述闸板可在打开位置与关闭位置之间移动；(e)每条连接槽包括位于所述阻断闸板与所述铸模之间的下落部分，所述下落部分适于向下摆动并由此从所述连接槽和所述铸模的入口处迅速排出熔融金属；(f)与每个铸模相关联的与所述锭块的铸造方向对齐的用于从所述铸模传输所述铸锭的传输装置；(g)适于被插入所述铸模内且受到所述传输装置的支承并且具有在其中形成的用于接收熔融金属的螺纹凹部的细长起动器部件；和(h)装配到所述起动器部件上的用于使所述部件与所述铸模密封开来的O形环。
13.一种在用于铸造锭块的多线路连续熔融金属铸造机中的至少一条线路上停止铸造的方法，所述铸造机具有用于传送熔融金属的给料槽、用于铸造金属锭的至少一个铸模、将每个所述铸模独立地连接至所述给料槽用以输送熔融金属的连接槽、与每条连接槽相关联且位于邻近所述储存装置的位置处的阻断闸板，所述闸板可在打开位置与关闭位置之间移动，每条连接槽包括位于所述阻断闸板与所述铸模之间的下落部分，所述下落部分适于向下摆动，所述方法包括a.关闭所述阻断闸板以使所述至少一条线路与所述给料槽隔离开来；并且b.使所述下落部分向下摆动从而从所述连接槽和所述铸模的入口处迅速排出熔融金属。
14.根据权利要求13所述的方法，进一步包括，在关闭所述阻断闸板与使所述下落部分向下摆动的步骤之间，加快从所述铸模中抽取所述锭块的速度。
15.根据权利要求13所述的方法，其中所述铸模设有具有冷却剂进口和在铸造期间用于将冷却剂输运至所述锭块表面的至少一个开口的环形通道，和被连接至所述环形通道用以清洗冷却剂或熔融金属的所述至少一个开口的供气管线和供气阀，所述方法包括在使所述下落部分向下摆动之后阻断所述冷却剂进口且将来自所述供气管线的气体注射通过所述至少一个开口从而清洗所述开口。
全文摘要
一种用于启动和停止水平铸造机，例如用于连续铸造金属锭的铸造机的设备。所述铸造机包括用于传送熔融金属的给料槽、至少一个铸模和将每个铸模独立地连接至所述给料槽的连接槽。阻断闸板与每条连接槽相关联且可在打开位置与关闭位置之间移动。每条连接槽包括位于所述阻断闸板与所述铸模之间的下落部分，该下落部分适于向下摆动并由此从所述连接槽和所述铸模的入口处迅速排出熔融金属。所述设备还可包括适于被插入所述铸模内且具有在其中形成的用于接收熔融金属的螺纹凹部的细长起动器部件。0形环被装配到所述起动器部件上以使所述部件与所述铸模密封开来。
文档编号B22D11/045GK1894058SQ200480037050
公开日2007年1月10日 申请日期2004年12月9日 优先权日2003年12月11日
发明者D·A·萨利, J·汉比, W·L·鲍尔斯, J·S·廷盖 申请人:诺维尔里斯公司