分配装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种用于立式铸造系统联的分配装置，尤其是(但不是唯一地）用于直 接激冷铸造系统的分配装置。本发明还设及一种包括多个分配装置的铸造台，W及设及一 种直接激冷铸造系统。
【背景技术】
[0002] 直接激冷(direct chill,DC)铸造为立式半连续铸造工艺的一个例子，其用于采 用例如侣及其合金运样的有色金属制造圆柱形巧件。在美国专利US 4598763中描述了直接 激冷金属铸造设备的一个例子。直接激冷铸造工艺也可用于金属锭的制造。
[0003] 直接激冷铸造设备通常包括多个水冷模具，每个水冷模具都具有可供液态金属流 过的开口竖直通道。当流经水冷模具时，烙融金属被冷却而使得金属的外围区域凝固。运种 模具通常相当短(一般为75-150mm)，当金属从模具的下端出现时，它进一步由水射流冷却， 使金属的剩余部分凝固，从而形成圆柱形的巧件。巧件的下端由起始头(或挤压垫块)所支 撑，该起始头(或挤压垫块）由液压顶逐渐降低(通常W50-150mm/min的速率）。液态金属被 连续地供给到模具，直至液压顶到达其底部位置。通常情况下，通过直接激冷工艺生产的巧 件具有50-500mm的直径和4-8米的长度。
[0004] 直接激冷铸造系统一般具有多个模具，通常能够同时形成2-140个巧件。所述模具 是由钢铸造台支撑并通过金属分配系统供给烙融金属。直接激冷铸造系统存在两种主要的 设计:在第一种设计中，金属的流动通过浮子进行控制，而在第二种设计中，金属通过由耐 热材料制成的供料装置而流进模具中。本发明设及第二种设计，运种设计通常称之为"热顶 化ot-top)"铸造系统。
[0005] 在典型的热顶铸造系统中，金属分配系统包括多个被称为"交叉供料器"的耐热分 配装置，其容纳液态金属并将其分配至模具W形成巧件。运种分配装置通常由陶瓷耐热材 料制成，例如由派罗特克公司（Pyrotek Inc.)生产的Insurar 140，它的热导率低，則方止液 态金属在经过模具之前快速冷却。运种陶瓷材料还必须具有良好的机械性能。然而，要获得 机械性能和热性能之间理想的平衡是很难的，因为热导率非常低的耐热材料往往机械强度 较弱，而机械强度高的耐热材料往往具有高得多的热导率。因此，具有足够机械强度的耐热 材料可能会具有相对较高的热导率。
[0006] 运会导致许多问题。首先，经过较长的一段时间后(通常为几个月或几年），液态金 属的热量经过耐热分配装置传导至钢铸造台，运会导致钢铸造台因热疲劳而产生变形。通 常情况下，运将导致被称为"鼓起"browning)的现象，即该铸造台呈现出略微圆顶的形状， 使得与该铸造台的中屯、比其边缘更高。第二，液态金属在沿分配系统流动的过程中所损失 的热量，会在分配系统的不同部分产生溫度差，通常靠近金属供料点的金属最热而在分配 系统中距离供料点最远的部分最冷。运会导致在铸造过程当中，从分配系统的"热"的部分 出现的金属将会比从分配系统的"冷"的部分出现的金属更慢地凝固，从而难W将液压顶的 速度与金属的凝固速率进行匹配。
【发明内容】
[0007]本发明的一个目的在于提供一种能够缓解一个或多个上述问题的分配装置。
[000引根据本发明的一个方面，提供了一种用于在立式铸造系统中分配液态金属的分配 装置，所述分配装置包括由耐热材料制成的主体，所述主体包括基部、外周壁和位于所述基 部下方的隔热层，所述基部和外周壁共同提供了用于容纳和分配液态金属的槽，其中所述 主体的耐热材料具有第一热导率，所述隔热层由隔热材料制成，所述隔热材料具有小于所 述第一热导率的第二热导率。
[0009] 隔热层有助于减少液态金属的热量通过分配装置而传导至支撑台。运有助于减轻 支撑台的热疲劳。分配装置的减小的热导率也有助于降低液态金属热量损失的速率，从而 降低液态金属中的溫度梯度和改善由铸造系统所形成的金属巧件的质量和一致性。
[0010] 使用隔热层还允许选择更广泛的材料来制造分配装置的主体，例如包括具有较高 热导率而强度较高或具有其他改善的机械特性的材料。该隔热层确保了即便该主体是由具 有较高热导率的材料制成，该分配装置的热损失速率仍然很低。使用具有改善的机械性能 的材料可W使分配装置更轻和/或强度更高，或者能够延长使用寿命。
[0011] 有利的是，所述第二热导率小于所述第一热导率的50%，优选的是小于所述第一 热导率的20%，更优选的是小于所述第一热导率的10%。
[0012] 有利的是，所述第二热导率小于0.25W/mK，优选的是小于O.lW/mK，更优选的是 O.OOT/mK。
[0013] 有利的是，所述分配装置的主体由耐热陶瓷材料制成。该分配装置优选地包括交 叉供料器或者与连接交叉供料器的铸造台相关联的其他耐热件，例如流入槽、十字槽或弯 头。
[0014] 有利的是，所述第一热导率在0.25-1. OW/mK的范围内，优选的是在0.25-0.5W/mK 的范围内。
[0015] 有利的是，所述隔热层是由从包括微孔板材料、真空形成或压制纤维板、耐热纸或 可诱铸耐热材料的范围内选择的隔热材料制成。
[0016] 有利的是，所述分配装置的主体包括了所述外周壁上的至少一个流动通道和所述 基部上的至少一个供料孔，在铸造过程中，液态金属能够通过所述流动通道流入所述分配 装置或者从所述分配装置流出，并且液态金属能够通过所述供料孔从所述分配装置流出。
[0017] 有利的是，所述分配装置的主体包括在所述外周壁的第一部分的流入通道、在所 述外周壁的第二部分的流出通道W及从所述流入通道延伸至所述流出通道的主流动槽，液 态金属能够经由所述流入通道流入所述分配装置、经由所述主流动槽从所述流入通道流过 所述分配装置而流至所述流出通道、并且经由所述流出通道流出所述分配装置，其中，所述 槽还包括至少一个支槽，所述支槽沿基本垂直于所述主流动槽的方向延伸，所述支槽包括 在其基部的至少一个供料孔。
[0018] 有利的是，所述分配装置的主体设置为使多个分配装置能够被布置成阵列，W使 得一个分配装置的流出通道与相邻分配装置的流入通道对齐并形成密封连接。
[0019] 有利的是，所述隔热层包括预成型的垫。
[0020] 有利的是，所述隔热层的厚度范围为3-25mm，优选的是5-15mm，更优选的是8- 12inm O
[0021] 在一个优选的实施方案中，所述主体包括在该主体基部的凹部，所述隔热层位于 所述凹部内。有利的是，所述凹部的深度等于或大于所述隔热层的厚度。有利的是，所述主 体包括围绕主体基部上的凹部周边的外周边缘。有利的是，所述外周边缘的宽度在5-25mm 的范围内，优选的是在8-15mm的范围内。
[0022] 在另一个优选的实施方案中，所述主体的基部基本上是平坦的，并且所述隔热层 位于所述主体的基部下方。
[0023] 有利的是，所述隔热层覆盖基部面积的至少50%，优选的是覆盖基部面积的至少 70%。
[0024] 有利的是，所述分配装置包括延伸穿过主体基部和隔热层的至少一个供料孔。
[0025] 根据本发明的另一个方面，提供了一种用于立式铸造系统的铸造台组件，所述铸 造台包括支撑台和安装在所述支撑台上的多个分配装置，所述多个分配装置当中的至少一 个分配装置包括根据前述发明的描述中任一项所述的分配装置，其包括主体和隔热层，其 中所述隔热层位于所述主体的基部与所述支撑台之间。
[0026] 有利的是，所述支撑台包括用于将液态金属从分配装置引导至一个或多个铸造点 的一个或多个引导部件，所述引导部件包括了从包含套管、过渡板和管式铸造环的范围中 选择的一个或多个部件。
[0027] 本发明的另一个方面设及一种直接激冷巧件铸造系统，其包括根据前述发明的描 述中的任一项所述的铸造台组件，W及支撑由该系统铸造的一个或多个金属巧件的顶升组 件。
[0028] 有利的是，所述支撑台包括用于将液态金属从分配装置引导至一个或多个铸造点 的一个或多个引导部件，所述引导部件包括了从包含套管、过渡板和管式铸造环的范围中 选择的一个或多个部件。
[0029] 根据本发明的优选实施方式，提供了一种用于在立式铸造系统中分配液态金属的 分配装置，所述分配装置包括由耐热陶瓷材料制成的主体，所述主体包括基部、外周壁、在 所述外周壁上的至少一个流动通道、在所述基部上的至少一个供料孔W及位于所述基部下 方的隔热层，所述基部和外周壁共同提供了用于容纳和分配液态金属的槽，在铸造过程中， 液态金属能够通过所述流动通道流入所述分配装置或者从所述分配装置流出，并且液态金 属能够通过所述供料孔从所述分配装置流出，其中所述主体的耐热陶瓷材料具有在0.25-l.OW/mK范围内的第一热导率，所述隔热层是由从包