專利名稱:連續(xù)鑄造用的活動板后冷卻器的制作方法
在連續(xù)鑄造系統(tǒng)中設有的一個連續(xù)制造系統(tǒng)中，在鑄造前，將一個量的熔融金屬或合金，在一個叫做中間包的爐形結構中加熱并液化，或在中間包外面加熱，然后放入爐形結構中去。在多數系統(tǒng)中，爐腔底部附近有一個排出口，通過一個喉口和一冷卻模或鑄型連接。鑄型形成一個長形鑄模通道，適合形成一個長鑄件，鑄型又構成一個進口和一個出口。此外，設有冷卻裝置，大致圍繞鑄模通道，為的是將鑄模通道里的熔化金屬中的足夠大的熱量傳導，使其中的熔化金屬的全部或一部分固化，形成鑄件。連續(xù)鑄造系統(tǒng)可為立式或臥式。
一般用立式鑄造系統(tǒng)形成大鑄坯和扁錠，其名目由垂直的鑄造路線取得。爐和冷卻鑄模垂直布置，利用重力將熔化金屬流入鑄模并從中通過。在多數立式鑄造系統(tǒng)中，在鑄模下有一驅動輥陣列，控制鑄件的下行。在許多立式鑄造系統(tǒng)中，為了減小鑄造系統(tǒng)的總高度，使鑄件逐漸彎曲，從垂直路線過渡為水平路線。
在臥式連鑄系統(tǒng)中，熔爐稱為中間包，冷卻模也稱鑄模，在水平面中一線排列，有驅動裝置設在鑄模的下游，在鑄件上工作，定時從鑄模通道中拉出一部分鑄件。鑄件從冷卻模中拉出的速度，根據鑄模的冷卻能力和鑄件的特點選定，以保證拉出的鑄件的外表面，有足夠程度的固化，因而驅動系統(tǒng)在上面的加力不會造成鑄件上的過高的應力而損壞。
在臥式和立式的垂直鑄造系統(tǒng)中，構形粗大的鑄件被拉伸時，還沒有在鑄模中完全固化。結果，從冷卻模中拉出的鑄件的外表固化，有內部熔化。熔化內部為大致的錐形，靠近鑄件離開冷卻鑄模的地方截面最大，而在鑄件完全固化處的截面最小。從冷卻鑄模進口到鑄件完全固化處的距離，稱為“冶金長度”。由于專業(yè)中熟知的理由，鑄件的質量由于冶金長度縮短而提高。就是說，假如冶金長度短，加上產生短冶金長度的快速冷卻，鑄件里的平均晶粒便細小些，這是理想的特性。而且，短冶金長度可減少內空隙的形成，并使鑄造系統(tǒng)的輥軋階段較靠近鑄模，從而減小鑄造系統(tǒng)的長度。在試圖減小冶金長度時，除需要冷卻鑄件外，另一個問題是因為熔化心中有大熱量。鑄件出冷卻后，表面必須冷卻，防止鑄件內熔化金屬的熱，將鑄件表面熔化。這問題稱為“再熔”，可用兩個基本冷卻系統(tǒng)中的一個或兩個防止。首先，用一個有足夠容量的長冷卻?；蜩T模，從鑄件吸出超過要求形成上述固化表面吸出的熱。便用長鑄?；蚶鋮s模可對鑄件附加冷卻。但是，在立式和臥式連續(xù)鑄造過程中，都會因鑄件在冷卻時收縮而發(fā)生一個問題。這種收縮傾向于沿鑄件分布，都會隨與中間包距離的變化，減小截面積和表面積?？偠灾?，鑄件有“錐形”。在多數鑄件上，當鑄件“收縮”離開鑄模通道的壁時，鑄件有足夠的錐形，使鑄件表面，和冷卻鑄模通道的冷卻表面間造成一個空氣間隙。一旦通道壁和鑄件表面之間的接觸斷絕，鑄件在該區(qū)域中的冷卻減力，相應減少總的冷卻，在鑄件中造成“熱點”。并且，由于鑄件中某些部分仍和鑄模通道接觸，冷卻便比不接觸的部分快，所造成的不均勻冷卻降低鑄件質量，常使鑄件翹曲。專業(yè)人員試圖僅在鑄模通道結構中，加一個精心設計的錐形，將鑄模通道隨與進口孔或中間包距離的變化，使鑄模通道逐漸變窄，以襯償鑄件的收縮。
在鑄型結構中使用錐形鑄模通道，在冷卻模襯償鑄件收縮的能力面，作出了某些改進。但是，因為每一鑄件的構形及尺寸，和使用的每一種金屬或合金，要求收縮率不同的錐形，在每一次應用中必須將鑄型或冷卻模的錐形專定規(guī)格。這便提高了制造和配備工具的成本，在競爭條件下成為不可行。而且，對于每一種鑄件和每一種金屬或合金，一種通道錐形要和一種鑄造行程，速度及過熱配合。因此，對鑄造行程和速度必須作無規(guī)律的控制。另外，由于錐形的精度要求，錐形鑄型或鑄模的磨損公差變?yōu)楹艿汀?br>第二種方法是使用一個或多個鑄件冷卻器，常稱輔助噴霧冷卻區(qū)，設在鑄件程的下游部分中，鄰近輸出冷卻模的地方，可進行操縱以進一步吸收鑄行中的熱。在現有系統(tǒng)的大部分中，這種輔助噴霧冷卻器有若干噴水器，將水流或空氣和水的氣霧向出現的鑄件上引導，目的在于在鑄件表面上帶走熱量。
但是，一般而言，這種輔助噴霧器僅部分有效，常產生大量蒸汽需要收集，噴霧器敏感并且保養(yǎng)困難。結果，鑄造業(yè)中的許多專業(yè)人員被迫使用較長的鑄模，和忍受增長冷卻模和噴霧冷卻帶來的困難和成本增高。另外的一些從業(yè)人員試圖建造后冷卻器，在希望省卻噴霧冷卻時，比迄今為止的傳統(tǒng)噴霧冷卻器有較好的效果。從前在提高后冷卻效率方面的試探，包括設置后冷卻器，在主要方面和原來形成鑄件的冷卻模相似。為此，這類后冷卻器必須補償收縮，因而有錐形可配合冷卻鑄件本身的錐形。其他從業(yè)者認識到錐形通道后冷卻器的困難和局限性，試圖提出一些后冷卻器，其壁部可以活動，適應鑄件的錐形變化，從而避免不同用途中、專用設計的錐形設備造成的費用和困難。
過去在設置有可適應各種鑄件錐形的壁結構的后冷卻器方面所作試探，制成的結構僅能部分解決問題，因結構僅和鑄件表面的部分接觸。這種系統(tǒng)如美國專利第3，580，327號，4，308，774號和第3，467，168號所示，提出的結構僅和鑄件表面的一部分接觸。雖然這些結構提出了對后冷卻器系統(tǒng)的改進，但沒有提出可以包圍鑄件的通道，可和鑄件相互作用，以接觸包括鑄件邊角的全部鑄件表面。熟悉鑄造技藝的人很了解，和包括邊角的全部鑄件表面完全接觸，對于為提供理想的鑄造均勻性和晶粒結構，并為防止再熔現象等，取得整個鑄件的均勻冷卻是重要的。
除了與鑄件錐形相關外，所有的鑄模和后冷卻器無論設計如何，當熱的鑄件在結構中通過時，都受到很大的磨損。尤其是固定錐形的鑄型，這種磨損迅即使錐形不適宜用于對鑄件冷卻。在程度上稍好些而仍然重要的是用作有一些活動冷卻壁的后冷卻器的冷卻結構，常使活動壁和固定壁之間的磨損不平衡。這樣必然使裝置適應鑄件錐形的能力相應降低。
后冷卻器制造的問題，還因冷卻器壁本身的結構而加劇。在多數的這種后冷卻器中，壁是元件的多層組合。各有一個選定的內表面提供減小的摩擦，內表面如石墨等，并選擇一個背板以提高強度和傳熱能力，諸如用銅等的背板，和一個外板結合，外板一般有一個剛性的安裝鋼板，其選擇是為了提高強度和剛性。有一條或多條用于循環(huán)冷卻液的冷卻劑通道，在銅背板和鋼安裝板上形成。
雖然上述先有技藝領域中的結構，提出了鑄件冷卻的某些改進，并對適應鑄件錐形問題作了部分解決，但還不能提出一種后冷卻器結構，可以適應鑄件的錐形，方式為保持與鑄件的包括角緣的全部表面接觸。因此在技本藝領域還遺留一個要求，就是需要連續(xù)鑄造系統(tǒng)使用的改進后冷卻器，保持和出現的鑄件的全部表面接觸，可以適應冷卻鑄件的各種錐形，同對保持表面接觸。
因此，本發(fā)明的一個總的目的，是提出一用于連續(xù)鑄造作業(yè)的改進后冷卻器。本發(fā)明的一個較具體的目的，是提出一種用于連續(xù)鑄造作業(yè)中的改進后冷卻器，雖然鑄件有收縮和錐形，但可保持鑄件全部外表面和后冷卻器的冷卻表面接觸。本發(fā)明還有一個目的，是提出一種用于連續(xù)鑄造系統(tǒng)的改進后冷卻器，可保持冷卻表面和鑄件的每一角緣接觸。
根據本發(fā)明提出一種后冷卻器，用于接受一個連續(xù)形成的金屬或合金鑄件，將其冷卻，其中安排若干活動冷卻板，形成一個通道，鑄件出冷卻模后，在通道中通過。每一板中設一冷卻裝置，散發(fā)鑄件中的熱。各活動板相對安排，從而可互相相對移動，改變板的內面構成的通道的截面積尺寸，因而保持和鑄件外緣的全部接觸，并補償其一切收縮。設有裝置對板操縱，在上面加預定的向內的力，將板偏壓，和下面的鑄件外緣部分接觸。
據認為本發(fā)明特點屬于新穎，在文后的權利要求
書中作了詳細闡明。本發(fā)明以及其其他的日的和優(yōu)點，參看下文結合附圖的敘述便可完全了解，在這些圖中用標號標示相似元件，附圖內容如下圖1為臥式進續(xù)鑄造系統(tǒng)的立體圖，使用若干按本發(fā)明制造的活動板連續(xù)鑄造后冷卻器;
圖2為按本發(fā)明制造的活動板連續(xù)鑄造后冷卻器的簡化立體圖;
圖3A及3B為本發(fā)明活動板續(xù)鑄輦造后冷卻器冷卻板部分沿圖2線3-3的剖視;
圖4為臥式連續(xù)鑄造系統(tǒng)和活動板連續(xù)鑄造后冷卻器沿圖1線4-4的縱向剖視。
圖1示按本發(fā)明制造的臥式連續(xù)鑄造系統(tǒng)的透視，其一個中間包13形成用于鑄造過程中熔化金屬的供源。有一個滑門15可按傳統(tǒng)連續(xù)鑄造機主體結構制造，可用一個滑門連接器19，和滑門促動器16連接，全部安裝在中間包13的前面14上。滑門15形成一個內通12(圖4所示最清楚)，滑門15在滑門連接器19和滑門促動器16配合下，將內通道按選擇地開關?；T15表示的類型的滑門的運轉，在連續(xù)鑄造技藝中屬于已知，可采用許多形式。但是，在本文中僅需知道滑門15提供一個可操縱的通口，開啟時，使中間包13中的熔化金屬通過滑門15流出，開始進行鑄造過程。在鑄造過程本身中，滑門15維持開啟狀態(tài)，使熔化金屬從中間包13的內部，基本連續(xù)流出。一個保持器20和一個銅鑄型21連接，利用保持器20將銅鑄型21和滑門15固定。一個板式再冷卻器22和銅鑄型21的輸出側連接。應注意到銅鑄型21和板式再冷卻器22，在上述相關的專利申請中有詳細的敘述，雖然使用所示的結構有優(yōu)點并合理想，但本發(fā)明的后冷卻器可和其他較傳統(tǒng)的鑄型結構共同使用，用結構基本相同，各按本發(fā)明制造的三個活動板后冷卻器10，11及12的三元組，和板式再冷卻器22的輸出串聯(lián)。應了解滑門15，銅鑄型21，板式再冷卻器22和后冷卻器10，11及12，分別形成內通口(圖4較為清晰)在軸向上精確直線排列，因此相互配合形成中間包13內部到最后后冷卻器12輸出之間的基本連貫的通道。
后冷卻器10有一對垂直支撐架25及26，互相基本平行并有間距。有若干橫支撐，其中包括29及30，和另一個橫支撐，它和橫支撐30相似，放在后冷卻器的背面，所以圖1中不能看見，但和支撐架25及26固定，保持二者之間距。有一對基礎件31及32，分別用定架件33及34和支撐架25及26固定。有一個澆鑄臺23，形成一個支承表面24，基礎件31及32在上面固定。有若干冷卻板，其中包括冷卻板54及55，用下文詳述的裝置，和支撐架25及26固定并以架25及26支持。應該注意后冷卻器10在這實施方案中共有冷卻板四塊，圖1是透視的故其中兩塊不能看見，但其安排和圖2中的冷卻板81至84相同。
利用下文詳細敘述的裝置，支撐架25及26中的液壓裝置可對包括冷卻板54及55的后冷卻器10的冷卻板操作，保持冷卻板和后冷卻器10的內鑄造通道里的正在形成的鑄件接觸。橫支撐29及30，各形成內壓液。通道(未示)，和支撐架25及26中的液壓裝置連接，后冷卻器10的冷卻板操作。有一條液壓管路35，向后冷卻器10的橫支撐，供給加壓壓液。
后冷卻器11的構造和后冷卻器10基本相同，形成一對垂直支撐架36及39，并有若干橫支撐，包括橫支撐40和41，和在后冷卻器11另側上的橫支撐，位置的布置和在其間連接的橫支撐41相似，以形成一個剛性的冷卻器架結構。一條液壓管路42連接后冷卻器11的各橫支撐，供給加壓的壓液流，觸動支撐架36及39中的液壓裝置。后冷卻器11中有若干冷卻板，其中包括圖1所示的冷卻板56及59，位置安排和圖2中的冷卻板81至84相同。
后冷卻器12的結構和后冷卻器10及11基本相同，有一對垂直支撐架45及46和若干橫支撐，其中包括支撐49及50，在其間連接，形成一個剛性后冷卻器支撐結構。一條液壓管路51，形成通向橫支撐49及50，和若干冷卻板的壓液連接，包括圖1中可見的冷卻板60及61，位置安排和圖2的冷卻板81至84相同。
支撐架36用定架件63在基礎件32上固定。應注意后冷卻器10的支撐架26和后冷卻11的支撐架36在共同的基礎件32上的安裝可以操縱，保持后冷卻器10和11對正。一個基礎63在支承表面24上固定。后冷卻器11和12的支撐架39及45，分別用一個安裝件在基礎件43上固定，安裝件可操縱，保持后冷卻器11和12之間的對正。與此相似，基礎件44和支承表面24固定，后冷卻器12的支撐架46用定架件66和基礎件44固定。支撐架39及45分別用定架件64及65，和基礎件43固定。支承表面24支持一個輥53輥的作用在下文中說明。
運轉時，將中間包13中的熔化金屬流過滑門15，進入銅鑄型21。按傳統(tǒng)的連續(xù)鑄造法，在鑄型21中，對正在形成的鑄件的外表進行初步冷卻。根據這種連續(xù)鑄造法，在鑄件的和銅鑄型內表面接觸的外表面上，形成一個固化表面，進一步由板式再冷卻器22冷卻。然后正在形成的鑄件通過后冷卻器10，11及12的鑄道，成為鑄件52輸出。當鑄件52被從后冷卻器12中拉出時，輥53作鑄件52的部分支撐。如上所述，銅鑄型和板式再冷卻器22，在前文引述的申請案中，有結構名為“連續(xù)鑄造用短鑄型”。但應能看到，本發(fā)明的后冷卻器可應用于不同的鑄型結構，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。
根據本發(fā)明的一個重要的方面，并利用下面詳細敘述的裝置，后冷卻器10可對鑄件52作用，保持鑄件52外表面和諸如冷卻板54及55的后冷卻器冷卻板之間的接觸，并調節(jié)鑄件52受到的收縮及其他諸如錐形上的變化。后冷卻器11及12和后冷卻器10一樣分別工作，因為冷卻器有四元一組的活動冷卻板，在后冷卻器液壓機構的影響下，保持和鑄件52的表面接觸。并且，后冷卻器10，11及12的串聯(lián)安排，給后冷卻器結構的串聯(lián)組合連接帶來全面的能力，當鑄件52從板式再冷卻器22中輸出，從后冷卻器中通過時，糾正鑄件的彎度扭曲。簡而言之，后冷卻器10，11及12中的各組冷卻板配合，保持后冷卻器冷卻板和鑄件表面之間的接觸，鑄件表面和撓性冷卻通道形成的表面接近。也就是作為本發(fā)明系統(tǒng)的系統(tǒng)設計的一個方面，對后冷卻器的長度和數目作選擇，保證后冷卻板隨著鑄件的錐形變化而不是跨過這種變化，以避免造成鑄件表面和冷卻板之間的間距。此外，根據下文詳細敘述的裝置，冷卻板在后冷卻器10，11及12中的移動，在冷卻過程中，可補償鑄件52的上述錐形。雖然在圖1及4中示三個后冷卻器，但顯然可將其他數目的后冷卻器共同串聯(lián)，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。
圖2為本發(fā)明后冷卻器的一個簡化實施方案的透視，其構成為可接受方形或矩形截面的鑄件，結構的若干工作元件省略，以便對本發(fā)明活動板后冷卻器的冷卻板和液壓促動器的配合作敘述。因此，應理解圖2主要為解說本發(fā)明的工作原理，而無意揭示全部的工作結構。冷卻板81為一個基本平面的矩形板件，形成一個內冷卻表面89，一個精加工的板緣86，在冷卻板81的全部長度上伸展。一個冷卻板82是大致矩形的平板，形成平內冷卻表面95，其一加工邊緣90，沿其全部長度伸展。冷卻板84是大致矩形的平板，形成一個冷卻表面93，有一個精加工板緣94，沿其全部長度伸展。在理想結構中，冷卻板81到84為銅板，用冷卻劑通道(圖4較清晰)冷卻，冷卻表面89、95、91及93為固定在冷卻板上的石墨材料層。冷卻板81到84安排，是使冷卻表面89.95，91及93全都面向內，包圍鑄件通道85。此外，冷卻板81至84的安排，為形成一個矩形鑄件通道，其冷卻板81和冷卻板84及82互相垂直，而與冷卻板83平行。因此，板81及82在板緣86的交接處，形成一個直角。同樣，板82及83在板緣90的交接處，形成一個直角，冷卻板83和冷卻板84形成一個直角，而冷卻板84和冷卻板81形成一個直角。
架70圍繞冷卻板81至84，支持四元一組的液壓缸72，73，74及77，這些液壓缸分別放在冷卻板81，82，83及84上。第二支架71和支架70有間距，包圍冷卻板81至84。支架71支持第二液壓缸四元組75，76，79及80分別放在冷卻板81至84的上面。根據本發(fā)明的一個重要方面，液壓缸72，73，74及77分別在冷卻板81至84的一端上工作，而液壓缸75，76，79及80在冷卻板81至84的另一端上工作。因此，如下文中之詳細敘述，鑄件通道85的截面可在構造的各端分別調節(jié)。根據本發(fā)明的另一重要方面，應理解在制造加工板緣86和冷卻表面95時，使二者間產生密封，無論板緣86如何相對于冷卻表面95活動均可密封。與此相似，板緣90和冷卻表面91形成密封接觸，板緣92與冷卻表面93密封，板緣94與冷卻表面89密封。
而且，熟悉本技藝者可以看到，雖然所示液壓缸為下述的理想實施方案，但仍可用其他的膨脹器件移動冷卻板，而不脫離本發(fā)明。例如液壓缸可改為氣動缸，或甚至在液壓缸中以水代油。作為進一步舉例，可用諸如彈簧之類的機械力裝置將冷卻板貼靠鑄件表面。
在這運轉中，液壓缸75及72在冷卻板81上工作，將冷卻板81向里壓，也就是向冷卻板83上壓，直到冷卻表面89平均接觸下面的鑄件表面。與此相同，液壓缸73及76可在冷卻板82上工作，將其朝里向冷卻板84壓，直到冷卻板82平均接觸下面在鑄道85里的鑄件的表面。其他與此相似之處，是起動液壓缸74及79，將冷卻板83朝上向冷卻板81壓，直到冷卻表面91平均接觸下面鑄件的表面。最后，利用液壓缸77及80的作用，將冷卻板84朝里向冷卻板82壓，直到冷卻表面93平均接觸下面的鑄件表面。
圖3A及3B示本發(fā)明后冷卻器，對鑄件尺寸變化的適應。參見圖3A應注意到冷卻板81伸過板緣94，而冷卻板82伸過板緣86，冷卻板83及84分別伸過板緣90及92。因此，圖3A所示的位置，表示本發(fā)明后冷卻器向里的適應，例如在保持冷卻板和尺寸減小的鑄件接觸時發(fā)生的情況。例如在冷卻時上述鑄件收縮的狀況。與此相反，圖3B所示冷卻板81至84的狀態(tài)，發(fā)生于本發(fā)明冷卻器被迫膨脹，適應一個大截面的鑄件。熟悉本技藝領域者應能明了，圖3A及3B中表示的尺寸僅為作解說，不代表鑄件的實際收縮。從圖3A的比較可見，圖3A的鑄道85是縮小，而在圖3B則變大。根據本發(fā)明的一個重要的方面，應能看到雖然在圖3A和3B中，冷卻板81至84的位置有尺寸變化，但板緣86，90，92及94應分別保持與冷卻表面95，91，93及89的接觸。
同時參看圖2及圖3A，3B，應注意根據本發(fā)明的一個重要方面，冷卻板81至84中的各個可在本發(fā)明后冷卻器液壓缸的作用下活動，而不干擾鑄道85的整體性。例如，冷卻板81可在液壓缸75的影響下向里移動，而不干擾鑄道85的整體性，因為板緣86是精確邊緣，因此當冷卻板81向里移動時，保持和平冷卻表面95的密封接觸。因此，冷卻板81的向里移動，壓迫冷卻84向下移動，從而緣86和冷卻表面95也作相似的敘述，冷卻板84相對于冷卻板83的移動，當在密封表面93上通過時，也不干擾板緣92的密封接觸，也就是在液壓缸75向里作動時，將冷卻板81向下壓，從而也將冷卻板84向下推，從而將冷卻表面93相對于冷卻板83的邊緣推動。使板緣86相對于冷卻表面95移動，而板緣92相對于冷卻表面93移動。因為冷卻表面和板將冷卻表面93相對于冷卻板83的邊緣推動。對板精密配合，所以盡管板間有相對的活動，而在每一板緣和其相應的冷卻表面之間，仍能保持密封依靠。此外，應注意液壓缸75向里在冷卻板81上施加的力，將冷卻板81向里推，使鑄道縮小，而且還在板緣94上加力，增高冷卻表面89和冷卻板84邊緣94之間的接觸壓力。與此相似，液壓缸76加的向里的力，將冷卻82向里壓，減小鑄道85。冷卻板82的向里移動，將板緣90從冷卻表面91上通過，促使冷卻板81向圖3A的左方移動。冷卻板82和冷卻板81的動作相似，向內的活動使冷卻表面95和板緣86之間的接觸壓力增高。冷卻表面91和板緣90的精加工，可保證板緣90通過冷卻表面91的動作不會干擾其間的密封接，并能保持鑄道85的整體性。作為進一步舉例，液壓缸79在向里的方向上在冷卻板83上施加的力(圖3A中為向上)，使冷卻板向內移動，進一步縮小鑄道85。冷卻板83向里移動，使板緣92在冷卻表面93上通過，二者間的接觸和對冷卻板81及82的敘述相同。板83向里的動作，還和上述板的其他動作相似，迫使冷卻板82作圖3A中的向上移動。最后，鑄道85的截面減小，由液壓缸80在冷卻板84上加上向內的力而完成，這向內的力使冷卻板84向里移，將板緣94相對于冷卻板89移動，冷卻板83向圖3A的右方移動。
從上面的討論可以明了，冷卻板81向里移動使鑄道85減小時，不會干擾結構的板緣和冷卻表面之間的密封。相反，參見圖3B，鑄道85的面積，可以按相反的步驟，增加到最大，如圖3B所繪的狀況。參看圖3A及3B，應注意雖然圖3A及3B表示的鑄道85有差別，但是仍能保持板緣86，90，92及94，和相應冷卻表面95，91，93及89之間的密封連接。
雖然上面的討論假定冷卻板81至84的同時移動，但熟悉本技藝領域者可以明了，板81至84中之每一個可以分別向里移動。結果，根據本發(fā)明的一個重要方面，冷卻板81至84的移動，不僅可以適應鑄件截面積的變化，而且可以適應造鑄彎曲或扭轉的鑄件不均勻性。也就是，如假定從鑄道85中通過的鑄件中有一個彎弧，使它偏向圖3A中的左方，那么冷卻板84隨加在鑄件上的力反應，也向左移動。在某一點上時這力將由液壓缸80平衡，鑄件表面將和冷卻板84接觸。進一步對彎度反應，鑄件向左移動時，液壓缸76將冷卻板82向左推，直到冷卻表面95接觸下面鑄件的表面。結果，鑄道85內鑄件由于鑄件中的彎弧造成的偏移，由冷卻板82及84的動作補償。
認識到冷卻板81至84可以單獨活動后，便可著手解決鑄件51冷卻時的上述錐形造成的情況。具體參看圖2，應注意因為板緣86，90，92及94，和冷卻表面95，91，及89，無論如何相對活動，都能保持相應的密封接觸，所以凡熟悉本技藝領域的人都可明了，冷卻板81至84可作端部的不等量活動，產生一個或多個冷卻板的傾斜。例如，當液壓缸75產生的貼靠冷卻板81而向里的偏移，大于液壓缸72產生的偏移時，則冷卻板81變?yōu)橛邢鄬τ谥渭?0及71的傾斜，也就是冷卻板81從支撐架70附近的端部，向支撐架71附近端部，向下面傾斜。這樣產生的冷卻板81的斜度，因為冷卻表面89和板緣94之間有上述的力的耦合，故冷卻板84有相應的斜度。假如液壓缸73及76之間有相似的動作，而液壓缸76產生大于液壓缸73的向里的偏側，則冷卻板82從支撐架70附近向支撐架71朝內1向(圖2的左方)傾斜。冷卻板82的向內的傾斜，使冷卻板81有相應的左向傾斜。與此相似，液壓缸79產生的大于液壓缸74產生的向內傾斜，使冷卻板從支撐架70向支撐架71向上翹起。冷卻板83的上翹使冷卻82也上翹。最后，液壓缸80的大于液壓缸77產生的偏側，使冷卻板84從支撐架70向71向內側斜(在圖2中向右方)。冷卻板84的向內或向右的傾斜，使冷卻板83有相應的(向左)旋轉。結果，鑄道85的支撐架71附近的截面積，比另一端有減小。也就是鑄道85有維形，從支撐架70附近的大截面積，到支撐架71附近的小截面積。根據本發(fā)明的一個重要的方面，本發(fā)明后冷卻器的形成可調錐形鑄道的能力，使每一冷卻板冷卻表面和下面的鑄件表面之間，可在全部面積上保持接觸，最重要的是鑄件表面的邊角的接觸。
雖然圖2，3A及3B中的舉例是方截面的鑄件，但熟悉本技藝領域的人可以明了，本發(fā)明可應用于許多多面鑄件構形，諸始三角形，矩形，五邊形，六邊形等等。此外，熟悉本技藝領域的人也同樣同樣可以明了，本發(fā)明不局限于對稱截面的鑄件，而可適用于冷卻不規(guī)則截面的鑄件。
圖4示圖1中的本發(fā)明連續(xù)鑄造系統(tǒng)，沿圖1，4-4線的剖視。中間包13和滑門15連接，從而中間包孔口9基本和滑門通口17對正。保持器20在滑門15上固定，從而保持器20的內通口;基本上和滑門通口17對正。有一個耐高溫材料制造的氈墊片110，放在銅鑄型21和保持器20之間，形成二者的液密密封。銅鑄型21中有一個銅模18，放在銅鑄型21中，銅模18形成內模道27。一個板式再冷卻器22限定一對放在板式再冷卻器22中冷卻板37及38，形成模通道27的延長部。板式再冷卻器22和串聯(lián)的后冷卻器10，11及12連接，后冷卻器按上面敘述的圖1中的構造對正并安放，然而，僅需注意的是后冷卻器10，11及12串聯(lián)安裝，并和板式再冷卻器22連接，從而模道27形成連續(xù)鑄件和冷卻通道，冷卻板包括再冷卻器22中的板37及38，和后冷卻器10，11及12中的各組冷卻板。
如上所述，后冷卻器10是一對垂直支撐架25及26，用若干橫支撐連接，諸如用上橫支撐29。后冷卻器10有一個上冷卻板54和一個下冷卻板57。有一對液壓缸100及101放在冷卻器10中，可按上述運轉方法，在冷卻板54上工作，適應后冷卻器10中的鑄件的變化。與此相似，后冷卻器10還有一對液壓缸102及103，和冷卻板57作可操縱的連接，當鑄件從冷卻器10中通過時，將冷卻板57向鑄件壓，保持冷卻接觸。
后冷卻器11及12的構造基本如后冷卻器10。在上述的運轉中，后冷卻器11及12通過后冷卻器11中的液壓缸104，105，106及107的運轉，和后冷卻器12中的液壓缸108，109，111及112的運轉，保持各相應冷卻板位置。應理解在圖4的后冷卻器10，11及12中，雖然僅有一對相對的冷卻板，但各有第二對板，方向照圖2安排，并用類似的液壓缸組操縱。后冷卻器板的運轉上文中已有很多敘述，不需要予重復。但是僅需一提的是從鑄件52輸出板式再冷卻器22的地方開始，連續(xù)保持后冷卻器10，11及12冷卻板的表面，和鑄件52的表面接觸。
如上文所述后冷卻器10，11及12的冷卻板，各形成若干冷卻劑通道，可將其操縱使冷卻劑在里面循環(huán)，保持冷卻板的冷卻作業(yè)。作為綜述，一種下文所述的冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)，將冷卻劑通過后冷卻器冷卻板里的通道循環(huán)。雖然冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)的各部分在附圖中未示，但熟悉本技藝領域的人能了解，在實施本發(fā)明時，可用任何數目的冷卻劑通道裝置，只需能在后冷卻器板中通過足的冷卻劑流便可。因此，澆鑄臺23限定一個冷卻劑輸入口113，應理解為與冷卻液供源連接，供源與冷卻劑加壓器114連接。在本發(fā)明中，將冷卻劑向冷卻劑輸入口113供給，引入冷卻劑增壓器114，將冷卻劑強壓通過后冷卻器結構中的若干冷卻通道，使冷卻劑通過冷卻板作循環(huán)。因此，冷卻劑增壓器114中的加壓冷卻劑被向上強壓，從銅鑄型21中形成向通道115中通過，又從通道115中輸出，分別送進包括通道117及118的在板37及38中形成的若干冷卻劑通道。應理解通道115還將冷卻劑向圖4中不能看到的第二組再冷卻器板供給。然后，冷卻液向下通過通道119，回入第二冷卻劑增壓器120。冷卻劑被強壓，從冷卻劑增壓器120，向上通過通道121，在這里進入通道122再排出后冷卻劑10上部的通道123。然后冷卻劑流出通道121及123，通過冷卻板54及57中的通道124及125，和后冷卻器10的其余冷卻板(圖4未示)，被通道126及128和通道129收集。冷卻劑從后冷卻器10，流入后冷卻器11冷卻通道的類似裝置中。最重要的是使冷卻劑通過后冷卻器11的通道135及136，分別流入后冷卻器11冷卻板內的各冷卻劑通道，諸如冷卻板59及58的通道130及131。冷卻劑通過后冷卻器11冷卻板的冷卻通道后，用通道138及137收集，然后流入冷卻器12的冷卻劑通道。
和后冷卻器10及11的運轉方式相似，冷卻劑從通道143及142中通過，然后通過后冷卻器12冷卻板里的若干冷卻通道，諸如冷卻板60及67的相應通道132及133，然后用后冷卻器12的冷卻通道139及140收集。然后冷卻劑匯合，從后冷卻器12向下，通過通道141，最后通過冷卻劑出口孔134，離開澆鑄臺23。
以上文圖所示，是一種提供最高冷卻能力的后冷卻器構造，雖然鑄件的尺寸和錐形變化，但可保持連續(xù)鑄造鑄件全部表面上的最佳化冷卻。
雖然圖示和敘述是本發(fā)明的特定實施方案，但熟悉本技藝領域者可明顯看到可作各種改變和修改，而在廣義方面不脫離本發(fā)明。因此文后的權利要求
，包括屬于本發(fā)明精神和范圍內的一切變化和修改。
權利要求
1.用于接受并冷卻連鑄長形金屬鑄件的一種后冷卻器，該后冷卻器包括下列各項若干互相連接的壁有面向內的冷卻表面，互相配合形成通道，供該金屬鑄件從里面通過，通道的安排為接觸該金屬鑄件的外周，該壁的每一個中形成若干冷卻通道，和該壁的該冷卻表面有傳熱的關系，該壁的安排使該壁等可互相相對活動，調節(jié)該通道的截面尺寸，從而保持該金屬鑄件外周上的一切部分，和該壁的該冷卻表面接觸，從而當金屬件冷卻時，補償該金屬鑄件的收縮；將冷卻液通過該若干冷卻通道循環(huán)的冷卻裝置；如壓裝置將該壁向里移動，當金屬鑄件從該通道中通過時，使壁接觸該鑄件，保持和該鑄件全部表面的接觸。
2.如權利要求
1中所述的后冷卻器，而特征為該互相連接的壁的各形成一個密封邊緣，構形為與相鄰壁的冷卻表面密封接觸，并有特征為該各壁的相對安排，使各壁和一側的相鄰壁接觸，密封邊緣和這相鄰壁的冷卻表面依靠，和另一側相鄰壁的接觸，是用冷卻表面和這一側的相鄰壁密封邊緣依靠。
3.如權利要求
2中所述之后冷卻器，而特征為該金屬鑄件形成一多面體，有若干平面的外表，并有特征為該若干壁的數目和安排，與該外表一致，并將每一個該冷卻表面，保持和一個該外表面接觸。
4.如權利要求
3中所述之后冷卻器，而特征為金屬鑄件形成一個矩形截面(的柱體)，并有特征為該若干壁為四壁，而該通道有矩形截面，與該矩形鑄件一致。
5.如權利要求
3中所述之后冷卻器，而特征為該金屬鑄件有三角形截面，并有特征為該若干壁為三面壁，并且該通道有三角形截面，與該三角形鑄件一致。
6.如權利要求
3中所述之后冷卻器，而特征為該金屬鑄件有六邊形截面，并有特征為該若干壁為六面壁，該通道有六邊形截面，與該六角形鑄件一致。
7.如權利要求
3中述之的后冷卻器，而特征為該壁各限定第一端和第二端，其如壓裝置中包括下者第一組若干液壓缸在該壁的該第一端上工作，該第二組若干液壓缸在該壁的該第二端上工作;有裝置使該第一及第二組若干液壓缸，將該壁的該第一端向里，移動一個比該壁的該第二端移動大的距離，使該通道有一個錐形。
8.如權利要求
7中所述之后冷卻器，而另有彈簧裝置，和該壁連接，在該壁上作用，將該壁向外推，傾向于使該通道膨脹，其該如壓裝置可操縱，克服該彈簧裝置的推力。
9.如權利要求
7中所述之后冷卻器，而特征為每一該液壓缸可獨立運轉。
10.如權利要求
7中所述之后冷卻器，而特征為每一該液壓缸，用一個共同的加壓壓液源控制。
11.如權利要求
7中所述之后冷卻器，而另有一個第三組若干液壓缸，和該壁連接，在該壁上工作，將該壁向外推擴大該通道。
12.一種后冷卻器用于連續(xù)鑄造系統(tǒng)，系統(tǒng)中有一個長形金屬鑄件，在一個冷卻鑄型中形成，形成的鑄件有一個固化的外表面，和熔化的內芯，后冷卻器中有下列各項若干活動壁包圍該長形鑄件，每一壁有一個冷卻表面和一個密封邊緣，密封邊緣的構形可和與之相鄰的壁的冷卻表面作密封接觸，該各壁安排的互相關系，是每一壁和一側的相鄰壁的接觸，是將密封邊緣和該相鄰壁的冷卻表面依靠，和另一側的相鄰壁的接觸，是用冷卻表面和該相鄰壁的密封邊緣依靠;冷卻該壁的裝置;將該壁向里加壓靠在長形鑄件上
13.用于連續(xù)形成金屬坯型的連續(xù)鑄造系統(tǒng)的冷卻設備，用以接受并冷卻該連續(xù)鑄造的熱金屬坯型，該冷卻設備中有以下雒項一個冷卻板組有若干互相連接的壁，各有一個冷卻表面，冷卻表面形成一個內通道，熱金屬坯型在其離開該鑄型后的行程中，從通道中經過，各該壁有裝置將冷卻液循環(huán)，消散該壁的該冷卻表面上的熱;與該壁關連的推動裝置，對該壁加向內的力，使各該壁互相相對移動，使通道的截面尺寸和熱金屬坯型的外周一致，從而保持熱坯型外周的一切部分，和該壁的該冷卻表面接觸，補償熱金屬坯型冷卻時的尺寸收縮。
14.如權利要求
13中所述之冷卻設備，而其中另有若干該冷卻板組，該推動裝置串聯(lián)安排，形成一個鑄件冷卻通道，適應該熱金屬坯型的變化和錐形。
15.冷卻從一個冷卻鑄型中輸出的連鑄熱金屬壞型的方法，該方法包括下列步驟將從鑄型中輸出的該金屬熱坯型引導，從用壁包圍連接形成的第一通道中通過，壁中有冷卻液循環(huán)通過，同時將壁推動并定位，保持坯型外周一切部分和周圍的壁的接觸;在通道下游的一個熱金屬坯型大部固化的地點上，將熱金屬坯型連接，并將熱坯型帶動。
16.如權利要求
15中所述之方法，而另有步驟將從該第一通道輸出的該熱金屬坯型引導，進入與該第一通道基本相同的若干串聯(lián)通道。
專利摘要
用于連鑄系統(tǒng)的活動板后冷卻器有若干冷卻板，其中有裝置將冷卻劑在里面循環(huán)通過，冷卻板按串連搭接構形安排，其中的板可分別活動，適應鑄件的變化。液壓裝置在冷卻板上作用，加接觸力，保持冷卻板和鑄件表面接觸。各個板的活動可適應冷卻鑄件的錐形，并說明有三個后冷卻器的串聯(lián)安排，配合形成連續(xù)的部分撓性冷卻通道。
文檔編號B22D11/124GK87106737SQ87106737
公開日1988年6月22日 申請日期1987年9月28日
發(fā)明者馬克斯·阿倫斯, 曼弗雷德·海錫格 申請人:鑄鋼工程有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan