專利名稱：金屬的水平連續(xù)鑄造的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬的水平連續(xù)鑄造，更具體地說，本發(fā)明涉及輕金屬例如鋁及其合金的水平連續(xù)鑄造。
背景技術(shù)：
在金屬例如鋁的水平連續(xù)鑄造中，熔融金屬被保持在一個隔熱貯器中并從該處被送入一個水平端部開口的型腔的入口端，所述型腔具有一條大致水平的軸線。在該型腔內(nèi)，該熔融金屬被初期充分激冷以便形成一個金屬本體，該金屬本體包括一個圍繞著仍然熔融的金屬芯部的外層或者外殼。當(dāng)這個金屬本體從該型腔引出時，它被用液體冷卻劑，例如水進行噴射，以便進一步冷卻和凝固。
熔融金屬通過一個橫截面比型腔橫截面更小的孔或者噴嘴送入型腔，以致于在型腔入口端處形成唇部或者說突出物。這個金屬入口噴嘴通常是一塊帶有入口孔的耐火盤。
當(dāng)該熔融金屬通過入口噴嘴進入并向外擴展以便充滿型腔時，在入口突出物和型腔周壁之間形成金屬彎液面。在這個彎液面后面是一個相對無金屬空間的凹穴(pocket)。
為了實現(xiàn)金屬在不粘附到型腔壁上的情況下平穩(wěn)流動通過該型腔，將一種氣體和潤滑劑注入鑄型是眾所周知的。在美國專利No.4,157,728中，將一股加壓空氣流引入該彎液面后方的凹穴，以便通過型腔周壁向下展開該彎液面。此外，還送入一種油以便潤滑該型腔的壁。
Wagstaff等的美國專利No.4,598,763描述了一種用于將氣體和潤滑劑的混合物經(jīng)過該型腔周壁的一個可滲透壁部注入型腔中的系統(tǒng)。該氣體和潤滑劑在該可滲透壁內(nèi)進行混合并且被輸送到型腔周壁。由于在鑄型頂部和底部之間的金屬靜壓頭差異協(xié)同在耐火過渡盤(盤狀)和鑄型壁(圓筒狀)之間的不同關(guān)系起作用，因此在水平鑄造中，防止發(fā)生粘附這一問題變得更加復(fù)雜。在這種鑄型中注入氣體能使正在引出棒料表面上產(chǎn)生的氧化物圍繞著正在引出棒料周邊不均勻地形成，其結(jié)果是產(chǎn)生表面缺陷。
Watts的專利No.3,630,266描述了一種水平鑄造機，其中氣體借助于多條通道被注入例如在彎液面后方的鑄型凹穴。該氣體可含有多種不同的潤滑劑，并且利用金屬壓力頭測量結(jié)果控制該氣流。
在Suzuki等人的美國專利No.4,653,571中，氣體也被引入鑄型的多個入口拐角，即在彎液面后面的凹穴。這種結(jié)構(gòu)使用了多條用來引導(dǎo)氣體和潤滑劑的分離通道，并且提供多條通道來控制在鑄型周圍某些位置內(nèi)的氣體泄出。
在Johansen等人的國際申請WO 91/00352中，用來自鑄型周圍多個分離部段的氣體供應(yīng)圍繞該鑄型周邊的可滲透壁。
在Wagstaff的美國專利No.6,260,602中，描述了一種水平連續(xù)鑄造系統(tǒng)，其中型腔具有一個向外的錐度，并且用來進行冷卻的水射流具有交錯的輪廓。錐度大小和鑄型周圍的水射流的位置可以改變以便平衡外張力與熱收縮力，因而得到符合要求的棒料形狀。因此，它能用于水平鑄造機中以便從金屬遭受不均勻重力的鑄型中得到圓形橫截面棒料。
在Ohno的美國專利No.4,605,056中描述了一種水平連續(xù)鑄造系統(tǒng)，其中在鑄型內(nèi)設(shè)置一個輔助加熱系統(tǒng)以便推遲金屬凝固。
在鑄型內(nèi)形成的金屬本體上產(chǎn)生一致的表面是水平連續(xù)鑄造的一個重要方面。例如，鑄型內(nèi)的不一致或者說不平整的外殼或者說外層可能會粘到該鑄型上，從而導(dǎo)致在鑄造棒料上產(chǎn)生不規(guī)則表面或者可能發(fā)生熔融金屬被“劈開”。
本發(fā)明的一個目的在于提供一種改進的方法，所述方法能夠控制金屬平穩(wěn)地通過水平型腔并借此獲得表面性能改善的鑄造棒料。
本發(fā)明的另一個目的在于能增加通過正在引出的棒料表面的熱通量并獲得該鑄造棒料的更迅速凝固。
本發(fā)明的又一個目的在于獲得一種具有改進顯微組織的鑄造棒料。
本發(fā)明的又一個目的在于提供一種能可靠地控制潤滑劑使用的裝置以便改善鑄造棒料的表面質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
一方面，本發(fā)明涉及一種用于熔融金屬水平鑄造的鑄型，所述鑄型包括一個鑄型本體，所述鑄型本體形成一個具有入口端和出口端的端部開口的型腔。一個環(huán)形可滲透壁構(gòu)件被安裝在該鑄型本體中并鄰接該型腔的入口端而且它的一個內(nèi)表面形成該鑄型的一個內(nèi)部表面。一塊耐火過渡盤被安裝在該型腔的入口端，并提供一個橫截面小于該型腔橫截面的鑄型入口孔。這就在該型腔入口端處提供一個環(huán)形肩部。設(shè)置一個用于通過所述入口孔供應(yīng)熔融鋁的裝置。還設(shè)置多根分離的導(dǎo)管以便經(jīng)過該可滲透壁構(gòu)件把氣體送入該肩部和所述內(nèi)表面。
送到該肩部的氣體在金屬彎液面后方形成一個無金屬空間的凹穴，所述凹穴在該肩部和型腔壁之間的拐角處形成。
送到該內(nèi)表面的氣體在該金屬和型腔壁之間形成一層氣體。
優(yōu)選潤滑劑還是用導(dǎo)管進行輸送以便流入該可滲透壁構(gòu)件。該導(dǎo)管布置在所述兩條氣體導(dǎo)管之間。
在一個實施例中，供應(yīng)所述肩部的該氣體導(dǎo)管借助多條溝槽或者說細槽與金屬彎液面后方拐角處的該無金屬空間或者說凹穴相連通。在一個特定優(yōu)選實施例中，這根氣體導(dǎo)管通過該可滲透壁構(gòu)件的一部分與該無金屬凹穴相連通。
所述兩根氣體導(dǎo)管優(yōu)選供應(yīng)不同的氣體，與該無金屬凹穴相連通的氣體比與該鑄型內(nèi)表面相連通的氣體更易與熔融鋁起反應(yīng)。
所用的更易反應(yīng)氣體是一種與熔融鋁起反應(yīng)的氣體，例如氧、空氣、硅烷、SF6或甲烷，還包括這種氣體在一種惰性氣體中的混合物，從而在熔融鋁上形成一個層或者說殼。當(dāng)使用氧、空氣或者這些氣體在一種惰性氣體中的混合物(也就是說，該易反應(yīng)氣體是一種氧化氣體)時，所述層包括鋁和/或它的一些合金元素的氧化物。而所用的反應(yīng)性較弱氣體是與熔融鋁反應(yīng)相對較弱的氣體并且可包括空氣、氮或純惰性氣體。只有當(dāng)使用比該無金屬凹穴內(nèi)的空氣更易反應(yīng)的氣體時，空氣才能是一種反應(yīng)性較弱(即氧化)的氣體。在一個特定優(yōu)選實施例中，更易反應(yīng)的氣體是氧而反應(yīng)性較弱氣體是氧在惰性氣體例如氬中的混合物。
通過采用兩階段氣體注入而不是現(xiàn)有技術(shù)中的單階段注入，在該熔融金屬彎液面上形成含有鋁合金成分的反應(yīng)產(chǎn)物(最經(jīng)常是氧化物)工藝薄膜。尤其是，在上游位置使用更易反應(yīng)的氣體能在確保該表面上形成或修復(fù)一個堅固擔(dān)載反應(yīng)產(chǎn)物薄膜的同時保留無金屬肩部來抵抗金屬靜壓頭，而下游的反應(yīng)性較弱氣體能確保該反應(yīng)產(chǎn)物薄膜和該鑄型壁之間的最小程度接觸并且在此同時使?jié)櫥瑒┡c氣體反應(yīng)的有害影響減至最低程度，如果全使用相同的氣體，那么潤滑劑與氣體的反應(yīng)就可能發(fā)生。由此，這種結(jié)合保證在該金屬和鑄型壁之間(即在所謂的初級冷卻區(qū)域內(nèi))的熱通量減小，并且該棒料在高表面溫度情況下從鑄型內(nèi)引出，而且借助于直接對引出表面施加輔助冷卻劑而幾乎整體地冷卻和凝固。因此，通過該輔助冷卻劑沖擊點處表面的熱通量顯著增大并且使大體上跨過整個棒料直徑的凝固速率提高。
這意味著，有可能實現(xiàn)大于100℃/s的凝固速率，從而生成一個具有細晶粒結(jié)構(gòu)的棒料。因此本發(fā)明進一步涉及一種具有平均晶粒尺寸(內(nèi)枝晶臂間隔小于10微米)的徑向均勻鑄態(tài)顯微組織的鑄造棒料產(chǎn)品。該棒料還在引出鑄造棒料各周邊表面的至少50％的范圍內(nèi)具有小于約50微米的表面粗糙度(Rz)。
在本發(fā)明中添加的潤滑劑量較少，并且所述潤滑劑主要用來改善該可滲透壁構(gòu)件將該氣體從送往鑄型內(nèi)表面的導(dǎo)管引導(dǎo)到該表面的效能。這需要最少程度的潤滑劑。因此，提供一種相當(dāng)精確的用于測定潤滑劑需要量的裝置是有利的。根據(jù)本發(fā)明的另一個進一步優(yōu)選特征，布置多個探測裝置以便測量該型腔壁和該鑄型內(nèi)熔融金屬之間的電阻。潤滑劑流量根據(jù)測得電阻而改變。


在示出了本發(fā)明的一些優(yōu)選實施例的附圖中圖1是一臺典型水平鑄造設(shè)備的簡明正視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個鑄型的剖視圖；圖3a、3b、3c和3d均為根據(jù)本發(fā)明的一個鑄型的局部剖視圖，圖中示出了各種氣體和/或潤滑劑供給裝置的實施例；圖4為示出了在該鑄型具有一個空氣隙情況下的一個電阻測量裝置的剖視圖；圖5為示出了在該鑄型沒有空氣隙情況下的一個電阻測量裝置的剖視圖；圖6是用于該電阻測量作業(yè)的框圖；和圖7為顯示出使用本發(fā)明的棒料鑄件的鑄態(tài)顯微組織的顯微照片。
具體實施例方式
圖1示出了一種本發(fā)明所涉及類型的典型水平鑄型，其包括一個隔熱的熔融鋁貯器10、一個入口流槽12以及一個水平鑄型11。一根棒料13借助傳送器14從該鑄型中拔出并從該鑄型送走。
圖2示出了包含水道18的兩部分鑄型本體16、17，所述水道由冷卻劑輸送管(圖中未示出)供給并與該鑄型本體周邊周圍的一組交錯的冷卻劑出口孔20、21相連通。
在鑄型本體16內(nèi)側(cè)安裝一個錐形的可滲透石墨環(huán)形圈24，從而對于該鑄型而言形成一個內(nèi)表面。在該鑄型的上游(或者說金屬進入端)28安裝一個由耐火材料制成的過渡盤26。它具有一個比環(huán)形圈24更小的內(nèi)部橫截面孔，借此在該鑄型拐角內(nèi)形成肩部和凹穴30。在耐火盤26、石墨圈24和鑄型本體16的交匯處設(shè)置有一個O形密封圈31。
冷卻劑出口孔20、21可具有可變的間距并相對于鑄型軸線指向不同的角度，而且石墨圈24的錐度可如同在美國專利No.6,260,602中進一步描述的那樣圍繞鑄型周邊進行變化，故將該專利收編于此作為參考。這種變化被用來補償在水平鑄造中出現(xiàn)的垂直不對稱性，該不對稱性可用在鑄造中出現(xiàn)的實線56表示的凝固前部明顯不對稱來示例。該過渡盤的入口孔也可做成非圓的并偏離中心布置以便在要鑄造圓形棒料時補償這種不對稱性。
氣體和潤滑劑(在使用時)可以多種不同方式輸送到該鑄型內(nèi)部，如圖3a至3d所示。
在環(huán)形圈24的外表面機加工出兩個環(huán)形槽32、34，并且所述槽32、34設(shè)有穿過鑄型本體的供給接頭(圖中未示出)。環(huán)形槽32和34經(jīng)由多個分離的供給接頭供應(yīng)氣體。在一個特定優(yōu)選實施例中，槽32和24被供應(yīng)不同的氣體，槽32(最靠近該鑄型入口)被供應(yīng)比槽34(更遠離該鑄型入口)更易反應(yīng)的氣體，例如分別為氧在氬中的混合物和純氬。
在圖3a中，經(jīng)由環(huán)形槽32供應(yīng)的氣體流過可滲透環(huán)24以便充滿在鑄型鄰接肩部30內(nèi)形成的無金屬凹穴，而經(jīng)由環(huán)形槽34供應(yīng)的氣體流過可滲透石墨圈24并在該鑄型內(nèi)金屬本體40和鑄型內(nèi)表面42之間的鄰接界面處形成氣體層。
在圖3b至3d中，在該石墨圈外表面上設(shè)置一個附加環(huán)形槽33，所述槽33經(jīng)由一個或更多接頭通過鑄型本體(圖中未示出供應(yīng)潤滑劑。該潤滑劑穿透多孔石墨圈24以便促進氣體通過該材料進入。在圖3b中，除了該潤滑劑的出現(xiàn)提供更加可控的氣體流量之外，氣體如同在圖3a中那樣進行供應(yīng)并與鑄型內(nèi)部連通。
該氣體和潤滑劑供給裝置受到多種已公知結(jié)構(gòu)的控制閥和計量裝置(圖中未示出)的控制。
在圖3c中，環(huán)形槽32定位在石墨圈24的一端，而且氣體從環(huán)形槽32經(jīng)由在該石墨圈邊緣上開槽的許多細孔或者說溝槽44進入凹穴30。
在圖3d中，除了在石墨圈24內(nèi)裝有一塊不滲透隔板46之外，氣體按照與圖3b類似的方式進行供給，所述隔板將該石墨圈分成兩個部分，其中一個部分用來從環(huán)形槽32供應(yīng)氣體，而另一個部分用來從環(huán)形槽33和34供應(yīng)氣體/潤滑劑。這能防止?jié)櫥瑒┻M入該石墨圈上部并與從槽32進入的氣體相接觸。它還能更加有效地使兩股氣體流相互隔離。該不滲透隔板還能這樣布置，以至于氣體和潤滑劑被供應(yīng)到該石墨圈和凹穴的上部而僅有氣體被供應(yīng)到該石墨圈的下部。
在一些實施例中，所述氣體可含有多種液體，例如呈形成輕霧的小滴狀，而在另一些實施例中，所述氣體可被包含在一種用來輸送的液體中，例如呈一種乳化液形式。所述液體通常為一種潤滑劑。
在另一些實施例中，所述潤滑劑也可能含有一種氣體，例如借助于在它被輸送到該供應(yīng)槽之前形成該氣體在該潤滑劑中的乳化液。如果這種氣體易與被送到該凹穴的氣體發(fā)生反應(yīng)，那么該反應(yīng)產(chǎn)物可被用來改變反應(yīng)產(chǎn)物的工藝表面。
由于將氣體注入凹穴30以及鑄型表面42處，因此金屬本體40在該外表面上形成反應(yīng)產(chǎn)物(通常為鋁和/或它的一些合金元素的氧化物)的一個工藝表面。這提供一種比在多種鑄型中的通常發(fā)現(xiàn)的更大程度的與鑄型表面42的熱絕緣，并因而與型腔內(nèi)的慣例間接冷卻隔離。因此該棒料在比通常遇到的表面溫度高的表面溫度情況下從該鑄型中引出。由于在棒料表面和冷卻劑之間存在升高的溫度差異，因此輔助冷卻劑52以比正常產(chǎn)生高得多的熱通量沖擊在表面54上。其結(jié)果是(a)在引出棒料內(nèi)形成一個較淺的液體金屬池；以及(b)從該棒料直徑的這頭到那頭產(chǎn)生提高的凝固速率?？梢垣@得超過100℃/s的凝固速率(與通常5℃/s至30℃/s相比)，從而導(dǎo)致形成跨過該棒料直徑的細晶粒結(jié)構(gòu)。
在圖2中，典型的凝固前部56(即熔融金屬池端部)被顯示為一條實線，它能與多種典型現(xiàn)有技術(shù)鑄型中的凝固前部58相比，后者的池深大得多。
使用如本發(fā)明所述的鑄型導(dǎo)致產(chǎn)生一根具有良好表面性能的均勻細晶粒棒料。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，為了進一步提高表面性能，對該耐火過渡盤進行處理從而降低其對于熔融鋁的反應(yīng)能力是有用的。絕大多數(shù)這種過渡盤用硅石進行制造，所述硅石中含有受熔融鋁侵蝕的耐火材料。其結(jié)果是棒料表面質(zhì)量降低。一種這樣的保護方法是將氧化鋇或硫酸鋇添加劑使用到該耐火材料中，例如用2003年12月11日提出的、并且轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明同一受讓人的題為“Method for Suppressing Reaction ofMolten Metals with Refractory Materials”的未審定的申請No.10/735,057中的方法生產(chǎn)出的耐火材料，該專利申請的披露內(nèi)容被收編于此作為參考。
最好是，在鑄造棒料期間能使用最小量的潤滑劑，并且在按照本發(fā)明進行鑄造的金屬上的一個工藝氧化物表面增強構(gòu)造物能減少所需潤滑劑量，這是因為該金屬的保含取決于這樣形成的該工藝氧化物表面而較少取決于鑄型表面。經(jīng)由環(huán)形可滲透石墨圈供應(yīng)到該鑄型表面的空氣和潤滑劑在該表面形成一個空氣襯層。優(yōu)選作業(yè)狀態(tài)如圖4中所示，其中在正在鑄造的金屬本體40和型腔表面42之間具有一個小間隙60。這種狀態(tài)只需要最小量的潤滑劑。圖5所示狀態(tài)為該間隙未被保持并且金屬本體40已與型腔表面42真正接觸，此刻該棒料易被粘附和撕裂。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這種潤滑劑需要量能借助于測量該熔融金屬本體20和鑄型62之間的電阻而得到自動控制。這可以通過安裝電極64和66致使該熔融鋁和鑄型間的電阻能被測量的方法來完成。這些電極連接在一個電阻測量裝置68上。
如圖6所示，來自電極64和66的輸入量被送到電阻測量裝置68，于是得到一個電阻讀數(shù)。將該電阻讀數(shù)送到一個比較器70上，在那里將該電阻與一個目標(biāo)電阻進行比較。當(dāng)該鑄型接近圖6所示狀態(tài)時，該電阻加大，這就給潤滑劑泵72提供一個信號以便增加潤滑劑流量。
圖7為顯示出在該鑄型中并按照本發(fā)明方法的一個棒料鑄件的部分橫截面的顯微照片。測得的平均內(nèi)枝晶間距小于10微米左右，并且在該棒料的所有徑向位置都測得大體上相同的間距。在該棒料表面上0.5英寸長度范圍內(nèi)的表面粗糙度(被測定為Rz)在該表面大部分范圍內(nèi)典型地小于50微米并且通常為小于30微米。該表面的某些部分具有更大的Rz，但是本發(fā)明產(chǎn)品的特點在于在該棒料的至少50％周邊表面范圍內(nèi)粗糙度(Rz)小于50微米。
權(quán)利要求
1.一種用于熔融鋁水平鑄造的鑄型，所述鑄型包括一個鑄型本體、一個第一環(huán)形可滲透壁構(gòu)件、一個耐火過渡盤、供應(yīng)裝置以及第一和第二導(dǎo)管，所述鑄型本體形成一個具有入口端和出口端的端部開口的型腔，所述可滲透壁構(gòu)件安裝在該鑄型本體中并鄰接該型腔的入口端而且它的一個內(nèi)表面形成該鑄型的內(nèi)部表面，所述耐火過渡盤安裝在該型腔的入口端，并提供一個橫截面小于該型腔橫截面的鑄型入口孔借此在該型腔入口端處提供一個環(huán)形肩部，所述供應(yīng)裝置用來通過所述入口孔供應(yīng)熔融鋁，而所述第一和第二導(dǎo)管用于將氣體送入所述型腔，并且所述第一導(dǎo)管比所述第二導(dǎo)管更靠近該環(huán)形肩部，借此該第一導(dǎo)管適于送入氣體以便在該肩部和型腔壁的拐角處形成一個無金屬凹穴，而該第二導(dǎo)管適于通過所述可滲透壁構(gòu)件送入氣體從而接觸鄰接該鑄型內(nèi)部表面的金屬。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄型，包括一根用來將潤滑劑送進該可滲透壁構(gòu)件的第三導(dǎo)管，所述第三導(dǎo)管被安置在所述第一導(dǎo)管和所述第二導(dǎo)管之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄型，其中所述第一導(dǎo)管通過多個溝槽連接至所述凹穴以便將氣體送入所述凹穴。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄型，其中所述第一導(dǎo)管通過所述可滲透壁連接至所述凹穴以便將氣體送至所述凹穴。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鑄型，還包括一塊不可滲透隔板，所述隔板位于所述可滲透壁裝置中并位于所述第一導(dǎo)管和所述第三導(dǎo)管之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鑄型，還包括一塊不可滲透隔板，所述隔板位于所述可滲透壁裝置中并位于所述第二導(dǎo)管和所述第三導(dǎo)管之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄型，其特征在于，所述第一導(dǎo)管連接在一個較易反應(yīng)氣體的氣源上，而所述第二導(dǎo)管連接在一個反應(yīng)性較弱氣體的氣源上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄型，包括多個探測裝置，所述探測裝置被設(shè)置用以測量在所述型腔壁和鑄造期間出現(xiàn)在該鑄型中的熔融金屬之間的電阻。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄型，其特征在于，所述型腔沿金屬流動方向向外漸縮。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鑄型，其特征在于，所述錐度圍繞該型腔周邊而變化。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄型，其特征在于，所述鑄型入口孔的橫截面是非圓形的以便產(chǎn)生具有圓形橫截面的棒料。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的鑄型，其特征在于，所述鑄型入口孔被非對稱地進行定位。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄型，其特征在于，所述鑄型本體包括多條冷卻劑輸送通道，所述冷卻劑輸送通道在該鑄型出口端處連接到多個冷卻劑排出孔上。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的鑄型，其特征在于，所述冷卻劑排出孔處于多個交錯位置處并且所述孔的尺寸和排出角度在該鑄型周圍變化。
15.一種用于熔融鋁水平連續(xù)鑄造的方法，所述方法包括從給料流槽通過在耐火過渡盤內(nèi)的孔連續(xù)地輸送熔融鋁，所述耐火過渡盤位于在鑄型本體內(nèi)形成的端部開口的型腔的入口端處，所述過渡盤提供一個鑄型入口孔，該入口孔具有小于該型腔橫截面的橫截面，由此提供一個圍繞該型腔入口端的肩部，在該型腔內(nèi)使所述熔融鋁運動經(jīng)過一個可滲透耐火壁部開形成鄰接該肩部的金屬彎液面，所述耐火壁部形成該型腔內(nèi)部表面的一部分，將易與鋁反應(yīng)的第一氣體流引入該肩部以便形成一個無金屬凹穴并且與該熔融鋁接觸從而形成一個鋁本體，所述鋁本體具有包含該氣體與該鋁的反應(yīng)產(chǎn)物的外表面，以及將第二氣體流引入該型腔并與所述第一氣體流下游的所述鋁本體層相接觸。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述易與鋁反應(yīng)的氣體從包括氧、空氣、硅烷、SF6和甲烷的組，或者一種惰性氣體與所述組中的一種或更多種的混合物中進行選擇。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述易反應(yīng)氣體是氬和氧的混合物。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述第二氣體流通過所述可滲透壁部。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述第二氣體流是氧在一種惰性氣體中的混合物，而所述第一氣體流是氧。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，與在所述第一氣體流中的氣體相比較，所述第二氣體流中的氣體與鋁的反應(yīng)性較弱。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述氣體從包括空氣、氮和惰性氣體的組中進行選擇。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述氣體是氬。
23.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，一種潤滑劑流被輸送通過所述可滲透壁部并且在所述第一氣體流和所述第二氣體流之間的一個位置處與該鋁本體的所述層相接觸。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，在所述第一氣體流進入該型腔之前防止所述潤滑劑流與所述第一氣體流接觸。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，在所述第二氣體流進入該型腔之前防止所述潤滑劑流與所述第二氣體流接觸。
26.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述氣體作為一種氣體、一種含有液體的氣體或者一種含有氣體的液體進行供應(yīng)。
27.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，所述潤滑劑中含有一種氣體。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，在所述潤滑劑內(nèi)的氣體與在所述凹穴內(nèi)的氣體發(fā)生反應(yīng)從而在所述鋁本體上形成一種改性的反應(yīng)產(chǎn)物。
29.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述熔融鋁被輸送通過一個具有非圓橫截面的鑄型入口孔，從而獲得一根具有圓形橫截面的棒料。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于，所述熔融鋁被輸送通過一個不對稱定位的鑄型入口孔。
31.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，當(dāng)一根正在形成的棒料從所述型腔中引出時將多種冷卻劑液體流引導(dǎo)到該棒料上。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于，所述冷卻劑液體以大于100℃/s的速度冷卻該正在形成的棒料，由此在該棒料內(nèi)形成細晶粒結(jié)構(gòu)。
33.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，測量在該鑄型和正在該鑄型內(nèi)形成的棒料之間的電阻，并且根據(jù)測得電阻改變到達該鑄型可滲透壁的潤滑劑流量。
34.一種用于熔融金屬鑄造的鑄型，所述鑄型包括一個鑄型本體，所述鑄型本體形成一個具有入口端和出口端的端部開口的型腔，而所述型腔包括一個可滲透壁部、供應(yīng)裝置、多根導(dǎo)管以及控制裝置，所述可滲透壁部形成該鑄型的內(nèi)部表面，所述供應(yīng)裝置用來輸送熔融金屬通過該型腔以便形成金屬棒料，所述導(dǎo)管用來輸送氣體和潤滑劑通過所述可滲透壁部并與鄰接該鑄型內(nèi)部表面的金屬相接觸，而所述控制裝置用來控制正在送入該型腔的潤滑劑量，所述型腔還包括被布置用以測量該型腔壁和鑄造期間出現(xiàn)在該鑄型內(nèi)的熔融金屬之間的電阻的多個探測裝置，所述電阻表示出與該金屬接觸的潤滑劑量。
35.一種采用連續(xù)鑄造而獲得的鑄造鋁或鋁合金棒料，所述鑄造棒料具有平均內(nèi)枝晶臂間距小于10微米的均勻的鑄態(tài)顯微組織。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的鑄造棒料，包括在至少50％周邊區(qū)域范圍內(nèi)具有小于50微米的表面粗糙度(Rz)。
全文摘要
一種用于水平鑄造熔融金屬的鑄型，所述鑄型包括一個鑄型本體，所述鑄型本體形成一個具有入口端和出口端的端部開口的型腔。一個環(huán)形可滲透壁構(gòu)件被安裝在該鑄型本體中并鄰接該型腔的入口端而且它的一個內(nèi)表面形成該鑄型的一個內(nèi)部表面。一塊耐火過渡盤被安裝在該型腔的入口端，并提供一個橫截面小于該型腔橫截面的鑄型入口孔。這就在該型腔入口端處提供一個環(huán)形肩部。設(shè)置一個用于通過所述入口孔供應(yīng)熔融鋁的裝置。還設(shè)置多根分離的導(dǎo)管以便經(jīng)過該可滲透壁構(gòu)件把氣體送入該肩部和所述內(nèi)表面，從而在該金屬和所述鑄型內(nèi)部表面之間提供一層氣體。將一種較易與熔融鋁反應(yīng)的氣體送入該肩部，并通過該可滲透壁送入一種反應(yīng)性較弱的氣體。與該熔融鋁的反應(yīng)在鋁上形成一個層或者說殼，從而使該鋁平穩(wěn)地通過該鑄型并允許正在引出的棒料更迅速地二次冷卻。
文檔編號B22D27/00GK1890040SQ200480036951
公開日2007年1月3日 申請日期2004年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月11日
發(fā)明者W·L·鮑爾斯, J·漢比, A·J·菲舍爾, D·A·薩利 申請人:諾維爾里斯公司