專利名稱：澆注槽和鑄造銅陽(yáng)極用的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及澆注熔融材料，比如熔融金屬進(jìn)入一個(gè)鑄造模用的一種方法和設(shè)備。更準(zhǔn)確地說，本發(fā)明涉及在電解精制中使用的鑄造陽(yáng)極用的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
對(duì)鑄造模進(jìn)行控制的澆注和精確的供給例如在金屬陽(yáng)極的鑄造方面是重要的，在這些金屬的生產(chǎn)中，在金屬陽(yáng)極鑄造之后的后續(xù)加工步驟是電解精制，其中為了達(dá)到高的陰極質(zhì)量和高的效率，與其它要求一道，一個(gè)先決條件是對(duì)于形狀和重量而言具有一個(gè)均勻的質(zhì)量。在大多數(shù)已知的方法中，陽(yáng)極是在敞口模內(nèi)鑄造的。
在陽(yáng)極，比如銅陽(yáng)極的鑄造時(shí)，熔融液從陽(yáng)極爐被引導(dǎo)例如沿著一個(gè)斜溜槽至鑄造設(shè)備的中間槽，由此處熔融金屬繼續(xù)澆注至澆注槽。中間槽的容量顯著地大于澆注槽本身的容量，以及它還作為在陽(yáng)極爐和澆注槽之間的一個(gè)平衡中間儲(chǔ)備。在澆注階段的開始時(shí)，澆注槽內(nèi)所含的金屬數(shù)量略大于每批次內(nèi)鑄造模內(nèi)準(zhǔn)備引入的金屬數(shù)量。通常，準(zhǔn)備澆注入澆注槽的金屬數(shù)量為準(zhǔn)備澆注入鑄造模的金屬數(shù)量的兩倍。熔融金屬由澆注槽精確地引導(dǎo)入開啟的鑄造模。澆注槽決不會(huì)完全地放空，但一個(gè)所謂的銅基板保留在底部。現(xiàn)代的陽(yáng)極鑄造是在所謂的鑄造臺(tái)內(nèi)以一個(gè)自動(dòng)化過程實(shí)現(xiàn)的。其中鑄造模在一個(gè)圓鑄造臺(tái)上偏移至澆注槽的前面。當(dāng)由澆注槽澆注時(shí)，供給的控制是借助澆注槽的軌跡和移動(dòng)速度以及其重量的監(jiān)控實(shí)現(xiàn)的。典型地，準(zhǔn)備澆注入一個(gè)銅陽(yáng)極的鑄造模內(nèi)的熔體數(shù)量是以精度3％引入的。通常，陽(yáng)極重量在300-600kg范圍內(nèi)。
為了精確地控制準(zhǔn)備澆注的熔體的供給量，澆注槽設(shè)置帶有重量傳感器。澆注是自動(dòng)化地控制，以及當(dāng)澆注槽充填熔體時(shí)澆注開始。澆注槽的開始重量被測(cè)量，以及鑄造模放置在澆注槽的前面。在澆注過程中，澆注槽是傾斜的，從而使熔融金屬流動(dòng)越過澆注槽出口進(jìn)入鑄造模。當(dāng)澆注槽的重量減少至準(zhǔn)備鑄造的陽(yáng)極的目標(biāo)稱量數(shù)量時(shí)，澆注停止。隨后澆注槽返回至準(zhǔn)備再充填的開始位置。
在一次陽(yáng)極鑄造過程中，通常數(shù)百個(gè)陽(yáng)極順序地鑄造。在鑄造過程結(jié)束時(shí)，澆注槽典型地保留充填金屬，以及該金屬允許在澆注槽內(nèi)凝固。澆注槽經(jīng)受必須的維修程序，這些程序經(jīng)常包括澆注槽的整個(gè)內(nèi)襯的更新。本發(fā)明使得可以將澆注槽完全地放空金屬，在此種情況下，澆注槽要求較少的維修操作。
在金屬的電解精制中使用的陽(yáng)極的形狀為厚板，其厚度為約30-100mm。陽(yáng)極的高度為約900-1,500mm，以及其寬度為約700-1,200mm。在電解槽內(nèi)，電極板以一個(gè)垂直位置由凸起的托架懸掛，形成在電極板頂邊緣的所謂的凸耳，支承頂住槽邊緣。陽(yáng)極凸耳是由陽(yáng)極金屬制成的，經(jīng)常是與鑄造過程相關(guān)的。因此，一個(gè)陽(yáng)極鑄造模具有一個(gè)扁平凹槽，即空腔，它具有陽(yáng)極橫截面的形狀，以及比陽(yáng)極厚度略深。
一些要求和問題與在陽(yáng)極鑄造模內(nèi)的熔融金屬的澆注相關(guān)聯(lián)，在澆注過程中，熔融金屬必須不濺落到空腔的外面，既不會(huì)是溢流，也不會(huì)是移動(dòng)升高至空腔邊緣以及凝固成為邊鰭。因此，澆注入鑄造模的熔融金屬的表面必須保持平穩(wěn)，以便使鑄件凝固成希望的形狀。另一方面，澆注所用的時(shí)間必須盡可能短，以保持生產(chǎn)能力在一個(gè)經(jīng)濟(jì)的有利水平。
熔融金屬流包含大量的動(dòng)能，在鑄件的澆注時(shí)它被引導(dǎo)至鑄造模的底部以及至已經(jīng)包容在鑄造模內(nèi)的熔體，從而引起溢流和濺落。因此極為重要的是使熔融液的澆注高度盡可能低。另一方面，熔體的動(dòng)能也會(huì)擾亂澆注槽的稱量。為了減少稱量誤差，溢流和濺落，已做出努力使?jié)沧⒉襟E盡可能平穩(wěn)。
專利出版物US 5,967,219公開一種方法用于澆注熔融金屬進(jìn)入鑄造模，從而使稱量誤差減少和澆注步驟平穩(wěn)。在上述出版物內(nèi)公開的發(fā)明是基于澆注槽底部的設(shè)計(jì)以及基于澆注運(yùn)動(dòng)的一個(gè)控制的軌跡，它符合澆注槽底部的形狀。為了達(dá)到希望的結(jié)果，所述的澆注槽的運(yùn)動(dòng)必須是平穩(wěn)和緩慢的。然而，這種緩慢的澆注導(dǎo)致鑄造步驟變成整個(gè)工藝的瓶頸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是消除現(xiàn)有技術(shù)的有關(guān)問題，以及實(shí)現(xiàn)一種新型的澆注槽和用于澆注熔融金屬至一個(gè)淺的和平坦的鑄造模的方法。本發(fā)明的另一目的是實(shí)現(xiàn)熔融金屬供給進(jìn)入鑄造模盡可能快，從而使熔融金屬不會(huì)升高越過鑄造模和澆注進(jìn)入鑄造模的熔融金屬的表面保持盡可能平穩(wěn)。
本發(fā)明是基于這樣的基本原理，準(zhǔn)備澆注進(jìn)入澆注槽的熔體的動(dòng)能的方向和數(shù)量受到澆注槽形狀的影響。因此，澆注熔融金屬進(jìn)入鑄造模是在盡可能低的澆注高度實(shí)現(xiàn)的，以避免熔融金屬獲得高的勢(shì)能以致升高越過鑄造模的邊緣。澆注也是這樣實(shí)現(xiàn)的，使熔融金屬的流動(dòng)獲得相對(duì)于垂直流動(dòng)率高的水平流動(dòng)率。
按照本發(fā)明的快速澆注是基于在澆注步驟的開始時(shí)為一個(gè)大的質(zhì)量流量。按照本發(fā)明的重量精密鑄造是借助在澆注步驟結(jié)束時(shí)減緩熔體的質(zhì)量流量實(shí)現(xiàn)的。按照本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例，扼流是借助一個(gè)扼流元件，比如設(shè)置在澆注槽內(nèi)的一個(gè)扼流磚進(jìn)行的。扼流元件的定位和設(shè)計(jì)是這樣的，使在澆注步驟的開始時(shí)進(jìn)行一個(gè)非扼流的熔融金屬流動(dòng)，以及在澆注步驟的結(jié)束時(shí)進(jìn)行一個(gè)扼流的熔融金屬流動(dòng)，以保證一個(gè)精密的供給至鑄造模。扼流元件可以使?jié)沧⒉垩杆賰A斜，而不會(huì)使熔融金屬的流動(dòng)變成非控制的。
在本發(fā)明中，由澆注槽排放的熔融金屬的型面是基本上沿著陽(yáng)極模的整個(gè)寬度分布的，熔融金屬流基本上水平地指向與澆注槽相對(duì)的鑄造模的壁，也就是鑄造模的后壁。當(dāng)熔體沖擊鑄造模的底部時(shí)，以及隨后熔體碰撞已經(jīng)存在于澆注槽內(nèi)的熔融金屬產(chǎn)生的壓力壁時(shí)，流動(dòng)的水平動(dòng)能首先減速。流動(dòng)型面的分布是借助澆注槽出口，例如出口磚的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的。
本發(fā)明達(dá)到顯著的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明能夠使一個(gè)鑄造工序比現(xiàn)有技術(shù)更迅速，以及作為其結(jié)果，鑄造機(jī)和鑄造臺(tái)的能力增加。按照本發(fā)明的安排顯著地減少了在充填澆注槽時(shí)熔融金屬的波動(dòng)，以及因此增加了適宜的鑄造容量。借助本發(fā)明，在澆注槽內(nèi)的熔融金屬的波動(dòng)減少。事實(shí)上，鑄造操作可以加速是基于事實(shí)上澆注槽的開始和結(jié)束稱量可以更迅速地進(jìn)行，而不需要等待熔融金屬的移動(dòng)結(jié)束，以及事實(shí)上鑄造能夠以最快的澆注速率開始，而沒有有害的溢流和濺落作為其結(jié)果。借助本發(fā)明，鑄造模的磨損減少，以及在鑄造模內(nèi)分布的涂層劑的需要減少。
按照本發(fā)明的一個(gè)澆注槽包括一個(gè)底部，一個(gè)出口，側(cè)壁和與開口相對(duì)的一個(gè)后壁，以及澆注槽設(shè)置帶有一個(gè)傾斜機(jī)構(gòu)，配備至少一個(gè)重量傳感器，用于監(jiān)控澆注槽的重量。出口邊緣基本上與鑄造?？涨坏膶挾认嗤?，以及出口包括側(cè)壁，基本上平行于熔融金屬流，以及一個(gè)彎曲的向下引導(dǎo)的澆注表面。
按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，對(duì)著澆注槽的底部和側(cè)壁，在出口和后壁之間配有一個(gè)扼流元件，用于減緩熔融金屬的質(zhì)量流量，該熔融金屬?gòu)暮蟊诤投罅髟g的空間被引導(dǎo)至出口。
按照本發(fā)明的澆注槽的框架例如可以使用鋼制造，在此種情況下的澆注槽的內(nèi)襯是由耐火磚材料或某些其它相關(guān)的材料制造的。
按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例的澆注槽的扼流元件設(shè)計(jì)為這樣，當(dāng)它配合在澆注槽的側(cè)壁之間時(shí)，在澆注槽底部和扼流元件之間保留一個(gè)希望尺寸的孔，它與工程師的技能無關(guān)。扼流元件設(shè)置為這樣，使在鑄造的情況下孔完全地位于熔融金屬的表面下面。扼流元件能夠是一個(gè)扼流磚，以及最好是一個(gè)板形結(jié)構(gòu)，它設(shè)置在相對(duì)于熔融金屬的流動(dòng)方向的一個(gè)垂直位置，以及相對(duì)于澆注槽的底部一個(gè)基本上豎直的位置。最好扼流元件是在底邊緣凹陷的，從而使孔由扼流元件的凹陷缺口和澆注槽的底部限定。凹陷的托架可以延伸至與澆注槽的底部一樣遠(yuǎn)。扼流磚能夠由砌磚工借助一個(gè)適當(dāng)?shù)哪＞咴跐沧⒉蹆?nèi)利用鑄造將其永久地鑄造在其中，或借助將一個(gè)適當(dāng)?shù)脑潭ㄖ翝沧⒉鄱纬伞Ｊ褂玫墓潭ㄔ缈梢允卿撔▔K。
在按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)澆注槽內(nèi)，扼流元件有利地設(shè)置在出口和后壁之間，從而使40-90％的準(zhǔn)備鑄造目標(biāo)的熔融金屬數(shù)量能夠供給在被扼流元件和出口限定的澆注槽的空間內(nèi)。
按照本發(fā)明的澆注槽的重量借助與澆注槽傾斜機(jī)構(gòu)連接設(shè)置的一個(gè)或數(shù)個(gè)重量傳感器測(cè)量。按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，澆注槽的傾斜能夠借助專利出版物US 5,967,219內(nèi)建議的機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。按照本發(fā)明的另一實(shí)施例，澆注槽的傾斜能夠借助一個(gè)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，其中澆注槽的前部分是在下面支承頂住一個(gè)靜止支座，從而使?jié)沧⒉墼趦A斜時(shí)能夠相對(duì)于上述支座轉(zhuǎn)動(dòng)，以及澆注槽的后端借助一個(gè)提升機(jī)構(gòu)，比如液壓缸升起。澆注槽的傾斜也可以借助某些其它適宜的機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。
在按照本發(fā)明的一個(gè)設(shè)備中，熔融金屬由澆注槽至鑄造模的流動(dòng)是借助澆注槽出口調(diào)節(jié)至希望的形狀，出口包括一個(gè)彎曲的澆注表面，從澆注槽底部引導(dǎo)向下。澆注表面被澆注槽的出口的澆注邊緣和底部限定，或被出口的一個(gè)元件限定，該元件與澆注槽的底部平行。按照本發(fā)明的出口的有利的設(shè)計(jì)是借助全部出口形狀實(shí)現(xiàn)的，這些形狀由與澆注槽的底部平行的出口的元件凸起，以及將熔融金屬流在澆注點(diǎn)均勻地沿著鑄造模的寬度分割。當(dāng)由頂部觀察時(shí)，出口的澆注邊緣是彎曲的，拋物線的或帶有一個(gè)可變的半徑。當(dāng)由頂部觀察時(shí)，澆注邊緣特別有利地組成一個(gè)圓的周邊部分。澆注表面朝向澆注邊緣加寬。澆注表面被基本上直線限定，該直線是由澆注邊緣至澆注槽的底部繪制。澆注表面相對(duì)于澆注槽底部的角度能夠在12-55°范圍內(nèi)改變。有利的是澆注表面是一個(gè)錐形段。澆注邊緣的寬度與鑄造模空腔的寬度成正比，從而使?jié)沧⑦吘壍膶挾冉咏T造模空腔的寬度。
按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，出口是一個(gè)出口磚，它能夠單獨(dú)地制造。按照本發(fā)明的出口磚能夠例如借助在一個(gè)模具內(nèi)鑄造來制造。其材料是某些耐火材料，比如磚砌材料或鑄鐵。
按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的出口磚能夠在帶有不同設(shè)計(jì)的許多澆注槽內(nèi)配合，從而達(dá)到希望的目的，這就是熔融金屬流的一個(gè)有利的形狀，一個(gè)希望的流動(dòng)速率以及至鑄造模的流動(dòng)方向。
在按照本發(fā)明一種方法中，金屬陽(yáng)極的熔融金屬澆注至一個(gè)平坦的澆注槽，由澆注槽熔融金屬澆注入鑄造模，由澆注槽至鑄造模的熔融金屬的質(zhì)量流率受控制，以達(dá)到一個(gè)均勻的鑄造表面，以及借助設(shè)置在澆注槽的傾斜機(jī)構(gòu)內(nèi)的一個(gè)或數(shù)個(gè)重量傳感器控制鑄造目標(biāo)的重量。由澆注槽至鑄造模的熔融金屬的質(zhì)量流率在澆注過程的開始時(shí)較高，這時(shí)至少40％，最好70-80％鑄造金屬澆注入鑄造模。按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在澆注過程的最后階段，由澆注槽至鑄造模的熔融金屬的質(zhì)量流率是借助安裝在澆注槽內(nèi)的一個(gè)扼流元件控制。按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在澆注過程的開始時(shí)，質(zhì)量流率是借助澆注槽的軌跡控制。按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，在澆注過程的最后階段，質(zhì)量流率是借助澆注槽的軌跡和澆注槽的扼流元件兩者控制。
附圖的簡(jiǎn)要說明

圖1a和1b示出按照本發(fā)明的實(shí)施例的澆注槽；圖2a是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的從鑄造模方向看去的一個(gè)澆注槽和鑄造模的側(cè)視圖；圖2b是圖2a的澆注槽和鑄造模的頂視圖；圖3a和3b示出按照?qǐng)D2a的澆注槽和鑄造模，是沿著斷面A-A看到的，圖3a和3b還示出熔融金屬如何放置在澆注槽內(nèi)和澆注入鑄造模；圖4a是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)出口磚的頂視圖；圖4b是圖4a的出口磚的側(cè)視圖；圖5a和5b示出按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例的一個(gè)扼流磚。
具體實(shí)施例方式
按照?qǐng)D1a的澆注槽具有一個(gè)彎曲的底部16，側(cè)壁14和一個(gè)后壁13。扼流磚12放置在出口(在此種情況下為出口磚15)和后壁13之間。扼流磚12分割由底部和各壁限定的空間為澆注槽前部分11和澆注槽后端10。在扼流磚12的底邊緣和澆注槽的底部16處制出的缺口限定縫隙19，通過該縫隙熔融金屬由澆注槽后端10流動(dòng)至前部分11。扼流元件的高度最好這樣選擇，使它由澆注槽底部延伸至少至熔體的表面水平，此時(shí)澆注槽處于充填位置。當(dāng)供給熔融金屬在澆注槽內(nèi)時(shí)，此金屬在澆注槽前部分11和后端10之間分割。最好使熔融金屬供給至空間10內(nèi)。出口磚15具有垂直側(cè)壁17和一個(gè)澆注表面9。澆注表面9是彎曲向下并朝向出口邊緣18加寬。當(dāng)由上面觀察時(shí)，出口邊緣18是彎曲的，以及澆注表面9是一個(gè)錐形段。按照本實(shí)施例的澆注槽的后端10的容量如圖1內(nèi)所示，大于澆注槽前部分11的容量，因?yàn)闈沧⒉墼诙罅鞔u12處朝向后壁13加寬。這種布局有可能使供給至扼流磚后面空間10的熔融金屬數(shù)量顯著地大于供給至空間11的熔融金屬數(shù)量。
圖1b示出按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例的一個(gè)澆注槽，帶有一個(gè)彎曲的底部16，側(cè)壁14和一個(gè)后壁13。出口磚15具有垂直的側(cè)壁17和一個(gè)澆注表面9。澆注表面9是彎曲向下并朝向出口邊緣18加寬。當(dāng)由上面觀察時(shí)，出口邊緣18是彎曲的以及澆注表面9是一個(gè)錐形段。
在按照?qǐng)D1a和1b的澆注槽內(nèi)，內(nèi)襯是用耐火磚制造的和框架是用鋼制造的。
圖2a和2b示出一個(gè)澆注槽30和位于其前面的一個(gè)銅陽(yáng)極用的鑄造模24。鑄造模24具有一個(gè)陽(yáng)極形狀的鑄造空腔31。在按照?qǐng)D2的實(shí)施例中，澆注槽的側(cè)壁27繼續(xù)平行，以及成一條直線與后壁23的出口磚25一樣遠(yuǎn)，在此種情況下，澆注槽的底部26基本上是矩形的，這是由頂部觀察的。扼流磚22排列為與側(cè)壁27成直角，以及它由側(cè)壁延伸至側(cè)壁。扼流磚22的底部邊緣設(shè)置帶有兩個(gè)缺口，該缺口限定保留在底部26和扼流磚22之間的縫隙，通過該縫隙熔融金屬由空間20流動(dòng)至空間21。頂著側(cè)壁27排列三對(duì)向上引導(dǎo)的支承梁39，用于固定出口磚22在后壁23和出口磚25之間的希望點(diǎn)。當(dāng)需要時(shí)，扼流磚的位置能夠在被三對(duì)支承梁限定的各點(diǎn)處調(diào)節(jié)。扼流磚22被兩個(gè)楔塊61和緊固元件62支承就位。箭頭28顯示熔融金屬的流動(dòng)方向以及當(dāng)金屬流出澆注槽30時(shí)的紊流和在鑄造模24的空腔31內(nèi)的沉降。
圖3a，3b和3c示出圖2a和2b內(nèi)所見本發(fā)明的實(shí)施例，它是沿著斷面A-A觀察的。在圖3a內(nèi)，澆注槽30處于充填位置，被熔融金屬32充填。在圖3b內(nèi)，澆注槽30是傾斜的，以便澆注，以及熔融金屬32由澆注槽30流動(dòng)至鑄造模24。在圖3c內(nèi)，澆注槽30在澆注之后返回至充填位置。澆注槽的底部26是彎曲的，從而使熔融金屬的高度hm保持相對(duì)于由后壁23至出口磚25測(cè)量時(shí)的澆注槽的長(zhǎng)度較低。
按照?qǐng)D4的出口磚40是配合在澆注槽內(nèi)。出口磚例如能夠單獨(dú)地借助耐火材料鑄造而成。出口磚包括一個(gè)澆注表面49和一個(gè)底部元件41，后者配合為與澆注槽底部平行。出口磚的澆注表面49是由澆注槽底部彎曲向下的，以及它是一個(gè)錐形段。出口磚具有基本上垂直的側(cè)壁42，43。在澆注表面上，側(cè)壁43朝向澆注表面邊緣45降低。在表面41和49之間的邊緣隅角半徑最好為0.5-800mm。
圖4a和4b示出按照?qǐng)D4的一個(gè)出口磚，這時(shí)它安裝在鑄造模44的前面和它的上面，處于工作位置。出口磚的澆注表面49是朝向澆注邊緣45加寬。澆注邊緣的曲率半徑r與鑄造?？涨坏膶挾華成正比，以及曲率半徑r的長(zhǎng)度最好為寬度A尺寸的0.2-6倍。澆注表面的長(zhǎng)度B取決于所選的出口磚高度E，與鑄造模成正比，以及錐形表面相對(duì)于出口磚的底部元件41的方向的一個(gè)角度(ε)。角度(ε)最好在12-55°范圍內(nèi)。出口磚的寬度(C)最好為鑄造?？涨粚挾華的0.3-0.95倍，特別有利地為鑄造?？涨粚挾華的0.5-0.8倍。出口磚表面41的尺寸D這樣選擇，使出口磚與澆注槽的設(shè)計(jì)的其余部分適當(dāng)?shù)卣w化。出口磚的操作借助最小化澆注高度F可以有利地被影響。澆注高度例如可以在70-400mm范圍內(nèi)，最好在130-200mm范圍內(nèi)。澆注邊緣45的寬度K最好為鑄造?？涨坏膶挾華的0.5-0.98倍，特別有利地為鑄造?？涨坏膶挾華的0.6-0.7倍。
圖5a和5b內(nèi)所示的扼流磚50設(shè)置帶有由三個(gè)缺口51，52，53組成的凹陷。扼流磚的高度至少由澆注槽的底部延伸至側(cè)壁的頂邊緣的水平。在銅鑄件內(nèi)，缺口的高度h1最好為10-100mm。各缺口的總面積最好在150-17000mm2的范圍內(nèi)。在實(shí)際工作中，各缺口的總面積可以借助破壞出磚的一些凹陷而容易地直接增加。因此，為了發(fā)現(xiàn)一個(gè)適當(dāng)?shù)娜笨诿娣e，最好是使用帶有數(shù)個(gè)凹陷的一個(gè)扼流磚開始鑄造。從按照本發(fā)明澆注一個(gè)鑄件的觀點(diǎn)看，主要的因素是扼流磚內(nèi)一個(gè)或多個(gè)缺口的高度和總面積。缺口寬度11+12+13的總和最好為其磚寬度的0.05-0.9倍。扼流磚的厚度dt能夠小于5mm或大于100mm，最好它為5-100mm。
對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯而易見的是本發(fā)明的各個(gè)不同的實(shí)施例不應(yīng)局限于以上所述，而在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)可以變化。
權(quán)利要求
1.一種澆注槽，用于將金屬澆注進(jìn)一個(gè)鑄造模，上述的澆注槽包括一個(gè)底部，一個(gè)出口，側(cè)壁和與出口相對(duì)的一個(gè)后壁，該澆注槽具有一個(gè)澆注機(jī)構(gòu)，該澆注機(jī)構(gòu)帶有至少一個(gè)重量傳感器，用于精密地供給金屬進(jìn)入鑄造模，其特征在于，該出口具有一個(gè)澆注表面，它朝著出口的澆注邊緣方向加寬，并且相對(duì)于澆注槽底部的方向引導(dǎo)向下，以及各側(cè)壁基本上平行于熔體流。
2.按照權(quán)利要求1的澆注槽，其特征在于，頂著澆注槽底部和側(cè)壁，在出口和后壁之間配備一個(gè)扼流元件，用于減緩熔融金屬的質(zhì)量流，該熔融金屬由后壁和扼流元件之間的空間流動(dòng)至出口。
3.按照權(quán)利要求2的澆注槽，其特征在于，扼流元件(12，22)是排列在澆注槽的出口(15，25)和后壁(13，23)之間，從而使40-90％的準(zhǔn)備澆注入鑄造模的金屬能夠供給在澆注槽的扼流元件(12，22)和出口(15，25)之間的空間(11，21)內(nèi)。
4.按照權(quán)利要求2的澆注槽，其特征在于，扼流元件(12，22)是這樣配置，使在鑄造情況下，由扼流元件(12，22)限定的一個(gè)或數(shù)個(gè)孔(19，51，52，53)完全地位于熔融金屬的表面下面。
5.按照權(quán)利要求2的澆注槽，其特征在于，扼流元件(12，22)是一個(gè)板形結(jié)構(gòu)，它排列為與熔融金屬的流動(dòng)方向成直角，以及處于相對(duì)于澆注槽底部(16，26)基本上豎直的位置。
6.按照權(quán)利要求2的澆注槽，其特征在于，扼流元件(12，22)是在底部邊緣凹陷的，在此種情況下，孔由扼流元件的缺口和澆注槽的底部限定。
7.按照權(quán)利要求6的澆注槽，其特征在于，扼流元件缺口(19，51，52，53)的高度為10-100mm。
8.按照權(quán)利要求6的澆注槽，其特征在于，扼流元件缺口(19，51，52，53)的總面積在1,500-17,000mm2的范圍內(nèi)。
9.按照權(quán)利要求6的澆注槽，其特征在于，扼流元件缺口(19，51，52，53)的寬度總和為扼流元件寬度的0.05-0.9倍。
10.按照權(quán)利要求2的澆注槽，其特征在于，扼流元件的高度是這樣選擇的，使其從澆注槽底部延伸至少至澆注槽處于充填的位置時(shí)的熔體表面水平。
11.按照權(quán)利要求1或2的澆注槽，其特征在于，當(dāng)由上面觀察時(shí)，邊緣(18，45)是彎曲的，拋物線的或帶有一個(gè)可變的半徑，最好是一個(gè)圓的周邊部分。
12.按照權(quán)利要求1或2的澆注槽，其特征在于，出口的澆注表面(9，29，49)由基本上直線限定，該直線為從澆注邊緣至澆注槽底部，以及相對(duì)于澆注槽底部的澆注表面角度在12-55°范圍內(nèi)改變。
13.按照權(quán)利要求1或2的澆注槽，其特征在于，澆注表面是一個(gè)錐形段。
14.按照權(quán)利要求1或2的澆注槽，其特征在于，澆注邊緣(45)的寬度(K)有利地為鑄造空腔寬度(A)的0.5-0.98倍，而最好為鑄造空腔寬度(A)的0.6-0.7倍。
15.按照權(quán)利要求1或2的澆注槽，其特征在于，出口是由一個(gè)出口磚(40)形成的，它能夠單獨(dú)地制造并配合在澆注槽內(nèi)。
16.按照權(quán)利要求15的澆注槽，其特征在于，出口磚(40)是用一種耐火材料制造的，比如用制磚材料或鑄鐵在一個(gè)模具中鑄造而成。
17.按照權(quán)利要求15的澆注槽，其特征在于，出口磚(40)包括一個(gè)底部元件(41)，其被排列為平行于澆注槽底部，一個(gè)澆注表面(49)，該澆注表面(49)是由底部元件(41)彎曲向下并朝向澆注邊緣(45)加寬，以及側(cè)壁(42，43)，該側(cè)壁(42，43)相對(duì)于底部元件(41)基本上是豎直的。
18.按照權(quán)利要求17的出口磚，其特征在于，澆注邊緣(45)具有一個(gè)曲率半徑(r)，它與鑄造空腔的寬度(A)成正比，這樣曲率半徑(r)最好為鑄造空腔的寬度(A)的0.2-6倍。
19.按照權(quán)利要求17的出口磚，其特征在于，澆注表面(49)相對(duì)于出口磚底部元件(41)的傾斜角度(ε)為12-55°。
20.按照權(quán)利要求17的出口磚，其特征在于，出口磚(40)的最狹窄寬度(C)為鑄造?？涨坏膶挾?A)的0.3-0.8倍。
21.一種鑄造金屬陽(yáng)極的方法，其中熔融金屬澆注入一個(gè)平坦的澆注槽；從此澆注槽熔融金屬澆注入一個(gè)鑄造模，熔融金屬由澆注槽至鑄造模的質(zhì)量流率受控制，以便達(dá)到一個(gè)均勻的鑄造表面，以及鑄造目標(biāo)的重量借助設(shè)置為與澆注槽相關(guān)的一個(gè)或數(shù)個(gè)重量傳感器控制，其特征在于，在澆注步驟的開始時(shí)，當(dāng)至少40％，最好是70-80％準(zhǔn)備鑄造的熔融金屬澆注入鑄造模時(shí)，由澆注槽至鑄造模的熔融金屬的質(zhì)量流率是較高的，以及在澆注步驟結(jié)束時(shí)，由澆注槽至鑄造模的熔融金屬的質(zhì)量流率是借助配合在澆注槽內(nèi)的扼流元件控制的。
22.按照權(quán)利要求21的方法，其特征在于，在澆注步驟的開始時(shí)，質(zhì)量流率是借助澆注槽的軌跡控制的。
23.按照權(quán)利要求21的方法，其特征在于，在澆注步驟的結(jié)束時(shí)，質(zhì)量流率是借助澆注槽的軌跡和澆注槽的扼流元件兩者控制的。
24.一種配合在一個(gè)金屬鑄造模內(nèi)的出口磚(49)，其特征在于，該出口磚(49)包括一個(gè)澆注表面(49)，它是由鑄造模底部元件彎曲向下的，以及朝向澆注邊緣(45)加寬；以及側(cè)壁(42，43)，它們相對(duì)于底部元件基本上是豎直的。
25.按照權(quán)利要求24的出口磚，其特征在于，澆注邊緣(45)具有一個(gè)曲率半徑(r)，它與鑄造?？涨坏膶挾?A)成正比，這樣，曲率半徑(r)最好為鑄造?？涨坏膶挾?A)的0.2-6倍。
26.按照權(quán)利要求24的出口磚，其特征在于，澆注表面(49)相對(duì)于出口磚底部元件(41)的傾斜角度(ε)為12-55°。
27.按照權(quán)利要求24的出口磚，其特征在于，出口磚(40)的最狹窄寬度(C)為鑄造模空腔的寬度(A)的0.3-0.95倍。
28.按照權(quán)利要求24的出口磚，其特征在于，當(dāng)由上面觀察時(shí)，出口邊緣(18，45)是彎曲的，最好是拋物線的或帶有一個(gè)可變半徑的。
29.按照權(quán)利要求28的出口磚，其特征在于，當(dāng)由上面觀察時(shí)，出口邊緣(18，45)形成一個(gè)圓的部分周邊。
30.按照權(quán)利要求24的澆注槽，其特征在于，開口的澆注表面(9，29，49)由從澆注邊緣至澆注槽底部繪制的基本上直線所限定，以及澆注表面相對(duì)于澆注槽底部的角度在12-55°范圍內(nèi)改變。
31.按照權(quán)利要求24的出口磚，其特征在于，出口的澆注表面(9，29，49)是一個(gè)錐形段。
32.按照權(quán)利要求24的出口磚，其特征在于，出口是由一個(gè)出口磚(40)形成的，它能夠單獨(dú)地制造和配合在澆注槽內(nèi)。
33.按照權(quán)利要求24的出口磚，其特征在于，出口磚是用一種耐火材料制造的，比如用制磚材料或鑄鐵在一個(gè)模具中鑄造而成。
34.按照權(quán)利要求24的出口磚，其特征在于，澆注邊緣(45)的寬度(K)有利地為鑄造?？涨坏膶挾?A)的0.5-0.98倍，最好為鑄造?？涨坏膶挾?A)的0.6-0.7倍。
全文摘要
本發(fā)明涉及一個(gè)澆注槽和澆注熔融金屬在一個(gè)鑄造模內(nèi)的方法。由于澆注槽的設(shè)計(jì)和軌跡，達(dá)到由澆注槽至鑄造模的一個(gè)均勻和迅速的澆注。澆注槽的出口包括一個(gè)彎曲的澆注邊緣以及一個(gè)向下引導(dǎo)的彎曲的澆注表面。熔融金屬的質(zhì)量流率借助配合在澆注槽內(nèi)的一個(gè)扼流元件控制。熔融金屬的動(dòng)能的方向和數(shù)量受到澆注槽的出口的設(shè)計(jì)以及澆注運(yùn)動(dòng)的適當(dāng)選擇的軌跡的影響。
文檔編號(hào)B22D37/00GK1938113SQ200580009798
公開日2007年3月28日 申請(qǐng)日期2005年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月1日
發(fā)明者J·倫皮奧 申請(qǐng)人:奧托昆普技術(shù)公開有限公司