專利名稱：加熱室－壓鑄機(jī)的可加熱的配量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于加熱室—壓鑄機(jī)的可加熱的配量裝置，其中，該配量裝置具有—可連接在加熱室—壓鑄機(jī)的熔煉坩堝上的盛鋼桶(Gieβbehlter)，該盛鋼桶包括一冒口通道區(qū)內(nèi)的冒口通道(Steigkanal)和一壓射柱塞單元(Gieβkolbeneinheit)，用于從熔煉坩堝通過冒口通道定量地輸送熔液，還具有一帶有無焰加熱單元的加熱裝置，用于有源地加熱冒口通道區(qū)的至少一個(gè)部分。
背景技術(shù)：
在加熱室鑄造法中，盛鋼桶和壓射柱塞單元的一壓射柱塞處于液態(tài)澆注用材料內(nèi)，該材料由一種相應(yīng)的熔煉爐在熔煉坩堝內(nèi)進(jìn)行熔煉，由此總體上比在冷室鑄造法時(shí)明顯提高經(jīng)濟(jì)性。該方法例如在鋅和鎂壓鑄中使用，其中，鎂作為澆注用材料根據(jù)合金典型地具有約630℃到約660℃之間的加工溫度。
為了例如在采用所述的高加工溫度的鎂壓鑄中避免冷卻問題，對于加熱室—壓鑄機(jī)公知的是，有源地對于盛鋼桶和一通常連接在其上面的、通向一鑄型的噴嘴進(jìn)行加熱。早期的建議為此提出，對于所述噴嘴和盛鋼桶至少在一其上面連接著噴嘴的凸緣區(qū)內(nèi)進(jìn)行氣體加熱。然而這種敞開的氣體火焰加熱出于安全原因存在問題。對此困難的是，在這種技術(shù)中采用一種不變的溫度來對于噴嘴進(jìn)行加熱，從而導(dǎo)致噴嘴變形，而且噴嘴和盛鋼桶的貴重材料通過氣體火焰加熱而承受相當(dāng)強(qiáng)的負(fù)荷。
因此對氣體火焰加熱提出了各種各樣的選擇方案，特別是電阻加熱和電感加熱。如公開文獻(xiàn)DE 21 41 55l介紹了一種冒口通道和連接噴嘴的直接電阻加熱，方法是冒口通道和噴嘴由一種金屬冒口通道管或噴嘴管形成，它們本身作為電阻加熱元件使用，并由一種絕熱材料包圍。然而困難的是，所輸送的熔煉材料整體上同樣是導(dǎo)電的，并因此通過電加熱的熱量輸入在取決于冒口通道管和噴嘴管熔液充滿程度的情況下強(qiáng)烈波動(dòng)，從而在那里為避免過熱現(xiàn)象進(jìn)行噴嘴的受到控制的空氣冷卻。
在一種在公開文獻(xiàn)DE 24 25 067 A1所公開的加熱室—壓鑄機(jī)中，具有盛鋼桶和噴嘴的配量裝置完全處于熔煉坩堝的外部，在該熔煉坩堝中裝入一裝料室，配量裝置通過一所屬的連接冒口管(Verbindungssteigrohr)與該裝料室進(jìn)行連接。裝料室通過一閥門可以相對于熔煉坩堝封閉，并通過利用超壓而導(dǎo)入保護(hù)氣體的導(dǎo)入就將熔液通過連接冒口管輸送到盛鋼桶內(nèi)。盛鋼桶、噴嘴和連接冒口管的以及從盛鋼桶返回到熔煉坩堝內(nèi)的溢流管的處于熔煉坩堝外部的部件可通過一種起包封作用的電感加熱件進(jìn)行加熱。
專利文獻(xiàn)EP 0 761 345 B1介紹了具有前述類型的配量裝置的另一種加熱室—壓鑄機(jī)。在那里的設(shè)置中，設(shè)有一用于噴嘴和盛鋼桶凸緣區(qū)的感應(yīng)加熱裝置，其感應(yīng)器由外部絕緣的管組成，這些管可以施加中頻或者處于高頻下限的頻率，并可由空氣通流。盛鋼桶在那里從上面借助一種封蓋而被裝入到熔煉坩堝內(nèi)，也就是說，它利用下部處于熔煉坩堝內(nèi)，并利用一包括壓射柱塞驅(qū)動(dòng)裝置和噴嘴凸緣的端部而處于熔煉坩堝的外部。為了可以使盛鋼桶的加熱盡可能靠近在熔煉坩堝上方，感應(yīng)加熱裝置可選擇包括一附加的環(huán)形感應(yīng)器，它環(huán)繞盛鋼桶直接處于坩堝封蓋上方的四周。為了對于感應(yīng)加熱裝置進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，取代例如鎂壓鑄情況下危及安全的水冷而使用空氣冷卻。為此感應(yīng)器需要不能隨意縮小的相應(yīng)結(jié)構(gòu)空間。感應(yīng)類型加熱裝置的另一問題是出現(xiàn)散射場，這會(huì)導(dǎo)致其它相鄰部件不希望的加熱，例如已被加熱的噴嘴附近的鑄型區(qū)域被加熱。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種開頭所述類型的配量裝置，利用該裝置可以減少或者消除現(xiàn)有技術(shù)的上述困難，并且該裝置特別是可以采用較小結(jié)構(gòu)的加熱裝置在熔煉坩堝熔池外部的冒口通道區(qū)內(nèi)對盛鋼桶進(jìn)行安全可靠的加熱。
該目的依據(jù)本發(fā)明通過提供一種具有權(quán)利要求1特征的配量裝置得以實(shí)現(xiàn)。在這種配量裝置中，加熱裝置包括一無焰的加熱單元，該加熱單元在一柱塞桿穿引孔——所述壓射柱塞單元的柱塞桿引導(dǎo)穿過該穿引孔——內(nèi)定位，或者與冒口通道電絕緣地在一包括著冒口通道的冒口通道孔內(nèi)定位，或者在一本身在盛鋼桶內(nèi)掏制的加熱容納室內(nèi)定位。“孔”的概念在此方面主要是指一種并非一定是圓形橫截面的任意開口。
使用一種無焰的加熱單元就避免了采用明火加熱類型的困難。用于加熱單元的依據(jù)本發(fā)明的定位位置可以使盛鋼桶的包括了冒口通道的冒口通道區(qū)的至少一部分進(jìn)行一種內(nèi)部有源的加熱。這一點(diǎn)與僅外側(cè)加熱相比在需要時(shí)可以從熔煉坩堝內(nèi)存在的熔池的熔池液面、也就是料位的高度起或者略高于此對于冒口通道進(jìn)行有效和均勻的加熱。
在一種第一定位方案變型中，為此使用了所述本來為了使壓射柱塞穿入而存在的柱塞桿穿引孔，該柱塞桿穿引孔在這種情況下用于容納加熱單元。因?yàn)橹麠U穿引孔穿過盛鋼桶一直延伸到熔池液面的水平面的下方，所以加熱單元可以以所要求的任意深度設(shè)置在盛鋼桶內(nèi)。這一點(diǎn)可以在將盛鋼桶從上方裝入到熔煉坩堝內(nèi)的系統(tǒng)類型中使用，從而使得一下部部分處于坩堝內(nèi)，并且一具有壓射柱塞驅(qū)動(dòng)裝置和噴嘴凸緣件的端部件處于坩堝外部，最好其深度直至約坩堝封蓋、或者直至熔煉坩堝內(nèi)的熔液的正常的或者最大的熔池液面。
在一種第二定位方案變型中，加熱單元裝入到形成了冒口通道的冒口通道孔內(nèi)，其中，該冒口通道孔相對于冒口通道本身并因此相對于在冒口通道內(nèi)所輸送的常用金屬熔液進(jìn)行電絕緣。后者在為了加熱單元而選擇電阻加熱單元的情況下了避免加熱功率的波動(dòng)。在這種情況下，加熱單元也可以以任意高度相對于坩堝內(nèi)熔液的熔池液面高度進(jìn)行定位。
在一種第三定位方案變型中，加熱單元處于一為此目的附加地在盛鋼桶內(nèi)掏制的加熱容納室內(nèi)。該加熱容納室在其深度上以及在側(cè)面位置上這樣選擇，使裝入的加熱單元以所要求的方式特別是從熔液熔池液面起或者接近其上方起有效地并均勻地對于冒口通道進(jìn)行加熱。為此加熱容納室例如以與冒口通道很小的距離并與其平行或者傾斜地一直延伸到所要求的深度內(nèi)，例如在采用從上面裝入到熔煉坩堝內(nèi)的盛鋼桶的類型中一直延伸到坩堝內(nèi)熔液的正常的或者最大的熔池液面，或者一直延伸到大致坩堝上邊緣或坩堝封蓋的高度。
在本發(fā)明的一種特別優(yōu)選的改進(jìn)方案中，加熱單元依據(jù)權(quán)利要求2為一電阻加熱單元。這種電阻加熱單元在需要時(shí)可以相當(dāng)小地構(gòu)成，也就是說，它需要較少的結(jié)構(gòu)空間，從而可以使配量裝置產(chǎn)生一種特別緊湊的結(jié)構(gòu)形式。所述電阻加熱單元的加熱功率可以有針對性地這樣控制，使過熱得到避免，而為此不一定非得需要帶有明顯的結(jié)構(gòu)空間需求的冷卻通道。
在另一種方案中，電阻加熱單元依據(jù)權(quán)利要求3為空心圓柱體形狀，它具有一加熱缸，該加熱缸在其缸體外殼上具有一種電加熱導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，并同軸地裝入到相關(guān)的孔內(nèi)或者容納室內(nèi)，該容納室在缸體外殼中設(shè)計(jì)為加熱孔。這種電阻加熱單元一方面可以以相當(dāng)少的開支實(shí)現(xiàn)，而另一方面可以進(jìn)行所要求的有效和均勻的冒口通道加熱。為此所述電加熱導(dǎo)體結(jié)構(gòu)可以以靈活的方式適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行設(shè)計(jì)，例如對于在不同部段上的不同的加熱功率通過相應(yīng)不同密度設(shè)置的加熱導(dǎo)體和/或通過具有不同的加熱導(dǎo)體橫截面的加熱導(dǎo)體段來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)需要，加熱導(dǎo)體結(jié)構(gòu)可以包括一個(gè)或者多個(gè)可單獨(dú)控制的加熱電路。工作時(shí)加熱缸可以根據(jù)通常出現(xiàn)的熱膨脹固定地貼向或壓向相鄰的孔內(nèi)壁，從而有助于其更可靠的定位，并確保特別是在熱傳遞的情況下徑向向外地將熱量有效地傳遞到相鄰的盛鋼桶區(qū)。
在另一種方案中，依據(jù)權(quán)利要求4，加熱缸的缸體外殼包括一導(dǎo)熱支承套筒，該支承套筒電絕緣地?cái)y帶著加熱導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。所述由加熱導(dǎo)體結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的熱量按照這種方式傳遞到支承套筒上，并由該支承套筒均勻分布地耦入到相鄰的盛鋼桶區(qū)或冒口通道區(qū)內(nèi)。在另一種方案中，支承套筒依據(jù)權(quán)利要求5在其內(nèi)側(cè)面或者在其外側(cè)面上設(shè)有一絕熱層，從而使得在各自其它遠(yuǎn)離絕熱層的套筒面上向相鄰盛鋼桶區(qū)或冒口通道區(qū)內(nèi)的熱量輸送得以改善。此外，可以可靠地避免在絕熱面上的所不希望的高溫。例如在將加熱單元裝入到柱塞桿穿引孔內(nèi)的情況下，在柱塞桿穿引孔內(nèi)并且對于已被穿入的壓射柱塞桿來說，通過支承套筒的一內(nèi)側(cè)絕熱層來避免不希望的高溫。在另一種方案中，依據(jù)權(quán)利要求6，將一由絕熱材料所制成的絕熱套筒作為絕熱層在形成絕熱空腔的情況下，例如以氣墊的方式緊貼在支承套筒上。
本發(fā)明按照權(quán)利要求7的一種改進(jìn)方案涉及一種系統(tǒng)類型，其中，盛鋼桶在連接到熔煉坩堝上的情況下以一坩堝側(cè)部件處于熔煉坩堝內(nèi)部，并以一端部件處于其外部，例如通過將配量裝置從上方裝入到坩堝里面或裝在其上面。加熱缸在本發(fā)明的這種改進(jìn)方案中在端部件內(nèi)一直延伸到盛鋼桶的坩堝側(cè)部件、或者至少部分地在坩堝側(cè)的盛鋼桶件內(nèi)延伸。附加的或者可選擇的是，加熱缸在盛鋼桶的端部件內(nèi)在其遠(yuǎn)離坩堝的側(cè)面上一直延伸至少到達(dá)冒口通道與盛鋼桶坩堝側(cè)部件的最大間隔高度，也就是說，它至少如同冒口通道從熔煉坩堝離開那樣遠(yuǎn)地進(jìn)行延伸。后者有助于對于冒口通道在其遠(yuǎn)離坩堝的段內(nèi)直至通入到所連接的噴嘴內(nèi)進(jìn)行有源的加熱，前者使得從坩堝內(nèi)熔液的熔池液面開始、或者接近地在該熔池液面的上方進(jìn)行冒口通道加熱成為可能。
在依據(jù)權(quán)利要求8的本發(fā)明的一種在結(jié)構(gòu)上優(yōu)選的改進(jìn)方案中，容納著加熱缸的孔為圓錐形的，并且加熱缸利用一外側(cè)圓錐形的適配套筒裝入到相關(guān)的孔內(nèi)，所述加熱缸設(shè)置在該適配套筒的內(nèi)側(cè)面上。圓錐形的造型使得適配套筒連同加熱缸出于維護(hù)或者更換目的從孔中取出變得容易。在另一種方案中，依據(jù)權(quán)利要求9，所述圓錐形的孔由一內(nèi)圓錐的裝入套筒構(gòu)成，該裝入套筒外部是圓柱體形的，并配合精確地裝入到盛鋼桶的一圓柱形的容納孔內(nèi)。按照這種方式，盛鋼桶本身無需加工一種圓錐形孔，這樣可以在加工技術(shù)上更加簡單地加工圓柱形的容納孔。
在本發(fā)明按照權(quán)利要求10的一種具有優(yōu)點(diǎn)的優(yōu)選改進(jìn)方案中，加熱裝置具有多個(gè)無焰加熱單元，其中每個(gè)加熱單元在柱塞桿穿引孔中定位、和/或在冒口通道孔中定位、和/或在本身在盛鋼桶內(nèi)掏制的一個(gè)或者多個(gè)加熱容納室內(nèi)定位。多個(gè)加熱單元在盛鋼桶內(nèi)部與冒口通道熱接觸的不同部位上的這種定位可以改善對于盛鋼桶冒口通道區(qū)進(jìn)行加熱的均勻性，并降低已被加熱的盛鋼桶區(qū)內(nèi)的溫度梯度。在此方面，根據(jù)需要也可以將多個(gè)加熱單元在沿著盛鋼桶所要加熱的冒口通道區(qū)的不同位置上的孔或加熱容納室之一內(nèi)進(jìn)行定位。不言而喻，一部分或者所有這些加熱單元例如可以以所提到的加熱缸的方式分別由一電阻加熱單元構(gòu)成。
在本發(fā)明按照權(quán)利要求11的一種改進(jìn)方案中，所述加熱裝置包括另一無焰加熱單元，利用它可以附加地對于盛鋼桶的噴嘴凸緣和/或?qū)τ诳蛇B接在其上的噴嘴從外部進(jìn)行加熱。在這種情況下，例如也可以是一種電阻加熱單元，它采用一種環(huán)繞著凸緣區(qū)和/或噴嘴周圍設(shè)置的、具有電加熱導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的加熱缸的形式。這一點(diǎn)有利于凸緣區(qū)和噴嘴的緊湊的結(jié)構(gòu)形式，因?yàn)橥ㄟ^適當(dāng)?shù)乜刂齐娂訜峁β士梢员苊膺^熱，并因此可以取消體積龐大的冷卻通道。


附圖示出本發(fā)明具有優(yōu)點(diǎn)的實(shí)施方式并在下面進(jìn)行說明。其中圖1示出加熱室—壓鑄機(jī)的配量裝置的局部縱剖面圖，具有一裝入到一熔煉坩堝內(nèi)的盛鋼桶及所連接的噴嘴和內(nèi)部的電加熱缸；圖2示出裝入到圖1的盛鋼桶柱塞桿穿引孔內(nèi)的加熱缸的縱剖面圖；圖3示出圖2的加熱缸的側(cè)視圖；圖4示出圖1盛鋼桶端部的俯視圖；
圖5示出圖1盛鋼桶的一種變型方案的詳細(xì)剖面圖，具有一環(huán)繞著冒口通道段的電加熱缸；圖6示出圖1盛鋼桶的另一種變型方案的端部的俯視圖，具有多個(gè)裝入到單獨(dú)的加熱孔內(nèi)的電加熱缸；圖7示出沿圖6剖面線VII-VII的縱剖面圖；圖8示出沿圖6剖面線VIII-VIII的縱剖面圖；以及圖9示出圖8中一區(qū)域的詳圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出一種加熱室—壓鑄機(jī)的配量裝置這里所關(guān)心的一部分，該壓鑄機(jī)例如可以用于鑄造鎂部件。例如在約630℃至680℃的加工溫度下的液態(tài)鎂這樣的澆注用材料以常見方式通過這里未詳細(xì)示出的熔煉爐在一這里僅部分示出的所屬熔煉坩堝1內(nèi)進(jìn)行熔煉。在熔煉坩堝1內(nèi)在上側(cè)面上安裝一盛鋼桶2，該盛鋼桶穿過坩堝封蓋3延伸并相對于它進(jìn)行密封。盛鋼桶2具有一冒口孔，它在所示的連接在熔煉坩堝1上的狀態(tài)下利用下部2a伸入到坩堝1內(nèi)，而它利用端部2b處于其外部，也就是在該實(shí)施例中處于坩堝1上面。在盛鋼桶2的圖1左側(cè)冒口通道區(qū)2c內(nèi)，以本身公知的方式構(gòu)成一限定冒口通道4的冒口孔4a，該孔從盛鋼桶下部2a向上由坩堝1外延到盛鋼桶端部2b內(nèi)。在那里冒口孔4a以分支的錐形擴(kuò)展噴口6結(jié)束，其在盛鋼桶2的冒口通道區(qū)2c的上端處進(jìn)入那里的噴嘴凸緣區(qū)5內(nèi)。噴口6內(nèi)裝入一這里僅部分示出的噴嘴7，該噴嘴利用其未示出的噴口以常見的方式一直通到鑄型的冒口區(qū)。
與外側(cè)中心的冒口孔4平行，在基本上為圓柱體形的盛鋼桶2內(nèi)大致在中心處構(gòu)成一柱塞桿穿引孔8，以本身公知的方式使一壓射柱塞—壓鑄缸—單元的柱塞桿9穿入該孔。柱塞桿9由一通常的、未示出的壓射柱塞驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)，它如盛鋼桶2那樣保持在一在圖1中僅示出下部21的橫梁上。在其圖1中的另一下端上，柱塞桿9具有一壓射柱塞9a。該壓射柱塞9a精確配合地與柱塞桿穿引孔8的變窄下部8a相對應(yīng)，該變窄下部通過盛鋼桶下部2a的徑向熔液流入孔10與坩堝內(nèi)部進(jìn)行流體連接。坩堝內(nèi)準(zhǔn)備的熔液11因此可以在已被推動(dòng)的壓射柱塞9a的情況下進(jìn)入到由柱塞桿穿引孔的下部8a所形成的壓射柱塞—壓鑄缸—單元的壓鑄缸內(nèi)，并只要壓射柱塞9a低于流入孔10的水平面，熔液就通過壓射柱塞9a的低壓通過由冒口孔4a形成的冒口通道4輸送到噴嘴7，并從那里定量輸送到鑄型內(nèi)。
在作為壓鑄缸使用的段8a上方，柱塞桿穿引孔8具有一種更大的直徑，如圖所示，從而在該區(qū)域內(nèi)在孔內(nèi)側(cè)與穿過的柱塞桿9之間保留一環(huán)形間隙。在圖1的配量裝置中，在該環(huán)形間隙內(nèi)獨(dú)特地同軸裝入一種電加熱缸12方式的電阻單元。如圖所示，加熱缸12軸向一直向下延伸到坩堝封蓋3水平面下方的坩堝1內(nèi)，并在接近正常或者最大熔池液面11a上方、也就是坩堝1所加注的已被熔化的澆注用材料11的正常或者最大料位高度時(shí)才結(jié)束。加熱缸12向上延伸一直大致到盛鋼桶2的上緣，并因此垂直超出冒口通道4及其裝入噴嘴7的圓錐形噴口孔6。
按照這種方式，盛鋼桶2可以通過電阻加熱單元12有源地從一尚處于熔煉坩堝1內(nèi)部的區(qū)域起，在熔液11的正?；蛘咦畲笕鄢匾好?1a高度或者接近其上方的高度上直至超過冒口通道4的噴口末端6有效和均勻地進(jìn)行加熱。這樣特別可以在熔池液面11a上方冒口通道4的不希望熔液冷卻方面的特別是臨界的整個(gè)區(qū)域以及特別是坩堝1外部直至噴口6進(jìn)行有效和均勻加熱。加熱缸12在此方面相當(dāng)近地處于冒口通道4該臨界的上段上，其中，一圓柱體環(huán)繞的盛鋼桶段23——在其上也成型噴嘴凸緣5——如整個(gè)盛鋼桶體那樣由導(dǎo)熱性能良好的金屬材料制成，并因此保證從加熱缸12向冒口通道4良好的熱傳遞。
盛鋼桶端部2b在該臨界區(qū)域內(nèi)所進(jìn)行的有源的內(nèi)部的加熱的這種實(shí)施性因此整體上可以構(gòu)成比外側(cè)加熱更加有效和更加緊湊的結(jié)構(gòu)形式，由于盛鋼桶端部2b在該區(qū)域內(nèi)復(fù)雜的外部幾何形狀連同所連接的噴嘴7所以使得所述外側(cè)加熱變得困難。柱塞桿與柱塞桿穿引孔8的壁之間本來也存在的環(huán)形間隙以具有優(yōu)點(diǎn)的方式用于安裝加熱缸12，從而沒有因?yàn)檫@種加熱單元12而改變盛鋼桶2的外部尺寸。
圖2和3單獨(dú)以縱剖面圖或側(cè)視圖示出圖1中所使用的電加熱缸12。如從中所看到的那樣，加熱缸12作為一加熱套筒構(gòu)成，該加熱套筒具有一由一種導(dǎo)熱性材料制成的圓柱體支承套筒，在該支承套筒中在外側(cè)并與外部平齊地將一曲折的加熱導(dǎo)體結(jié)構(gòu)14安裝在支承套筒13的相應(yīng)的凹陷部位內(nèi)。在所示的實(shí)施例中，加熱導(dǎo)體結(jié)構(gòu)單回路通過唯一的曲折的加熱導(dǎo)體電流回路采用圖3中可看到的分布而構(gòu)成，其中，通過兩個(gè)所屬的連接線15可以施加適當(dāng)?shù)募訜犭妷夯蜻m當(dāng)?shù)募訜犭娏?。在可選擇的實(shí)施例中，加熱導(dǎo)體結(jié)構(gòu)是多回路的，也就是說因此它們包括多個(gè)可分開地控制的單獨(dú)的加熱電路。因此根據(jù)需要，加熱功率也可以局部不同地進(jìn)行控制。為此目的，在可選擇的實(shí)施方式中，也可以實(shí)現(xiàn)具有局部不同密度的加熱導(dǎo)體段或者具有在不同區(qū)域內(nèi)不同導(dǎo)體橫截面的加熱導(dǎo)體段的加熱導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。
在圖1的應(yīng)用情況下，由加熱缸12產(chǎn)生的熱量徑向向外輸入到盛鋼桶2的鄰接缸體段13內(nèi)。為支持這種徑向向外的熱量傳遞并且避免加熱缸12徑向向內(nèi)不必要或者多余的熱輻射，支承套筒13在其內(nèi)側(cè)具有絕熱套筒18方式的絕熱層。絕熱套筒18由一種絕熱材料制成，并在外側(cè)附加具有凹槽，從而在絕熱套筒18與支承套筒13之間形成絕熱氣墊19。在依據(jù)圖1將加熱缸12裝入到柱塞桿穿引孔8內(nèi)的情況下，由此可靠避免柱塞桿穿引孔8內(nèi)部的高溫并因此也避免對于柱塞桿9的高溫。
為產(chǎn)生所要求的加熱功率，加熱缸12通過一未示出的常見電源利用可控制的能量輸出機(jī)構(gòu)和所屬的調(diào)節(jié)或者控制裝置來進(jìn)行供電。為了調(diào)節(jié)或控制加熱缸12的加熱功率，其溫度通過一溫度傳感器16來進(jìn)行檢測，該溫度傳感器連同所屬的引線17集成到加熱缸12中，如從圖2所看到的那樣，處于支承套筒13與其內(nèi)側(cè)絕熱機(jī)構(gòu)18之間。
在圖1的實(shí)施例中，加熱缸12利用其坩堝側(cè)的端面末端緊貼向柱塞桿穿引孔8的由相應(yīng)的直徑變化形成的環(huán)形凸緣20，該柱塞桿穿引孔在那里向下以略小于在所裝入的加熱缸12的高度處的直徑構(gòu)成。按照這種方式提供一種類似于迷宮式密封的防濺護(hù)板，工作時(shí)若有熔液從壓射柱塞區(qū)8a或進(jìn)口區(qū)10向高處濺出的話，所述防濺護(hù)板與支承套筒13和絕熱套筒18共同保護(hù)加熱缸12的加熱導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，防止可能的熔液濺射。
圖4以在沒有連接在凸緣區(qū)5上的噴嘴的情況下的盛鋼桶端部2b的示意俯視圖示出通過加熱缸12所產(chǎn)生的熱量W徑向向外的輻射，該熱量相應(yīng)均勻地輸入到盛鋼桶端部2b內(nèi)，該盛鋼桶端部典型地由耐熱鋼或者其它具有良好導(dǎo)熱性的耐高溫材料制成。加熱缸12在有源地加熱工作時(shí)通過熱膨脹固定壓向柱塞桿穿引孔8的內(nèi)壁，從而有利于向盛鋼桶端部2b內(nèi)的熱傳遞。盛鋼桶端部2b由此得到均勻加熱，從而與盛鋼桶2的冒口通道區(qū)相應(yīng)地在坩堝1上方的臨界段內(nèi)進(jìn)行有效地有源地加熱。圖4中用虛線示出冒口通道4在柱塞桿穿引孔8與凸緣區(qū)5或噴口6之間的橫向位置。通過盛鋼桶端部2b的均勻加熱可以避免那里出現(xiàn)所不希望的高溫度梯度。
需要時(shí)盛鋼桶端部2b的加熱可以通過調(diào)節(jié)加熱缸12的取決于位置的不同的加熱功率而得到優(yōu)化。例如，為此加熱缸12可以在其面對冒口通道4的側(cè)面上使加熱功率設(shè)計(jì)得高于在其遠(yuǎn)離冒口通道4的側(cè)面處的功率。這一點(diǎn)例如可以由此實(shí)現(xiàn)，即加熱導(dǎo)體在面對冒口通道的側(cè)面上的敷設(shè)窄于、也就是密度大于遠(yuǎn)離冒口通道4的側(cè)面處的敷設(shè)，或者選擇不同的導(dǎo)體橫截面。也可以通過例如加大與坩堝1的距離來提高加熱功率而改變加熱缸12軸向上的加熱功率。這一點(diǎn)也可以通過相應(yīng)地以不同密度來敷設(shè)加熱導(dǎo)體和/或者通過選擇不同的導(dǎo)體橫截面來實(shí)現(xiàn)。
為了對于特別是冒口通道區(qū)2c的臨界的上部進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化的內(nèi)部有源的加熱，在圖1的盛鋼桶2中在噴嘴凸緣區(qū)5內(nèi)設(shè)有一第二內(nèi)部電加熱單元12a。為此，在端側(cè)處在凸緣區(qū)5內(nèi)與通入的冒口通道噴口6基本徑向相距距離地環(huán)繞著該噴口加工出一足夠深度的環(huán)形槽22，在該環(huán)形槽中裝入同樣作為加熱缸構(gòu)成的第二加熱單元12a。換句話說，通過環(huán)形槽22在盛鋼桶端部2b的噴嘴凸緣區(qū)5內(nèi)產(chǎn)生一單獨(dú)的加熱容納室，里面裝入第二加熱缸12a。
第二加熱缸12a在其結(jié)構(gòu)形式上可以與裝入到柱塞桿穿引孔8內(nèi)的第一加熱缸12的結(jié)構(gòu)類型相應(yīng)，也就是說，在一支承外殼上在外側(cè)和/在內(nèi)側(cè)設(shè)有一種電加熱導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，并可選擇在遠(yuǎn)離該加熱導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的外殼面上設(shè)有一絕熱層。第二加熱缸12a也可以選擇通過傳統(tǒng)類型的其它加熱套筒來實(shí)現(xiàn)。第二加熱缸12a最好為了進(jìn)行一種熱輻射而徑向向內(nèi)地設(shè)計(jì)，并且可能附加地設(shè)置在內(nèi)置端面上。它在冒口通道噴口6和所連接的噴嘴7裝入其中的入口區(qū)的區(qū)域內(nèi)特別是使噴嘴凸緣區(qū)5有效地有源地進(jìn)行加熱。
作為其它的加熱選擇，在圖1的實(shí)施例中噴嘴7通過一第三加熱單元12b進(jìn)行附加的外側(cè)加熱，該單元同樣作為電阻加熱單元以環(huán)繞噴嘴圓周設(shè)置的加熱缸的方式來實(shí)現(xiàn)。該第三加熱缸12b的軸向長度可以根據(jù)噴嘴7所要求的加熱長度自由選擇。第三加熱缸12b在其結(jié)構(gòu)形式上也可以與第一加熱缸12的結(jié)構(gòu)形式相應(yīng)，或者是其它傳統(tǒng)的并因此在這里無需詳細(xì)介紹的結(jié)構(gòu)類型。無論如何，對于噴嘴7的電加熱例如與感應(yīng)加熱相比具有的優(yōu)點(diǎn)是，它無需強(qiáng)制冷卻并可以結(jié)構(gòu)緊湊，從而在整體上使得具有外側(cè)加熱缸12b的噴嘴7的直徑可以保持在相當(dāng)小的程度上。因此在盛鋼桶2和噴嘴7僅存在電加熱時(shí)避免了在感應(yīng)加熱情況下所出現(xiàn)的散射場。作為對通過第二加熱單元12a進(jìn)行內(nèi)部噴口加熱的選擇，可以通過一種環(huán)繞著噴嘴凸緣區(qū)5的加熱單元例如按照外部噴嘴單元12b的方式進(jìn)行外部的噴口加熱。
利用所述三個(gè)電加熱單元12、12a、12b可以確保對于熔液輸送段從熔煉坩堝1起直至并且在需要時(shí)包括噴嘴7在內(nèi)進(jìn)行足夠和均勻的有源的加熱。所述入到柱塞桿穿引孔8內(nèi)的第一加熱缸12負(fù)責(zé)對于冒口通道4的上段從坩堝1內(nèi)熔液11的熔池液面11a起直至分支的噴口區(qū)6的均勻加熱，該噴口區(qū)本身附加地由環(huán)繞著它的第二加熱單元12a進(jìn)行加熱。噴嘴段可以以所希望的長度通過環(huán)繞著它的第三加熱缸12b進(jìn)行加熱。不言而喻，這三個(gè)加熱缸12、12a、12b在其加熱功率上在需要時(shí)可以適當(dāng)?shù)叵嗷f(xié)調(diào)，為此它們可以根據(jù)常見的方式連接在一種用于調(diào)節(jié)或者控制電加熱功率的未示出的傳統(tǒng)單元上。此外不言而喻，根據(jù)可選擇的實(shí)施方式中的應(yīng)用情況，可以只是柱塞桿穿引孔8內(nèi)的第一加熱缸12或者僅是噴嘴凸緣區(qū)5內(nèi)的第二加熱缸12a分別帶有或者沒有附加的外側(cè)噴嘴加熱機(jī)構(gòu)12b。
作為圖1實(shí)施例的變型，圖5示出用于相應(yīng)變化的盛鋼桶25的另一種具有優(yōu)點(diǎn)的內(nèi)部電加熱選擇，其中，出于概覽的原因?qū)τ谙嗤蛘吖δ芟嗟鹊牟考褂门c圖1相同的附圖符記，并就此而言可以參閱其前面的說明。在此方面，在圖5中僅示出盛鋼桶25其端部2b的在這里所被關(guān)心的部分，該端部包括無裝入的噴嘴的噴嘴凸緣區(qū)5。
在圖5的盛鋼桶25中設(shè)有一種加熱缸26方式的電加熱單元，該加熱缸在即將過渡到彎折的噴口區(qū)6內(nèi)之前以大致徑向的距離環(huán)繞垂直段上的冒口通道4。為此在盛鋼桶25的冒口通道區(qū)2c的相應(yīng)段內(nèi)掏制出一種在橫截面上為圓弧形的、例如基本為半圓形的垂直的縱向間隙孔27，它起到加熱容納室的作用，里面裝入由兩個(gè)分殼26a、26b組成的加熱缸26的一分殼26b。另一分殼26a在所示的實(shí)施例中從外部緊貼在冒口通道區(qū)2c上。特別地，所述兩個(gè)分殼26a、26b可以各是一個(gè)半殼。不言而喻，加熱缸26的軸向長度可以根據(jù)需要適當(dāng)選擇。因?yàn)樗容^接近冒口通道4而進(jìn)行定位，所以利用該加熱缸26可以對于冒口通道4在相關(guān)段內(nèi)有針對性地進(jìn)行加熱。需要時(shí)利用根據(jù)圖5的加熱缸26所進(jìn)行的加熱可以與通過圖1中所示的三個(gè)加熱單元12、12a、12b中的一個(gè)或者多個(gè)所進(jìn)行的加熱進(jìn)行組合。
在圖5中用虛線示出另一種可選擇的接近冒口通道的電加熱。在這種情況下，電加熱缸28本身裝入到形成了冒口通道4的冒口孔4a內(nèi)，例如裝在該冒口孔的相應(yīng)的局部內(nèi)側(cè)的凹槽29內(nèi)?？梢赃x擇的是，這種裝入到冒口孔本身內(nèi)的加熱缸是推入套筒的一部分，該套筒裝入到冒口孔4a內(nèi)，并在相關(guān)段內(nèi)形成冒口通道4。不言而喻，加熱缸的電加熱導(dǎo)體結(jié)構(gòu)相對于冒口孔的內(nèi)腔并因此相對于那里所輸送的熔液是電絕緣的。
圖6至9示出用于一加熱室—壓鑄機(jī)的相應(yīng)配量裝置的可電加熱的盛鋼桶30的另一方種案，其中，盛鋼桶30在這里僅示出具有一包括加熱件的盛鋼桶端部30a。盛鋼桶30以及所屬的配量裝置在其它方面與例如圖1的實(shí)施例的常見類型相應(yīng)。因此該盛鋼桶30也具有一大致軸向的中心的柱塞桿穿引孔31和一在圖6至9中看不到的偏心的冒口通道，該冒口通道通入到帶有一種彎折的噴口33的噴嘴凸緣區(qū)32中。
為了特別是在冒口通道的周圍有源地加熱盛鋼桶端部30a，在該實(shí)施例中設(shè)有四個(gè)電阻加熱單元34a、34b、34c、34d，它們裝入到本身為此設(shè)置的加熱孔內(nèi)，這些孔作為盲孔從上側(cè)面在盛鋼桶端部30a內(nèi)進(jìn)行掏制。
特別是如從圖6中所看到的那樣，所述四個(gè)加熱單元34a至34d對于盛鋼桶30的一對稱縱軸線35對稱地進(jìn)行設(shè)置。兩個(gè)加熱單元34c、34d處于噴嘴凸緣區(qū)32的各一個(gè)側(cè)面上，另外兩個(gè)加熱單元34a、34b如圖所示對此大致向外并且朝柱塞桿穿引孔31的方向偏移設(shè)置。所稱的后兩個(gè)加熱單元34a、34b以加熱缸或加熱套筒的方式垂直裝入到其相應(yīng)垂直地延伸的加熱孔36內(nèi)，如借助用于加熱套筒34a的圖7中的剖面圖所看到的那樣。所述另外兩個(gè)加熱單元34c、34d作為加熱缸或加熱套筒裝入到傾斜向下并且在內(nèi)部延伸的加熱孔37內(nèi)，如從用于加熱套筒34c的在圖8中的剖面圖所看到的那樣。
在圖8和9中此外以被裝入到加熱孔37中的加熱套筒34c為例，更詳細(xì)地示出各自的加熱套筒裝入其所屬加熱孔內(nèi)的一種具有優(yōu)點(diǎn)的方式。在該實(shí)施例中加熱孔37圓柱形地構(gòu)成，而且外圓柱形的和內(nèi)圓錐體的裝入套筒38例如收縮地配合裝入到加熱孔37中。在由裝入套筒38提供的、由外向內(nèi)逐漸縮小的內(nèi)圓錐內(nèi)，然后將外圓柱體形狀的加熱套筒34c借助于一外圓錐形的和內(nèi)圓柱形的適配套筒39裝入。對此，適配套筒39的外圓錐與裝入套筒38的內(nèi)圓錐對應(yīng)地進(jìn)行選擇。
用于容納各自加熱套筒的這種方案，即使在長時(shí)間使用之后，出于維護(hù)或者更換目的也可毫無問題地將僅這樣可從其作為盲孔設(shè)計(jì)的加熱孔中取出的加熱套筒取出來。即使在常見的壓鑄條件和相應(yīng)的加熱溫度下經(jīng)過較長時(shí)間的熱負(fù)荷后，適配套筒39連同保持在其內(nèi)部的加熱套筒34c由于其從內(nèi)向外變寬的外圓錐所以也可以利用其對應(yīng)的內(nèi)圓錐從裝入套筒38移動(dòng)出來，而這些部件不會(huì)不可松開地卡住。這一點(diǎn)在需要時(shí)可以進(jìn)一步由此得到促進(jìn)即適配套筒39由具有一種附加于所需良好導(dǎo)熱性的良好滑動(dòng)特性的材料制成，以確保從加熱套筒34c向盛鋼桶端部30a的材料內(nèi)的一種良好的熱傳遞。有益于所述適配套筒39的這種要求的材料例如為青銅。使用外圓柱形和內(nèi)圓錐形的裝入套筒38在加工技術(shù)上具有優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)榧訜峥?7本身可以圓柱體形狀在盛鋼桶端部30a內(nèi)加工并無需以更高的開支圓錐形構(gòu)成。
所述四個(gè)加熱套筒34a至34d通過其上述定位，首先也可以在柱塞桿穿引孔31與噴嘴凸緣區(qū)32之間的其冒口通道區(qū)內(nèi)對盛鋼桶端部30a進(jìn)行所希望的均勻加熱。加熱孔36、37的深度并因此加熱套筒34a至34d的裝入深度在該實(shí)施例中最好也這樣選擇，使盛鋼桶端部30a的冒口通道區(qū)在接近坩堝內(nèi)熔液的正?；蛘咦畲笕鄢匾好娴纳戏?、或者無論如何在坩堝封蓋的區(qū)域內(nèi)、或者接近該封蓋的上方就可以得到加熱。因?yàn)榧訜崽淄?4a至34d向上延伸直至超過噴口33，所以盛鋼桶端部30a內(nèi)的冒口通道區(qū)直至冒口通道口均勻加熱到噴嘴內(nèi)。加熱套筒34a至34d通過直角外延的連接線40a至40d與一適當(dāng)?shù)碾妷?電流源相連接，該電源本身與一用于調(diào)節(jié)或者控制加熱功率的調(diào)節(jié)/控制單元相連接。
正如借助于所示的和上述實(shí)施例表明的那樣，本發(fā)明提供一種用于加熱室—壓鑄機(jī)的配量裝置，其中，盛鋼桶在臨界的冒口通道區(qū)內(nèi)在熔煉爐的坩堝內(nèi)存在的澆注用熔液的熔池液面上方可以非常均勻地有源地一直加熱到通入到所連接的噴嘴內(nèi)，其方法是在盛鋼桶內(nèi)的內(nèi)部設(shè)置一個(gè)或者多個(gè)加熱單元，特別是在柱塞桿穿引孔內(nèi)，在冒口孔本身之內(nèi)或者在例如可以作為加熱孔構(gòu)成的本身掏制的加熱容納室內(nèi)。在例如以加熱缸或加熱套筒的方式使用電阻加熱單元的情況下，所述加熱可以以特別緊湊、結(jié)構(gòu)小巧的方式實(shí)現(xiàn)，從而有益于盛鋼桶和噴嘴的整體緊湊的結(jié)構(gòu)形式。加熱補(bǔ)償了由于系統(tǒng)的原因所造成的熱損失，這種熱損失通過輻射以及熱傳導(dǎo)產(chǎn)生，該熱傳導(dǎo)特別是發(fā)生在噴嘴與鑄型的接觸面上以及盛鋼桶與熔煉爐/坩堝封蓋和與封蓋上的盛鋼桶支架的接觸面上。
使用電加熱單元對此具有的優(yōu)點(diǎn)是，這些加熱單元在其加熱功率和加熱效率上可以比較好地進(jìn)行控制，而且一般情況下無需復(fù)雜和體積龐大的強(qiáng)制冷卻。但根據(jù)使用情況，取代電加熱單元也可以使用其它傳統(tǒng)的無焰加熱單元。
權(quán)利要求
1.用于一種加熱室—壓鑄機(jī)的配量裝置，具有——可連接在該加熱室—壓鑄機(jī)的一熔煉坩堝(1)上的盛鋼桶(2)，該盛鋼桶具有一位于一冒口通道區(qū)(2c)內(nèi)的冒口通道(4)和一壓射柱塞單元(9、9a)，用于從熔煉坩堝通過冒口通道定量地輸送熔液(11)，——帶有—無焰的加熱單元(12、12a、26、34a至34d)的加熱裝置，用于有源地加熱所述冒口通道區(qū)的至少一個(gè)部件，其特征在于，加熱單元在一柱塞桿穿引孔(8)——壓射柱塞單元的一柱塞桿(9)引導(dǎo)穿過該柱塞桿穿引孔——內(nèi)進(jìn)行定位、或者相對于冒口通道電絕緣地在一包括了冒口通道的冒口通道孔(4a)內(nèi)進(jìn)行定位、或者在一本身在盛鋼桶內(nèi)掏制的加熱容納室(22、27、36、37)內(nèi)進(jìn)行定位。
2.按權(quán)利要求1所述的配量裝置，其特征在于，所述加熱單元是一種電阻加熱單元。
3.按權(quán)利要求2所述的配量裝置，其特征在于，所述電阻加熱單元具有一空心圓柱體形狀的加熱缸(12)，該加熱缸在其缸體外殼上具有一種電加熱導(dǎo)體結(jié)構(gòu)(14)，并同軸地裝入到柱塞桿穿引孔中、或者裝入到冒口通道孔中、或者裝入到一作為加熱容納室的加熱孔內(nèi)。
4.按權(quán)利要求3所述的配量裝置，其特征在于，加熱缸的缸體外殼包括一導(dǎo)熱的支承套筒(13)，由該支承套筒電絕緣地?cái)y帶加熱導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。
5.按權(quán)利要求4所述的配量裝置，其特征在于，支承套筒在其內(nèi)側(cè)面上或者在其外側(cè)面上設(shè)有一絕熱層(18)。
6.按權(quán)利要求5所述的配量裝置，其特征在于，絕熱層包括一由絕熱材料所制成的絕熱套筒(18)，在形成一絕熱空腔(19)的情況下該絕熱套筒緊貼在支承套筒上。
7.按權(quán)利要求3至6之一所述的配量裝置，其特征在于，盛鋼桶具有一坩堝側(cè)部件(2a)和一端部件(2b)，所述坩堝側(cè)部件在連接到熔煉坩堝上的盛鋼桶中處于熔煉坩堝的內(nèi)部，所述端部件在連接到熔煉坩堝上的盛鋼桶中處于熔煉坩堝的外部，并且加熱缸一直延伸到盛鋼桶的坩堝側(cè)部件處或者延伸到該坩堝側(cè)部件之中，和/或在盛鋼桶的端部件內(nèi)至少一直延伸到冒口通道與盛鋼桶的坩堝側(cè)部件的最大間隔高度處。
8.按權(quán)利要求3至7之一所述的配量裝置，其特征在于，所述容納著加熱缸的柱塞桿穿引孔或者冒口通道或者加熱孔是圓錐形狀，并且加熱缸由一外圓錐的適配套筒(39)容納，并連同該適配套筒裝入到柱塞桿穿引孔中、或者裝入到冒口通道中、或者裝入到加熱孔內(nèi)。
9.按權(quán)利要求8所述的配量裝置，其特征在于，所述容納著加熱缸的孔由一內(nèi)圓錐的和外圓柱形的裝入套筒(38)形成，該裝入套筒被裝入到盛鋼桶的一圓柱形的容納孔(37)內(nèi)。
10.按權(quán)利要求1至9之一所述的配量裝置，其特征在于，加熱裝置包括多個(gè)無焰的加熱單元，其中每個(gè)加熱單元在柱塞桿穿引孔內(nèi)定位、和/或在冒口孔中定位、和/或在一個(gè)或者多個(gè)本身在盛鋼桶內(nèi)掏制的加熱容納室內(nèi)定位。
11.可按照權(quán)利要求1至10之一所述的配量裝置，其特征在于，該配量裝置包括一可連接到盛鋼桶——在該盛鋼桶上冒口通道通入——的凸緣區(qū)上的噴嘴(7)，并且加熱裝置附加地具有一從外部對于盛鋼桶的凸緣區(qū)進(jìn)行無焰加熱的加熱單元(12b)，和/或具有一從外部對于噴嘴進(jìn)行無焰加熱的加熱單元(12b)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于加熱室—壓鑄機(jī)的配量裝置，其中，該配量裝置具有一可連接在所述加熱室—壓鑄機(jī)的一熔煉坩堝(1)上的盛鋼桶(2)，該盛鋼桶具有一在一冒口通道區(qū)(2c)內(nèi)的冒口通道(4)和一壓射柱塞單元(9、9a)，用于從熔煉坩堝通過冒口通道定量地輸送熔液，還具有一帶有一無焰加熱單元(12)的加熱裝置，用于有源地加熱所述冒口通道區(qū)的至少一個(gè)部件。依據(jù)本發(fā)明，加熱單元在一柱塞桿穿引孔(8)內(nèi)進(jìn)行定位、或者相對于冒口通道電絕緣地在一包括有冒口通道的冒口通道孔內(nèi)進(jìn)行定位、或者在一本身在盛鋼桶內(nèi)掏制的加熱容納室內(nèi)進(jìn)行定位。例如在鎂壓鑄技術(shù)中的應(yīng)用。
文檔編號B22D17/02GK101077520SQ20071013627
公開日2007年11月28日 申請日期2007年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月24日
發(fā)明者N·厄哈德, U·施拉格爾 申請人:奧斯卡弗里茨兩合公司