[發(fā)明專利]分配裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480044069.2
• 申請日: 2014-08-11
• 公開（公告）號: CN105658355B
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬克·文森特;馬克·帕爾默
• 申請（專利權(quán)）人: 派羅特克工程材料有限公司
• 主分類號: B22D11/103
• 分類號: B22D11/103;B22D11/04
• 代理公司: 珠海智專專利商標(biāo)代理有限公司 44262
• 代理人: 段淑華;劉曾劍

用于立式鑄造系統(tǒng)的分配裝置（8），包括由耐熱材料制成的主體（9），該主體包括基部（12）和外周壁（14）。基部（12）和外周壁（14）圍成一個(gè)用于容納和分配液態(tài)金屬的槽（10）。隔熱層（36）位于基部（12）下方的凹部（30）內(nèi)。主體（9）的耐熱材料具有第一熱導(dǎo)率，隔熱層（36）由具有小于第一熱導(dǎo)率的第二熱導(dǎo)率的材料制成。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于立式鑄造系統(tǒng)聯(lián)的分配裝置，尤其是(但不是唯一地)用于直接激冷鑄造系統(tǒng)的分配裝置。本發(fā)明還涉及一種包括多個(gè)分配裝置的鑄造臺，以及涉及一種直接激冷鑄造系統(tǒng)。

背景技術(shù)

直接激冷(direct chill，DC)鑄造為立式半連續(xù)鑄造工藝的一個(gè)例子，其用于采用例如鋁及其合金這樣的有色金屬制造圓柱形坯件。在美國專利US 4598763中描述了直接激冷金屬鑄造設(shè)備的一個(gè)例子。直接激冷鑄造工藝也可用于金屬錠的制造。

直接激冷鑄造設(shè)備通常包括多個(gè)水冷模具，每個(gè)水冷模具都具有可供液態(tài)金屬流過的開口豎直通道。當(dāng)流經(jīng)水冷模具時(shí)，熔融金屬被冷卻而使得金屬的外圍區(qū)域凝固。這種模具通常相當(dāng)短(一般為75-150mm)，當(dāng)金屬從模具的下端出現(xiàn)時(shí)，它進(jìn)一步由水射流冷卻，使金屬的剩余部分凝固，從而形成圓柱形的坯件。坯件的下端由起始頭(或擠壓墊塊)所支撐，該起始頭(或擠壓墊塊)由液壓頂逐漸降低(通常以50-150mm/min的速率)。液態(tài)金屬被連續(xù)地供給到模具，直至液壓頂?shù)竭_(dá)其底部位置。通常情況下，通過直接激冷工藝生產(chǎn)的坯件具有50-500mm的直徑和4-8米的長度。

直接激冷鑄造系統(tǒng)一般具有多個(gè)模具，通常能夠同時(shí)形成2-140個(gè)坯件。所述模具是由鋼鑄造臺支撐并通過金屬分配系統(tǒng)供給熔融金屬。直接激冷鑄造系統(tǒng)存在兩種主要的設(shè)計(jì)：在第一種設(shè)計(jì)中，金屬的流動通過浮子進(jìn)行控制，而在第二種設(shè)計(jì)中，金屬通過由耐熱材料制成的供料裝置而流進(jìn)模具中。本發(fā)明涉及第二種設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)通常稱之為“熱頂(hot-top)”鑄造系統(tǒng)。

在典型的熱頂鑄造系統(tǒng)中，金屬分配系統(tǒng)包括多個(gè)被稱為“交叉供料器”的耐熱分配裝置，其容納液態(tài)金屬并將其分配至模具以形成坯件。這種分配裝置通常由陶瓷耐熱材料制成，例如由派羅特克公司(Pyrotek Inc.)生產(chǎn)的140，它的熱導(dǎo)率低，以防止液態(tài)金屬在經(jīng)過模具之前快速冷卻。這種陶瓷材料還必須具有良好的機(jī)械性能。然而，要獲得機(jī)械性能和熱性能之間理想的平衡是很難的，因?yàn)闊釋?dǎo)率非常低的耐熱材料往往機(jī)械強(qiáng)度較弱，而機(jī)械強(qiáng)度高的耐熱材料往往具有高得多的熱導(dǎo)率。因此，具有足夠機(jī)械強(qiáng)度的耐熱材料可能會具有相對較高的熱導(dǎo)率。

這會導(dǎo)致許多問題。首先，經(jīng)過較長的一段時(shí)間后(通常為幾個(gè)月或幾年)，液態(tài)金屬的熱量經(jīng)過耐熱分配裝置傳導(dǎo)至鋼鑄造臺，這會導(dǎo)致鋼鑄造臺因熱疲勞而產(chǎn)生變形。通常情況下，這將導(dǎo)致被稱為“鼓起”(crowning)的現(xiàn)象，即該鑄造臺呈現(xiàn)出略微圓頂?shù)男螤睿沟门c該鑄造臺的中心比其邊緣更高。第二，液態(tài)金屬在沿分配系統(tǒng)流動的過程中所損失的熱量，會在分配系統(tǒng)的不同部分產(chǎn)生溫度差，通常靠近金屬供料點(diǎn)的金屬最熱而在分配系統(tǒng)中距離供料點(diǎn)最遠(yuǎn)的部分最冷。這會導(dǎo)致在鑄造過程當(dāng)中，從分配系統(tǒng)的“熱”的部分出現(xiàn)的金屬將會比從分配系統(tǒng)的“冷”的部分出現(xiàn)的金屬更慢地凝固，從而難以將液壓頂?shù)乃俣扰c金屬的凝固速率進(jìn)行匹配。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種能夠緩解一個(gè)或多個(gè)上述問題的分配裝置。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面,提供了一種用于在立式鑄造系統(tǒng)中分配液態(tài)金屬的分配裝置，所述分配裝置包括由耐熱材料制成的主體，所述主體包括基部、外周壁和位于所述基部下方的隔熱層，所述基部和外周壁共同提供了用于容納和分配液態(tài)金屬的槽，其中所述主體的耐熱材料具有第一熱導(dǎo)率，所述隔熱層由隔熱材料制成，所述隔熱材料具有小于所述第一熱導(dǎo)率的第二熱導(dǎo)率。

隔熱層有助于減少液態(tài)金屬的熱量通過分配裝置而傳導(dǎo)至支撐臺。這有助于減輕支撐臺的熱疲勞。分配裝置的減小的熱導(dǎo)率也有助于降低液態(tài)金屬熱量損失的速率，從而降低液態(tài)金屬中的溫度梯度和改善由鑄造系統(tǒng)所形成的金屬坯件的質(zhì)量和一致性。