[发明专利]直接冷却铸造结晶器的动态形状控制

说明书

本文中提供一种用于金属连续铸造的系统、设备和方法，且更具体地，涉及一种用控制直接冷铸结晶器的形状来动态地控制铸造过程期间从结晶器中铸出的铸锭的轮廓的机构。实施例可以提供一种设备用于材料铸造，所述设备包含：第一和第二相对侧壁；在所述第一和第二侧壁之间延伸的第一和第二端壁，其中所述第一和第二相对侧壁以及所述第一和第二相对端壁形成大致矩形的模腔。所述第一和第二相对侧壁中的至少一个侧壁可以包含两个或更多个接触区域，其中所述两个或更多个接触区域中的每一个可以构造成相对于沿着所述侧壁的直线位移。

技术领域

本发明涉及一种用于金属连续铸造的系统、设备和方法，且更具体地，涉及一种用控制直接冷却铸造结晶器的形状以动态地控制铸造过程期间从结晶器中铸出的铸锭的轮廓的机构。

背景技术

金属产品可以通过多种方式形成；然而，许多形成方法首先需要铸造扁锭、圆锭或其它铸件，这些扁锭、圆锭或其它铸件可以用作原材料，例如通过轧制或机械加工制造金属最终产品。制造扁锭或圆锭的一种方法是通过称为直接冷铸的半连续铸造过程，其中竖直定向的结晶器模腔位于平台上方，所述平台竖直地向下平移到铸坑中。引锭头可以至少在开始时位于平台上并形成结晶器模腔的底部，以开始铸造过程。将熔融金属浇入结晶器模腔中，之后，熔融金属通常使用冷却流体冷却。其上具有引锭头的平台可以按预定的速度下降到铸坑中，以允许金属离开结晶器模腔并随引锭头下降而凝固。随着更多的熔融金属进入模腔，平台继续降低，并且固体金属离开模腔。这种连续铸造过程允许根据结晶器模腔的轮廓来形成金属铸锭，并且金属铸锭的长度仅受铸坑深度和在其中移动的液压致动平台的限制。

发明内容

本发明涉及一种用于金属连续铸造的系统、设备和方法，且更具体地，涉及一种用于控制直接冷铸结晶器的形状以动态地控制铸造过程期间从结晶器铸出的铸锭的轮廓的机构。实施例可以提供一种用于铸造材料的设备，所述设备包含：第一和第二相对侧壁；在所述第一和第二侧壁之间延伸的第一和第二端壁，其中所述第一和第二相对侧壁以及所述第一和第二相对端壁形成大致矩形的结晶器模腔。所述第一和第二相对侧壁中的至少一个可以包含两个或更多个接触区域，其中所述两个或更多个接触区域中的每一个可以构造成响应于接收到从所述模腔外部施加的相应力而相对于所述第一和第二相对侧壁中的所述至少一个的第一端与所述第一和第二相对侧壁中的所述至少一个的第二端之间的直线位移。在所述两个或更多个接触区域中的第一接触区域处的相应位移可以不同于在所述两个或更多个接触区域中的第二接触区域处的位移，并且在所述两个或更多个接触区域中的每一个处的相应力可以改变所述第一和第二相对侧壁中的所述至少一个的曲率。

根据一些实施例，在所述两个或更多个接触区域中的所述第一接触区域处的所述相应力可以包含第一方向上的力，其中在所述两个或更多个接触区域中的所述第二接触区域处的所述相应力可以包含与所述第一方向相反的第二方向上的力。在所述两个或更多个接触区域中的所述第一接触区域处的所述相应力可以包含第一方向上的第一幅度的力，其中在所述两个或更多个接触区域中的所述第二接触区域处的所述相应力可以包含所述第一方向上的第二幅度的力，其中所述第二幅度不同于所述第一幅度。所述第一和第二相对侧壁可以包含铸造表面和外表面。所述第一和第二相对侧壁中的每一个可以进一步包含沿着所述外表面设置的柔性囊状物，其中冷却流体室限定在每个相应相对侧壁与相应柔性囊状物之间。所述第一和第二相对侧壁中的每一个的铸造表面可以包含与相应流体室流体连通的多个孔口。挡扳可以设置在冷却流体室与相应侧壁之间，其中所述挡板包含多个限流孔口。所述第一和第二相对侧壁中的每一个中的所述多个孔口可以构造成当铸造材料推进越过所述第一和第二相对侧壁的所述铸造表面时将冷却流体从相应冷却流体通道引向所述铸造材料。