本发明专利技术的示例性实施例提供了一种直接冷铸复合金属锭的方法。该方法涉及通过向直接冷铸设备的铸模内的两个或更多铸造室供应熔融金属流来顺序地铸造两个或更多金属层以形成复合锭。在邻近于铸造室的进口的位置处监视熔融金属流中的一个或多个的进口温度，所述铸造室被供给所述流，并将该进口温度与所述流的预定设定温度相比较以确定是否存在任何差异。然后基于所比较的温度的差异以一定的量来调整影响进入铸造室或在铸造室内的熔融金属温度的铸造变量（例如铸造速度）以消除由进口温度和设定温度的差异引起的不利铸造效果。优选地，选择促使监视到的温度接近于设定温度的调整。另一示例性实施例提供用于操作该方法的设备。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及通过顺序直接冷铸进行的复合金属锭的铸造。更特别地，本专利技术涉及这样的铸造，其中，对所铸造的熔融金属的输入温度的变化进行补偿。
技术介绍
出于许多目的而期望铸造由两个或更多金属层制成的金属锭。例如，由此类锭产生的轧制产品可以在芯层的一侧或两侧形成有金属涂层以便提供可以与金属产品的整体性质不同的特定表面性质。在以Anderson等人为专利技术人的国际专利出版物no. WO2004/112992中公开了可以用来铸造此类复合锭的各种期望方式。此公开公开了用于一次铸造两个或更多金属层以形成复合锭的直接冷(DC)铸的方法和设备。为了金属层之间的更好粘附，期望的是保证顺序地形成各层(尽管所述层在单个设备中一起铸造)，使得一层的熔融金属接触另一层的先铸造的半固体金属，从而允许有跨金属间界面的一定程度的金属共扩散。该铸造布置还可以防止金属层之间的界面处的过度氧化物形成，再次地改善了各层的相互粘附。在本文中提到的专利技术人已经发现被用于各种层的铸造的熔融金属的温度能够影响铸造方法和设备的操作。如果金属流中的一个或多个过热，则随着锭被形成，可能发生金属间界面的破裂或其它种类的破坏，其中，金属首先进行接触。另一方面，如果金属流中的一个或多个太冷，可能由于金属在用于将金属传送至铸模的流管或分配槽中的部分或完全凝固而妨碍熔融金属到铸模中的流动。另外，在这种情况下，先固化的材料可能被传送至铸模本身，这不利地影响铸造产品。虽然该设备大体上最适合于以期望的温度将金属传送至模具(称为用于特定金属的“设定点”)，但由于环境因素和非预期的操作变化，实际上要保持期望的温度并不总是容易的。因此，期望的是提供消除此类温度变化的不利影响或使其最小化的方式。虽然Anderson等人的上述国际专利出版物公开了用于共同铸造多个层以形成复合锭的基本过程，但并未讨论和公开由输入温度的变化引起的问题，并且未讨论解决方案。1998年11月24日颁发的授予Roder等人的美国专利5，839，500公开了用于通过连续过程来铸造金属板条的方法和设备，所述连续过程涉及双带式铸造机、移动块铸造机等的使用。该专利提出了改善金属铸件的质量的方式，涉及测量诸如金属温度的东西并控制某些过程参数。然而，该专利未涉及铸造复合锭且未涉及两个或更多金属流到铸造设备的供应。因此，需要有效地解决上述问题中的某些或全部的方法。
技术实现思路
本专利技术的一个示例性实施例提供了一种直接冷铸复合金属锭的方法，其涉及通过顺序地向直接冷铸设备的铸模内的至少两个铸造室供应熔融金属流来顺序地铸造至少两个金属层以形成复合锭；在邻近于铸造室的进口的位置处监视熔融金属流中的一个或多个的进口温度，所述铸造室被供给所述流，并将监视到的温度与所述流的预定设定温度相比较以检测与设定温度的温度差；以及基于检测到的温度差中的一个或多个以一定的量来调整影响进入铸造室或在铸造室内的熔融金属温度的铸造变量，以使由所述一个或多个温度差引起的不利铸造效果最小化。优选地，以促使流中的一个或多个的监视到的进口温度接近于或返回用于流中的一个或多个的预定设定温度的方式来执行铸造变量的调整。换言之，当检测到与设定温度的温度差时，调整铸造变量，使 得该温度差趋向于被最小化或消除，并且监视到的温度接近于或返回至设定温度。可以在铸造的某些阶段停止铸造变量的调整，例如当不认为温度差对铸造操作有害时(即，不引起不利的铸造效果)，或者当铸造变量的调整本身引起不期望的不利铸造效果时。此外，可以使调整局限于落在预定范围内的温度差，使得不对落在预定范围之外的温度差进行调整。另一示例性实施例提供了用于铸造复合金属锭的设备，该设备包括直接冷铸设备，其具有带有用于铸造复合锭的至少两个室的铸模；槽，其用于向所述至少两个铸造室供应熔融金属流；至少一个温度传感器，其用于在邻近于铸造室的进口的位置处监视熔融金属流中的一个或多个的进口温度，所述铸造室被供给所述流；装置，其用于将来自所述至少一个温度传感器的监视到的温度与所述一个或多个流的预定设定温度相比较以检测所述流的温度差；以及控制器，其用于基于针对所述流中的至少一个检测的温度差以一定的量来调整影响进入铸造室或在铸造室内的熔融金属温度的铸造变量。术语“铸造变量”意指可以在铸造期间被操作员(或在计算机或可编程逻辑控制器内操作的控制算法)改变的铸造操作的特征。多个铸造变量可以影响进入模具或在其内部的金属温度。例如，此类铸造变量包括锭铸造速度、模具内的金属层的冷却速率、从模具出来的复合锭的冷却速率以及模具内的金属的表面高度。铸造速度的变化是优选变量，因为其正常地是最容易调整的一个。下面更详细地解释铸造速度变化的影响。可以通过调整被用来将模具的各室分离的被冷冻分隔壁的冷却来改变模具内的金属流的冷却速率(即增加的冷却或减小的冷却)。通常，分隔壁由导热金属制成，其被流过管的水冷却，所述管被保持与分隔壁物理接触。调整冷却水的流动速率(和/或其温度)增加或减少了从分隔壁提取的热量，并且因此增加或减少从与分隔壁接触的熔融金属提取的热量以及熔融金属的温度。因此，与分隔壁接触的熔融金属的温度在模具本身内被调整。与分隔壁接触的金属最后形成相邻金属层之间的金属界面的一部分，因此金属所接收到的冷却量直接影响界面处的金属的物理性质(即在界面处由熔融金属形成的半固体金属壳的温度和厚度)。增加通过被附接于分隔壁的管的水的流动速率因此增加与分隔壁接触的熔融金属的冷却速率，并因此随着熔融金属进入模具而不畅在预定温度(设定点)之上的熔融金属的温度。相反，冷却水的流动速率的减小补偿在设定点之下的熔融金属的温度。同样地，向从模具出来的锭的外面施加冷却水的速率可以增加或降低模具内的金属的温度，因为热量被沿着锭从模具内的金属传导至一位置，在该位置，热量被所施加的外部冷却水收回。因此，增加冷却水的流量(和/或其温度)对模具内的熔融金属产生增加的冷却效果(因此补偿设定点之上的温度)，并且减小冷却水的流量产生冷却的相对减少(补偿在设定点之下的温度)。模具室内的金属池的表面高度的调整具有改变其中金属相互接触的界面处的金属温度的效果，因为铸造室内的较大金属深度增加其间熔融金属与冷模具壁的接触的时间，并且较浅的金属深度减少冷却时间。可以通过改变熔融金属被引入模具室的速率来调整金属高度，例如通过在金属供应设备内的移动阀或“节流器”(通常为耐高温杆)。因此，增加的金属深度补偿设定点之上的温度，并且减小的金属深度补偿在设定点之下的温度。调整铸造变量的一个目标是防止其中铸造层的金属首次相遇的界面的破裂、坍塌或其它破坏。在顺序铸造中，采用由半固体金属制成的新形成的金属表面作为在其上面铸造并冷却用于相邻层的熔融金属的支撑体。半固体金属层被形成为仍为熔融金属的芯的周围的壳，因此该壳应足够厚以避免与来自其它铸造层的熔融金属接触时的破裂或坍塌。壳的厚度取决于期间金属层特别地被分隔壁 冷却的时间。此外，半固体层的温度应使得其在与其它层的熔融金属接触时不升高至熔融温度范围，否则界面可能再次经受破裂或坍塌。因此，可维持的铸造界面的产生非常取决于在铸造金属首次相遇并完全固化的点处的将要被铸造的第一金属的冷却时间和最低温度。因此目标是对影响此冷却时间和温度的铸造变量进行调整以补偿熔融金属的进口温度在预定本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：RB瓦斯塔夫，AD辛登，TF比肖夫，E鲍尔，J麦德莫特，
申请(专利权)人：诺维尔里斯公司，
类型：发明
国别省市：
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