上引式連續鑄造裝置和上引式連續鑄造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種上引式連續鑄造裝置和上引式連續鑄造方法。
【背景技術】
[0002]在日本專利申請公開N0.2012-61518 (JP2012-61518A)中，發明人提出了一種不需要模具的作為新穎的上引式連續鑄造方法的自由鑄造方法。如在JP2012-61518A中所描述的，在啟動器浸沒到熔融金屬的表面(或熔融金屬表面)中之后，拉起啟動器，并且隨后，熔融金屬借助于熔融金屬的表面膜和表面張力跟隨啟動器并且還被拉出。此處，熔融金屬通過靠近熔融金屬表面放置的形狀限定構件拉出，并且隨后冷卻，從而實現具有所需截面形狀的鑄件的連續鑄造。
[0003]在常規的連續鑄造方法中，縱向方向上的形狀由模具和截面形狀一起限定。特別地，在連續鑄造方法中，由于需要使凝固的金屬(也就是說，鑄件)穿過模具的內部，已經鑄造的鑄件的形狀沿縱向方向直線延伸。相反地，自由鑄造方法中的形狀限定構件僅限定了鑄件的截面形狀，而沒有限定縱向方向上的形狀。此外，由于形狀限定構件能夠沿與熔融金屬表面平行的方向(也就是說，沿水平方向)移動，從而獲得了鑄件在縱向方向上的各種形狀。例如，JP2012-61518 A公開了一種中空鑄件(也就是說，管)，該中空鑄件形成為諸如縱向方向上鋸齒形形狀或螺旋形形狀之類的非線性形狀。
[0004]發明人發現了下述問題。在JP 2012-61518 A中，沒有公開用于具有分支結構的鑄件的制造方法。
【發明內容】
[0005]本發明提供了一種上引式連續鑄造裝置和一種上引式連續鑄造方法，通過該上引式連續鑄造裝置和該上引式連續鑄造方法能夠形成具有分支結構的鑄件。
[0006]根據本發明的一個方面的一種上引式連續鑄造裝置包括保溫爐和形狀限定構件，該保溫爐保持熔融金屬，該形狀限定構件靠近通過保溫爐保持的熔融金屬的熔融金屬表面設置，并且在熔融金屬穿過形狀限定構件時限定了待鑄造的鑄件的截面形狀，并且該形狀限定構件能夠在接合狀態與分開狀態之間進行切換。通過該結構，可以形成具有分支結構的鑄件。
[0007]上引式連續鑄造裝置還可以包括熔融金屬切割器，該熔融金屬切割器在形狀限定構件處于分開狀態的情況下插入已經穿過形狀限定構件的熔融金屬中。此外，一對熔融金屬切割器可以設置成經由已經穿過形狀限定構件的熔融金屬在形狀限定構件分開所沿的分型線上面向彼此。通過該結構，可以進一步確保形成具有分支結構的鑄件。
[0008]形狀限定構件包括內部形狀限定構件和外部形狀限定構件，并且待鑄造的鑄件具有中空結構。上引式連續鑄造裝置還可以包括冷卻部，該冷卻部使已經穿過所述形狀限定構件的熔融金屬冷卻并凝固。
[0009]上引式連續鑄造裝置可以是自由鑄造裝置，其中，當將啟動器從熔融金屬表面拉起時，熔融金屬借助于表面膜和表面張力跟隨啟動器并且從所述熔融金屬表面被拉起，從而形成被保留的熔融金屬，通過形狀限定構件為被保留的熔融金屬賦予形狀，并且該被保留的熔融金屬從上側向下側凝固，從而形成鑄件。
[0010]根據本發明的一個方面的一種上引式連續鑄造方法包括:將保持在保溫爐中的熔融金屬拉起，同時使得熔融金屬穿過限定待鑄造的鑄件的截面形狀的形狀限定構件；通過使已經被拉起穿過形狀限定構件的熔融金屬冷卻來使熔融金屬凝固；以及在鑄造期間使形狀限定構件從接合狀態切換至分開狀態。通過該結構，可以形成具有分支結構的鑄件。在鑄造期間已經分開的形狀限定構件可以從分開狀態切換至接合狀態。
[0011]在形狀限定構件處于分開狀態的情況下，熔融金屬切割器可以插入已經穿過形狀限定構件的熔融金屬中。此外，一對熔融金屬切割器可以設置成經由已經穿過形狀限定構件的熔融金屬在形狀限定構件分開所沿的分型線上面向彼此。通過該結構，可以進一步確保形成具有分支結構的鑄件。
[0012]而且，形狀限定構件可以通過內部形狀限定構件和外部形狀限定構件構造，并且可以鑄造具有中空結構的鑄件。
[0013]上引式連續鑄造方法可以是自由鑄造方法，其中，當啟動器從熔融金屬表面拉起時，熔融金屬借助于表面膜和表面張力跟隨啟動器并且被從熔融金屬表面拉起，從而形成了被保留的熔融金屬，通過形狀限定構件為被保留的熔融金屬賦予形狀，以及被保留的熔融金屬從上側向下側凝固，從而形成鑄件。
[0014]根據本發明，可以提供一種上引式連續鑄造裝置和一種上引式連續鑄造方法，通過該上引式連續鑄造裝置和該上引式連續鑄造方法，能夠形成具有分支結構的鑄件。
【附圖說明】
[0015]下面將參照附圖對本發明的示例性實施方式的特征、優勢和技術及工業意義進行描述，其中，相似的附圖標記指示相似的元件，并且其中:
[0016]圖1為根據第一實施方式的自由鑄造裝置的截面圖；
[0017]圖2A為形狀限定構件102 (當接合在一起時)的平面圖，以及圖2B為形狀限定構件102的平面圖(當分開時)；
[0018]圖3A為示出了形狀限定構件102與熔融金屬切割器Cl、C2之間的位置關系(當形狀限定構件102接合在一起時)的平面圖，以及圖3B為示出了形狀限定構件102與熔融金屬切割器Cl、C2之間的位置關系(當形狀限定構件102分開時)的平面圖；
[0019]圖4為根據第一實施方式的鑄件M3的立體圖；以及
[0020]圖5為沿著圖4中的切割平面線V-V截取的截面立體圖。
【具體實施方式】
[0021]下文將參照附圖對適用本發明的特定實施方式進行詳細解釋。然而，應當指出的是，本發明不限于下文描述的實施方式。同樣，下文的陳述和附圖根據需要而被簡化以闡明解釋。
[0022](第一實施方式)首先，將參照圖1對根據第一實施方式的自由鑄造裝置(上引式連續鑄造裝置)進行描述。圖1為根據第一實施方式的自由鑄造裝置的截面圖。如圖1中所示，根據第一實施方式的自由鑄造裝置包括熔融金屬保溫爐101、三個內部形狀限定構件102al、102a2和102a3、外部形狀限定構件102b、四個內部冷卻氣體噴嘴103、支承桿104、致動器105和外部冷卻氣體噴嘴106。圖1中的xy平面構造了水平表面，并且z軸線方向為豎向方向。更具體地，z軸線上的正向方向為豎向向上的方向。
[0023]熔融金屬保溫爐101保持諸如鋁及鋁合金之類的熔融金屬M1，并且將熔融金屬Ml保持在給定的溫度。在圖1中示出的示例中，由于熔融金屬保溫爐101中的熔融金屬沒有被補充，熔融金屬Ml的表面(或熔融金屬表面)隨著鑄造的進行而降低。然而，可以根據需要在鑄造期間將熔融金屬補充到熔融金屬保溫爐101中，使得熔融金屬表面保持恒定。當然，熔融金屬Ml可以是除鋁之外的其他金屬或合金。
[0024]內部形狀限定構件102al、102a2、102a3和外部形狀限定構件102b由例如陶瓷或不銹鋼制成，并且靠近熔融金屬表面設置。在圖1中的示例中，三個內部形狀限定構件102al、102a2、102a3和一個外部形狀限定構件102b設置成與熔融金屬表面接觸。然而，內部形狀限定構件102al、102a2、102a3和外部形狀限定構件102b可以設置成使得內部形狀限定構件102al、102a2、102a3和外部形狀限定構件102b的位于下側(熔融金屬表面側)的主表面不與熔融金屬表面接觸。具體地，可以在內部形狀限定構件102al、102a2、102a3和外部形狀限定構件102b的位于下側的主表面與熔融金屬表面之間提供給定間隙(具有例如大約0.5mm的間隙)。三個內部形狀限定構件102al、102a2、102a3限定了待鑄造的鑄件