[发明专利]浇注熔化材料的方法及装置

说明书

本发明涉及将熔融金属之类的熔化材料浇注进铸模，可以称出与浇注有关的熔化材料重量的方法及装置。为了在铸造作业中保持熔化材料的低浇注高度，并使其运动尽量平稳，装熔化材料的铸勺的底部基本上设计为弯曲的，其曲率半径使铸勺内的熔化材料层的厚度达到最大值时也比该曲率半径小得多。使用根据本发明的铸勺支承装置有利于实现本发明的铸造方法。

浇铸金属液并称出与之相关的重量是非常重要的，例如在浇铸金属阳极时，因为浇铸后的下一工序是电解，在此情况下，取得高效率的先决条件是这些金属阳极在形状和重量上都要一样。在目前已知的浇注方法中，金属阳极大多数是在敞口铸模内铸造成的。

阳极铸造一般是用安装于铸勺下的液压缸使铸勺倾斜而完成的。铸勺和液压缸的另一端用轴承与桥式构件连接。铸勺、液压缸和桥式构件都浮动于一个复杂的杠杆装置之上。该杠杆装置将垂直作用于铸勺的力转变成能为一个或若干个牵引力探测装置所测量的力。

在现有技术中，有一种能称出与浇注有关的熔料重量的方法和装置是人们了解的，它就是加拿大专利924,477号中所说的那一种。该专利介绍了一种底部弯曲的铸勺。这种铸勺在浇铸开始时熔料层高度与铸勺底部曲率半径相等。铸勺的高度若与曲率半径大致相等，浇铸时铸勺就必须在铸模的上方移动。如果按照目前的惯常做法，铸勺在下面进行支承，采取上面这种办法，设备就很难制造，而且很明显，熔化材料的浇注高度也会很高，会造成飞溅。美国专利3,659,644号公开了与此类似的铸勺，其高度与曲率半径大致相等。

在现有技术中，人们还知道有一些其它的办法，能把浇注与测出熔化材料重量的工作结合在一起，就是把铸勺的底部基本上做成平的。采用这种方法，熔料的浇注高度低，在某些情况下，铸勺平底上的熔化材料流速加快会引起测重装置产生质量增加的错误印象。

本发明的目的是为了把浇注熔化材料的同时，测得的有关熔料重量的误差降到最低限度，并使浇铸过程尽量平稳，从而熔化材料的浇注保持低高度，流动尽量平稳。为了实现本发明上述目的，本发明提供了一种铸勺，其底部基本上是弯曲的，熔化材料层在浇铸前的垂直高度比曲率半径的长度小得多，至多为1/2，但最好是在1/3至1/5的范围内。此外还研制出了一种使这种铸勺运动的装置。本发明的重要的新奇特点从附后的权利要求书中可以看出。

能使浇铸平稳的铸勺也可用位于铸勺内的熔融金属构成的扇形夹角说明。在上述情况下，扇形夹角最多为140°，最好不超过90°。这里所说的扇形夹角是铸勺曲率中心与例如熔融铜之类的熔化材料两边相连的两直线之间的夹角。

在这种新装置里，铸勺的底部制成弯曲的，铸勺围绕通过底的曲率半径中心的直线而倾斜。这样，诸如金属之类的熔化材料就不必加速流动了，而且由于所说的金属的粘滞性几乎停留于原处。因此，使用这种方法，就不会向测重装置传递质量变化的错误信息了。熔融金属位于铸勺内时都不会得到向任何方向的力矩，其在铸勺内的飞溅也就少了。

当向铸勺内注入某一定量的金属液，其量一般为阳极重量加衬底金属，并且观察到阳极的宽度决定铸勺的宽度，就会占有一定的面积。研究的结果表明，铸勺底的曲率半径与金属液层厚度的比值越小，铸勺的旋转轴就越靠近铸模的前缘。例如：铸勺底的曲率半径与熔料层的厚度之比为1∶1这就意味着在浇注过程中，铸勺实际上必须位于铸模的上方。这样铸勺是相当难支承的，在这种安排中，应用秤也是困难的。当铸勺底部的曲率半径比熔料层的厚度大时，金属液和铸勺的重心就会位于铸模之外。在这种情况下，秤和倾斜装置就好安排多了。

本发明所采用的方法的其它优点还有：因为铸勺中的金属液的高度低，从铸勺到铸模之间的浇注高度在整个浇注作业中都可保持得较低。这一点在浇注开始金属液容易从空模中溅出时尤为重要。

下面参照附图对本发明的装置作更为详细的说明，附图中：

图1说明本发明的铸勺在各种倾斜情况下的工作原理。

图2说明用于限定底部弯曲的铸勺的各种数据。

图3说明连接本发明的铸勺的一种好方法的工作原理。

图1A显示的是根据本发明制造的带有弯曲底部能使浇注平稳的铸勺1处于尚未倾斜即倾斜度为0°的位置。该铸勺有弯曲的底部和朝向铸模3的浇注口4。在铸勺的上方有中间包5，熔化材料从这个中间包注入铸勺。熔化材料标以标号6。本图没有详细显示铸勺的侧壁，但上述侧壁最好基本上是垂直的。图1的其它各种变化中，浇注开始前，垂直测量时，熔化材料的厚度小于铸勺底部曲率半径的1/10。