CN102159345B - 用于在初始启动时密封铸锭的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于生产金属铸锭的连铸炉，该连铸炉包括用来阻止外部大气进入熔炼腔室中的熔融密封。启动密封组件使得能够形成初始密封以阻止外部大气在形成熔融密封之前进入熔炼腔室中。

Description

用于在初始启动时密封铸锭的方法和设备

技术领域

本发明总体涉及金属的连铸。更特别地，本发明涉及保护反应性金属在熔融时或在升高的温度下不与大气发生反应的方法。具体地说，本发明涉及使用熔融金属(诸如液态玻璃)来形成屏障，以阻止大气进入连铸炉的熔融腔室，以及涂覆由这些金属形成的金属铸件以保护金属铸件不被大气侵蚀。

背景技术

炉床熔融法、电子束冷炉床精炼(EBCHR)和等离子体弧冷炉床精炼(PACHR))最初是为了提高用于喷气发动机旋转部件的钛合金的质量而开发的。在该领域中，质量的提高主要与有害颗粒(诸如高密度夹杂物(HDI)和硬的α粒子)的去除相关。最近，对EBCHR和PACHR的应用更多地集中在降低成本方面。影响成本降低的一些途径在于：增强对各种形式的输入材料的灵活使用；形成单步骤的熔融工艺(例如，钛的传统熔融需要两个或三个熔融步骤)；以及促进产生较高的产品产量。

钛和其它金属具有高反应性，而且因此必须在真空或惰性气体中进行熔融。在电子束冷炉床精炼(EBCHR)中，在炉的熔融和铸造腔室中保持高的真空度，以允许电子束枪操作。在等离子体弧冷炉床精炼(PACHR)方法中，等离子体弧炬使用惰性气体(诸如氦或氩(一般为氦))来产生等离子体，因此，炉中的气体主要是由等离子体炬所使用的气体的部分压力或正压力构成的。在任一种情况下，由与熔融钛发生反应的氧气或氮气对炉腔室造成的污染可能在钛铸件中引起硬α粒子缺陷。因此，在整个连铸过程中，在炉腔室内应该完全或基本上避免出现氮气和氧气。

为了在对铸造过程的中断程度最小且不用氧气/氮气/或其它气体污染熔炼腔室的情况下允许从炉中取出铸件，目前的炉采用了抽出式腔室。在铸造工艺过程中，伸长的铸件通过隔离闸阀从铸模的底部移出并进入抽出式腔室中。当达到铸件的合适长度或最大长度时，铸件它通过闸阀从铸模中完全抽出并进入抽出式腔室中。然后，将闸阀关闭以将抽出式腔室与炉的熔炼腔室隔离开，从炉的下方移出抽出式腔室，以及取出铸件。

尽管可使用，但是这样的炉具有若干局限性。首先，铸件最大长度被限制成抽出式腔室的长度。此外，在将铸件从炉中移出的过程中，必须要停止铸造。因此，这样的炉允许进行连续熔融操作，但不允许连续铸造。而且，铸件的顶部通常包含在铸件冷却时形成的缩孔(管孔)。对铸件顶部(通常称为“热顶”)进行的受控冷却可减少这些缩孔，但热顶是一个耗时的过程，这会降低生产率。铸件的包含缩孔或管孔的顶部部分是无不可用的材料，这因此会导致产量损失。而且，由于在铸件底部处的、附接至取件推出器上的燕尾榫，存在另外的产量损失。

本发明通过密封装置消除或明显减少了这些问题，该密封装置允许对钛、超级合金、难熔金属、以及其它反应性金属进行连续铸造，由此使得呈铸锭、棒、板坯或类似形式的铸件可从连续铸造炉的内部移动到外部，而不会将空气或其它外部大气带入到炉腔室中。

发明内容

本发明提供了一种方法，所述方法包括下述步骤：将间隔开的环形的第一密封构件和第二密封构件设置成邻接通道壁内周边并且从所述通道壁内周边向内径向延伸，所述通道壁内周边限定出一通道，所述通道与包含有连铸铸模的内部腔室连通并且与内部腔室外面的大气连通，所述通道包括位于铸模和密封构件之间的熔融密封储存器；将铸锭引锭器锭头通过密封构件和熔融密封储存器插入内部腔室中，以使得锭头的上端设置在铸模中，并且所述密封构件中的每一个与引锭器锭头的外周边邻接，以使得所述密封构件中的至少一个与引锭器锭头的外周边形成基本上气密密封；以及使惰性气体运动进入限定在所述密封构件、引锭器锭头的外周边和通道壁内周边之间的第一空间中。

本发明还提供了一种方法，所述方法包括下述步骤：将环形的密封构件设置成邻接通道壁内周边并且从所述通道壁内周边向内径向延伸，所述通道壁内周边限定出一通道，所述通道与包含有连铸铸模的内部腔室连通并且与内部腔室外面的大气连通，所述通道包括位于铸模和密封构件之间的熔融密封储存器；将铸锭引锭器锭头通过密封构件和熔融密封储存器插入内部腔室中，以使得锭头的上端设置在铸模中，并且密封构件与引锭器锭头的外周边邻接，并且与引锭器锭头的外周边形成基本上气密密封，以阻止外部大气经由通道进入内部腔室中；在所述插入步骤之后从内部腔室中将空气抽空；用惰性气体回填抽空的内部腔室；将熔融金属浇注到位于引锭器锭头顶部的铸模中，以便开始在引锭器锭头顶部形成加热的金属铸件，由此金属铸件和引锭器锭头一起形成铸锭；以及在铸锭的外周边周围、在储存器内形成熔融密封，这阻止了外部大气经由通道进入内部腔室中，由此密封构件和引锭器锭头的外周边之间的密封不再需要用于阻止所述外部大气经由通道进入内部腔室中。

本发明还提供了一种炉子，所述炉子包括内部腔室；在内部腔室内的连铸铸模；通道壁，所述通道壁内周边限定出与内部腔室连通并且与内部腔室外面的大气连通的通道；金属铸造路径，所述金属铸造路径从铸模延伸穿过该通道，并且被构造用于使加热的金属铸件通过该金属铸造路径从内部腔室运动至外部大气；间隔开的第一环形密封构件和第二环形密封构件，所述第一环形密封构件和第二环形密封构件可拆卸地设置在通道内；所述环形密封构件中的每一个具有内周边，所述内周边限定出横截面形状，内周边与金属铸造路径的横截面形状基本上相同并且尺寸大约相同；限定在第一环形密封构件和第二环形密封构件、金属铸造路径的外周边和通道壁内周边之间的第一空间；以及与第一空间流体连通的惰性气体源。

附图说明

图1是本发明的密封件与连续铸造炉一起使用的剖视图。

图2是与图1类似的视图，显示出用熔融材料形成铸锭的初始阶段，该熔融材料从熔融/精炼炉床流入铸模中，并被位于炉床和铸模每一个的上方的热源加热。

图3是与图2类似的视图，显示出在铸锭被降低到举升器(lift)上并且进入密封区域中时形成铸锭的另一阶段。

图4是与图3类似的视图，显示出形成铸锭和在铸锭上形成玻璃涂层的另一阶段。

图5是图4中用圆圈标出的部分的放大图，显示出颗粒状玻璃进入液态玻璃储存器中和形成玻璃涂层。

图6是铸锭在从炉的熔炼腔室中移出之后的剖视图，显示出在铸锭外表面上的玻璃涂层。

图7是沿图6中的7-7线剖切的剖视图。

图8是本发明的连铸炉的示意性主视图，显示出铸锭驱动机构、铸锭切割机构、以及铸锭处理机构，其中，新生产的、带有涂层的金属铸件向下延伸到熔炼腔室的外部并由铸锭驱动机构和铸锭处理机构支承。

图9与图8类似，显示出已经被切割机构切断的一段带有涂层的金属铸件段。

图10与图9类似，显示出切割段被降低以便于对它进行处理。

图11是与图8-10类似的放大的示意性主视图，更详细地显示出本发明的供给系统。

图12是料斗、供给腔室、供料管和振动器的不完整的放大的侧视图，其中，部分部件以剖面形式显示。

图13是沿图12中的线13-13剖切的剖视图。

图14是沿图11中的线14-14剖切的剖视图。

图15与图11类似，显示出在使用本发明的熔融密封将启动组件用于铸锭的初始形成中。

图16是从启动组件的真空密封凸缘侧剖切的放大的剖视图。

图17为沿着图16中的17-17线剖切的剖视图。

图18与图15类似，显示出引锭器铸锭锭头已经被插入穿过真空密封凸缘并且进入在熔炼腔室内的连铸铸模中。

图19与图18类似，显示出在铸锭引锭器锭头顶部形成铸锭的早期阶段。

图20与图19类似，显示出铸锭的形成和熔融密封的最初形成的另一阶段。

具体实施方式

在图1-5中，本发明的密封件总体由附图标记10表示，该密封件与连续铸造炉12一起使用。炉12包括围绕熔炼腔室16的腔室壁14，密封件10布置在该熔炼腔室内。在熔炼腔室16内，铸造炉12还包括熔融/精炼炉床18，该熔融/精炼炉床与铸模20流体连通，铸模20具有基本圆柱形的侧壁22，该侧壁具有基本圆柱形的内表面24，在该内表面24内限定出模腔26。热源28和30分别布置在熔融/精炼炉床18和铸模20的上方，用于对反应性金属(诸如钛和超级合金)进行加热，并使该反应性金属熔融。优选的是，热源28和30是等离子体炬，尽管也可采用其它合适的热源，诸如感应式加热器和电阻加热器。

炉12还包括用于降低金属铸件34(参照图2-4)的举升器或取件推出器32。可采用任何合适的取件装置。金属铸件34可以呈任何合适的形式，诸如圆形铸锭、矩形板坯或类似物。推出器32包括细长的臂36以及铸模支承件38，该铸模支承件38呈基本圆柱形板的形式，置于臂36的顶部上。铸模支承件38具有基本圆柱形的外表面40，当推出器32沿竖直方向运动时，该外表面40紧邻铸模20的内表面24布置。在操作过程中，熔炼腔室16包含有气体42，该气体42与可以在炉12中熔融的反应性金属(诸如钛和超级合金)不发生反应。可采用惰性气体来形成非反应性的气体42，特别是在使用等离子体炬的情况下，经常使用氦或氩，最经常使用的是氦。腔室壁14的外部是当处于加热状态时与反应性金属发生反应的气体44。

密封件10被构造用于阻止反应性的气体44在反应性金属(诸如钛和超级合金)的连续铸造过程中进入熔炼腔室16中。密封件10还被构造用于当加热的金属铸件34进入反应性气体44中时保护该加热的金属铸件34。密封件10包括通道壁或端口壁46，该通道壁或端口壁46具有基本圆柱形的内表面47，在该内表面47内限定出通道48，该通道48具有进入开口50和退出开口52。端口壁46包括向内延伸的环形凸缘54，该环形凸缘具有内表面或圆周56。端口壁46的邻近进入开口50的内表面47限定出通道48的扩大段或较宽段58，而凸缘54形成了通道48的变窄段60。在环形凸缘54的下面，端口壁46的内表面47限定出通道48的扩大出口段61。

如下文所述，在炉12的操作过程中，在通道48的扩大段58中形成用于熔融材料(诸如液态玻璃)的储存器62。颗粒状玻璃或其它合适的可熔融材料(诸如熔盐或炉渣)的供应源64与供给机构66连通，该供给机构66与储存器62连通。密封件10还可以包括热源68，该热源68可以包括感应线圈、电阻加热器或其它合适的热源。此外，绝热材料70可以环绕着密封件10布置，以有助于保持密封件的温度。

现在参照图2-5来描述炉12和密封件10的操作。图2显示出热源28被操作以使熔融/精炼炉床18内的反应性金属72熔融。熔融的金属72如箭头A所示地流入铸模20的模腔26中，并且最初通过操作热源30来保持在熔融状态。

图3显示出当另外的熔融金属72从炉床18流入铸模20中时，使推出器32如箭头B所示向下缩回抽出。金属72的上部部分73通过热源30保持熔融，而金属72的下部部分75开始冷却以形成铸件34的初始部分。当推出器32向下抽出时，铸模20的水冷壁22将促进金属72的固化以形成铸件34。大约在铸件34进入通道48的变窄段60(见图2)中时，颗粒状玻璃74从供应源64经由供给机构66供给到储存器62中。虽然铸件34被充分冷却而部分地固化，但它通常仍足够热，足以使颗粒状玻璃74熔融以在储存器62中形成液态玻璃76，储存器62由铸件34的外表面79和端口壁46的内表面47来限定边界。如果需要，可操作热源68，以便通过端口壁46提供额外的热量，从而有助于颗粒状玻璃74的熔融，以确保液态玻璃76的供应足够和/或有助于将液态玻璃保持在熔融状态。液态玻璃76填充储存器62和变窄部分60内的空间，以便产生阻止外部的反应性气体44进入熔炼腔室16并与熔融金属72发生反应的屏障。环形凸缘54限定了储存器62的下端边界，并减小了铸件34外表面79和端口壁46的内表面47之间的间隙或空隙。由凸缘54形成的通道48的变窄使得液态玻璃76能够汇聚在储存器62(见图2)中。储存器62中的液态玻璃76熔池围绕着金属铸件34延伸以与金属铸件的外表面79接触，从而形成了环形的熔池，该熔池在通道48内为基本圆柱形的。因而，液态玻璃76的熔池形成了液态密封件。在形成了该密封件之后，可以打开使非反应性气体42与反应性气体44分隔开的底部门(未示出)，以便能够将铸件34从熔炼腔室16中抽出。

如图4-5所示，当铸件34继续向下运动时，在液态玻璃流经储存器62和通道48的变窄段60时，液态玻璃76涂覆铸件34的外表面79。变窄段60减小了邻近铸件34的外表面79的液态玻璃76层的厚度或者使液态玻璃76层变薄，以便控制与铸件34一起退出通道48的玻璃层的厚度。然后，液态玻璃76充分冷却以在铸件34的外表面79上固化为固态玻璃涂层78。处于液态和固态形态的玻璃涂层78提供了保护性屏障，以阻止形成铸件34的反应性金属72与反应性气体44发生反应，同时铸件34仍然被加热到允许进行这样的反应的足够温度。

图5更清楚地显示出颗粒状玻璃74如箭头C所示地行进通过供给机构66，进入通道48的扩大段58中，并进入储存器62中，在该储存器中，颗粒状玻璃74被熔融以形成液态玻璃76。图5还显示出当铸件34向下运动时，在通道48的变窄段60中形成液态玻璃涂层。图5还显示出在铸件34与涂层78一起运动经过扩大的出口段61时在通道48的扩大出口段61内、在玻璃涂层78与端口壁46之间的开放空间。

如图6所示，一旦铸件34退出铸造炉12到足够程度，铸件34的一部分可被切断，以形成任何期望长度的铸锭80。从图6和图7中可看出，固态的玻璃涂层78沿着铸锭80的整个周围延伸。

因此，密封件10提供了阻止反应性气体44进入熔炼腔室16中的机构，并保护呈铸锭、棒、板坯或类似形式的铸件34免受反应气体44的侵蚀，同时铸件34仍然被加热至其仍与气体44发生反应的温度。如前所述，铸模20的内表面24为基本圆柱形的，以便生产出基本圆柱形的铸件34。端口壁46的内表面47同样为基本圆柱形的，以便产生用于储存器62的足够空间以及在铸件34与凸缘54的内表面56之间的空间，从而形成密封，而且在铸件34向下通过时还在铸件上提供合适厚度的涂层。但是，液态玻璃76能够产生具有多种与圆柱形不同的横截面形状的密封件。铸模的内表面和铸件的外表面的横截面形状优选与端口壁的内表面(特别是向内延伸的环形凸缘的内表面)的横截面形状基本相同，以使得铸件与凸缘之间的空间足够小以允许在储存器中形成液态玻璃，并且足够地扩大以提供足够厚度的玻璃涂层，从而足以阻止在热铸件与炉外部的反应性气体之间的反应。为了形成具有适于运动通过通道的尺寸的金属铸件，铸模内表面的横截面形状小于端口壁的内表面的横截面形状。

可以对密封件10和铸造炉12进行其它改变，这仍在本发明的范围内。例如，炉12可包括多于一个熔炼腔室，以使得材料72在一个熔炼腔室中熔融，并转移到分开的腔室中，在该分开的腔室中，布置有连续铸造铸模，并布置有从该分开的熔炼腔室通向外部气体的通道。此外，可缩短通道48以取消或基本上取消该通道的扩大的出口段61。还有，用于容纳熔融玻璃或其它材料的储存器可以形成在通道48的外部，并与通道流体连通，由此允许熔融材料流入与通道48类似的通道中，以便形成用于阻止外部气体进入炉中的密封，并在金属铸件通过该通道时涂覆金属铸件的外表面。在这种情况下，供给机构将与该可替代的储存器连通，以允许固态材料进入储存器中以在该储存器内熔融。因此，可替代的储存器可以设置作为用于固态材料的熔融位置。但是，密封件10的储存器62较简单，并使得更容易在金属铸件经过通道时利用金属铸件的热量将材料熔融。

本发明的密封提供了提高的生产率，这是因为可以在炉的外部切断一长度的铸件，同时，铸造过程不中断地继续进行。此外，由于在切割时各个铸件的暴露的部分不包含缩孔或管孔，且铸件的底部不具有燕尾榫，所以产量得以提高。此外，因为炉没有抽出式腔室，所以铸件的长度不再受到这种腔室的限制，因此，铸件实质上可以具有对于生产来说可行的任何长度。此外，通过使用合适类型的玻璃，涂覆在铸件上的玻璃可为铸件的随后挤出提供润滑。还有，当随后在进行锻压之前对铸件进行加热时，铸件上的玻璃涂层可以提供屏障，以阻止铸件与氧气或其它气体发生反应。

虽然本发明密封的优选实施例已被描述为与玻璃的颗粒物一起使用以形成玻璃涂层，但也可以使用其它材料(诸如熔盐或矿渣)来形成密封件和玻璃涂层。

本发明的装置和方法对于高反应性金属(诸如钛)特别有用，当反应性金属处于熔融状态时，该高反应性金属与熔炼腔室外部的气体的反应性非常强。但是，该方法适用于任何等级的金属，例如超级合金，其中，需要屏障来保持外部气体处于熔炼腔室之外，以阻止熔融金属暴露于外部气体中。

参照图8，进一步地描述铸造炉12。炉12显示为处于在制造设施或类似物的底板81之上的升高位置中。在内部腔室16内，炉12包括呈感应线圈82形式的附加热源，该附加热源设置在铸模20的下方且在端口壁46的上方。感应线圈82围绕在金属铸件34朝向通道壁46内的通道行进的过程中该金属铸件34所经过的通路。因此，在操作过程中，感应线圈82围绕金属铸件34，且邻近金属铸件的外周边布置，以用于将金属铸件34的热量控制在用于使它插入通道(熔池布置在该通道中)中的期望温度。

还有，在内部腔室16内设置有呈水冷管84形式的冷却装置，该冷却装置用于对颗粒材料的供给机构或配送器的导管66进行冷却，以阻止颗粒材料在导管66内熔融。管84基本上为环形环，该环形环与金属铸件34在外面间隔开并与导管66接触，以便在管84与导管66之间进行热传递，从而提供上述冷却。

炉12还包括呈光学高温计86形式的温度传感器，该光学高温计用于在热检测位置88处检测金属铸件34外周边的热量，该热检测位置88在感应线圈82附近并在端口壁46上方。炉12还包括第二光学高温计90，该第二光学高温计用于对在端口壁46的另一热检测位置92处的检测温度，由此，高温计90能够估计出储存器62内的熔池的温度。

在腔室壁14的底壁的外部和下面，炉12包括铸锭驱动系统或举升器94、切割机构96以及取件机构98。举升器94被构造成在需要时降低、升高、或停止金属铸件34的运动。举升器94包括第一提升辊100和第二提升辊102，它们在横向上相互间隔开，并如箭头A和B所示可沿交替方向转动，以提供金属铸件34的各种运动。因此，在操作过程中，辊100和102相互间隔开的距离大致等于已涂覆的金属铸件和接触涂层78的直径。切割机构96布置在辊100和102的下方，并被构造用于切割金属铸件34和涂层78。切割机构96通常是割炬，尽管也可采用其它合适的切割机构。取件机构98包括第一取出辊104和第二取出辊106，它们以与辊100和102类似的方式在横向上相互间隔开，且在金属铸件在辊之间运动的过程中同样地与已涂覆的金属铸件的涂层78接合。如箭头C和D所示，辊104和106能够沿交替方向转动。

参照图8-10，描述炉12的操作的其它方面。参照图8，熔融金属如前所述被浇注到铸模20中以生产出金属铸件34。然后，铸件34沿着通路向下运动，该通路从铸模20穿过由感应线圈82限定的内部空间进入到由通道壁46限定的通道中。感应线圈82、68以及高温计86、90是控制系统的部分，用于提供最佳的条件以便在储存器62中形成熔池，从而提供液态密封和涂层材料，该液态密封和涂层材料最终在金属铸件34上形成保护性屏障78。更特别的是，高温计86在金属铸件34的外周边上的位置88处检测温度，而高温计90在位置92处检测通道壁46的温度，以便估计出储存器62内的熔池温度。该信息用于控制供应给感应线圈82和68的能量，以提供上述最佳条件。因此，如果位置88处的温度太低，则向感应线圈82供给能量以便加热金属铸件34，从而使位置88处的温度进入期望范围。同样地，如果位置88处的温度太高，则减小或切断供应给感应线圈82的能量。优选地，位置88处的温度保持在给定的温度范围内。同样，高温计90对位置92处的温度进行估计，以确定熔池是否处于期望温度。根据位置92处的温度，可以增大、减小、或完全关闭供应给感应线圈68的能量，以便将熔池的温度保持在期望的温度范围内。在控制金属铸件34和熔池的温度时，操作水冷管84以对导管66进行冷却，以便允许颗粒材料从供应源64以固态形式到达通道壁46内的通道，从而阻止由于在导管中熔融而堵塞导管66。

继续参照图8，金属铸件运动通过密封件10以便对金属铸件34进行涂覆，从而形成涂覆的金属铸件，已涂覆的铸件向下运动进入外部气体中并位于辊100和102之间，这两个辊以受控方式与已涂覆的金属铸件接合并将其向下降低。已涂覆的金属铸件继续向下运动并与辊104和106接合。

参照图9，切割机构96于是切割已涂覆的金属铸件，从而形成涂覆铸锭80形式的切割段。因此，当已涂覆的金属铸件到达切割机构96的高度时，它已被冷却到金属与外部气体基本上不发生反应的温度。图9显示出处于切割位置的铸锭80，在切割位置中，铸锭80已经与金属铸件34的母体段108分离。然后，如图10中的箭头E所示，辊104和106作为一个单元从图9所示的接收或切割位置向下朝着底板81旋转到降低的卸载或排放位置，在卸载或排放位置中，铸锭80是基本水平的。然后，如箭头F和G所示，使辊104、106转动以使铸锭80(箭头H方向)运动，从而将铸锭80从炉12中移出，从而辊104、106可返回到图9所示位置，以用于接收另一个铸锭段。因此，取件机构98从图9所示的铸锭接收位置运动到图10所示的铸锭卸载位置以及返回到图9所示的铸锭接收位置，从而能够继续以不停歇的方式来生产金属铸件34和通过熔池对金属铸件进行涂覆。

现在参照图11-14来更详细地描述本发明的、用于供给固态颗粒材料的供给机构。参照图11，供给机构包括料斗110、供给腔室112、安装块114和多根供料管116，该安装块114通常通过焊接安装在腔室壁14上，所述多根供料管116中的每一根与冷却装置84连接并通过该冷却装置84。图11中显示出所述供料管116中的四根，而图14中显示出全部的六根供料管。实际上，供料管的数目通常在四根至八根之间。供给机构的这些不同元件提供了供给路径，颗粒和固态涂层材料通过该供给路径被供给到储存器62中。料斗110、供给腔室112和供料管116都与腔室14密封在一起，以使得在该装置的这些元件中的每一个内的气体都是相同的。通常，该气体包括氩气或氦气中的一种，并可以处于例如与等离子体炬的使用相关的真空。

参照图12，料斗110包括出口，该出口通常由阀118来控制。料斗110的出口与安装在腔室112的顶壁上的管连通，以提供进入所述腔室的进口120。在料斗110与进口120之间的连接优选利用环形连接器，该环形连接器可以形成为弹性体材料，该弹性体材料保持料斗110与腔室112之间的密封，并允许料斗110具有可拆卸性，以便用另外的料斗进行替换，从而在料斗110的重新充装过程中加快转换过程。进口120供料到布置在腔室112内的容器或壳体124内，该腔室112与振动式供料盘126连接，并从该振动式供料盘126的进口端128向上延伸。可变速度的振动器130安装在盘126的底部，用于使所述盘振动。供料块132安装在腔室112内，并在盘126的出口端136下方限定出多个倾斜的供料孔134。每根供料管116包括第一管段138，该第一管段138与供料块132连接以与孔134连通。每根第一管段138与腔室112的底壁连接并贯穿该底壁延伸。每根供料管116还包括：第二柔性管段140，该第二柔性管段140与第一管段138的出口端连接；以及第三管段142，该第三管段142与柔性管段140的出口端连接。柔性管段140部分地补偿在相应的第一管段138和第三管段142之间的任何不对准。每个管段142从第二管段140连续延伸至在端壁46之上的出口端(图11)。因此，块114具有多个管段142延伸所穿过的通道。另一个振动器144安装在块114的底部上，以使所述块和管段142振动。

参照图13，更详细地描述壳体124和供料盘126。盘126包括基本水平的底壁146和七个沟槽壁148，在七个沟槽壁之间限定了六个沟槽150，每个沟槽从进口端128延伸至出口端136。尽管沟槽150的尺寸可以变化，但是在示例性实施例中，它们近似为半英寸宽和半英寸高。壳体124包括：前壁152，与该前壁连接的一对侧壁154和156；以及与各侧壁154和156连接的后壁158(图12)。侧壁154和156以及后壁158向下延伸以便邻接盘126的底壁146。然而，前壁152具有底边缘160，该底边缘160置于沟槽壁148的顶部，以产生出口开口，该出口开口均由底边缘160、底壁146和一对相邻的沟槽壁148界定。

参照图14，进一步描述冷却环84。环84具有环形构型，并且具有管状结构，该管状结构限定了环形通道162。环84限定了金属铸件通路，金属铸件34在铸造工艺过程中通过该金属铸件通路。环84布置成相当靠近铸件34和壁46的顶表面164，以便在供料管116的相应出口端166附近提供对供料管116的冷却。考虑到水172通过环84进行循环，环84具有进口168和出口170。进口168与水源176和泵178连通，如图14中的相应箭头所示，该泵178用于将水泵送通过环84。多个孔形成于环84的侧壁中，较小直径的供料管116通过这些孔，以允许水172在供料管116的出口端166附近与供料管116直接接触。邻近出口端166的每根供料管116紧邻或邻接壁46的顶表面164。如图14中所示，各出口端166和端口壁46的内表面47与金属铸件34的外周边79间隔开距离D1。距离D1通常在1/2至3/4英寸的范围内，优选地，不大于1英寸。

炉12被构造成具有金属铸件通路，该金属铸件通路从铸模20的底部向下延伸并穿过储存器壁46的通道。该通路具有与铸件34的外周边79相同的水平横截面形状，该铸件34的外周边79与铸模20的内表面24的横截面形状基本相同。因此，距离D1也表示从金属铸件通路至壁46的内表面47的距离以及所述通路与供料管116的出口端166之间的距离。

颗粒涂层材料显示为基本球形颗粒74，它们沿供给路径从料斗110供给到储存器62。已经发现，钠钙玻璃很好地用作涂层材料，这部分地由于该玻璃呈基本球形形式的可用性。由于较长的通路(颗粒74必须沿该通路行进，同时保持对颗粒向下游朝着储存器62流动的控制)，已经发现使用球形颗粒74非常便于通过导管116的供给过程，该导管116以适合于保持该受控流动的角度定位。供料管116的段142沿通常恒定的角度布置，而不管图11中所示的示意图如何布置。颗粒74具有在5至50网目范围内的颗粒尺寸，更通常地，在更窄的范围内，例如8至42网目；10至36网目、12至30网目、14至24网目，最优选的是16至18网目。

现在参照图11-14来描述供给系统的操作。首先，料斗110填充有相当数量的颗粒74，且阀118定位成允许颗粒经由进口120流入腔室112中的壳体124内，如箭头J所示，使得壳体124部分地填充有颗粒74。然后，以期望的振动速率操作振动器130，以使盘126和颗粒74振动，从而促进它们沿沟槽150朝向出口端136运动，其中，如图12和13中的箭头K所示，颗粒74从盘126上跌落，并经由孔134进入管段138中。如箭头L所示，颗粒74继续它们的运动，通过管段140并进入管段142。操作振动器144以使块114、管段142和通过该管段142的颗粒74振动，从而额外地促进它们朝向储存器62的运动。颗粒74的球形形状使得它们能够滚过导管116并沿供给路径的各个其它表面滚转，从而基本促进了它们的行进。

如图14中所示，当颗粒74到达端部166并从该端部离开供料管116时，这些颗粒74完成它们沿供给路径的行进。颗粒74在它们通过段142行进至熔炼腔室内时被预加热，这由于它们的较小尺寸而得以加强。然而，颗粒74保持固态，直到它们运动超过端部166，从而保证供料管116不会被熔融的涂层材料堵塞。为了保证颗粒74不会在供料管116内邻近出口端166处熔融和保证供料管116在该区域的整体性，操作泵178(图14)以便将水从水源176经由进口168和出口170泵送通过环84，以使得水172与供料管116的外周边直接接触，供料管在该处通过环84的通道162。因此，颗粒74在离金属铸件34的外周边79一距离(该距离甚至小于距离D1)处于固态。然而，颗粒74主要由于新形成的铸件34辐射的热量以及由线圈68所提供的所需的任何附加热量而被快速地熔融。因此，颗粒74在由铸件34的外表面79和端口壁46的内表面47界定的熔融位置174处(因此，在金属铸件34的外周边79的距离D1内)被熔融。

在图15-20中显示出本发明的另一方面，并且涉及在铸锭周围提供密封件以阻止气体在连铸过程的初始启动期间从外界大气进入熔炼腔室。为此，本发明的炉包括真空密封组件180，该真空密封组件包括刚性通道壁或套圈182，其通常由金属形成并且限定出通道184，该通道具有与炉外部的周围大气连通的下部出口端186和与通道48连通的上部入口端188，由此通道184和48形成单条通道。套圈182具有内周边189，该内周边限定出通道184，并且在示例性实施例中是基本上圆柱形的，尽管它可以具有任意合适的形状。通常呈弹性体O形环190和192形式的上部和下部的高温聚合物基的密封环以及陶瓷编织套筒194沿着通道184设置，从而在环形沟槽196A-C内分别提供了三个柔性、可拆卸的环形密封构件，该环形沟槽196A-C形成于套圈182中并且从内周边189向外延伸。在示例性实施例中的O形环190和192由高温硅树脂材料形成。一般可得到的其它合适的密封环包括丁纳橡胶或氟橡胶(viton)环。每个O形环190和192从内周边189径向向内延伸，并且具有限定出O形环通道200的内周边198。同样，陶瓷编织套筒194从内周边189径向向内延伸，并且具有限定出套筒通道204的内周边202。通道200和204的横截面形状与由凸缘54的内周边限定的较窄段60的形状以及由铸模通道或空腔的内表面24限定的铸模通道或空腔26的形状基本上相同。通道200和204的横截面形状略小于铸模22的空腔26的形状，并且也小于较窄段60的形状，如前面所指出的一样，较窄段60的形状略大于空腔26的形状。下部O形环192向下与上部O形环190间隔开，以使得通道184包括第一通道段206，该第一通道段从上部O形环190的底部延伸至下部O形环192的顶部。同样，陶瓷编织套筒194向下与下部O形环192间隔开，以使得通道184包括第二通道段208，该第二通道段从O形环192的底表面延伸至套筒194的顶表面。在套圈182中形成有从其外表面延伸至内周边189的上部气体入口210和下部气体入口212。端口210和212与通道184流体连通并且经由气体管道216与惰性气体供应源214流体连通，气体管道连接在端口210和212与惰性气体供应源214之间并且在它们之间延伸。供应源214包括用于在较低但是超过环境大气压并且因此超过炉外部的周围反应性气体压力的压力下从供应源214经由导管216提供惰性气体的装置。因此，气体供应源214可以包括通过空气压缩机等适当加压的低压泵或罐。气体供应源214也经由供气管道218与熔炼腔室16连通。真空机构220也设置在熔炼腔室16外部，并且经由气体管道222与熔炼腔室连通，以用于将腔室16抽真空。

现在参照图18-20来描述在初始启动期间对炉12的操作。首先参照图18，将机加工的引锭器铸锭头(starter ingot stub)224沿着金属铸造路径向上(箭头N)插入穿过通道184(由陶瓷编织套筒194以及O形环190和192限定的通道)、通道48(由冷却环84和加热线圈82包围的通道)并且进入铸模22的空腔26中。引锭器锭头224被机加工成使得其横截面形状与空腔26的形状相同，并且仅很小程度地比空腔26小，从而当引锭器锭头在空腔中向上滑动时在空腔26内形成合理的滑动配合。辊子100和102如在图18中的箭头O处所示地操作，以便实现引锭器锭头224的向上运动。一旦已经以这种方式将引锭器锭头224插入，则O形环190和192围绕着锭头224的外周边形成气密密封。一旦将引锭器锭头224如图18所示地插入，则经由管道216以及入口210和212将来自供气源214的低压惰性气体供给至通道184的段206和208。更特别地，惰性气体运动进入管段206和208的相应环形部分中，这些段在其前面所述的插入之后包围着引锭器锭头224的外周边。更特别地，惰性气体运动进入的段206的环形部分被限定在上部O形环190、下部O形环192、引锭器锭头224的外周边(或金属铸造路径)和通道壁内周边189之间。同样，惰性气体运动进入的段208的环形部分被限定在O形环192的底部、环形套筒194的顶部、引锭器锭头224的外周边(或者金属铸造路径)和通道壁内周边189之间。

O形环190和192的通道200的横截面形状在引锭器锭头224插入之前与引锭器锭头224的横截面形状基本上相同并且略小一些。O形环190和192的弹性可压缩特性允许它们随着引锭器锭头224插入而稍微膨胀，以便与锭头224的横截面尺寸匹配，并且提供前面所述的气密密封。O形环190和192由对于惰性气体而言不可透过的材料形成。套筒194的横截面形状与引锭器锭头224的横截面形状几乎相同，但是它不提供气密密封，它通常确实消除了可从套筒194一侧向另一侧运动的大部分气体。因此，它基本上减少了否则从通道184的段208流入到外面大气中的惰性气体。套筒194由可允许惰性气体透过的材料形成。因此，在套筒194的内周边与引锭器锭头224的外周边之间并且还有在套筒194的外周边与通道壁内周边189之间，惰性气体可以通过穿过由形成套筒194的这种材料的孔隙而从空间208的环形部分排到套筒194的另一侧。

一旦在引锭器锭头224与O形环190和192之间形成了气密密封，则操作真空机构220以便从熔炼腔室16中将空气抽空。通常，将熔炼腔室16抽空至低于100毫托的基础水平，并且泄漏速度在三分钟之内小于30毫托。由O形环提供的密封能够实现这种情况。尽管O形环190和192被构造成在腔室16内的气体处于大气压或处于真空时提供气密密封或者基本上气密密封，但是腔室16内的压力明显降低可使得气体能够在引锭器锭头224与O形环190和192之间或者在内周边189和所述O形环之间泄漏到腔室16中。因此，提供给通道184的惰性气体用来只是允许惰性气体通过该可能的泄漏位置进入熔炼腔室16，因此不允许任何空气在引锭器锭头224周围从外面大气进入熔炼腔室16。在熔炼腔室被抽空并且被检查以确保泄漏速度被限制在可接受水平之后，炉于是经由管道218从供应源214回填充惰性气体。熔炼腔室16被监控以确保氧气和水分的浓度足够低以阻止污染。

如果这些浓度满足质量控制标准，则熔炼炉床等离子炬28被点火或点燃以形成等离子体羽流226，从而开始加热和熔融熔炼炉床18内的固体供给材料，该材料将用来形成金属铸锭。然后给电感线圈68和82供电以便分别对通道壁46和引锭器锭头224进行感应加热。热传感器86和90用来分别监控和控制对引锭器锭头224和通道壁48预加热的温度。尽管确切温度可能随着具体情况而变化，但是在该示例性实施例中，引锭器锭头244被预加热至大约2000°F，而储存器通道壁46被预加热至大约1700°F至1800°F的温度。铸模等离子炬30也被点火或点燃以形成其等离子体羽流226，以用于加热引锭器锭头224的顶部。炬30可以用在引锭器锭头224的预加热过程中。另外，炬30用来使引锭器锭头224的顶部部分熔融，之后，从炉床18将熔融金属72浇注到铸模20中以开始铸造金属铸件34，从而锭头224和铸件34一起形成铸锭。

如图19所示，使辊子100和102旋转(箭头P)以使(箭头Q)引锭器锭头224和金属铸件34降低，该金属铸件在将熔融材料72浇注到铸模22中时在引锭器锭头顶部形成并且在铸模中固化。在整个过程中，惰性气体被连续地从供应源214供给到通道184中，从而确保外部大气(诸如氧气和氮气)不会进入熔炼腔室16。

如图20所示，引锭器锭头224和金属铸件34被降低，直到通常铸锭的最热区域(其可以为引锭器锭头224和/或金属铸件34的一部分)到达储存器62，这时，使辊子100和102停止以停止铸锭的运动。在铸锭停止期间，如前面参照图11-14所述的一样，涂覆材料颗粒74被供送到储存器62中。在大约一分钟内，将颗粒74供送到储存器62中至合适的水平。通常，这只需要大约另一分钟来使颗粒74熔融以便在储存器62内形成如前所述的熔融密封。因此，铸锭的降低通常只停止大约这两分钟时间段，以允许颗粒74在储存器62内的初始填充和熔融。虽然可能需要让铸锭停止更长时间，但是该时间在再一次开始将铸锭抽出之前通常不大约5分钟。为了形成足够量的熔融材料以提供熔融密封，需要该停止时间。也就是说，在没有该停止时期的情况下继续抽出铸锭不允许有足够的时间来增大所需的熔融材料体积以形成熔融密封，这是因为构成密封的涂覆材料将以一速度退出储存器的底部，该速度太快以致于不允许在储存器62内足够地增加熔融材料。如上所述，但是该停止时期在持续时间方面受到限制，以便确保有足够的来自金属铸件34的热能来使颗粒74熔融并且将熔融密封保持在熔融状态中。

当在该停止时期之后最初抽出引锭器锭头和金属铸件34时，抽出速度较慢，并且通常小于0.1英寸/分钟。铸锭以该较慢的速度降低通常进行大约10分钟。采用这种较慢的抽出速度与上述指出的保持来自金属铸件的足够热能以使颗粒74熔融并且将它们保持在熔融状态中的需求相关。一旦形成熔融密封，则不再需要O形环190和192来提供用于阻止外部大气进入熔炼腔室16的密封，并且因此不再需要将惰性气体提供到通道184中。因此，一旦形成熔融密封，则停止惰性气体进入通道184中的运动。一旦该较慢的铸锭抽出结束，则将铸锭抽出速度加速至通常大于1英寸/分钟的速度，通常的最大速度为大约3.0英寸/分钟。

在铸锭被降低时，以足够大的速度供给颗粒74以将储存器62内的熔融密封保持在合适的水平。颗粒74的供给速度与抽出组件34的线性速度相关，以便在整个过程中将形成熔融密封的熔融材料的体积保持基本上相同水平，尽管存在一些变化余地，只要保持熔融密封即可。更特别地，对于在金属铸件周围形成涂层，金属铸件34的较快抽出速度使用来自熔融密封的熔融材料较快并且因此需要颗粒74的供给速度较快，而较慢的抽出速度使用来自熔融密封的熔融材料较慢并且因此需要颗粒74的供给速度较慢以保持熔融密封。剩余的铸造过程也以受控的速度进行，并且因此固态供给材料根据需要被供给到熔炼炉床18中并且在炉床中熔融，以便以期望的速度将熔融材料浇注到连铸铸模中。如之前所述一样进行金属铸件34的铸造和经由熔融密封将涂覆材料涂覆至金属铸件的外周边。

在整个铸造活动完成时(这可以很容易地持续6或7天或更长时间)，O形环190和192以及陶瓷编织套筒194被去除并且被更换，以便建立用于新的连铸活动的炉。尽管本发明的O形环用于在启动过程期间所涉及的高温下的暂时操作以提供所需的密封直到形成熔融密封，但是它们不适用于长期得连铸作业，因此将恶化到它们需要被更换以用于随后铸造的初始启动的程度。实际上，密封环190和192通常仅提供小于1个小时的所需密封，通常是大约1/2小时。虽然陶瓷编织套筒194被构造成更长时间地用于甚至更高温度的应用(例如超过2000°F)，但是在设定用于新的铸造作业之前需要对其进行更换。尽管陶瓷编织套筒194可另外地持续时间更长，但是与涂覆至金属铸件34外周边的涂层的反应使陶瓷编织套筒194退化至需要对其更换的程度。

要指出的是，熔融密封中的熔融材料的体积较少，并且通常在前面所述的停止时期内只是能够被熔融，在该停止时期内，使铸锭停止以将颗粒74供给到储存器62中并且将它们熔融以形成熔融密封。将熔融材料的体积和熔融密封保持到相对最小的一个原因在于限制用来为该熔融过程提供所需温度的能量的量。另外，在炉子需要以受控方式停用时，最小体积是有利的。炉子的停用涉及切断颗粒74沿着颗粒供给路径向储存器62的流动。使颗粒74停止流入储存器62中可以几乎立即或者在较少的几秒钟内实现，以便快速地达到不增加储存器62内的熔融材料体积的状态。炉子的停用显然还包括停止将另外的熔融材料浇注到铸模22中。金属铸件34相对快速地被降低，以便确保在储存器62内形成熔融密封的熔融材料在完成从储存器中去除铸锭之前不会固化。因此，金属铸件34在该停用过程期间经过储存器62的那部分的温度不应该降低至低于颗粒74的熔融温度。在该示例性实施例中，该温度为大约1400°F，这是通常用于制造颗粒74的玻璃颗粒的大致熔融温度。但是，该温度显然将根据什么材料用于形成颗粒74而改变。在金属铸件34的这部分没有降低至低于所述熔融温度时，则金属铸件将沿着形成储存器62的底部的环形凸缘粘附并且有效地将其自身焊接至通道46。炉子因此需要相当长的时间来进行修理和从炉子中去除铸锭。

要指出的是，可以采用可替代的启动组件以阻止外界空气在形成熔融密封之前进入熔融腔室中。但是，这种启动组件比上述的组件更复杂并且存在其自身的问题。更特别地，下部密封腔室可以形成在熔炼腔室下面，该熔炼腔室包括刚性壁或门，可以将其关闭以形成下部腔室的密封条件，和将其打开或去除以打开下部腔室与外部大气之间的连通。这种构造将需要更大的环形密封构件，该更大的环形密封构件将不接触铸锭的外周边，而是接触门和其它刚性壁(诸如熔炼腔室或从熔炼腔室向下延伸的刚性结构)并且在门和其它刚性壁之间形成气密密封。这种启动组件因此需要在形成熔融密封之前将熔炼腔室和下部腔室两者都抽空，然后回填惰性气体。一旦形成了与这种启动装置一起使用的熔融密封，则可以通过打开门以破坏初始密封而使密封腔室可通向外部大气。为了使用熔融密封来对铸锭进行连铸，因此门将不得不运动离开在熔炼腔室下面延伸的金属铸造路径。虽然可以应用这种启动组件，但是与使用真空密封组件180相比，它相对笨重并且需要相当多的附加结构。这种下部腔室的使用可趋于使处理过程变慢，这在如上所述的将金属铸件保持在所期望的用于熔融涂覆材料颗粒的温度下时会有问题。虽然下部腔室可以制造得相当大以使与使铸锭的抽出变慢相关的问题最小，但是这样做将增加所需的下部腔室的长度。另外，下部腔室的尺寸需要足够大以容纳降低机构(诸如辊子100和102)，以便控制引锭器锭头的插入以及铸锭的抽出。真空密封组件180的使用消除了这些问题，以及消除了为了形成这种启动组件所需的各个结构和下部腔室。

因此，炉12提供了一种用于连续铸造和保护金属铸件的简单装置，该金属铸件在热的时候与外部气体发生反应，以使得显著地提高生产率和显著地改善最终产品的质量。

在前述说明中，为了简要、清楚、易于理解已经使用了一些术语。由于这些术语用于说明性目的，所以，对这些术语的必要限定并不意味着超出现有技术的需求，而是旨在作宽泛的解释。

而且，本发明的描述和说明是示例性的，本发明并不限于所示或所述的确切细节。

Claims (25)

1.一种用于在初始启动时密封铸锭的方法，所述方法包括下述步骤：

将间隔开的环形的第一密封构件和第二密封构件设置成邻接通道壁内周边并且从所述通道壁内周边向内径向延伸，所述通道壁内周边限定出一通道，所述通道与包含有连铸铸模的内部腔室连通并且与内部腔室外面的大气连通，所述通道包括位于铸模与密封构件之间的熔融密封储存器；

将铸锭引锭器锭头通过所述第一密封构件、第二密封构件和熔融密封储存器插入内部腔室中，以使得锭头的上端设置在铸模中，并且所述第一密封构件和第二密封构件中的每一个与引锭器锭头的外周边邻接，以使得所述第一密封构件和第二密封构件中的至少一个与引锭器锭头的外周边形成基本上气密密封；以及

使惰性气体运动进入限定在所述第一密封构件和第二密封构件、引锭器锭头的外周边和通道壁内周边之间的第一空间，以使得内部腔室内的压力明显降低使得一些惰性气体能够从第一空间泄漏到内部腔室中。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述第一密封构件和第二密封构件中的一个由陶瓷编织材料形成。

3.如权利要求2所述的方法，还包括将惰性气体通过所述陶瓷编织材料从第一空间排放到外部大气中的步骤。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述插入步骤包括下述步骤：将铸锭引锭器锭头插入穿过第一密封构件和第二密封构件，以使得第一密封构件和第二密封构件中的每一个与引锭器锭头的外周边形成基本上气密密封。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述插入步骤包括下述步骤：将铸锭引锭器锭头插入穿过第一密封构件和第二密封构件，以使得第一密封构件与引锭器锭头的外周边形成基本上气密密封，而第二密封构件与引锭器锭头的外周边没有形成气密密封；以及还包括使惰性气体在第二密封构件和引锭器锭头的外周边之间从第一空间中运动的步骤。

6.如权利要求1所述的方法，其中所述第二密封构件由能够使惰性气体透过的材料形成；并且所述方法还包括使惰性气体从第一空间运动穿过形成第二密封构件的材料的步骤。

7.如权利要求1所述的方法，其中所述运动步骤包括使惰性气体在超过内部腔室外部的周围大气压力的压力下运动进入第一空间。

8.如权利要求1所述的方法，其中所述设置步骤包括将环形的第三密封构件设置在通道内，以使得第一密封构件和第二密封构件位于储存器和第三密封构件之间，并且第二密封构件位于第一密封构件和第三密封构件之间；并且所述插入步骤包括将引锭器锭头插入穿过第三密封构件，以使得第三密封构件与引锭器锭头的外周边邻接。

9.如权利要求8所述的方法，还包括使惰性气体运动进入第二空间中的步骤，所述第二空间限定在第二密封构件和第三密封构件、引锭器锭头的外周边和通道壁内周边之间。

10.如权利要求9所述的方法，还包括将惰性气体通过第三密封构件从第二空间排放到周围大气中的步骤。

11.如权利要求8所述的方法，其中所述第三密封构件由陶瓷编织材料形成。

12.如权利要求11所述的方法，其中第一密封构件和第二密封构件中的每一个由聚合物基材料形成。

13.如权利要求1所述的方法，还包括在插入步骤之后从内部腔室抽空空气的步骤。

14.如权利要求13所述的方法，还包括用惰性气体回填抽空的内部腔室的步骤。

15.如权利要求14所述的方法，还包括将熔融金属浇注到位于引锭器锭头顶部的铸模中，以开始在引锭器锭头顶部形成加热的金属铸件，由此金属铸件和引锭器锭头一起形成铸锭。

16.如权利要求15所述的方法，还包括下述步骤：将固体颗粒材料传送到熔融密封储存器中；并且使颗粒材料在储存器中熔融以在铸锭的外周边周围形成熔融密封。

17.如权利要求16所述的方法，其中在铸锭没有通过通道抽出时进行所述传送和熔融的步骤。

18.如权利要求17所述的方法，还包括下述步骤：在第一时间段，将铸锭通过通道抽出；并且在随后的第二时间段，停止通过通道抽出铸锭；并且其中在第二时间段期间进行所述传送和熔融的步骤。

19.如权利要求18所述的方法，其中所述第二时间段具有至少1分钟的持续时间。

20.如权利要求19所述的方法，其中所述第二时间段具有不多于5分钟的持续时间。

21.如权利要求18所述的方法，还包括在第二时间段结束时在第三时间段以小于1.0英寸/分钟的速度重新开始抽出铸锭。

22.如权利要求21所述的方法，还包括在第三时间段结束时在第四时间段使铸锭的抽出加速至大于1.0英寸/分钟的速度。

23.如权利要求22所述的方法，其中在所述第四时间段期间的抽出速度不大于3.0英寸/分钟。

24.一种用于在初始启动时密封铸锭的方法，所述方法包括下述步骤：

将环形的密封构件设置成邻接通道壁内周边并且从所述通道壁内周边向内径向延伸，所述通道壁内周边限定出一通道，所述通道与包含有连铸铸模的内部腔室连通并且与内部腔室外面的大气连通，所述通道包括位于铸模和密封构件之间的熔融密封储存器；

将铸锭引锭器锭头通过密封构件和熔融密封储存器插入内部腔室中，以使得锭头的上端设置在铸模中，并且密封构件与引锭器锭头的外周边邻接，并且与引锭器锭头的外周边形成基本上气密密封，以阻止外部大气经由通道进入内部腔室中；

在所述插入步骤之后从内部腔室中将空气抽空以在内部腔室内产生压力的明显降低；

向所述密封构件供应惰性气体，以使得内部腔室内的压力明显降低使得一些惰性气体能够经过所述密封构件泄漏到内部腔室中；

用惰性气体回填抽空的内部腔室；

将熔融金属浇注到位于引锭器锭头顶部的铸模中，以便开始在引锭器锭头顶部形成加热的金属铸件，由此金属铸件和引锭器锭头一起形成铸锭；以及

在铸锭的外周边周围、在储存器内形成熔融密封，这阻止了外部大气经由通道进入内部腔室中，由此密封构件和引锭器锭头的外周边之间的密封不再需要用于阻止外部大气经由通道进入内部腔室中。

25.一种炉子，所述炉子包括：

内部腔室；

在内部腔室内的连铸铸模；

通道壁，所述通道壁的内周边限定出与内部腔室连通并且与内部腔室外面的大气连通的通道；

金属铸造路径，所述金属铸造路径从铸模延伸穿过通道，并且被构造用于使加热的金属铸件通过该金属铸造路径从内部腔室运动至外部大气；

间隔开的第一环形密封构件和第二环形密封构件，所述第一环形密封构件和第二环形密封构件能拆卸地设置在通道内；所述第一环形密封构件和第二环形密封构件中的每一个具有内周边，所述内周边限定出横截面形状，该内周边的横截面形状与金属铸造路径的横截面形状基本上相同并且尺寸大约相同；

限定在第一环形密封构件和第二环形密封构件、金属铸造路径的外周边和通道壁内周边之间的第一空间；以及

与第一空间流体连通的惰性气体源，以使得在引锭器锭头插入穿过第一环形密封构件和第二环形密封构件时内部腔室内的压力明显降低使得一些惰性气体能够从第一空间泄漏到内部腔室中。

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