CN105848806B - 上引式连续铸造设备和上引式连续铸造方法 - Google Patents

Abstract

根据本发明的一方面的上引式连续铸造设备是一种包括熔融金属保温炉(101)和形状确定构件(102)的上引式连续铸造设备，其中，该熔融金属保温炉(101)构造成保持熔融金属(M1)，该形状确定构件(102)布置在熔融金属(M1)的熔融金属表面上并且构造成在从熔融金属表面引出的残留熔融金属(M2)穿过形状确定构件(102)时确定待铸造的铸件(M3)的截面形状。形状确定构件(102)包括能够连接至彼此的内部形状确定板(1041、1042)、以及用作构造成将内部形状确定板(1041、1042)连接至彼此的连接构件的内部形状确定板(1043)。

Description

上引式连续铸造设备和上引式连续铸造方法

技术领域

本发明涉及上引式连续铸造设备和上引式连续铸造方法。

背景技术

日本专利申请公报No.2012-61518(JP 2012-61518 A)中提出了一种自由铸造方法，该自由铸造方法作为不需要模具的划时代的上引式连续铸造方法。如JP 2012-61518 A中所描述的，当起动器浸入到熔融金属的表面(即，熔融金属表面)中并且随后起动器被上引时，熔融金属由于熔融金属的表面膜和表面张力而跟随起动器也被引出。在此，通过经由布置在熔融金属表面附近的形状确定构件将熔融金属引出并且随后对由此引出的熔融金属进行冷却，能够连续地铸造具有期望的截面形状的铸件。

通过通常的连续铸造方法，截面形状和纵向方向上的形状两者均由模具确定。特别地，在连续铸造方法中，凝固金属(即，铸件)应当穿过模具，使得由此所铸造的铸件具有沿纵向方向线性地延伸的形状。同时，自由铸造方法中的形状确定构件仅确定铸件的截面形状而不确定该铸件的纵向形状。因此，通过将起动器上引同时使起动器(或形状确定构件)水平地移动，能够获得具有不同纵向形状的铸件。例如，JP 2012-61518 A描述了一种中空铸件(即，管)，该中空铸件形成为在其纵向方向上不呈线性形状而是在纵向方向上呈Z字形状或螺旋形状。在此，JP 2012-61518 A中所描述的自由连续铸造设备能够通过使形状确定构件移动来改变铸件的截面形状。

发明人发现了以下问题。JP 2012-61518 A描述了铸件的截面形状如上所述地通过使形状确定构件移动来改变，但是并没有描述形状确定构件在那时如何移动。如果形状确定构件变形成使得形状确定构件的一些部分彼此隔开，则在该隔开部分中不能够确定铸件的截面形状。此外，即使预先彼此上下地布置有多个形状确定构件并且所述多个形状确定构件在其彼此上下地布置的范围内相对于彼此移动，仍存在所述多个形状确定构件的移动范围受限制的可能性。也就是说，JP 2012-61518 A中所描述的自由铸造方法具有不能提高铸件的截面形状的自由度的可能性。

发明内容

本发明提供了一种上引式连续铸造设备和一种上引式连续铸造方法，该上引式连续铸造设备和该上引式连续铸造方法中的每一者均可以提高铸件的截面形状的自由度。

根据本发明的一方面的上引式连续铸造设备是包括下述两者的上引式连续铸造设备：保温炉，该保温炉构造成保持熔融金属；形状确定构件，该形状确定构件布置在熔融金属的熔融金属表面上并且构造成在从熔融金属表面引出的熔融金属穿过该形状确定构件时确定待铸造的铸件的截面形状。形状确定构件包括能够连接至彼此的第一局部形状确定构件和第二局部形状确定构件、以及构造成将该第一局部形状确定构件连接至该第二局部形状确定构件的连接构件。当第一局部形状确定构件和第二局部形状确定构件彼此隔开时，待铸造的铸件的截面形状由第一局部形状确定构件、第二局部形状确定构件和连接构件确定。由此，铸件的截面形状能够通过由连接构件补偿的隔开部分确定，从而使得可以提高铸件的截面形状的自由度。

连接构件可以是线材或带。这使得可以实现形状确定构件的小型化。

上引式连续铸造设备还可以包括线筒，线材或带缠绕该线筒。这使得可以通过将线材拉出仅必要的长度来使用储存在线筒中的线材，从而使得可以进一步提高铸件的截面形状的自由度。

上引式连续铸造设备还可以包括驱动部，该驱动部构造成使线筒旋转以增大线材或带的张力。由此，线材被抑制变松弛，从而使得可以防止线材在熔融金属被上引时被一起上引。

上引式连续铸造设备还可以包括弹性构件，该弹性构件构造成赋予线材或带以张力。由此，线材被抑制变松弛，从而使得可以防止线材在熔融金属被上引时被一起上引。

连接构件可以是板。

连接构件可以是内部形状确定板。

连接构件可以是能够沿水平方向滑动的多个板材。

连接构件可以是具有波纹管形状的板材。

上引式连续铸造设备可以构造成使得：当起动器浸入到熔融金属的熔融金属表面中并且随后起动器被上引时，熔融金属由于熔融金属的表面膜和表面张力而跟随起动器并且熔融金属被引出；熔融金属经由设置在熔融金属表面附近的形状确定构件被引出；并且熔融金属被冷却以连续地铸造具有期望的截面形状的铸件。

根据本发明的一方面的上引式连续铸造方法是一种用于铸造铸件的上引式连续铸造方法，该方法使得熔融金属从保持在保温炉中的该熔融金属的熔融金属表面被引出并且穿过构造成确定待铸造的铸件的截面形状的形状确定构件，并且根据本发明的一方面的上引式连续铸造方法构造成在第一局部形状确定构件和第二局部形状确定构件彼此隔开时通过第一局部形状确定构件、第二局部形状确定构件和连接构件确定待铸造的铸件的截面形状，第一局部形状确定构件和第二局部形状确定构件能够连接至彼此，连接构件构造成将第一局部形状确定构件连接至第二局部形状确定构件。由此，铸件的截面形状能够通过由连接构件补偿的隔开部分来确定，从而使得可以提高铸件的截面形状的自由度。

根据本发明，可以提供一种上引式连续铸造设备和一种上引式连续铸造方法，该上引式连续铸造设备和该上引式连续铸造方法中的每一者均可以提高铸件的截面形状的自由度。

附图说明

下面将参照附图对本发明的示例性实施方式的特征、优势以及技术和工业意义进行描述，在附图中，相同的附图标记指示相同的元件，并且在附图中：

图1是示意性地示出了根据实施方式1的自由铸造设备的截面图；

图2是图1中所示的形状确定构件102的平面图；

图3是示意性地示出了根据实施方式1的自由铸造设备的截面图；

图4是图3中所示的形状确定构件102的平面图；

图5是示出了根据实施方式2的形状确定构件102的截面图；

图6是图5中所示的形状确定构件102的平面图；

图7是示出了根据实施方式2的形状确定构件102的截面图；

图8是图7中所示的形状确定构件102的平面图；

图9是示出了根据实施方式2的形状确定构件102的第一变型的平面图；

图10是示出了根据实施方式2的形状确定构件102的第二变型的截面图；

图11是示出了根据实施方式2的形状确定构件102的第三变型的平面图；

图12是示出了根据实施方式3的形状确定构件102的截面图；

图13是示出了根据实施方式3的形状确定构件102的截面图；

图14是示出了根据实施方式4的形状确定构件102的截面图；

图15是示出了根据实施方式4的形状确定构件102的截面图；

图16是示出了根据实施方式5的形状确定构件102的截面图；以及

图17是示出了根据实施方式5的形状确定构件102的截面图。

具体实施方式

下面参照附图对实施本发明的具体实施方式进行描述。然而，本发明不限于以下实施方式。此外，为了使描述清晰易懂，以下描述和附图被适当地简化。

<实施方式1>首先，参照图1对根据实施方式1的自由铸造设备(上引式连续铸造设备)进行描述。图1是示意性地示出了根据实施方式1的自由铸造设备的截面图。如图1中所示，根据实施方式1的自由铸造设备包括熔融金属保温炉(保温炉)101、形状确定构件102、支承杆106、107、致动器108、冷却气体喷嘴(冷却部)109和上引机110。在图1中示出了xyz右手坐标系以便于描述各构成要素之间的位置关系。图1中的xy平面构成水平面，并且z轴方向是竖向方向。更具体地，z轴的正方向是竖向方向上的上侧。

熔融金属保温炉101将例如铝或铝合金的熔融金属M1储存在其中并且保持熔融金属M1处于熔融金属M1具有流动性的预定温度(例如，大约720℃)。在图1中的示例中，熔融金属在铸造期间没有被补充到熔融金属保温炉101中，使得熔融金属M1的表面(即，熔融金属表面)随着铸造的进行而下降。然而，熔融金属可以在铸造期间根据需要被补充到熔融金属保温炉101中，使得熔融金属表面保持恒定。在此，当熔融金属保温炉101的预设温度增大时，凝固界面SIF(稍后描述)的位置可能升高。当熔融金属保温炉101的预设温度减小时，凝固界面SIF的位置可能降低。当然，熔融金属M1可以由除铝以外的金属或其合金制成。

形状确定构件102例如由陶瓷或不锈钢制成并且布置在熔融金属M1上。形状确定构件102包括外部形状确定构件103和内部形状确定构件104。外部形状确定构件103确定待铸造的铸件M3的外部截面形状，并且内部形状确定构件104确定待铸造的铸件M3的内部截面形状。图1中所示的铸件M3是其水平截面(在下文中被称为横截面)具有管状形状的空心铸件(即，管)。

在图1中所示的示例中，外部形状确定构件103和内部形状确定构件104布置成使得外部形状确定构件103和内部形状确定构件104的位于下侧部的主平面(底面)与熔融金属表面接触。这防止了在熔融金属M1的表面上形成氧化膜和漂浮在熔融金属M1的表面上的外来物质混合到铸件M3中。同时，外部形状确定构件103和内部形状确定构件104可以布置成使得外部形状确定构件103和内部形状确定构件104的底面不与熔融金属表面接触。更具体地，外部形状确定构件103和内部形状确定构件104可以布置成使得外部形状确定构件103和内部形状确定构件104的底面与熔融金属表面隔开预定距离(例如，大约0.5mm)。由此，外部形状确定构件103和内部形状确定构件104的热变形和熔蚀被抑制，因此外部形状确定构件103和内部形状确定构件104的耐久性得以改善。

图2是图1中所示的形状确定构件102的平面图。在此，图1的形状确定构件102的截面图与沿着图2中的线I-I截取的截面图对应。在图2的示例中，外部形状确定构件103由四个外部形状确定板(局部形状确定构件)1031至1034构成，并且内部形状确定构件104由内部形状确定板(第一局部形状确定构件和第二局部形状确定构件)1041、1042和内部形状确定板1043构成，所述内部形状确定板用作配置成将内部形状确定板1041、1042连接至彼此的连接构件。应当指出的是，图2中的xyz坐标与图1中的坐标相同。

如图2中所示，构成外部形状确定构件103的部分的外部形状确定板1031、1032具有大致相同的矩形平板形状，并且沿x轴方向以相对的方式以一定的间隔并排地布置。构成外部形状确定构件103的其他部分的外部形状确定板1033、1034具有大致相同的矩形平板形状，并且沿y轴方向以相对的方式并排地布置以将外部形状确定板1031、1032夹置在外部形状确定板1033、1034之间。由外部形状确定板1031至1034包围的矩形开口形成在外部形状确定构件103的中央部中。在此，外部形状确定板1031、1032能够沿x轴方向独立地移动。

此外，如图2中所示，由内部形状确定板1041至1043构成的内部形状确定构件104具有矩形平板形状，并且布置在外部形状确定构件103的开口的中央部中。更具体地，构成内部形状确定构件104的部分的内部形状确定板1041、1042具有大致相同的矩形平板形状，并且沿x轴方向相邻地并排布置在外部形状确定构件103的开口的中央部中。构成内部形状确定构件104的另一部分的内部形状确定板1043具有矩形平板形状，并且布置在内部形状确定板1041、1042的顶面上以覆盖内部形状确定板1041与内部形状确定板1042之间的边界线。

应当指出的是，在该示例中，内部形状确定板1043布置成使得：在平面图中，内部形状确定板1043的顶侧部布置在与内部形状确定板1041、1042的顶侧部相同的直线上并且内部形状确定板1043的底侧部布置在与内部形状确定板1041、1042的底侧部相同的直线上。然而，内部形状确定板1043的平板形状和布置位置能够根据铸件M3的内部截面形状适当地改变。

在此，内部形状确定板1041、1042能够沿x轴方向独立地移动(能够连接以及能够断开连接)。此外，内部形状确定板1043也能够在内部形状确定板1041、1042上沿x轴方向移动。例如，在内部形状确定板1043的底面上设置有沿x轴方向延伸的滑动件，并且在内部形状确定板1041、1042的顶面上设置有沿x轴方向延伸并引导滑动件的轨道，使得内部形状确定板1043能够在内部形状确定板1041、1042上沿x轴方向滑动。应当指出的是，内部形状确定板1041至1043的移动范围在下述范围内：在内部形状确定板1041、1042彼此隔开时位于内部形状确定板1041、1042之间的隔开部分(空间SP)由内部形状确定板1043覆盖。

外部形状确定构件103与内部形状确定构件104之间的间隙用作熔融金属穿过的熔融金属通道部105。

在图1和图2的示例中，内部形状确定板1041、1042布置成彼此接触，因此在内部形状确定板1041与内部形状确定板1042之间没有形成空间SP。因此，铸件M3的内部截面形状仅由构成内部形状确定构件104的部分的两个内部形状确定板1041、1042确定。

现在参照图3和图4，下面对根据实施方式1的在铸件M3的截面形状改变时的自由铸造设备进行描述。图3是示意性地示出了根据实施方式1的在铸件M3的截面形状随着铸造的进行而改变时的自由铸造设备的截面图。图4是图中3所示的形状确定构件102的平面图。在图3和图4的示例中，铸件M3的截面形状沿x轴方向扩大。应当指出的是，图3、4中的xyz坐标与图1中的坐标相同。

如图3和图4中所示，外部形状确定板1031、1032分别朝向x轴方向上的负侧和正侧移动。与此同时，内部形状确定板1041、1042分别朝向x轴方向上的负侧和正侧移动。也就是说，内部形状确定板1041、1042沿x轴方向彼此隔开。因此，在内部形状确定板1041与内部形状确定板1042之间形成有空间SP。然而，此时，内部形状确定板1043布置成覆盖空间SP。

内部形状确定板1043确定铸件M3的内部截面形状的一部分以补偿与空间SP对应的部分。也就是说，当内部形状确定板1041、1042彼此隔开以形成空间SP时，铸件M3的内部截面形状由内部形状确定板1041、1042和内部形状确定板1043确定。在图4的示例中，在平面图中，铸件M3的内部截面形状的顶侧由内部形状确定板1041至1043的顶侧部确定，并且铸件M3的内部截面形状的底侧由内部形状确定板1041至1043的底侧部确定。由此，内部形状确定构件104能够赋予铸件M3以期望的截面形状(在该示例中，沿x轴方向扩大的矩形截面形状)，而不会由于空间SP遭受铸件M3的一部分截面形状的缺失。

现在返回参照图1(或图3)，上引机110抓持起动器(引导构件)ST，以将起动器ST浸入到熔融金属M1中并且将如此浸入在熔融金属M1中的起动器ST上引。

如图1中所示，在熔融金属M1连接至如此浸入在熔融金属M1中的起动器ST之后，熔融金属M1跟随起动器ST而被上引，并且熔融金属M1穿过熔融金属通道部105，其中，熔融金属M1的外部形状由于熔融金属M1的表面膜和表面张力而被保持。当熔融金属M1穿过熔融金属通道部105时，从形状确定构件102向熔融金属M1施加外力，使得铸件M3的截面形状得以确定。在此，由于熔融金属M1的表面膜和表面张力而跟随起动器ST(或者跟随起动器ST而上引的熔融金属M1被凝固后所形成的铸件M3)被从熔融金属表面上引的熔融金属被称为残留熔融金属M2。此外，铸件M3与熔融金属M2之间的边界是凝固界面SIF。

起动器ST由例如陶瓷或不锈钢制成。应当指出的是，起动器ST的表面可以覆盖有盐晶体等的保护表面膜。由此，起动器ST与熔融金属M1之间的熔融连接被抑制，从而使得可以改善起动器ST与铸件M3之间的可释放性。这允许起动器ST被重复使用。此外，在起动器ST的表面覆盖有保护表面膜的情况下，优选的是起动器ST的表面具有不规则的形状。这导致保护表面膜容易被附接(沉积)到起动器ST的表面上，从而使得可以进一步改善起动器ST与铸件M3之间的可释放性。同时，可以改善在引出熔融金属时起动器ST与熔融金属M1之间的在上引方向上的粘结强度。

支承杆106支承外部形状确定构件103，并且支承杆107支承内部形状确定构件104。在此，如果支承杆107具有管结构使得冷却气体流动穿过支承杆107，并且此外，在内部形状确定构件104中设置有喷出孔，则铸件M3可以从铸件M3的内部进行冷却。

支承杆106、107两者都连接至致动器108。致动器108能够经由支承杆106、107使外部形状确定构件103和内部形状确定构件104沿上下方向(z轴方向)移动。由此，在铸造进行并且熔融金属表面下降时能够使形状确定构件102向下移动。

此外，致动器108能够经由支承杆106、107使外部形状确定构件103和内部形状确定构件104沿水平方向(x轴方向和y轴方向)移动。这使得可以自由地改变铸件M3的纵向形状。在此，如上所述，致动器108能够使外部形状确定板1031、1032和内部形状确定板1041至1043独立地移动。这使得可以自由地改变铸件M3的截面形状。

冷却气体喷嘴109通过将冷却气体(空气、氮气、氩气等)喷射在起动器ST和铸件M3上来对起动器ST和铸件M3进行冷却。当冷却气体的流量增大时，凝固界面SIF的位置降低，并且当冷却气体的流量减小时，凝固界面SIF的位置升高。应当指出的是，冷却气体喷嘴109也能够沿上下方向(z轴方向)和水平方向(x轴方向和y轴方向)移动。因此，冷却气体喷嘴109能够例如在铸造进行并且熔融金属表面下降时随同形状确定构件102的向下运动而向下移动。替代性地，冷却气体喷嘴109能够随同上引机110和形状确定构件102的水平运动而沿水平方向移动。

当起动器ST或铸件M3在铸件M3通过连接至起动器ST的上引机110而被上引的情况下经由冷却气体冷却时，凝固界面SIF附近的残留熔融金属M2从上侧(z轴方向上的正侧)向下侧(z轴方向上的负侧)顺序地凝固，并且因此形成了铸件M3。当上引机110的上引速度增大时，凝固界面SIF的位置能够升高。当上引速度减小时，凝固界面SIF的位置能够降低。此外，可以经由上引机110沿水平方向(沿x轴方向和y轴方向)移动，类似于形状确定构件102沿水平方向移动，而通过上引铸件M3来自由地改变铸件M3的纵向形状。

参照图1至图4，下面对根据本实施方式的自由铸造方法进行描述。

最初，起动器ST的末端部(下端部)通过借助于上引机110向下移动起动器ST1而浸入到熔融金属M1中，以使起动器ST穿过外部形状确定构件103与内部形状确定构件104之间的熔融金属通道部105。

随后，起动器ST以预定速度被上引。在此，即使起动器ST与熔融金属表面隔开，熔融金属M1由于熔融金属M1的表面膜和表面张力仍跟随起动器ST从熔融金属表面被上引(引出)，从而形成了残留熔融金属M2。如图1中所示，残留熔融金属M2形成在熔融金属通道部105中。也就是说，通过形状确定构件102赋予残留熔融金属M2以形状。

随后，起动器ST和铸件M3通过从冷却气体喷嘴109喷射的冷却气体而被冷却。由此，残留熔融金属M2被间接地冷却并且从上侧向下侧顺序地凝固，使得铸件M3增长。因此，能够连续地铸造铸件M3。

在此，在铸件M3的截面形状沿x轴方向扩大的情况下，外部形状确定板1031、1032分别朝向x轴方向上的负侧和正侧移动，并且内部形状确定板1041、1042分别朝向x轴方向上的负侧和正侧移动。由此，在内部形状确定板1041、1042之间形成有空间SP。然而，此时，内部形状确定板1043布置成覆盖空间SP。内部形状确定板1043确定铸件M3的内部截面形状的一部分以补偿与空间SP对应的一部分。由此，内部形状确定构件104能够赋予铸件M3以期望的截面形状(在该示例中，沿x轴方向扩大的矩形截面形状)，而不会由于空间SP而遭受铸件M3的一部分截面形状的缺失。

因此，在根据本实施方式的自由铸造设备中，当内部形状确定板1041、1042彼此隔开以形成空间SP时，铸件M3的截面形状由内部形状确定板1041、1042以及作为连接构件的内部形状确定板1043确定。由此，在根据本实施方式的自由铸造设备中，能够赋予铸件M3以期望的截面形状，而不会由于空间SP而遭受铸件M3的一部分截面形状的缺失。也就是说，根据本实施方式的自由铸造设备能够提高铸件M3的截面形状的自由度。

<实施方式2>根据实施方式2的自由铸造设备包括形状确定构件102，该形状确定构件102具有与根据实施方式1的自由铸造设备的形状确定构件102不同的结构。图5是示出了根据实施方式2的形状确定构件102的截面图。图6是图5中所示的形状确定构件102的平面图。图7是示出了根据实施方式2的在铸件M3的截面形状扩大时的形状确定构件102的截面图。图8是图7中所示的形状确定构件102的平面图。应当指出的是，图5至图8中的xyz坐标与图1中的坐标相同。

与图1至图4中所示的形状确定构件102相比，图5至图8中所示的形状确定构件102包括替代内部形状确定板1043的线材W1、W2和线筒B1、B2，该线材W1、W2作为连接构件。图5至图8中所示的形状确定构件102的其他构型与在图1至图4中所示的形状确定构件102的情况下的其他构型相同，因此省略对该其他构型的描述。

线材W1、W2由诸如氧化铝纤维之类的耐热材料或诸如不锈钢之类的具有高熔点的金属材料制成。线材W1、W2可以是实心的线材或扭曲的线材，但该扭曲的线材是难以导致缠结和缠绕卷曲的。

如图6等中所示，线材W1、W2和线筒B1、B2两者都布置在内部形状确定构件104的顶面上。在平面图中，线材W1的一个端部固定至内部形状确定板1041的底侧部附近，并且线材W1的另一端部缠绕线筒B1，该线筒B1布置在内部形状确定板1042的底侧部附近。在平面图中，线材W2的一个端部固定至内部形状确定板1041的顶侧部附近，并且线材W2的另一端侧部缠绕线筒B2，该线筒B2布置在内部形状确定板1042的顶侧部附近。

也就是说，在平面图中，线材W1布置成从内部形状确定板1041的底侧部沿x轴方向延伸至内部形状确定板1042的底侧部。此外，在平面图中，线材W2布置成从内部形状确定板1041的顶侧部沿x轴方向延伸至内部形状确定板1042的顶侧部。应当指出的是，在该示例中，在平面图中，线材W1布置在与内部形状确定板1041、1042的底侧部相同的直线上。此外，在平面图中，线材W2布置在与内部形状确定板1041、1042的顶侧部相同的直线上。然而，线材W1、W2的布置位置能够根据铸件M3的内部截面形状适当地修改。

在此，还可以设置构造成使线筒B1、B2旋转的驱动部以增大线材W1、W2的张力。由此，线材W1、W2被抑制变松弛，从而使得可以防止线材W1、W2在熔融金属M1被上引时一起被上引。

在图5、6的示例中，内部形状确定板1041、1042布置成彼此接触，因此在内部形状确定板1041与内部形状确定板1042之间没有形成空间SP。因此，铸件M3的内部截面形状仅由构成内部形状确定构件104的部分的两个内部形状确定板1041、1042确定。

随后，在图7和图8的示例中，外部形状确定板1031、1032分别朝向x轴方向上的负侧和正侧移动。与此同时，内部形状确定板1041、1042分别朝向x轴方向上的负侧和正侧移动。也就是说，内部形状确定板1041、1042沿x轴方向彼此隔开。因此，在内部形状确定板1041与内部形状确定板1042之间形成有空间SP。然而，由于内部形状确定板1041、1042彼此隔开，因此绕线筒B1、B2缠绕的线材W1、W2被拉出。因此，将内部形状确定板1041、1042的底侧部连接至彼此的线材W1以及将内部形状确定板1041、1042的顶侧部连接至彼此的线材W2布置在空间SP中。

线材W1、W2确定铸件M3的内部截面形状的一部分以补偿与空间SP对应的部分。也就是说，当内部形状确定板1041、1042彼此隔开以形成空间SP时，铸件M3的内部截面形状由线材W1、W2以及内部形状确定板1041、1042确定。在图8的示例中，在平面图中，铸件M3的内部截面形状的底侧由内部形状确定板1041、1042的底侧部和线材W1确定，并且铸件M3的内部截面形状的顶侧由内部形状确定板1041、1042的顶侧部和线材W2确定。由此，内部形状确定构件104能够赋予铸件M3以期望的截面形状(在该示例中，沿x轴方向扩大的矩形截面形状)，而不会由于空间SP遭受铸件M3的一部分截面形状的缺失。

因此，在根据本实施方式的自由铸造设备中，当内部形状确定板1041、1042彼此隔开以形成空间SP时，铸件M3的截面形状由作为连接构件的线材W1、W2、以及内部形状确定板1041、1042确定。由此，在根据本实施方式的自由铸造设备中，能够赋予铸件M3以期望的截面形状，而不会由于空间SP遭受铸件M3的一部分截面形状的缺失。也就是说，根据本实施方式的自由铸造设备能够提高铸件M3的截面形状的自由度。

此外，在根据本实施方式的自由铸造设备中，线材W1、W2设置为构造成连接内部形状确定板1041、1042的连接构件，从而使得可以实现形状确定构件102的小型化。此外，线筒B1、B2设置成使得储存在线筒B1、B2中的线材W1、W2能够通过将线材W1、W2仅拉出必要的长度来进行使用，从而使得可以进一步提高铸件M3的截面形状的自由度。

(根据实施方式2的形状确定构件102的第一变型)图9是示出了根据实施方式2的形状确定构件102的第一变型的平面图。应当指出的是，图9中的xyz坐标与图1中的坐标相同。图9中所示的形状确定构件102包括代替线材W1和线材W2的作为连接构件的单个线材W12，该单个线材W12起线材W1和线材W2两者的作用。

如图9中所示，线材W12、线材W12所缠绕的线筒B1、构造成引导线材W12的导引件G1、G2设置在内部形状确定构件104的顶面上。在平面图中，线材W12从布置在内部形状确定板1042的底侧部附近的线筒B1经由分别设置在内部形状确定板1041的底侧部附近和内部形状确定板1041的顶侧部附近的导引件G1、G2而延伸至内部形状确定板1042的顶侧部附近。应当指出的是，线材W12的一个端部绕线筒B1缠绕，并且线材W12的另一端部固定在内部形状确定板1042的顶侧部附近。

通过这种构型，图9中所示的形状确定构件102能够产生与图5至图8中所示的形状确定构件102相当的效果。

应当指出的是，图9中所示的形状确定构件102还可以设置有线筒B2，线材W12的另一端部缠绕线筒B2。此时，线筒B1仅用于送出线材W12并且线筒B2仅用于重新缠绕线材W12，例如使得可以通过使用线材的新的一部分来连续地提供铸件M3的截面形状。

(根据实施方式2的形状确定构件102的第二变型)图10是示出了根据实施方式2的形状确定构件102的第二变型的截面图。应当指出的是，图10中的xyz坐标与图1中的坐标相同。在图10中所示的形状确定构件102中，线筒B1、B2(仅B1被示出)不是设置在形状确定构件102的顶面上，而是设置在该设备外。线材W1、W2(仅W1被示出)从设置在该设备外的线筒B1、B2经由设置在熔融金属M1内的管道P1延伸至形状确定构件102。应当指出的是，管道P1由诸如氧化铝纤维之类的耐热材料、或诸如不锈钢之类的具有高熔点的金属材料制成。通过这种构型，可以防止线筒B1、B2和线材W1、W2过热。

(根据实施方式2的形状确定构件102的第三变型)图11是示出了根据实施方式2的形状确定构件102的第三变型的平面图。应当指出的是，图11中的xyz坐标与图1中的坐标相同。图11中所示的形状确定构件102包括代替线材W1、W2的作为连接构件的带T1、T2。带T1、T2由与线材W1、W2的材料类似的材料制成。

通过这种构型，图11中所示的形状确定构件102能够产生与图5至图8中所示的形状确定构件102相当的效果。

应当指出的是，在图11的示例中，线筒B1、B2在平面图中不是设置在内部形状确定板1042的端部附近，而是设置在内部形状确定板1042的中央部附近。从内部形状确定板1041朝向内部形状确定板1042延伸的带T1、T2折叠在内部形状确定板1042上，以绕设置在内部形状确定板1042的中央部附近的线筒B1、B2缠绕。通过这种构型，可以防止线筒B1、B2与铸件M3和残留熔融金属M2接触。

应当指出的是，形状确定构件102的第一变型至第三变型可以通过组合这些变型中的一些变型或这些变型中的所有变型来使用。

<实施方式3>根据实施方式3的自由铸造设备包括形状确定构件102，该形状确定构件102具有与根据实施方式1、2的自由铸造设备的形状确定构件102不同的结构。图12是示出了根据实施方式3的形状确定构件102的截面图。图13是示出了根据实施方式3的在铸件M3的截面形状扩大时的形状确定构件102的截面图。应当指出的是，图12、13中的xyz坐标与图1中的坐标相同。

与图5至图8中所示的形状确定构件102相比，图12和图13中所示的形状确定构件102包括代替线筒B1、B2的弹性构件S1、S2(仅S1被示出)。图12和图13中所示的形状确定构件102的其他构型与图5至图8中所示的形状确定构件102的所述其他构型相同，因此省略对所述其他构型的描述。

弹性构件S1、S2例如为弹簧并且分别赋予线材W1、W2以张力。通过这种构型，线材W1、W2被抑制变松弛，因此可以防止线材W1、W2在熔融金属M1被上引时一起被上引。

<实施方式4>根据实施方式4的自由铸造设备包括形状确定构件102，该形状确定构件102具有与根据实施方式1至实施方式3的自由铸造设备的形状确定构件102不同的结构。图14是示出了根据实施方式4的形状确定构件102的截面图。图15是示出了根据实施方式4的在铸件M3的截面形状扩大时的形状确定构件102的截面图。应当指出的是，图14、15中的xyz坐标与图1中的坐标相同。

图14和图15中所示的形状确定构件102包括代替线材W1、W2的作为连接构件的多个板材1044，所述多个板材1044能够沿水平方向滑动。当内部形状确定板1041、1042彼此接触时，所述多个板材1044在z轴方向上彼此重叠，并且当内部形状确定板1041、1042彼此隔开时，所述多个板材1044沿水平方向(在该示例中，沿x轴方向)滑动以覆盖隔开部分(空间SP)。图14和图15中所示的形状确定构件102的其他构型与图1至图4中所示的形状确定构件102的所述其他构型相同，因此省略对所述其他构型的描述。

通过这种构型，与图1至图4中所示的形状确定构件102相比，图14和图15中所示的形状确定构件102能够使铸件M3的内部截面形状沿x轴方向进一步扩大。也就是说，根据本实施方式的自由铸造设备能够提高铸件M3的截面形状的自由度。

<实施方式5>根据实施方式5的自由铸造设备包括形状确定构件102，该形状确定构件102具有与根据实施方式1至4的自由铸造设备的形状确定构件102不同的结构。图16是示出了根据实施方式5的形状确定构件102的截面图。图17是示出了根据实施方式5的在铸件M3的截面形状扩大时的形状确定构件102的截面图。应当指出的是，图16、17中的xyz坐标与图1中的坐标相同。

图16和图17中所示的形状确定构件102包括代替线材W1、W2的作为连接构件的板材1045，板材1045在内部形状确定板1041、1042的移动方向上(在该示例中，在x轴方向上)具有波纹管形状。当内部形状确定板1041、1042彼此接触时，板材1045沿x轴方向收缩使得波纹管形状的峰部分和谷部分折叠。当内部形状确定板1041、1042彼此隔开时，板材1045沿x轴方向伸展使得波纹管形状的如此折叠的峰部分和谷部分展开，以覆盖隔开部分(空间SP)。图16和图17中所示的形状确定构件102的其他构型与在图1至图4中所示的形状确定构件102的情况下的所述其他构型相同，因此省略对所述其他构型的描述。

通过这种构型，与图1至图4中所示的形状确定构件102的情况类似地，图16和图17中所示的形状确定构件102能够使铸件M3的内部截面形状沿x轴方向扩大。也就是说，根据本实施方式的自由铸造设备能够提高铸件M3的截面形状的自由度。

如上所述，在根据实施方式1至5的自由铸造设备中，当内部形状确定板1041、1042彼此隔开以形成空间SP时，铸件M3的截面形状由内部形状确定板1041、1042和连接构件(内部形状确定板1043、线材W1、W2、带T1、T2等)确定。由此，在根据实施方式1至5的自由铸造设备中，能够赋予铸件M3以期望的截面形状，而不会由于空间SP遭受铸件M3的一部分截面形状的缺失。也就是说，根据实施方式1至5的自由铸造设备能够提高铸件M3的截面形状的自由度。

实施方式1至5论及以下情况：设置了能够连接至彼此及能够彼此断开连接的内部形状确定板1041、1042、以及构造成连接内部形状确定板1041、1042的连接构件(内部形状确定板1043、线材W1、W2、带T1、T2等)，但是实施方式1至5并不限于此。可以设置能够连接至彼此及能够彼此断开连接的第一外部形状确定构件和第二外部形状确定构件、以及构造成连接第一外部形状确定构件和第二外部形状确定构件的连接构件。在这种构型中，当第一外部形状确定构件和第二外部形状确定构件彼此接触时，待铸造的铸件的外部截面形状仅由第一外部形状确定构件和第二外部形状确定构件确定，并且当第一外部形状确定构件和第二外部形状确定构件彼此隔开时，待铸造的铸件的外部截面形状由第一外部形状确定构件、第二外部形状确定构件和连接构件确定。

应当指出的是，本发明不限于上述实施方式，并且可以在不背离本发明的主旨的范围内做出各种改型。

Claims (11)

1.一种上引式连续铸造设备，其特征在于，包括：

保温炉，所述保温炉构造成保持熔融金属；以及

形状确定构件，所述形状确定构件布置在所述熔融金属的熔融金属表面上并且构造成在从所述熔融金属表面引出的熔融金属穿过所述形状确定构件时确定待铸造的铸件的截面形状，其中，

所述形状确定构件包括外部形状确定构件和内部形状确定构件，所述外部形状确定构件确定待铸造的铸件的外部截面形状并且由多个外部形状确定板构成，所述内部形状确定构件确定待铸造的铸件的内部截面形状并且包括能够连接至彼此的第一局部形状确定构件和第二局部形状确定构件、以及构造成将所述第一局部形状确定构件连接至所述第二局部形状确定构件的连接构件，其中在所述外部形状确定构件的中央部中形成有被所述多个外部形状确定板包围的开口，所述内部形状确定构件布置在所述开口中；以及

当所述第一局部形状确定构件和所述第二局部形状确定构件彼此隔开时，待铸造的铸件的截面形状由所述多个外部形状确定板、所述第一局部形状确定构件、所述第二局部形状确定构件和所述连接构件确定。

2.根据权利要求1所述的上引式连续铸造设备，其特征在于,

所述连接构件为线材或带。

3.根据权利要求2所述的上引式连续铸造设备，其特征在于，还包括：

线筒，所述线材或所述带缠绕所述线筒。

4.根据权利要求3所述的上引式连续铸造设备，其特征在于，还包括：

驱动部，所述驱动部构造成使所述线筒旋转以增大所述线材或所述带的张力。

5.根据权利要求2所述的上引式连续铸造设备，其特征在于，还包括：

弹性构件，所述弹性构件构造成为所述线材或所述带提供张力。

6.根据权利要求1所述的上引式连续铸造设备，其特征在于，

所述连接构件是板。

7.根据权利要求6所述的上引式连续铸造设备，其特征在于，

所述连接构件是内部形状确定板。

8.根据权利要求6所述的上引式连续铸造设备，其特征在于，

所述连接构件是能够沿水平方向滑动的多个板材。

9.根据权利要求6所述的上引式连续铸造设备，其特征在于，

所述连接构件是具有波纹管形状的板材。

10.根据权利要求1所述的上引式连续铸造设备，其特征在于，

当起动器浸入到所述熔融金属的熔融金属表面中并且随后所述起动器被上引时，所述熔融金属由于所述熔融金属的表面膜和表面张力而跟随所述起动器并且所述熔融金属被引出；

所述熔融金属经由设置在所述熔融金属表面附近的形状确定构件被引出；以及

所述熔融金属被冷却以连续地铸造具有期望的截面形状的铸件。

11.一种用于铸造铸件的上引式连续铸造方法，所述方法使得熔融金属从保持在保温炉中的熔融金属的熔融金属表面被引出并且穿过构造成确定铸件的截面形状的形状确定构件，特征在于，所述方法包括：

在第一局部形状确定构件和第二局部形状确定构件彼此隔开时，由多个外部形状确定板、所述第一局部形状确定构件、所述第二局部形状确定构件和连接构件来确定待铸造的铸件的截面形状，其中能够连接至彼此的所述第一局部形状确定构件和所述第二局部形状确定构件以及构造成将所述第一局部形状确定构件连接至所述第二局部形状确定构件的所述连接构件共同确定待铸造的铸件的内部截面形状，其中所述第一局部形状确定构件、所述第二局部形状确定构件和连接构件布置在所述多个外部形状确定板包围的开口中。