CN106334788A - 用于加热金属铸造分配喷嘴构造的控制销和喷嘴系统 - Google Patents

Abstract

控制销系统，包括设备和方法，在用于铸造的熔融金属分配系统中用于控制熔融金属流，其中在一些方面控制销包括：控制销本体，其具有内腔和外表面，其中所述外表面的尺寸设计成且构造成操作地与喷嘴的内表面相互作用，从而有效地控制经过喷嘴孔的熔融金属流；以及所述控制销本体的内腔中的加热器元件。在其他实施方式中，加热器可位于喷嘴本体内并传递热量到控制销。

Description

用于加热金属铸造分配喷嘴构造的控制销和喷嘴系统

本申请是申请日为2009年10月8日、申请号为200980162810.4、发明名称为“用于加热金属铸造分配喷嘴构造的控制销和喷嘴系统”的中国专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请没有主张源于任何其它申请的优先权。

技术领域

本发明涉及用于预加热和/或加热金属铸造分配喷嘴构造的控制销和喷嘴系统，该金属铸造分配喷嘴构造用于将非铁金属（例如熔融铝）浇注到铸造模具中了；更具体地，涉及金属流控制销和/或喷嘴构造，其在金属流控制销和/或喷嘴处的铸造之前，期间和/或之后提供热量。

背景技术

金属锭、坯料及其它铸件可通过一种铸造过程而形成，在该铸造过程中运用了一种竖直取向的模具，其位于一种在金属铸造设施的地面水平以下的大型铸坑上方，尽管本发明也可被运用在水平模具中。竖直铸造模具的下部部件是一种起始块。当铸造过程开始时，起始块处于它们的最向上位置并且在模具中。当熔融金属被倾注入模具孔或腔并被冷却（通常由水冷却）时，起始块缓慢地由一种液压缸或其它装置以预定速率降下。当起始块被降低时，凝固态的金属或铝从模具和锭的底部出现/显露，其在本文中也可被称为铸件。

尽管本发明一般而言适用于金属的铸造，包括但不限于：铝、黄铜、铅、锌、镁、铜、钢，等等，所给出的实例以及所披露的优选实施方式可针对铝，并且因而术语铝或熔融金属可始终被一致地使用，即便本发明一般较为适用于金属。

尽管存在着多种方式用来实现并配置一种竖直铸造布置，图1图示了一个实例。在图1中，对铝进行竖直铸造一般发生在一种铸坑中在工厂地面的高程水平以下。直接位于铸坑地面101a以下的是一种沉井103，其中安置了用于液压缸的筒体102。

如图1所示，一种典型的竖直铝铸造设备的下部部分的部件，图示成在铸坑101与沉井103内，是一种液压缸体筒体102、撞锤或夯106、一种安装基座壳体105、以及一种起始块基座114（也称为一种起始头部或底部块），所有这些都图示为在铸造设施地面104下方的高程处。

安装基座壳体105安装到铸坑101的地面101a，其下方是沉井103。沉井103由其侧壁103b及其地面103a加以限定。

图1中也示出了一种典型的模具台组件110，其可如图所示其顶部由液压缸111连接，液压缸111推动着模具台倾斜臂110a从而使得倾斜臂110a绕点112枢转，并且由此升高并旋转了主铸造框架（或砂箱）组件，如图1所示。也存在着模具台托架，其允许将模具台组件移至铸坑上方的铸造位置或从该铸造位置移动。

图1还示出了与部分地形成的铸件或锭113一起部分地下降到铸坑101内的起始块基座114。铸件113在起始块基座114上，起始块基座114可包括一种起始头部或底部块，其常常（但不总是）承座在起始块基座114上，所有这些是在本领域现有技术中已知的并且因而不需要被示出或更详细描述。尽管术语起始块用于物件114，应注意到术语底部块和起始头部也用在此行业中以指代物件114，当铸造一种锭时通常使用底部块，并且当铸造一种坯料时通常使用起始头部。

当液压流体在足够压力的情况下被引入到液压缸内时，撞锤106以及由此起始块114被升高到所需的高程起始水平用于铸造过程，其是当起始块处于模具台组件110内时的。

对起始块114的降低可通过多个不同手段或机构（例如所示液压的，滚珠螺杆或缆线系统）中的任一个完成。图中所示的实施方式可利用计量预定速率的来自液压缸的液压流体，由此一种预定且受控的速率降低了撞锤106、并且因此以降低了起始块（其也可称为受到操作者或控制者的人工干预）。在此过程期间，模具被可控地冷却以帮助进行对出现的锭或坯料的凝固，通常使用水冷却手段而实现。

存在着众多的模制和铸造技术适用于模具台中，并且特别地不需要它们来实践本发明的各种实施方式，因为它们是本领域普通技术人已知的。

典型的模具台的上部侧在操作上连接到金属分配系统、或与之交互作用。典型的模具台也在操作上连接到其容纳着的模具。

当使用一种连续铸造竖直模具时，熔融金属在模具中被冷却并且当降低起始块基座时从模具的下部端连续地出现。出现的坯料、锭或其它构造旨在被充分地凝固从而使得其维持着其所需形状。在这下面，也存在着一种介于出现的凝固金属与模具及相关设备的下部之间的一种模具空气腔。

在特定的铸造完成后，如上所述，模具台典型地向上倾斜并远离铸坑的顶部，如图1所示。

通常希望的是避免分配系统中熔融金属的任何固化，大量工作被用于避免固化，因为其导致阻塞并且要求铸造停止，这因此导致了不希望的非铁金属生产的停工时间。在特定的金属分配系统中，喷嘴被用于分配和浇注熔融金属，例如铝，到模具中，包括生产称为锭的铸件的模具。这些分配系统的一些可包括槽，其分配熔融金属到需要的模具中，所有这些通常是已知的并且在行业中使用。在本发明的方面中，一系列的坝和其他阻挡装置可用于启动，停止或以其他方式控制到一些或所有模具的流。

控制销通常用于在熔融金属从金属分配系统输送到喷嘴时控制熔融金属流，尽管控制销也可用于开始和停止熔融金属流经喷嘴并进入模具的一些部分。由于例如金属的表面积与体积比和金属的温度的若干因素，喷嘴区域具有在过程不被充分控制的情况下熔融金属趋于固化的区域。喷嘴区域处的大量熔融金属的固化导致熔融金属不均匀地流入具有多个模具的模具台的一个模具和其他的模具，并且可导致喷嘴阻塞和/或需要在其完成前停止铸造。

加热的喷嘴销或控制销通常放置在喷嘴中的孔内，以在需要时阻挡孔或塞住孔，通常在铸造的开始和结束时。例如，在铸造开始时，控制销放置在喷嘴中的孔内以阻挡熔融金属流入模具，直到希望的时间，例如当所有模具能够大约同时被供给时。这些控制销然后移动以改变孔尺寸从而改变铸造长度上的金属流率。在具有多个模具的模具台上的铸造结束时，通常将有多个喷嘴和人员将通常忙于移走每个喷嘴中的控制销以避免熔融金属在喷嘴中固化并产生对于接下来的铸造所不希望的问题，这时喷嘴耐火材料典型地处于将导致金属在界面固化的温度。在一些熔融金属水平控制系统中，喷嘴被塞住直到流槽充满并且然后控制销被移走且喷嘴打开，由此控制金属流，如图8所示。

发明内容

因此本发明的一些实施方式的目的是提供一种机构以避免熔融金属在喷嘴表面处或喷嘴表面上和/或在控制喷嘴销表面处或控制喷嘴销表面上的固化。

可由本发明的不同实施方式或方面实现的一些优点（尽管不是要求的）可为由于熔融金属固化导致的冰冻的减少或消除。三个步骤导致系统关机，冰冻区域的清洁和然后铸造过程的重新开始或启动（这花去不必要的时间并要求不必要的花费）。在一些应用中例如可要求在控制销和喷嘴位置处可采取的操作之前的25分钟的冷却时间段，然后另外45分钟来重新加热以准备下一铸造。本发明的实施方式还可消除加热烤箱，其在现有技术中用于将温度维持在足够的水平。

在本发明的实施方式中的其他可能优点在于如果热电偶被使用，由热电偶读数提供的数据可以给出控制销和喷嘴的健康或状态的指示，允许执行预防性维护，这在一些情况下应该会减小不期望的故障。

在本发明的一些实施方式中的其他可能优点在于节省时间，即处理喷嘴加热器的时间。本发明实施方式的进一步的优点可以在于在过程固有的时间处在过程中可维持更好的控制。本发明实施方式的进一步的优点在于人员在模具中或模具周围所花的处理上述一些或全部问题的时间的减少，所述问题可由本发明消除。

尽管本发明的实施方式和方面涉及上述目的，和/或涉及上述一些优点，本领域技术人员将认识到本发明不限于任一个目的或任何一个或多个优点。

本发明的其他目的、特征和优点将从形成了其一部分的说明书、权利要求书及所附附图中显而易见。在执行本发明的目的的过程中，应理解到：其实质性特征易受到设计及构造布置中的改变所影响，且在所附的附图中按需仅图示了一个实际的且优选的实施方式。

附图说明

在下面参考下列附图描述了本发明的优选实施方式，附图中：

图1是一种现有技术的竖直铸坑、沉井和金属铸造设备的立视图；

图2是现有技术的控制销构造的截面图，图中展示了分配槽喷嘴中的实心控制销，其处于半连续金属分配和铸造系统的一个实例中；

图3为本发明构思的半连续金属分配和铸造系统中的控制销和喷嘴系统的一个实施方式的截面图；

图4为图3所示控制销和喷嘴系统的一种实施方式的截面图，只是已将其中的控制销拆下，使其不能阻止熔融金属流经喷嘴；

图5是控制系统喷嘴销的实施方式的透视截面图，其可以如本发明构思地利用；

图6是控制系统喷嘴销的实施方式的截面图，其可以如本发明构思地利用；

图6A是控制系统喷嘴销的实施方式中图6的6A部分，其可以如本发明构思地利用；

图6B是控制系统喷嘴销的实施方式中图6的6B部分，其可以如本发明构思地利用；

图7是控制系统喷嘴的实施方式的截面图，其可以如本发明构思地利用，其中喷嘴包括加热元件以提供热量；

图7A是图7中的7A详图；

图8是部件另一实施方式中一个实例的示例性横断面正视图，这些部件可以用于实践本发明的方面，图中表明不同构造的控制销，其主要控制大致位于或朝向喷嘴顶部的熔融金属流；

图9是部件另一实施方式中一个实例的示例性横断面正视图，这些部件可以用于实践本发明的方面，图中表明不同构造的控制销，其主要控制大致位于或朝向喷嘴中部的熔融金属流；

图10为部件另一实施方式中一个实例的示例性横断面正视图，这些部件可以用于实践本发明的方面，图中表明不同构造的控制销，其主要控制大致位于或朝向喷嘴下部的熔融金属流；

图11为部件另一实施方式中一个实例的示例性横断面正视图，这些部件可以用于实践本发明的方面，图中表明不同构造的控制销，其主要控制大致位于或朝向喷嘴中部的熔融金属流；

图12为本发明另一实施方式中一个实例的示例性横断面正视图，图中展示了热量从控制销传递到喷嘴中；和

图13为本发明另一实施方式中一个实例的示例性横断面正视图，图中展示了热量从喷嘴传递到控制销中。

具体实施方式

在本发明中运用的许多紧固、连接、制造和其他器件和部件是在所描述的本发明的领域中广泛已知并且使用的，且他们的准确性质或类型不是本领域或科学中的技术人员用于理解和使用本发明所必需的；因此，将不会在详尽细节方面讨论它们。此外，用于本发明的任何特定应用的在本文中所示出的或描述的多种部件可如本发明所预期那样被变动或改变，并且任何元件的实施方式或特定应用的实践可以是由本领域或科学的技术人员或者在本领域中已广泛公知的或使用的；因此，它们中的每个将不会在详尽细节方面加以讨论。

如在本文中用在权利要求是中的术语“一个”、“一种”以及“所述”被使用以顺应长期以来存在的权利要求撰写实践、且并不是作为限制。除非在本文中具体阐明，术语一个”、“一种”以及“所述”不限于这些元件之一，但替代地意思是“至少一个”。

图1是一个典型现有技术的垂直铸坑、沉井和金属铸造设备的正视图，其更详细的描述见上文。

图2是现有技术的控制销构造的截面图，图中展示了分配槽喷嘴中的实心控制销，其处于半连续金属分配和铸造系统的实例中。图2展示了熔融金属分配流槽125、熔融金属分配槽120、限定熔融金属分配槽120的耐火材料122、流槽框架123、喷嘴127和控制臂132。铸造开始前，铸件模具框架129示出为位于底部块130的上面。

本领域技术人员将认识到当冷却器表面与熔融金属接触时，可以使熔融金属在材料表面上冷却或凝固的程度，此材料通常为耐火材料。例如，图2所示的金属分配槽120由多种耐火材料中的任何一种制成，其设计可以承受熔融金属铸造系统中存在的高热量。尽管一些管状或空心销由不同的材料和组合物构成或组成，例如2007年1月23日公布的美国专利No. 7,165,757中披露的，但是现有技术的控制销121通常由耐火材料和实芯制成。图上显示的控制销121的下端121a插入喷嘴127中，以控制其中通过的金属流。

在典型的铸造设施中，许多熔融金属铸造模具的上面为槽形构造，其中的许多控制销121插入喷嘴（如喷嘴127）中，以控制流向槽形构造的熔融金属流。一旦熔融金属遍及整个槽系统时，通常希望同时经喷嘴向模具提供熔融金属，通过已知的分配系统流控制方法，如水闸或其它装置，就可以实现此目的。然后熔融金属流经控制销121和喷嘴127构造，其中利用控制销121控制熔融金属流。从喷嘴127和控制销121的构造可以看出喷嘴127、喷嘴中的孔、控制销121中及其周围如何会发生堵塞。

本行业技术人员将认识到术语“控制销”或“销”用于识别此处提到的部件。为了本发明的目的，将会使用这个术语，但是，它不是用于将部件限制为任何特定外形、几何形状或构造，而是利用任何此类构造控制或管理流经喷嘴的熔融金属流，这属于本发明的范围之内。一些实例见后面的附图，但这些附图绝不会限制用于实践本发明的不同实施方式和方面的不同形状或构造。某些情况下，销也可以称作塞，但是许多销并不能完全塞住熔融金属流，而是对其进行控制。

图3为本发明提出的控制销143的一种实施方式的截面图，此销插入喷嘴144中并且部分或完全地阻止熔融金属140流经孔。图3展示了熔融金属分配流槽138、流槽框架123、槽139及控制臂132，其中，槽139由耐火材料122和熔融金属分配槽139的内表面147限定，其里面盛有熔融金属140。

图3进一步说明了本发明提出的一种控制销143的一种实施方式的实例，此销插入喷嘴144中，并且阻止熔融金属140流过喷嘴144中的孔。线145展示了热流从控制销143流入喷嘴144中，并部分流入槽区，它倾向于使控制销143的外表面保持在适当的温度，从而使熔融金属不能在此外表面或喷嘴144内的孔的内表面上凝固。后面的附图中将对控制销143进行更详细的描述。

图3进一步展示了控制销143的内腔中提供的热量如何不仅加热控制销143的外部或外表面，而且还构造或设计成也可以将热量传递到喷嘴144或喷嘴144的内表面。这样可以降低熔融金属在控制销143的外表面或喷嘴144内表面上的凝固的趋势。

图3所示的本发明实施方式中示出的空心控制销构造可以由多种不同的耐火材料中的任何一种制成，利用一种材料制成，这种材料例如至少部分由复合陶瓷材料组成，这种复合陶瓷材料包括嵌入在陶瓷基体中的纤维增强材料，如美国专利No. 7,165,757中披露的那样。

通过本领域中已知的或已经发现的许多不同机构中的任何一种，都可以实现控制销143的垂直运动。一个此类实例为控制系统，此控制系统包括线性致动器，此致动器与支点联合工作。

本发明构思内的多种机构、装置或源中的任何一种都可以用于提供加热，包括但不限于所示的电阻加热、感应加热、热空气或气体火焰加热，还有本领域技术人员将认识到的某些类型的化学反应。

图4为图3所示控制销和喷嘴系统的一种实施方式的截面图，只是已将其中的控制销拆下，使其不能阻止熔融金属流经喷嘴。图4示出了控制臂132转动以提升控制销143，如箭头150所示，从而使控制销143不再阻止熔融金属分配槽139中的熔融金属如金属流箭头152所示流经通过喷嘴144的内部通道。图上显示控制销143的下端143a被显示位于到喷嘴144的入口的上面。图4所示的所有其它部件与图3所示的部件相同，因此此处将不再进一步详细描述。

图3和图4进一步展示了如何用控制销保持器137封装、固定或保持控制销143，从而固定空心或管状控制销（如控制销143）的垂直运动和定位，并有助于在空心控制销143的内腔中提供加热元件（如加热线圈）和加热控制元件（如热电偶）。控制销保持器137将具有内腔，其一般对应于控制销143的外表面及构造，以允许其通过多种不同机构中的任何一种固定到其中，如通过机械销或通过在其之间涂胶水。

本领域技术人员将理解在正常现有技术操作条件下，急于在销和喷嘴冷却发生前将现有技术控制销放入喷嘴内的位置并开始铸造，从而使凝固不会引起铸造延迟。在一些现有技术系统中，试图利用外部气体喷嘴加热器加热喷嘴以防止或减少喷嘴区域中熔融金属的凝固，并且本发明实施方式将允许在熔融金属系统中去除喷嘴加热器。

本发明的一些实施方式中会希望或优选的是，一旦铸造或浇铸已经开始后，中断通过控制销提供热量，因为在此时间架构期间熔融金属将提供足够的热量；然而，在其它应用过程中还将希望的是，在浇铸过程中继续给加热线圈提供功率，以进一步确保熔融金属没有不希望的凝固。

图5是控制销170和喷嘴系统的实施方式的透视截面图，其可以如本发明构思地利用。图5展示了控制销170，其具有控制销本体142、空心或管状体142，其中具有内腔并且在其下端142c处封闭。管状体142包括下体部分142a、中间体部分142b及上体部分142d。上体部分142d具有减小的直径（虽然对于实践本发明的实施方式不是必须的），其中销保持器137（其它附图上有显示）操作地连接到其中。也可以利用控制销保持器孔173与控制销170相互作用或操作地将控制销170与控制销保持器137连接（如之前附图所示）。

尽管所示控制销本体的实施方式包括内腔，其中嵌入或安装加热器，但是此处及权利要求中所用的术语内腔还可以包括加热器线圈或加热器单元模制到控制销本体中的实施方式，使得其外边界或表面包括内腔。如果加热器元件位于喷嘴内（如模制到其中），将使用内腔的相同用途（如下面参照图7所述的）。

图5进一步展示了控制销内腔145中的控制销内腔衬151、加热线圈143及加热线圈电导体171。图5也示意性展示了控制销170的内腔145中的热电偶147，此热电偶可以用于控制和处理目的，以监控和控制所需的热量或温度。本领域技术人员将认识到多种不同类型和构造的热电偶中的任何一种可用于监控和/或控制加热线圈143将控制销加热到的温度。也可以在喷嘴或喷嘴内表面中或附近利用热电偶，如图3中标记152所示的热电偶。此热电偶可以用于监控和控制何时该种温度已经达到用于过程控制目的的预定或希望水平。

虽然本领域技术人员将认识到不要求特定的加热器元件或线圈来实践本发明，可以使用500瓦特、220伏特构造在控制销170内提供所需的热量。本领域技术人员将认识到在控制销170中也可以使用多种不同类型的特定热电偶中的任何一种，以监控和控制控制销170中的温度和其提供的热量，所有均在本发明实施方式的构思之内。

图5还示意性地展示了控制器155，其可以用于接收数据，并通过加热器线圈143控制电输入，以达到所需的或预定的温度；其可以通过操作地连接到控制器155的一个或多个热电偶147的使用监控和控制。本领域技术人员将认识到本领域中众所周知的和使用的适当热电偶控制器和/或电加热器控制器，因此此处不再进一步描述，并且不需要一个特定类型或种类来实践本发明的实施方式。

虽然没有本发明的实施方式中的实践必须提供热量的特定部分或距离，一些实施方式中优选的是提供加热器线圈和热量到控制销的下部，其可为例如下部10英寸。在所示实施方式中，控制销170的中部可以为大约十二英寸，顶部可以称作冷区或顶部。会希望的是控制销170的顶部和熔融金属之间维持一定的最小距离，因为170的顶部可以是导线或其它连接暴露的地方，最小距离可以用于保护或防护这些部件。

在一个示例的实施方式或应用中，本系统可以预热控制销和/或喷嘴大约一小时，以使控制销内的温度达到例如900至1000摄氏度，而控制销的外表面与喷嘴之间的温度可以为约450摄氏度。

图6为控制销170的一种实施方式的截面图，控制销170可以如本发明实施方式构思地使用。图6展示了控制销170的两个剖面，即剖面6A和剖面6B，见图6中说明性描述与更详细的描述。图中示出了控制销本体142的下部142a和下端142c。图中显示控制销保持器孔173朝向控制销170的上端，并且用于操作地将控制销170连接到控制销保持器（图6未显示）。图6进一步展示了示例性热电偶181，其具有热电偶导线182，其操作地连接到其上，并通过控制销170的内腔145延伸到控制器或监视器以监控温度并增加或减小到电子线圈的电输入，而增加或减小控制销外表面或喷嘴内表面的加热器温度（其它附图上有显示）。

图6进一步展示了电加热器线圈143，其具有加热器线圈导体171，其操作地连接到其上，并通过控制销170的内腔145延伸。图6还展示了控制销170内腔145中的内腔衬151。内衬151可以由多种不同材料或成分中的任何一种制成，不要求一种特定的来实践本发明。然而，如此处所示，实施方式中可以使用不锈钢。

图6A是控制销和喷嘴系统实施方式中图6的6A部分，其可以用于本发明的范围中。提到的相同部件以相同方式编号，此处不再进一步描述。

图6B是控制销和喷嘴系统实施方式中图6的6B部分，其可以用于本发明的范围中。提到的相同部件以相同方式编号，此处不再进一步描述。

图7是控制系统喷嘴实施方式的截面图，其可以用于本发明的范围中，其中的喷嘴包括加热元件以提供热量。图7展示了本发明的另一实施方式，其中的加热器线圈208铸入喷嘴205中或嵌入其中。

图7展示了分配槽200，耐火材料201，控制销保持器204，熔融金属202，喷嘴205，控制销本体207，控制销内腔衬211及熔融金属分配流槽构架209。图7还展示了控制销保持器204如何利用插入控制销207的孔中的销199，如图5中标记173所示。控制销保持器适配器203固定和围绕控制销保持器204。

图7A是图7中的7A详图，展示了控制销207，喷嘴205，加热器线圈208，箭头210展示了加热器线圈208是控制销205的周围的圆形或盘绕的图案。

图8是部件另一实施方式中一个实例的示例性横断面正视图，这些部件可以用于实践本发明的方面，图中表明不同构造的控制销，其主要控制大致位于或朝向喷嘴顶部的熔融金属流。图8展示了耐火材料201，熔融金属202，熔融金属分配流槽构架209及喷嘴251，其设有孔252，熔融金属流经此孔。在图8中，控制销250其中具有加热元件248，所示为连接到控制销轴249（控制销轴249可以视为控制销250的一部分或与其一体化，或与其分开）。控制销250中的加热器248应具有足够的尺寸，以允许热量通过控制销本体从加热器248中充分转移到喷嘴251的上部。

本领域技术人员将认识到的是控制销用于控制熔融金属流，并且由于操作问题，控制销可不完全塞住喷嘴251中的孔252。可以在喷嘴251的喷嘴孔252中或与其相对应的任何位置实施控制，例如如图8所示的喷嘴顶部处或顶部附近，或喷嘴251的中部处或附近（如图9和图11中的实例所示），或喷嘴251的下部处或附近（如图10中的实例所示），所有均在本发明实施方式的范围内。

图9是部件另一实施方式中一个实例的示例性横断面正视图，这些部件可以用于实践本发明的方面，图中表明不同构造的控制销，其主要控制大致位于或朝向喷嘴251的中部的熔融金属流。图9展示了耐火材料201，熔融金属202，熔融金属分配流槽构架209及喷嘴251，其设有孔252，熔融金属流经此孔。图9进一步展示了控制销261，控制销轴260及加热器262，所示的控制销261的实施方式控制经过在喷嘴251中部的喷嘴251中的喷嘴孔252的熔融金属流。

图10为部件另一实施方式中一个实例的示例性横断面正视图，这些部件可以用于实践本发明的方面，图中表明不同构造的控制销，其主要控制大致位于或朝向喷嘴下部的熔融金属流。图10展示了耐火材料201，熔融金属202，熔融金属分配流槽构架209及喷嘴251，其设有孔252，熔融金属流经此孔。图10进一步展示了控制销271，控制销轴270并且还包括加热器，尽管图10中没有明确标出。所示的控制销271的实施方式控制经过在喷嘴251下部处或附近的喷嘴251中的喷嘴孔252的熔融金属流。

图11为部件另一实施方式中一个实例的示例性横断面正视图，这些部件可以用于实践本发明的方面，图中表明不同构造的控制销，其主要控制大致位于或朝向喷嘴中部的熔融金属流。图11展示了耐火材料201，熔融金属202，熔融金属分配流槽构架209及喷嘴251，其设有孔252，熔融金属流经此孔。图11进一步展示了控制销281，控制销轴280并且还包括加热器，尽管图11中没有明确标出。所示的控制销281的实施方式控制经过在喷嘴251下部处或附近的喷嘴251的孔252的熔融金属流。

图12为本发明另一实施方式中一个实例的示例性横断面正视图，图中展示了热量从控制销290的加热器中如箭头291所示经过控制销本体部分传递到喷嘴194中，其以传导或对流方式的任一种或两种，这取决于控制销290的外表面及喷嘴251中的孔293的内表面之间的接触的水平及性质。图12还展示了耐火材料201，熔融金属202及熔融金属分配流槽构架209。因此，将认识到本发明促进喷嘴本体和/或控制销本体的任一个用作传热介质，其将喷嘴本体或控制销本体任一的内腔中的加热器的热量经该本体传递到另一本体（喷嘴本体或控制销本体任一），从而实现系统的所需预加热。

从最广泛的意义上看，本发明将包括几种实施方式，其中控制销290的本体不仅自身预加热，而且还用作传热管或介质，以传递热量，并由此还预加热喷嘴。

图13为本发明另一实施方式中一个实例的示例性横断面正视图，图中展示了热量从喷嘴300的加热器301中传递到控制销306中，如箭头302所示。图13还展示了耐火材料201，熔融金属202及熔融金属分配流槽构架209。

从最广泛的意义上看，本发明将包括几种实施方式，其中喷嘴300的主体不仅以加热器元件301自身预加热，而且还用作传热管或介质，以传递热量，并由此还预加热控制销306。

本领域技术人员将认识到，可以使用本发明的很多实施方式，元件和部件的变体，它们都在本发明的范围内。

例如，本发明的一个实施方式，公开了一种在用于铸造的熔融金属分配系统中用于控制熔融金属流的控制销，其中，所述控制销包括：控制销本体，其具有内腔和外表面，其中所述外表面的尺寸设计成且构造成操作地与喷嘴的内表面相互作用，从而有效地塞住或控制喷嘴孔；以及所述控制销本体的内腔中的加热器元件。在其进一步的实施方式中，可以有热电偶位于所述控制销本体的内腔中以提供来自所述控制销本体内的温度信息。本文涉及的控制销在本发明的一些实施方式中还可被进一步地构造，其中所述加热器元件模制到所述控制销本体中；或者其中所述控制销本体至少部分由分层的复合陶瓷材料制成，该材料包括铸造陶瓷基体内包含的多层增强纤维。

在本发明的另一个实施方式中，提供了在用于管理从熔融金属分配系统进入铸造模具的熔融金属流的控制销和喷嘴的组合中使用的预加热控制系统，其中预加热控制系统包括控制销，其具有控制销本体和所述控制销本体内的内腔；喷嘴，其具有喷嘴主体和所述喷嘴主体内的内腔；所述控制销本体中的内腔或所述喷嘴本体中的内腔的一个中的加热器；其中热量从加热器通过控制销本体或喷嘴本体中的一个传递到控制销本体或喷嘴本体中的另一个，从而预加热控制销本体和喷嘴本体二者。

在本发明的另一个实施方式（方法实施方式）中，提供了一种预加热用于控制经过熔融金属分配系统并进入铸造模具中的熔融金属流的控制销的方法，其中所述方法包括以下步骤：提供喷嘴，其具有喷嘴孔，所述喷嘴孔构造成促进从熔融金属分配系统进入铸造模具中的熔融金属流；提供控制销本体，其具有内腔和外表面，其中所述外表面的尺寸设计成且构造成当插入其中时操作地塞住喷嘴孔；提供所述控制销本体的内腔中的加热器；将所述控制销插入喷嘴中以防止熔融金属流经过喷嘴；增加所述控制销内的加热器的温度以在将金属引入到喷嘴之前预加热所述控制销；以及将所述控制销从喷嘴收回从而允许熔融金属流经喷嘴。在前面的进一步的实施方式中，方法可还包括进一步增加加热器的温度使其足以额外地预加热喷嘴。

Claims (8)

1.一种在用于铸造的熔融金属分配系统中用于控制熔融金属流的控制销，所述控制销包括：

控制销本体，其具有内腔和外表面，其中所述外表面的尺寸设计成且构造成操作地与喷嘴的内表面相互作用，从而有效地控制经过喷嘴孔的熔融金属流；以及

所述控制销本体的内腔中的加热器元件。

2.根据权利要求1所述的控制销，进一步地，其特征在于，热电偶位于所述控制销本体的内腔中以提供来自所述控制销本体内的温度信息。

3.根据权利要求1所述的控制销，进一步地，其特征在于，所述加热器元件模制到所述控制销本体中。

4.根据权利要求1所述的控制销，进一步地，其特征在于，所述控制销本体至少部分由分层的复合陶瓷材料制成，该材料包括铸造陶瓷基体内包含的多层增强纤维。

5.一种在用于管理从熔融金属分配系统进入铸造模具的熔融金属流的控制销和喷嘴的组合中使用的加热控制系统，预加热控制系统包括：

控制销，其具有控制销本体；

喷嘴，其具有喷嘴主体；

所述控制销本体或所述喷嘴本体的一个中的加热器；

其中热量从加热器通过控制销本体或喷嘴本体中的一个传递到控制销本体或喷嘴本体中的另一个，从而预加热控制销本体和喷嘴本体二者。

6.一种加热用于控制经过熔融金属分配系统并进入铸造模具中的熔融金属流的控制销的方法，所述方法包括以下步骤：

提供喷嘴，其具有喷嘴孔，所述喷嘴孔构造成促进从熔融金属分配系统进入铸造模具中的熔融金属流；

提供控制销本体，其具有内腔和外表面，其中所述外表面的尺寸设计成且构造成当控制销插入其中时控制喷嘴孔和控制销之间的开口；

提供所述控制销本体的内腔中的加热器；

增加所述控制销内的加热器的温度以在将金属引入喷嘴之前预加热所述控制销；以及

将所述控制销放置到喷嘴中以控制经过喷嘴的熔融金属流。

7.根据权利要求6所述的加热控制销的方法，其特征在于，进一步地包括将所述控制销从喷嘴收回从而允许熔融金属流经喷嘴。

8.根据权利要求6所述的加热控制销的方法，其特征在于，进一步增加加热器的温度使其足以额外地预加热喷嘴。