JP2023535184A - 直接チル鋳造金型システム - Google Patents

直接チル鋳造金型システム Download PDF

Info

Publication number
JP2023535184A
JP2023535184A JP2023504440A JP2023504440A JP2023535184A JP 2023535184 A JP2023535184 A JP 2023535184A JP 2023504440 A JP2023504440 A JP 2023504440A JP 2023504440 A JP2023504440 A JP 2023504440A JP 2023535184 A JP2023535184 A JP 2023535184A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coolant
casting
nozzles
mold
bar
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2023504440A
Other languages
English (en)
Inventor
ガイ ウォマック，ランドール
タラチャンド パルデシ，ラビンドラ
シスク，ポール
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Novelis Inc Canada
Original Assignee
Novelis Inc Canada
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Novelis Inc Canada filed Critical Novelis Inc Canada
Publication of JP2023535184A publication Critical patent/JP2023535184A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • B22D11/049—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds for direct chill casting, e.g. electromagnetic casting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • B22D11/05—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds into moulds having adjustable walls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • B22D11/055—Cooling the moulds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
    • B22D11/124—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
    • B22D11/124—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for cooling
    • B22D11/1243—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for cooling by using cooling grids or cooling plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
    • B22D11/124—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for cooling
    • B22D11/1246—Nozzles; Spray heads

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

Abstract

直接チル鋳造金型システムは、金型と少なくとも１つの冷却剤バーを含む。金型は、鋳造軸を有する鋳造キャビティを規定し、鋳造プロセス中に金属製品は鋳造軸に沿って移動する。少なくとも１つの冷却剤バーは、複数のノズルを含み、少なくとも１つの冷却剤バーは、金属製品が金型を通過した後、複数のノズルを介して金属製品の周辺に冷却剤を供給するように構成される。様々な態様において、少なくとも１つの冷却剤バーは鋳造軸に対して可動である。【選択図】図６Ａ

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０２０年７月２２日に出願された米国仮出願番号第６２／７０５，９１５号「ＤＩＲＥＣＴ ＣＨＩＬＬ ＣＡＳＴＩＮＧ ＭＯＬＤ ＳＹＳＴＥＭ」と、２０２１年３月３０日に出願された米国仮出願番号第６２／２００，７９８号「ＤＩＲＥＣＴ ＣＨＩＬＬ ＣＡＳＴＩＮＧ ＭＯＬＤ ＳＹＳＴＥＭ」の優先権を主張し、その両方を参照により、全体を本明細書に組み込む。
本出願は、金属の鋳造に関し、より詳細には、鋳造システム用の金型システムを鋳造することに関する。
直接チル（ＤＣ）鋳造プロセスは、液体溶融物から固体金属インゴット（例えば、アルミニウム合金インゴット）を製造するための半連続プロセスである。ＤＣ鋳造プロセスでは、液体溶融物は最初に底のない浅い金型で冷却される。この金型のキャビティ形状は、インゴットの所望の断面に基づいている。最初に、底部ブロックが金型キャビティを下側から封止する。鋳造プロセスでは、液体溶融物が上側から金型に注がれ、底部ブロックが冷却剤（例えば、冷却水）のカーテン内に降ろされて、周辺の金属をさらに冷却し、液溜まりを保持する凝固シェルが得られる。底部ブロックの下向きの動きは、指定された鋳造速度プロファイルに従う。鋳造速度を最初に上昇させた後、鋳造は定常状態で進行し、その間、熱プロファイルと凝固プロファイルは時間とともに変化することはない。
定常状態鋳造では、一次冷却領域と二次冷却領域の２つの異なる冷却領域がある。金型内のインゴットの周辺での初期冷却は、一次領域として知られている。一次冷却領域では、溶融物が水冷金型と直接接触するため、最初の接触点での溶融物からの熱除去率が非常に高い。しかし、この初期凝固シェルの形成後、凝固収縮により金型／インゴット界面に空隙が形成される。この空隙は、金型領域内の熱伝達率の低下につながり、熱伝達率のこの低下により、凝固シェルの部分的な再溶融の結果、一次冷却領域になり得る。
金型から出た後、凝固したインゴットは二次冷却領域に入り、そこでインゴットの周囲に直接冷却剤を衝突させることによってさらに冷却される。二次冷却領域では、冷却剤が高温のインゴット表面と直接接触するため、インゴットの冷却は沸騰熱伝達によるものである。冷却条件に基づいて、冷却の大部分（全体の９５％）は二次冷却によって実現される。
本特許が包含する実施形態は、この発明の概要ではなく、下記の特許請求の範囲により定義される。この発明の概要は、様々な実施形態の高水準の概要であり、下記の発明を実施するための形態の項でさらに説明する概念の一部を紹介するものである。この概要は、特許を請求する主題の主要なまたは必須の特徴を特定することを意図しておらず、特許を請求する主題の範囲を決定するために単独で使用されることも意図していない。主題は、本特許の明細書全体、任意またはすべての図面、及び各請求項の適切な部分を参照することによって理解されるべきである。
特定の実施形態によれば、直接チル鋳造金型システムは、金型及び冷却剤バー（または冷却液バー、coolant bar）を含む。金型は、鋳造軸を有する鋳造キャビティを規定する。冷却剤バーは、複数のノズルを含み、金属製品が金型を通過した後、金属製品の周囲に複数のノズルを介して冷却剤を供給するように構成される。様々な態様において、冷却剤バーは、鋳造軸に対して可動である（例えば、直線的、回転的など）。
一部の実施形態によると、直接チル鋳造金型システムは、鋳造軸を有する鋳造キャビティを規定する金型を含む。直接チル鋳造金型システムはまた、複数のノズルを有する冷却剤バーを含む。冷却剤バーは、金属製品が金型を通過した後、複数のノズルを介して金属製品の周囲に冷却剤を供給（または投与、dispense）するように構成される。特定の実施形態では、複数のノズルのうちの少なくとも１つのノズルの鋳造軸に対する角度は、調節可能である。
様々な実施形態によると、直接チル鋳造金型システムは、金型、第１の冷却剤バー、及び第２の冷却剤バーを含む。金型は、鋳造軸を有する鋳造キャビティを規定する。第１の冷却剤バーは、金型の下流にあり、複数の第１のノズルを含む。第１の冷却剤バーは、金属製品が金型を通過した後、複数の第１のノズルを介して金属製品の周囲に冷却剤を供給するように構成される。第２の冷却剤バーは、金型の下流にあり、複数の第２のノズルを含む。第２の冷却剤バーは、金属製品が金型を通過した後、複数の第２のノズルを介して金属製品の周囲に冷却剤を供給するように構成される。特定の実施形態では、第１の冷却剤バーは鋳造軸に実質的に垂直な方向に固定され、第２の冷却剤バーは鋳造軸に実質的に垂直な方向に調節可能である。
一部の実施形態によると、直接チル鋳造金型システムは、金型及び冷却剤バーを含む。金型は、鋳造軸を有する鋳造キャビティを規定し、金型は、鋳造軸に実質的に垂直な方向に鋳造キャビティの寸法が調節可能であるように、鋳造軸に実質的に垂直な方向に調節可能である。冷却剤バーは、複数のノズルを含み、冷却剤バーは、金属製品が金型を通過した後、金属製品の周囲に複数のノズルを介して冷却剤を供給するように構成される。様々な態様において、冷却剤バーは鋳造軸に対して可動である。
本明細書に記載されている様々な実施態様は、追加のシステム、方法、特徴、及び利点を含むことができ、これらは必ずしも本明細書で明示的に開示することはできないが、以下の詳細な説明及び添付の図面を検討すれば、当業者には明らかであろう。すべてのそのようなシステム、方法、特徴、及び利点が、本開示の中に含まれ、かつ添付の特許請求の範囲によって保護されることが意図される。
本明細書は、以下の添付の図面を参照しており、異なる図中での同様の参照番号の使用は、同様または類似の構成要素を示すことを意図している。
実施形態による、金属鋳造システムの概略図である。 実施形態による、鋳造金型システムの一部の側面図である。 図２の鋳造金型システムの冷却剤バーの一部の底面斜視図である。 図３の線４－４に沿った図２の冷却剤バーの断面図である。 図３の線５－５に沿った図２の冷却剤バーの断面図である。 開始位置にある実施形態による、鋳造金型システムの一部の断面図である。 移行位置にある図６Ａの鋳造金型システムの一部の断面図である。 運転位置にある図６Ａの鋳造金型システムの一部の断面図である。 鋳造開始中の実施形態による鋳造システム用の鋳造金型システムの上面図である。 定常鋳造中の図７の鋳造金型システムの上面図である。 実施形態による、鋳造システム用の鋳造金型システムの上面斜視図である。 図９の鋳造金型システムの底面斜視図である。 図９の鋳造金型システムの一部の斜視図である。 図９の鋳造金型システムの一部の断面図である。 図９の鋳造金型システムの一部の別の断面図である。
本開示の実施形態の主題は、法定要件を満たすために具体性をもって本明細書に説明されるが、本説明は、必ずしも特許請求の範囲を限定することを意図するものではない。特許を請求する主題は、他の形で具現化されてよく、異なる要素またはステップを含んでよく、他の既存のまたは将来の技術と併せて使用されてよい。この説明は、個々のステップの順序または要素の配置が明示的に記述されている場合を除き、様々なステップまたは要素の間でいかなる特定の順序または配置も意味しないと解釈されるべきである。「上（ｕｐ）」、「下（ｄｏｗｎ）」、「最上部（ｔｏｐ）」「底部（ｂｏｔｔｏｍ）」、「左（ｌｅｆｔ）」、「右（ｒｉｇｈｔ）」、「垂直（ｖｅｒｔｉｃａｌ）」、「水平（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ）」、「横（ｌａｔｅｒａｌ）」、「縦（ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ）」、「前（ｆｒｏｎｔ）」、及び「後ろ（ｂａｃｋ）」等の方向への言及は、特に、図面（複数可）に示し、記載された、構成要素及び方向が参照している向きを指すことを意図している。
本明細書に記載されるのは、ＤＣ鋳造システム用の鋳造金型システムである。本明細書に記載の鋳造金型システムは、いずれの金属にも使用できるが、特にアルミニウムに有用であり得る。本明細書に記載の鋳造金型システムはそれぞれ、金型と少なくとも１つの冷却剤バーとを含む。
金型は、鋳造軸を有する鋳造キャビティを規定し、金属は、凝固製品に鋳造される際に鋳造軸に沿って移動する。場合によっては、金型が内部冷却されることがある。様々な例において、金型は、鋳造軸に平行でない１つまたは複数の方向（以下、「調節方向」と呼ぶ）に調節可能である。一部の例では、１つまたは複数の調節方向は、金型の寸法（及び、したがって、鋳造製品の寸法）を必要に応じて調節できるように、鋳造軸に対して実質的に垂直である。非限定的な一例では、垂直鋳造システムにおいて、金型は水平方向に調節可能であってよい。
少なくとも１つの冷却剤バーは、金型の下流にあり、複数のノズルを含む。鋳造プロセス中、金属製品が金型を通過した後、少なくとも１つの冷却剤バーが、水を含むがこれに限定されない冷却剤を、複数のノズルを介して金属製品の周囲に供給する。一部の実施形態では、複数のノズルのうちの少なくとも１つは、冷却剤バーの軸に対して斜めまたはそうでなければ非ゼロ（または非平行）の角度で配置されるが、他の例ではそうである必要はない。様々な例において、複数のノズルのうちの少なくとも１つの軸は、冷却剤バーの軸に対して調節可能であってよい。本明細書で使用される場合、「非ゼロの」角度は、特定の軸に対して平行でない角度である。
様々な実施形態において、少なくとも１つの冷却剤バーは、鋳造軸に対して可動である。様々な実施形態において、少なくとも１つの冷却剤バーは直線的に調節可能である。追加的または代替的に、少なくとも１つの冷却剤バーは、鋳造軸に平行でないピボット軸を中心に枢動可能または回転可能である。特定の場合には、ピボット軸は鋳造軸に対して実質的に垂直であってよいが、他の例ではそうである必要はない。他の例では、少なくとも１つの冷却剤バーは、必要に応じて、追加または代替の動きによって鋳造軸に対して可動であってよい。特定の実施形態では、複数のノズルのうちの少なくとも１つの軸が調節可能であるように、少なくとも１つの冷却剤バーが鋳造軸に対して調節可能である。特定の実施形態では、少なくとも１つの冷却剤バーは、開始位置、移行位置、及び運転位置の間で可動である。場合によっては、開始位置において、複数のノズルのうちの少なくとも１つのノズルが鋳造軸から第１の距離にある。移行位置では、複数のノズルのうちの少なくとも１つのノズルは、鋳造軸から第１の距離より短い第２の距離にある。運転位置では、複数のノズルのうちの少なくとも１つのノズルは、鋳造軸から第２の距離より短い第３の距離にある。
任意選択の一部の実施形態では、２つの冷却剤バーなどの２つ以上の冷却剤バーを鋳造金型システムとともに利用してよい。冷却剤バーは、必要に応じて鋳造軸に沿って互いに対して、及び金型に対して様々な位置に配置されてよい（例えば、冷却剤バーは、金型の下流で、別の冷却剤バーの上流にあってよい、金型及び別の冷却剤バーの下流にあってよいなど）。２つ以上の冷却剤バーを有する特定の実施形態では、１つの冷却剤バーの少なくとも１つの特性は、任意選択で、他の冷却剤バーと異なってよい。少なくとも１つの特性は、ノズルの数、ノズルのパターンまたは配置、ノズルが冷却剤を供給する圧力、冷却剤バーの軸及び／または鋳造軸に対するノズルの１つまたは複数の角度、鋳造軸に対する動き、鋳造軸に面する表面プロファイル、それらの組み合わせ、または、必要に応じて他の様々な特性を含み得るが、これらに限定されない。非限定的な一例として、一方の冷却剤バーは調節方向に調節可能であり、他方の冷却剤バーは調節方向に固定されている（調節可能ではない）。別の非限定的な例として、一方の冷却剤バーは複数のノズルを有してよく、各ノズルは鋳造軸に対して実質的に垂直に配置され、他方の冷却剤バーは複数のノズルを有してよく、各ノズルは鋳造軸に対して斜めに（またはそうでなければ、非ゼロまたは非平行）の角度に配置されている。さらなる非限定的な例として、一方の冷却剤バーは鋳造軸に面する実質的に平坦な表面プロファイルを有してよく、他方の冷却剤バーは鋳造軸に面する非平坦な表面プロファイルを有してよい。別の非限定的な例として、一方の冷却剤バーは第１の圧力で冷却剤を供給してよく、他方の冷却剤バーは第１の圧力よりも低い第２の圧力で冷却剤を供給してよい。非限定的な一例では、一方の冷却剤バーは、ガス及び／または超臨界流体を有する冷却剤を供給してよく、他方の冷却剤バーは冷却剤のみを供給してよい。必要に応じて、２つ以上の冷却剤バー間で様々な他の特性を変更してよい。他の実施形態では、２つ以上の冷却剤バー間で特性を変える必要はない。
本明細書に記載の鋳造金型システムは、既存の金型システムと比較して改善された冷却を提供することができ、改善された冷却により、鋳造システム全体が、インゴットのブリードアウト及び／またはその他の欠陥無しで、既存の鋳造システムと比較してより速い速度で鋳造することを可能にし得る。速度の改善により、既存の鋳造システムと比較して、所与の時間内により多くの金属を鋳造可能になる、及び／または既存の鋳造システムと比較して、所与の量の金属の全体的な処理時間が短縮可能になる。一部の例では、鋳造金型システムは、２層以上の冷却剤ジェットを提供することにより、より速い鋳造速度を任意選択で可能にしてよく、これにより、膜冷却の故障無しにより優れた冷却能力を提供することにより、核冷却を確実にし得る。一部の非限定的な例では、鋳造金型システムは、少なくとも７０ｍｍ／分など、少なくとも７５ｍｍ／分など、少なくとも８０ｍｍ／分など、少なくとも８５ｍｍ／分など、少なくとも６０ｍｍ／分の鋳造速度を可能にし得る。
本明細書に記載の鋳造金型システムはまた、改善された特性を有するインゴットを提供し得る。非限定的な一例として、本明細書に記載の鋳造金型システムは、鋳造プロセス中に必要に応じてインゴットの形状を調節できるため、改善された形状を有するインゴットを提供することができ、それにより、既存の鋳造システムで、調節しなければ、廃棄する必要がある金属の量を低減し得る。様々な例において、鋳造金型システムはまた、金型の形状が各合金に対して必要に応じて調節できるので、複数の合金が同じ金型システム上で鋳造されることを可能にし得る。特定の例では、鋳造金型システムは、金型の形状が必要に応じて調節可能であるため、異なる厚さを有するインゴットを同じ金型で鋳造することも可能にし得る。一部の実施形態では、本明細書に記載の鋳造金型システムは、減少したシェルゾーンを有するか、またはシェルゾーンを検出できないインゴットを提供し得る。
図１は、様々な実施形態による、直接チル（ＤＣ）鋳造システム１００の例を示す。ＤＣ鋳造システム１００は、一般に、開放型金型１０４を有する鋳造金型システム１０２を含む。溶融金属１０３は、金型入口１０６を通って金型１０４の金型キャビティ１０５に導入され、金型出口１０８からインゴット１１０として出てくることができる。鋳造中のインゴット１１０は、凝固金属１１２、移行中の金属１１４、及び溶融金属１１６を含む様々な凝固段階の金属を含み得る。詳細には、インゴット１１０の上部は、インゴット１１０の凝固金属１１２の領域内に内側に先細りの液溜めを形成する溶融金属１１６を有し得る。金型出口１０８からの距離が（可動底部ブロック１１８を介して）増加するにつれて、インゴットのコアは冷え、インゴットの凝固金属１１２の領域は、完全に固体の鋳造インゴット１１０が金型出口１０８より下の特定の距離で形成されるまで、厚くなり続ける。
金型１０４は、金型が鋳造表面を冷却したように冷却剤で内部冷却されてよく、溶融金属の初期の一次冷却を提供し、溶融金属を周囲から閉じ込めて冷却して、インゴット１１０の凝固金属１１２の領域形成を開始する。冷却中の金属は、鋳造軸１２０に沿って金型出口１０８を通って金型１０４から出て離れるように移動する。凝固金属１１２の領域を厚くし、冷却プロセスを強化する二次冷却を提供するために、インゴット１１０が金型１０４から出るとき、冷却剤のジェット１２２が、金型１０４からインゴット１１０の外面に向けられる。冷却剤は、水を含むがこれに限定されない液体であってよい。
図２～５は、様々な実施形態による、鋳造金型システム２０２の例を示す。様々な態様では、鋳造金型システム２０２は、ＤＣ鋳造システム１００などのＤＣ鋳造システムで、鋳造金型システム１０２の代わりに使用されてよい。鋳造金型システム２０２は、一般に、金型２０４及び少なくとも１つの冷却剤バー２２６を含む。
金型１０４と同様に、金型２０４は、金型入口２０６及び金型出口２０８を含み、鋳造軸２２０を規定し、鋳造プロセス中、金属は鋳造軸２２０に沿って移動してよい。鋳造金型システム２０２の一部分のみが図２～５に示されているが、金型１０４と同様に、金型２０４は、金型２０４の鋳造面２２５がインゴットの周囲に一次冷却を提供できるように、鋳造中に溶融金属を最初に受け入れる金型キャビティ２０５を規定する。特定の例では、金型２０４は連続構造であるが、他の例では、金型２０４は１つまたは複数の金型サブセクションを含み得る。金型２０４は、アルミニウム及び／または銅を含むがこれに限定されない様々な適切な材料から構築されてよい。一部の実施形態では、金型２０４の少なくとも一部分は、中空であってよい、または、金型２０４が冷却剤で内部冷却され、金型２０４の鋳造面２２５に冷却を提供できるように内部チャンバを規定してよい。冷却剤は、水を含むがこれに限定されない、鋳造プロセスに適した様々な冷却剤であってよい。一部の任意選択の場合では、金型２０４の冷却に使用される冷却剤は、二次冷却に利用されることなく金型２０４に再循環される。このような例では、金型２０４の冷却剤が二次冷却に使用されないため、金型２０４は、既存のシステムと比較して冷却剤の要件を減らすことができ、必要に応じて、金型２０４は、より薄くてよい、及び／または任意の形状を有してよい。
様々な例において、金型２０４は、１つまたは複数の調節方向２３１で調節可能である。図２は、金型２０４が鋳造軸２２０に向かって、または鋳造軸２２０に向かうまたは鋳造軸２２０から離れる平面で可動なように、鋳造軸２２０に対して実質的に垂直である１つの調節方向２３１の例を示す。様々な例において、金型２０４は、金型キャビティ２０５の寸法（及び、したがって、インゴットの寸法）を必要に応じて調節できるように調節可能である。単一の調節方向を図２に示すが、鋳造軸２２０に対する（または、２つ以上の調節方向２３１が存在する場合には互いに対する）調節方向の数及び／または方向は、限定的であると見なすべきではない。金型２０４が複数の金型セグメントを含む例では、金型セグメントは、少なくとも１つの他の金型セグメントとは独立して、または併せて調節されてよい。図７及び８を参照して以下により詳細に説明するように、様々な例において、金型２０４は、開始構成（図７）における金型キャビティ２０５の形状が定常状態構成（図８）における金型キャビティ２０５の形状とは異なるように、開始構成と定常状態構成との間で調節可能である。金型２０４は、電気モータ、ソレノイド、油圧アクチュエータ、空気圧アクチュエータ、それらの組み合わせ、または必要に応じて他の適切なアクチュエータを含むがこれらに限定されない、様々な適切なアクチュエータ機構またはデバイスを通じて調節可能であってよい。
図２～５の実施形態では、鋳造金型システム２０２は、単一の冷却剤バー２２６を含む。しかしながら、冷却剤バー２２６の数は限定と考えるべきではない。非限定的な一例として、以下でより詳細に説明するように、図９～１３は、２つの冷却剤バーを備えた鋳造金型システム３０４の実施形態を示す。さらに、以下でより詳細に説明するように、複数の冷却剤バー２２６を有する例では、各冷却剤バーは、別の冷却剤バーと実質的に同じであってよい、または少なくとも１つの冷却剤バーが、別の冷却剤バーとは異なる少なくとも１つの特徴を有してよい。
冷却剤バー２２６は、金型出口２０８から少なくとも部分的に下流にあり、金属製品が金型２０４を通過した後、複数のノズル２３６を介して金属製品の周囲に冷却剤を供給するように構成される。特定の例では、冷却剤バー２２６は、ノズル２３６のうちの少なくとも１つが金型２０４の下流にあるように、金型２０４に対して配置される。冷却剤バー２２６は、必要に応じて様々な適切な材料から構築されてよく、連続構造であってもよく、または１つまたは複数のバーサブセクションを含んでもよい。冷却剤バー２２６は、一般に、上端２２８と、上端２２８の反対側の下端２３０とを含み、バー軸２３２は、上端２２８から下端２３０まで延びている。冷却剤バー２２６の面２３４は、鋳造中にインゴットの周囲に冷却剤を供給するように構成された複数のノズル２３６を含む。図４及び５に最もよく示されているように、冷却剤バー２２６は、ノズル２３６のそれぞれと流体連通し、供給冷却剤を貯蔵するように構成された冷却剤チャンバ２４０を含む。冷却剤バー２２６の冷却剤は、金型２０４を冷却するために使用される冷却剤と同じであってもよく、異なっていてもよい。図２～５の実施形態に示すように、面２３４は、２段のプロファイルを有する。しかしながら、面２３４は、必要に応じて様々な形状またはプロファイルを有してよい。一部の非限定的な例として、図６Ａ～６Ｃは、２段のプロファイルを有する面の別の例を示し、図９～１３は、面が平面または単一段である冷却剤バーを示す。
図２～５に示すノズル２３６の配置は、制限と考えてはならず、ノズル２３６は、必要に応じて様々な配置またはパターンで提供されてよい。非限定的な一例として、図９～１３は、冷却剤バー上のノズルの他の配置を示す。一部の実施形態では、ノズル２３６のすべてが実質的に同じであってよい（例えば、実質的に同じ圧力で冷却剤を供給するように構成された、バー軸２３２に対して実質的に同じ向きなど）。他の例では、図４及び５に最もよく示されているように、複数のノズル２３６は、少なくとも１つの特徴において互いに異なるノズル２３６の１つまたは複数のサブセット２３８を含み得る。図２～５の例では、冷却剤バー２２６は、ノズル２３６の４つのサブセット２３８Ａ～２３８Ｄを含み、各サブセット２３８Ａ～２３８Ｄのノズルは、バー軸２３２に対する面２３４上の位置によって、及びそれらのノズルがバー軸２３２に対して延びている角度によって、他のサブセット２３８のノズルとは異なる。この例では、第１のサブセット２３８Ａのノズル２３６は、バー軸２３２に対して面２３４上の第１の位置に設けられ、バー軸２３２に対して第１の斜め（または、そうでなければ非ゼロ）の角度で延びており、第２のサブセット２３８Ｂのノズル２３６は、バー軸２３２に対して面２３４上の第２の位置に設けられ、バー軸２３２に対して第２の斜め（または、そうでなければ非ゼロ）の角度で延びており、第３のサブセット２３８Ｃのノズル２３６は、バー軸２３２に対して面２３４上の第３の位置に設けられ、バー軸２３２に対して第３の斜め（または、そうでなければ非ゼロ）の角度で延びており、第４のサブセット２３８Ｄのノズル２３６は、バー軸２３２に対して面２３４上の第４の位置に設けられ、バー軸２３２に対して第４の斜め（または、そうでなければ非ゼロ）の角度で延びている。
様々な実施形態において、冷却剤バー２２６は、鋳造軸２２０に対するノズル２３６の角度及び／または位置が必要に応じて調節できるように、鋳造軸２２０に対して可動である。冷却剤バー２２６が１つまたは複数のバーセクションを含む場合、１つのバーセクションは、別のバーセクションから独立して、または併せて可動であってよい。冷却剤バー２２６は、金型２０４を制御するために使用されるものと同じアクチュエータ機構または異なる機構を介して調節可能であってよい。特定の実施形態では、１つまたは複数のコントローラが、冷却剤バーを制御するために設けられてよい。１つまたは複数のコントローラは、必要に応じて、プロセッサ及び／またはメモリを備えた様々な適切なコンピューティングデバイスであってよい。そのような実施形態では、１つまたは複数のコントローラは、必要に応じて冷却剤バーを制御するように、アクチュエータ機構に、または所望の他の方法に動作可能に接続されてよい。一部の実施形態では、１つまたは複数のコントローラは、１つまたは複数のセンサに動作可能に接続されてよく、コントローラは、センサ（複数可）によって検出された情報に基づいて冷却剤バーを制御してよい。追加的または代替的に、コントローラは、鋳造金型システムの他の側面を制御するために使用されてよい。一部の非限定的な例として、コントローラは、システムの底部ブロック、冷却剤バーの角度、冷却剤バーの位置、金型の形状、水の流量、及び／または必要に応じてその他を制御してよい。一部の実施形態では、冷却剤バー２２６は、金型２０４と同じ調節方向（複数可）２３１に調節可能であるが、他の例ではそうである必要はない。直線的に可動であることに加えて、またはその代わりに、冷却剤バー２２６は、必要に応じて様々な他の移動パターンを有してよい。図２～５の実施形態では、冷却剤バー２２６は、鋳造軸２２０に対するノズル２３６の位置及び角度の両方を必要に応じて調節できるように、ピボット軸２４２（図３）を中心に枢動可能である。以下で図６Ａ～６Ｃを参照してより詳細に説明するように、場合によっては、冷却剤バー２２６は、開始位置（図６Ａ）、移行位置（図６Ｂ）、及び運転位置（図６Ｃ）の間で可動であってよい。特定の実施形態では、冷却剤バー２２６は、横方向に調節可能、枢動可能、横方向に調節及び枢動可能、及び／または必要に応じて、それ以外の方法で可動であってよい。
鋳造金型システム２０２を用いた鋳造プロセス中、溶融金属は、金型入口２０６を介して金型キャビティ２０５に導入される。金型２０４の鋳造表面２２５は、溶融金属の一次冷却を提供し、金属は凝固インゴットとして金型出口２０８を出る。冷却剤バー２２６は、ノズル２３６がインゴットの周辺に冷却剤を供給するように、冷却剤チャンバ２４０からノズル２３６に冷却剤を向けることによって二次冷却を提供する。様々な実施形態において、図６Ａ～６Ｃ及び図７及び８に関して以下でより詳細に説明するように、金型２０４及び冷却剤バー２２６はそれぞれ、インゴットのバットカールを低減する（または、そうでなければ、所望の形状のインゴットを提供する）ように（例えば、コントローラを使用して）制御されてよい。冷却剤バー２２６はまた、冷却剤の跳ね返りを最小限に抑え、冷却剤がインゴット表面に大量に降るのを促進しながら、鋳造プロセスの様々な段階で所望の熱伝達を提供するように制御されてよい。
図６Ａ～６Ｃは、鋳造プロセス中の様々な実施形態による鋳造金型システム３０２の例を示す。鋳造金型システム３０２は、冷却剤バー３２６の面２３４のプロファイルが図２～５に示したものと比較して修正されていることを除いて、鋳造金型システム２０２と実質的に同様である。さらに、鋳造金型システム３０２では、金型２０４に対する冷却剤バー３２６の相対的な位置決めは、金型２０４が鋳造金型システム２０２と比較して冷却剤バー３２６のより多くと重なるように調節されている。これらの図に示すように、鋳造軸２２０に対するノズル２３６の位置及び角度を鋳造中に必要に応じて調節できるように、冷却剤バー３２６は鋳造軸２２０に対して枢動可能である。この例では、冷却剤バー３２６は、減少した冷却剤流で鋳造プロセスを開始できる方法で冷却剤を供給し、冷却剤バーは、増加した冷却剤流と、冷却剤をインゴットに向ける追加のノズル２３６とを介して、制御された方法で冷却剤を増加させることができる。以下の説明は、ノズルの各サブセット２３８Ａ～２３８Ｄからの単一のノズル２３６を参照するが、特定のサブセットの各ノズル２３６は、説明するように動作し得る。
図６Ａは、開始位置にある鋳造金型システム３０２を示す。開始位置では、冷却剤バー３２６は、鋳造軸２２０から離れるように傾斜して、ピボット軸２４２で枢動され、サブセット２３８Ａのノズル２３６からの冷却剤の単一ジェット３４６Ａがインゴット３１０の表面３４４に接触するように向けられる。他の実施形態では、すべてのノズルではないが２つ以上のノズルが、開始位置で表面３４４に接触するように冷却剤のジェットを向けてよい。さらに、他の実施形態では、別のサブセット（例えば、サブセット２３８Ｂ）のノズル２３６が、開始位置で冷却剤の単一ジェットを提供してよい。特定の実施形態では、開始位置で冷却剤を向ける冷却剤バー３２６は、鋳造プロセスの開始時にインゴットのバットカールを低減し得る。場合によっては、冷却剤圧及び／または冷却剤量の削減によって、この段階でバットカールを低減し得る。
図６Ｂは、開始位置（図６Ａ）と運転位置（図６Ｃ）の間の鋳造金型システム３０２の任意の位置である移行位置にある鋳造金型システム３０２を示す。一般に、移行位置にある間、インゴット３１０が長くなり、鋳造速度が増加するにつれて、より多くの冷却剤が追加される。移行位置では、冷却剤バー３２６が鋳造軸２２０の方に枢動して（そしてノズル２３６と鋳造軸２２０の間の距離を減少させる）ように、冷却剤バー３２６は（図６Ａ～６Ｃのページから得られる）ピボット軸上で徐々に枢動される。特定の実施形態では、冷却剤バー３２６は、必要に応じて、連続的にまたは所定の間隔で枢動されてよい。ピボット角度が増加するにつれて、鋳造軸２２０と各ノズル２３６との間の距離は徐々に減少する。ピボット角度が増加するにつれて、ジェット３４６Ａはインゴット３１０のより高い位置で表面３４４に接触し、サブセット２３８Ｂのノズル２３６からの冷却剤の別のジェット３４６Ｂがインゴット３１０の表面３４４に接触することを可能にし、それによってインゴット３１０からより多くの熱を抽出する。冷却剤バー３２６は、ジェット３４６が表面３４４上でより高く上昇し続け、（それぞれサブセット２３８Ｃ及び２３８Ｄのノズル２３６からの）追加のジェット３４６Ｃ～３４６Ｄが表面３４４に接触し、追加の熱抽出を提供するように、枢動し続けてよい。インゴット３１０に接触するジェット３４６の順番またはシーケンスは、冷却剤バー３２６の面２３４上の特定のノズル２３６の位置、及び／またはバー軸２３２に対する特定のノズル２３６の角度に依存し得るため、限定と見なすべきではない。様々な例で、ピボット角度が移行位置で増加すると、冷却剤の圧力及び／または冷却剤の量が増加する。一部の例では、冷却剤の圧力及び／または量を増加させることは、追加のノズル２３６が作動されるように弁または他の流量制御機構を作動させること含み得る。特定の態様では、鋳造金型システム３０２が運転位置に来るまで、冷却剤バー３２６のピボット角度は増加し続ける。
図６Ｃは、運転位置にある鋳造金型システム３０２を示す。運転位置では、（それぞれサブセット２３８Ｃ～２３８Ｄのノズル２３６からの）冷却剤のジェット３４６Ｃ～３４６Ｄは、冷却剤の跳ね返りを最小限に抑え、冷却剤がインゴット３１０の表面３４４に大量に降る（３４５）のを促進する角度でインゴット３１０に接触してよい。冷却剤の跳ね返りの心配がないので、（それぞれサブセット２３８Ａ～２３８Ｂのノズル２３６からの）冷却剤のジェット３４６Ａ～３４６Ｂは、インゴット３１０上のより高い位置でより高角度で流れることができる。より具体的には、過剰な冷却剤は金型２０４と冷却剤バー３２６との間（例えば、領域３４８内）に捕捉され、冷却剤をジェット３４６Ｃ～３４６Ｄ内に押し下げ、そこでインゴット３１０を流れ落ちる冷却剤に組み込まれる。冷却剤の一部は蒸気として逃げる可能性がある（領域３５０）。運転位置では、ジェット３４６Ａ～３４６Ｂ（すなわち、インゴット３１０のより高い位置にあるジェット）の接触点で、冷却剤がより小さい角度で供給されるときよりも効率的に熱が抽出される。上部ジェット３４６Ａ～３４６Ｂから追加の熱が抽出されて、鋳造速度は、下部ジェットが表面品質を維持するのに十分な熱をもはや除去できない点まで増加することができる。非限定的な一例では、鋳造速度は毎分最大１００ｍｍ、及び／または毎分最大１２０ｍｍであってよい。他の例では、速度は毎分１２０ｍｍより速くてよい。
図７及び８は、鋳造金型システム７０２の別の例を示す。図７は、開始位置にある鋳造金型システム７０２を示し、図８は、定常鋳造位置にある鋳造金型システム７０２を示す。鋳造金型システム２０２及び３０２と同様に、鋳造金型システム７０２は、金型７０４及び冷却剤バー７２６を含み、これらはそれぞれ、金型２０４及び冷却剤バー３２６と同様であってよい。図７及び８に示すように、金型７０４は、複数の金型セグメント７５２を含み、冷却剤バー７２６は、複数のバーセグメント７５４を含む。金型セグメント７５２及びバーセグメント７５４の数、形状、またはサイズは、本開示を限定するものと見なされるべきではない。金型セグメント７５２間の間隔及びバーセグメント７５４間の間隔は、（図７及び８のページから得られる）鋳造軸に対して実質的に垂直な面７５５における金型セグメント７５２及びバーセグメント７５４の動きを示す目的で誇張されており、いかなる特定の配置をも示唆するものではない。図７及び８に示すように、鋳造プロセス中、金型７０４及び／または冷却剤バー７２６は、金型キャビティ１０５の形状を必要に応じて調節して、所望の形状のインゴットを製造し、及び／または廃棄物を減らすように、開始位置（図７）と定常鋳造位置（図８）との間で調節可能であってよい。
図９～１３は、実施形態による鋳造金型システム９０２の別の例を示す。図９～１１に示すように、様々な支持構造及び／またはデバイス９５６を利用して、鋳造システム全体で鋳造金型システム９０２を支持してよい。鋳造金型システム２０２と比較して、鋳造金型システム９０２は、２つの冷却剤バー９２６Ａ～９２６Ｂを含み、その両方が金型２０４の下流に配置される。様々な実施形態では、冷却剤バー９２６Ａの少なくとも１つの特徴は、冷却剤バー９２６Ｂの対応する特徴とは異なるが、他の例ではそうである必要はない。
一態様では、図１１～１３に最もよく示されているように、冷却剤バー９２６Ａの面２３４Ａの形状またはプロファイルは、冷却剤バー９２６Ｂの面２３４Ｂの形状またはプロファイルとは異なる。様々な実施形態では、冷却剤バー９２６Ａのノズル２３６Ａの配置またはパターンは、冷却剤バー９２６Ｂのノズル２３６Ｂの配置またはパターンとは異なる。一部の実施形態では、冷却剤バー９２６Ａのバー軸２３２Ａに対する各ノズル２３６Ａの角度は、冷却剤バー９２６Ｂのバー軸２３２Ｂに対する各ノズル２３６Ｂの角度とは異なる。冷却剤バー９２６Ｂのバー軸２３２Ｂは、冷却剤バー９２６Ａのバー軸２３２Ａと整列してよいが、整列しなくてもよい。図示の実施形態では、各ノズル２３６Ａは、冷却剤バー９２６Ａのバー軸２３２Ａに対して実質的に垂直であり、各ノズル２３６Ｂは、冷却剤バー９２６Ｂのバー軸２３２Ｂに対して斜めの角度にある。特定の実施形態では、冷却剤バー９２６Ｂの冷却剤チャンバ２４０Ｂは、冷却剤バー９２６Ａの冷却剤チャンバ２４０Ａと異なってよい。図９～１３に示す実施形態では、冷却剤チャンバ２４０Ａは単一のチャンバであるが、冷却剤チャンバ２４０Ｂは、互いに流体連通するサブチャンバ９４１に分割されている。
様々な実施形態において、ノズル２３６Ａは、第１の圧力で冷却剤を供給するように構成され、ノズル２３６Ｂは、第１の圧力とは異なる第２の圧力で冷却剤を供給するように構成される。一部の非限定的な例では、第１の圧力及び第２の圧力は、約２５０ｐｓｉ～約７５０ｐｓｉであってよいが、他の実施形態ではこの範囲外であってもよい。図示の例では、冷却剤バー９２６Ａが高圧冷却剤バーであり、冷却剤バー９２６Ｂが低圧冷却剤バーであるように、第１の圧力は第２の圧力よりも大きい。様々な実施形態において、冷却剤バーのうちの１つ（例えば、冷却剤バー９２６Ａ）は、任意選択で、窒素または圧縮空気を含むがこれらに限定されないガス及び／または超臨界流体と流体連通しており、ガス及び／または超臨界流体とともに冷却剤を供給するように構成されている。様々な実施形態では、冷却剤バーの一方は鋳造軸２２０に対して固定され、他方の冷却剤バーは鋳造軸２２０に対して可動である。図示の実施形態では、高圧冷却剤バー９２６Ａは鋳造軸２２０に対して固定されており、低圧冷却剤バー９２６Ｂは鋳造軸２２０に対して可動である（例えば、鋳造軸２２０に垂直な平面内で枢動可能であるなど）。他の実施形態では、高圧冷却剤バー９２６Ａは可動であってよい、及び／または低圧冷却剤バー９２６Ｂは固定されていてよい。さらに、金型２０４に対する高圧冷却剤バー９２６Ａ及び低圧冷却剤バー９２６Ｂの配置は、限定と見なされるべきではない。
特定の実施形態では、複数の冷却剤バー９２６Ａ～９２６Ｂは、鋳造軸２２０に対して、及び鋳造軸２２０に対する金型２０４の移動に対して、ノズル位置を適切に位置合わせするのを助け得る。一部の実施形態では、複数の冷却剤バー９２６Ａ～９２６Ｂは、冷却剤バー９２６Ａの高圧ノズル２３６Ａとインゴットとの間の距離を維持するのに役立ち得る。低圧ノズル２３６Ｂを備えた冷却剤バー９２６Ｂは、インゴットからの冷却剤の跳ね返りを最小化または低減することができ、インゴットに対する低圧冷却剤バー９２６Ｂの移動（直線的、回転的など）により、インゴットに対するノズル位置及び／または角度が変化するのを可能にしてよく、それによって鋳造の様々な段階で望ましい熱伝達を提供する。
本明細書に記載された概念による、様々な例示の実施形態のさらなる説明を提供する「実例」として明示的に列挙された少なくともいくつかを含む、例示的な実施形態の集まりを以下に提供する。これらの実例は、相互に排他的、網羅的、または限定的であることを意図するものではなく、本開示は、これらの実例に限定されるのではなく、むしろ提出された特許請求の範囲及びそれらの均等物の範囲内のすべての可能な修正形態及び変形形態を包含する。
実例１．鋳造軸を含む鋳造キャビティを規定する金型と、複数のノズルを含む冷却剤バーとを含む直接チル鋳造金型システムであって、前記冷却剤バーは、金属製品が金型を通過した後、前記金属製品の周辺に前記複数のノズルを介して冷却剤を供給するように構成され、前記冷却剤バーは、前記鋳造軸に対して可動である、前記直接チル鋳造金型システム。
実例２．前記冷却剤バーが、冷却剤バー軸を含み、前記複数のノズルが、ノズルの第１のセット及びノズルの第２のセットを含み、前記ノズルの第１のセットの各ノズルは、前記冷却剤バー軸に対して第１の非ゼロ角度で延びており、前記ノズルの第２のセットの各ノズルは、前記冷却剤バー軸に対して前記第１の非ゼロ角度とは異なる第２の非ゼロ角度で延びている、いずれかの先行または後続の実例、または実例の組み合わせに記載の直接チル鋳造金型システム。
実例３．前記冷却剤バーが、開始位置、移行位置、及び運転位置の間で可動であり、前記開始位置では、前記複数のノズルの少なくとも１つのノズルは、前記鋳造軸から第１の距離にあり、前記移行位置では、前記複数のノズルの少なくとも１つのノズルは、前記鋳造軸から前記第１の距離より短い第２の距離にあり、前記運転位置では、前記複数のノズルの少なくとも１つのノズルは、前記鋳造軸から前記第２の距離より短い第３の距離にある、いずれかの先行または後続の実例、または実例の組み合わせに記載の直接チル鋳造金型システム。
実例４．前記金型及び前記冷却剤バーが、それぞれ、前記鋳造軸に実質的に垂直な方向に前記鋳造軸に対して可動である、いずれかの先行または後続の実例、または実例の組み合わせに記載の直接チル鋳造金型システム。
実例５．前記冷却剤バーが、第１の冷却剤バーであり、前記複数のノズルが、第１の複数のノズルであり、前記直接チル鋳造金型システムが、第２の複数のノズルを含む第２の冷却剤バーをさらに含み、前記第２の冷却剤バーは、前記鋳造軸に沿って前記金型と前記第１の冷却剤バーとの間にある、いずれかの先行または後続の実例、または実例の組み合わせに記載の直接チル鋳造金型システム。
実例６．前記第２の冷却剤バーが、前記鋳造軸に実質的に垂直な前記方向に固定される、いずれかの先行または後続の実例、または実例の組み合わせに記載の直接チル鋳造金型システム。
実例７．前記第１の冷却剤バーが、第１の圧力で前記冷却剤を供給するように構成され、前記第２の冷却剤バーが、第２の圧力で前記冷却剤を供給するように構成され、前記第２の圧力は、前記第１の圧力より大きい、いずれかの先行または後続の実例、または実例の組み合わせに記載の直接チル鋳造金型システム。
実例８．鋳造軸を含む鋳造キャビティを規定する金型と、複数のノズルを含む冷却剤バーとを含む直接チル鋳造金型システムであって、前記冷却剤バーは、金属製品が金型を通過した後、金属製品の周辺に前記複数のノズルを介して冷却剤を供給するように構成され、前記複数のノズルの少なくとも１つのノズルの前記鋳造軸に対する角度は調節可能である、前記直接チル鋳造金型システム。
実例９．前記金型が内部冷却される、いずれかの先行または後続の実例、または実例の組み合わせに記載の直接チル鋳造金型システム。
実例１０．前記冷却剤バーが、冷却剤バー軸を含み、前記複数のノズルが、ノズルの第１のセットとノズルの第２のセットを含み、前記ノズルの第１のセットの各ノズルは、前記冷却剤バー軸に対して第１の非ゼロ角度で延びており、前記ノズルの第２のセットの各ノズルは、前記冷却剤バー軸に対して前記第１の非ゼロ角度とは異なる第２の非ゼロ角度で延びている、いずれかの先行または後続の実例、または実例の組み合わせに記載の直接チル鋳造金型システム。
実例１１．前記冷却剤バーは、前記少なくとも１つのノズルの前記鋳造軸に対する前記角度が調節可能であるように、前記鋳造軸に実質的に垂直なピボット軸を中心に枢動可能である、いずれかの先行または後続の実例、または実例の組み合わせに記載の直接チル鋳造金型システム。
実例１２．前記金型及び前記冷却剤バーは、それぞれ、前記鋳造軸に実質的に垂直な方向の前記鋳造キャビティの寸法が調節可能であるように、前記鋳造軸に実質的に垂直な前記方向に前記鋳造軸に対して可動である、いずれかの先行または後続の実例、または実例の組み合わせに記載の直接チル鋳造金型システム。
実例１３．前記金型が、互いに対して可動である複数の金型セクションを含み、前記冷却剤バーが、互いに対して可動である複数の冷却剤バーセクションを含む、いずれかの先行または後続の実例、または実例の組み合わせに記載の直接チル鋳造金型システム。
実例１４．前記冷却剤バーが、第１の冷却剤バーであり、前記複数のノズルが、第１の複数のノズルであり、前記直接チル鋳造金型システムが、第２の複数のノズルを含む第２の冷却剤バーをさらに含み、前記第２の冷却剤バーは、前記金属製品が前記金型を通過した後、前記金属製品の前記周辺に前記第２の複数のノズルを介して前記冷却剤を向けるように構成される、いずれかの先行または後続の実例、または実例の組み合わせに記載の直接チル鋳造金型システム。
実例１５．鋳造軸を含む鋳造キャビティを規定する金型と、前記金型の下流にある第１の冷却剤バーであって、前記第１の冷却剤バーは、複数の第１のノズルを含み、前記第１の冷却剤バーは、金属製品が前記金型を通過した後、前記金属製品の周辺に前記複数の第１のノズルを介して冷却剤を供給するように構成される、前記第１の冷却剤バーと、前記金型の下流にある第２の冷却剤バーであって、前記第２の冷却剤バーは、複数の第２のノズルを含み、前記第２の冷却剤バーは、前記金属製品が前記金型を通過した後、前記金属製品の周辺に前記複数の第２のノズルを介して、前記冷却剤を供給するように構成される、前記第２の冷却剤バーとを含み、前記第１の冷却剤バーは、前記鋳造軸に実質的に垂直な方向に固定され、前記第２の冷却剤バーは、前記鋳造軸に実質的に垂直な前記方向に調節可能である、直接チル鋳造金型システム。
実例１６．金型は、前記鋳造キャビティの寸法が前記鋳造軸に実質的に垂直な前記方向に調節可能であるように、前記鋳造軸に実質的に垂直な前記方向に調節可能である、いずれかの先行または後続の実例、または実例の組み合わせに記載の直接チル鋳造金型システム。
実例１７．前記第１の冷却剤バーが、第１の圧力で前記冷却剤を供給するように構成され、前記第２の冷却剤バーが、前記第１の圧力より小さい第２の圧力で前記冷却剤を供給するように構成され、前記第１の冷却剤バーは、前記金型と前記第２の冷却剤バーとの間にある、いずれかの先行または後続の実例、または実例の組み合わせに記載の直接チル鋳造金型システム。
実例１８．前記金型が内部冷却される、いずれかの先行または後続の実例、または実例の組み合わせに記載の直接チル鋳造金型システム。
実例１９．前記複数の第２のノズルが、第２のノズルの第１のセットと第２のノズルの第２のセットとを含み、前記第２のノズルの第１のセットの各ノズルの前記鋳造軸に対する角度は、前記第２のノズルの第２のセットの各ノズルの前記鋳造軸に対する角度とは異なる、いずれかの先行または後続の実例、または実例の組み合わせに記載の直接チル鋳造金型システム。
実例２０．前記第２の冷却剤バーが、開始位置、移行位置、及び運転位置の間で可動であり、前記開始位置では、前記複数の第２のノズルの少なくとも１つのノズルは、前記鋳造軸から第１の距離にあり、前記移行位置では、前記複数の第２のノズルの少なくとも１つのノズルは、前記鋳造軸から前記第１の距離より短い第２の距離にあり、前記運転位置では、前記複数の第２のノズルの前記少なくとも１つのノズルは、前記鋳造軸から前記第２の距離より短い第３の距離にある、いずれかの先行または後続の実例、または実例の組み合わせに記載の直接チル鋳造金型システム。
実例２１．鋳造軸を含む鋳造キャビティを規定する金型であって、前記金型は、前記鋳造キャビティの寸法が前記鋳造軸に実質的に垂直な方向の調節可能であるように、前記鋳造軸に実質的に垂直な方向に調節可能である、前記金型と、複数のノズルを含む冷却剤バーであって、前記冷却剤バーは、金属製品が前記金型を通過した後、前記金属製品の周辺に前記複数のノズルを介して冷却剤を供給するように構成され、前記冷却剤バーは、前記鋳造軸に対して可動である、直接チル鋳造金型システム。
上記の態様は、実施態様の単なる可能な例であり、本開示の原理を明確に理解するためにのみ記載されている。本開示の精神及び原理から実質的に逸脱することなく、上述の実施形態（複数可）に多くの変形及び修正を加えることができる。そのようなすべての修正及び変形は、本開示の範囲内で本明細書に含まれることが意図され、要素またはステップの個々の態様または組み合わせに対するすべての考えられる請求項は、本開示によって裏付けられることが意図される。さらに、特定の用語が本明細書及び以下の特許請求の範囲で使用されているが、それらは一般的かつ説明的な意味でのみ使用されており、説明された実施形態または以下の特許請求の範囲を限定する目的ではない。

Claims (21)

  1. 鋳造軸を含む鋳造キャビティを規定する金型と、
    複数のノズルを含む冷却剤バーと、を含む、直接チル鋳造金型システムであって、
    前記冷却剤バーは、金属製品が前記金型を通過した後、前記金属製品の周辺に前記複数のノズルを介して冷却剤を供給するように構成され、
    前記冷却剤バーは、前記鋳造軸に対して可動である、
    前記直接チル鋳造金型システム。
  2. 前記冷却剤バーが、冷却剤バー軸を含み、
    前記複数のノズルが、ノズルの第１のセットとノズルの第２のセットとを含み、
    前記ノズルの第１のセットの各ノズルは、前記冷却剤バー軸に対して第１の非ゼロ角度で延びており、
    前記ノズルの第２のセットの各ノズルは、前記冷却剤バー軸に対して前記第１の非ゼロ角度とは異なる第２の非ゼロ角度で延びている、請求項１に記載の直接チル鋳造金型システム。
  3. 前記冷却剤バーが、開始位置、移行位置、及び運転位置の間で可動であり、
    前記開始位置では、前記複数のノズルの少なくとも１つのノズルは、前記鋳造軸から第１の距離にあり、
    前記移行位置では、前記複数のノズルの前記少なくとも１つのノズルは、前記鋳造軸から前記第１の距離より短い第２の距離にあり、
    前記運転位置では、前記複数のノズルの前記少なくとも１つのノズルは、前記鋳造軸から前記第２の距離より短い第３の距離にある、
    請求項１に記載の直接チル鋳造金型システム。
  4. 前記金型及び前記冷却剤バーが、それぞれ、前記鋳造軸に実質的に垂直な方向に、前記鋳造軸に対して可動である、請求項１に記載の直接チル鋳造金型システム。
  5. 前記冷却剤バーが、第１の冷却剤バーであり、前記複数のノズルが、第１の複数のノズルであり、
    前記直接チル鋳造金型システムが、第２の複数のノズルを含む第２の冷却剤バーをさらに含み、
    前記第２の冷却剤バーは、前記鋳造軸に沿って前記金型と前記第１の冷却剤バーとの間にある、請求項４に記載の直接チル鋳造金型システム。
  6. 前記第２の冷却剤バーが、前記鋳造軸に実質的に垂直な前記方向で固定されている、請求項５に記載の直接チル鋳造金型システム。
  7. 前記第１の冷却剤バーが、第１の圧力で前記冷却剤を供給するように構成され、
    前記第２の冷却剤バーが、第２の圧力で前記冷却剤を供給するように構成され、
    前記第２の圧力は前記第１の圧力より大きい、請求項５に記載の直接チル鋳造金型システム。
  8. 鋳造軸を含む鋳造キャビティを規定する金型と、
    複数のノズルを含む冷却剤バーと、を含む、直接チル鋳造金型システムであって、
    前記冷却剤バーは、金属製品が前記金型を通過した後、前記金属製品の周辺に前記複数のノズルを介して冷却剤を供給するように構成され、
    前記複数のノズルの少なくとも１つのノズルの前記鋳造軸に対する角度は、調節可能である、
    前記直接チル鋳造金型システム。
  9. 前記金型が内部冷却される、請求項８に記載の直接チル鋳造金型システム。
  10. 前記冷却剤バーが、冷却剤バー軸を含み、
    前記複数のノズルが、ノズルの第１のセットとノズルの第２のセットとを含み、
    前記ノズルの第１のセットの各ノズルは、前記冷却剤バー軸に対して第１の非ゼロ角度で延びており、
    前記ノズルの第２のセットの各ノズルは、前記冷却剤バー軸に対して前記第１の非ゼロ角度とは異なる第２の非ゼロ角度で延びている、請求項８に記載の直接チル鋳造金型システム。
  11. 前記冷却剤バーは、前記少なくとも１つのノズルの前記鋳造軸に対する前記角度が調節可能であるように、前記鋳造軸に実質的に垂直なピボット軸を中心に枢動可能である、請求項８に記載の直接チル鋳造金型システム。
  12. 前記金型及び前記冷却剤バーは、それぞれ、前記鋳造軸に実質的に垂直な方向に前記鋳造キャビティの寸法が調節可能であるように、前記鋳造軸に実質的に垂直な前記方向に前記鋳造軸に対して可動である、請求項８に記載の直接チル鋳造金型システム。
  13. 前記金型が、互いに対して可動な複数の金型セクションを含み、
    前記冷却剤バーが、互いに対して可動な複数の冷却剤バーセクションを含む、請求項８に記載の直接チル鋳造金型システム。
  14. 前記冷却剤バーが、第１の冷却剤バーであり、前記複数のノズルが、第１の複数のノズルであり、
    前記直接チル鋳造金型システムが、第２の複数のノズルを含む第２の冷却剤バーをさらに含み、
    前記第２の冷却剤バーは、前記金属製品が前記金型を通過した後、前記金属製品の前記周辺に前記第２の複数のノズルを介して前記冷却剤を向けるように構成される、請求項８に記載の直接チル鋳造金型システム。
  15. 直接チル鋳造金型システムであって、
    鋳造軸を含む鋳造キャビティを規定する金型と、
    前記金型の下流にある第１の冷却剤バーであって、前記第１の冷却剤バーは、複数の第１のノズルを含み、前記第１の冷却剤バーは、金属製品が前記金型を通過した後、前記金属製品の周辺に前記複数の第１のノズルを介して、冷却剤を供給するように構成される、前記第１の冷却剤バーと、
    前記金型の下流にある第２の冷却剤バーであって、前記第２の冷却剤バーは、複数の第２のノズルを含み、前記第２の冷却剤バーは、前記金属製品が前記金型を通過した後、前記金属製品の前記周辺に前記複数の第２のノズルを介して、前記冷却剤を供給するように構成される、前記第２の冷却剤バーと、を含み、
    前記第１の冷却剤バーは、前記鋳造軸に実質的に垂直な方向に固定され、
    前記第２の冷却剤バーは、前記鋳造軸に実質的に垂直な前記方向に調節可能である、
    前記直接チル鋳造金型システム。
  16. 前記金型は、前記鋳造キャビティの寸法が前記鋳造軸に実質的に垂直な前記方向に調節可能であるように、前記鋳造軸に実質的に垂直な前記方向に調節可能である、請求項１５に記載の直接チル鋳造金型システム。
  17. 前記第１の冷却剤バーが、第１の圧力で前記冷却剤を供給するように構成され、
    前記第２の冷却剤バーが、前記第１の圧力より低い第２の圧力で前記冷却剤を供給するように構成され、
    前記第１の冷却剤バーは、前記金型と前記第２の冷却剤バーとの間にある、請求項１５に記載の直接チル鋳造金型システム。
  18. 前記金型が内部冷却される、請求項１５に記載の直接チル鋳造金型システム。
  19. 前記複数の第２のノズルが、第２のノズルの第１のセットと第２のノズルの第２のセットとを含み、
    前記第２のノズルの第１のセットの各ノズルの前記鋳造軸に対する角度は、前記第２のノズルの第２のセットの各ノズルの前記鋳造軸に対する角度とは異なる、請求項１５に記載の直接チル鋳造金型システム。
  20. 前記第２の冷却剤バーが、開始位置、移行位置、及び運転位置の間で可動であり、
    前記開始位置では、前記複数の第２のノズルの少なくとも１つのノズルは、前記鋳造軸から第１の距離にあり、
    前記移行位置では、前記複数の第２のノズルの前記少なくとも１つのノズルは、前記鋳造軸から前記第１の距離より短い第２の距離にあり、
    前記運転位置では、前記複数の第２のノズルの前記少なくとも１つのノズルは、前記鋳造軸から前記第２の距離より短い第３の距離にある、
    請求項１５に記載の直接チル鋳造金型システム。
  21. 鋳造軸を含む鋳造キャビティを規定する金型であって、前記金型は、前記鋳造キャビティの寸法が前記鋳造軸に実質的に垂直な方向に調節可能であるように、前記鋳造軸に実質的に垂直な前記方向に調節可能である、前記金型と、
    複数のノズルを含む冷却剤バーであって、前記冷却剤バーは、金属製品が前記金型を通過した後、前記金属製品の周辺に前記複数のノズルを介して冷却剤を供給するように構成され、前記冷却剤バーは、前記鋳造軸に対して可動である、前記冷却剤バーと、
    を含む、直接チル鋳造金型システム。
JP2023504440A 2020-07-22 2021-07-19 直接チル鋳造金型システム Pending JP2023535184A (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202062705915P 2020-07-22 2020-07-22
US62/705,915 2020-07-22
US202163200798P 2021-03-30 2021-03-30
US63/200,798 2021-03-30
PCT/US2021/042209 WO2022020248A1 (en) 2020-07-22 2021-07-19 Direct chill casting mold system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023535184A true JP2023535184A (ja) 2023-08-16

Family

ID=77265308

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2023504440A Pending JP2023535184A (ja) 2020-07-22 2021-07-19 直接チル鋳造金型システム

Country Status (10)

Country Link
US (1) US20230219130A1 (ja)
EP (1) EP4185419A1 (ja)
JP (1) JP2023535184A (ja)
KR (1) KR20230004813A (ja)
CN (1) CN115697585A (ja)
BR (1) BR112022022196A2 (ja)
CA (1) CA3183892A1 (ja)
DE (1) DE212021000422U1 (ja)
MX (1) MX2023000885A (ja)
WO (1) WO2022020248A1 (ja)

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2705353A (en) * 1952-04-04 1955-04-05 Kaiser Aluminium Chem Corp Method of continuous casting
FR1072748A (fr) * 1953-01-23 1954-09-15 Cie Francaise Des Metaux Perfectionnements à la coulée continue ou semi-continue des métaux et alliages
FR71375E (fr) * 1956-11-28 1959-12-22 Pechiney Coulée des métaux
US3877510A (en) * 1973-01-16 1975-04-15 Concast Inc Apparatus for cooling a continuously cast strand incorporating coolant spray nozzles providing controlled spray pattern
NO790471L (no) * 1978-02-18 1979-08-21 British Aluminium Co Ltd Stoepemetaller.
US4415017A (en) * 1981-06-26 1983-11-15 Olin Corporation Control of liquid-solid interface in electromagnetic casting
CH670779A5 (ja) * 1986-04-15 1989-07-14 Concast Standard Ag
JPH06205Y2 (ja) * 1989-03-17 1994-01-05 吉田工業株式会社 水平連続鋳造装置における二次冷却装置
EP0812638A1 (de) * 1996-06-14 1997-12-17 Alusuisse Technology & Management AG Regulierbare Stranggiesskokille
US20090301683A1 (en) * 2008-06-06 2009-12-10 Reeves Eric W Method and apparatus for removal of cooling water from ingots by means of water jets
US11331715B2 (en) * 2017-06-12 2022-05-17 Wagstaff, Inc. Dynamic mold shape control for direct chill casting

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230004813A (ko) 2023-01-06
CN115697585A (zh) 2023-02-03
CA3183892A1 (en) 2022-01-27
MX2023000885A (es) 2023-02-22
WO2022020248A1 (en) 2022-01-27
BR112022022196A2 (pt) 2023-01-31
US20230219130A1 (en) 2023-07-13
EP4185419A1 (en) 2023-05-31
DE212021000422U1 (de) 2023-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101489395B1 (ko) 유사 냉각 범위를 갖는 여러 금속의 순차적 주조
JP5739962B2 (ja) 自動可変寸法鋳型およびボトムブロックシステム
KR20110020905A (ko) 가장자리 부분의 품질을 제어하기 위한 스트립 캐스팅 방법 및 그를 위한 장치
JP2023535184A (ja) 直接チル鋳造金型システム
KR20030064758A (ko) 강 주조 빌렛, 특히 주괴 또는 예비 프로파일 형태의 강주조 빌렛을 연속 주조하고 연이어 성형하는 방법 및 장치
CN1319678C (zh) 用于生产切边金属带材的方法和设备
EP2629908B1 (en) Casting equipment starter block
JP2005095955A (ja) 高熱伝導材薄板の連続鋳造方法及び装置
CN1447725A (zh) 冷硬金属连铸结晶器
US20020170700A1 (en) Metal-casting method and apparatus, casting system and cast-forging system
KR20050071681A (ko) 용융 금속, 특히 강 재료를 고속 주조 속도로 다각형 빌렛주편, 블룸 주편, 예비 섹션 주편등으로 주조하는 연속주조 주형
EP4126416B1 (en) Method of controlling the shape of an ingot head
RU2325969C1 (ru) Гильзовый кристаллизатор для высокоскоростного непрерывного литья металла
KR101400039B1 (ko) 냉각장치
US12030114B2 (en) Method of controlling the shape of an ingot head
US9545662B2 (en) Automated variable dimension mold and bottom block system
JP3130152B2 (ja) 双ベルト式連続鋳造機及びその注湯方法
KR20150009869A (ko) 쌍롤식 박판 주조장치
RU2342220C2 (ru) Способ охлаждения кристаллизатора
KR20060073215A (ko) 박슬라브 연속 주조시 말주편의 인발 방법
JPS6261764A (ja) 中心偏析の少ない連続鋳造方法
JPH01241354A (ja) アルミニウム小径棒の電磁場鋳造法
JPH01237050A (ja) 水平連続鋳造法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230120

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240119

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240220

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240405