Безперервне лиття матеріалів із застосуванням перепаду тиску
Формула / Реферат
1. Система для плавки та лиття матеріалу, що містить:
плавильну камеру, виконану з можливістю досягнення тиску плавлення під час роботи;
допоміжну камеру, що містить:
множину областей, яка має першу область, розташовану поруч з плавильною камерою, та
елементи для керування тиском, причому кожен елемент для керування тиском виконаний з можливістю керування потоком газу між суміжними областями з множини областей, і причому перша область виконана з можливістю досягнення під час роботи першого диференціального тиску, який більший, ніж тиск плавлення; та
випускну камеру, розташовану поруч із допоміжною камерою, причому випускна камера виконана з можливістю досягнення в ній під час роботи атмосферного тиску.
2. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що допоміжна камера має внутрішній периметр, а кожний елемент керування тиском містить перегородку та центральний отвір для прийому литого матеріалу через нього, причому перегородка кожного елемента керування тиском проходить від внутрішнього периметра до центрального отвору.
3. Система за п. 2, яка відрізняється тим, що плавильна камера містить ливарну форму для лиття матеріалу, причому литий матеріал виконаний з можливістю просування від ливарної форми, через центральний отвір елементів керування тиском допоміжної камери, у випускну камеру.
4. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що множина областей містить другу область, суміжну з першою областю, причому друга область виконана з можливістю досягнення під час роботи другого диференціального тиску, який менший, ніж перший диференціальний тиск.
5. Система за п. 1, яка містить множину насосів, виконаних з можливістю регулювання тиску в множині областей допоміжної камери.
6. Система за п. 5, яка відрізняється тим, що насос, відповідний першій області, виконаний з можливістю регулювання тиску в першій області від тиску плавлення до першого диференціального тиску, коли частина литого матеріалу проходить через першу область.
7. Система за п. 5, яка відрізняється тим, що множина областей містить кінцеву область, суміжну з випускною камерою, причому насос, відповідний кінцевій області, виконаний з можливістю регулювання тиску в кінцевій області від тиску плавлення до кінцевого диференціального тиску, коли частина литого матеріалу проходить через кінцеву область, причому зазначений кінцевий диференціальний тиск більший, ніж атмосферний тиск.
8. Система за п. 5, яка відрізняється тим, що множина областей містить проміжну область, розташовану між першою областю та кінцевою областю, причому насос, який відповідає проміжній області, виконаний з можливістю регулювання тиску в проміжній області від тиску плавлення до проміжного диференціального тиску, коли частина литого матеріалу проходить через проміжну область, причому проміжний диференціальний тиск менший, ніж перший та кінцевий диференціальні тиски.
9. Система за п. 8, яка відрізняється тим, що множина насосів під час роботи зменшує тиск між суміжними областями від першої області до проміжної області та під час роботи збільшує тиск між суміжними областями від проміжної області до кінцевої області.
10. Система за п. 1, яка містить множину насосів, виконаних з можливістю регулювання об'єму газу в кожній області з множини областей для генерування тиску в них, причому газ в областях від першої області до проміжної області складається з інертних газів.
11. Система за п. 1, яка містить тягнучий візок, виконаний з можливістю віддалення випускної камери від допоміжної камери, причому випускна камера виконана з можливістю досягнення атмосферного тиску після віддалення від допоміжної камери.
12. Система за п. 1, яка містить ролики, виконані з можливістю зближення під час роботи з литим матеріалом, вилученим з допоміжної камери.
13. Спосіб лиття матеріалу, де спосіб включає:
керування тиском в плавильній камері, допоміжній камері та випускній камері для досягнення тиску плавлення;
просування литого матеріалу, який виливають з розплавленого матеріалу в плавильній камері в допоміжну камеру, причому допоміжна камера містить множину областей, при цьому множина областей містить першу область, суміжну з плавильною камерою;
просування литого матеріалу з допоміжної камери у випускну камеру,
керування тиском в першій області для досягнення тиску в межах від тиску плавлення до першого диференціального тиску, який більший, ніж тиск плавлення; та
керування тиском у випускній камері для досягнення тиску в межах від тиску плавлення до атмосферного тиску.
14. Спосіб за п. 13, який далі включає вакуумування плавильної камери, допоміжної камери та випускної камери до вакууму перед керуванням тиском для досягнення в них тиску плавлення.
15. Спосіб за п. 14, який далі включає, після вакуумування плавильної камери, допоміжної камери та випускної камери до вакууму, заповнення плавильної камери, допоміжної камери та випускної камери інертним газом.
16. Спосіб за п. 13, в якому множина областей допоміжної камери далі включає другу область, суміжну з першою областю, спосіб далі включає керування тиском в допоміжній області для досягнення кінцевого диференціального тиску, який менше першого диференціального тиску.
17. Спосіб за п. 16, який відрізняється тим, що множина областей допоміжної камери далі включає кінцеву область, функціонально розташовану суміжно з випускною камерою, спосіб далі включає керування тиском кінцевої області для досягнення кінцевого диференціального тиску, який більше атмосферного тиску.
18. Спосіб за п. 17, який відрізняється тим, що множина областей допоміжної камери включає проміжну область, спосіб далі включає керування тисками в множині областей, розташованих між другою областю та проміжною областю, причому ці тиски регулюють від тиску плавлення до тисків, які послідовно зменшують від другої області до проміжної області.
19. Спосіб за п. 18, який відрізняється тим, що тиски в областях, розташованих між другою областю та проміжною областю, послідовно зменшують від приблизно 1,3 кПа (10 Торр) до приблизно 13,3 кПа (100 Торр) між суміжними ділянками.
20. Спосіб за п. 17, який далі включає керування тисками в областях множини областей, розташованих між проміжною областю та кінцевою областю, причому ці тиски регулюють від тиску плавлення до тисків, які послідовно збільшують від проміжної області до кінцевої області.
21. Спосіб за п. 13, який далі включає прикладання енергії до матеріалу в плавильній камері для розплавлення матеріалу.
22. Спосіб за п. 13, який далі включає просування випускної камери для віддалення литого матеріалу через допоміжну камеру у випускну камеру.
23. Спосіб за п. 13, який далі включає вивільнення випускної камери від допоміжної камери для керування тиском у випускній камері для досягнення тиску в межах від тиску плавлення до атмосферного тиску.
24. Спосіб за п. 13, який далі включає переміщення набору роликів для введення їх у контакт з литим матеріалом.
25. Спосіб за п. 13, який далі включає відрізання литого матеріалу із застосуванням розрізального пристрою.
26. Спосіб за п. 25, який далі включає вивантаження відрізаного сегмента литого матеріалу на візок.
27. Спосіб за п. 13, який відрізняється тим, що тиск плавлення більше атмосферного тиску.
28. Спосіб за п. 13, який відрізняється тим, що тиск в кожній області з множини областей допоміжної камери застосований бути окремо керованим.
29. Спосіб за п. 28, який відрізняється тим, що тиском в множині областей вторинної камери керують за допомогою множини насосів.
30. Спосіб за п. 29, який додатково містить етап відновлення та випускання за допомогою множини насосів.
31. Спосіб за п. 30, який відрізняється тим, що газ містить інертний газ.
32. Спосіб за п. 30, в якому витягнутий газ стискають і очищують перед поверненням до джерела газу.
33. Спосіб лиття, причому зазначений спосіб включає:
регулювання тиску в плавильній камері, допоміжній камері і випускній камері до тиску плавлення;
просування литого матеріалу, виготовленого з матеріалу в плавильній камері, у допоміжну камеру, де допоміжна камера містить множину областей, і де множина областей містить першу ділянку, суміжну до камери розплаву;
просування литого матеріалу з допоміжної камери у випускну камеру;
керування тиском в першій області від тиску плавлення до першого диференціального тиску, який більше тиску плавлення, щоб сформувати динамічний повітряний шлюз і захистити плавильну камеру від неінертного газу в атмосфері; і
керування тиском випускної камери від тиску плавлення до атмосферного тиску.
34. Спосіб за п. 33, який відрізняється тим, що множина областей додатково включає кінцеву область і проміжну область між першою областю і кінцевою областю, причому спосіб додатково включає регулювання тиску кінцевої області до кінцевого диференціального тиску, який більше атмосферного тиску, і зниження тиску в проміжній області для направлення газу у напрямку до проміжної області.
35. Спосіб за п. 34, який відрізняється тим, що тиск в областях допоміжної камери регулюють для послідовного зменшення від першої області до проміжної області.
36. Спосіб за п. 34, який відрізняється тим, що тиск в областях допоміжної камери регулюють для послідовного підвищення від проміжної області до кінцевої області.
37. Спосіб за п. 33, який відрізняється тим, що тиском в множині областей допоміжної камери керують за допомогою множини насосів.
38. Камера для печі безперервного лиття, що містить: внутрішній периметр;
множину областей, причому зазначена множина областей містять:
першу область, розташовану поруч з плавильною камерою печі, причому плавильна камера виконана з можливістю досягнення під час роботи тиску плавлення, і причому перша область виконана з можливістю досягнення під час роботи першого диференціального тиску, який більший, ніж тиск плавлення; та
другу область, розташовану поруч з першою областю, причому друга область виконана з можливістю досягнення під час роботи другого диференціального тиску, який менше, ніж перший диференціальний тиск; та
щонайменше одну перегородку для керування газовим потоком між суміжними областями з множини областей, причому кожна перегородка містить отвір і причому кожна перегородка проходить в напрямку від внутрішнього периметра камери до отвору.
39. Камера за п. 38, яка відрізняється тим, що множина областей додатково містить:
кінцеву область, суміжну з випускною камерою печі, де кінцева область структурована так, щоб функціонально досягти кінцевого диференціального тиску, який більше атмосферного тиску; і
проміжну область між другою областю і кінцевою областю, де проміжна область структурована так, щоб функціонально досягти диференціального тиску, який менше кінцевого диференціального тиску.
40. Камера для печі безперервного розливання, яка включає:
внутрішній периметр;
множину областей, де множина областей містить:
першу область підвищеного тиску, розташовану суміжно з плавильною камерою печі;
другу область підвищеного тиску, розташовану суміжно з випускною камерою печі; і
область зниженого тиску, розташовану між зазначеною першою областю високого тиску і зазначеною другою областю високого тиску; і
щонайменше одну перегородку для керуванням потоком газу між сусідніми областями з множини областей, де кожна перегородка містить отвір і де кожна перегородка проходить від внутрішнього периметра камери до отвору.
41. Система за п. 1, в якій друга камера додатково містить проміжну область, розташовану між першою областю і кінцевою областю, де перша область включає в себе першу область підвищеного тиску з першим робочім тиском, де кінцева ділянка містить другу область підвищеного тиску з другим робочим тиском, і де проміжна область включає зону зниженого тиску з третім робочим тиском, який менше першого робочого тиску і другого робочого тиску.
Текст
Реферат: Запропоновані спосіб та система для безперервного лиття. Система містить плавильну камеру, випускну камеру та допоміжну камеру, розташовану між ними. У плавильній камері може підтримуватися тиск плавлення, і тиск у випускній камері може досягати атмосферного тиску. Допоміжна камера може містити області, тиск в яких може бути відрегульований до різних значень. Під час операції безперервного лиття тиск у першій області, суміжній з плавильною камерою, може бути відрегульований до тиску, який щонайменше трохи більший, ніж тиск плавлення; тиск у наступних областях може бути послідовно зменшений і потім послідовно збільшений. Тиск у кінцевій області може бути щонайменше трохи більший, ніж атмосферний тиск. Диференціальні тиски можуть формувати динамічну газову пробку між плавильною камерою та випускною камерою, яка може запобігати проникненню в плавильну камеру неінертного газу з атмосфери і, таким чином, може запобігати забрудненню реакційноздатних матеріалів у плавильній камері. UA 115885 C2 (12) UA 115885 C2 UA 115885 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 ГАЛУЗЬ ТЕХНІКИ [0001] Цей винахід взагалі належить до систем, способів, інструментів, технологій та стратегій для лиття розплавленого матеріалу. Згідно з деякими варіантами реалізації цей винахід належить до безперервного лиття розплавленого матеріалу. РІВЕНЬ ТЕХНІКИ [0002] Піч, така як, наприклад, плазмово-дугова або електронно-променева піч з холодним тиглем, може розплавляти та лити матеріал періодично. Під час операції безперервного лиття розплавлений матеріал може безперервно втікати у ливарну форму, і литий матеріал або виливок може безперервно виходити з ливарної форми. Наприклад, розплавлений матеріал може протікати у верхню частину ливарної форми, в той час як механізм для вилучення безперервно переміщується для забезпечення можливості виходу литого матеріалу з нижнього боку ливарної форми. Безперервне лиття може зменшити частоту перерв в операціях лиття, таких як затримки, пов'язані, наприклад, із заміною ливарної форми між циклами лиття. Скорочення переривань під час операцій лиття може підвищити ефективність лиття. [0003] Деякі матеріали є реакційноздатними в розплавленому стані або при високій температурі. Матеріал, який, таким чином, є реакційноздатним, коли перебуває в розплавленому стані або нагрітий до конкретної температури або вище, легко вступає в хімічну реакцію або іншим чином змінює свій хімічний склад при взаємодії з деякими елементами або сполуками. Наприклад, розплавлений титан і твердий литий титан при дуже високій температурі є реакційноздатними і легко зв'язуються з газоподібним киснем для утворення діоксиду титану та з газоподібним азотом для утворення нітриду титану. Діоксид титану і нітрид титану можуть викликати утворення альфа-дефектів в литому титані, які важко усунути, і можуть перетворити його в непридатний для застосування матеріал. Отже, розплавлений титан і литий титан при високій температурі переважно повинні перебувати у вакуумі або інертній атмосфері під час деяких стадій операції лиття. В електронно-променевій печі з холодним тиглем в камерах плавлення та лиття підтримують глибокий або істотний вакуум для забезпечення можливості роботи електронно-променевих гармат. У плазмово-дуговій печі з холодним тиглем для утворення плазми плазмовими пальниками застосовують інертний газ, такий як, наприклад, гелій або аргон. Відповідно, в плазмоводуговій печі з тиглем присутність інертного газу, необхідного для плазмових пальників, створює тиск, який може перебувати в діапазоні від субатмосферного до позитивного тиску. Якщо в плавильну камеру в плазмово-дуговій або електронно-променевій печі з холодним тиглем проникає неінертний газ, такий, наприклад, як кисень або азот, зазначений неінертний газ може забруднити розплавлений матеріал, який перебуває в печі. Таким чином, доступ газу з зовнішньої атмосфери в плавильну камеру печі, яка містить розплавлений титан, повинен бути повністю або по суті припинений. [0004] Таким чином, завдання цього винаходу полягає у створенні системи безперервного лиття, яка є менш сприйнятливою до забруднення титану або іншого реакційноздатного матеріалу, який вона містить. У більш широкому сенсі, завдання цього винаходу переважно полягає у створенні удосконаленої системи безперервного лиття, яка придатна для лиття титану, а також інших реакційноздатних матеріалів, у тому числі металів та металевих сплавів у цілому. СУТЬ ВИНАХОДУ [0005] В одному аспекті цей винахід належить до необмежуючого варіанту реалізації системи для плавлення та лиття матеріалу. Система містить плавильну камеру, допоміжну камеру та випускну камеру. Плавильна камера виконана з можливістю досягнення в ній тиску плавлення під час роботи. Крім того, допоміжна камера містить багато областей і щонайменше один елемент для керування тиском. Багато областей включають першу область, розташовану поруч із плавильною камерою і виконану з можливістю досягнення в ній під час роботи першого диференціального тиску, який більший, ніж тиск плавлення. Кожний елемент для керування тиском керує потоком газу між суміжними областями з багатьох областей. Крім того, випускна камера розташована суміжно із допоміжною камерою, і випускна камера виконана з можливістю досягнення в ній під час роботи атмосферного тиску. [0006] Допоміжна камера може містити внутрішній периметр, і кожний елемент для керування тиском може містити перегородку та центральний отвір для прийому в нього литого матеріалу. Перегородка кожного елементу для керування тиском може проходити від внутрішнього периметру до центрального отвору. Плавильна камера може містити ливарну форму для лиття матеріалу. Литий матеріал може просуватися від ливарної форми, через центральний отвір щонайменше одного елемента для керування тиском допоміжної камери, у випускну камеру. Багато областей можуть включати другу область, суміжну з першою областю, і друга область може бути виконана з можливістю досягнення під час роботи другого 1 UA 115885 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 диференціального тиску, який менший, ніж перший диференціальний тиск. Система може містити багато насосів, виконаних з можливістю регулювання тиску в багатьох областях допоміжної камери. Система може містити тягнучий візок, виконаний з можливістю віддалення випускної камери від допоміжної камери, і випускна камера може бути виконана з можливістю досягнення в ній атмосферного тиску після віддалення від допоміжної камери. Система може містити ролики, виконані з можливістю зближення під час роботи з литим матеріалом, вилученим із допоміжної камери. [0007] В іншому аспекті цей винахід належить до необмежуючого варіанту реалізації способу лиття матеріалу. Спосіб включає етапи, згідно з якими керують тиском в плавильній камері, допоміжній камері та випускній камері. Тиском в плавильній камері керують для досягнення тиску плавлення. Спосіб реалізації винаходу також включає етапи, згідно з якими просувають литий матеріал з плавильної камери у допоміжну камеру, причому допоміжна камера містить багато областей, які мають першу область, суміжну з плавильною камерою. Спосіб реалізації винаходу додатково включає етапи, згідно з якими просувають матеріал з допоміжної камери у випускну камеру. Спосіб реалізації винаходу також включає етапи, згідно з якими керують тиском у першій області для досягнення тиску в межах від тиску плавлення до першого диференціального тиску, який більший, ніж тиск плавлення. Спосіб реалізації винаходу додатково включає етапи, згідно з якими керують тиском у випускній камері для досягнення тиску в межах від тиску плавлення до атмосферного тиску. [0008] Спосіб реалізації винаходу може включати етапи, згідно з якими керують тиском у другій області допоміжної камери для досягнення другого диференціального тиску, який менший, ніж перший диференціальний тиск, причому друга область є суміжною з першою областю. Спосіб реалізації винаходу може включати етапи, згідно з якими керують тиском в кінцевій області допоміжної камери для досягнення кінцевого диференціального тиску, який більший, ніж атмосферний тиск, причому кінцева область функціонально розташована суміжно з випускною камерою. Спосіб реалізації винаходу може включати етапи, згідно з якими керують тиском в областях, розташованих між другою областю та проміжною областю допоміжної камери, причому тиски регулюють від тиску плавлення до тисків, які послідовно зменшуються від другої області до проміжної області. Спосіб реалізації винаходу може включати етапи, згідно з якими керують тиском в областях допоміжної камери, розташованих між проміжною областю та кінцевою областю, причому тиски регулюють від тиску плавлення до тисків, які послідовно збільшуються від проміжної області до кінцевої області. Спосіб реалізації винаходу може включати етапи, згідно з якими прикладають енергію до матеріалу в плавильній камері для розплавлення матеріалу. Спосіб реалізації винаходу може включати етапи, згідно з якими просувають литий матеріал через допоміжну камеру у випускну камеру із застосуванням механізму вилучення. Спосіб реалізації винаходу може включати етапи, згідно з якими випускну камеру звільняють від допоміжної камери для керування тиском у випускній камері для досягнення тиску в межах від тиску плавлення до атмосферного тиску. Спосіб реалізації винаходу може включати етапи, згідно з якими переміщують набір роликів для приведення їх у контакт з литим матеріалом. Спосіб реалізації винаходу може включати етапи, згідно з якими відрізають литий матеріал із застосуванням ріжучого пристрою. Спосіб реалізації винаходу може включати етапи, згідно з якими вивантажують відрізаний сегмент литого матеріалу на розвантажувальний візок. [0009] Ще в одному аспекті цей винахід належить до необмежуючого варіанту реалізації камери для печі безперервного лиття. Камера містить внутрішній периметр, багато областей і щонайменше одну перегородку для керування газовим потоком між суміжними областями з багатьох областей. Багато областей містить першу область, розташовану поруч з плавильною камерою печі, при цьому плавильна камера виконана з можливістю досягнення під час роботи тиску плавлення, причому перша область виконана з можливістю досягнення під час роботи першого диференціального тиску, який більший, ніж тиск плавлення. Багато областей також містить другу область, розташовану поруч з першою областю, причому друга область виконана з можливістю досягнення під час роботи другого диференціального тиску, який менший, ніж перший диференціальний тиск. Кожна перегородка містить отвір і проходить від внутрішнього периметра камери до отвору. КОРОТКИЙ ОПИС ГРАФІЧНИХ МАТЕРІАЛІВ [0010] Особливості та переваги цього винаходу можуть бути краще зрозумілі з посиланням на супровідні графічні матеріали, на яких: [0011] На фіг. 1 схематично проілюстрована система для безперервного лиття згідно з щонайменше одним необмежуючим варіантом реалізації цього винаходу; [0012] На фіг. 2 схематично частково проілюстрована система для безперервного лиття, 2 UA 115885 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 проілюстрована на фіг. 1, з розплавленим матеріалом у плавильній камері; [0013] На фіг. 3 схематично частково проілюстрована система для безперервного лиття, проілюстрована на фіг. 1, з витягуючим плунжером, який тягне литий матеріал крізь допоміжну камеру; [0014] На фіг. 4 проілюстрований детальний вид системи для безперервного лиття, проілюстрованої на фіг. 3, з перегородками допоміжної камери; [0015] На фіг. 5 схематично частково проілюстрована система для безперервного лиття, проілюстрована на фіг. 1, з витягуючим плунжером, який тягне литий матеріал у випускну камеру; [0016] На фіг. 6 проілюстрований детальний вид системи для безперервного лиття, проілюстрованої на фіг. 5, з областями диференціального тиску допоміжної камери; [0017] На фіг. 7 схематично частково проілюстрована система для безперервного лиття, проілюстрована на фіг. 1, з випускною камерою, звільненою від допоміжної камери, та основними роликами, які зближені з литим матеріалом; [0018] На фіг. 8 схематично частково проілюстрована система для безперервного лиття, проілюстрована на фіг. 1, з випускною камерою та тягнучим візком, віддаленим від печі, та розвантажувальним пристроєм, який вивантажує відрізаний сегмент литого матеріалу; [0019] На фіг. 9 схематично проілюстрована система для безперервного лиття, проілюстрована на фіг. 8, з розвантажувальним пристроєм, який видаляє відрізаний сегмент литого матеріалу; [0020] На фіг. 10 схематично проілюстрована система для безперервного лиття, проілюстрована на фіг. 1, з випускною камерою та тягнучим візком, віддаленим від печі, та альтернативний розвантажувальний пристрій, який розвантажує литий матеріал; та [0021] На фіг. 11 проілюстрована блок-схема способу використання системи для безперервного лиття, проілюстрованої на фіг. 1, згідно зі щонайменше одним необмежуючим варіантом реалізації цього винаходу. ДЕТАЛЬНИЙ ОПИС ВИНАХОДУ [0022] Різні необмежуючі варіанти реалізації, розкриті та описані в цій заявці, належить до систем для безперервного лиття металів та металевих сплавів. У деяких необмежуючих варіантах реалізації метали або металеві сплави являють собою реакційноздатні матеріали. Один необмежуючий варіант застосування, описаний і показаний в цій заявці, належить до допоміжної камери, розташованої між плавильною камерою та випускною камерою системи для плавлення та лиття, причому плавильна камера виконана з можливістю застосування з плазмовою дуговою плавкою або електронно-променевою плавкою в холодному тиглі. Проте слід розуміти, що зазначена допоміжна камера може бути застосована з будь-якою плавильною камерою, наприклад, плавильними камерами, пристосованими для індукційної плавки без сердечника та/або, наприклад, індукційної плавки канального типу. [0023] У різних необмежуючих варіантах реалізації система безперервного лиття може містити плавильну камеру, випускну камеру і допоміжну камеру, розташовану між плавильною камерою та випускною камерою. У деяких варіантах реалізації плавильна камера може містити джерело енергії, яке може прикладати енергію до розміщеного в ній матеріалу та розплавляти його. Розплавлений матеріал може пройти в ливарну форму плавильної камери для лиття. Після затвердіння відповідним чином матеріал може бути видалений з ливарної форми та переміщений із допоміжної камери у випускну камеру. Слід розуміти, що весь матеріал або його області все ще можуть залишатися розплавленими або частково розплавленими при вилученні їх з ливарної форми. Спочатку бажаний тиск плавлення може бути досягнутий в усіх камерах: плавильній камері, допоміжній камері та випускній камері. Необхідний тиск плавлення може бути вакуумом, проміжним тиском, який менший, ніж атмосферний тиск, або, наприклад, позитивним тиском, який вищий за атмосферний тиск. Якщо необхідний тиск плавлення являє собою позитивний тиск, в систему безперервного лиття може бути введений газ. Інертний газ може бути застосований в камерах та/або областях системи безперервного лиття, в яких матеріал може реагувати з неінертним газом. Наприклад, інертний газ може бути застосований у плавильній камері для плавлення та лиття матеріалу, такого як, наприклад, титан, який є реакційноздатним у розплавленому стані. Щонайменше згідно з одним варіантом реалізації винаходу в плавильній камері може бути підтриманий необхідний тиск плавлення протягом усього процесу безперервного лиття. Крім того, згідно з деякими варіантами реалізації тиск у випускній камері може бути відрегульований до атмосферного тиску. Наприклад, випускна камера може бути звільнена від допоміжної камери для забезпечення простору для лиття, що подовжується, або для того, щоб литий матеріал був виведений із системи безперервного лиття. Коли випускна камера від'єднана від допоміжної камери, у випускній камері може бути 3 UA 115885 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 досягнутий атмосферний тиск. [0024] У різних необмежуючих варіантах реалізації тиск в допоміжній камері можна регулювати або цим тиском можна керувати під час операцій безперервного лиття. Наприклад, допоміжна камера може містити багато областей. Крім того, елемент керування тиском, а також литий матеріал, розташований в отворі в елементі керування тиском, можуть керувати потоком газу між суміжними областями з багатьох областей. Іншими словами, тиском у суміжних областях допоміжної камери можна керувати і підтримувати в них різні тиски. Згідно з різними необмежуючими варіантам реалізації винаходу тиск у першій області, суміжній з плавильною камерою, може бути відрегульований до тиску, який щонайменше трохи вищий, ніж необхідний тиск плавлення. Щонайменше згідно з одним варіантом реалізації значення тиску в областях між першою областю та проміжною областю допоміжної камери можуть бути відрегульовані до послідовного зменшення із заданим кроком. Згідно з деякими варіантами реалізації тиск в кінцевій області допоміжної камери, суміжній з випускною камерою, може бути відрегульований до тиску, який трохи вищий, ніж атмосферний тиск. Щонайменше згідно з одним варіантом реалізації винаходу значення тиску в областях між проміжною областю та кінцевою областю можуть бути відрегульовані до послідовного збільшення із заданим кроком. Іншими словами, перша область може бути першою областю високого тиску, проміжна область може бути областю зниженого тиску, і кінцева область може бути другою областю високого тиску. [0025] Згідно з різними необмежуючими варіантами реалізації винаходу в допоміжній камері може бути сформована динамічна газова пробка між плавильною камерою та випускною камерою. Наприклад, підвищений тиск у першій області та зменшуваний тиск від першої області до наступної області допоміжної камери можуть направляти або відхиляти газ в напрямку від першої області та плавильної камери до наступної області допоміжної камери. Шляхом відхилення газу в напрямку від плавильної камери можна запобігти забрудненню реакційноздатного матеріалу в плавильній камері. Крім того, підвищений тиск у кінцевій області допоміжної камери може перешкоджати проникненню газу в кінцеву область з випускної камери та/або із зовнішньої атмосфери, суміжної з кінцевою областю допоміжної камери. Шляхом обмеження проникнення атмосферних газів в допоміжну камеру може бути додатково попереджено забруднення реакційноздатного матеріалу в плавильній камері. [0026] Як видно на фіг. 1-10, необмежуючий варіант реалізації системи 20 для безперервного лиття може містити піч 22 для плавлення та/або лиття матеріалу. Згідно з різними необмежуючими варіантами реалізації піч 22 може містити плазмову дугову плавильну піч з холодним тиглем або електронно-променеву плавильну піч з холодним тиглем. Згідно з додатковими варіантами реалізації для плавлення матеріалу в системі 20 безперервного лиття може бути використана інша придатна піч. Згідно з деякими варіантами реалізації система 20 безперервного лиття може містити плавильну камеру 30, допоміжну камеру 50 та/або випускну камеру 80. Піч 22 може розплавляти матеріал 24, розміщений, наприклад, у плавильній камері 30. Щонайменше згідно з одним варіантом реалізації допоміжна камера 50 може бути суміжною з плавильною камерою 30, і випускна камера 80 може бути суміжною з допоміжною камерою 50. Наприклад, допоміжна камера 50 може бути розташована між плавильною камерою 30 та випускною камерою 80. [0027] Як видно спочатку на фіг. 1, плавильна камера 30, допоміжна камера 50 та випускна камера 80 можуть бути з'єднані з ущільненням постійно або з'єднані з ущільненням роз'ємним способом. Наприклад, плавильна камера 30 може бути з'єднана з ущільненням з допоміжною камерою 50, та допоміжна камера 50 може бути з'єднана з ущільненням з випускною камерою 80. Згідно з різними необмежуючими варіантами реалізації ущільнення між плавильною камерою 30, допоміжною камерою 50 та/або випускною камерою 80 може бути порушене під час операції лиття. Наприклад, як описано в цій заявці, випускна камера 80 може бути розташована з можливістю переміщення відносно допоміжної камери 50, так що випускна камера 80 може бути переміщена в напрямку від допоміжної камери 50, та ущільнення між ними може бути порушене (як проілюстровано на фіг. 7). Згідно з різними необмежуючими варіантами реалізації тиск у плавильній камері 30, допоміжній камері 50 та випускній камері 80 може досягати однорідності та/або може підтримуватися однорідним або по суті однорідним у всіх камерах. Наприклад, плавильна камера 30, допоміжна камера 50 та випускна камера 80 можуть бути з'єднані з ущільненням разом, і тиск у них може бути відрегульований до необхідного тиску плавлення. Згідно з різними необмежуючими варіантами реалізації щонайменше у двох з камер 30, 50, 80 можна підтримувати різні тиски. Наприклад, тиски в плавильній камері 30, допоміжній камері 50 та випускній камері 80 можуть бути відрегульовані під час операції безперервного лиття для створення динамічної газової пробки, яка запобігає проникненню неінертного газу в плавильну камеру 30 з печі 22. Наприклад, необхідний тиск плавлення може бути позитивним 4 UA 115885 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 тиском. Спочатку тиск у плавильній камері 30, допоміжній камері 50 та випускній камері 80 може бути відрегульований до необхідного позитивного тиску плавлення. Згідно з різними необмежуючими варіантами реалізації тиск у всіх камерах 30, 50, 80 може бути однорідним або по суті однорідним, так що в камерах 30, 50, 80 спостерігаються тільки невеликі або номінальні зміни тиску. Згодом, випускна камера 80 може бути відкрита для зовнішньої атмосфери, наприклад, для досягнення атмосферного тиску, а в плавильній камері 30 може підтримуватися необхідний тиск плавлення. У таких варіантах реалізації тиск у всій допоміжній камері 50 може бути відрегульований для формування динамічної газової пробки, яка запобігає забрудненню плавильної камери 30 зовнішньою атмосферою, яка присутня у випускній камері 80 та/або за межами допоміжної камери 50. [0028] Як видно на фіг. 1, система 20 для безперервного лиття може містити насосну систему, яка керує тиском у плавильній камері 30, допоміжній камері 50 та/або випускній камері 80. Насосна система, наприклад, може вакуумувати плавильну камеру 30, допоміжну камеру 50 та випускну камеру 80 та/або, наприклад, може регулювати тиск у камерах 30, 50, 80 до різних позитивних тисків. Згідно з різними необмежуючими варіантами реалізації насосна система може підтримувати в плавильній камері 30, допоміжній камері 50 та випускній камері 80 однаковий тиск. На додаток до цього або згідно з іншим варіантом реалізації насосна система може підтримувати щонайменше в двох з камер 30, 50, 80 різні тиски. Відповідно, насосна система може містити багато насосів, джерел газу та/або газовідводів регулювання тиску в різних камерах 30, 50, 80. Наприклад, плавильна камера 30 може містити насосну систему плавильної камери, допоміжна камера 50 може містити насосну систему допоміжної камери, і випускна камера 80 може містити насосну систему випускної камери. Кожна насосна система може містити джерело газу та газовідвід, тобто, наприклад, систему зворотнього завантаження. Крім того, насосна система допоміжної камери може містити насоси 60 диференціального тиску. Як описано в цій заявці, насоси 60 диференціального тиску можуть керувати тиском, наприклад, у різних областях 62 допоміжної камери 50. Крім того, як описано в цій заявці, насосна система може формувати систему замкненого контуру або частково замкненого контуру, так що щонайменше частина газу в системі 20 для безперервного лиття може бути повернена, очищена і повторно введена в систему 20 для безперервного лиття. [0029] Як видно насамперед на фіг. 2, плавильна камера 30 системи 20 для безперервного лиття може приймати в себе матеріал 24 для плавлення та лиття. Джерело 32 енергії або тепла печі 22 може проходити в плавильну камеру 30 і передавати енергію розміщеному в ній матеріалу 24. Наприклад, джерело 32 енергії може створити електронний промінь або плазмову дугу високої інтенсивності крізь поверхню матеріалу 24. Згідно з різними необмежуючими варіантами реалізації плавильна камера 30 може включати під або тигель 34, наприклад, водоохолоджуваний мідний тигель. Як показано насамперед на фіг. 2, тигель 34 може утримувати матеріал 24, в той час як джерело 32 тепла прикладає енергію до матеріалу 24, розташованого в тиглі 34, для розплавлення матеріалу 24. [0030] Згідно з різними необмежуючими варіантами реалізації плавильна камера 30 може містити кристалізатор або ливарну форму 36. Розплавлений матеріал 24 може, наприклад, протікати в ливарну форму 36 і може виходити з ливарної форми 36 у вигляді литого матеріалу 26. Як видно на фіг. 3, ливарна форма 36 може бути ливарної формою з відкритим дном, так що литий матеріал 26 може виходити з нижнього боку ливарної форми 36 під час операції безперервного лиття. Крім того, ливарна форма 36 може мати внутрішній периметр, який відповідає наміченій формі литого матеріалу 26. Круглий внутрішній периметр може бути придатним, наприклад, для виготовлення циліндричних заготовок, а прямокутний внутрішній периметр може бути придатним для виготовлення заготовок у формі прямокутної призми. Згідно з різними необмежуючими варіантами реалізації ливарна форма 36 може мати, наприклад, круглий внутрішній периметр, що має діаметр від приблизно 6 дюймів до приблизно 32 дюймів (152,4-812,8 мм). Крім того, згідно з різними необмежуючими варіантами реалізації ливарна форма 36 може мати прямокутний внутрішній периметр, розмір якого, наприклад, становить приблизно 36х54 дюйми (914,4х1371,6 мм). Згідно з різними необмежуючими варіантами реалізації ливарна форма 36 може бути водоохолоджуваною мідною ливарної формою. Згідно з деякими варіантами реалізації ливарна форма 36 може бути частиною зовнішнього периметру плавильної камери 30 і може бути з'єднана з ущільненням з плавильною камерою 30 та/або допоміжною камерою 50. Наприклад, ливарна форма 36 може формувати ізольований канал між плавильною камерою 30 та допоміжною камерою 50. [0031] Як видно насамперед на фіг. 2 та 3, в ливарну форму 36 може бути вставлена пластина 40 у формі хвоста ластівки, щоб створити в ній рухому нижню поверхню. Пластина 40 у формі хвоста ластівки може бути видалена або вилучена з ливарної форми 36 та протягнута 5 UA 115885 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 крізь плавильну піч 22, наприклад, під час операції безперервного лиття. Щонайменше згідно з одним варіантом реалізації пластина 40 у формі хвоста ластівки може бути водоохолоджуваною мідною пластиною. Згідно з різними необмежуючими варіантами реалізації пластина 40 може бути з'єднана з витягуючим елементом 42, який може бути з'єднаний з витягуючим плунжером 82. Витягуючий плунжер 82 може містити виштовхуючий та втягуючий механізм, наприклад, гідравлічний циліндр або, наприклад, кулькову гвинтову пару. Згідно з різними необмежуючими варіантами реалізації витягуючий плунжер 82 може тягнути витягуючий елемент 42 та з'єднану з ним пластину 40 у формі хвоста ластівки вздовж допоміжної камери 50 у випускну камеру 80. Щонайменше згідно з одним варіантом реалізації затравочний блок 44 може бути вставлений у пластину 40, і стопорний штифт 46 може роз'ємним способом прикріплювати затравочний блок 44 до пластини 40. Згідно з різними необмежуючими варіантами реалізації затравочний блок 44 може полегшувати вилучення пластини 40 і литого матеріалу 26 з ливарної форми 36, а також полегшувати подальше від'єднання кінця литого матеріалу 26 (як видно на фіг. 8) від пластини 40, як описано в патенті США № 6273179 (Geltzer та ін.), який шляхом посилання повністю включений в цю заявку. [0032] Як видно на фіг. 2, джерело 32 енергії може прикладати енергію до матеріалу 24, розташованого в тиглі 34, для розплавлення матеріалу 24. Згідно з різними необмежуючими варіантами реалізації розплавлений матеріал 24 може витікати з тигля 34 в ливарну форму 36. Щонайменше згідно з одним варіантом реалізації тигель 34 може мати нахил або скіс для зливання розплавленого матеріалу 24 в ливарну форму 36. Згідно з іншими варіантами реалізації розплавлений матеріал 24 може витікати з тигля 34 в ливарну форму 36. Як видно на тій самій фіг. 2, розплавлений матеріал 24 може протікати в ливарну форму 36 з відкритим дном. Згідно з різними необмежуючими варіантами реалізації, коли розплавлений матеріал 24 протікає в ливарну форму 26, розплавлений матеріал 24 може покривати пластину 40 та/або, наприклад, затравочний блок 44 і може входити в контакт зі сторонами ливарної форми 36. [0033] Згідно з різними необмежуючими варіантами реалізації розплавлений матеріал 24 може містити матеріал, такий як, наприклад, титан (Ti), цирконій (Zr), магній (Mg), ванадій (V), ніобій (Nb) та/або їхні сплави, які при деяких температурах можуть бути реакційноздатними з газами, присутніми у навколишній атмосфері. Наприклад, титан може бути реакційноздатним в розплавленому стані та при підвищених температурах. Для захисту реакційноздатного матеріалу під час плавлення та лиття можна керувати атмосферою в плавильній камері 30, а також в інших областях системи 20 для безперервного лиття, в яких матеріал, по суті, є гарячим і, таким чином, реакційноздатним. Наприклад, атмосфера в плавильній камері 30 може бути вакуумована до істотного вакууму, та/або плавильна камера 30 може бути заповнена інертним газом. Якщо піч 22 є, наприклад, електронно-променевою піччю для плавки в холодному тиглі, тиск у плавильній камері 30 може приблизно відповідати вакууму, і, якщо піч 22 є плазмовою дуговою піччю для плавки в холодному тиглі, плавильна камера 30 може бути заповнена інертним газом, наприклад, до тиску, нижчого від атмосферного, або до позитивного тиску, який вищий від атмосферного тиску. [0034] Як знову ж видно на фіг. 2 та 3, розплавлений матеріал 24, який заповнює ливарну форму 36, може формувати рідке ущільнення 28 між плавильною камерою 30 та допоміжною камерою 50. Згідно з різними необмежуючими варіантами реалізації розплавлений матеріал 24 може перебувати поряд з бічними стінками частини ливарної форми 36. Наприклад, як видно на тих самих фіг. 2 та 3, розплавлений матеріал 24 може прилягати до внутрішнього периметру ливарної форми 36 вздовж верхньої частини або поверхні матеріалу, який заповнює ливарну форму 36. Згідно з різними необмежуючими варіантами реалізації рідке ущільнення 28 може забезпечити бар'єр, який обмежує та/або запобігає потоку газу, який інакше може увійти в плавильну камеру 30 з допоміжної камери 50 та/або зовнішньої атмосфери і який може реагувати з розплавленим матеріалом 24. Згідно з різними необмежуючими варіантами реалізації литий матеріал 26 може бути затверділим або по суті затверділим після виходу з ливарної форми 36. Слід розуміти, що щонайменше зовнішні периферійні області литого матеріалу 26 повинні бути затверділими відповідним чином для підтримування цілісності литого матеріалу 26, коли він виходить з ливарної форми 36. Як видно насамперед на фіг. 3, після того, як розплавлений матеріал 24 досяг необхідного рівня в ливарній формі 36, пластина 40 у формі хвоста ластівки може бути переміщена назовні крізь відкриту нижню сторону ливарної форми 36 за допомогою витягуючого плунжера 82. Витягуючий плунжер 82 може тягнути витяжну арматуру 42 і пластину 40 з литим матеріалом 26, з’єднану з нею, з ливарної форми 36 у напрямку допоміжної камери 50. Згідно з різними необмежуючими варіантами реалізації швидкість вилучення литого матеріалу 26 з ливарної форми 34 може бути узгоджена зі швидкістю подання розплавленого матеріалу 24 в ливарну форму 36 з тигля 34, так що під час 6 UA 115885 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 операції безперервного лиття рівень розплавленого матеріалу 24 в ливарній формі 36 залишається, по суті, тим самим. Наприклад, швидкість вилучення литого матеріалу 26 може становити від приблизно 100 фунтів/год до приблизно 2000 фунтів/год (45,4-908 кг/год). Згідно з різними необмежуючими варіантами реалізації швидкість вилучення може становити, наприклад, від приблизно 1500 фунтів/год до приблизно 5000 фунтів/год (681-2270 кг/год). Швидкість вилучення може залежати від конструкції плавильної печі, розмірів литого матеріалу 26, такого як, наприклад, його поперечний розріз, та/або властивості литих і розплавлених матеріалів 24, 26, таких, наприклад, як щільність. [0035] Як видно насамперед на фіг. 4-6, плавильна камера 30 може бути прикріплена до допоміжної камери 50. Наприклад, плавильна камера 30 може бути з'єднана за допомогою засувок, болтів, скріплена або іншим способом прикріплена до допоміжної камери 50. Щонайменше згідно з одним варіантом реалізації ущільнювальне кільце або, наприклад, прокладка можуть бути розташовані між плавильною камерою 30 та допоміжною камерою 50 для створення газонепроникного вакуумного ущільнення між ними. Згідно з різними необмежуючими варіантами реалізації плавильна камера 30 та допоміжна камера 50 можуть бути роз'ємним способом скріплені разом, так що ливарна форма 36, розташована між ними, може бути видалена, замінена та/або заміщена іншою ливарною формою. Згідно з різними необмежуючими варіантами реалізації, як описано в цій заявці, ливарна форма 36 може формувати герметизований канал між плавильною камерою 30 та допоміжною камерою 50. Крім того, допоміжна камера 50 може бути розташована, наприклад, поряд з плавильною камерою 30 та/або під нею. Згідно з різними необмежуючими варіантами реалізації допоміжна камера 50 може формувати динамічне ущільнення або газову пробку між плавильною камерою 30, тиск в якій може бути відрегульований, наприклад, до необхідного тиску плавлення, і випускною камерою 80, тиск в якій може бути відрегульований, наприклад, до атмосферного тиску. Згідно з деякими варіантами реалізації допоміжна камера 50 може містити охолоджуючу систему (не проілюстрована). Стінки допоміжної камери 50 можуть містити канали, так, наприклад, що вода та/або інші охолоджуючі рідини можуть бути прокачані крізь зазначені канали для запобігання перегріву допоміжної камери 50 литим матеріалом 26 і продовження охолодження литого матеріалу 26 в допоміжній камері 50. [0036] Як видно на тих самих фіг. 4-6, допоміжна камера 50 може містити щонайменше один елемент 64 для керування тиском, який керує витратою газу між суміжними областями 62 з багатьох областей. Наприклад, елементи 64 для керування тиском можуть бути виконані з можливістю підтримки необхідного тиску в кожній області 62 допоміжної камери 50. Згідно з деякими варіантами реалізації допоміжна камера 50 може містити, наприклад, послідовність елементів 64 для керування тиском. Елемент 64 для керування тиском може бути перегородкою або перебіркою, як описано, наприклад, у патенті США № 3888300 (Guichard та ін.), який шляхом посилання повністю включений у цю заявку. Згідно з різними необмежуючими варіантам реалізації елементи 64 для керування тиском можуть проходити, наприклад, від внутрішнього периметру допоміжної камери 50 до центра допоміжної камери 50. Щонайменше згідно з одним варіантом реалізації елементи 64 для керування тиском можуть містити отвір 66, який може бути розташований, наприклад, у центрі елемента 64 для керування тиском або поруч з ним. Отвори 66 можуть бути виконані з можливістю пропускання литого матеріалу 26 крізь них, коли литий матеріал 26 протягують крізь допоміжну камеру 50. Якщо допоміжна камера 50 є, наприклад, циліндричною і литий матеріал 26 є циліндричним, елементи 64 для керування тиском, наприклад, можуть представляти собою круглі диски з круглим наскрізним отвором. Згідно з різними необмежуючими варіантами реалізації наскрізні отвори 66 в елементах 64 для керування тиском можуть мати розмір, придатний для обмеження витрати газу та обмеження зсуву тиску між суміжними областями 62 допоміжної камери 50, коли литий матеріал 26 розташований у суміжних областях 62. Крім того, роликові вузли (не проілюстровані) можуть бути розташовані в межах допоміжної камери 50 та/або між елементами 64 для керування тиском, щоб підтримувати литий матеріал 26, який проходить крізь допоміжну камеру, як описано в патенті США № 3888300 (Guichard та ін.), який шляхом посилання повністю включений у цю заявку. [0037] Як видно насамперед на фіг. 6, коли литий матеріал 26 переміщається вздовж області 62 допоміжної камери 50, елементи 64 для керування тиском можуть проходити, наприклад, від внутрішнього периметру допоміжної камери 50 у напрямку литого матеріалу 26. Згідно з різними необмежуючими варіантами реалізації елемент (або елементи) 64 для керування тиском, внутрішній периметр допоміжної камери 50 та литий матеріал 26 можуть обмежувати області 62 в допоміжній камері 50. Наприклад, третя область 62c диференціального тиску в допоміжній камері 50 може бути обмежена другим елементом 64b 7 UA 115885 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 для керування тиском, третім елементом 64c для керування тиском, внутрішнім периметром допоміжної камери 50 та литим матеріалом 26. Згідно з різними необмежуючими варіантами реалізації область 62 також може бути обмежена іншою поверхнею в одній з камер 30, 50, 80. Наприклад, перша область 62a диференціального тиску може бути обмежена поверхнею ливарної форми 36, першим елементом 64a керування тиском, внутрішньою поверхнею допоміжної камери 50 та литим матеріалом 26. Згідно з різними необмежуючими варіантами реалізації отвір 66 в кожному елементі 64 для керування тиском може забезпечувати достатній простір для литого матеріалу 26 для його проходження крізь елемент 64 для керування тиском без контакту з елементом 64 для керування тиском. Отвори 66 можуть бути, наприклад, трохи більшими, ніж поперечний розріз ливарної форми 36, так що відстань між елементом 64 для керування тиском та литим матеріалом 26, що проходить крізь нього, мінімізована. Щонайменше згідно з одним варіантом реалізації відстань між литим матеріалом 26 та елементом 64 для керування тиском може становити, наприклад, від приблизно 2 мм до приблизно 5 мм. Згідно з іншими варіантами реалізації відстань між литим матеріалом 26 та елементом 64 для керування тиском може бути, наприклад, меншою, ніж приблизно 2 мм. [0038] Згідно з різними необмежуючими варіантами реалізації елементи 64 для керування тиском можуть бути виконані з матеріалу, такого як метал, наприклад, нержавіючої сталі. Елементи 64 для керування тиском можуть містити внутрішній канал (не проілюстрований), по якому вода та/або інші охолоджуючі рідини можуть бути прокачані для охолодження печі 22, як описано, наприклад, в патенті США № 3888300 (Guichard та ін.), який шляхом посилання повністю включений у цю заявку. Щонайменше згідно з одним варіантом реалізації канали в елементах 64 для керування тиском можуть бути з'єднані з каналами в стінках камери, так що вода та/або інші охолоджуючі рідини можуть циркулювати в стінках камери та елементах 64 для керування тиском, що проходять з них. Згідно з різними необмежуючими варіантами реалізації, як видно насамперед на фіг. 4, елементи 64 для керування тиском можуть містити щітки 68. Щітки 68 можуть проходити від внутрішнього периметру елементів 64 для керування тиском у напрямку литого матеріалу 26 і можуть додатково зменшувати простір між елементами 64 для керування тиском і литим матеріалом 26. Щітки 68 можуть бути виконані з матеріалу, такого як метал, наприклад, нержавіюча сталь. Згідно з різними необмежуючими варіантами реалізації щітки 68 можуть бути достатньо гнучкими, так що зазначені щітки входять в контакт з литим матеріалом 26, причому щітки 68 не пошкоджують елементів 64 для керування тиском. Крім того, згідно з різними необмежуючими варіантами реалізації контакт між литим матеріалом 26 та щітками 68 не забруднює литого матеріалу 26. [0039] Як видно насамперед на фіг. 5 та 6, елементи 64 для керування тиском можуть проходити між суміжними областями 62 диференціального тиску в допоміжній камері 50. Наприклад, перший елемент 64a керування тиском може проходити між першою областю 62a диференціального тиску та другою областю 62b диференціального тиску, другий елемент 64b керування тиском може проходити між другою областю 64b диференціального тиску та третьою областю 62b диференціального тиску, третій елемент 64c керування тиском може проходити між третьою областю 62c диференціального тиску та четвертою областю 62d диференціального тиску тощо. Згідно з різними необмежуючими варіантами реалізації перша область 62a диференціального тиску може бути розташована поруч з плавильною камерою 20 та/або безпосередньо нижче від неї. Крім того, друга область 62b диференціального тиску може бути розташована, наприклад, поруч з першою областю 62a диференціального тиску та/або безпосередньо нижче від неї. Згідно з різними необмежуючими варіантами реалізації кінцева або завершальна область 62g диференціального тиску може бути розташована поруч з випускною камерою 80 та/або безпосередньо вище від неї. Крім того, щонайменше згідно з одним варіантом реалізації проміжна область 62d диференціального тиску може бути розташована, наприклад, між другою областю 62b диференціального тиску та кінцевою областю 62g диференціального тиску. Згідно з деякими необмежуючими варіантами реалізації щонайменше одна додаткова область 62c диференціального тиску може бути розташована, наприклад, між другою областю 62b диференціального тиску та проміжною областю 62d диференціального тиску, та/або щонайменше одна додаткова область 62е, 62f диференціального тиску може бути розташована, наприклад, між проміжною областю 62d диференціального тиску та кінцевою областю 62g диференціального тиску. [0040] Як видно на тих самих фіг. 5 та 6, допоміжна камера 50 може містити, наприклад, сім областей 62a, 62b, 62c, 62d, 62е, 62f, 62g диференціального тиску і, наприклад, сім елементів 64a, 64b, 64c, 64d, 64е, 64f, 64g керування тиском. Кількість областей 62 та відповідних елементів 64 для керування тиском у допоміжній камері 50 може залежати щонайменше від властивостей розплавленого та литого матеріалів 24, 26 та/або різниці тиску, наприклад, між 8 UA 115885 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 необхідним тиском плавлення та атмосферним тиском. [0041] Згідно з різними необмежуючими варіантами реалізації, описаними з посиланням насамперед на фіг. 5, насоси 60 диференціального тиску можуть регулювати тиск в кожній області 62 диференціального тиску допоміжної камери 50. Наприклад, насоси 60 можуть вилучати газ з областей 62. Щонайменше згідно з одним варіантом реалізації насоси 60 можуть функціонально вакуумувати області 62 до вакуума або істотного вакуума. Крім того, джерело 52, 54 газу і відповідний газовідвід 56, 58 можуть закачувати газ в область 62 для збільшення тиску в ній. Згідно з різними необмежуючими варіантами реалізації перша велика кількість газовідводів 56a, 56b, 56c, 56d може проходити від джерела 52 першого газу, та друга велика кількість газовідводів 58a, 58b, 58c може проходити від джерела 54 другого газу. Газовідводи 56, 58 можуть вводити, наприклад, від приблизно 1 стандартного куб. фута за хвилину (SCFM) 3 3 (28,3 ст.дм /хв) до приблизно 25 стандартних куб. футів за хвилину (707,5 ст.дм /хв) газу у відповідні області 62. Джерело 52 першого газу може містити, наприклад, перший газ або першу комбінацію газів, і джерело 54 другого газу може містити, наприклад, другий газ або другу комбінацію газів. Як описано в цій заявці, згідно з різними необмежуючими варіантами реалізації щонайменше одне джерело 52, 54 газу може містити, наприклад, інертний газ або комбінацію інертних газів. Згідно з різними необмежуючими варіантами реалізації джерело 52, 54 газу може розподіляти газ між великою кількістю газовідводів 56, 58. Крім того, насоси 60 диференціального тиску, джерела 52, 54 газу та газовідводи 56, 58 можуть керувати тиском в областях 62 диференціального тиску допоміжної камери 50 таким чином, що допоміжна камера 50 формує динамічну газову пробку між плавильною камерою 30 та випускною камерою 80. [0042] Згідно з різними необмежуючими варіантами реалізації насоси 60 диференціального тиску спочатку можуть вакуумувати області 62 до вакуума або істотного вакуума і, отже, газовідводи 56, 58 можуть вводити газ в області 62 для досягнення тиску, який дорівнює або по суті дорівнює необхідному тискові плавлення. Наприклад, області 62 можуть бути вакуумовані, наприклад, по суті, до вакуума від приблизно 100 мТорр до приблизно 10 мТорр (13,3-1,33 Па). Надалі газовідводи 56, 58 можуть вводити газ для досягнення необхідного тиску плавлення, наприклад, від приблизно 400 Торр до приблизно 1000 Торр (53,3-133,3 МПа). Згідно з різними необмежуючими варіантами реалізації насосна система може регулювати тиск до необхідного тиску плавлення, наприклад, ± 25 Торр (± 3,33 МПа) по всій допоміжній камері 50. Присутність газу в допоміжній камері 50 може поліпшити відбір тепла від литого матеріалу 26, внаслідок чого може бути збільшена швидкість твердіння литого матеріалу 26. Іншими словами, литий матеріал 26 може охолоджуватися і, таким чином, твердіти набагато швидше, якщо, наприклад, допоміжна камера 50 заповнена інертним газом, ніж якщо в допоміжній камері 50 підтримується вакуум або істотний вакуум. [0043] Як видно на фіг. 5 та 6, коли литий матеріал 26, розташований в області 62 допоміжної камери 50, зазначений литий матеріал 26, перегородки 64 та внутрішній периметр допоміжної камери 50 можуть утворити межі області 62, в якій, наприклад, може бути досягнутий та/або може підтримуватися необхідний тиск. Після утворення меж області 62 насоси 60 диференціального тиску, джерела 52, 54 газу та/або газовідводи 56, 58 можуть регулювати тиск в області 62 допоміжної камери 50. Згідно з різними необмежуючими варіантами реалізації насоси 60 можуть регулювати тиск в різних областях 62 допоміжної камери 50 до різних тисків. Наприклад, згідно з деякими необмежуючими варіантами реалізації тиск у першій області 62a диференціального тиску допоміжної камери 50 може бути збільшений щонайменше до величини, яка трохи вища від необхідного тиску плавлення. Наприклад, тиск у першій області 62a диференціального тиску може бути відрегульований у межах від приблизно 880 Торр до приблизно 930 Торр (117,3-124 МПа), якщо необхідний тиск плавлення становить від приблизно 825 Торр до приблизно 875 Торр (110-116,6 МПа). Іншими словами, різниця тисків між плавильною камерою 30 та першою областю 62a диференціального тиску може становити, наприклад, від приблизно 10 Торр до приблизно 50 Торр (1,33-6,66 МПа). Крім того, згідно з деякими необмежуючими варіантами реалізації тиск у другій області 62b диференціального тиску може бути відрегульований тиск, який трохи менший від тиску в першій області 62a диференціального тиску. Наприклад, тиск у другій області 62b диференціального тиску може бути відрегульований у межах від приблизно 825 Торр до приблизно 850 Торр (110113,3 МПа). Згідно з різними необмежуючими варіантами реалізації винаходу різниця тисків між першою областю 62a диференціального тиску та другою областю 62b диференціального тиску може становити від приблизно 10 Торр до приблизно 50 Торр (1,33-6,66 МПа). Відповідно, згідно з деякими необмежуючими варіантами реалізації перша область 62a диференціального тиску може бути областю високого тиску, яка відокремлює плавильну камеру 50 від наступних областей 62b, 62c тощо, в допоміжній камері 50, в результаті чого попереджене проникнення в 9 UA 115885 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 плавильну камеру 30 неінертного газу із зовнішньої атмосфери. [0044] Як видно на тих самих фіг. 5 та 6, тиск у наступних областях 62c допоміжної камери 50 між другою областю 62b диференціального тиску і проміжною областю 62d диференціального тиску, наприклад, може бути зменшений з певним кроком. Згідно з різними необмежуючими варіантами реалізації винаходу тиск може бути зменшений з певним кроком, наприклад, від приблизно 10 Торр до приблизно 100 Торр (1,33-13,3 МПа) між суміжними областями 62. Кількість та розмір областей 62 та елементів 64 для керування тиском між другою областю 62b диференціального тиску та проміжною областю 62d диференціального тиску можуть бути змінені. Щонайменше згідно з одним варіантом реалізації винаходу кількість додаткових областей 62 може залежати від властивостей розплавленого матеріалу 24 і литого матеріалу 26, а також тиску в плавильній камері 30 та випускній камері 80. Згідно з різними необмежуючими варіантами реалізації винаходу кількість додаткових областей 62 може залежати від швидкості відбору тепла від литого матеріалу 26. Наприклад, щонайменше одна область 62 може бути розташована між другою областю 62b диференціального тиску та проміжною областю 62d диференціального тиску. Згідно з деякими необмежуючими варіантами реалізації винаходу від двох до п'яти областей 62 можуть бути розташовані між другою областю 62b диференціального тиску та проміжною областю 62d диференціального тиску. Згідно з різними необмежуючими варіантами реалізації між другою областю 62b диференціального тиску та проміжною областю 62d диференціального тиску можуть бути розташовані, наприклад, більш ніж п'ять областей 62. Між плавильною камерою 30 та проміжною областю 62d диференціального тиску допоміжної камери 50 може бути розташована достатня кількість областей 62, так що литий матеріал 26 може бути достатньо охолоджений після досягнення проміжної області 62d диференціального тиску. Литий матеріал 26 може бути охолоджений до такої температури, при якій контакт із зовнішньою атмосферою у випускній камері не викликає забруднення. Наприклад, литий сплав титану може бути охолоджений до температури приблизно
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюContinuous casting of materials using pressure differential
Автори англійськоюArnold, Matthew J.
Автори російськоюАрнолд Мэттью Дж.
МПК / Мітки
МПК: B22D 11/117, B22D 11/113, B22D 11/126, B22D 11/14
Мітки: матеріалів, застосуванням, лиття, безперервне, перепаду, тиску
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/28-115885-bezperervne-littya-materialiv-iz-zastosuvannyam-perepadu-tisku.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Безперервне лиття матеріалів із застосуванням перепаду тиску</a>
Попередній патент: Пристрій і спосіб регулювання електродугової печі у початковій фазі процесу плавлення
Наступний патент: Ферментативне рафінування гідратацією
Випадковий патент: Спосіб стабілізації рослинної олії