專利名稱：帶有感應加熱裝置的熔融金屬澆注包的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及當導電的熔融金屬(例如鑄鐵)從冶煉爐或類似的爐子流入熔融金屬澆注包、然后澆注到鑄模或類似模型時所用的熔融金屬澆注包，尤其是帶有感應加熱裝置的熔融金屬澆注包。
熔融金屬澆注包指的是一貯存、運輸和澆注高溫熔融金屬的容器。熔融金屬澆注包的外殼由結構鋼板制成，以支撐熔融金屬的重量，其內襯覆著耐火材料，以隔離熔融金屬的熱量。熔融金屬出口位于熔融金屬澆注包的上部，以便于將熔融金屬澆注到鑄模中。
在冶煉爐中熔化的金屬流入熔融金屬澆注包中，然后通過運輸裝置(例如吊車、升降機或類似的裝置)送到澆鑄跨。在此處，熔融金屬從熔融金屬澆注包中流出澆注到多個鑄模中。一般，一個熔融金屬澆注包中所貯存的熔融金屬可同時澆滿約10～40個鑄模。從熔融金屬由冶煉爐流入熔融金屬澆注包直到熔融金屬完全澆注到鑄模中需花費10～30分鐘。在此期間熔融金屬溫度下降，以至于有時熔融金屬的溫度低于澆注所需的最低溫度，從而導致鑄件不合格。為防止生產的鑄件不合格，當熔融金屬的溫度低于澆注所需的最低溫度時，即使熔融金屬澆注包中還剩有熔融金屬，也應中止?jié)沧⒐ぷ?。熔融金屬澆注包中所剩的熔融金屬必須返回到冶煉爐，以提高其溫度，然后倒入熔融金屬澆注包再澆注到鑄模中。這是無用的工作。
為取消將溫度低的熔融金屬重新返回到冶煉爐的這種無用工作，有一種情況是預先確定熔融金屬的溫降，以便使熔融金屬過熱。然而，在這種情況下，為使熔融金屬過熱需要耗費能量。
為解決這種無用的工作和需要耗費能量的問題，有一種傳統(tǒng)的帶有感應加熱裝置的熔融金屬澆注包可補償熔融金屬的溫降。圖7是傳統(tǒng)例1的正視圖，圖8是傳統(tǒng)例2的正視圖。圖7表示原始的熔融金屬澆注包71，圖8表示桶式熔融金屬澆注包81。在圖7中，熔融金屬澆注包71有一吊耳74和一外殼72，外殼內表面覆著耐火材料73。熔融金屬1貯存在熔融金屬澆注包71中，當熔融金屬澆注包71傾斜時，熔融金屬從熔融金屬出口75流出。在熔融金屬澆注包71的底部裝有一槽形感應加熱裝置76，從而補償熔融金屬1的溫降。在圖8中，熔融金屬澆注包81有一吊耳84和一外殼82，外殼的內表面覆著耐火材料83。熔融金屬1貯存在熔融金屬澆注包81中，當熔融金屬澆注包81傾斜時，熔融金屬從熔融金屬出口85流出。在熔融金屬澆注包81的底部裝有一坩堝形的感應加熱裝置86，從而補償熔融金屬1的溫降。
在以上所述的兩個傳統(tǒng)例子中，的確可補償熔融金屬的溫降，但是，需要為每個熔融金屬澆注包提供一個感應加熱裝置，而且將感應加熱裝置和熔融金屬澆注包組合在一起是一件麻煩的事情。此外，感應加熱裝置的耐火材料始終處在高溫狀態(tài)下，因此，實際上每天需要維修一次耐火材料，而且每次進行維修時都需要使電線和冷卻管與感應加熱裝置分開和聯(lián)接。
本發(fā)明的目的是提供一種帶有感應加熱裝置的熔融金屬澆注包，它不需要為每個熔融金屬澆注包提供一個感應加熱裝置，不需要將感應加熱裝置和熔融金屬澆注包組合在一起，而且耐火材料壽命延長。
在本發(fā)明帶有感應加熱裝置的熔融金屬澆注包中，與熔融金屬澆注包獨立分開的感應加熱裝置的平面感應線圈布置成與熔融金屬澆注包中的熔融金屬間有一相對貫通的間隙，而且熔融金屬澆注包和感應加熱裝置定型安裝，因此，當熔融金屬澆注包傾斜時，熔融金屬澆注包的內襯與感應加熱裝置的外圓周彼此之間互不干擾。
此外，本發(fā)明熔融金屬澆注包的外殼由非磁性材料制成。
進一步根據(jù)本發(fā)明，一磁軛安裝在感應加熱裝置的感應線圈的背面。
再進一步根據(jù)本發(fā)明，感應加熱裝置通過工頻驅動。
再進一步根據(jù)本發(fā)明，感應加熱裝置有一升降機沿豎直方向移動。
再進一步根據(jù)本發(fā)明，熔融金屬澆注包的傾動中心靠近熔融金屬澆注包的熔融金屬出口。
由于本發(fā)明的感應加熱裝置與熔融金屬澆注包獨立分開，因此，不需要為每個熔融金屬澆注包提供一個感應加熱裝置，而且不需要進行將感應加熱裝置與熔融金屬澆注包組合在一起的工作。此外，由于感應加熱裝置的平面感應線圈布置成與熔融金屬澆注包中的熔融金屬間有一相對貫通的間隙，熔融金屬得到加熱，因此可補償溫降，同時，感應加熱裝置的耐火材料壽命延長。由于熔融金屬澆注包的內襯與感應加熱裝置的外圓周互相不干擾，因此，當熔融金屬澆注包傾斜時，可繼續(xù)傾斜下去而不用擔心感應加熱裝置碰到熔融金屬澆注包，即使熔融金屬澆注包傾斜到將熔融金屬進一步注入鑄模時也是如此。
此外，由于本發(fā)明熔融金屬澆注包的外殼由非磁性材料制成，因此，不妨礙熔融金屬磁通量的互連，而且外殼不被加熱。
進一步根據(jù)本發(fā)明，磁軛增加了磁通密度，從而促使熔融金屬磁通量的互連。
再進一步根據(jù)本發(fā)明，由工頻驅動的感應加熱裝置具有很高的電能效率。
再進一步根據(jù)本發(fā)明，當熔融金屬到感應加熱裝置的高度小于從熔融金屬到熔融金屬澆注包上緣的高度時，通過升降機將感應加熱裝置升高后，熔融金屬澆注包水平移動到感應加熱裝置下方的某一位置。
再進一步根據(jù)本發(fā)明，由于傾動中心布置成靠近熔融金屬出口，因此，在接近傾動中心，取決于熔融金屬出口的熔融金屬表面位置始終保持不變，即使繼續(xù)澆注減少了熔融金屬也是如此。因而，盡管傾動中心的高度和感應加熱裝置的高度相對于地面保持不變，但是當熔融金屬和感應加熱裝置之間的間隙始終保持不變時，感應加熱適于連續(xù)進行。此外，由于熔融金屬澆注包傾斜對準熔融金屬出口區(qū)，因此，從熔融金屬出口流出的熔融金屬流線相對平穩(wěn)，很少改變。所以，即使繼續(xù)澆注減少了熔融金屬，但鑄模等的位置相對于地面保持不變，而不用調節(jié)。
本發(fā)明的以上和其它目的及特征通過參照附圖進行的以下描述將看得更清楚。


圖1表示按照第一實施例帶有感應加熱裝置的熔融金屬澆注包的正視圖;
圖2表示按照第二實施例帶有感應加熱裝置的熔融金屬澆注包的正視圖;
圖3表示在圖1或圖2中感應加熱裝置的縱向剖面圖;
圖4是沿圖3中的A-A線剖開的部分平面圖;
圖5是圖2中磁通量的分布圖;
圖6是按照第三實施例感應線圈的平面圖;
圖7是一帶有感應加熱裝置的傳統(tǒng)熔融金屬澆注包的正視圖;
圖8是一帶有感應加熱裝置的傳統(tǒng)熔融金屬澆注包的正視圖。
圖1是表示按照第一實施例帶有感應加熱裝置的熔融金屬澆注包的正視圖。在傳統(tǒng)例子和附圖中，注明相同數(shù)字的部分幾乎具有相同的功能，因此不一定總是重復描述。
在圖1中，帶有吊耳的耳軸11的普通熔融金屬澆注包12的外殼13的內表面覆著耐火材料14。熔融金屬澆注包12貯存熔融金屬1，當熔融金屬澆注包傾斜時，熔融金屬1從熔融金屬出口15流出。為補償熔融金屬1的溫降，與熔融金屬澆注包12獨立分開的感應加熱裝置31的平面感應線圈32布置成與貯存在熔融金屬澆注包12中的熔融金屬1間有一相對貫通的間隙。熔融金屬澆注包12和感應加熱裝置31定型安裝，因此，當熔融金屬澆注包12傾斜時，熔融金屬澆注包12的內襯和感應加熱裝置31的外圓周互相不干擾。
熔融金屬澆注包12的外殼13由非磁性材料制成，而磁軛33安裝在感應加熱裝置31的感應線圈32的背面。感應加熱裝置31由工頻(50或60Hz)驅動。感應加熱裝置31最好有一升降機34，沿豎直方向移動。熔融金屬澆注包12當未示出的吊耳掛住耳軸11時，通過吊車或類似的裝置移動。然后將熔融金屬澆注包12放到固定的輥道16a上，并通過可傾動的輥道16b傾斜。傾動中心位于靠近熔融金屬出口15的銷17上，而且可移動的熔融金屬澆注包12的銷17安裝在固定吊鉤18內。
圖2表示按照第二實施例帶有感應加熱裝置的熔融金屬澆注包的正視圖。
圖2中所示的熔融金屬澆注包除熔融金屬澆注包是桶式熔融金屬澆注包22外，其它與圖1所示的結構相同。熔融金屬澆注包22包括耳軸11，非磁性外殼23，耐火材料14，熔融金屬出口15，輥道16a和16b，接近熔融金屬出口15的銷17和吊鉤18。感應加熱裝置31的平面感應線圈32布置成與熔融金屬1間有一相對貫通的間隙。熔融金屬澆注包22和感應加熱裝置31定型安裝，因此，當熔融金屬澆注包22傾斜時，熔融金屬澆注包22的內襯和感應加熱裝置31的外圓周互相不干擾。圖2實施例與圖1實施例類似之處是，感應加熱裝置有一磁軛33和一升降機34，并且也由工頻驅動。
根據(jù)以上所述的兩個實施例，由于感應加熱裝置31與熔融金屬澆注包12或22獨立分開，因此，不需要為每個熔融金屬澆注包提供一個感應加熱裝置31，而且也不需要進行將感應加熱裝置31和熔融金屬澆注包12或22組合在一起的工作。此外，由于平面感應加熱裝置31布置成與熔融金屬澆注包12或22中的熔融金屬1間有一相對貫通的間隙，熔融金屬1得到加熱，因此，可補償溫降，同時，感應加熱裝置31的耐火材料14壽命延長。由于熔融金屬澆注包12或22的內襯與感應加熱裝置31的外圓周互不干擾，因此，當熔融金屬澆注包12或22傾斜時可繼續(xù)傾斜下去，而不用擔心感應加熱裝置31碰到熔融金屬澆注包，即使熔融金屬澆注包12或22傾斜連續(xù)將熔融金屬1注入鑄模19時也是如此。
由于熔融金屬澆注包12或22的外殼13或23由非磁性材料制成，因此，不妨礙熔融金屬1的磁通量，而且外殼13或23不被加熱。磁軛33增加了磁通密度，從而促使熔融金屬1的磁通量互連。由工頻驅動的感應加熱裝置31具有很高的電能效率。當熔融金屬1到感應加熱裝置31的高度小于從熔融金屬1到熔融金屬澆注包12或22的上緣的高度時，通過升降機34將感應加熱裝置31升高后，熔融金屬澆注包12或22水平移動到感應加熱裝置31下方的某一位置。由于傾動中心布置成靠近熔融金屬出口15，因此，在接近傾動中心，取決于熔融金屬出口15的熔融金屬1的表面位置保持不變，即使繼續(xù)澆注減少了熔融金屬1也是如此。相應地，盡管傾動中心的高度和感應加熱裝置31的高度相對于地面保持不變，但是當熔融金屬1和感應加熱裝置31之間的間隙始終保持不變時，感應加熱適于連續(xù)進行。此外，由于熔融金屬澆注包12或22傾斜對準熔融金屬出口15區(qū)，因此，從熔融金屬出口15流出的熔融金屬流線相對平穩(wěn)，很少改變。所以，即使連續(xù)澆注減少了熔融金屬，但鑄模19等的位置相對于地面保持不變，而不用調節(jié)。
感應加熱裝置31的結構將參照圖3和圖4進行詳細描述。圖3表示在圖1或圖2中感應加熱裝置的縱向剖面圖，圖4是沿圖3中的A-A線剖開的部分平面圖。
在感應加熱裝置31中，感應線圈32有二個螺旋形的平面段，而徑向磁軛33安裝在背面(上表面)，并按水平方向布置。絕緣體35和絕熱體36成功地放在感應線圈32和磁軛33的表面上。熔鑄耐火材料37限定了磁軛33和絕熱體36的表面和外圓周，外框架38包著除該表面中心部分以外的熔鑄耐火材料37的前面、外圓周表面和背面。絕緣體35由從外框架38的背面向下延伸的吊鉤39吊掛，而熔鑄耐火材料37由鎖定金屬件40懸掛。升降機34的拉桿41固定在外框架38的背面。水冷感應線圈32的接頭42從外框架38的背面引出。由于冷卻管43與外框架38接觸，因此，外部供給的冷卻水可冷卻感應加熱裝置31。
圖5表示圖2中磁通量的分布圖。在圖5中，省略了中心部位的磁通量，因為此處的磁通密度很高。熔融金屬1的磁通量的互連看得很清楚。試驗證明，電能效率在工頻50或60Hz時比在中頻150Hz～10KHz時更高。
圖6表示按照第三實施例感應線圈的平面圖。
圖6所示的感應線圈60做成平面方形，平面螺旋形的感應線圈32可用平面方形的感應線圈60代替。
按照本發(fā)明的帶有感應加熱裝置的熔融金屬澆注包，感應加熱裝置與熔融金屬澆注包是獨立分開的，因此，不需要為每個熔融金屬澆注包提供一個感應加熱裝置，而且不需要進行將感應加熱裝置和熔融金屬澆注包組合在一起的工作。此外，由于平面感應加熱裝置布置成與熔融金屬澆注包中的熔融金屬間有一相對貫通的間隙，結果熔融金屬得到加熱，因此可補償溫降，同時感應加熱裝置的耐火材料壽命延長。
此外，由于本發(fā)明的熔融金屬澆注包的外殼由非磁性材料制成，因此不妨礙熔融金屬磁通量的互連，而且外殼不被加熱。
進一步根據(jù)本發(fā)明，磁軛增加了磁通密度，從而促使熔融金屬磁通量的互連。再進一步根據(jù)本發(fā)明，由工頻驅動的感應加熱裝置具有很高的電能效率。
再進一步根據(jù)本發(fā)明，當熔融金屬到感應加熱裝置的高度小于熔融金屬到熔融金屬澆注包上緣的高度時，通過升降機將感應加熱裝置升高后，熔融金屬澆注包水平移動到感應加熱裝置下方的某一位置。
再進一步根據(jù)本發(fā)明，由于傾動中心布置成靠近熔融金屬出口，因此，在接近傾動中心，取決于熔融金屬出口的熔融金屬表面位置始終不變。盡管傾動中心的高度和感應加熱裝置的高度相對于地面保持不變，但當熔融金屬和感應加熱裝置之間的間隙始終保持不變和適合時，感應加熱可連續(xù)進行。此外，由于熔融金屬澆注包傾斜對準熔融金屬出口區(qū)，因此，從熔融金屬出口流出的熔融金屬流線相對平穩(wěn)，很少改變。所以，即使連續(xù)澆注減少了熔融金屬，但鑄模等的位置相對于地面保持不變，而不用調節(jié)。
為具體說明，對本發(fā)明的最佳實施例已進行了以上描述。本發(fā)明揭示的內容將不排除或限制更為精確的擴展形式，并且根據(jù)以上精神可進行改進和變化，所作的改進和變動也可從發(fā)明的實際應用中獲得。選擇和描述實施例只是為了說明發(fā)明的原理和其實際應用，以使技術人員利用發(fā)明的各實施例，并進行各種改進，因為考慮要適應特殊的用途。企圖通過后面所附的權利要求和其等效含義詳細說明發(fā)明范圍。
權利要求
1.帶有感應加熱裝置的熔融金屬澆注包，其特征在于與上述熔融金屬澆注包獨立分開的感應加熱裝置的平面感應線圈布置成與貯存在熔融金屬澆注包中的熔融金屬間有一相對貫通的間隙，熔融金屬澆注包和感應加熱裝置定型安裝，以致當熔融金屬澆注包傾斜時，熔融金屬澆注包的內襯與感應加熱裝置的外圓周互相不干擾。
2.根據(jù)權利要求1所述的帶有感應加熱裝置的熔融金屬澆注包，其特征在于熔融金屬澆注包的外殼由非磁性材料制成。
3.根據(jù)權利要求1所述的帶有感應加熱裝置的熔融金屬澆注包，其特征在于磁軛安裝在感應加熱裝置的感應線圈的背面。
4.根據(jù)權利要求1所述的帶有感應加熱裝置的熔融金屬澆注包，其特征在于感應加熱裝置由工頻驅動。
5.根據(jù)權利要求1所述的帶有感應加熱裝置的熔融金屬澆注包，其特征在于感應加熱裝置有一升降機沿豎直方向移動。
6.根據(jù)權利要求1所述的帶有感應加熱裝置的熔融金屬澆注包，其特征在于熔融金屬澆注包的傾動中心靠近熔融金屬澆注包的熔融金屬出口。
全文摘要
熔融金屬澆注包貯存熔融金屬，當其傾斜時，通過熔融金屬出口流出熔融金屬。外殼由非磁性材料制成。為補償熔融金屬的溫降，與澆注包獨立分開的感應加熱裝置的平面感應線圈布置成與熔融金屬間有一相對貫通的間隙。澆注包和感應加熱裝置定型安裝，以致當其傾斜時，其內襯和感應加熱裝置的外圓周互不干擾。磁軛安裝在感應線圈背面，由工頻驅動。最好提供一升降機。澆注包通過可傾動的輥道傾斜。傾動中心位于靠近熔融金屬出口的銷上。
文檔編號B22D41/015GK1109807SQ9411290
公開日1995年10月11日 申請日期1994年12月9日 優(yōu)先權日1993年12月10日
發(fā)明者池田泰幸 申請人:富士電機株式會社