專(zhuān)利名稱(chēng)：感應(yīng)加熱耐火成型件的方法和用于此方法的相應(yīng)成型件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種借助于感應(yīng)器感應(yīng)加熱耐火成型件的方法以及一種相應(yīng)的成型件。
由US-PS 3435 992已知一種用于連續(xù)澆鑄液態(tài)金屬，尤其是鋼的澆注套筒(Ausgusshuelse)，它在與液態(tài)金屬接觸前感應(yīng)加熱。在US-PS 3435992中所介紹的澆注套筒，在由一種基本上不導(dǎo)電的耐火材料制成的澆注套筒中有一個(gè)導(dǎo)電的嵌入件。通過(guò)圍繞澆注套筒并基本上與之同軸設(shè)置的感應(yīng)線(xiàn)圈，采用在3至50千赫范圍內(nèi)適當(dāng)頻率的電流，可以加熱此最好用石墨件構(gòu)成的導(dǎo)電嵌入件。然而在這種情況下只有導(dǎo)電的嵌入件才吸收感應(yīng)能并被加熱，其中，產(chǎn)生的熱量通過(guò)熱傳導(dǎo)傳給用不導(dǎo)電耐火材料制的澆注套筒本身。
由US-PS 4940870已知，局部被感應(yīng)器圍繞的一個(gè)導(dǎo)電材料制成的套筒，設(shè)有一條整個(gè)或局部貫通的縫。通過(guò)這條縫必然大大抑制了對(duì)此套筒的加熱。
FR 2609914A1表示了一種澆注套筒，它的外部可感應(yīng)加熱。在此外部裝有多根構(gòu)成澆注孔的管。在這里通過(guò)感應(yīng)能產(chǎn)生的熱量，也是通過(guò)熱傳導(dǎo)傳遞給構(gòu)成實(shí)際上的澆注孔的管。
本文所指出的先有技術(shù)的缺點(diǎn)是，感應(yīng)熱不是直接地，而是首先通過(guò)熱傳導(dǎo)傳遞給整個(gè)耐火成型件。尤其在此成型件沒(méi)有被感應(yīng)器完全包圍，而是從感應(yīng)器或多或少“伸出”時(shí)更是這種情況。
這往往無(wú)法避免，因?yàn)槌鲎杂谖恢煤徒Y(jié)構(gòu)的原因不可能有別的解決辦法。在這樣的情況下，此耐火成型件被極不均勻地加熱，從而會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力裂紋。
因此本發(fā)明的目的是，提出一種改進(jìn)和可變的感應(yīng)加熱方法以及用于此方法的相應(yīng)成型件。
按本發(fā)明此目的通過(guò)權(quán)利要求1所述方法和權(quán)利要求2所述成型件來(lái)達(dá)到。
按本發(fā)明的方法允許快速和均勻地感應(yīng)加熱按本發(fā)明相應(yīng)設(shè)計(jì)的成型件，包括它在副電磁場(chǎng)的范圍內(nèi)的部分。因此感應(yīng)器可安置在成型件非關(guān)鍵和結(jié)構(gòu)上有利的部位，而且盡管如此仍可均勻地感應(yīng)加熱整個(gè)成型件。
在本發(fā)明有利的設(shè)計(jì)中，成型件是一個(gè)用于將熔融金屬導(dǎo)入熔池，尤其導(dǎo)入生產(chǎn)薄板坯或帶材的結(jié)晶器中的陶瓷浸入式澆注管。此浸入式澆注管插入結(jié)晶器中，并在結(jié)晶器經(jīng)澆注熔融金屬后裝填時(shí)，它的下部浸入用保護(hù)渣覆蓋的金屬熔池中。由于借助于一個(gè)設(shè)在結(jié)晶器上面的感應(yīng)器，同樣有可能加熱被結(jié)晶器圍繞的區(qū)域內(nèi)的浸入式澆注管，所以避免了在浸入式澆注管與結(jié)晶器壁之間，尤其在薄板坯和浸入式澆注管旁形成的搭橋現(xiàn)象的危險(xiǎn)。除此之外，可以有目的地熔化保護(hù)渣，從而改善了這種方法的可重復(fù)性，亦即提高了所生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量。同時(shí)還減小發(fā)生堵塞的危險(xiǎn)。
在本發(fā)明另一項(xiàng)有利的設(shè)計(jì)中，成型件是一個(gè)用于將熔融金屬加在傳送帶上的陶瓷給料通道。
按本發(fā)明尤其用于熔融金屬導(dǎo)入或給料的成型件主要有下列特征由一個(gè)導(dǎo)電層構(gòu)成的成型件沿縱向設(shè)有一條貫通的、不間斷的、電絕緣縱縫。此電絕緣縱縫中最好填滿(mǎn)一種電絕緣的耐火陶瓷材料。被成型件包圍的內(nèi)部(通過(guò)它導(dǎo)入或給出熔融金屬)，設(shè)有一個(gè)面朝熔融金屬的電絕緣耐火陶瓷內(nèi)層。成型件的其余部分，這些部分在使用中或浸入熔池，或在給出熔融金屬的情況下在一條冷卻的傳送帶上與熔融金屬接觸，它們都設(shè)有電絕緣的耐火陶瓷層。為了產(chǎn)生一個(gè)副電磁場(chǎng)，按本發(fā)明的成型件在中部設(shè)有另一個(gè)電絕緣縱縫。這一縱縫至少連接兩條在此中間區(qū)內(nèi)幾乎繞成型件整個(gè)周長(zhǎng)延伸、使電磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)的電絕緣橫縫。采用這一結(jié)構(gòu)，使渦流轉(zhuǎn)向，并除主電磁場(chǎng)之外還形成了另一個(gè)副電磁場(chǎng)，它保證均勻地加熱成型件。
在本發(fā)明另一項(xiàng)有利的設(shè)計(jì)中，成型件通過(guò)一塊電絕緣隔板沿縱向分開(kāi)。此隔板可固定在貫通的電絕緣縱縫中，或固定在中間區(qū)的一條或幾條電絕緣縱縫中。此隔板例如還可以設(shè)計(jì)作為在浸入式澆注管中的分流器，或除此之外用于提高浸入式澆注管或給料通道的機(jī)械穩(wěn)定性。
在本發(fā)明另一項(xiàng)有利的設(shè)計(jì)中，成型件是一塊側(cè)面擋板，尤其在用于連續(xù)澆鑄熔融金屬的設(shè)備時(shí)，在所謂雙輥鑄造機(jī)的鑄輥之間需要這種擋板?？梢栽谶@種情況下使用按本發(fā)明的成型件，即，感應(yīng)器不必在工作地點(diǎn)直接裝配，而且盡管如此仍避免了熔融金屬在朝鑄輥方向的楔形空間內(nèi)提前凝固。這樣一種成型件是一種具有沿縱向的側(cè)面檔板、在幾何形狀上為敞開(kāi)式的結(jié)構(gòu)。
按本發(fā)明的這種類(lèi)型的成型件有下列特征成型件由導(dǎo)電層組成，或有這樣一個(gè)導(dǎo)電層。在它面朝熔融金屬的側(cè)面設(shè)有電絕緣層，并在中間區(qū)至少有另一條電絕緣縱縫，它相隔距離地至少連接兩條在此中間區(qū)內(nèi)幾乎沿成型件的整個(gè)寬度延伸、斷開(kāi)電磁場(chǎng)的橫縫。成型件這樣的設(shè)計(jì)還可以在副電磁場(chǎng)區(qū)內(nèi)加熱。
在本發(fā)明的另一項(xiàng)設(shè)計(jì)中，在中間區(qū)內(nèi)的縫是相交的縱縫，因此起一個(gè)或幾個(gè)副電磁場(chǎng)中的渦流有目的地偏轉(zhuǎn)的作用。
在本發(fā)明的特殊設(shè)計(jì)中，導(dǎo)電材料具有的單位電阻為＜100歐·毫米2/米，最好＜200歐·1毫米2/米。試驗(yàn)證明，這樣的材料有良好的耦合特性。采用一種碳化合的含石墨氧化鋁材料可獲得特別好的效果。對(duì)于電絕緣縫和電絕緣內(nèi)層和/或外層，可考慮采用不導(dǎo)電的耐火材料，例如鋯氧化物。
本發(fā)明其它有利的設(shè)計(jì)由從屬權(quán)利要求得出，并由借助于附圖在下面詳細(xì)說(shuō)明的實(shí)施例中看出。
在附圖中表示

圖1具有矩形橫截面的耐火成型件以及一個(gè)感應(yīng)器；圖2示意表示浸入式澆注管，它將熔融金屬?gòu)姆峙洳蹖?dǎo)入結(jié)晶器；圖3示意表示給料通道，通過(guò)它將熔融金屬?gòu)姆峙洳奂釉趥魉脱b置上；圖4在一臺(tái)雙輥鑄造機(jī)處的側(cè)面擋板；圖5圖4的X向視圖；圖6圖1中導(dǎo)電層展開(kāi)圖。
圖1表示一個(gè)成型件(1)，例如是一個(gè)用于將熔融金屬導(dǎo)入結(jié)晶器中的耐火陶瓷浸入式澆注管，或是一個(gè)用將熔融金屬加在傳送帶上的耐火陶瓷給料通道。在區(qū)域(3)中，成型件(1)被一個(gè)感應(yīng)器(2)圍繞，此感應(yīng)器(2)產(chǎn)生一個(gè)主電磁場(chǎng)(A)。為了在區(qū)域(4和5)中產(chǎn)生一個(gè)副電磁場(chǎng)(B)，此基本上用一個(gè)導(dǎo)電層(6)構(gòu)成的成型件(1)，沿縱向設(shè)有一個(gè)貫通的電絕緣縱縫(7)，以及在中間區(qū)(4)設(shè)另一些縫(10、11)。
在中間區(qū)(4)幾乎繞成型件(1)整個(gè)周長(zhǎng)延伸的電絕緣橫縫(11)，通過(guò)一條同樣也是電絕緣的縱縫(10)互相連接起來(lái)。通過(guò)成型件(1)的這種設(shè)計(jì)，由感應(yīng)器(2)在區(qū)域(4、5)中產(chǎn)生了一個(gè)副電磁場(chǎng)(B)，從而造成感應(yīng)加熱成型件(1)，還包括加熱在區(qū)域(4、5)中的成型體部分。為避免在這種情況下不希望的與熔融金屬的耦合，在基本上由導(dǎo)電層(6)組成的成型件(1)受熔融金屬作用的面上設(shè)電絕緣層(8、9)。此電絕緣層還包括成型件(1)的端面，一般說(shuō)來(lái)它們也會(huì)受熔融金屬的作用。電絕緣內(nèi)層(8)沿成型件(1)的全部?jī)?nèi)表面延伸。電絕緣外層(9)至少沿示意表示的熔池表面向外延伸?？p(7、10、11)一般用一種電絕緣的陶瓷材料填塞。
圖2表示的成型件(1)用作浸入式澆注管(16)。熔融金屬?gòu)姆峙洳?18)借助于一個(gè)設(shè)計(jì)為浸入式澆注管(16)的成型件(1)導(dǎo)入結(jié)晶器(12)中。成型件(1)通過(guò)一個(gè)圖中示意表示的感應(yīng)器(2)感應(yīng)加熱。采用按本發(fā)明的成型件(1)設(shè)計(jì)，成型件在熔池液面所有區(qū)域內(nèi)也可以被加熱。在澆注時(shí)除了由此帶來(lái)的對(duì)成型件(1)微小的熱沖擊敏感性之外，尤其在薄板坯鑄造時(shí)還存在的搭橋現(xiàn)象的危險(xiǎn)，由于在連續(xù)澆注過(guò)程中在熔池液面區(qū)可以感應(yīng)加熱成型件(1)而得以避免。
圖3表示了一種與圖2類(lèi)似的裝置，其中，熔融金屬不導(dǎo)入結(jié)晶器中，而是加在一個(gè)傳送裝置(13)上。在這種情況下，設(shè)計(jì)為給料通道(17)的成型件(1)，沒(méi)有或僅以很小的程度浸入熔融金屬。因此，電絕緣外屬(9)可以設(shè)計(jì)得較窄。
圖9示意表示一臺(tái)雙輥鑄造機(jī)(Twin-roll-caster)，它有一塊用作側(cè)面邊界的檔板(15)。借助于感應(yīng)器(2)和電絕緣縫(7、11)，擋板(15)還可以在下部得到感應(yīng)加熱。采取這一措施避免了在楔形空間內(nèi)熔融金屬不希望發(fā)生的凝固，此楔形空間由鑄輥和一塊或幾塊擋板構(gòu)成，這種凝固會(huì)導(dǎo)致?lián)p壞鑄輥或惡化帶材的質(zhì)量。
圖5表示按本發(fā)明的擋板(15)，它主要由開(kāi)縫的導(dǎo)電層(6)以及電絕緣的內(nèi)層(8)組成。整塊板最好用一個(gè)電絕緣層(9)包封。
圖6表示圖1所示成型件(1)的展開(kāi)。此展開(kāi)圖包括被電絕緣縱槽和橫槽(10和11)斷開(kāi)的導(dǎo)電層(6)。通過(guò)感應(yīng)器(2)在區(qū)域(3)感應(yīng)地耦合，并在中間區(qū)(4)中采取特殊的結(jié)構(gòu)，造成在區(qū)域(5)內(nèi)如圖中示意表示的渦流分布。
權(quán)利要求
1.感應(yīng)加熱耐火的導(dǎo)電成型件或有導(dǎo)電層的成型件的方法，其中，在成型件的導(dǎo)電層中這樣設(shè)置不導(dǎo)電的間斷裝置(10、11)，即，它們應(yīng)使在成型件的區(qū)域(3)中由感應(yīng)器產(chǎn)生的主電磁場(chǎng)(A)引起的渦流，至少局部偏轉(zhuǎn)到成型件的一個(gè)沒(méi)有受到感應(yīng)器主電磁場(chǎng)(A)作用的區(qū)域(5)中。
2.用于按照權(quán)利要求1所述方法之耐火的導(dǎo)電成型件或有導(dǎo)電層的成型件，其中，在成型件(1)受感應(yīng)器(2)主電磁揚(yáng)(A)作用的區(qū)域(3)上，連接一個(gè)通過(guò)導(dǎo)電層(6)局部間斷裝置(10、11)分開(kāi)的中間區(qū)(4)，使得在成型件(1)區(qū)域(3)內(nèi)感應(yīng)的渦流，在中間區(qū)(4)周?chē)D(zhuǎn)向成型件(1)下面的區(qū)域(5)內(nèi)。
3.按照權(quán)利要求2所述之成型件，其特征為成型件(1)是一個(gè)用于將熔融金屬導(dǎo)入熔池，尤其導(dǎo)入結(jié)晶器(12)中的陶瓷浸入式澆注管(16)。
4.按照權(quán)利要求2所述之成型件，其特征為成型件(1)是一個(gè)用于將熔融金屬加在傳送裝置(13)，尤其是傳送帶上的陶瓷給料通道(17)。
5.按照權(quán)利要求2至4之一所述之成型件，其特征為成型件(1)有一個(gè)帶一條縱向貫通的電絕緣縱縫(7)的導(dǎo)電層(6)，以及有面朝著熔融金屬的電絕緣內(nèi)層(8)，成型件(1)在一個(gè)外部亦與熔融金屬接觸的區(qū)域(5)上有一個(gè)電絕緣的外層(9)，所以導(dǎo)電層(6)與熔融金屬不接觸，成型件(1)在中間區(qū)(4)至少有另外一條電絕緣的縱縫(10)，它至少連接兩條在此中間區(qū)(4)內(nèi)幾乎繞成型件(1)全部周長(zhǎng)延伸的電絕緣橫縫(11)。
6.按照權(quán)利要求5所述之成型件，其特征為它通過(guò)一塊電絕緣隔板(14)沿縱向分開(kāi)。
7.按照權(quán)利要求2所述之成型件，其特征為成型件(1)是一塊擋板(15)，用于熔融金屬的連續(xù)澆鑄設(shè)備。
8.按照權(quán)利要求7所述之成型件，其特征為此成型件(1)有一個(gè)導(dǎo)電層(6)和一個(gè)面朝熔融金屬的電絕緣內(nèi)層(8)，成型件(1)在中間區(qū)(4)至少有另一個(gè)電絕緣的縱縫(10)，它至少連接兩條在此中間區(qū)(4)內(nèi)幾乎沿成型件(1)的整個(gè)寬度延伸的電絕緣橫縫(11)。
9.按照權(quán)利要求5、6或8之一所述之成型件，其特征為縫(10、11)在中間區(qū)(4)內(nèi)是相交的縱縫。
10.按照權(quán)利要求5、6、8或9之一所述之成型件，其特征為存在其它的一些用于偏轉(zhuǎn)電渦流的縫。
11.按照權(quán)利要求5、6或8至10之一所述之成型件，其特征為導(dǎo)電層(6)展開(kāi)后構(gòu)成一個(gè)自身封閉的面，從而可以在那里形成電渦流(圖7)。
12.按照權(quán)利要求5、6或8至11之一所述之成型件，其特征為導(dǎo)電層(6)的單位電阻＜1000歐·毫米2/米，最好＜200歐·毫2/米。
13.按照權(quán)利要求5、6或8至12之一所述之成型件，其特征為導(dǎo)電層(6)由含碳的耐火材料，尤其碳化合含石墨的Al2O3材料構(gòu)成；以及，電絕緣內(nèi)層和/或外層(8、9)由不導(dǎo)電的耐火材料，尤其ZrO2構(gòu)成。
全文摘要
借助于感應(yīng)器(2)加熱耐火成型件(1)的方法，其中，在此成型件(1)中除了通過(guò)感應(yīng)器(2)產(chǎn)生主電磁場(chǎng)(A)外，至少產(chǎn)生一個(gè)副電磁場(chǎng)(B)，以及，用這種方法的一種相應(yīng)的成型件。
文檔編號(hào)H05B6/10GK1152268SQ96190382
公開(kāi)日1997年6月18日 申請(qǐng)日期1996年4月4日 優(yōu)先權(quán)日1995年4月28日
發(fā)明者雷莫德·布魯克諾, 魯?shù)峡恕じ駝? 迪奈爾·格里姆, 塞德·M·哈斯米, 卡爾·H·斯彼澤 申請(qǐng)人:迪迪爾工廠(chǎng)股份公司