專利名稱：耐火連接裝置及其感應(yīng)線圈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在裝有金屬熔液的容器和金屬熔液排出裝置之間的耐火連接裝置，尤其是金屬熔液的耐火澆口。
若所涉及的是金屬熔液(例如鋼水)注入薄板坯結(jié)晶器中的澆口。由于澆口橫截面較小，存在著金屬熔液的凝固問題和由于不希望的沉積(例如金屬熔液中氧化鋁沉積)而引起的潤滑問題。
本發(fā)明的目的是制成一種上文所述類型的耐火澆口，這種澆口可以可靠地免除上述缺點。
按本發(fā)明主要通過下列措施達到這一目的，即澆口內(nèi)壁全部或部分由一種至少在金屬熔液的液相溫度時導(dǎo)電的、并可借助于一個初級線圈感應(yīng)加熱的陶瓷材料制成或含有這種材料。
因此，借助于在例如已由流過的金屬熔液加熱了的澆口規(guī)定區(qū)域內(nèi)感應(yīng)加熱，可以以經(jīng)濟的方式避免金屬熔液的凝結(jié)或不希望的沉積。所要求的導(dǎo)電性至少應(yīng)在金屬內(nèi)壁被金屬熔液本身加熱后達到的溫度下已經(jīng)開始具有，并在此溫度以上保持住，至少持續(xù)到金屬熔液的液相溫度或高于比液相溫度。
在一些感應(yīng)電爐中已知，其爐膛壁用圍繞著它們的感應(yīng)線圈加熱(例如參見GB2121028A)。
還已知在一種調(diào)節(jié)連續(xù)澆注時金屬熔液流量的裝置(見EP0155575BI)中，設(shè)置一個同心地繞澆注管的電磁線圈，以便在線圈通電時用電磁收縮澆注射流，因而減小了通流有效截面。還可以在只以很小的間距繞澆注管的線圈作用范圍內(nèi)，感應(yīng)加熱金屬熔液。然而金屬熔液的凝結(jié)以及不希望產(chǎn)生的例如氧化鋁在澆口壁內(nèi)表面上的沉積均不能避免。
本發(fā)明使現(xiàn)有的感應(yīng)線圈得到完全新穎的應(yīng)用，并通過使?jié)部诒诒旧砀袘?yīng)加熱到使所有有害的伴生現(xiàn)象均得以避免的所需溫度，并保持在這一溫度，可靠地避免了金屬熔液在耐火澆口中不希望產(chǎn)生的凝結(jié)和從金屬熔液中產(chǎn)生不希望的沉積。
在一定的前提條件下，可以不是澆口的全長，而只是澆口壁的一段長度用導(dǎo)電陶瓷制成或含有這種材料，感應(yīng)線圈則配屬于這一段長度。澆口特別長時，恰當?shù)淖龇ㄊ强梢杂卸€或多個彼此間隔一定距離的這種長度段，這樣當金屬熔液流過澆口時可以保證加溫到所需溫度，即加溫到防止金屬熔液凝結(jié)和例如氧化鋁沉積的溫度。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)，作為可感應(yīng)加熱的導(dǎo)電陶瓷材料首推ZrO2或具有ZrO2。已證實這種材料適用于制作感應(yīng)線圈的外殼，并具有特別良好的耐金屬熔液侵蝕和抗腐蝕的性能。
為了使電磁線圈與可感應(yīng)加熱的導(dǎo)電陶瓷材料有效地熱耦合，最好借助于Y2O3、CaO和/或MgO使ZrO2穩(wěn)定化。
在本發(fā)明的一種特殊的設(shè)計中，可以使初級線圈本身也用陶瓷材料制成，當考慮到能量方面的原因不應(yīng)當進行冷卻時，這樣做是特別有利的。
在這樣情況下，最好使初級線圈成為澆口壁本身的一個組成部分，例如將其埋入壁中。
當按本發(fā)明的另一種設(shè)計使初級線圈的功率可調(diào)時，便可以變化加熱溫度，以調(diào)節(jié)金屬熔液的溫度和/或防止、消除從金屬熔液中發(fā)生沉積。
針對這里所列舉的種種使用目的，頻率應(yīng)最好在3至10MHz范圍內(nèi)。
本發(fā)明涉及一種新型的至少具有一個初級線圈的感應(yīng)器，以加熱可導(dǎo)電材料，尤其是可導(dǎo)電的陶瓷材料或由這種材料制成的零件。用導(dǎo)電陶瓷材料制造線圈，使本發(fā)明的優(yōu)點更為突出。因此，本發(fā)明所提出的目的是在經(jīng)濟的方式下使感應(yīng)線圈能持久工作的情況下達到的。如采用金屬線圈時的那種冷卻，在這里是不需要的。
按本發(fā)明的另一個建議，這種感應(yīng)線圈可用于感應(yīng)加熱導(dǎo)電材料制的零件，尤其是管狀零件，首先是用來感應(yīng)加熱在裝有金屬熔液的容器和排出裝置之間的連接裝置，(例如以上所描述的那種耐火澆口)。在這些情況下，線圈最好圍繞著這個零件，或裝在它的壁中。
其它的目的、特征、優(yōu)點和使用可能性，在下面通過對附圖表示的實施例所作的說明中給出。所有用文字說明和/或用圖表示的特征本身或任何有意義的組合，均構(gòu)成了本發(fā)明的內(nèi)容，并與權(quán)利要求中對它們的概括或其相互關(guān)系無關(guān)。
附圖有

圖1顯示本發(fā)明的耐火澆口垂直剖面示意圖，以及圖2按本發(fā)明另一種結(jié)構(gòu)形式的澆口相應(yīng)于圖1的剖視圖。
按圖1用于連續(xù)澆注設(shè)備的耐火澆口，有一個圍著流動通道3的澆口內(nèi)壁1。在圖示情況下，沿澆口內(nèi)壁1的全長L，并與之相隔一定距離地，環(huán)繞著一個初級線圈4。為初級線圈4設(shè)置一個防止散射并可加以冷卻的金屬屏蔽罩5。在屏敞罩5和澆口內(nèi)壁1的外壁面6之間構(gòu)成的空腔7中，可填充一種絕熱材料，例如為ZrO2粒狀體。初級線圈4可與一個和頻率有關(guān)的功率可調(diào)電源相連。在這種情況下，構(gòu)成流動通道3邊界的澆口內(nèi)壁1的內(nèi)壁面2，可以有控制地加熱到所需程度，即在通過流過的金屬熔液加熱壁后保持在所需溫度，以免金屬熔液凝結(jié)。內(nèi)壁面2上可有一與鋼水電絕緣的層或外殼。
在圖2所示的結(jié)構(gòu)形式中，初級線圈4同樣沿澆口內(nèi)壁1的全長L延伸。與圖1所示的區(qū)別在于，初級線圈4埋入設(shè)計得較厚的澆口內(nèi)壁1中。必要時進行冷卻的金屬屏蔽罩5，在此處是直接與澆口內(nèi)壁1的外壁面6接觸的。在按圖2所示的結(jié)構(gòu)形式中，內(nèi)壁面2上也可有一個與鋼水電絕緣的層或外殼。
可將初級線圈4設(shè)置成使它的感應(yīng)磁場平行或垂直于澆口軸線。
所示的兩個實施例中，初級線圈4本身可以用導(dǎo)電陶瓷材料制成，這樣線圈本身不需冷卻。配備有這種線圈4的裝置也可以用于其它的加熱目的。
符號表1澆口內(nèi)壁2內(nèi)壁面3流動通道4初級線圈5屏蔽罩6外壁面7空腔L長度段
權(quán)利要求
1.在裝有金屬熔液的容器和金屬熔液排出裝置之間的耐火連接裝置，尤其是鋼水的耐火澆口，其特征為澆口內(nèi)壁(1)全部或部分地由一種至少在金屬熔液的液相溫度時導(dǎo)電的并可借助于初級線圈(4)感應(yīng)加熱的陶瓷材料制成，或含有這種材料。
2.按照權(quán)利要求1所述之耐火連接裝置，其特征為澆口內(nèi)壁(1)的一段長度(L)用導(dǎo)電陶瓷材料制成，或含有這種材料，而這一段長度(L)是可感應(yīng)的。
3.按照權(quán)利要求1或2所述之耐火連接裝置，其特征為導(dǎo)電陶瓷材料是ZrO2或具有ZrO2。
4.按照權(quán)利要求3所述之耐火連接裝置，其特征為借助于CaO或MgO或尤其是Y2O3使ZrO2穩(wěn)定。
5.按照權(quán)利要求1至4之一所述之耐火連接裝置，其特征為初級線圈(4)用導(dǎo)電陶瓷材料制成。
6.按照權(quán)利要求1至5之一所述之耐火連接裝置，其特征為初級線圈(4)是澆口內(nèi)壁(1)的組成部分。
7.按照權(quán)利要求1至6之一所述之耐火連接裝置，其特征為初級線圈(4)的輸出功率可通過與頻率有關(guān)的電源來調(diào)節(jié)。
8.按照權(quán)利要求1至7之一所述之耐火連接裝置，其特征為電源的頻率在3至10兆赫范圍內(nèi)。
9.加熱導(dǎo)電材料，尤其是加熱導(dǎo)電陶瓷材料或由這種材料制成的零件的感應(yīng)線圈，其特征為它的初級線圈(4)用導(dǎo)電陶瓷材料制成。
10.應(yīng)用按權(quán)利要求9所述之感應(yīng)線圈，以感應(yīng)加熱由導(dǎo)電材料制成的零件，尤其是管狀零件，特別是感應(yīng)加熱在裝有金屬熔液的容器和金屬熔液排出裝置之間的連接裝置，如按照權(quán)利要求1至8之一所述之耐火澆口。
11.應(yīng)用按權(quán)利要求9所述之感應(yīng)線圈，以感應(yīng)加熱由導(dǎo)電材料制成的零件尤其是管狀零件和/或感應(yīng)加熱在它們內(nèi)部裝有導(dǎo)電液體，尤其是金屬熔液的零件。
12.應(yīng)用按權(quán)利要求11所述之感應(yīng)線圈，以移動，尤其是輸送液體和/或攪拌液體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在裝有金屬熔液的容器和金屬熔液排出裝置之間的耐火連接裝置，尤其是金屬熔液的耐火澆口。為了避免金屬熔液凝結(jié)和金屬熔液的成分沉積在澆口壁的內(nèi)表面上，本發(fā)明基本的建議是，澆口內(nèi)壁全部或部分地由至少在金屬熔液的液相溫度時導(dǎo)電的并可借助于一個感應(yīng)線圈感應(yīng)加熱的陶瓷材料制成，或含有這種材料。本發(fā)明還涉及為此目的專門設(shè)計的可經(jīng)濟地使用的感應(yīng)線圈，但這種線圈也可用于其它場合。
文檔編號B22D41/60GK1043648SQ8910929
公開日1990年7月11日 申請日期1989年12月15日 優(yōu)先權(quán)日1988年12月19日
發(fā)明者賴蒙德·布雷克訥 申請人:迪迪爾工廠股份公司