專利名稱：感應(yīng)器的工作方法和實(shí)施此方法的感應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種感應(yīng)器的工作方法和實(shí)施此方法的感應(yīng)器。
按照先有技術(shù)，感應(yīng)器在工作中水冷。為此，感應(yīng)線圈有空心橫截面，以構(gòu)成冷卻通道(見(jiàn)EP0291289B1，EP0339837B1)。水冷用于防止感應(yīng)器過(guò)熱。但是水冷有缺點(diǎn)，萬(wàn)一不密封導(dǎo)致可能有害的無(wú)論如何不希望的水蒸氣形成并進(jìn)入熔池中。
在DE4136066A1中介紹了一種冶金容器的流出裝置和打開(kāi)與關(guān)閉出口襯套的方法。感應(yīng)器相對(duì)于出口襯套置于不同的移動(dòng)位置，以影響感應(yīng)器和出口襯套這間的熱傳導(dǎo)。在第一個(gè)移動(dòng)位置，在感應(yīng)器與出口襯套之間的間隙形成了隔熱裝置，以及通電的冷卻式感應(yīng)器感應(yīng)地熔化在出口襯套內(nèi)存在著的金屬塞。
在第二個(gè)移動(dòng)位置，在感應(yīng)器和出口襯套之間建立起傳熱的連系。其中流過(guò)冷卻介質(zhì)的感應(yīng)器斷電。由此而實(shí)現(xiàn)的出口襯套冷卻，可使金屬熔體在出口襯套中凝固。為了使感應(yīng)器能在這兩種工作階段(移動(dòng)位置)中工作，它必須作機(jī)械運(yùn)動(dòng)。這就需要相應(yīng)的操縱和控制設(shè)備。
在專利申請(qǐng)P4428297中介紹了在一種熔體容器流出機(jī)構(gòu)處的感應(yīng)器，它直接裝在熔體容器的底部中，或裝在熔體容器底部的一個(gè)空心磚中。此感應(yīng)器不能相應(yīng)于DE4136066A1那樣工作，因?yàn)樗荒芟鄬?duì)于出口襯套移動(dòng)。
本發(fā)明的目的是提出一種用于感應(yīng)器的可變的工作方法。
按本發(fā)明上述目的通過(guò)權(quán)利要求1特征部分所述之特征達(dá)到。
所說(shuō)明的這種工作方法的優(yōu)點(diǎn)是，它可以以多種方法適應(yīng)工作條件。通過(guò)相應(yīng)地確定加熱功率和冷卻功率，可將感應(yīng)器應(yīng)用于加熱或冷卻在流出裝置中的熔體，如空放噴嘴(Frei1aufdüsen)、通道、塞棒、閘板和管子塞頭中的熔體，或應(yīng)用于加熱或冷卻在送料溜槽和/或容器中的熔體。它也可用于熔化或凝固金屬或非金屬，尤其是非金屬的爐渣和/或玻璃。它也可用于加熱構(gòu)件，容器或傳送機(jī)構(gòu)，它們與熔體接觸。
感應(yīng)器在工作階段中不必運(yùn)動(dòng)也是有利的。因此，它可以埋入流出裝置或與之剛性連接。
在所介紹的方法中，在工作階段可以用不同的流體進(jìn)行工作，如液化氣體、干冰、水或氣體，尤其是壓縮空氣。最好不用水。應(yīng)用液化氣體或干冰作為一個(gè)工作階段(此時(shí)需要高的冷卻功率)的冷卻劑是有利的，因?yàn)樵诹鞒龊腿f(wàn)一漏泄到液化氣體或干冰的導(dǎo)引裝置中時(shí)，不會(huì)導(dǎo)致危險(xiǎn)的水蒸氣或爆轟氣形成并與熔體接觸。
在另一個(gè)工作階段(此時(shí)較小的冷卻功率便已足夠)可以用壓縮空氣作為冷卻劑進(jìn)行工作。應(yīng)用壓縮空氣是有利的，因?yàn)樗褂煤?jiǎn)單和便宜， 而且同樣不會(huì)產(chǎn)生與用水冷卻相關(guān)的問(wèn)題。
在一種作為舉例的工作方法中，在至少熔體容器的流出裝置中，在第一個(gè)工作階段用感應(yīng)器加熱熔體。此時(shí)，感應(yīng)器與流出裝置耦合或與一個(gè)不導(dǎo)電的模制件連接，感應(yīng)地直接與在模制件中的導(dǎo)電熔體耦合。也就是說(shuō)，第一個(gè)工作階段用于加熱熔體或流出裝置。在這種情況下，必要時(shí)還可以熔化在流出裝置中凝固了的熔體塞。在第一工作階段中，感應(yīng)器以很高的電功率工作，所以在塞子的熱膨脹起作用之前，在塞子處形成了一個(gè)熔化的邊緣區(qū)，所以塞子沖開(kāi)了圍繞著它的耐火材料。在塞子逐漸膨脹時(shí)排擠了邊緣區(qū)液態(tài)層。此外，在這些高起動(dòng)功率的情況下，業(yè)已證實(shí)，作為用于感應(yīng)器的足夠的冷卻劑為一種流體，例如液化氣體或干冰和尤其還有壓縮空氣。
在另一個(gè)工作階段中，熔體沒(méi)有或只有較少量的再加熱地自由流出，此時(shí)通過(guò)減小或切斷感應(yīng)器的電功率亦即電去耦有較小的冷卻功率便已足夠。在這種情況下借助于流體，最好壓縮空氣冷卻。若在熔體容器上設(shè)置多個(gè)并列的流出裝置，以及在一個(gè)或多個(gè)流出裝置處由于溫度較低而出現(xiàn)熔體流量降低時(shí)，則可以通過(guò)增大電功率或減小冷卻功率對(duì)流出裝置再加熱，使得所有的流出裝置有相同的熔體流量。在這種情況下也可以補(bǔ)償不同的熱輻射。
在還有一個(gè)工作階段中熔體可以被冷卻。此時(shí)感應(yīng)器斷電。感應(yīng)器的冷卻裝置繼續(xù)工作，并最好用水、液化氣體、干冰或壓縮空氣以高的冷卻功率進(jìn)行。這一工作階段尤其是用來(lái)凝固在流出裝置中的熔體，以有目的地中斷熔體流。
通過(guò)相應(yīng)地選擇冷卻功率，還可以使侵入有可能產(chǎn)生的流出裝置裂縫中的熔體在那里凝固，從而使裂縫封閉。
還可以將一部分熔體凝固在模制件的壁上作為一個(gè)凝固層。
本發(fā)明其他有利的設(shè)計(jì)由從屬權(quán)利要求和下面的說(shuō)明中給出。在附圖中有

圖1實(shí)施此方法的設(shè)備示意圖；圖2至6在螺旋形感應(yīng)器中輸入和排出冷卻流體的各種可能性；圖7帶冷卻流體輸入和排出裝置的平面螺線狀感應(yīng)器；圖8由螺旋形和平面螺線形感應(yīng)器部分組成的感應(yīng)器；以及圖9感應(yīng)器的一種改型設(shè)計(jì)。
在熔體容器的底部1中裝入了一個(gè)感應(yīng)器2。它由一個(gè)具有空心橫截面的導(dǎo)電感應(yīng)線圈組成，空心橫截面構(gòu)成冷卻流體的冷卻通道3。感應(yīng)器2借助于電接頭4、5與電源連接。
感應(yīng)器2圍繞著一個(gè)在底部1中用作流出裝置的耐火陶恣材料的空放噴嘴6(模制件)。它構(gòu)成了熔體流動(dòng)的一個(gè)通道7。
冷卻通道3一端與輸入管8連接，另一端與排出管(9)連接。輸入管(8)在三通閥10的上方，此三通閥10與液化氣體的壓力罐11或干冰容器以及與壓縮空氣源12相連。干冰也可以條或筒的形式插入輸入管中。
上述裝置的作用方式舉例如下若現(xiàn)在從下列情況出發(fā)，即，熔體流被在通道7中按要求凝固了的熔體塞中斷，而此熔體流應(yīng)當(dāng)開(kāi)通時(shí)，則在第一工作階段中感應(yīng)器2接通高的電功率，以及三通閥10置于使來(lái)自壓力罐11的液化氣體轉(zhuǎn)化為氣態(tài)并通過(guò)冷卻通道3流動(dòng)。液化氣體可例如為液氮。也可以考慮用固體CO2(干冰)，尤其是壓縮空氣。加熱了的感應(yīng)器2用液化氣體冷卻。感應(yīng)器或者感應(yīng)地與空放噴嘴6或與一個(gè)圍繞著空放噴嘴的磁導(dǎo)體耦合，然后它們通過(guò)熱傳導(dǎo)熔化在通道7中的金屬塞；或者感應(yīng)地直接與熔體亦即金屬塞耦合，所以同樣可將其熔化。
金屬塞熔化后熔體流被開(kāi)通?，F(xiàn)在可以降低或切斷感應(yīng)器2的電功率，因?yàn)橹挥休^小的或沒(méi)有再加熱的需求。因此，冷卻功率也可以減小。為實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，最晚在現(xiàn)在將三通閥10轉(zhuǎn)接到壓縮空氣源12上。所以在備用階段冷卻通過(guò)空氣進(jìn)行，這樣做可以限制液化氣體的消耗量。
若在底部，設(shè)有多個(gè)帶感應(yīng)器的空放噴嘴，則這些感應(yīng)器可以單個(gè)地控制，使得通過(guò)空放噴嘴流出相同的熔體流量。
若在工作中在空放噴嘴6中出現(xiàn)了裂紋并有熔體流入，那么可以控制冷卻裝置，使得侵入裂紋中的熔體凝固在裂紋中，但是熔體主流仍繼續(xù)徑通道7流動(dòng)。
若要中斷熔體流，則將感應(yīng)器2斷電，三通閥10重新與壓力罐11連通，或提高壓縮空氣流量?，F(xiàn)在感應(yīng)器2以較高的冷卻功率冷卻，因此在這種情況下通過(guò)傳熱冷卻空放噴嘴6，以及，在通道7中的熔體凝固成一個(gè)用于中斷熔體流的塞棒。
在上述工作階段中，冷卻劑從排出管9流出。它們可以無(wú)害地直接釋放到周圍環(huán)境中去。在此工作階段中，在感應(yīng)器2中汽化的液化氣體或被加熱的壓縮空氣流出。
在需要時(shí)，液化氣體也可以在一個(gè)封閉的回路中循環(huán)流動(dòng)。為此在圖中用虛線表示了一個(gè)裝置。此裝置在排出管9處設(shè)有另一個(gè)三通閥13，它一端與氣體出口14相通，另一端通向液化氣體回收器15，例如壓縮機(jī)，此回收設(shè)備與三通閥10連接。
上述裝置也可應(yīng)用于熔體容器的另外的流出裝置中，例如感應(yīng)器2不是裝在熔體容器的底部1中，而是安裝在閘板裝置或其他構(gòu)件中。
按圖2在感應(yīng)器2的兩端連接排出管9，9′(冷卻流體的排出裝置)。在排出管9，9′之間的區(qū)域內(nèi)，在感應(yīng)器2的冷卻通道3上連接了輸入管8(冷卻流體的輸入裝置)。輸出管(8)的接頭在感應(yīng)器2的一個(gè)與所要求的冷卻條件相適應(yīng)的位置上。例如這一接頭位于感應(yīng)器長(zhǎng)度的中央。經(jīng)輸入管8流入的冷卻劑一方面流向排出管9，另一方面流向排出管9′。因此改善了冷卻效果。在感應(yīng)器上最強(qiáng)烈冷卻的位置，可置于感應(yīng)器2上所要求的區(qū)域內(nèi)。
在按圖3的方案中，在兩個(gè)排出管9，9′之間設(shè)有兩根輸入管8，8′。由此增強(qiáng)了冷卻劑流，并因而改善了冷卻效果。
在輸入管8、8′之間可以在感應(yīng)器2的冷卻通道3內(nèi)設(shè)一塊隔板16(見(jiàn)圖4)。由此保證通過(guò)輸入管8流入的冷卻流體只流向排出管9，而通過(guò)輸入管8′流入的冷卻流體只流向排出管9′。因此，可根據(jù)需要，在感應(yīng)器的上部用一種與其下部不同的冷卻流體冷卻，或也可以用同一種冷卻流體，但兩個(gè)區(qū)有或多或少的冷卻流體輸入量而有不同的冷卻。
在按圖5的方案中，在螺旋式感應(yīng)器2的兩端設(shè)輸入管8、8′。大體在感應(yīng)器2的中央設(shè)一根或兩根排出管9、9′。因而也可以改善冷卻效果。
也還可以在感應(yīng)器2的一端設(shè)一根輸入管8，而在另一端設(shè)排出管9′。在感應(yīng)器2的中部有通過(guò)隔板16分開(kāi)的一根排出管9和一根輸入管8′。圖6表示了這一情況。在其他的實(shí)施形式中也可以在感應(yīng)器2上設(shè)置兩根以上的輸入管和/或排出管。
圖7表示了一種平面螺線形感應(yīng)器2。在此種感應(yīng)器2上，同樣可以在每一端各設(shè)一個(gè)排出管9、9′，此時(shí)，輸入管8便連接在兩根排出管9、9′之間的感應(yīng)器2上。對(duì)按圖7的平面螺線形感應(yīng)器2，同樣可以實(shí)現(xiàn)上面所介紹的那些替換方案。
圖8表示由螺旋形感應(yīng)器部分2′與平面螺線形感應(yīng)器部分2″組成的感應(yīng)器。這種感應(yīng)器例如適用于一個(gè)耐火陶瓷材料構(gòu)成的浸入式出口10，此時(shí)，螺旋形感應(yīng)器部分2″插入浸入式出口的圓柱形部分中，而平面螺線形感應(yīng)器部分2″安排在浸入式出口10的上部展寬區(qū)10′處。感應(yīng)器部分2′，2″可作為一個(gè)整體進(jìn)行電連接。它們的冷卻可通過(guò)適當(dāng)?shù)妮斎牒团懦龉芊珠_(kāi)進(jìn)行。
在按圖9的方案中，圓柱螺旋形的感應(yīng)器部分2′與第二個(gè)螺旋形感應(yīng)器部分2″連接或組合。第二個(gè)螺旋形感應(yīng)器部分2″擴(kuò)展成錐形，每一圈轉(zhuǎn)變?yōu)楸舜丝梢云慈氲牟煌幕蚋淖兞说陌霃?。感?yīng)器部分2′作為內(nèi)感應(yīng)器，應(yīng)用于由耐火陶瓷模制件構(gòu)成的熔體11。在內(nèi)部的感應(yīng)器部分2作為外感應(yīng)器應(yīng)用于一個(gè)為熔體出口11所配設(shè)的塞棒12，它同樣是一個(gè)耐火陶瓷的模制件。在這里也可以設(shè)置借助于圖2至6所介紹的輸入管和排出管。
權(quán)利要求
1.感應(yīng)器的工作方法，其特征為在一個(gè)工作階段感應(yīng)器與一個(gè)導(dǎo)電的模制件感應(yīng)地耦合并借助于一種流體冷卻，以及，必要時(shí)在另一個(gè)工作階段電磁去耦并借助于一種流體冷卻。
2.按照權(quán)利要求1所述之方法，其特征為流體是液化氣體或干冰或水亦即水蒸氣或氣體，尤其是壓縮空氣。
3.按照權(quán)利要求1或2所述之方法，其特征為電磁去耦通過(guò)切斷感應(yīng)器電路或減小其電功率實(shí)現(xiàn)。
4.按照權(quán)利要求1或2所述之用于加熱或冷卻導(dǎo)電模制件的感應(yīng)器工作方法，其特征為感應(yīng)器應(yīng)用于加熱或冷卻在流出裝置中的熔體，如空放噴嘴、通道、塞棒、閘板、管子塞頭等中的熔體。
5.按照權(quán)利要求1或2所述之用于加熱或冷卻導(dǎo)電模制件的感應(yīng)器工作方法，其特征為感應(yīng)器應(yīng)用于加熱或冷卻在送料溜槽和/或在容器中的熔體。
6.按照前列權(quán)利要求1至5之一所述這感應(yīng)器工作方法，其特征為感應(yīng)器應(yīng)用于熔化或凝固金屬或非金屬，尤其是非金屬的爐渣和/或玻璃。
7.感應(yīng)器的工作方法，其特征為感應(yīng)器在一個(gè)工作階段與一個(gè)非導(dǎo)電的模制件連接，并與在此模制件中的導(dǎo)電熔體直接耦合和借助于一種流體冷卻，以及，必要時(shí)在另一個(gè)工作階段電磁去耦并借助于一種流體冷卻。
8.按照前列諸權(quán)利要求之一所述之方法，其特征為在另一個(gè)工作階段熔體被冷卻，在這種情況下使感應(yīng)器斷電而感應(yīng)器的冷卻裝置繼續(xù)運(yùn)行。
9.按照權(quán)利要求8所述之方法，其特征為熔體的一部分凝固在模制件壁上作為凝固層。
10.按照前列諸權(quán)利要求之一所述之方法，其特征為作為感應(yīng)器在模制件上設(shè)有多個(gè)感應(yīng)器部分(2′，2″)，尤其是不同形狀的，如螺旋形或平面螺線形，它們?cè)O(shè)計(jì)作為內(nèi)和/或外感應(yīng)器。
11.用于按照前列諸權(quán)利要求之一所述方法的感應(yīng)器，其特征為感應(yīng)器(2)具有用于冷卻流體的一個(gè)或多個(gè)輸入裝置(8，8′)和一個(gè)或多個(gè)排出裝置(9，9′)。
12.按照權(quán)利要求11所述之感應(yīng)器，其特征為螺旋形或平面螺線形感應(yīng)器(2)在螺旋或螺旋的端部各自有一個(gè)排出裝置(9，9′)，以及在這些排出裝置(9，9′)之間有一個(gè)或多個(gè)輸入裝置(8)。
13.按照權(quán)利要求11所述之感應(yīng)器，其特征為螺旋形或平面螺線形感應(yīng)器(2)在螺旋的端部各有一個(gè)輸入裝置(8，8′)，以及在這些輸入裝置(8，8′)之間至少有一個(gè)排出裝置(9)。
14.按照權(quán)利要求11所述之感應(yīng)器，其特征為感應(yīng)器(2)在其端部有一個(gè)輸入裝置和一個(gè)排出裝置，以及在它們之間有一個(gè)排出裝置和一個(gè)輸入裝置，或有多個(gè)排出裝置和多個(gè)輸入裝置。
15.按照權(quán)利要求11至14之一所述之感應(yīng)器，其特征為位于感應(yīng)器端部之間的多個(gè)輸入裝置(8，8′)或排出裝置(9，9′)，通過(guò)在感應(yīng)器(2)冷卻通道中的隔板(16)將有關(guān)的流體流動(dòng)彼此分開(kāi)。
全文摘要
在熔體容器流出裝置的感應(yīng)器工作方法中，感應(yīng)器在一個(gè)工作階段與一個(gè)導(dǎo)電的模制件感應(yīng)地耦合，并借助于一種流體冷卻。在另一個(gè)工作階段，感應(yīng)器電氣去耦，并借助于一種流體冷卻。
文檔編號(hào)B22D41/14GK1147985SQ96111148
公開(kāi)日1997年4月23日 申請(qǐng)日期1996年8月20日 優(yōu)先權(quán)日1995年8月28日
發(fā)明者賴蒙德·布呂克納, 丹尼爾·格林, 史蒂夫·李 申請(qǐng)人:迪迪爾工廠股份公司