CN102203535B - 用于在熔融材料中诱导流体的设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于在熔融材料中诱导流体的设备，该设备包括用于容纳熔融材料的带耐火衬套的容器(10)以及在耐火衬套中的孔(35，图3)的。由非磁性材料构成的安装板(40，图4)在孔上方可拆卸地安装至容器，电磁感应单元(14)邻近安装板的外表面安装。冷却系统设置用于冷却安装板。安装板在外表面上可具有叶片(72，图6)，以限定出冷却液体可流过冷却通道(74，图6)。叶片可遵循非直线路径，冷却流体可以是空气。

Description

用于在熔融材料中诱导流体的设备

技术领域

本申请涉及一种用于在熔融材料中诱导流体的设备。特别地但不排他地，本发明涉及包括用于将电磁感应搅拌单元安装至用于容纳熔融材料的容器的装置的设备。本发明还涉及一种用于将电磁感应搅拌单元安装至用于容纳熔融材料的容器的安装板。

背景技术

提供用于熔化和提炼包括铝或者其它材料的金属材料的熔炉是已知的。熔炉还可用于使废弃金属再循环。

熔化和提炼工艺可通过在熔炉内搅拌熔融金属进行改进是得到认可的。搅拌熔融金属使得在整个熔融体中更均匀地分布热量并且从而提高工艺的效率。在额外的固态材料(诸如用于再循环的废弃金属和/或添加剂)被引入熔炉内的熔融体中的情况下，搅拌可协助更快速地混合固态材料和熔融体。

在邻近熔炉底壁的水平面中以定位于熔炉下面的电磁感应单元(线性感应马达类型)的形式提供搅拌设备是已知的。由感应单元产生的磁场穿过较厚钢板和熔炉底部的内耐火衬套起作用以在水平面中缓慢地搅拌熔融材料，试图在整个熔融体上均匀地散布热量。然而，认为对熔融金属的这种处理至少在某些应用中可能具有缺点。例如，当将另外的废弃金属材料或者合金添加剂(诸如硅)在熔融体的顶部引入熔炉中时，由电磁感应单元提供的搅拌作用对在整个熔融体中均匀地混合新的废弃金属材料/添加剂没有做出很大贡献。通常，废弃金属材料/添加剂会非常轻(尤其是硅添加剂)，而且，废弃金属材料/添加剂在它在水平面内搅拌时只是漂浮在熔融体的表面上，而不是例如被向下拖曳到熔融金属中(在该情况下，可更快、更有效地对废弃金属材料/添加剂进行熔化和混合)。再者，具有高的表面积与质量比的废弃金属(例如，切碎的铝制饮料罐)只是漂浮在熔融体的顶面上并且被氧化，而不是浸没在熔融体内以便以有效的方式进行熔化和再循环。

而且，为了搅拌金属，必要的是感应单元提供很深的磁场，该磁场传播通过熔炉结构以穿透到熔炉内的熔融材料中。这要求感应器件在非常低的频率(通常为1Hz)下操作。因此，搅拌速度较低。

申请人在WO 03/106668中提出了将电磁感应单元安装在熔炉端口的倾斜壁上，以便在熔融金属中诱导出既具有竖直分量又具有水平分量的流动或者搅拌。这种布置可用来帮助将废弃材料或者添加剂向下牵拉到熔融材料中，以有助于混合。如所述的，电磁感应单元通过在一端形成向下的材料流动来在熔炉内建立材料的循环流动。由于电磁场不需要像先前已知的布置一样远地穿透到熔融材料中，这可能使用能够在达60Hz的频率下操作的电磁感应单元，但是该电磁感应单元产生较浅的磁场。这是有利的，因为它能够获得较快的流动速率，导致混合的灵活性提高。磁场的方向还可被反转并且系统用于通过沿着倾斜的壁向上牵拉熔融金属进入提取槽中来从熔炉提取熔融材料。

在申请人提出的系统中，在与先前已知的系统相比较时，电磁感应单元在较高的频率下操作，而且磁场的深度相当浅。结果，不可能像先前已知的布置中所使用的一样使用厚的钢板和耐火结构将感应单元安装至容器，因为这将阻止磁场以足够的深度穿透到熔融材料中。代替地，感应单元借助于由很多块独立的砖构成的薄金属碳化物板结构来安装至容器。虽然这种安装感应单元的方法已被证实在使用中是有效的，但是其构建很复杂且耗时。另一个缺点是在拆卸感应单元的情况下不能使用熔炉，除非感应单元由替代板更换以确保熔炉的完整性。因此，如果需要修理或者更换感应单元，通常需要关闭熔炉。

发明内容

于是，需要一种用于在熔融材料中诱导流体的改进的设备，其中，现有技术已知的装置的一些或所有缺点得以克服，或者至少减轻。尤其是，需要一种用于在熔融材料中诱导流体的改进的设备，该改进的设备具有用于将电磁搅拌单元安装至用于容纳熔融材料的容器的改进的装置。

还有需要一种用于将电磁搅拌单元安装至用于容纳熔融材料的容器的改进的安装板，该安装板克服或者至少减轻现有技术已知的安装板装置的一些或者所有缺点。

根据本发明的第一个方面，提供了一种用于在熔融材料中诱导流体的设备，该设备包括：用于容纳熔融材料的带耐火衬套的容器；耐火衬套中的孔或者厚度减小的区域；由非磁性材料构成的安装板，所述安装板在孔或者厚度减小的区域上方可拆卸地安装至容器；电磁感应单元，该电磁感应单元邻近安装板的外端面安装；和冷却系统，该冷却系统用于在使用中冷却安装板。

冷却系统可包括用于在电磁感应单元与安装板之间诱导冷却流体的流动的装置。冷却系统可包括多个冷却通道，在使用时供冷却流体流过该多个冷却通道。至少在耐火衬套中的孔或者厚度减小的区域上方延伸的安装板可具有连续的内表面区域和带有形成冷却通道的多个间隔开的叶片的外表面区域。叶片中的一些至少在安装板的由电磁感应单元在使用时产生的磁场所经过的区域中可遵循非直线路径。非直线路径可以是横过所述区域的曲线路径或者锯齿形路径。内表面区域和叶片可以由单块材料片一体形成。

安装板可由奥氏体钢制成。

安装板的厚度可以在10mm至30mm的范围内，优选地在15mm至25mm的范围内，以及更优选地在18mm至22mm的范围内。叶片的高度可以在5mm至25mm的范围内，优选地在10mm至20mm的范围内，以及更优选地在13mm至17mm的范围内。

安装板可以是用于将感应单元安装至容器的安装板组件的一部分。

安装板可以在外表面区域中具有凹部，该凹部与流体冷却通道的入口端部流体连接，安装板组件可包括附连至安装板的罩，以用于将流体的流动从流体流动源导引到凹部内。罩可包括用于安装至少一个冷却风扇的器件，罩构造用于将空气从至少一个风扇导引到凹部内。

安装板组件可包括安装至安装板的外端面的覆盖构件，所述覆盖构件限定出孔口，安装板的冷却通道和叶片在其上延伸的至少一区域通过该孔口露出，电磁感应单元被接收在该孔口中，以使得电磁感应单元的端面邻接叶片。在安装板组件具有罩的情况下，罩可以是覆盖构件的一体部分。

安装板组件可包括从安装板的一端部以一角度延伸的另一板。

该设备可包括在孔周围安装至容器的框架，安装板可拆卸地安装至框架。

该设备可包括至少一块位于所述安装板内侧的耐火砖，至少一块砖与耐火衬套接合并且延伸跨过耐火衬套中的孔。该耐火砖或者每块耐火砖比环绕孔的耐火衬套薄。隔热材料也可设置在至少一块耐火砖与安装板之间。

所述设备可包括构架，该构架用于将感应单元安装至容器，以用于在操作位置和非操作位置之间枢转运动，在操作位置中，感应单元的端面邻近安装板定位，在非操作位置中，感应单元与安装板间隔开。

在安装板具有多个间隔开的叶片的情况下，当电磁感应单元安装在操作位置时，电磁感应单元的端面可邻接叶片。

在一个实施例中，容器是熔炉。在一个可替代的实施例中，容器是熔炉端口，所述端口包括斜壁，感应单元安装至该斜壁。端口可以可拆卸地安装至熔炉的壁。

根据本发明的第二方面，提供了一种安装板，该安装板用于将电磁感应单元安装至用于容纳熔融材料的容器的壁，安装板由非磁性材料制成，且包括内表面区域和外表面区域，所述外表面区域具有多个间隔开的叶片，以限定出在安装板的至少一区域上延伸的冷却通道，其中叶片中的至少一些遵循横过所述区域中的全部或者一部分区域的非直线路径。叶片中的至少一些可遵循横过所述区域的曲线路径或锯齿形路径。

安装板可由奥氏体钢制成。

安装板可形成安装板组件的一部分，该安装板组件包括：覆盖件，所述覆盖件安装至安装板的外表面，覆盖件限定出中心孔，一些叶片中的至少一部分通过该中心孔露出，和充气组件，所述充气组件用于将流体的流动导引通过冷却通道。

附图说明

现在参照附图仅以举例的方式来描述本发明的实施例，附图中：

图1是带有熔炉端口的熔炉部分的局部透视图，电磁感应装置安装至该熔炉端口；

图2是通过图1所示熔炉端口和熔炉部分的剖视图；

图3是图1和2所示端口的分解透视图；

图4是图1和2所示端口的另一分解透视图，表示了设备的用于将电磁感应单元安装至端口的部分；

图5是图1和2所示端口的另一透视图，表示了用于将电磁感应装置枢转地安装至端口的框架；

图6是形成图4所示设备部分的安装板组件的透视图；以及

图7是图6所示安装板组件的分解透视图。

具体实施方式

熔炉10具有流体诱导和/或搅拌设备(在图1中总体以12表示)，该设备包括安装至支架或者端口18的斜壁16的电磁感应单元14(呈线性感应马达的形式)，该支架或者端口与熔炉的竖直端壁20连接。

搅拌/流体感应设备12的总体构造和操作与申请人的公布为WO03/106668的国际专利申请中所描述的相似，对于其构造和操作的详细描述，读者应参考该专利申请。WO 03/106668的全部内容在此通过引用结合于本文，特别地但并不排他地包括搅拌设备的构造和操作以及可使用设备12诱导熔融材料的流动的细节。

在剖视图中，端口18大致成形为直角三角形，其中斜壁16与熔炉的竖直端壁20所成的角度为大约55°。然而，该端口并不需要构造成直角三角形，而且可改变斜壁的角度以适应特定的应用，例如，可以是30°至66°范围内的任一角度。

该端口18安装在熔炉的竖直端壁20内的孔22附近周围。在所示出的实施例中，端口18的上端部延伸以限定出通道部分24，在该通道部分中形成通道25。在使用中，通道25借助于穿过该端口和孔22的流动通路与熔炉的内部流体连接。通道25可通过连接附加的通道构件以形成抽取槽而向外延伸。在一些实施例中，未示出，端口18不具有通道部分24，在这种情况下，它可类似于与WO 03/106668中的图1至3相关的所述布置。

在WO 03/106668所述的布置中，端口18永久性地附连至使用耐火技术的熔炉的竖直端壁20。然而，在本实施例中，端口18可拆卸地附连至熔炉。这是有利的，因为它能够使得包括用于感应单元14的安装装置的端口18在距离熔炉很远的位置处进行组装，然后整个端口组件在现场附连至熔炉。提供可拆卸的端口还使得如果有需要则可能有一个或者多个现成的组装好的备用端口18以便非常快地更换损坏的端口。与不得不在现场将损坏的端口拆卸、修理和重新安装的现有技术已知的装置相比，这显著地减少了熔炉的停工时间。

端口18具有包括相对的侧部构件26a、26b的框架26，该相对的侧部构件中的每一个在形状上都是大致三角形的。延伸部26c从侧部构件的上部外(使用时)拐角向外伸出以限定出通道部分24。侧壁面板28(仅示出其中的一个)附连至侧部构件26a、26b的内表面以形成该端口的侧壁，并且矩形背板30安装到侧部构件26a、26b的后端面以用于在孔22周围定位在熔炉的竖直端壁20上。背板30具有与熔炉的竖直壁20内的孔22对准的孔。背板30和框架侧部构件26a、26b可以用任何适当的方法安装至熔炉的端壁20。例如，它们可通过熔炉壁20上的柱螺栓(未示出)或者通过其它接收在背板30中的相应孔31中和侧部构件26a、26b的内部竖直长度26d中的紧固件进行安装。适当的焊缝可设置在背板30和熔炉的壁20之间。

侧部构件26a、26b，侧壁面板28和背板30可由任何适当的材料制成，诸如钢，其可以是奥氏体钢。端口18的内部用耐火材料34加衬以限定出通道25和使通道25与熔炉内部流体连接的通路。耐火材料还限定出邻近端口的倾斜壁16的开口或者孔35。耐火衬套34包括位于端口的下端部的底部段34a和位于端口的上端部并且为通道部分24加衬套的通道部分34b。耐火衬套34还包括位于底部段34a上并且为端口的侧壁加衬套的两个侧壁段34c。一对板45固定到侧框架构件26a、26b的上表面以将耐火材料的侧壁段34c和通道部分34b保持到位。

从附图4可最好地看出，用于将电磁感应单元14安装至端口18的装置包括框架构件36，该框架构件安装到侧部构件26a、26b的倾斜外端面和延伸部26c的下端面，以便围绕为端口加衬套的耐火材料中的开口35。框架构件36可由任何合适材料(诸如钢)制成，并且可通过任何合适方法(诸如通过焊接或者通过合适的紧固件)固定至端口框架的侧部构件26a、26b。

框架构件36在形状上为大致矩形的但是具有相对于框架的主要段36b倾斜以装配在通道部分24下面的上部段36a。在端口18没有通道部分24的实施例中，框架构件36可以是简单的矩形框架。

框架构件36限定出环绕端口18的耐火衬套34中的孔35的开口或者窗口37，可通过该开口或者窗口插入感应单元安装装置的各部件。这些部件包括一块或者多块耐火砖42、绝缘层44和熔融材料泄漏传感器46。

耐火砖42位于限定于端口的耐火衬套34中的环绕开口35的凹部43中，以便横过孔35延伸并使该孔闭合。设置三块耐火砖，其中下部砖位于由耐火材料构成的底部段34a中的凹入部分43a中，上部砖与上部通道部分34b的下边缘48接合，而第三块砖位于其它两块之间。虽然在本实施例中使用了三块砖42，但这并不是必需的，可根据需要使用一块、两块或者三块以上的砖以便覆盖端口的耐火衬套中的孔。

耐火砖42比围绕孔的耐火衬套34薄，并且可由耐磨复合陶瓷材料制成，不过可使用其它耐用的耐火材料。耐火衬套的底部段34a和通道部分34b也可以由耐磨复合陶瓷材料制成，不过也可以使用任何合适的耐火材料。通道部分34b的底部可以与耐火砖一样厚。耐火砖42可被看作是在耐火衬套中限定出厚度减小的区域。通道部分34b的底部也可被看作是在耐火衬套中限定出厚度减小的区域。

典型地，在框架36已固定至端口之后，耐火砖42将通过窗口37插入环绕耐火衬套中的孔35的凹部43中。然而，如果需要的话，耐火砖42可在安装框架36之前安装到孔内。

绝缘层44插入框架36中的开口37内以邻接砖42的外表面和由耐火材料构成的通道部分34b的水平下表面。绝缘层包括邻近砖42定位的主绝缘板构件44a。主绝缘板构件可由任何合适的材料制成，但是在本实施例中包括陶瓷托架44b，各隔热材料44c保持在该陶瓷托架中。隔热材料在至少与端口的耐火衬套34中的开口35宽度相同的宽度上延伸。可使用任何合适的隔热材料，并且基于针对任意特定应用中的计算要求所测量的热性能和机械性能选择合适的隔热材料。在本实施例中，隔热材料包含80％或者更多的氧化铝。

陶瓷托架44b的应用为隔热材料提供了稳定性和精确的绝缘压缩力。然而，陶瓷托架的使用不是必需的，绝缘层可通过任何合适隔热材料(诸如陶瓷板和隔热衬垫的结合体)来提供。

另一绝缘板44d安放在框架36的倾斜部分36a内、邻近由耐火材料构成的通道部分34b的水平下表面。该另一绝缘板44d可由任何合适的材料制成，包括上面讨论的与主绝缘板44a相关的那些材料中的任一种。

熔融材料泄漏传感器46安放在框架36内、邻近绝缘板构件44a的外表面。该传感器可具有任何合适的形式，在本实施例中包括具有嵌入基底中的线网的传感器网。该传感器用作传感器电路的一部分以便以已知的方式来检测熔融材料的泄漏，尤其是检测熔融金属(诸如铝)的泄漏。可使用其它形式的传感器，或者在特定的应用中可省去传感器。

框架构件36中的窗口或者孔37通过安装板组件40封闭，该安装板组件固定至框架构件36的外表面。该安装板组件40可使用任何合适的方式(诸如包括柱螺栓或螺栓的可拆卸的紧固件)来固定到位。安装板组件40紧紧地固定至框架构件36，以便将耐火砖42、绝缘层44和传感器46压在它本身与为端口内部加衬套的耐火材料34之间。框架构件36用作间隔件以决定压缩量，耐火砖42、绝缘层44和传感器46被放置在框架构件下面，并且相应地选择框架的厚度以便依据砖42、绝缘层44和传感器46(在设置的情况下)的材料和尺寸来提供期望的压缩量。

如图5所示，电磁感应单元14借助于总体以50标识的构架安装至端口18。构架50布置成将感应单元14安装至端口，以使得它可在如图1和2所示的操作位置和如图5所示的非操作位置之间枢转。在操作位置，感应单元14的内端面52被保持成与安装板组件40邻接。在如图5所示的非操作位置中，感应单元14与安装板组件40间隔开。这种布置是有利的，因为感应单元14很重并且可枢转的构架使得感应单元14能够安全地安装至端口18而且以受控的方式运动到操作位置。另外，感应单元14可运动到非操作位置，以用于检查或者使得能够在其上进行工作，而不需要从端口将感应单元14完全拆卸下来。

构架50在端口18的两侧上包括下支承托架54，每一个下支承托架均安装至侧部框架构件26a、26b中的相应一个。大致U形框架56在一端可枢转地安装至下托架54，并且被构造成在三侧围绕感应单元14。感应单元上的安装凸耳(未示出)具有孔眼，该孔眼与框架56上的凸缘58中的孔眼对准以便接收用于将感应单元14固定至框架的紧固件60。如图5所示，感应单元可沿着箭头B的方向插入框架56中并且固定到位。

上支承托架62也在端口18的两侧上安装至框架构件26a、26b。上支承托架定位成当感应单元14如图5中的箭头A所示地枢转到操作位置时与框架56的上端部上的相应托架64对准。上支承托架62和相应的托架64通过使用合适的紧固件固定在一起以便将感应单元14保持在操作位置。

配合支座(未示出)设置在下支承托架和框架56上，以使框架在其处于非操作位置时保持大致水平，从而使得感应单元14可很容易地且安全地安装在框架56中或者从框架56拆卸下来。

上支承托架62和下支承托架54直接地附连至端口结构的构架26。这将由通过构架安装感应单元所引起的应力传递给熔炉，而且由此将安装装置(诸如耐火砖42、绝缘板构件44a和传感器46)中的陶瓷组件与感应单元14的安装应力隔离开。

安装板组件40将端口窗口37和耐火衬套中的孔35物理隔离开，并且在对由感应单元14产生的磁场提供最小抵抗的同时提供了结构刚性。安装板组件40具有上部段40a，该上部段相对于主要段40b倾斜以用于定位在端口的通道部分24的下面。安装板组件的主要段40b位于框架构件的主要段36b上，而且实际上形成端口斜壁16的外表面，并且为耐火衬套34中的孔35提供了外封盖。

安装板组件40的构造可从图6和图7更清楚地看到。

本实施例中的安装板组件40具有三个主要组成部分：主安装板66、覆盖构件68和另一板70。主安装板66和覆盖构件68共同形成安装板组件40的主要段40b，而另一板70形成上部段40a。安装板组件的所有组成部分都由非磁性材料制成。在本实施例中，各组成部分都由奥氏体钢制成并且焊接在一起。

主安装板66由奥氏体钢或者其它非磁性材料的单块矩形板制成。该主安装板66的外表面区域被机加工以产生限定出空气冷却通道74的叶片72。入口凹部76在通道74的一端处也被机加工到安装板的外表面区域中。该凹部将所有通道74流体互联，以使得被导引至凹部内的冷却空气可沿着每一条冷却通道流动。

在本实施例中，入口凹部76形成于通道的在使用时处于最高位置的一端处，这样空气通过通道向下流动。然而，通过通道74的空气流的方向可以倒转，以使得它从底部流向顶部。当然，通道74不需要沿着大致竖直的方向延伸，而是可大致水平地排列，以使得空气从一侧横过感应单元14流到另一侧或者沿任何其它方向流动。

安装板66可根据应用和由感应器14产生的磁场深度而具有任何合适的厚度。在本实施例中，安装板的总厚度为20mm，其中冷却通道74和入口凹部76的最大深度为大约15mm。因此，安装板66在通道的底部处具有最小厚度为5mm的内表面区域，以使得当板安装至框架36时该板形成封闭。然而，安装板66的厚度可根据需要而改变，并且可以是从10mm至30mm之间的任意值，冷却通道74(或者叶片72的高度)的最大深度可根据板的厚度在从5mm至25mm之间的任意值。板66的厚度和冷却通道74的深度被选择用于确保安装板66具有完全覆盖框架构件36中的孔或窗口37的完整的或连续的内表面区域，从而在感应单元14和耐火材料之间提供物理屏障。

覆盖构件68呈位于安装板66的边沿区域上的矩形框架的形式。安装孔78阵列沿着安装板组件40的两边和底边设置，该安装孔阵列既穿过安装板66又穿过覆盖构件68，安装板组件可借助于它们固定至框架。安装孔78位于安装板组件40的边沿区域，并且位于框架36中的孔37的外面，以使得延伸穿过孔37的安装板66的内表面区域保持完整以用作屏障，以用于阻止可能经过砖42、隔热材料44和传感器46泄漏的任何熔融流体接触感应器单元。

充气装置80一体地形成为覆盖件的上部水平构件的一部分，并且布置成在安装板66的入口凹部76的上方。该充气装置呈具有上表面82的三角形壳的形式，在该上表面中形成有两个开口84。提供用于将两个冷却风扇86安装至上表面的装置，以使得来自风扇的空气被导引至充气装置中，该充气装置将空气导引至入口凹部76并通过冷却通道74。在本实施例中，设置两个冷却风扇86，它们的尺寸适于使得每一个风扇在一个风扇失效的情况下能够产生对于系统安全操作来说足够的冷却空气流。在这一点上，应注意的是，来自任一个风扇86的空气能够流入所有冷却通道中。应当意识到的是，冷却风扇86的数目可以根据系统要求而改变。

冷却风扇86位于安装板组件40本身上并不是必要的。在一些应用中，可能期望提供远距离的空气流源并且借助于管道将空气流导引到冷却通道中。这可以与充气装置80连接，可适当地修改该充气装置的设计。当然，在不要求受迫对流的一些应用中，冷却风扇可以一起省去，以使得依靠自然对流来建立通过冷却通道的空气流动。该设备还可被修改成使用不是空气的流体来用于冷却。这可包括其它的气体或液体。

在本实施例中，覆盖组件68的矩形框架部分具有大约5mm的厚度，以使得安装板组件40的主要段40b在覆盖件覆盖安装板66的情况下具有大约25mm的总厚度。

覆盖件68的下部水平构件88覆盖安装板66的下端部和冷却通道74的与入口凹部76相对的端部区域74a。下部构件88中的开口90与通道74的端部区域74a对准以形成用于空气流的出口。加固凸缘92在出口开口90的正上方沿着覆盖构件的下部段88向外伸出。凸缘92还可用来使流过开口90的空气偏转远离感应单元14。

另一板70是平板，该平板在使用时以一角度焊接到安装板66的上端部以便在端口18的通道部分24的下方伸出。另一板70安装至框架的倾斜部分36a以封闭通道部分24的下表面，从而支承由耐火材料构成的通道部分34b和另一绝缘板44d。该另一板70还在风扇86上方延伸并保护它们。在端口18没有设置通道部分24或者通道部分24的底部已通过其它方式(诸如独立的板)封闭的情况下，可省去该另一板70。

覆盖构件68的矩形框架限定出中心矩形孔94，安装板66中的冷却通道74部分和叶片72通过该中心矩形孔露出来。当感应单元14被带到操作位置时，感应单元14的内端部位于矩形孔94内，以使得感应单元的内端面52与叶片72的外端面接触。在这个位置中，冷却通道74在感应单元的端面52与安装板66的实心(例如连续的)内表面区域之间提供空气间隙，当风扇86操作时，冷却空气可流动通过该空气间隙。这提供了受迫的冷却以降低感应器的表面温度和安装板66的温度。感应单元14周边的凸缘与覆盖构件形成密封，从而阻止空气逸出。

形成安装板组件40的一个重要方面在于需要为其提供对由感应单元14产生的磁场的最小对抗。在操作位置中，感应单元14与叶片72接触，以使得磁场只是经过安装板66而不经过覆盖构件68。通过由单块奥氏体钢机加工出安装板66，确保叶片72与内表面区域之间的完整的磁场连续性。结果，安装板66相对地不受由感应装置14产生的磁场影响。这种布置非常高效，因为在安装板66中没有诱导出磁场或者仅诱导出很有限的磁场，从而使得在感应装置经过安装板时由感应装置14产生的磁场中仅有非常少的能量损失。还有利的是，由磁场在安装板66中产生非常少的热量。

占据安装板66的由感应装置产生的磁场所经过的区域的那些叶片72b遵循非直线路径。从图7可看出，有限定出10条通道74的9个叶片72。最外面的两个叶片72a是直线的。这些叶片提供了用于安装感应器端面52的合适表面，并且位于由装置14产生的磁场的外面。两个最外面的叶片72a一半位于覆盖件68下面，一半在孔94内部露出。通过这种布置，感应单元的外侧边缘被支承在叶片72露出的一半上，而覆盖件68被支承在另一半上。内部的7个叶片72b在其大部分长度上遵循锯齿形路径，并且该设备布置成使得磁场仅在内部叶片是非直线的区域中经过安装板66。内部叶片72b的位于磁场外面的下端区域72c是直线的。中心叶片72b不是沿着锯齿形路径，而是可沿着可弯曲的替代的非直线路径。例如，叶片72b可例如遵循正弦曲线路径或者波纹状路径。

在与具有平直的或者直线形的叶片的板相比时，叶片72b的非直线形式增加了安装板66的扭转阻力，并且被认为改善了电磁场的透明性。

在本实施例中，磁场传播所经过的安装板66被制成单个一体部件，以确保完整的电连续性。由单块材料片机加工出安装板66也是一种特别方便的制造方法。然而，如果焊接的质量足够好以提供足够的电连续性，则安装板66可通过将单独的叶片焊接到平板上而制成。在一种替代布置中，另外的一个或者多个部件可设置在平板与感应单元14之间以形成冷却通道。在这种布置中，平板可由非磁性金属材料(诸如奥氏体钢)构成，而另外的一个或者多个部件例如可由非导电材料(诸如陶瓷)制成。

用于感应单元14的本安装装置相对于现有技术已知的安装装置提供了很多优点。在安装板组件40就位的情况下，该安装装置在感应器单元14的端面52与端口18的内部之间提供了很强的物理屏障，并且在感应器14就位或者没有就位的情况下能够使熔炉运转。这也就意味着感应器单元14可在不必关闭熔炉的情况下进行拆卸或者更换，从而使感应器的更换时间最小化。如果熔炉要在拆掉感应器单元的情况下运转，则覆盖板(未示出)可位于安装板66上方以封闭冷却通道74的外端面，从而使得冷却系统能够运转。

使用摆动框架56使感应单元14在操作位置与非操作位置之间枢转的能力提供了感应器单元14安全操作并且能够在现场对感应器进行维护工作。替代地，感应器单元14可被更换以便能够在熔炉的停产时间最小的情况下在很远的位置处进行维护/修理。

在端口18本身需要维护的情况下，整个端口可从熔炉拆除并且放置在夹具中，在夹具中端口可从它的使用位置旋转以协助组装/拆卸各种部件。如前面所讨论的，可提供现成的组装好的备用端口18以使得可快速地更换端口18。

所描述的安装装置尤其适用于将感应单元14安装到用于容纳熔融铝(包括铝合金)的容器，因为它抗熔融铝渗透。与陶瓷砖和隔热材料协作的冷却系统布置成将铝冷冻平面定位在感应器端面52的内侧。在通过耐火材料中的孔有泄漏的情况下，这阻止熔融铝与感应单元14接触。

但是，应该意识到安装装置可适于通过对用于各部件的材料和尺寸的适当选择而与用于容纳不是铝的其它熔融材料的容器一起使用。当然，应该理解的是位于安装板66内侧的各部件可根据特定应用的需要而改变。例如，可省去泄漏传感器46而且可改变隔热材料的性质来满足应用需要。

而且，虽然安装装置特别适用于将感应单元安装至熔炉上的端口18，但是所公开的装置可适于将感应单元安装至用于容纳熔融材料的任何容器，而且该装置例如可用于将感应单元直接安装至熔炉的壁或者底部或者甚至安装至任何其它容器。

虽然本发明已经描述了与目前被认为是最实用和优选的实施例相关的内容，但应该理解的是本发明不局限于所公开的装置，而是旨在涵盖包含在本发明的精神和范围内的各种修改和等效构造。

在本发明中使用了用语“包括”、“包含”、“含有”、“具有”的情况下，它们应该理解为指明存在指定的特征、整数、步骤或者所涉及的部件，而不排除存在或附加一个或者多个其它特征、整数、步骤、部件或者它们的组。

Claims (30)

1.用于在熔融材料中诱导流动的设备，所述设备包括：带耐火衬套的熔炉端口，所述熔炉端口包括斜壁；耐火衬套包括厚度减小的区域；由非磁性材料构成的安装板，所述安装板能拆卸地安装在熔炉端口的所述斜壁上且跨所述耐火衬套中的厚度减小的区域延伸；电磁感应单元，所述电磁感应单元邻近安装板的外端面安装；和冷却系统，所述冷却系统用于冷却安装板；

其中；冷却系统包括用于在电磁感应单元与安装板之间诱导冷却流体的流动的装置；

其中，冷却系统包括多个冷却通道，在使用时冷却流体流过所述多个冷却通道；

其中，安装板的延伸跨过耐火衬套中的厚度减小的区域的一部分具有连续的内表面区域和包括多个间隔开的叶片的外表面区域，所述叶片限定出所述冷却通道。

2.根据权利要求1所述的设备，其中叶片中的至少一些遵循横过安装板的由电磁感应单元在使用时产生的磁场所经过的区域的非直线路径。

3.根据权利要求2所述的设备，其中叶片中的至少一些遵循横过所述区域的曲线路径或者锯齿形路径。

4.根据权利要求1所述的设备，其中所述内表面区域和所述叶片由单块材料片一体形成。

5.根据权利要求1所述的设备，其中安装板由奥氏体钢制成。

6.根据权利要求1所述的设备，其中安装板的厚度在10mm至30mm的范围内。

7.根据权利要求6所述的设备，其中叶片的高度在5mm至25mm的范围内。

8.根据权利要求1所述的设备，其中安装板形成用于将电磁感应单元安装至所述熔炉端口的安装板组件的一部分。

9.根据权利要求8所述的设备，其中，安装板的延伸跨过耐火衬套中的厚度减小的区域的一部分具有连续的内表面区域和包括多个间隔开的叶片的外表面区域，所述叶片限定出所述冷却通道，所述安装板在流体冷却通道的入口端部处的外表面区域中具有凹部，所述流体冷却通道设置成使得所有冷却通道与所述凹部流体连接，所述安装板组件包括附连至安装板的罩，所述罩用于将流体的流动从流体流动源导引至所述凹部。

10.根据权利要求9所述的设备，其中所述罩包括用于安装至少一个冷却风扇的部件，该罩构造用于将空气从至少一个风扇导引到所述凹部内。

11.根据权利要求9所述的设备，其中安装板组件包括安装到安装板的外端面的覆盖构件，所述覆盖构件限定出孔口，冷却通道和叶片延伸所经过的安装板的至少一区域通过该孔口露出，电磁感应单元被接收在所述孔口中以使得所述电磁感应单元的端面邻接所述叶片。

12.根据引用权利要求11所述的设备，其中所述罩是覆盖构件的一体部分。

13.根据权利要求8-12中任一项所述的设备，其中安装板组件包括从安装板的一端部以一角度延伸的另一板。

14.根据权利要求1所述的设备，其中所述设备包括在耐火衬套中的厚度减小的区域周围安装至所述熔炉端口的框架，所述安装板能拆卸地安装至所述框架，以提供用于所述耐火衬套中的厚度减小的区域的外封盖。

15.根据权利要求14所述的设备，其中所述耐火衬套中的厚度减小的区域还包括位于所述安装板内侧的至少一块耐火砖。

16.根据权利要求15所述的设备，其中所述耐火砖或者每块耐火砖比环绕所述厚度减小的区域的耐火衬套薄。

17.根据权利要求15或16所述的设备，其中所述设备在所述至少一块耐火砖与安装板之间还包括隔热材料。

18.根据权利要求1所述的设备，其中所述设备还包括构架，所述构架用于将电磁感应单元安装至熔炉端口，以用于在操作位置和非操作位置之间进行枢转运动，在操作位置中，电磁感应单元的端面邻近安装板定位，在非操作位置中，电磁感应单元与安装板间隔开。

19.根据权利要求1所述的设备，其中当电磁感应单元安装在操作位置时，电磁感应单元的端面邻接所述叶片。

20.根据权利要求1所述的设备，其中所述熔炉端口能拆卸地安装至熔炉的壁。

21.根据权利要求1所述的设备，其中，所述安装板的厚度在15mm至25mm的范围内。

22.根据权利要求1所述的设备，其中，所述安装板的厚度在18mm至22mm的范围内。

23.根据权利要求6所述的设备，其中叶片的高度在10mm至20mm的范围内。

24.根据权利要求6所述的设备，其中叶片的高度13mm至17mm的范围内。

25.根据权利要求21所述的设备，其中，所述叶片的高度在5mm至25mm的范围内。

26.根据权利要求21所述的设备，其中叶片的高度在10mm至20mm的范围内。

27.根据权利要求21所述的设备，其中叶片的高度13mm至17mm的范围内。

28.根据权利要求22所述的设备，其中，所述叶片的高度在5mm至25mm的范围内。

29.根据权利要求22所述的设备，其中叶片的高度在10mm至20mm的范围内。

30.根据权利要求22所述的设备，其中叶片的高度13mm至17mm的范围内。