CN1043648A - 耐火连接装置及其感应线圈 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在装有金属熔液的容器和金属熔液排出装置之间的耐火连接装置，尤其是金属熔液的耐火浇口。为了避免金属熔液凝结和金属熔液的成分沉积在浇口壁的内表面上，本发明基本的建议是，浇口内壁全部或部分地由至少在金属熔液的液相温度时导电的并可借助于一个感应线圈感应加热的陶瓷材料制成，或含有这种材料。本发明还涉及为此目的专门设计的可经济地使用的感应线圈，但这种线圈也可用于其它场合。

Description

本发明涉及一种在装有金属熔液的容器和金属熔液排出装置之间的耐火连接装置，尤其是金属熔液的耐火浇口。
若所涉及的是金属熔液（例如钢水）注入薄板坯结晶器中的浇口。由于浇口横截面较小，存在着金属熔液的凝固问题和由于不希望的沉积（例如金属熔液中氧化铝沉积）而引起的润滑问题。
本发明的目的是制成一种上文所述类型的耐火浇口，这种浇口可以可靠地免除上述缺点。
按本发明主要通过下列措施达到这一目的，即浇口内壁全部或部分由一种至少在金属熔液的液相温度时导电的、并可借助于一个初级线圈感应加热的陶瓷材料制成或含有这种材料。
因此，借助于在例如已由流过的金属熔液加热了的浇口规定区域内感应加热，可以以经济的方式避免金属熔液的凝结或不希望的沉积。所要求的导电性至少应在金属内壁被金属熔液本身加热后达到的温度下已经开始具有，并在此温度以上保持住，至少持续到金属熔液的液相温度或高于比液相温度。
在一些感应电炉中已知，其炉膛壁用围绕着它们的感应线圈加热（例如参见GB2121028A）。
还已知在一种调节连续浇注时金属熔液流量的装置（见EP0155575BI）中，设置一个同心地绕浇注管的电磁线圈，以便在线圈通电时用电磁收缩浇注射流，因而减小了通流有效截面。还可以在只以很小的间距绕浇注管的线圈作用范围内，感应加热金属熔液。然而金属熔液的凝结以及不希望产生的例如氧化铝在浇口壁内表面上的沉积均不能避免。
本发明使现有的感应线圈得到完全新颖的应用，并通过使浇口壁本身感应加热到使所有有害的伴生现象均得以避免的所需温度，并保持在这一温度，可靠地避免了金属熔液在耐火浇口中不希望产生的凝结和从金属熔液中产生不希望的沉积。
在一定的前提条件下，可以不是浇口的全长，而只是浇口壁的一段长度用导电陶瓷制成或含有这种材料，感应线圈则配属于这一段长度。浇口特别长时，恰当的做法是可以有二个或多个彼此间隔一定距离的这种长度段，这样当金属熔液流过浇口时可以保证加温到所需温度，即加温到防止金属熔液凝结和例如氧化铝沉积的温度。
在本发明的范围内，作为可感应加热的导电陶瓷材料首推ZrO2或具有ZrO2。已证实这种材料适用于制作感应线圈的外壳，并具有特别良好的耐金属熔液侵蚀和抗腐蚀的性能。
为了使电磁线圈与可感应加热的导电陶瓷材料有效地热耦合，最好借助于Y2O3、CaO和/或MgO使ZrO2稳定化。
在本发明的一种特殊的设计中，可以使初级线圈本身也用陶瓷材料制成，当考虑到能量方面的原因不应当进行冷却时，这样做是特别有利的。
在这样情况下，最好使初级线圈成为浇口壁本身的一个组成部分，例如将其埋入壁中。
当按本发明的另一种设计使初级线圈的功率可调时，便可以变化加热温度，以调节金属熔液的温度和/或防止、消除从金属熔液中发生沉积。
针对这里所列举的种种使用目的，频率应最好在3至10MHz范围内。
本发明涉及一种新型的至少具有一个初级线圈的感应器，以加热可导电材料，尤其是可导电的陶瓷材料或由这种材料制成的零件。用导电陶瓷材料制造线圈，使本发明的优点更为突出。因此，本发明所提出的目的是在经济的方式下使感应线圈能持久工作的情况下达到的。如采用金属线圈时的那种冷却，在这里是不需要的。
按本发明的另一个建议，这种感应线圈可用于感应加热导电材料制的零件，尤其是管状零件，首先是用来感应加热在装有金属熔液的容器和排出装置之间的连接装置，（例如以上所描述的那种耐火浇口）。在这些情况下，线圈最好围绕着这个零件，或装在它的壁中。
其它的目的、特征、优点和使用可能性，在下面通过对附图表示的实施例所作的说明中给出。所有用文字说明和/或用图表示的特征本身或任何有意义的组合，均构成了本发明的内容，并与权利要求中对它们的概括或其相互关系无关。
附图有：
图1    显示本发明的耐火浇口垂直剖面示意图，以及
图2    按本发明另一种结构形式的浇口相应于图1的剖视图。
按图1用于连续浇注设备的耐火浇口，有一个围着流动通道3的浇口内壁1。在图示情况下，沿浇口内壁1的全长L，并与之相隔一定距离地，环绕着一个初级线圈4。为初级线圈4设置一个防止散射并可加以冷却的金属屏蔽罩5。在屏敞罩5和浇口内壁1的外壁面6之间构成的空腔7中，可填充一种绝热材料，例如为ZrO2粒状体。初级线圈4可与一个和频率有关的功率可调电源相连。在这种情况下，构成流动通道3边界的浇口内壁1的内壁面2，可以有控制地加热到所需程度，即在通过流过的金属熔液加热壁后保持在所需温度，以免金属熔液凝结。内壁面2上可有一与钢水电绝缘的层或外壳。
在图2所示的结构形式中，初级线圈4同样沿浇口内壁1的全长L延伸。与图1所示的区别在于，初级线圈4埋入设计得较厚的浇口内壁1中。必要时进行冷却的金属屏蔽罩5，在此处是直接与浇口内壁1的外壁面6接触的。在按图2所示的结构形式中，内壁面2上也可有一个与钢水电绝缘的层或外壳。
可将初级线圈4设置成使它的感应磁场平行或垂直于浇口轴线。
所示的两个实施例中，初级线圈4本身可以用导电陶瓷材料制成，这样线圈本身不需冷却。配备有这种线圈4的装置也可以用于其它的加热目的。
符号表
1    浇口内壁
2    内壁面
3    流动通道
4    初级线圈
5    屏蔽罩
6    外壁面
7    空腔
L    长度段

Claims (12)

1、在装有金属熔液的容器和金属熔液排出装置之间的耐火连接装置，尤其是钢水的耐火浇口，其特征为：浇口内壁(1)全部或部分地由一种至少在金属熔液的液相温度时导电的并可借助于初级线圈(4)感应加热的陶瓷材料制成，或含有这种材料。
2、按照权利要求1所述之耐火连接装置，其特征为：浇口内壁（1）的一段长度（L）用导电陶瓷材料制成，或含有这种材料，而这一段长度（L）是可感应的。
3、按照权利要求1或2所述之耐火连接装置，其特征为：导电陶瓷材料是ZrO2或具有ZrO2。
4、按照权利要求3所述之耐火连接装置，其特征为：借助于CaO或MgO或尤其是Y2O3使ZrO2稳定。
5、按照权利要求1至4之一所述之耐火连接装置，其特征为：初级线圈（4）用导电陶瓷材料制成。
6、按照权利要求1至5之一所述之耐火连接装置，其特征为：初级线圈（4）是浇口内壁（1）的组成部分。
7、按照权利要求1至6之一所述之耐火连接装置，其特征为：初级线圈（4）的输出功率可通过与频率有关的电源来调节。
8、按照权利要求1至7之一所述之耐火连接装置，其特征为：电源的频率在3至10兆赫范围内。
9、加热导电材料，尤其是加热导电陶瓷材料或由这种材料制成的零件的感应线圈，其特征为：它的初级线圈（4）用导电陶瓷材料制成。
10、应用按权利要求9所述之感应线圈，以感应加热由导电材料制成的零件，尤其是管状零件，特别是感应加热在装有金属熔液的容器和金属熔液排出装置之间的连接装置，如按照权利要求1至8之一所述之耐火浇口。
11、应用按权利要求9所述之感应线圈，以感应加热由导电材料制成的零件尤其是管状零件和/或感应加热在它们内部装有导电液体，尤其是金属熔液的零件。
12、应用按权利要求11所述之感应线圈，以移动，尤其是输送液体和/或搅拌液体。
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