CN106232265A - 浇包加热装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种浇包加热装置，其可以实现高的热效率并防止工作环境的显著恶化。浇包加热装置(1)包括：盖部(2)，其封闭浇包(10)的上开口(11)；电阻加热器(3)，其加热浇包(10)的内部，加热器附接盖部(2)；以及防护罩(4)，其附接盖部(2)以围绕电阻加热器(3)。

Description

浇包加热装置

技术领域

本发明涉及一种用于预热并保暖在运输或供给熔融金属中使用的浇包(ladle)的浇包加热装置。

背景技术

在铸造厂中，浇包通常用于从熔炼炉或前炉中接收熔融金属，将熔融金属运输到浇铸位置，并且直接将熔融金属浇注至模具等中，或者将熔融金属转移到用于容纳熔融金属的另一个浇包或熔炉中。如果在熔融金属的运输期间，熔融金属的温度降低例如100℃，则需要在比浇铸位置所需要的浇铸温度高100℃的温度下使金属熔化。这对诸如化铁炉和感应炉的熔炼炉施加了苛刻的运行条件。

因此，当将熔融金属从熔炼炉转移时，这样的浇包被预热并且保暖以防止热量转移到内衬在浇包里的耐火物质并且避免熔融金属的温度快速降低。预热浇包并使它们保温的通常方法是使用气体燃烧器来加热内衬在浇包里的耐火物质。然而，在用气体燃烧器的加热中，高温燃烧气体保留在浇包内部中的时间段是短暂的，并且高温燃烧气体随着保持高温的气体逸出。因而，用气体燃烧器的加热在热效率方面是较差的并且还恶化工作环境，诸如具有高温、空气污染和噪声。因此，专利文献1提出了一种技术，其中浇包的内部用盖密封，双极性电极通过盖插入至浇包的内部中，并且通过电弧放电加热浇包的内部。

引用列表

专利文献

PTL 1：JP2012-055908A

发明内容

技术问题

然而，当浇包的内部通过电弧放电加热时，应该在浇包中供给不活泼气体用于电弧稳定性并且防止电极表面的氧化。这导致难以在空气中预热浇包。因此需要一种具有高的热效率并且不会显著恶化工作环境的用于在空气中加热浇包的装置。

鉴于以上描述的问题已经完成本发明。本发明旨在提供一种可以实现高热效率并且防止工作环境显著恶化的浇包加热装置。

技术方案

可以通过一种浇包加热装置实现以上描述的本发明的目的，该浇包加热装置包括：盖部，其封闭设置在浇包的顶部处的用于熔融金属的入口；电阻加热器，其加热浇包的内部，加热器附接盖部；以及防护罩，其附接盖部以围绕电阻加热器。

根据本发明的优选实施例，防护罩包括在竖直方向上延伸的多个竖直框架构件，多个竖直框架构件被设置为围绕电阻加热器；以及多个水平框架构件，其水平地横跨多个竖直框架构件之间的间隔。

根据本发明的进一步优选实施例，多个水平框架构件中的一个横跨多个竖直框架构件的下端部分之间的间隔。

根据本发明的进一步优选实施例，浇包加热装置进一步包括支架，其从下方支撑盖部并且使电阻加热器保持悬停。

根据本发明的进一步优选实施例，在盖部的表面上设置隔热材料，该表面与浇包接触。

技术效果

本发明的浇包加热装置可以阻止热逸出，因为在浇包的开口用盖部封闭时，用附接盖部的电阻加热器加热浇包的内部。因此，可以有效地加热浇包的内部，并且由于通过向电阻加热器施加电流执行加热，也可以防止在用燃烧器加热中可能发生的工作环境的显著恶化。另外，加热可以在空气中执行；因此，与电弧放电加热不同，不需要对浇包的内部使用不活泼气体气氛。由于电阻加热器被防护罩围绕，可以防止其在浇包加热装置的运输期间或将浇包加热装置附接浇包期间撞击某物并损坏。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的浇包加热装置的透视图。

图2是浇包的示意性截面图。

图3是图1中示出的浇包加热装置的平面图。

图4是沿着图3中示出的A-A线截取的示意性截面图。

图5是沿着图3中示出的B-B线截取的示意性截面图。

图6是当浇包加热装置附接浇包时的示意性截面图。

图7是支架的透视图。

具体实施方式

参照附图，在下面描述根据本发明的一个实施例的浇包加热装置。浇包加热装置1加热浇包10以将熔融金属(molten metal)从用于容纳熔融金属(未示出)的熔炼炉或炉膛运输到浇铸位置。更特别地，浇包加热装置1预热并且保暖浇包10以防止当从制成熔融金属的熔炼炉中将熔融金属转移到浇包10时浇包10中的高温熔融金属的温度快速下降。如图1中所示，浇包加热装置1包括盖部2，至少一个电阻加热器3以及防护罩4。

如图2所示，浇包10是带有底部的圆柱形容器并且包括能够包含熔融金属的内部空间和在顶部的开口11。浇包10通过用隔热材料10C和耐火隔热材料10B内衬由诸如钢的金属制成的壳10A形成，其中隔热材料10C诸如隔热砖、陶瓷纤维、隔热板、或砂浆，耐火隔热材料10B由诸如耐火浆料或耐火塑料的耐火材料形成。浇包10设置有能够将在内部空间中包含的熔融金属倾倒出来的浇注部分12。可以通过倾斜浇包10将浇包10中的熔融金属从浇注部分12的尖端部分处的开口(浇注开口)倾倒出来。如有必要，利用盖(未示出)将浇包10的上开口11封闭。

如图1和图3-6中所示，盖部2以能够覆盖浇包10的上开口11的尺寸形成，并且用于封闭浇包10的上开口11以尽可能地密封内部空间并防止在浇包10的加热期间热逸出浇包10。浇包10的内部空间不需要被完全密封。通过用隔热材料21内衬由诸如钢的金属制成的外壳20形成盖部2。隔热材料21被设置在与浇包10接触的盖部2的表面上。例如，陶瓷纤维、隔热浇注料等，可以用作隔热材料21。以包括外壳20和隔热材料21的两层结构形成盖部2使得能够有效地限制浇包10的内部空间中的热以从而在浇包10的加热期间有效地加热浇包10。此外，在盖部2中，适当地形成通孔23。至少一个电阻加热器3的部分和防护罩4的部分穿透通孔23。另外，在盖部2的上表面上设置一对插入部分22。每个插入部分22具有用于插入叉式升降机的叉部分的叉槽。

如图1和图6中所示，至少一个电阻加热器3是由导电材料制成的加热元件形成的加热装置并且附接盖部2，其中导电材料由于当施加电流时的焦耳热而产生热。在本实施例中，三个电阻加热器3附接盖部2并且沿着圆周方向以等间距设置。在本实施例中，每个电阻加热器3以具有一对端部分30a和30b的U形形成。每个加热器的两个端部分30a和30b穿透并暴露在盖部2上，并且通过安装基座32固定至盖部2。金属端子(未示出)被设置在每个电阻加热器3的两个端部分30a和30b的每一个中并与被连接至单个耐热引线31。每个引线31将相邻的电阻加热器3的一个端部分30a和一个端部分30b连接。每个引线31连接到电力供应装置(未示出)，并且因此电流可以施加至每个电阻加热器3。

形成每个电阻加热器3的加热元件可以由诸如铁、铜、或不锈钢的金属材料形成。形成每个电阻加热器3的加热元件也可以由诸如碳化硅或二硅化钼的陶瓷材料形成。如果加热元件由陶瓷材料形成，可以增加单位面积上产生的热的量，因此当使用时能使加热器的温度增加到更高的温度。然而，相比于当加热元件由金属材料形成时，当加热元件由陶瓷材料形成时，加热器更可能被损坏。在本实施例中，下文描述的防护罩4的使用可以防止加热器的损坏；因此，当陶瓷材料用于加热元件时，可以安全地使用加热器并且当使用时其温度可以增加到更高的温度。

如图1和图6中所示，防护罩4附接盖部2以便围绕电阻加热器3。由于如果电阻加热器3由例如陶瓷制成而有可能被损坏，防护罩4围绕并保护电阻加热器3并且因此在浇包加热装置1的运输期间或浇包加热装置1附接浇包10期间防止电阻加热器3撞击某物并损坏。在本实施例中，防护罩4是框架型的并且包括在竖直方向上延伸的多个竖直框架构件40、被设置以围绕电阻加热器3的多个竖直框架构件40以及水平地横跨多个竖直框架构件40之间的间隔的多个水平框架构件41。电阻加热器3放置在由多个竖直框架构件40围绕并且竖直延伸的空间中。竖直框架构件40是例如棒状的或管状的钢竖直框架构件。在本实施例中，三个竖直框架构件40沿着圆周方向以等间距设置。每个竖直框架构件40的上端部分40a穿透并暴露在盖部2上，并且通过安装基座42固定至盖部2。竖直框架构件40的下端部分40b延伸到电阻加热器3的下端部分下方的位置。水平框架构件41也是例如棒状的或管状的钢水平框架构件。在本实施例中，具有如在平面图中所见的环形形状的三个水平框架构件41通过焊接等在竖直方向上以多层配置被固定至多个竖直框架构件40。最下方水平框架构件41固定至多个竖直框架构件40的下端部分40b。最下方水平框架构件41允许浇包加热装置1单独地站立。

围绕电阻加热器3的防护罩4需要被设置在浇包10内衬有其的耐火隔热材料10B和每个电阻加热器3之间的合适位置处。这是因为以下原因：如果防护罩4太靠近电阻加热器3，由于来自电阻加热器3的辐射热使得防护罩4的温度变高，导致强度下降；如果防护罩4离电阻加热器3太远，其不能够用于各种形状的浇包10。围绕电阻加热器3的防护罩4优选地具有多个开口以便不阻挡从电阻加热器3到浇包10的内表面上的耐火隔热材料10B的辐射热。

然后，通过使用如上所述配置的浇包加热装置1加热浇包10的内部的方法在下文描述。首先，用起重机、叉式升降机等将电阻加热器3附接其的盖部2提起并且放置在浇包10上方。然后，将盖部2放下以将电阻加热器3设置在浇包10中并用盖部2封闭浇包10的上开口11。在这种情况下，优选地使用耐热(例如碳基的)密封材料、陶瓷纤维缓冲材料等以大体上密封盖部2和浇包10之间的空间。从电力供应装置(未示出)向电阻加热器3施加电流以将电阻加热器3的温度增加到高温，从而从内部加热浇包10。热电偶等可以附接浇包10的外围表面以测量浇包10的加热温度。可以通过调节施加至电阻加热器3的电压控制浇包10的加热温度。

在用盖部2封闭浇包10的上开口11时，因为浇包10用附接盖部2的电阻加热器3加热，因此如上所述配置的浇包加热装置1可以阻止热逸出到浇包10的外部。因此，浇包10可以被有效地加热，并且由于通过将电流施加至电阻加热器3来执行加热，所以也可以防止在利用燃烧器的加热中可能发生的工作环境的显著恶化，诸如高温、噪声和环境污染。另外，可以在空气中执行加热；因此，与电弧放电加热不同，不需要对浇包10的内部空间使用不活泼气体气氛。

表1示出直到浇包10的加热温度上升到预确定温度(150℃、200℃、250℃)，在利用本实施例(示例)的浇包加热装置1加热浇包10和利用气体燃烧器(对比示例)加热浇包10之间所使用的时间和能量的比较。所使用的浇包10的尺寸如下：上端部分的直径是750mm，上开口11的直径是610mm，下端部分的直径是650mm，内部空间的底部的直径是510mm，高度是980mm，壳的厚度是16mm，内衬浇包10的隔热材料和耐火材料两者的总厚度是70mm。使用由陶瓷制成并且每个具有1200mm的高度和25mm的直径的三个U形电阻加热器3加热浇包10。电功率是37kWh，并且能量的量是31,835.5kcal/h。对于气体燃烧器，使用城市煤燃气，热量是46MJ/m³，所使用的气体的量是4m³/h，并且能量的量是43,977.1kcal/h。浇包10的加热温度在浇包10的上端部分以下450mm并距浇包10的内表面36mm深度的位置处测量。

[表1]

表1示出相比于用气体燃烧器加热，当使用如本实施例的浇包加热装置1中的电阻加热器3执行加热时，达到每个预定加热温度所需要的时间段较短，并且因此示出使用电阻加热器3加热可以快速地增加浇包10的内部温度。能量的量的比较示出当用电阻加热器3执行加热时所使用的能量的量不超过当用气体燃烧器执行加热时所使用的能量的量的一半，并且示出随着加热温度增加，当用电阻加热器3执行加热时所使用的能量的量与当用气体燃烧器执行加热时所使用的能量的量的比例减小。因此，本实施例的浇包加热装置1可以实现高的热效率并且节约能量。

此外，由于电阻加热器3由防护罩4围绕并保护，可以在浇包加热装置1的运输期间或将浇包加热装置1附接浇包10期间防止电阻加热器3撞击某物并损坏。

另外，由于隔热材料21设置在与浇包10接触的盖部2的表面上，因此在浇包10的加热期间可以有效地将热限制在浇包10的内部空间中以因此有效地加热浇包10。

而且，陶瓷加热器作为电阻加热器3的使用可以增加单位面积热产生的量；因而，浇包10可以被更有效地加热。

上文描述了本发明的一个实施例；然而，本发明的实施例不限于此。例如，在以上实施例中电阻加热器3是U形的，但是其可以具有各种形状。另外，在以上实施例中，盖部2包括隔热材料21，但是其可以不包括隔热材料21。另外，在以上实施例中，防护罩4的最下方水平框架构件41被固定至多个竖直框架构件40的下端部分40b，并且因此浇包加热装置1可以单独地站立；然而，最下方水平框架构件41不需要必须固定至多个竖直框架构件40的下端部分40b。最下方水平框架构件41可以固定在下端部分41上方的位置处。进一步地，防护罩4可以具有各种形状只要其具有开口以便不阻挡从电阻加热器3到浇包10的内表面上的耐火材料的辐射热。用于围绕电阻加热器3等以防止与外部接触的安全栅可以被设置在盖部2的上表面上。

另外，如在图7中所示，浇包加热装置1可以进一步包括支架5，其从下方支撑盖部2并使电阻加热器3保持悬停。当不使用(在备用期间)时，即，当未对浇包10执行加热时，支架5用于允许浇包加热装置1单独地站立。支架5包括可以单独地站立的框架50和从下方支撑盖部2的支撑构件51，支撑构件51附接框架50。框架50包括具有如在平面图所见的环形形状的一对上水平框架5和下水平框架52以及将一对上水平框架和下水平框架52连接的多个竖直框架53。防护罩4放置在由多个竖直框架53围绕并竖直延伸的空间中。竖直框架53是例如棒状的或管状的钢竖直框架。在本实施例中，六个竖直框架53沿着圆周方向以等间距设置。竖直框架53的长度被设置为长于防护罩4的竖直框架构件40的长度。水平框架52也为例如棒状的或管状的钢水平框架，并且水平框架52的外部形状被形成为稍小于盖部2的外部形状。支撑构件51被固定至上水平框架52。在本实施例中，三个支撑构件沿着圆周方向以等间距设置。当在垂直截面图中观看时，支撑构件51具有弯成L形的形状。每个支撑构件51包括具有弯曲以符合盖部2的外围表面的形状的竖直引导部分54，以及垂直于引导部分54的水平基底部分55。盖部2放置在支架5的基底部分55上，从而当不使用(在备用期间)时，即当未对浇包10执行加热时，使得浇包加热装置1单独地站立。

参考数字的描述

1:浇包加热装置

2:盖部

3:电阻加热器

4:防护罩

5:支架

21:隔热材料

40:竖直框架构件

41:水平框架构件

Claims (5)

1.一种浇包加热装置，其包括：

盖部，其封闭设置在浇包的顶部处的开口；

至少一个电阻加热器，其加热所述浇包的内部，所述加热器附接所述盖部；以及

防护罩，其附接所述盖部以围绕所述电阻加热器。

2.根据权利要求1所述的浇包加热装置，其中所述防护罩包括：

多个竖直框架构件，其在竖直方向上延伸，所述多个竖直框架构件被设置为围绕所述电阻加热器；以及

多个水平框架构件，其水平地横跨所述多个竖直框架构件之间的间隔。

3.根据权利要求2所述的浇包加热装置，其中所述多个水平框架构件中的一个横跨所述多个竖直框架构件的下端部分之间的间隔。

4.根据权利要求1所述的浇包加热装置，其进一步包括从下方支撑所述盖部并使所述电阻加热器保持悬停的支架。

5.根据权利要求1所述的浇包加热装置，其中在所述盖部的表面上设置隔热材料，所述表面与所述浇包接触。