[發明專利]帶陶瓷襯套的溝槽式感應器

有效

• 申請號: 201180017013.4
• 申請日: 2011-03-29
• 公開（公告）號: CN102834685A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 達恩·肯尼思·湯普森;內加·塞塔吉烏;威廉·約瑟夫·格利森;格里·卡多佐;約翰·安東尼·斯平克;克雷格·魯爾斯頓
• 申請（專利權）人: 藍野鋼鐵有限公司
• 主分類號: F27B1/00
• 分類號: F27B1/00;F27D1/10
• 代理公司: 北京信慧永光知識產權代理有限責任公司 11290
• 代理人: 褚海英;陳桂香

技術領域

本發明涉及有芯感應爐（channel?induction?furnace）的溝槽式感應器（channel?inductor）。

特別地，本發明涉及溝槽式感應器的熔溝襯套（channel?liner）。

本發明還涉及有芯感應爐。

背景技術

有芯感應爐在工業被上被用于熔化金屬（包括金屬合金）并且使該金屬保持在熔融狀態。例如，在電鍍和鑄造等行業中有芯感應爐被用于熔化含鋅合金和含鋁合金（包括含Al/Zn的合金），并且將這些合金保持在熔融狀態。

已知的有芯感應爐包括：（a）鋼制外殼；（b）外殼內由諸如硅酸鋁系（aluminosilicate）耐火材料制成的襯里（lining）；（c）由帶耐火材料襯里的外殼限定的用于容納熔融金屬池的坩堝（pot）；以及（d）用于加熱金屬的一個以上的溝槽式感應器，該溝槽式感應器與所述外殼連接，并且通過喉部（throat）與所述坩堝流體連通，所述喉部經過所述帶耐火材料襯里的外殼延伸至所述溝槽式感應器中的入口。

溝槽式感應器包括：（i）鋼制外殼；（ii）諸如硅酸鋁系耐火材料（耐火澆注料（castable?refractory）或者干式振動料（dry-vibratable?refractory））制成的襯里；（iii）由帶耐火材料襯里的外殼限定的熔溝，所述熔溝形成使熔融金屬從坩堝通過熔溝流回到坩堝中的路徑；以及（iv）產生電磁場的電磁線圈。在任意給定時間，熔溝中的熔融金屬成為變壓器的次級電路，并且被電磁場的感生電流加熱并保持在熔融狀態。溝槽式感應器是外殼上的鎖銷式組裝件（bolt-on?assembly）。選擇形成上述襯里的耐火材料使其適應具體的機械要求、隔熱要求和耐鋁和/或鋅的化學侵蝕的要求的范圍。從需要不同的材料特性的意義上而言，這些要求在一定程度上是相互矛盾的要求，并且因此上述耐火材料的選擇往往是折衷方案。

溝槽式感應器在含鋅和含鋁合金中的壽命是有限的，并且通常在以下狀況下失效：

●在加熱、干燥或工作時耐火材料的開裂，特別是沿著溝槽式感應器的中心面的開裂，以及隨后鋅和/或鋁金屬或者鋅蒸汽滲透到上述裂縫中使得裂縫延展，最終導致金屬從溝槽式感應器漏出。

●另外，在含鋁的合金的情況下，通過鋁對耐火材料中的SiO₂的還原，形成了Al₂O₃和Si，這伴隨著耐火材料的體積的減少以及耐火材料的穿透和/或剝落。

典型地，在含鋁合金中的溝槽式感應器的壽命是6-24個月，并且這是金屬涂鍍生產線停工的主要原因之一。

上述論述并不旨在作為在澳大利亞和其它地方的一般常識的聲明。

發明內容

本發明提供了一種有芯感應爐的溝槽式感應器，所述溝槽式感應器包括熔溝襯套，所述熔溝襯套限定了熔融金屬流過溝槽式感應器的熔溝，所述熔溝襯套包括針對熔融金屬的入口和出口以及用于將所述熔溝襯套安裝至所述有芯感應爐的坩堝的耐火材料襯里的法蘭，并且所述熔溝襯套是由耐所述熔溝中的所述熔融金屬的化學侵蝕的陶瓷材料形成的，從而使得在所述有芯感應爐的使用中，所述熔融金屬與所述溝槽式感應器之間的直接接觸限于僅與所述熔溝襯套（包括所述法蘭）接觸，并且所述熔融金屬不與所述溝槽式感應器的其它部分接觸。

術語“化學侵蝕（chemical?attack）”在這里被理解為指耐火氧化物的（在此情況下，通過與爐中的諸如鋁等熔融金屬的接觸）熱力學還原（thermodynamic?reduction）或者熔融金屬（諸如鋅或鋁或Zn-Al合金）或蒸汽（諸如鋅）對耐火材料的滲透。

所述熔溝襯套的上述結構使得所述溝槽式感應器的不同部分能夠由不同的材料制成，使得所述不同的材料中的各者在所述溝槽式感應器的該部分所需的特性的方面是最佳選擇。具體地：

●所述熔溝襯套可以是由耐坩堝中的熔融金屬（諸如含鋁和/或鋅的合金）的化學腐蝕的材料形成的。因此，在所述熔融金屬是含有鋅和含有鋁的合金的形式的情況下，降低了鋅蒸汽或者含有鋅或含有鋁的熔融合金滲透過襯套進入形成所述熔溝襯套的支撐體的耐火材料中的風險。這種效果在所述襯套被制成單體單元的情況下尤其明顯。

●形成所述溝槽式感應器的熔溝襯套支撐體的耐火材料（可能是澆注料和干式振動料）能夠對隔熱材料特性和機械強度特性進行優化，從而使得所述熔溝襯套的完整性在有芯感應爐加熱、干燥或工作期間不受損害。

所述熔溝襯套可以形成為單體單元。

所述熔溝襯套可以是任何合適的形狀。