CN1068536C - 感应器的工作方法和实施此方法的感应器 - Google Patents

Abstract

在熔体容器流出装置的感应器工作方法中，感应器在一个工作阶段与一个导电的模制件感应地耦合，并借助于一种流体冷却。在另一个工作阶段，感应器电气去耦，并借助于一种流体冷却。

Description

感应器的工作方法和实施此方法的感应器

本发明涉及一种感应器的工作方法和实施此方法的感应器。

按照先有技术，感应器在工作中水冷。为此，感应线圈有空心横截面，以构成冷却通道(见EP0291289B1,EP0339837B1)。水冷用于防止感应器过热。但是水冷有缺点，万一不密封导致可能有害的无论如何不希望的水蒸气形成并进入熔池中。

在DE4136066A1中介绍了一种冶金容器的流出装置和打开与关闭出口衬套的方法。感应器相对于出口衬套置于不同的移动位置，以影响感应器和出口衬套之间的热传导。在第一个移动位置，在感应器与出口衬套之间的间隙形成了隔热装置，以及通电的冷却式感应器感应地熔化在出口衬套内存在着的金属塞。

在第二个移动位置，在感应器和出口衬套之间建立起传热的连系。其中流过冷却介质的感应器断电。由此而实现的出口衬套冷却，可使金属熔体在出口衬套中凝固。为了使感应器能在这两种工作阶段(移动位置)中工作，它必须作机械运动。这就需要相应的操纵和控制设备。

在专利申请P4428297中介绍了在一种熔体容器流出机构处的感应器，它直接装在熔体容器的底部中，或装在熔体容器底部的一个空心砖中。此感应器不能相应于DE4136066A1那样工作，因为它不能相对于出口衬套移动。

本发明的目的是提供一种用于感应器的可变的工作方法和实施此方法的感应器。

为实现上述目的，按本发明的一个方面，提供了这样一种感应器的工作方法：在一个工作阶段感应器与一个导电的模制件感应地耦合并借助于一种流体冷却，以及，必要时在另一个工作阶段电磁去耦并借助于一种流体冷却。

按本发明的另一方面，还提供了一种用于实施上述方法的感应器，它具有用于冷却流体的一个或多个输入装置和一个或多个排出装置。

所说明的这种工作方法的优点是，它可以以多种方法适应工作条件。通过相应地确定加热功率和冷却功率，可将感应器应用于加热或冷却在流出装置中的熔体，如空放喷嘴(Freilaufdüsen)、通道、塞棒、闸板和管子塞头中的熔体，或应用于加热或冷却在送料溜槽和/或容器中的熔体。它也可用于熔化或凝固金属或非金属，尤其是非金属的炉渣和/或玻璃。它也可用于加热构件，容器或传送机构，它们与熔体接触。

感应器在工作阶段中不必运动也是有利的。因此，它可以埋入流出装置或与之刚性连接。

在所介绍的方法中，在工作阶段可以用不同的流体进行工作，如液化气体、干冰、水或气体，尤其是压缩空气。最好不用水。应用液化气体或干冰作为一个工作阶段(此时需要高的冷却功率)的冷却剂是有利的，因为在流出和万一漏泄到液化气体或干冰的导引装置中时，  不会导致危险的水蒸气或爆轰气形成并与熔体接触。

在另一个工作阶段(此时较小的冷却功率便已足够)可以用压缩空气作为冷却剂进行工作。应用压缩空气是有利的，因为它使用简单和便宜，而且同样不会产生与用水冷却相关的问题。

在一种作为举例的工作方法中，在至少熔体容器的流出装置中，在第一个工作阶段用感应器加热熔体。此时，感应器与流出装置耦合或与一个不导电的模制件连接，感应地直接与在模制件中的导电熔体耦合。也就是说，第一个工作阶段用于加热熔体或流出装置。在这种情况下，必要时还可以熔化在流出装置中凝固了的熔体塞。在第一工作阶段中，感应器以很高的电功率工作，所以在塞子的热膨胀起作用之前，在塞子处形成了一个熔化的边缘区，所以塞子冲开了围绕着它的耐火材料。在塞子逐渐膨胀时排挤了边缘区液态层。此外，在这些高起动功率的情况下，业已证实，作为用于感应器的足够的冷却剂为一种流体，例如液化气体或干冰和尤其还有压缩空气。

在另一个工作阶段中，熔体没有或只有较少量的再加热地自由流出，  此时通过减小或切断感应器的电功率亦即电去耦有较小的冷却功率便已足够。在这种情况下借助于流体，最好压缩空气冷却。若在熔体容器上设置多个并列的流出装置，以及在一个或多个流出装置处由于温度较低而出现熔体流量降低时，则可以通过增大电功率或减小冷却功率对流出装置再加热，使得所有的流出装置有相同的熔体流量。在这种情况下也可以补偿不同的热辐射。

在还有一个工作阶段中熔体可以被冷却。此时感应器断电。感应器的冷却装置继续工作，并最好用水、液化气体、干冰或压缩空气以高的冷却功率进行。这一工作阶段尤其是用来凝固在流出装置中的熔体，以有目的地中断熔体流。

通过相应地选择冷却功率，还可以使侵入有可能产生的流出装置裂缝中的熔体在那里凝固，从而使裂缝封闭。

还可以将一部分熔体凝固在模制件的壁上作为一个凝固层。

本发明其他有利的设计由从属权利要求和下面的说明中给出。在附图中有：

图1实施此方法的设备示意图；

图2至6在螺旋形感应器中输入和排出冷却流体的各种可能性；

图7带冷却流体输入和排出装置的平面螺线状感应器；

图8由螺旋形和平面螺线形感应器部分组成的感应器；以及

图9感应器的一种改型设计。

在熔体容器的底部1中装入了一个感应器2。它由一个具有空心横截面的导电感应线圈组成，空心横截面构成冷却流体的冷却通道3。感应器2借助于电接头4、5与电源连接。

感应器2围绕着一个在底部1中用作流出装置的耐火陶恣材料的空放喷嘴6(模制件)。它构成了熔体流动的一个通道7。

冷却通道3一端与输入管8连接，另一端与排出管(9)连接。输入管(8)在三通阀10的上方，此三通阀10与液化气体的压力罐11或干冰容器以及与压缩空气源12相连。干冰也可以条或筒的形式插入输入管中。

上述装置的作用方式举例如下：

若现在从下列情况出发，即，熔体流被在通道7中按要求凝固了的熔体塞中断，而此熔体流应当开通时，则在第一工作阶段中感应器2接通高的电功率，以及三通阀10置于使来自压力罐11的液化气体转化为气态并通过冷却通道3流动。液化气体可例如为液氮。也可以考虑用固体CO₂(干冰)，尤其是压缩空气。加热了的感应器2用液化气体冷却。感应器或者感应地与空放喷嘴6或与一个围绕着空放喷嘴的磁导体耦合，然后它们通过热传导熔化在通道7中的金属塞；或者感应地直接与熔体亦即金属塞耦合，所以同样可将其熔化。

金属塞熔化后熔体流被开通。现在可以降低或切断感应器2的电功率，因为只有较小的或没有再加热的需求。因此，冷却功率也可以减小。为实现这一点，最晚在现在将三通阀10转接到压缩空气源12上。所以在备用阶段冷却通过空气进行，这样做可以限制液化气体的消耗量。

若在底部，设有多个带感应器的空放喷嘴，则这些感应器可以单个地控制，使得通过空放喷嘴流出相同的熔体流量。

若在工作中在空放喷嘴6中出现了裂纹并有熔体流入，那么可以控制冷却装置，使得侵入裂纹中的熔体凝固在裂纹中，但是熔体主流仍继续径通道7流动。

若要中断熔体流，则将感应器2断电，三通阀10重新与压力罐11连通，或提高压缩空气流量。现在感应器2以较高的冷却功率冷却，  因此在这种情况下通过传热冷却空放喷嘴6，以及，在通道7中的熔体凝固成一个用于中断熔体流的塞棒。

在上述工作阶段中，冷却剂从排出管9流出。它们可以无害地直接释放到周围环境中去。在此工作阶段中，在感应器2中汽化的液化气体或被加热的压缩空气流出。

在需要时，液化气体也可以在一个封闭的回路中循环流动。为此在图中用虚线表示了一个装置。此装置在排出管9处设有另一个三通阀13，它一端与气体出口14相通，另一端通向液化气体回收器15，例如压缩机，此回收设备与三通阀10连接。

上述装置也可应用于熔体容器的另外的流出装置中，例如感应器2不是装在熔体容器的底部1中，而是安装在闸板装置或其他构件中。

按图2在感应器2的两端连接排出管9,9′(冷却流体的排出装置)。在排出管9,9′之间的区域内，在感应器2的冷却通道3上连接了输入管8(冷却流体的输入装置)。输出管(8)的接头在感应器2的一个与所要求的冷却条件相适应的位置上。例如这一接头位于感应器长度的中央。经输入管8流入的冷却剂一方面流向排出管9，另一方面流向排出管9′。因此改善了冷却效果。在感应器上最强烈冷却的位置，可置于感应器2上所要求的区域内。

在按图3的方案中，在两个排出管9,9′之间设有两根输入管8,8′。由此增强了冷却剂流，并因而改善了冷却效果。

在输入管8、8′之间可以在感应器2的冷却通道3内设一块隔板16(见图4)。由此保证通过输入管8流入的冷却流体只流向排出管9,而通过输入管8′流入的冷却流体只流向排出管9′。因此，可根据需要，在感应器的上部用一种与其下部不同的冷却流体冷却，或也可以用同一种冷却流体，但两个区有或多或少的冷却流体输入量而有不同的冷却。

在按图5的方案中，在螺旋式感应器2的两端设输入管8、8′。大体在感应器2的中央设一根或两根排出管9、9′。因而也可以改善冷却效果。

也还可以在感应器2的一端设一根输入管8，而在另一端设排出管9′。在感应器2的中部有通过隔板16分开的一根排出管9和一根输入管8′。图6表示了这一情况。在其他的实施形式中也可以在感应器2上设置两根以上的输入管和/或排出管。

图7表示了一种平面螺线形感应器2。在此种感应器2上，同样可以在每一端各设一个排出管9、9′，此时，输入管8便连接在两根排出管9、9′之间的感应器2上。对按图7的平面螺线形感应器2，同样可以实现上面所介绍的那些替换方案。

图8表示由螺旋形感应器部分2′与平面螺线形感应器部分2″组成的感应器。这种感应器例如适用于一个耐火陶瓷材料构成的浸入式出口10，此时，螺旋形感应器部分2″插入浸入式出口的圆柱形部分中，  而平面螺线形感应器部分2″安排在浸入式出口10的上部展宽区10′处。感应器部分2′,2″可作为一个整体进行电连接。它们的冷却可通过适当的输入和排出管分开进行。

在按图9的方案中，圆柱螺旋形的感应器部分2′与第二个螺旋形感应器部分2″连接或组合。第二个螺旋形感应器部分2″扩展成锥形，每一圈转变为彼此可以拼入的不同的或改变了的半径。感应器部分2′作为内感应器，应用于由耐火陶瓷模制件构成的熔体11。在内部的感应器部分2″′作为外感应器应用于一个为熔体出口11所配设的塞棒12，它同样是一个耐火陶瓷的模制件。在这里也可以设置借助于图2至6所介绍的输入管和排出管。

Claims (15)

1．感应器的工作方法，其特征为：在一个工作阶段感应器与一个导电的模制件感应地耦合并借助于一种流体冷却，以及，必要时在另一个工作阶段电磁去耦并借助于一种流体冷却。

2．按照权利要求1所述之方法，其特征为：流体是液化气体、干冰、水、水蒸气或气体。

3．按照权利要求1或2所述之方法，其特征为：电磁去耦通过切断感应器电路或减小其电功率实现。

4．按照权利要求1或2所述之用于加热或冷却导电模制件的感应器工作方法，其特征为：感应器应用于加热或冷却空放喷嘴、通道、塞棒、闸板和管子塞头中的熔体。

5．按照权利要求1或2所述之用于加热或冷却导电模制件的感应器工作方法，其特征为：感应器应用于加热或冷却在送料溜槽或在容器中的熔体。

6．按照前列权利要求1或2所述之感应器工作方法，其特征为：感应器应用于熔化或凝固金属、非金属、非金属的炉渣或玻璃。

7．按照权利要求1所述之方法，其特征为：作为感应器在模制件上设有多个感应器部分(2′,2″)，它们设计作为内或外感应器。

8．感应器的工作方法，其特征为：感应器在一个工作阶段与一个非导电的模制件连接，并与在此模制件中的导电熔体直接耦合和借助于一种流体冷却，以及，必要时在另一个工作阶段电磁去耦并借助于一种流体冷却。

9．按照权利要求8所述之方法，其特征为：在另一个工作阶段熔体被冷却，在这种情况下使感应器断电而感应器的冷却装置继续运行。

10．按照权利要求9所述之方法，其特征为：熔体的一部分凝固在模制件壁上作为凝固层。

11．用于按照前列诸权利要求之一所述方法的感应器，其特征为：感应器(2)具有用于冷却流体的一个或多个输入装置(8,8′)和一个或多个排出装置(9,9′)。

12．按照权利要求11所述之感应器，其特征为：螺旋形或平面螺线形感应器(2)在螺旋或螺旋的端部各自有一个排出装置(9,9′)，以及在这些排出装置(9,9′)之间有一个或多个输入装置(8)。

13．按照权利要求11所述之感应器，其特征为：螺旋形或平面螺线形感应器(2)在螺旋的端部各有一个输入装置(8,8′)，以及在这些输入装置(8,8′)之间至少有一个排出装置(9)。

14．按照权利要求11所述之感应器，其特征为：感应器(2)在其端部有一个输入装置和一个排出装置，以及在它们之间有一个排出装置和一个输入装置，或有多个排出装置和多个输入装置。

15．按照权利要求11至14之一所述之感应器，其特征为：位于感应器端部之间的多个输入装置(8,8′)或排出装置(9,9′)，通过在感应器(2)冷却通道中的隔板(16)将有关的流体流动彼此分开。

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