槽式感应器制造技术

一种槽式感应炉的槽式感应器，所述槽式感应器包含(a)槽衬里以及(b)背垫衬里，所述背垫衬里为所述槽衬里提供支持，使得在槽式感应炉的运行、干燥或加热期间不会有损于所述槽衬里的整体性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及槽式感应炉的槽式感应器。 本专利技术特别涉及槽式感应器的槽衬里（liner)。 本专利技术还涉及槽式感应炉。
技术介绍
槽式感应炉在工业中用于熔炼金属（这一概念包括金属合金）并将金属保持在熔 融状态。例如，槽式感应炉被用于含Zn合金和含Al合金、包括含Al/Zn合金的电镀和铸造 工业，并且用于将合金保持在熔融状态。 已知的槽式感应炉包括：（a)钢质外壳；(b)位于该外壳内部的耐火材料（如铝硅 酸盐）衬里；（c)用于容纳熔融金属液池的罐，该罐由具有耐火衬里的外壳界定；以及（d) 一个或多个用于加热金属的槽式感应器，其连接至该外壳，并经由喉管与该罐流体连接，该 喉管通过具有耐火衬里的外壳延伸至槽式感应器中的入口。 槽式感应器包括：⑴钢质外壳；（ii)耐火材料（如铝硅酸盐）衬里；（iii)由具 有耐火衬里的外壳界定的槽，其形成使熔融金属从罐流经槽并返回该罐的通路；以及（iv) 产生电磁场的电磁线圈。在槽式感应炉运行期间的任一给定时间，槽式感应器的槽中的熔 融金属成为变压器的二次回路，并由通过该电磁场感生的电流进行加热并保持熔融。槽式 感应器为由螺栓固定在槽式感应炉外壳上的组装件。对形成衬里的耐火材料进行选择以符 合一系列特定力学要求、热绝缘要求以及对熔融金属化学侵蚀的耐受性。从需要不同材料 性质的意义上来说，这些要求在一定程度上是彼此竞争的要求，因此耐火材料的选择倾向 于进行折衷。 当暴露至熔融金属、如含Zn合金和含Al合金时，槽式感应器具有有限的寿命，并 通常以下列模式损坏： ?在加热、干燥（dry-out)或运行期间，耐火材料特别是沿槽式感应器的中心面产 生裂纹，随后Zn和/或Al金属、或者Zn蒸汽穿透该裂纹并扩大裂纹，最终导致金属从槽式 感应器中泄漏。 ?另外，当合金为含Al合金的情况下，通过由Al还原耐火材料中的SiO2，从而形成 Al2O3和Si，相应地减少耐火材料体积并导致耐火材料发生穿透和/或剥落（spalling)。 ?另外，由于槽内刚玉的粘附作用增加，其与变性的耐火材料或来自预熔融罐（进 入槽的主要区域）的熔渣相混合而产生堵塞。 通常而言，含Al合金的槽式感应器的寿命为6-24个月，并且是金属镀覆生产线关 闭的主要原因之一。 申请人正在开发新式感应器，其具有更高的可靠性，并且更特别的是，其由于产生 裂纹而损坏的倾向更低。 在本申请人名下的国际公开文本WO 2011/120079中对该新式感应器进行了描 述。 该国际公开文本中描述并要求保护的槽式感应器包括（a)槽衬里，其由耐受槽内 熔融金属化学侵蚀的耐火材料形成，该耐火材料也是槽式感应器中唯一直接接触熔融金属 的材料；以及（b)背垫（back-up)衬里，其对该槽衬里进行支持，并由在热绝缘材料性质和 机械强度性质方面最佳的材料形成，从而使得在槽式感应炉的运行、干燥或加热期间不会 有损于槽衬里的整体性。 已经发现，当申请人在生产工厂将该国际公开文本的专利技术所述的、以槽衬里和背 垫衬里制成的槽式感应器用于以Zincalume^熔融金属对钢带进行镀覆时，存在产生裂纹 的问题。 申请人对该裂纹的起因进行了研究，本专利技术正是在该研究中做出的。 上述讨论并非旨在对澳大利亚和其它地方的公知常识进行声明。
技术实现思路
对于申请人在生产工厂使用的根据该国际公开文本制成的槽式感应器，申请人进 行了解体（post mortem)研究，并作为本专利技术的基础获得了如下发现： 1.有利的是对槽衬里的耐火材料进行选择，使得该材料和熔融金属在炉中发生化 学反应，使槽衬里变得更耐受熔融金属的进一步穿透并且耐受槽内产生的阻塞。通常，该化 学反应使得在槽衬里中形成致密相。通常，当熔融材料为含有钠的含Al/Zn合金时，原始材 料包括与刚玉矿物共混的碳化硅。钠可起到该化学反应的催化剂的作用。 2.有利的是对背垫衬里的材料进行选择，使其能够吸收由于槽衬里的拉伸和移动 而产生的应力。通常，材料的选择还包括选择具有下述性质的材料，该材料能够抵抗由于整 个运行温度范围内存在的热应力而产生的裂纹，并能耐受某些与可能抵达背垫衬里的合金 发生的反应。因此，选择具有适当烧结特性和熔融合金侵蚀耐受性的材料是重要的考虑因 素。通常，该材料可以是干式振动料（dry vibratory material)、如由Allied Minerals Products, Inc生产并贩售的Dri-Vibe?复合材料，例如该公司名下的欧洲专利1603850 中描述的材料。通常，Dri-Vibe?材料可以是金属纤维，其通常包括金属纤维增强的铝硅 酸盐耐火复合材料，该复合物中的耐火材料组分含有60-95wt %的氧化铝；优选地，其含有 60_70wt%的氧化错和20_35wt%的二氧化娃。 在更广泛的概念上，本专利技术提供槽式感应炉的槽式感应器，该槽式感应器包含（a) 槽衬里以及（b)背垫衬里，该背垫衬里为该槽衬里提供支持，使得在槽式感应炉的运行、干 燥或加热期间不会有损于该槽衬里的整体性。 在上述第1项的上下文中，可对槽衬里的材料进行选择，使得该材料和熔融金属 在炉中发生化学反应，使槽衬里变得更耐受熔融金属的进一步穿透并且耐受槽内由于刚玉 增加而产生的阻塞。该材料也可为如第1项中所述的其它材料。 在上述第2项的上下文中，可对背垫衬里的材料进行选择，使其能够吸收由于槽 衬里的拉伸和移动而产生的应力。该材料也可为如第2项中所述的其它材料。 槽衬里可以是任何适合的形状。 槽衬里可以是细长元件，而槽为单U形（"单环感应器"）。更特别而言，该槽可包 含由槽的基部延伸出的两根臂，并在槽的一臂的末端中具有熔融金属入口，在槽的另一臂 的末端中具有熔融金属出口，从而使得熔融金属可经一臂流至基部，并经基部流至另一臂 并沿另一臂流动。 槽衬里可以是细长元件，而槽为双U形。更特别而言，该槽可包含由槽的基部延伸 出的三根臂（该基部使三根臂互连），并在槽的中央臂的末端中具有熔融金属入口，在槽的 外臂的末端中具有熔融金属出口，从而使得熔融金属可经内臂流至基部，并经基部向外流 至外臂并沿外臂流动。 槽衬里可具有顶壁，入口和出口形成于顶壁中，且固定法兰（mounting flange)从 顶壁向外延伸。 槽衬里可包含从顶壁外周延伸的侧壁，固定法兰从侧壁的上缘向外延伸。这一配 置界定出了前廊（vestibule)或前舱（forebay)。 本专利技术还提供一种槽式感应炉，该槽式感应炉包含： (a)钢质外壳； (b)位于该外壳内部的耐火材料衬里； (C)用于容纳熔融金属液池的罐，该罐由具有耐火衬里的外壳界定；以及 (d) -个或多个上述用于加热金属的槽式感应器，该槽式感应器连接至该外壳，并 经由喉道（throat)与该罐流体连接，该喉道经该外壳和该耐火衬里延伸至该槽式感应器 的入口。 熔融金属可选自于包括含Zn合金和含Al合金（包括含Al/Zn合金）的组。这些 合金不限于Al和Zn，也可包括诸如Ca等其它元素。【附图说明】 参照附图以示例的方式对本专利技术进行进一步描述，其中： 图1是本专利技术所述槽式感应炉的一个实施方式的纵剖面，该槽式感应炉包括本发 明所述槽式感应器的一个实施方式； 图2是本专利技术所述槽式感应器的一个实施方式的纵剖面； 图3是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种槽式感应炉的槽式感应器，所述槽式感应器包含(a)槽衬里以及(b)背垫衬里，所述背垫衬里为所述槽衬里提供支持，使得在所述槽式感应炉的运行、干燥或加热期间不会有损于所述槽衬里的整体性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·安东尼·斯平克，内加·塞塔吉乌，威廉·约瑟夫·格利森，达恩·肯尼思·汤普森，克雷格·鲁尔斯顿，
申请(专利权)人：蓝野钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：澳大利亚;AU