感应加热耐火成型件的方法 和用于此方法的相应成型件 本发明涉及一种借助于感应器感应加热耐火成型件的方法以及一种相应的成型件。
由US-PS 3435 992已知一种用于连续浇铸液态金属，尤其是钢的浇注套筒(Ausgusshuelse)，它在与液态金属接触前感应加热。在US-PS 3435992中所介绍的浇注套筒，在由一种基本上不导电的耐火材料制成的浇注套筒中有一个导电的嵌入件。通过围绕浇注套筒并基本上与之同轴设置的感应线圈，采用在3至50千赫范围内适当频率的电流，可以加热此最好用石墨件构成的导电嵌入件。然而在这种情况下只有导电的嵌入件才吸收感应能并被加热，其中，产生的热量通过热传导传给用不导电耐火材料制的浇注套筒本身。
由US-PS 4940870已知，局部被感应器围绕的一个导电材料制成的套筒，设有一条整个或局部贯通的缝。通过这条缝必然大大抑制了对此套筒地加热。
FR 2609914A1表示了一种浇注套筒，它的外部可感应加热。在此外部装有多根构成浇注孔的管。在这里通过感应能产生的热量，也是通过热传导传递给构成实际上的浇注孔的管。
本文所指出的先有技术的缺点是，感应热不是直接地，而是首先通过热传导传递给整个耐火成型件。尤其在此成型件没有被感应器完全包围，而是从感应器或多或少“伸出”时更是这种情况。
这往往无法避免，因为出自于位置和结构的原因不可能有别的解决办法。在这样的情况下，此耐火成型件被极不均匀地加热，从而会导致应力裂纹。
因此本发明的目的是，提出一种改进和可变的感应加热方法以及用于此方法的相应成型件。
按本发明此目的通过权利要求1所述方法和权利要求2所述成型件来达到。
按本发明的方法允许快速和均匀地感应加热按本发明相应设计的成型件，包括它在副电磁场的范围内的部分。因此感应器可安置在成型件非关键和结构上有利的部位，而且尽管如此仍可均匀地感应加热整个成型件。
在本发明有利的设计中，成型件是一个用于将熔融金属导入熔池，尤其导入生产薄板坯或带材的结晶器中的陶瓷浸入式浇注管。此浸入式浇注管插入结晶器中，并在结晶器经浇注熔融金属后装填时，它的下部浸入用保护渣覆盖的金属熔池中。由于借助于一个设在结晶器上面的感应器，同样有可能加热被结晶器围绕的区域内的浸入式浇注管，所以避免了在浸入式浇注管与结晶器壁之间，尤其在薄板坯和浸入式浇注管旁形成的搭桥现象的危险。除此之外，可以有目的地熔化保护渣，从而改善了这种方法的可重复性，亦即提高了所生产的产品质量。同时还减小发生堵塞的危险。
在本发明另一项有利的设计中，成型件是一个用于将熔融金属加在传送带上的陶瓷给料通道。
按本发明尤其用于熔融金属导入或给料的成型件主要有下列特征：
由一个导电层构成的成型件沿纵向设有一条贯通的、不间断的、电绝缘纵缝。此电绝缘纵缝中最好填满一种电绝缘的耐火陶瓷材料。被成型件包围的内部(通过它导入或给出熔融金属)，设有一个面朝熔融金属的电绝缘耐火陶瓷内层。成型件的其余部分，这些部分在使用中或浸入熔池，或在给出熔融金属的情况下在一条冷却的传送带上与熔融金属接触，它们都设有电绝缘的耐火陶瓷层。为了产生一个副电磁场，按本发明的成型件在中部设有另一个电绝缘纵缝。这一纵缝至少连接两条在此中间区内几乎绕成型件整个周长延伸、使电磁场偏转的电绝缘横缝。采用这一结构，使涡流转向，并除主电磁场之外还形成了另一个副电磁场，它保证均匀地加热成型件。
在本发明另一项有利的设计中，成型件通过一块电绝缘隔板沿纵向分开。此隔板可固定在贯通的电绝缘纵缝中，或固定在中间区的一条或几条电绝缘纵缝中。此隔板例如还可以设计作为在浸入式浇注管中的分流器，或除此之外用于提高浸入式浇注管或给料通道的机械稳定性。
在本发明另一项有利的设计中，成型件是一块侧面挡板，尤其在用于连续浇铸熔融金属的设备时，在所谓双辊铸造机的铸辊之间需要这种挡板。可以在这种情况下使用按本发明的成型件，即，感应器不必在工作地点直接装配，而且尽管如此仍避免了熔融金属在朝铸辊方向的楔形空间内提前凝固。这样一种成型件是一种具有沿纵向的侧面档板、在几何形状上为敞开式的结构。
按本发明的这种类型的成型件有下列特征：
成型件由导电层组成，或有这样一个导电层。在它面朝熔融金属的侧面设有电绝缘层，并在中间区至少有另一条电绝缘纵缝，它相隔距离地至少连接两条在此中间区内几乎沿成型件的整个宽度延伸、断开电磁场的横缝。成型件这样的设计还可以在副电磁场区内加热。
在本发明的另一项设计中，在中间区内的缝是相交的纵缝，因此起一个或几个副电磁场中的涡流有目的地偏转的作用。
在本发明的特殊设计中，导电材料具有的单位电阻为＜100欧·毫米2/米，最好＜200欧·1毫米2/米。试验证明，这样的材料有良好的耦合特性。采用一种碳化合的含石墨氧化铝材料可获得特别好的效果。对于电绝缘缝和电绝缘内层和/或外层，可考虑采用不导电的耐火材料，例如锆氧化物。
本发明其它有利的设计由从属权利要求得出，并由借助于附图在下面详细说明的实施例中看出。
在附图中表示：
图1具有矩形横截面的耐火成型件以及一个感应器；
图2示意表示浸入式浇注管，它将熔融金属从分配槽导入结晶器；
图3示意表示给料通道，通过它将熔融金属从分配槽加在传送装置上；
图4在一台双辊铸造机处的侧面挡板；
图5图4的X向视图；
图6图1中导电层展开图。
图1表示一个成型件(1)，例如是一个用于将熔融金属导入结晶器中的耐火陶瓷浸入式浇注管，或是一个用将熔融金属加在传送带上的耐火陶瓷给料通道。在区域(3)中，成型件(1)被一个感应器(2)围绕，此感应器(2)产生一个主电磁场(A)。为了在区域(4和5)中产生一个副电磁场(B)，此基本上用一个导电层(6)构成的成型件(1)，沿纵向设有一个贯通的电绝缘纵缝(7)，以及在中间区(4)设另一些缝(10、11)。
在中间区(4)几乎绕成型件(1)整个周长延伸的电绝缘横缝(11)，通过一条同样也是电绝缘的纵缝(10)互相连接起来。通过成型件(1)的这种设计，由感应器(2)在区域(4、5)中产生了一个副电磁场(B)，从而造成感应加热成型件(1)，还包括加热在区域(4、5)中的成型体部分。为避免在这种情况下不希望的与熔融金属的耦合，在基本上由导电层(6)组成的成型件(1)受熔融金属作用的面上设电绝缘层(8、9)。此电绝缘层还包括成型件(1)的端面，一般说来它们也会受熔融金属的作用。电绝缘内层(8)沿成型件(1)的全部内表面延伸。电绝缘外层(9)至少沿示意表示的熔池表面向外延伸。缝(7、10、11)一般用一种电绝缘的陶瓷材料填塞。
图2表示的成型件(1)用作浸入式浇注管(16)。熔融金属从分配槽(18)借助于一个设计为浸入式浇注管(16)的成型件(1)导入结晶器(12)中。成型件(1)通过一个图中示意表示的感应器(2)感应加热。采用按本发明的成型件(1)设计，成型件在熔池液面所有区域内也可以被加热。在浇注时除了由此带来的对成型件(1)微小的热冲击敏感性之外，尤其在薄板坯铸造时还存在的搭桥现象的危险，由于在连续浇注过程中在熔池液面区可以感应加热成型件(1)而得以避免。
图3表示了一种与图2类似的装置，其中，熔融金属不导入结晶器中，而是加在一个传送装置(13)上。在这种情况下，设计为给料通道(17)的成型件(1)，没有或仅以很小的程度浸入熔融金属。因此，电绝缘外属(9)可以设计得较窄。
图9示意表示一台双辊铸造机(Twin-roll-caster)，它有一块用作侧面边界的档板(15)。借助于感应器(2)和电绝缘缝(7、11)，挡板(15)还可以在下部得到感应加热。采取这一措施避免了在楔形空间内熔融金属不希望发生的凝固，此楔形空间由铸辊和一块或几块挡板构成，这种凝固会导致损坏铸辊或恶化带材的质量。
图5表示按本发明的挡板(15)，它主要由开缝的导电层(6)以及电绝缘的内层(8)组成。整块板最好用一个电绝缘层(9)包封。
图6表示图1所示成型件(1)的展开。此展开图包括被电绝缘纵槽和横槽(10和11)断开的导电层(6)。通过感应器(2)在区域(3)感应地耦合，并在中间区(4)中采取特殊的结构，造成在区域(5)内如图中示意表示的涡流分布。