[发明专利]槽式感应器

说明书

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。

技术领域

本发明涉及槽式感应炉的槽式感应器。

本发明特别涉及槽式感应器的槽衬里(liner)。

本发明还涉及槽式感应炉。

背景技术

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：(i)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发明所述的、以槽衬里和背垫衬里制成的槽式感应器用于以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，本发明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。

发明内容