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DE19526967A1 - Method and device for inductively heating a refractory molded part - Google Patents

Method and device for inductively heating a refractory molded part

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Publication number
DE19526967A1
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DE
Germany
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molded part
interior
inductor
molded
insulating
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DE19526967A
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Raimund Dipl Ing Brueckner
Ruediger Dr Ing Grau
Daniel Ing Grad Grimm
Steve Lee
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Didier Werke AG
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Didier Werke AG
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Abstract

Inductive pre-heating process for a channel-like refractory body of substantially rectangular internal cross-section, uses an internal inductor (4) inserted in the interior (2) of the body and removed after heating the body. Apparatus is also claimed.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum induktiven Aufheizen eines feuerfesten Formteils, das einen kanalförmigen Innenraum aufweist. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for inductively heating a refractory Molding that has a channel-shaped interior. Furthermore, the Invention an apparatus for performing the method.

Solche Formteile sind insbesondere Teil einer Schmelzenauslaßvorrichtung bzw. Schmelzenaufgabevorrichtung bei einem metallurgischen Gefäß. Sie werden vorgeheizt, um ein unerwünschtes Abkühlen der durchfließenden Schmelze, insbesondere deren Einfrieren, zu vermeiden.Such molded parts are in particular part of a melt outlet device or Melt feeder in a metallurgical vessel. you will be preheated to prevent undesired cooling of the melt flowing through, especially to avoid their freezing.

In der DE 38 42 690 A1 ist ein feuerfester Ausguß für eine Stranggießanlage gezeigt. Der Ausgußkanal ist außen von einer Induktionsspule umgeben, mit der die innere Außenwand geregelt induktiv aufheizbar ist. Die Spule ist Bestandteil des Ausgußbauteils. Dieses ist dadurch aufwendig und teuer, was insbesondere ins Gewicht fällt, weil solche feuerfesten Ausgußformteile Verschleißteile sind. DE 38 42 690 A1 describes a refractory spout for a continuous caster shown. The spout is surrounded on the outside by an induction coil with which the inner outer wall can be heated inductively. The coil is a component of the pouring component. This makes it complex and expensive, which in particular is important because such refractory pouring parts are wearing parts.  

Üblicherweise werden feuerfeste Ausgußformteile mittels Gasbrennern aufgeheizt. Dies hat den Nachteil, daß es dabei zu einem Ausbrennen des Kohlenstoffs kommen kann, der Materialbestandteil des Formteils ist. Ungünstig ist dabei außerdem, daß es beim Aufheizen zu einer ungleichmäßigen Temperaturverteilung im Formteil kommt. Es wurden beispielsweise Temperaturunterschiede von etwa 400 K beobachtet. Darüber hinaus nimmt das Aufheizen eine beträchtliche Zeit in Anspruch.Fireproof pouring moldings are usually heated by means of gas burners. This has the disadvantage that it burns out the carbon can come, the material component of the molded part. It is unfavorable moreover, that when it heats up to an uneven temperature distribution comes in the molding. For example, there were temperature differences of approx 400 K observed. In addition, heating up takes a considerable amount of time Claim.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein rasches und gleichmäßiges Aufheizen des feuerfesten Formteils zu ermöglichen.The object of the invention is to quickly and evenly heat the to enable fireproof molding.

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß in den Innenraum des feuerfesten Formteils ein Inneninduktor eingebracht wird, daß mittels des Inneninduktors das Formteil aufgeheizt wird und danach der Inneninduktor aus dem Innenraum herausgenommen wird.According to the invention the above object is in a method of the aforementioned Art solved in that in the interior of the refractory molding Inner inductor is introduced that the molded part by means of the inner inductor is heated and then the inner inductor from the interior is taken out.

Dabei erfolgt ein rasches und gleichmäßiges Aufheizen des feuerfesten Formteils, das beispielsweise ein Zufuhr- und Dosiersystem für einen Belt- oder Twin-Roll- Caster ist, mit dem der Schmelzenausfluß unterbrechbar und/oder steuer- bzw. regelbar ist.The refractory molded part heats up quickly and evenly, for example a feed and dosing system for a belt or twin roll Caster with which the melt discharge can be interrupted and / or controlled or is adjustable.

Durch die Erfindung ist eine erhöhte Anlagenverfügbarkeit erreicht, weil Einfrierprobleme vermieden werden. Das Verfahren und die Vorrichtung eignen sich nicht nur zum Aufheizen beim Angießen, sondern auch zum Aufheizen bei Gießunterbrechungen, um das Formteil auf einer geeigneten Temperatur zu halten. The invention achieves increased plant availability because Freezing problems can be avoided. The method and the device are suitable not only to heat up when pouring, but also to heat up Pouring interruptions to keep the molded part at an appropriate temperature hold.  

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, daß der Inneninduktor aus einer oder mehreren gekühlten Induktionsspulen gebildet ist.A device for performing the method is characterized in that the inner inductor is formed from one or more cooled induction coils.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels.Advantageous refinements of the invention result from the subclaims and the following description of an embodiment.

Die Figur zeigt ein feuerfestes Formteil als Zufuhrkanal für einen Twin-Roll-Caster mit einem eingesetzten Inneninduktor.The figure shows a fireproof molded part as a feed channel for a twin-roll caster with an inserted internal inductor.

Ein in seiner Form an sich bekannter Zufuhrkanal ist ein feuerfestes Formteil (1) aus einem keramischen, kohlenstoffhaltigen Material, das induktiv an ein elektrisches Wechselfeld mit der Folge einer Aufheizung ankoppelbar ist. Der Zufuhrkanal weist einen kanalförmigen Innenraum (2) mit rechteckigem Querschnitt auf. Der Zufuhrkanal ist in einem äußeren Teilbereich mit einem metallischen Außenmantel (3) versehen, wie man ihn häufig beim Einsatz von sogenannten ETA-Wechslern verwendet. Der metallische Außenmantel (3) schirmt also elektromagnetische Felder gegenüber dem Zufuhrkanal ab, so daß der Zufuhrkanal mit einer äußeren Induktionsspule nicht gleichmäßig aufheizbar wäre.A feed channel, which is known in its form, is a refractory molded part ( 1 ) made of a ceramic, carbon-containing material, which can be inductively coupled to an alternating electrical field, which results in heating. The feed channel has a channel-shaped interior ( 2 ) with a rectangular cross section. The supply duct is provided in an outer partial area with a metallic outer jacket ( 3 ), as is often used when using so-called ETA changers. The metallic outer jacket ( 3 ) therefore shields electromagnetic fields from the supply channel, so that the supply channel could not be heated uniformly with an external induction coil.

In dem in der Figur dargestellten Zustand ist in den Innenraum (2) mit rechteckigem Querschnitt ein Inneninduktor (4) eingeschoben. Der Inneninduktor (4) ist dabei in seinen Abmessungen, insbesondere in seiner Länge dem Innenraum (2) so angepaßt, daß er sich möglichst über die gesamte Länge des Innenraums (2) erstreckt. Außerdem ist seine Außengeometrie den Abmessungen des Innenraumes (2) angepaßt. In the state shown in the figure, an inner inductor ( 4 ) is inserted into the interior ( 2 ) with a rectangular cross section. The dimensions of the inner inductor ( 4 ), in particular its length, are adapted to the interior ( 2 ) such that it extends as far as possible over the entire length of the interior ( 2 ). In addition, its outer geometry is adapted to the dimensions of the interior ( 2 ).

Der Inneninduktor (4) weist mehrere gekühlte Induktionsspulen (5) auf, die an einen Generator (6) angeschlossen sind. Der Innenraum (2) ist gegenüber dem Inneninduktor (4) mit einer Schicht (12), beispielsweise einer keramischen Glasur, elastisch und/oder thermisch isoliert, damit das feuerfeste Formteil (1) nicht mit elektrische Spannung führenden Teilen in Berührung kommt und/oder keine zonale Überhitzung erfolgt.The internal inductor ( 4 ) has a number of cooled induction coils ( 5 ) which are connected to a generator ( 6 ). The interior ( 2 ) is elastically and / or thermally insulated from the inner inductor ( 4 ) with a layer ( 12 ), for example a ceramic glaze, so that the refractory molded part ( 1 ) does not come into contact with parts carrying electrical voltage and / or no zonal overheating occurs.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Außenfläche des Inneninduktors (4) mittels eines Isolationsformteils (7) gegenüber den Oberflächen des Innenraumes (2) elektrisch und/oder thermisch isoliert.In a further embodiment of the invention, the outer surface of the inner inductor ( 4 ) is electrically and / or thermally insulated from the surfaces of the inner space ( 2 ) by means of an insulation molding ( 7 ).

Vorteilhaft ist auch, den Inneninduktor (4) unterschiedlichen Geometrien oder Wandstärken anzupassen, dergestalt, daß verschiedene Abstände zwischen dem Inneninduktor (4) und den Oberflächen der aufzuheizenden Bereiche bestehen. Mit dieser Maßnahme werden unterschiedliche Energiedichten im Formteil (1) erzeugt was die Gleichmäßigkeit der Aufheizung bei unterschiedlichen Wandstärken verbessert. Das Isolationsformteil (7) ist entsprechend zu gestalten.It is also advantageous to adapt the inner inductor ( 4 ) to different geometries or wall thicknesses such that there are different distances between the inner inductor ( 4 ) and the surfaces of the areas to be heated. With this measure, different energy densities are generated in the molded part ( 1 ), which improves the uniformity of the heating with different wall thicknesses. The molded insulation part ( 7 ) is to be designed accordingly.

Das Isolationsformteil (7) dient auch der Zentrierung des Inneninduktors (4) im Innenraum (2). Das Isolationsformteil (7) ist auf die Induktionsspule (5) reibschlüssig aufgeschoben, so daß es im Bedarfsfall auswechselbar ist. Die Außengeometrie des Isolationsformteils (7) ist so an den Innenraum (2) angepaßt, daß es mit dem Inneninduktor (4) leicht in den Innenraum (2) einschiebbar und aus dem Innenraum (2) herausziehbar ist. Die Gestaltung kann jedoch auch so getroffen sein, daß zunächst das Isolationsformteil (7) in den Innenraum (2) und dann der Inneninduktor (4) in das Isolationsformteil (7) einzuschieben ist. The molded insulation part ( 7 ) also serves to center the inner inductor ( 4 ) in the interior ( 2 ). The molded insulation part ( 7 ) is slid onto the induction coil ( 5 ) so that it can be replaced if necessary. The outer geometry of the molded insulation part ( 7 ) is adapted to the interior ( 2 ) in such a way that it can be easily inserted into the interior ( 2 ) and pulled out of the interior ( 2 ) with the interior inductor ( 4 ). However, the configuration may also be such that first the insulation article (7) to be inserted into the interior (2) and then the interior inductor (4) into the insulation article (7).

Das Isolationsformteil (7) weist oben zur Begrenzung des Einschiebens einen Flansch (8) auf. Unten ist es offen. Bei anderen Anwendungen, z. B. bei Zufuhrkanälen mit seitlichen Ausströmöffnungen kann das Isolationsformteil (7) mittels eines Bodens verschlossen sein.The molded insulation part ( 7 ) has a flange ( 8 ) at the top to limit insertion. It's open below. In other applications, e.g. B. in supply channels with lateral outflow openings, the molded insulation part ( 7 ) can be closed by means of a bottom.

Um den Zufuhrkanal auch in seinem erweiterten Kopfbereich (9) aufzuheizen, ist der Inneninduktor (4) oberhalb des Flansches (8) mit einer zusätzlichen Windung (10) versehen.In order to heat up the supply channel also in its enlarged head area ( 9 ), the inner inductor ( 4 ) is provided with an additional turn ( 10 ) above the flange ( 8 ).

Das Isolationsformteil (7) besteht aus einem hochhitzebeständigen, keramischen Fasermaterial oder keramischen Schaummaterial.The molded insulation part ( 7 ) consists of a highly heat-resistant, ceramic fiber material or ceramic foam material.

Es ist nicht notwendig, daß sich das Isolationsformteil (7) über die gesamte Länge des Inneninduktors (4) erstreckt. Es können auch zwei oder mehrere Isolationsformteile verteilt vorgesehen sein.It is not necessary for the molded insulation part ( 7 ) to extend over the entire length of the internal inductor ( 4 ). Two or more molded insulation parts can also be provided distributed.

Das Isolationsformteil (7) bzw. die Isolationsformteile müssen nicht aus dem Innenraum (2) herausziehbar sein. Es ist auch möglich, das Isolationsformteil (7) bzw. die Isolationsformteile als Auskleidung des Innenraums (2) zu gestalten.The molded insulation part ( 7 ) or the molded insulation parts need not be able to be pulled out of the interior ( 2 ). It is also possible to design the molded insulation part ( 7 ) or the molded insulation parts as the lining of the interior ( 2 ).

Um zu vermeiden, daß der Zufuhrkanal beim Aufheizen Wärme nach außen abstrahlt, d. h. verliert, kann er mit einer Außenisolierung (11), vorzugsweise aus keramischem Fasermaterial oder keramischem Schaummaterial versehen sein. Diese verbessert die rasche und gleichmäßige Aufheizung des Zufuhrkanals. In order to avoid that the supply duct radiates heat to the outside, ie loses heat, it can be provided with external insulation ( 11 ), preferably made of ceramic fiber material or ceramic foam material. This improves the rapid and even heating of the feed channel.

Soll der Zufuhrkanal aufgeheizt werden, dann wird der Inneninduktor (4) mit dem Isolationsformteil (7) in den Innenraum (2) eingeschoben und der Generator (6) wird eingeschaltet. Dadurch wird der Zufuhrkanal im wesentlichen über seinen gesamten Querschnitt rasch und gleichmäßig induktiv aufgeheizt. Nach Erreichen der Solltemperatur wird der Inneninduktor (4) aus dem Zufuhrkanal herausgezogen. Dieser steht dann vorgeheizt für den Gießbetrieb bereit. Der Inneninduktor (4) läßt sich für viele Aufheizvorgänge an vielen Zufuhrkanälen verwenden. Seine Einsatzmöglichkeit ist dadurch vom Verschleiß des Zufuhrkanals unabhängig. Das Isolationsformteil (7) läßt sich, wenn es verschlissen ist, von dem Inneninduktor (4) abziehen und durch ein neues Isolationsformteil ersetzen. Bei unterschiedlichen Querschnitten von Zufuhrkanälen können Isolationsformteile (7) mit entsprechend unterschiedlichen Abmessungen bereitgehalten werden. Es ist dadurch möglich, den Inneninduktor (4) auch bei unterschiedlichen Innenraumgeometrien jeweils zentriert einzuschieben.If the supply duct is to be heated, then the internal inductor ( 4 ) with the molded insulation part ( 7 ) is inserted into the interior ( 2 ) and the generator ( 6 ) is switched on. As a result, the feed channel is inductively heated rapidly and uniformly over its entire cross section. After reaching the target temperature, the internal inductor ( 4 ) is pulled out of the supply duct. This is then pre-heated and ready for the casting operation. The inner inductor ( 4 ) can be used for many heating processes on many supply channels. Its use is therefore independent of the wear of the feed channel. The insulation molded part ( 7 ), if it is worn, can be pulled off the inner inductor ( 4 ) and replaced by a new insulation molded part. In the case of different cross sections of supply channels, molded insulation parts ( 7 ) with correspondingly different dimensions can be kept ready. This makes it possible to insert the inner inductor ( 4 ) in a centered manner even with different interior geometries.

Claims (16)

1. Verfahren zum induktiven Aufheizen eines feuerfesten Formteils, das einen kanalförmigen Innenraum mit einem im wesentlichen rechteckförmigen Querschnitt aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in den Innenraum (2) ein Inneninduktor (4) eingebracht wird, daß mittels des Inneninduktors (4) das Formteil (1) aufgeheizt wird und danach der Inneninduktor (4) aus dem Innenraum (2) herausgenommen wird.1. A method for inductively heating a refractory molded part which has a channel-shaped interior with a substantially rectangular cross-section, characterized in that an internal inductor ( 4 ) is introduced into the interior ( 2 ) that by means of the internal inductor ( 4 ) the molded part ( 1 ) is heated and then the inner inductor ( 4 ) is removed from the interior ( 2 ). 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil (1) ein feuerfester Zufuhrkanal für flüssiges Metall, insbesondere Stahl, in oder auf einen Metallschmelzensumpf ist.2. The method according to claim 1, characterized in that the molded part ( 1 ) is a refractory feed channel for liquid metal, in particular steel, in or on a metal melt sump. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil (1) zumindest in einem Teilbereich einen metallischen Außenmantel (3) aufweist. 3. The method according to claim 2, characterized in that the molded part ( 1 ) has at least in a partial area a metallic outer jacket ( 3 ). 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß der Inneninduktor (4) aus einer oder mehreren gekühlten Induktionsspulen (5) gebildet ist.4. Device for performing the method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the internal inductor ( 4 ) is formed from one or more cooled induction coils ( 5 ). 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen des Inneninduktors (4) den Abmessungen des Innenraums (2) des feuerfesten Formteils (1) angepaßt sind.5. The device according to claim 4, characterized in that the dimensions of the inner inductor ( 4 ) are adapted to the dimensions of the interior ( 2 ) of the refractory molded part ( 1 ). 6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5 dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Inneninduktor (4) und dem Innenraum (2) eine elektrisch und/oder thermisch isolierende Schicht (12) vorgesehen ist.6. Apparatus according to claim 4 or 5, characterized in that an electrically and / or thermally insulating layer ( 12 ) is provided between the inner inductor ( 4 ) and the interior ( 2 ). 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand des Inneninduktors (4) von den Oberflächen der aufzuheizenden Bereiche des feuerfesten Formteils (1) so eingestellt ist, daß unterschiedliche Energiemengen übertragbar sind.7. Device according to one of claims 4 to 6, characterized in that the distance of the internal inductor ( 4 ) from the surfaces of the areas of the refractory molded part ( 1 ) to be heated is set so that different amounts of energy can be transmitted. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Inneninduktor (4) im Innenraum (2) des Formteils (1) zentriert ist. 8. Device according to one of claims 4 to 7, characterized in that the internal inductor ( 4 ) in the interior ( 2 ) of the molded part ( 1 ) is centered. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierung I Abstände durch ein Isolationsformteil (7) aus einem elektrisch und/oder thermisch isolierenden Material vorgegeben ist / sind.9. Device according to one of claims 7 or 8, characterized in that the centering I distances is / are predetermined by an insulating molded part ( 7 ) made of an electrically and / or thermally insulating material. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolationsformteil (7) aus hochhitzebeständigem, keramischem Fasermaterial oder keramischem Schaummaterial ist.10. Device according to one of claims 7 to 9, characterized in that the insulating molded part ( 7 ) is made of highly heat-resistant, ceramic fiber material or ceramic foam material. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolationsformteil (7) auf den Inneninduktor (4) aufschiebbar ist.11. Device according to one of claims 8 to 10, characterized in that the molded insulating part ( 7 ) on the inner inductor ( 4 ) can be pushed. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolationsformteil (7) am Inneninduktor (4) auswechselbar ist.12. Device according to one of claims 8 to 11, characterized in that the molded insulating part ( 7 ) on the inner inductor ( 4 ) is replaceable. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolationsformteil (7) und das feuerfeste Formteil (1) bzw. der Inneninduktor (4) nach dem Aufheizen einfach voneinander lösbar sind. 13. Device according to one of claims 4 to 12, characterized in that the molded insulating part ( 7 ) and the refractory molded part ( 1 ) or the internal inductor ( 4 ) are easily detachable from each other after heating. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolationsformteil (7) im Innenraum (2) des Formteils (1) zumindest als dessen teilweise Auskleidung angeordnet ist.14. Device according to one of claims 8 to 12, characterized in that the insulating molded part ( 7 ) in the interior ( 2 ) of the molded part ( 1 ) is arranged at least as its partial lining. 15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolationsformteil nach dem Aufheizen zerfällt.15. The apparatus according to claim 14, characterized, that the insulation molding disintegrates after heating. 16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil (1) eine Außenisolierung (11), vorzugsweise aus keramischem Fasermaterial oder keramischem Schaummaterial, aufweist.16. Device according to one of claims 3 to 15, characterized in that the molded part ( 1 ) has an outer insulation ( 11 ), preferably made of ceramic fiber material or ceramic foam material.
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