具有襯里磨損探測(cè)系統(tǒng)的電感應(yīng)熔爐的制作方法【專利摘要】提供具有襯里磨損探測(cè)系統(tǒng)的電感應(yīng)熔爐，該電感應(yīng)熔爐用于加熱和熔化導(dǎo)電材料，當(dāng)正確的操作和維修電感應(yīng)熔爐時(shí)，該襯里磨損探測(cè)系統(tǒng)可以探測(cè)可替換的熔爐襯里磨損?！緦＠f明】具有襯里磨損探測(cè)系統(tǒng)的電感應(yīng)熔爐相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用[0001]本申請(qǐng)主張2011年5月23日申請(qǐng)的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)案第61/488，866號(hào)和2011年6月16日申請(qǐng)的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)案第61/497，787號(hào)的利益，其全部?jī)?nèi)容以引用的方式并入本文中。【
技術(shù)領(lǐng)域：
】[0002]本申請(qǐng)涉及電感應(yīng)熔爐，尤其涉及探測(cè)感應(yīng)熔爐中的熔爐襯里磨損?！?br>背景技術(shù)：
】[0003]圖1繪示了與熔爐中使用的可替換的耐火襯里相關(guān)的典型的電感應(yīng)熔爐的組件。可替換襯里12(圖中顯示為點(diǎn)畫的)由具有高熔點(diǎn)的材料組成,該材料用于做熔爐內(nèi)壁的襯里和形成內(nèi)部熔爐容積14。金屬或其它導(dǎo)電材料被放置在容積14內(nèi)，并且被電感應(yīng)加熱和熔化。感應(yīng)線圈16圍繞熔爐外部高度的至少一部分，并且交流電流流過線圈產(chǎn)生磁通量，該磁通量與放置在容積14中的材料耦合以感應(yīng)的加熱和熔化該材料。熔爐基座18由合適的材料諸如耐火磚或鑄造磚形成。可將線圈16嵌入到鏝涂耐火(灌衆(zhòng))材料(trowelablerefractorymaterial)20,該材料作為線圈的熱絕緣和保護(hù)材料。典型的熔爐接地極檢漏器系統(tǒng)包括探針導(dǎo)線22a，該探針導(dǎo)線通過襯里12底部凸出到容積14中，如所示的通過導(dǎo)線末端22a’凸出到熔體容積。將導(dǎo)線22a連接到電接地線22b，將電接地線連接到熔爐電接地端(GND)。導(dǎo)線22a或其它用于熔爐接地極檢漏器系統(tǒng)中的設(shè)置在本文中可統(tǒng)稱為接地極探針。[0004]由于熔爐用于重復(fù)的在容積14中熔融材料，因此襯里12會(huì)逐漸消耗。達(dá)到熔爐的使用壽命之后，襯里12會(huì)在熔爐換襯過程中被重新填充。雖然這與安全的熔爐操作相違背，并且忽視了耐火材料廠家和安裝人員的建議，但是熔爐操作者可能會(huì)獨(dú)立決定延遲換稱，直到熔爐容積14內(nèi)的熔融的金屬和線圈16之間的耐火襯里12蝕薄到熔爐線圈16被損壞并且需要維修的狀態(tài)，和/或基座18被損壞并且需要維修。在這種請(qǐng)情況下，熔爐換稱過程就變得很迫切。[0005]美國(guó)專利號(hào)為7，090，801的專利公開了用于熔化熔爐的監(jiān)控設(shè)備，該監(jiān)控設(shè)備包括閉合電路，該閉合電路由幾個(gè)具有至少一部分導(dǎo)電表面和測(cè)量/顯示設(shè)備的幾個(gè)導(dǎo)體部分組成。梳狀第一導(dǎo)體部分通過歐姆電阻R被串聯(lián)到第二導(dǎo)體部分。該梳狀第一導(dǎo)體部分被安裝在耐火襯里上，并且被安排成直接相鄰，然而，相對(duì)于該第二導(dǎo)體部分，與該第二導(dǎo)體電隔離。[0006]美國(guó)專利號(hào)為6，148,081的專利公開了感應(yīng)熔化熔爐，該熔化熔爐包括探測(cè)系統(tǒng)，該探測(cè)系統(tǒng)用于依賴探測(cè)從爐底到熔爐的熱流來(lái)感測(cè)金屬深入熔爐壁。電極系統(tǒng)被插入到感應(yīng)線圈和滑面材料之間，該滑面材料作為耐火襯里的背襯。該電極系統(tǒng)包括從電源接收測(cè)試信號(hào)的傳感墊殼導(dǎo)體(sensingmathousingconductor),其中該傳感墊包括溫度敏感粘合劑，該溫度敏感粘合劑響應(yīng)于透過襯里的熱滲透而改變導(dǎo)體之間的電導(dǎo)率。[0007]美國(guó)專利號(hào)為5，319，671的專利公開了具有將電極安排在熔爐襯里的設(shè)備。該電極被分成具有不同極性的兩組，并且空間上彼此分開。電極組可被連接到可決定熔爐襯里中的與溫度相關(guān)的電阻的設(shè)備上。至少一個(gè)電極被安排作為陶瓷襯托(ceramicfoil)的第一面上的電極網(wǎng)絡(luò)。陶瓷襯托的第一面和向?qū)γ嬷械囊粋€(gè)被安排在熔爐襯里上。前面的襯托比熔爐襯里上的陶瓷材料具有較低的熱導(dǎo)率和較低的電導(dǎo)率，后面的的襯托具有大約相同的或較高的熱導(dǎo)率和大約相同的或較高的電導(dǎo)率。[0008]美國(guó)專利號(hào)為1,922，029的專利公開了被插入熔爐襯里以形成控制電路的一個(gè)襯墊的屏蔽。該屏蔽由金屬薄片制成，并且被彎曲以形成圓柱。當(dāng)金屬?gòu)娜蹱t內(nèi)部泄露出來(lái)時(shí)，該金屬與該屏蔽接觸，并且信號(hào)電路被關(guān)閉。[0009]美國(guó)專利號(hào)為1，823，873的專利公開了位于熔爐襯里內(nèi)部并且與感應(yīng)線圈空間上分離的接地屏蔽。提供大幅開口的環(huán)形的上部金屬導(dǎo)管，也提供開口的環(huán)形的相似的下部金屬導(dǎo)管。多個(gè)相對(duì)較小的金屬管或?qū)Ч茉趦蓚€(gè)較大的導(dǎo)管之間延伸，并且被確保以封閉的方式固定。提供接地極，將該接地極連接到防護(hù)罩。[0010]本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供具有襯里磨損探測(cè)系統(tǒng)的電感應(yīng)熔爐，該襯里磨損探測(cè)系統(tǒng)可幫助避免當(dāng)熔爐被正確操作和維修時(shí)，由于襯里磨損引起的熔爐線圈損壞和/或底部基座損壞。【
發(fā)明內(nèi)容】[0011]在一方面，本發(fā)明是用于為電感應(yīng)熔爐提供襯里磨損探測(cè)系統(tǒng)的裝置和方法。[0012]在另一方面，本發(fā)明是具有襯里磨損探測(cè)系統(tǒng)的電感應(yīng)熔爐。可替換的熔爐襯里具有內(nèi)部邊界面和外部邊界面，內(nèi)部邊界面形成電感應(yīng)熔爐的內(nèi)部容積,可將導(dǎo)電材料放置在該容積中進(jìn)行感應(yīng)加熱和熔化。至少一個(gè)感應(yīng)線圈圍繞可替換襯里的外部高度。熔爐接地電路具有第一端和第二端，該第一端位于一個(gè)或多個(gè)接地極探針(groundprobe)上，并且凸進(jìn)電感應(yīng)熔爐的內(nèi)部容積，該第二端位于電感應(yīng)熔爐外部的電接地連接上。將至少一個(gè)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)(electricallyconductivemesh)嵌入到耐火衆(zhòng)料(castablerefractory)中，將該耐火漿料放置在可替換的襯里的壁的外邊界面和感應(yīng)線圈之間。每個(gè)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)在耐火漿料和可替換襯里之間形成電不連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)邊界，將導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)嵌入到耐火漿料中。直流電壓源具有連接到導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的正電勢(shì)，和連接到電接地連接的負(fù)電勢(shì)。襯里磨損探測(cè)電路由從連接到導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的正電勢(shì)到連接到電接地連接的負(fù)電勢(shì)形成，使得襯里磨損探測(cè)電路中的直流(DC)漏電流的強(qiáng)度隨著可替換襯里的壁被消耗而改變?？蓪?duì)于每個(gè)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)將探測(cè)器連接到襯里磨損探測(cè)電路中的每一個(gè)以探測(cè)DC漏電的強(qiáng)度變化，或者可選的將單個(gè)探測(cè)器可切換的連接到多個(gè)襯里磨損探測(cè)電路。[0013]在另一方面，本發(fā)明是裝配具有襯里磨損探測(cè)系統(tǒng)的電感應(yīng)熔爐的方法。纏繞式感應(yīng)線圈位于基座上方，并且將耐火材料可安裝在該纏繞式感應(yīng)線圈的周圍以形成耐火嵌入式感應(yīng)線圈(refractoryembeddedinduct1ncoil)?？闪鲃?dòng)的耐火模具(flowablerefractorymold)位于該纏繞式感應(yīng)線圈的內(nèi)部，以在可流動(dòng)的耐火模具的外壁和該耐火嵌入式感應(yīng)線圈的內(nèi)壁之間提供鑄件可流動(dòng)的耐火容積(castflowablerefractoryvolume)。將至少一個(gè)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)安裝在該可流動(dòng)的耐火模具的外壁周圍。將鑄件可流動(dòng)的耐火材料傾注到可流動(dòng)的耐火容積(flowablerefractoryvolume)中以將至少一個(gè)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)嵌入到鑄件可流動(dòng)材料中從而形成嵌入式網(wǎng)絡(luò)耐火衆(zhòng)料(embeddedmeshcastablerefractory)0移除可流動(dòng)的耐火模具，并且將可替換的襯里模具放置在該嵌入式網(wǎng)絡(luò)可流動(dòng)耐火漿料的容積內(nèi)以在可替換襯里模具的外壁和嵌入式網(wǎng)絡(luò)耐火漿料的內(nèi)壁之間建立可替換襯里壁容積，以及在基座上方建立可替換襯里底部容積。將可替換襯里耐火材料饋送入可替換襯里壁容積和可替換襯里底部容積，并且移除可替換襯里模具。[0014]在另一方面，本發(fā)明是具有襯里磨損探測(cè)系統(tǒng)的電感應(yīng)加熱或熔化熔爐，當(dāng)正確操作和維修熔爐時(shí)該襯里磨損探測(cè)系統(tǒng)可以探測(cè)熔爐襯里磨損。[0015]在此說明書及隨附的權(quán)利要求中陳述本發(fā)明的這些和其它發(fā)面?！緦＠綀D】【附圖說明】[0016]結(jié)合附圖和說明書和權(quán)利要求書繪示了本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)非限制性實(shí)施例。本發(fā)明并不限于示出的附圖的布局和內(nèi)容。[0017]圖1是電感應(yīng)熔爐的一個(gè)實(shí)施例的簡(jiǎn)化橫截面方塊圖。[0018]圖2是具有本發(fā)明的襯里磨損探測(cè)系統(tǒng)的電感應(yīng)熔爐的一個(gè)實(shí)施例的簡(jiǎn)化橫截面方塊圖。[0019]圖3(a)繪示了在圖2所示的電感應(yīng)熔爐中的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)、襯里磨損探測(cè)電路以及控制和/或指示(探測(cè)器)電路的一個(gè)實(shí)施例的平面視圖。[0020]圖3(b)繪示了圖3(a)所示的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的底部俯視圖，導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的形狀為圍繞圖2所示的電感應(yīng)熔爐周圍安裝形成。[0021]圖4是具有本發(fā)明的襯里磨損探測(cè)系統(tǒng)的電感應(yīng)熔爐的另一個(gè)實(shí)施例的橫截面方塊圖，該襯里磨損探測(cè)系統(tǒng)包括底部導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。[0022]圖5繪示了用于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的底部襯里磨損探測(cè)的底部的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)、底部襯里磨損探測(cè)電路以及控制和/或指示(探測(cè)器)電路的頂部俯視圖。[0023]圖6(a)至圖6(f)繪示了具有本發(fā)明中的襯里磨損探測(cè)系統(tǒng)的電感應(yīng)熔爐的一個(gè)實(shí)施例的裝配。[0024]圖7是嵌入到鑄造可流動(dòng)耐火材料(castflowablerefractory)中的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)實(shí)施例的詳細(xì)圖，該鑄造可流動(dòng)耐火材料用于具有本發(fā)明中的襯里磨損探測(cè)系統(tǒng)的電感應(yīng)熔爐中。[0025]圖8是具有本發(fā)明的襯里磨損探測(cè)系統(tǒng)的電感應(yīng)熔爐的另一個(gè)實(shí)施例的簡(jiǎn)化橫截面方塊圖。[0026]圖9(a)至圖9(d)繪示了用于具有本發(fā)明中的襯里磨損探測(cè)系統(tǒng)的電感應(yīng)熔爐的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)、襯里磨損探測(cè)電路以及探測(cè)器的另一種安排?！?br/>發(fā)明內(nèi)容】[0027]圖2示出了具有本發(fā)明中的襯里磨損探測(cè)系統(tǒng)的電感應(yīng)熔爐10的一個(gè)實(shí)施例。將鑄造可流動(dòng)耐火材料24放置在線圈16和可替換熔爐襯里12之間。在本發(fā)明的本實(shí)施例中，將導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)26(例如，不銹鋼網(wǎng)絡(luò))嵌入到耐火漿料24的內(nèi)邊界，耐火漿料24與襯里12的外邊界相鄰。合適的網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)非限制性實(shí)施例是由類型304不銹鋼焊接的金屬絲形成的，該金屬絲具有4X4大小的網(wǎng)；金屬絲直徑在0.028-0.032英寸之間；開口寬度為0.222-0.218英寸。如圖3(a)和圖3(b)所示的，對(duì)于本發(fā)明的本實(shí)施例，網(wǎng)絡(luò)26在耐火漿料24和襯里12之間形成了從襯里壁的外邊界的上部(26T()P)到下部(26bot)不連續(xù)的圓柱形網(wǎng)絡(luò)邊界。將網(wǎng)絡(luò)26的一個(gè)豎直邊26a合適的連接到正電勢(shì)，該正電勢(shì)可由合適的電壓源建立，諸如直流(DC)電壓源Vd。，該電壓源Vd。具有連接到熔爐接地端(GND)的另一端。襯里磨損探測(cè)電路在連接到導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)正電勢(shì)和連接到熔爐電接地端的負(fù)電勢(shì)之間形成。將豎直間斷26c(本實(shí)施例中沿襯里的高度)的大小設(shè)置成可以預(yù)防網(wǎng)絡(luò)26的相對(duì)的豎直面26a和26b之間短路?？蛇x地，將網(wǎng)絡(luò)以可以與其自身電隔離的方式裝配；例如，可以在網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)交疊端(本實(shí)施例中的邊26a和26b)提供電絕緣層。如圖3(a)所示，可通過合適的電路元件諸如電流互感器將電壓源電路連接到控制和/或指示電路。該控制和/或指示電路統(tǒng)稱為探測(cè)器。在熔爐服務(wù)期限內(nèi)隨著襯里12逐漸損耗，DC漏電流會(huì)增大，該控制和/或指示電路會(huì)感測(cè)到電流的增大。對(duì)于特別的熔爐設(shè)計(jì)，當(dāng)正確操作和維修熔爐時(shí)，可以建立漏電流上升強(qiáng)度設(shè)定點(diǎn)用于指示替換襯里。[0028]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，除了圖2所示的壁襯里磨損探測(cè)系統(tǒng)，還可以提供底部襯里磨損探測(cè)系統(tǒng)，例如在圖4中，將導(dǎo)電底部網(wǎng)絡(luò)30放置在具有底部網(wǎng)絡(luò)30的鑄造可流動(dòng)耐火材料28內(nèi)，底部網(wǎng)絡(luò)30與位于熔爐底部的襯里12的底部邊界相鄰。如圖5所示的本發(fā)明的本實(shí)施例中，底部網(wǎng)絡(luò)30在底部鑄造可流動(dòng)耐火材料28和襯里12的底部之間形成了不連續(xù)的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)邊界。將底部網(wǎng)絡(luò)30的一個(gè)不連續(xù)的徑向邊30a合適的連接到正電勢(shì)，該正電勢(shì)由合適的電壓源V’dc建立，該電壓源V’dc具有連接到熔爐接地端(GND)的另一端。底部襯里磨損探測(cè)電路在連接到導(dǎo)電底部網(wǎng)絡(luò)的正電勢(shì)和連接到熔爐電接地端的負(fù)電勢(shì)之間形成。將網(wǎng)絡(luò)30中的徑向間斷30c的大小設(shè)置成可以預(yù)防網(wǎng)絡(luò)30的相對(duì)的徑向邊30a和30b之間短路?？蛇x地，將網(wǎng)絡(luò)以可以與其自身電隔離的方式裝配；例如，可以在網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)交疊端(本實(shí)施例中的徑向邊30a和30b)提供電絕緣層。如圖5所示，可將底部襯里磨損探測(cè)電路連接到底部襯里磨損控制和/或指示電路，該控制和/或指示電路統(tǒng)稱為探測(cè)器。在熔爐服務(wù)期限內(nèi)隨著襯里12的底部逐漸損耗，DC漏電流會(huì)增大，該底部襯里磨損控制和/或指示電路會(huì)感測(cè)到電流的增大。對(duì)于特別的熔爐設(shè)計(jì)，當(dāng)正確操作和維修熔爐時(shí)，可以根據(jù)底部襯里磨損建立漏電流上升強(qiáng)度設(shè)定點(diǎn)用于指示替換襯里。[0029]圖中所示的不連續(xù)側(cè)壁和底部網(wǎng)絡(luò)的特別安排是本發(fā)明的不連續(xù)網(wǎng)絡(luò)安排一個(gè)實(shí)施例。不連續(xù)的目的為預(yù)防網(wǎng)絡(luò)的渦流加熱與熔爐運(yùn)行過程中當(dāng)線圈被連接到合適的交流電源并且當(dāng)交流電流流過感應(yīng)線圈16時(shí)產(chǎn)生的磁通產(chǎn)生感應(yīng)耦合。因此，只要網(wǎng)絡(luò)安排可以預(yù)防網(wǎng)絡(luò)的這樣的感應(yīng)加熱，那么側(cè)壁和底部網(wǎng)絡(luò)的其它安排也在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。至襯里磨損探測(cè)電路和控制和/或指示電路的電連接的相似的安排可以根據(jù)特別的熔爐設(shè)計(jì)而變化。[0030]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，耐火嵌入式壁網(wǎng)絡(luò)26可以延伸至襯里12的整個(gè)豎直高度，即從熔爐襯里底部(12BOT)至熔爐襯里頂部(12-)，對(duì)于特別的設(shè)計(jì)，例如圖8所示的，熔爐襯里在標(biāo)稱設(shè)計(jì)熱熔線25的上方。[0031]在其它申請(qǐng)中，可以沿襯里12的豎直高度的一個(gè)或多個(gè)選擇的分離區(qū)域提供壁網(wǎng)絡(luò)26。例如在圖9(a)和圖9(a)中壁網(wǎng)絡(luò)包括兩個(gè)豎直導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)36a和36b，它們彼此電隔離并且被連接到單獨(dú)的襯里磨損探測(cè)電路，從而襯里磨損可被診斷位于熔爐襯里的任何一側(cè)。在本實(shí)施例中沿著兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)36a和36b的豎直高度有兩個(gè)電不連續(xù)38a(形成于豎直邊37a和37d之間)和38b(形成于豎直邊37b和37c之間)。進(jìn)一步，可沿著襯里12的豎直高度提供任何多個(gè)單獨(dú)的、豎直的和電隔離的壁網(wǎng)絡(luò)區(qū)域，將每個(gè)單獨(dú)的壁網(wǎng)絡(luò)區(qū)域連接到單獨(dú)的襯里磨損探測(cè)電路，使得襯里磨損可被定位于壁網(wǎng)絡(luò)區(qū)域中的一個(gè)。可選地如圖9(c)所示，多個(gè)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)46a至46d可以是水平的，將每個(gè)電隔離的網(wǎng)絡(luò)連接到獨(dú)立的襯里磨損探測(cè)電路和控制和/或指示電路，使得襯里磨損可被定位于隔離的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域中的一個(gè)。如圖9(d)所示最廣泛地，可將多個(gè)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)56a至56p圍繞可替換襯里壁的高度排列，將每個(gè)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)連接到單獨(dú)的襯里磨損探測(cè)電路和控制和/或指示電路(圖中沒有示出)，使得襯里磨損可被定位于隔離的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域中的一個(gè)，可將隔離的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域由圍繞可替換襯里壁的周圍的二維X-Y坐標(biāo)系統(tǒng)定義，X坐標(biāo)定義圍繞襯里的周圍的位置，Y坐標(biāo)定義沿著襯里的高度的位置。[0032]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，底部網(wǎng)絡(luò)30可以以相似的方式覆蓋至少可替換襯里12的整個(gè)底部，或者包括一些電隔離的底部網(wǎng)絡(luò)，將每個(gè)底部網(wǎng)絡(luò)連接到單獨(dú)的襯里磨損探測(cè)電路，使得襯里磨損可被定位于底部網(wǎng)絡(luò)區(qū)域中的一個(gè)。[0033]可選地，對(duì)于上述實(shí)施例中的與每個(gè)襯里磨損探測(cè)電路一起使用的單獨(dú)的探測(cè)器(控制和/或指示電路)，可將單個(gè)探測(cè)器可切換的連接到襯里磨損探測(cè)電路，該襯里磨損探測(cè)電路與本發(fā)明的所有實(shí)施例中的電分離的網(wǎng)絡(luò)中的兩個(gè)或更多個(gè)相關(guān)聯(lián)。[0034]雖然附圖繪示了單獨(dú)的壁和底部襯里磨損探測(cè)系統(tǒng)，在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，可以通過以下方式提供組合的壁和底部襯里磨損探測(cè)系統(tǒng)，通過(I)提供嵌入到整個(gè)鑄造可流動(dòng)耐火材料中的連續(xù)的邊和底部網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)具有單個(gè)襯里磨損探測(cè)電路和探測(cè)器，或者通過(2)提供嵌入到鑄造可流動(dòng)耐火材料中的單獨(dú)的邊和底部網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)具有共同的襯里磨損探測(cè)電路和探測(cè)器。[0035]圖6(a)至圖6(f)繪示了具有本發(fā)明中的襯里磨損探測(cè)系統(tǒng)的電感應(yīng)熔爐的裝配的一個(gè)實(shí)施例?？蓪⒏袘?yīng)線圈16(通常是纏繞是)裝配和放置在合適的基座18的上方。如圖6(a)所示，如現(xiàn)有技術(shù)一樣可將鏝涂耐火(灌漿)材料20安裝在線圈周圍。一種合適的專有鏝涂耐火材料20是INDUCT0C0AT?35AF(可從Inductotherm,Corp.,Rancocas,NewJersey獲得)。如果使用底部襯里磨損探測(cè)系統(tǒng)，可將底部網(wǎng)絡(luò)30安裝在基座18的頂部，并通過圍繞底部網(wǎng)絡(luò)30澆注鑄造可流動(dòng)耐火材料將底部網(wǎng)絡(luò)30嵌入到鑄造可流動(dòng)耐火材料中，如圖6(b)所示設(shè)置好后使得網(wǎng)絡(luò)被嵌入到耐火材料中?？蛇x地可將底部網(wǎng)絡(luò)放在位于單獨(dú)的模具中的鑄造可流動(dòng)耐火材料中，然后當(dāng)鑄造可流動(dòng)耐火材料設(shè)置好后，鑄造耐火嵌入式底部網(wǎng)絡(luò)(castrefractoryembeddedbottommesh)可被安裝在熔爐底部。[0036]如圖6(C)所示，將合適的臨時(shí)的鑄造可流動(dòng)耐火模具(castflowablerefractorymold)90(或形成模架的模具)，例如圓柱形，放置在由線圈16和耐火材料20形成的容積內(nèi)，以形成耐火材料20和模具的外壁周圍之間的鑄造可流動(dòng)耐火環(huán)空容積(castflowablerefractoryannularvolume)。將網(wǎng)絡(luò)26裝配于圍繞臨時(shí)模架90的外部周圍，并且可將鑄造可流動(dòng)耐火材料24，諸如INDUCT0C0AT?35AF(可從Inductotherm,Corp.,Rancocas,NewJersey獲得)燒注到鑄造可流動(dòng)耐火環(huán)空容積中，以設(shè)定和形成圖6(d)所示的堅(jiān)硬的耐火漿料24?？梢岳谜饎?dòng)壓實(shí)機(jī)從鑄造可流動(dòng)耐火材料釋放滯留的空氣和過剩的水分，使得設(shè)置之前耐火材料牢固的固定在模架的合適位置。當(dāng)將鑄造可流動(dòng)耐火材料24設(shè)置位于鑄造可流動(dòng)耐火環(huán)空容積內(nèi)部時(shí)，網(wǎng)絡(luò)26會(huì)至少部分被嵌入到鑄造可流動(dòng)耐火材料24中。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，可將網(wǎng)絡(luò)26嵌入到鑄造可流動(dòng)耐火材料24的厚度t內(nèi)的任何地方。例如如圖7所示，網(wǎng)絡(luò)26從鑄造可流動(dòng)耐火材料24的內(nèi)壁周圍偏移距離tl。偏移嵌入可通過圍繞模具90的外部周圍安裝合適的壓鉚螺母柱，然后在澆注鑄造可流動(dòng)耐火材料之前在壓鉚螺母柱周圍安裝網(wǎng)絡(luò)26來(lái)獲取。最廣義的，這里使用的術(shù)語(yǔ)網(wǎng)絡(luò)“嵌入”在鑄造可流動(dòng)耐火材料中的意思是網(wǎng)絡(luò)或者被固定在耐火材料中；或者在耐火材料的表面邊界中的意識(shí)是足夠的但是不完全的被嵌入到耐火材料的表面邊界，使得耐火材料設(shè)置好后網(wǎng)絡(luò)被限制在耐火材料的合適位置。[0037]如圖6(e)所示，當(dāng)設(shè)定好鑄造可流動(dòng)耐火材料24后，移除臨時(shí)模具90，并且將襯里模具92放置在由設(shè)定的鑄造可流動(dòng)耐火材料24(具有嵌入的網(wǎng)絡(luò)26)形成的容積內(nèi)，以在設(shè)定鑄造可流動(dòng)耐火材料24和襯里模具92的外壁周圍之間形成可替換襯里環(huán)空容積，將可替換襯里模具92塑造成與內(nèi)部熔爐容積14的邊界壁和底部相符合。根據(jù)傳統(tǒng)步驟可將傳統(tǒng)粉末耐火材料饋送入襯里容積中。如果襯里模具92由導(dǎo)電模具材料形成，那么根據(jù)傳統(tǒng)步驟可將襯里模具92就地加熱和熔化，從而會(huì)燒結(jié)形成熔爐容積14的邊界的襯里耐火層?？蛇x地可將襯里模具移除并且通過直接加熱完成對(duì)襯里耐火層的燒結(jié)。[0038]對(duì)可替換襯里耐火材料和嵌入了導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的鑄造可流動(dòng)耐火材料做了區(qū)分，可替換耐火材料通常是粉末耐火材料。使用鑄造可流動(dòng)耐火材料使得可將導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)嵌入到耐火材料中。鑄造可流動(dòng)耐火材料在這里也稱為耐火漿料和可流動(dòng)耐火材料。[0039]圖6Cf)繪示了具有本發(fā)明的襯里磨損探測(cè)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的電感應(yīng)熔爐，具有額外的典型的熔爐接地檢漏器系統(tǒng)探針導(dǎo)線22a和電接地線22b，電接地線22b連接到熔爐電接地端(GND)。[0040]上述的和如圖6(a)至圖6(f)所示的裝配過程繪示了本發(fā)明的裝配步驟的一個(gè)實(shí)施例?？赡苄枰~外的傳統(tǒng)的裝配步驟來(lái)完成熔爐構(gòu)建。[0041]在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，不是利用單獨(dú)的鏝涂耐火襯里(灌漿)圍繞線圈16，可將鑄造可流動(dòng)耐火材料24延伸到并且圍繞線圈16。[0042]本發(fā)明中的感應(yīng)熔爐可以是任何類型的，例如，底注的、頂部?jī)A斜澆注的、壓注的或拉出式電感應(yīng)熔爐，工作在大氣中或控制的環(huán)境中諸如惰性氣體或真空中。雖然圖中所示的電感應(yīng)熔爐具有圓形的內(nèi)部橫截面，但是具有其它橫截面諸如方形的熔爐也可以利用本發(fā)明。雖然本發(fā)明中的電感應(yīng)熔爐圖示了單個(gè)感應(yīng)線圈，但是這里使用的術(shù)語(yǔ)“感應(yīng)線圈”也包括多個(gè)感應(yīng)線圈，或者是具有單個(gè)電連接和/或電互聯(lián)的感應(yīng)線圈。[0043]進(jìn)一步，也可以將本發(fā)明中的襯里磨損探測(cè)系統(tǒng)用于便攜式耐火的有襯里的長(zhǎng)柄勺，該長(zhǎng)柄勺用于在定位件和固定的耐火的有襯里的槽之間傳遞熔化的金屬。[0044]本發(fā)明的實(shí)施例包括涉及的特定的電組件。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以通過替代的組件實(shí)施本發(fā)明，替代的組件不必與本發(fā)明中的類型相同，只要能產(chǎn)生想要的狀態(tài)或?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明中想要的效果即可。例如，單個(gè)組件可被多個(gè)組件取代，反之亦然?！緳?quán)利要求】1.具有襯里磨損探測(cè)系統(tǒng)的電感應(yīng)熔爐，包括:可替換襯里，所述可替換襯里具有內(nèi)邊界表面和外邊界表面，所述可替換襯里的所述內(nèi)邊界表面形成所述電感應(yīng)熔爐的內(nèi)部容積；感應(yīng)線圈，所述感應(yīng)線圈至少部分圍繞所述可替換襯里的外部高度；熔爐接地電路，所述熔爐接地電路具有接地探針，所述接地探針位于第一電路端并凸進(jìn)所述電感應(yīng)熔爐的所述內(nèi)部容積，并且第二電路端終止于至所述電感應(yīng)熔爐外部的電接地連接；至少一個(gè)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，所述至少一個(gè)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)嵌入到放置在所述可替換襯里的壁的外邊界表面和感應(yīng)線圈之間的耐火漿料中，所述至少一個(gè)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)在所述耐火漿料和所述可替換襯里之間形成電不連續(xù)網(wǎng)絡(luò)邊界，所述至少一個(gè)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)嵌入到所述耐火漿料中；以及直流電壓源，所述直流電壓源具有連接到所述至少一個(gè)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)的正電勢(shì)和連接到所述電接地連接的負(fù)電勢(shì)，連接到所述至少一個(gè)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)的正電勢(shì)和連接到所述電接地連接的負(fù)電勢(shì)之間形成襯里磨損探測(cè)電路，據(jù)此襯里磨損探測(cè)電路中的DC漏電流強(qiáng)度隨著所述可替換襯里的壁被消耗而改變。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有襯里磨損探測(cè)系統(tǒng)的電感應(yīng)熔爐，其中，對(duì)于所述至少一個(gè)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)，所述電感應(yīng)熔爐還進(jìn)一步包括至少一個(gè)連接到所述襯里磨損探測(cè)電路的探測(cè)器，以探測(cè)DC漏電流的強(qiáng)度的變化。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有襯里磨損探測(cè)系統(tǒng)的電感應(yīng)熔爐，其中所述至少一個(gè)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)包括圓柱形的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，所述圓柱形的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)圍繞所述可替換襯里的高度并且在相對(duì)的豎直端之間具有豎直縫隙。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有襯里磨損探測(cè)系統(tǒng)的電感應(yīng)熔爐，其中所述至少一個(gè)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)包括圓柱形的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，所述圓柱形的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)圍繞所述可替換襯里的高度并且具有被電絕緣體分開的相對(duì)的豎直端。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有襯里磨損探測(cè)系統(tǒng)的電感應(yīng)熔爐，其中所述至少一個(gè)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)包括一組導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，所述一組導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)圍繞所述可替換襯里的高度，所述一組導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)彼此電隔離。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有襯里磨損探測(cè)系統(tǒng)的電感應(yīng)熔爐，其中，對(duì)于所述至少一個(gè)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)，所述至少一個(gè)探測(cè)器包括單個(gè)探測(cè)器用于所有的可替換襯里磨損探測(cè)電路，具有所述襯里磨損探測(cè)系統(tǒng)的所述電感應(yīng)熔爐進(jìn)一步包括開關(guān)設(shè)備，所述開關(guān)設(shè)備用于可切換的連接到位于所有的所述襯里磨損探測(cè)電路中的所述單個(gè)探測(cè)器。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有襯里磨損探測(cè)系統(tǒng)的電感應(yīng)熔爐，其中對(duì)于所述至少一個(gè)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)對(duì)應(yīng)的所述襯里磨損探測(cè)電路中的每一個(gè)，所述至少一個(gè)探測(cè)器包括獨(dú)立的探測(cè)器。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有襯里磨損探測(cè)系統(tǒng)的電感應(yīng)熔爐，進(jìn)一步包括:至少一個(gè)導(dǎo)電底部網(wǎng)絡(luò)，所述至少一個(gè)導(dǎo)電底部網(wǎng)絡(luò)嵌入到放置在所述可替換襯里的底部的外邊界表面下方的耐火漿料中，所述至少一個(gè)導(dǎo)電底部網(wǎng)絡(luò)在耐火漿料下方形成電不連續(xù)網(wǎng)絡(luò)邊界，所述至少一個(gè)導(dǎo)電底部網(wǎng)絡(luò)被嵌入到所述耐火漿料中；以及底部襯里磨損直流電壓源，所述底部襯里磨損直流電壓源具有連接到所述至少一個(gè)導(dǎo)電底部網(wǎng)絡(luò)的底部襯里磨損正電勢(shì)和連接到電接地連接的底部襯里磨損負(fù)電勢(shì)，在連接到所述至少一個(gè)導(dǎo)電底部網(wǎng)絡(luò)的底部襯里磨損正電勢(shì)和連接到電接地連接的底部襯里磨損負(fù)電勢(shì)之間形成底部襯里磨損探測(cè)電路，據(jù)此底部襯里磨損探測(cè)電路中的底部襯里DC漏電流強(qiáng)度隨著所述可替換襯里的底部被消耗而改變。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的具有襯里磨損探測(cè)系統(tǒng)的電感應(yīng)熔爐，對(duì)于所述至少一個(gè)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)，進(jìn)一步包括至少一個(gè)底部襯里磨損探測(cè)器，用于探測(cè)所述底部襯里的DC漏電流的強(qiáng)度的變化，所述至少一個(gè)底部襯里磨損探測(cè)器連接到所述底部襯里磨損探測(cè)電路，10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的具有襯里磨損探測(cè)系統(tǒng)的電感應(yīng)熔爐，其中所述至少一個(gè)導(dǎo)電底部網(wǎng)絡(luò)包括圓形的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，所述圓形的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)在相對(duì)的徑向端之間具有徑向縫隙。11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的具有襯里磨損探測(cè)系統(tǒng)的電感應(yīng)熔爐，其中所述至少一個(gè)導(dǎo)電底部網(wǎng)絡(luò)包括圓形的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，所述圓形的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)具有被底部網(wǎng)絡(luò)電絕緣體分開的交疊的徑向端。12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的具有襯里磨損探測(cè)系統(tǒng)的電感應(yīng)熔爐，其中所述至少一個(gè)導(dǎo)電底部網(wǎng)絡(luò)包括一組導(dǎo)電底部網(wǎng)絡(luò)，所述一組導(dǎo)電底部網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)彼此電隔離。13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的具有襯里磨損探測(cè)系統(tǒng)的電感應(yīng)熔爐，其中，對(duì)于所述至少一個(gè)導(dǎo)電底部網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)，所述至少一個(gè)底部襯里磨損探測(cè)器包括單個(gè)底部襯里磨損探測(cè)器用于所有的底部襯里磨損探測(cè)電路，具有襯里磨損探測(cè)系統(tǒng)的所述電感應(yīng)熔爐進(jìn)一步包括開關(guān)設(shè)備，所述開關(guān)設(shè)備用于可切換的連接到位于所有的所述底部襯里磨損探測(cè)電路中的所述單個(gè)底部襯里磨損探測(cè)器。14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的具有襯里磨損探測(cè)系統(tǒng)的電感應(yīng)熔爐，其中對(duì)于所述至少一個(gè)導(dǎo)電底部網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)的所述底部襯里磨損探測(cè)電路中的每一個(gè)，所述至少一個(gè)底部襯里磨損探測(cè)器包括獨(dú)立的底部襯里磨損探測(cè)器。15.鑄造具有襯里磨損探測(cè)系統(tǒng)的電感應(yīng)熔爐的方法，所述方法包括以下步驟:在基座上方定位纏繞式感應(yīng)線圈；圍繞所述纏繞式感應(yīng)線圈安裝耐火材料以形成耐火嵌入式感應(yīng)線圈；在所述纏繞式感應(yīng)線圈內(nèi)放置可流動(dòng)耐火模具，以在所述可流動(dòng)耐火模具的外壁和所述耐火嵌入式感應(yīng)線圈的內(nèi)壁之間提供鑄造可流動(dòng)耐火容積；圍繞所述可流動(dòng)耐火模具的所述外壁安裝至少一個(gè)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)；將鑄造可流動(dòng)耐火材料澆注進(jìn)所述鑄造可流動(dòng)耐火容積中，以將所述至少一個(gè)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)嵌入到所述鑄造可流動(dòng)耐火材料中，從而形成嵌入式網(wǎng)絡(luò)耐火漿料；移除所述可流動(dòng)耐火模具；將可替換襯里模具放置到所述嵌入式網(wǎng)絡(luò)耐火漿料容積中，以在所述可替換襯里模具的外壁和所述嵌入式網(wǎng)絡(luò)耐火漿料的內(nèi)壁之間形成可替換襯里壁容積，以及在所述基座上方形成可替換襯里底部容積；將可替換襯里耐火材料饋送至所述可替換襯里壁容積和所述可替換襯里底部容積中；以及移除所述可替換襯里模具。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包括步驟:將至少一個(gè)底部導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)嵌入到位于所述基座上方和所述可替換襯里底部容積下方的所述鑄造可流動(dòng)耐火材料中。17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包括步驟:在所述至少一個(gè)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)和熔爐電接地連接之間安裝襯里磨損探測(cè)電路。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，進(jìn)一步包括步驟:為所有的所述襯里磨損探測(cè)電路安裝至少一個(gè)探測(cè)器。19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，進(jìn)一步包括步驟:在所述至少一個(gè)底部導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)和熔爐電接地連接之間安裝底部襯里磨損探測(cè)電路。20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，進(jìn)一步包括步驟:為所有的所述底部襯里磨損探測(cè)電路安裝至少一個(gè)探測(cè)器。【文檔編號(hào)】F27B14/20GK104081146SQ201280025320【公開日】2014年10月1日申請(qǐng)日期:2012年5月23日優(yōu)先權(quán)日:2011年5月23日【發(fā)明者】薩嚴(yán)·N·普拉布申請(qǐng)人:應(yīng)達(dá)公司