[发明专利]感应激励的热铸桶底部喷嘴

说明书

技术领域

本申请涉及一种用于控制来自铸桶或其它容纳熔融金属的容器的金属的流动的感应激励的喷嘴。

背景技术

在金属的生产过程中使用铸桶来容纳熔融金属是已知的。典型地，铸桶在底部具有出口，该出口包括能够被控制的阀。然而，这些阀存在问题，因为它们昂贵并且需要经常维修或更换。

发明内容

根据本发明，铸桶或用于熔融金属的其它容器设有容易控制并且较便宜的出口喷嘴。在一个实施例中，通过将管状耐熔喷嘴加热到金属的熔化温度，熔融金属流例如硅流流过该喷嘴。该喷嘴是例如管状的，由Al₂O₃或SiO₂制成，并且被与该喷嘴热接触的石墨管包围。该喷嘴通过感应加热周围的石墨管而被加热。一旦喷嘴的温度超过铸桶中金属的液相线温度，则金属将通过喷嘴流出铸桶。

可选择地，如果与石墨接触的杂质可能附于金属是无关紧要的，则喷嘴可以完全由石墨制成。

经过喷嘴的流量还可以通过适当地施加真空到铸桶来控制，这在本领域中是已知的。假如该真空是充分的，则流动能够被非常精确地控制，从每分钟少数几滴到完全流过喷嘴。如果需要的话，真空还能够完全停止，并在该过程中稍后重新起用。因此，通过将本发明的喷嘴与已知技术相结合，还可获得对通过喷嘴的流动的精确控制。

附图说明

附图是具有根据本发明的喷嘴的铸桶的垂直剖视图。

具体实施方式

参考附图，铸桶2(如本领域公知地，优选由感应透明材料制成)包括出口4。该铸桶用于精炼金属5，例如在熔融状态下通过该出口流出的Si，并且可以包括耐熔材料3。可以通过任何公知的方式来加热待精炼的金属，例如通过感应加热。该出口包括由熔点比要流出的材料的熔点高的材料制成的喷嘴6，喷嘴6优选被绝缘耐熔材料7包围。例如，如果要流出的金属是Si，则该喷嘴可以由Al₂O₃、SiO₂、ZrO₂或其它适合的耐熔材料制成。

在优选的实施例中，喷嘴6与铸桶的出口接合并且通过与石墨感受器管8接触或通过其它方式而被支撑。感受器管8优选围绕喷嘴并构造成对喷嘴6传热，以使要流出的金属液化。

由于膨胀系数不同，加热管和喷嘴优选不一直物理接触，但是它们构造并定位成使得它们处于热接触中，由此，来自石墨加热器的热量有效地传递到喷嘴。

石墨感应器优选通过从感应线圈10接收的能量被加热。这已经被发现是非常高效的，并且导致对喷嘴6的温度的良好控制以及对通过喷嘴的流动的良好控制，特别是与施加到铸桶的可变真空结合使用时。

喷嘴优选大约12英寸长并且延伸超过加热器底部数英寸，优选约3英寸。使喷嘴的端部延伸超过感受器促进了停止加热时喷嘴的冷却。

喷嘴可以具有各种直径。优选地，该直径为从大约0.5英寸到大约1英寸。该直径允许喷嘴被加热时熔融金属的充分流动，并且允许通过应用真空到铸桶对金属的流量进行良好的控制。这样的直径允许在加热期间对流量进行真空控制并且允许当流量充分减少以及加热停止时喷嘴通过金属的冷却而快速阻塞。

虽然该喷嘴优选感应加热，但其它加热方法也是可以的。例如，石墨管可以是电阻器，并且通过利用所提供的导线而直接流过它的电流被加热。

如果不使用流量的真空控制，则直径优选为较小的尺寸，例如大约0.25英寸。当直径这么小时，仅仅通过停止加热就能够切断流动。

在另一个实施例中，喷嘴由石墨制成并且由感应线圈直接感应加热，供应到线圈的能量控制喷嘴中的温度以及金属流量。在任何一个实施例中，感应线圈优选用水冷却，并且当供应到线圈的能量减小或关闭时，由于水的存在冷却效果导致金属在喷嘴中更快地凝固，从而减小或停止流动。

该石墨喷嘴也能够由可铸耐火材料与感应线圈整体浇铸，该可铸耐火材料提高了热量从喷嘴和金属到铜感应线圈中的水的传导。感应线圈的冷却效果和真空控制的结合提供了优良的熔融金属流动控制。另外，如上公开的氧化物耐熔喷嘴能够置于紧密配合的石墨感受器管内并且仍由感应线圈加热和冷却。

在所附权利要求范围内的修改对于本领域技术人员来说是显而易见的。