[发明专利]微波熔炉

说明书

相关申请

本申请于2009年8月17日提交，作为美国公民Victor F.Rundquist、美国公民William J.Gregory以及美国公民Kevin S.Gill为所有指定国的申请人的PCT国际专利申请，且要求于2008年8月28日申请的序号为No.12/199,951的美国部分连续专利申请的优先权。

版权

在包含在本文的材料中的所有权利(包括版权)归属于申请人和申请人的财产。申请人享有和保留包含在本文的材料中的所有权利，且授权允许复制仅关于授权权利的复制的材料，且不用于其它的目的。

背景技术

在熔炉中进行金属熔化。原材料、外部废料、内部废料以及合金元素用于给熔炉加料。原材料表示用于形成特定合金的商业上纯的形式的原金属。合金元素是纯的形式的合金元素(例如电解镍)或有限组分的合金(例如铁合金或母合金)。外部废料是来自其它成形工艺(例如冲压、锻造或加工)的材料。内部废料由闸道、冒口或带缺陷的铸件构成。

熔炉是耐火的衬里器皿，其包含将被熔化的材料且提供熔化它的能量。现代熔炉类型包括电弧熔炉(EAF)、感应熔炉、冲天炉、反焰炉和坩埚熔炉。熔炉选择依赖于合金系统和制造的数量。熔炉设计是复杂的过程，设计可以基于多个因素进行优化。

发明内容

提供了本发明内容用于以简化的形式介绍选择的构思，其在下文中的详细描述中被进一步地描述。这一发明内容不是要识别所要求的主题中的关键特征或重要特征。本发明内容也不是要用于限制所要求的主题的范围。

可以提供一种用于熔化物质的系统。所述系统可以包括：用熔融石英绝缘的坩埚；微波发生器，配置成供给微波；和至少一个燃烧器探针，延伸到所述坩埚中。所述至少一个燃烧器探针可以包括波导。所述波导可以配置成接收来自所述微波发生器的微波，和传输所述微波。所述至少一个燃烧器探针还可以包括吸收体。所述吸收体可以具有配置成使得最小量的微波能量被反射返回至所述波导中的几何形状。另外，所述吸收体可以包括碳化硅的一体化铸件，配置成沿着所述吸收体的外部消散热量。所述吸收体还可以配置成接收来自所述波导的微波，和将来自所述微波的能量转换成所述热量。

上述的概括描述和下述的详细描述都提供了例子且仅是说明性的。因此，不应当将上述的概括描述和下述的详细描述考虑成是限制性的。另外，除了在本文中阐述的这些，可以提供特征或变形。例如，实施例可能涉及在详细描述中描述的各种特征组合和子组合。

附图说明

包含在且构成本公开的一部分的附图，显示出本发明的各实施例。在附图中：

图1显示微波熔炉；

图2显示耐火组件；

图3显示熔化器组件；

图4显示功率传输元件；

图5显示吸收元件的例子；

图6显示用于吸收元件的能量吸收模拟；

图7显示在它们进入熔化器组件中时微波的焦点图案；

图8显示用于固化微波熔炉的温度结果的图表；和

图9显示耐火组件。

图10显示燃烧器探针；

图11A和11B显示燃烧器探针的被计算的热消散轮廓；

图12显示直立式浸没熔炉；和

图13显示水平式浸没熔炉。

具体实施方式

下述的详细描述引用附图。在可行的情况下，在附图中和下述描述中使用相同的参考标记，用于表示相同的或类似的元件。虽然可能描述了本发明的实施例，但是修改、改变以及其它实施方式是可行的。例如，可以对图示的元件进行替换、添加或修改，可以通过替换、重新安排、或添加阶段给公开的方法来修改此处描述的方法。因此，下述的详细描述不限制本发明。

可以提供微波熔炉。根据本发明的实施例，微波熔炉可以更加有效率地熔化金属，且产生比传统的熔炉低的发射。根据本发明的实施例，微波能量可以用于在耐火壁内产生热量。这一热量可以传递至将被熔化的物质(例如金属)。上述的物质可以包括任何物质且不限于金属。过程可以是连续的且不会泄漏危害量的微波能量。

此外，本发明的实施例可能串联地交联聚合物。交联聚合物的过程可能包括加热聚合物以启动交联反应。微波能量可以被施加至聚合物，从而使得加热它和开始反应。对聚合物的这种热量输入可能快速地发生。

通过使用材料和特定的几何形状，熔炉的耐火壁可能吸收几乎最大的能量。热绝缘材料可以用作单向的能量装置。这种绝缘材料可以允许微波能量自由流动，同时不允许热量逸出，例如在与微波能量流动相对的方向上。