專利名稱：用于電磁感應(yīng)加熱裝置的絕熱的氣體及真空密封箱體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在保護(hù)性氣氛下或在真空下對(duì)連續(xù)通過(guò)的金屬產(chǎn)品進(jìn)行電磁感應(yīng)加熱。長(zhǎng)期以來(lái)大家都知道，把電磁感應(yīng)加熱裝置用于在保護(hù)性氣氛下的熱處理，比如在熱涂覆生產(chǎn)線(鍍鋅、涂鍍鋁等…)中或者在連續(xù)熱處理生產(chǎn)線(例如退火生產(chǎn)線)中的應(yīng)用。
使用這些裝置的這一種或另一種都是根據(jù)要處理產(chǎn)品的類型來(lái)選擇的。因此，縱磁通量感應(yīng)通常適合于磁性產(chǎn)品，其溫度希望達(dá)到接近750℃(居里點(diǎn))而橫磁通量感應(yīng)最適合高溫加熱，尤其是適合于非磁性產(chǎn)品。
此外，當(dāng)涉及到應(yīng)該在一定的溫度下進(jìn)行處理的非涂覆產(chǎn)品時(shí)，在那種情況下有發(fā)生氧化的危險(xiǎn)，則電磁感應(yīng)加熱就應(yīng)該在保護(hù)性氣氛下進(jìn)行，比如在氫和氮混合的氣氛下進(jìn)行。由此得出的結(jié)果是電磁感應(yīng)加熱裝置還包括一個(gè)箱體，要處理的產(chǎn)品可從中穿過(guò)而且它應(yīng)該對(duì)空氣是完全密封的，以便避免產(chǎn)品的任何氧化。
在這種類型感應(yīng)加熱的已知應(yīng)用中，人們使用一些在保護(hù)性氣氛下的感應(yīng)加熱裝置，其中加熱裝置是直接安置在密封箱體中的。因而這正是圍繞感應(yīng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)的密封性，這就有很多缺點(diǎn)及不足之處，尤其是當(dāng)對(duì)這些感應(yīng)器進(jìn)行維修保養(yǎng)操作時(shí)，感應(yīng)器都必需從箱中拆卸，或者是為了實(shí)現(xiàn)向感應(yīng)器供電的電流進(jìn)線及返回線的密封以及為了這些感應(yīng)器的冷卻水循環(huán)等所帶來(lái)的缺點(diǎn)。
為了解決這一問(wèn)題，大家都知道一些應(yīng)用方法，比如在公開(kāi)的歐洲專利申請(qǐng)No.0822733中所描述的那些應(yīng)用，該專利申請(qǐng)使用一種加熱裝置，它包括感應(yīng)設(shè)備以及安置在相繼前移的產(chǎn)品周圍的氣體密封箱體，處在產(chǎn)品與感應(yīng)器之間，所述密封箱體沿產(chǎn)品運(yùn)行方向在感應(yīng)器的上游方及下游方延伸。
在該歐洲專利申請(qǐng)中，密封箱體在其由所述的感應(yīng)設(shè)備圍住的中間部分中由一個(gè)套筒構(gòu)成，此套筒包括一層或幾層絕熱及電絕緣的織物網(wǎng)并且覆蓋一種氣體密封及耐至少100℃但不會(huì)超過(guò)750℃溫度的膜(采用縱磁通量感應(yīng)而工作的裝置)。
反之，當(dāng)涉及到通過(guò)使用橫磁通量或縱磁通量感應(yīng)加熱裝置把產(chǎn)品加熱到高于750℃的溫度(例如對(duì)不銹鋼拋光退火)，在該專利文獻(xiàn)中所透露的套筒對(duì)這些溫度就不再有效，該溫度有損壞感應(yīng)器的危險(xiǎn)，這些感應(yīng)器一般不能在高于100℃的溫度下工作。
按照本發(fā)明，該氣體及真空密封箱體安置在要加熱的相繼前移的產(chǎn)品周圍，處在產(chǎn)品與感應(yīng)加熱設(shè)備之間。
為此，本發(fā)明的氣體及真空密封箱體用于對(duì)處在所述密封箱體內(nèi)的相繼前移的產(chǎn)品進(jìn)行電磁感應(yīng)加熱的裝置中，其特征在于它包括至少在其由所述感應(yīng)加熱設(shè)備圍繞的中間部分中有一個(gè)對(duì)氣體及真空密封的而且是電絕緣的材料制成的外套殼，所述外套殼的內(nèi)表面以一種熱屏蔽加以保護(hù)，此熱屏蔽是由一個(gè)絕熱材料的方塊基體及多個(gè)流體循環(huán)冷卻管組成的，這些冷卻管都固定在所述的方塊形基體中。
熱屏蔽的作用是保證構(gòu)成外套殼材料的溫度為100℃左右，而要加熱的產(chǎn)品達(dá)到約1200℃的溫度。
在所述外套殼內(nèi)形成的空間3要適合于要熱處理的產(chǎn)品形狀。例如，

圖1至4所描述的平行六面體形狀的外套殼就典型地表示出了該裝置在處理帶形產(chǎn)品方面的一種應(yīng)用。
當(dāng)然，這種密封箱體也可以應(yīng)用于各種其它產(chǎn)品，它可以是相繼前移的或者不是相繼前移的(鋼絲、銅絲、鋁絲、等等…)。
因而外套殼1要用來(lái)圍繞在相繼前移的要熱處理的產(chǎn)品周圍，并且安置在該產(chǎn)品與加熱裝置的感應(yīng)設(shè)備之間。它還可以在感應(yīng)設(shè)備整個(gè)高度上延伸，但是優(yōu)先選擇一種延伸到感應(yīng)器以外的上游處及下游處的外套殼，使得磁感應(yīng)通量的回流不會(huì)加熱該外套殼的端部部件。
根據(jù)本發(fā)明，可分別在外殼套端部的入口處及出口處設(shè)置通常的氣體及真空密封設(shè)備，連續(xù)移動(dòng)的要加熱的帶狀產(chǎn)品從外套殼兩端進(jìn)入和離開(kāi)。這些普通設(shè)計(jì)的設(shè)備在附圖中未示出。
如圖1所示，本發(fā)明的外套殼1是由可透過(guò)磁通量的因而也是電絕緣的材料制成的。
根據(jù)本發(fā)明的一種非限定性的實(shí)施例，所述外套殼是由環(huán)氧樹(shù)脂或類似材料絲狀纏繞而制成的。
不過(guò)，在同樣不脫離本發(fā)明范圍的情況下還能有其它一些實(shí)施方式，并且也能使用其它一些材料制備外套殼，條件是這些材料可透過(guò)磁通量。因此，根據(jù)本發(fā)明可制備陶瓷材料的外套殼或玻璃材料的外套殼。
所述外套殼的內(nèi)空間3可充滿一種保護(hù)性氣體(通常都是由氮?dú)夂蜌錃饣旌铣傻臍怏w)，以避免對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行熱處理的過(guò)程中使該產(chǎn)品發(fā)生任何氧化現(xiàn)象，因而外套殼1必需是對(duì)保護(hù)性氣體來(lái)說(shuō)是密封的而且也可以是密封真空狀態(tài)。
此外，外套殼還應(yīng)該屬于非導(dǎo)電體以便不會(huì)成為磁感應(yīng)通量感生電流的產(chǎn)生部位。
另外，正如下面所描述的那樣，它要具有良好的機(jī)械特性，尤其是良好剛性，以便支承由多個(gè)管4構(gòu)成的熱屏蔽2，這些管子都固定在陶瓷材料或類似材料的方塊形基體5中，。
事實(shí)上，熱屏蔽2是由多個(gè)管4組裝成的，這些管子都安裝在外套殼1的所有內(nèi)表面上并且流體尤其是水就在這些管中循環(huán)以便對(duì)其進(jìn)行冷卻。
在圖1至4中所示優(yōu)選實(shí)施例中，所述冷卻管都是均勻地分布在外套殼1的所有內(nèi)表面上。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)有利特征(參照?qǐng)D3)，管4優(yōu)選是由較薄的(約0.5mm)不銹鋼構(gòu)成的，并且它們形成多個(gè)回頭彎(épingle)(配置成蛇形)。這些管也可以用電絕緣材料，因而也是可透過(guò)磁通量的材料制成，例如由玻璃材料、環(huán)氧樹(shù)脂-玻璃材料制成。
此外，用陶瓷或其它等效絕緣材料(混凝土等等)制成的方塊狀基體5安置在各個(gè)冷卻管4之間，為的是切斷待處理產(chǎn)品的熱輻射。
所述的方塊體具有一種特殊的幾何形狀使得它們能夠按照那些管子4或者在管子之間穿過(guò)并且因此而形成了可以把這些管子固定住的方形基體，而且還使得所述的那些管子不直接面對(duì)相繼前移的產(chǎn)品。
構(gòu)成方塊體5的材料(陶瓷、混凝土等等…)是很好的絕熱材料，因此它們可用來(lái)切斷已被加熱產(chǎn)品的輻射熱流。
另外，所述產(chǎn)品的及少可以達(dá)到固定在所述方塊體5中管4的地方，該部分輻射熱也會(huì)通過(guò)與上述管中循環(huán)的冷卻流體進(jìn)行熱交換而被提取走。
由管4及方塊體5組裝成的熱屏蔽2借助螺釘6或類似固定件機(jī)械地固定在外套殼內(nèi)表面上。
有利的是，在該熱屏蔽與外套殼1之間插入一個(gè)夾層玻璃板7(例如其厚度為3mm左右)，因此比較容易安放，因而也可以比較方便地把那些管4和方塊體5固定在所述外套殼上，該層狀玻璃板7本身就安裝在兩個(gè)陶瓷或類似材料的薄絲網(wǎng)層8和9之間。
當(dāng)然，為了得到該熱屏蔽的最佳效率，就需要在安裝熱屏蔽時(shí)，使得在外套殼1與熱屏蔽2之間以及在管子4與方塊5之間留有盡可能小的縫隙。
現(xiàn)在就來(lái)描述本發(fā)明密封絕熱箱在相繼前移帶狀產(chǎn)品熱處理設(shè)備方面的一個(gè)應(yīng)用實(shí)例。
在該實(shí)施例中，熱處理設(shè)備指定用于在高含量氫的保護(hù)性氣氛下對(duì)相繼前移的不銹鋼帶狀產(chǎn)品進(jìn)行加熱處理。這種類型的熱處理可典型地需要1150℃左右的加熱溫度。為了達(dá)到這一溫度，使用一種如圖5所示的電磁感應(yīng)加熱裝置。
該加熱裝置包括至少一個(gè)可通過(guò)電流的繞組線圈10，它安裝在與相繼前移的待處理帶狀產(chǎn)品11表面相平行的平面內(nèi)，以致于橫向磁通量與所述帶狀產(chǎn)品的大部分表面相垂直。此外，本發(fā)明密封箱體12，如上述密封箱體，安裝在帶狀產(chǎn)品的周圍，且位于該帶狀產(chǎn)品與繞組線圈10之間，并且所述密封箱體優(yōu)選在垂直于所述帶狀產(chǎn)品相繼前移方向的平面內(nèi)在所述繞組螺旋線圈的上游方及下游方延伸。
構(gòu)成所述密封箱體熱屏蔽的管13都與冷卻流體的入口及出口集流管相連，以便帶走穿過(guò)陶瓷或類似材料制成的方塊狀基體14的帶狀產(chǎn)品所輻射的少部分熱量。因此，這種密封箱體可實(shí)現(xiàn)雙重功能其起到帶狀產(chǎn)品熱處理所需的氣體密封(或真空)箱的作用，其也可以有效地保護(hù)所述的外套殼。
這種密封箱體還可以直接對(duì)感應(yīng)線圈進(jìn)行調(diào)整(尤其是當(dāng)維修保養(yǎng)這些線圈時(shí))同時(shí)也不會(huì)破壞所述密封箱體的密封性。因此，本發(fā)明密封箱體完全適合于各種利用保護(hù)性氣體或在真空下工作的設(shè)備。
當(dāng)然，本發(fā)明并未限定在上面所描述及圖中介紹的幾個(gè)實(shí)施例，而是包括所有各種變型。
權(quán)利要求
1.一種氣體及真空密封箱體，其用于對(duì)所述密封箱體內(nèi)相繼前移的產(chǎn)品進(jìn)行電磁感應(yīng)加熱的裝置中，其特征在于所述密封箱體包括一個(gè)由電絕緣的和對(duì)氣體及真空密封的材料制成的外套殼(1)，所述外套殼的內(nèi)表面都用一種熱屏蔽(2)加以保護(hù)，所述熱屏蔽是由一個(gè)用絕熱材料制成的方塊形基體(5)及多個(gè)流體循環(huán)冷卻管(4)組成的，這些流體冷卻管是固定在所述方塊形基體中的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的箱體，其特征在于所述的外套殼(1)是由環(huán)氧樹(shù)脂或類似材料絲狀纏繞而制成的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的箱體，其特征在于所述的外套殼(1)是由陶瓷或玻璃材料制成的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的箱體，其特征在于所述冷卻管(4)都是均勻地分布在外套殼的所有內(nèi)表面上的。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的箱體，其特征在于所述的冷卻管(4)形成多個(gè)尤其由較薄的不銹鋼制成的回頭彎。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的箱體，其特征在于冷卻管(4)是用電絕緣材料因而是可透過(guò)磁通量的材料，尤其是玻璃、玻璃—環(huán)氧樹(shù)脂材料制成的。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的箱體，其特征在于一個(gè)夾層玻璃板(7)以方便實(shí)施的方式安裝在所述外套殼(1)與所述冷卻管(4)及方塊體(5)之間，因而也就可以方便地把這些冷卻管及方塊體固定在所述外套殼上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氣體真空密封箱體，它主要是用在對(duì)相繼從所述密封箱體內(nèi)通過(guò)的產(chǎn)品進(jìn)行電磁感應(yīng)加熱的裝置中，其特征在于它帶有一個(gè)由對(duì)氣體及真空密封的電絕緣材料制成的外套殼(1)，該外殼的內(nèi)表面都利用熱屏蔽(2)加以保護(hù)，此熱屏蔽又是由絕熱材料的方塊形基體及多個(gè)流體循環(huán)冷卻管(4)構(gòu)成的，這些冷卻管都安裝在所述方塊形基體中。尤其是在高氫含量保護(hù)性氣氛下對(duì)相繼通過(guò)的不銹鋼帶狀產(chǎn)品進(jìn)行電磁感應(yīng)加熱方面的應(yīng)用。
文檔編號(hào)C21D9/60GK1453376SQ0211844
公開(kāi)日2003年11月5日 申請(qǐng)日期2002年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月25日
發(fā)明者馬克·安德胡伯, 讓－菲利普·謝諾特, 克勞德·庫(kù)菲特, 讓·埃勒古阿克, 菲利普·勒爾, 雷內(nèi)·皮埃雷, 帕特里克·于格, 讓－卡米耶·于林, 熱拉爾·格里菲, 阿蘭·多比尼 申請(qǐng)人:塞萊斯公司, 于西納公司