专利名称：用于隔离电磁感应器的隔热屏，以及包括该屏的热处理设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及磁通可通过的冷却隔热屏，用于将具有横向场(transverse field)或伪横向场(pseudo-transverse field)的电磁感应器与被加热产品的辐射 隔离开。该隔热屏由绝热材料制成的块的阵列和多个由流体循环冷却的金 属管组成，这些管被封闭在所述块的阵列中，并且管与块的阵列被固定在 支撑体上，该支撑体位于与被加热产品相对的一侧。
本发明更具体的，而不是唯一的，涉及用于电磁感应装置的隔热屏， 所述电磁感应装置用于加热连续运动的钢带。
背景技术：
EP1349431公开了具有隔热屏和由外壳组成的支撑体的腔。 支撑体的材料是电绝缘的，且例如由复合物、玻璃纤维和环氧树脂或 其他树脂、玻璃或陶瓷组成。用于隔热屏的支撑体不能暴露于非常高的温 度下， 一般低于120°C，优选地低于卯'C，这要取决于该支撑体所使用的 材料。
用于感应加热的电磁感应线圈位于屏的与被加热产品相对的一侧。为 了获得良好的能量效率，这些线圈必须要尽可能地靠近被加热的产品。因 此，就希望屏的各个壁的厚度尽可能小，同时仍能确保充分的热防护。
趋势是升高加热产品的温度，特别是用于冶金时，这样将用于屏的支 撑体的温度升高到允许极限以上的危险显著增加。
为了更好地保护屏支撑体，可以减少由流体循环冷却的管之间的距离。 然而，这些管优选地由一定长度的管多次反向弯曲所获得的线圈的直线段 形成。所使用的管的直径限制了弯曲这些管的最小曲率半径，因而将管间 距减小到低于由这些管的可接受的弯曲所限定的值是不可能的。
现有技术中隔热屏的缺点不仅是由管弯曲180。制造发夹形线圈(hairpin) 的弯曲半径较小的技术问题导致，而且还由管中心距减小带来的热问题导致。管中心距的减小将导致
-热损失增加，因为处于场中管的长度增加了，由此磁场中出现了额外的损耗；以及
-块的表面温度较低，其影响产品的加热。
发明内容
本发明的目的在于，首先，提供冷却隔热屏，其可以对用于屏的支撑体实现更优良的热防护，而不明显增加绝缘材料的层厚度，也不需要改变由流体循环冷却的管之间的间距。
根据本发明，提供了磁通可以通过的隔热屏，用于将具有横向场或伪横向场的电磁感应器与被加热产品的辐射隔离开，隔热屏由隔热材料制成的块的阵列和多个由流体循环冷却的金属管组成，这些管封闭在所述块阵列中，管和块由支撑体固定，其特征在于导热装置设置在块的背面，这些
传导装置与冷却管热连接，所述导热装置阻隔穿过块的热流并将热流(heat
flux)释放到冷却管中。
根据本发明的隔热屏通过降低其工作温度来保护支撑体。
优选地，导热装置还设置有防止或减少由磁通产生的感应电流引起的
热损失的装置。
所述导热装置可以由不锈钢、青铜、铜或其他合适的材料制成。所述导热装置可以由导热材料，特别是金属材料制成的屏形成，其与冷却管热联接。有利地，该屏由在块后面延伸的金属翅片(metal fm)形成，
每一个翅片与冷却管热接触。
用来防止或减少感应电流形成的装置可包含在传导装置中形成的槽缝。这些槽缝主要与管的纵向相横切(transversely)，但它们也可以倾斜于管
的纵向。
有利地，所述槽缝在金属屏的纵向边缘开口，并在中心部附近终止。该隔热屏在感生电流非常小的时候最佳。为此，设置的翅片在垂直于
磁场的方向上具有非常小的面积。通过减少槽缝的间距(pitch)、改变槽缝的
宽度和/或改变翅片的宽度及其厚度可以获得良好结果。
根据一个实施方案，翅片可以由径向取向并固定在冷却管上的线段制成。
每一个翅片可在管两侧，两个相邻管之间间隙的大致一半上延伸。每一个翅片可以焊在相应的管上。翅片与管接触的部分可以具有托架
(cradle)形式，其与管的部分轮廓的吻合。
所述翅片由槽缝形成，所述槽缝形成于挤压或拉制的金属屏中/或形成于一体形成的管组中。
优选地，该翅片在感应器的范围内在管的全部长度上延伸以防止热流影响。
本发明还涉及热处理设备，特别是熔炉，其包括用于加热产品的具有横向或伪横向场的电磁感应器，其特征在于其包括至少一个上述隔热屏，用于保护所述感应器免受加热产品的热辐射。
本发明除了上述设置外，还包括多个其他设置，下面将根据附图中的示例实施方案来更详细的说明这些设置，这些附图没有任何限制意义。在
这些附图中
图1为具有根据本发明的磁通可通过的隔热屏的金属带热处理设备的
示意图2为切除了一部分的隔热屏的较大比例的横截面；图3为切除了一部分的隔热屏的平面图4为显示根据本发明的导热装置的图1的局部IV的较大比例的横截
面；
图5为导热装置的侧视图6为关于图5的部分平面图；且
图7显示了导热装置另一实施方案的纵截面。
具体实施例方式
附图的图1示意性地显示了线性竖式熔炉H，其对以匀速或变速连续运动的金属带l(特别是钢带)进行热处理。在显示的实例中，带1在两辊(分别为下辊2和上辊3)之间垂直运动。该实例不具限制性，即带1还可以在卧
6式熔炉中水平运动。
熔炉通常为具有矩形截面的棱柱形状，且它的内部空间与外部大气隔离。在熔炉内的气体混合物的组成可以根据所考虑的带进行变化。该气体混合物包含相对较高比例的氢，其有利于热交换。
熔炉H包括至少一个加热段4，其设置在带l的每个侧面，带有具有横
向的或伪横向磁通的半感应器(half-inductor)5a、 5b。 一对半感应器组成一个加热感应器。
在半感应器5a、 5b上设置有磁通可通过的隔热屏E，从而使面向被加热产品的感应器受到热保护，所述被加热产品由带1形成。
如图2所示，所述屏E包含支撑体6，其由电绝缘，特别是不透气材料形成。有利地，支撑体6由具有环氧树脂或类似树脂的复合物制成。
为了防止带和屏的内表面之间的任何接触，在屏E的相对面之间，沿着与带1正交的方向设置一最小尺寸k的空间(图2)。该尺寸k约为20厘米。
支撑体6的内表面通过连接装置(图中未示出)支持并固定块7的阵列B，块7由热绝缘材料特别是陶瓷制成，以及多个由循环流体(通常为水)冷却的管8。管8通常由金属制成，但是他们也可以由其他材料制成，如磁场能完全通过的玻璃。管8被束缚在块7的阵列中，防止了带l的直接辐射。
管8优选地由直的段组成。根据图3所示的实例，管8是连续线圈的段，该连续线圈是将管在180。上反向连续弯曲得到的。为每一个线圈设置有冷却液的进口和出口 。构成连续面板的多个线圈可以并列地靠在支撑体6的内壁上。管8的内径约为8到10毫米。
如图2和图4所示，块7主要由矩形平行立面体的块形成，其两个纵面包括形圆柱部分形式的凹槽7a、 7b，凹槽与两个相邻管8的轮廓相吻合。因此，块7可以设置在两直管8之间。块7沿着管8的纵向彼此相接。在两个相邻的块7之间留有小的横向间距9(图4)。
块7的正面7c直接暴露在带1的热辐射下。块的背面7d是离带1最远的一面，它的温度比面7c的温度低很多，因为块7提供了热阻并且管8和冷却液带走了热量。
为了使带1在横向通量或伪横向通量的电磁感应下加热的能效最高，理想地放置感应器尽可能的靠近带1。当带1的处理温度升高时，就存在支
7撑体6暴露于过高温度下的危险。
为了确保对支撑体6有效的热防护，在不增加绝缘块7的厚度，以及
不减小相邻管8之间的距离的情况下，本发明在块的背面7d上提供导热装置10，其置于可以阻止热流Q穿过块7的位置。为了将热流Q释放到管中以及释放到在管中循环的冷却液里，这些传导装置10与冷却管8热连接。此外，如图6所示，传导装置IO设置有装置11，用于防止或减少由横向交变电磁通产生的感生电流的形成。
优选地，传导装置10由小厚度j的金属屏S(图4)组成，所述厚度j尤其小于5毫米。屏S覆盖住块的背面7d的大部分。
金属屏S由一组相互分离的金属翅片12形成。与每一个管8连接的金属翅片12覆盖了块的背面7d，每个翅片与相连的冷却管8热接触。术语"散热器"或"吸热器"可以作为"翅片"的同义词来使用。
每个翅片12都是由金属带形成的，优选地金属带在管8的全部长度上延伸。该带具有突出的中间纵向部分12a，其置于两个相邻块7后边缘之间的空隙13中。中间部分12a与管8的壁相接触，优选地，它们焊接相连。金属带在中间部分12a的各侧对称地或不对称地延伸，片12b、 12c大致在每个块7的中间宽度处相遇。这样的设置使得可以将热量释放到管8的路径长度限制为大体是块7的宽度的一半。两连续翅片的片12b、 12c的端部被小宽度m的间隙隔开(图4)， m尤其小于5毫米，并且优选地小于2毫米。因此，每个块的背面7d几乎完全被翅片12覆盖住。
在图2所示的实例中，隔热屏的横截面具有大致矩形的封闭轮廓。这个实例也没有限制性。在该带的每一个侧面上，隔热屏可以由具有多个层(绝缘块、冷却管、传导装置)的板组成。在这种情况下，屏的横截面可以是如图4所示的直线段。根据本发明的板状隔热屏特别适用于如2005年6月24日由同一申请公司CELES提交的专利申请FR 05/06462和F 05/06463中所述的设备。
根据图4所示的示例实施方案，翅片的中间部分12a具有圆顶形状，其凸起侧朝向管8，所述圆顶具有用来焊接的椭圆形开口 14。
作为变化形式，如图7所示，突起的中间部分12a具有凹面，以形成沿管8的表面部分的托架，并为热传递提供了较大的接触面积。
8根据另一个实施方案，所述翅片由槽缝形成，所述槽缝形成于挤压或拉制的金属屏中/或形成于一体形成的管组中。
装置11用于防止或减少由磁通产生的感生电流的形成，该装置优选地包含在翅片12中形成的槽缝15。这些槽缝的取向主要与翅片的纵向横切，
如图6所示，但是它们也可以是相对倾斜的。彼此平行的槽缝15在金属屏S的纵向边缘开口，并且在接近中心部分12a处终止。
隔热屏在感生电流非常小的时候是最佳的。为此，设置的翅片在垂直于磁场的方向上具有非常小的面积。通过减少槽缝的间距、改变槽缝的宽度，尤其是改变组成槽缝的切口的厚度，和/或改变翅片的宽度和厚度，可以获得良好结果。根据一个实例，槽缝宽为0.5mm，并调节两槽缝间的翅片宽度，以与该翅片中感生的电流的电损失相适合。
作为变化形式，翅片可以由线段制成。这些线段与冷却管8相横切、径向或倾斜地定位，并且被固定(特别是焊接)到管8上，该组件类似于一把梳子，它的齿由线段形成。线的直径可为lmm，各线之间的距离为0.3mm，该间隙就形成了槽缝15。
如图6所示，从上述内容中也可以看到，翅片12具有类似鱼骨状的形状。
槽缝15的存在大大减少了由磁通产生的感生电流，减少了可以降低能量效率的附加热量。
有利地是，管8和/或翅片12由不锈钢组成。作为变化，管8和/或翅片12由青铜或铜组成，也可以考虑其他金属。
操作过程由上述说明可以得出。
横向交变磁场加热带1，其向环绕该带的表面辐射热量。流经块7到达背面7d的热流Q主要被翅片12阻挡，并且释放到管8和冷却液中。支撑体6得到更好的保护以免受由该热流Q造成的热量的影响。
在隔热屏的厚度E大体没有增加，以及在管8的间隔没有改变的情况下，本发明使得支撑体6在带1的高温(如115(TC)下可以得到有效的热防护。
虽然描述的内容是针对带1的，但是本发明还适合其他类型的金属产品，尤其是钢、铜或铝线或板。该产品可以是也可以不是运动着的产品。
权利要求
1、磁通可以通过的隔热屏，其用于将带有横向场或伪横向场的电磁感应器与被加热产品(1)的辐射隔离开，隔热屏由隔热材料制成的块(7)的阵列和多个由流体循环冷却的管(8)组成，这些管被束缚在所述块的阵列中，所述管和块由支撑体固定，其特征在于在所述块的背面具有导热装置(10)，其可以阻止热流通过所述块，这些传导装置可与冷却管(8)热连接，将热流释放到管中。
2、 权利要求1的隔热屏，其特征在于所述导热装置(10)设置有装置(11)， 用于防止或减少由磁通感生的电流的形成。
3、 权利要求1或2的隔热屏，其特征在于所述导热装置(10)由金属屏(S) 形成，该金属屏与冷却管(8)热连接。
4、 权利要求3的隔热屏，其特征在于所述金属屏(S)由延伸至所述块背 面的金属翅片(12)形成，各个翅片(12)与冷却管(8)热接触。
5、 权利要求4的隔热屏，其特征在于所述翅片由固定在冷却管上的金 属线段制成。
6、 前述权利要求中任一项的隔热屏，其特征在于用于防止或减少由磁 通产生的感生电流的形成的装置(11)包含传导装置(10)中形成的槽缝(15)。
7、 权利要求6的隔热屏，其特征在于所述槽缝(15)与管(8)的纵向相横切。
8、 权利要求4与权利要求6和7中任一项相结合的隔热屏，其特征在 于所述槽缝(15)在所述金属屏的纵向边缘开口，并且在接近中间部分处终 止。
9、 权利要求4的隔热屏，其特征在于各个翅片(12)在管(8)的任一侧延伸。
10、 权利要求9的隔热屏，其特征在于各个翅片(12)在管(8)的任一侧， 在两个相邻管(8)之间大致一半的间隙上延伸。
11、 权利要求4到IO之一的隔热屏，其特征在于各个翅片(12)被焊接 到管(8)上。
12、 权利要求4到IO之一的隔热屏，其特征在于所述翅片由槽缝形成， 所述槽缝形成于挤压或拉制的金属屏中/或形成于一体形成的管组中。
13、 权利要求4的隔热屏，其特征在于所述翅片邻近管的区域具有托架 (12a)的形状，其与所述管的部分轮廓相吻合。
14、 权利要求4的隔热屏，其特征在于在所述管的全部长度上，在所述 感应器的需要免受热流影响的区域内，都布置有所述翅片(12)。
15、 热处理设备，尤其是熔炉，其包括具有横向场或伪横向场的用于加 热产品的电磁感应器，其特征在于包括至少一个前述权利要求之一的隔热 屏(E)，以保护该感应器免受被加热产品的热辐射影响。
全文摘要
本发明公开了磁通可通过的隔热屏，用于将带横向场或伪横向场的电磁感应器与被加热产品(1)的辐射隔离开，隔热屏由隔热材料制成的块(7)的阵列和多个由流体循环冷却的管(8)组成，这些管被封闭在所述块的阵列中，并且所述管和块由支撑体固定。在所述块的背面，该屏包括导热装置(10)，其用来阻止热流通过所述块，这些传导装置可与冷却管(8)热连接，用于将热流释放到管中。
文档编号C21D9/56GK101484594SQ200680050420
公开日2009年7月15日 申请日期2006年12月26日 优先权日2006年1月4日
发明者J·L·比甘, J·赫勒古阿施, J-Y·雷恩, P·勒尔 申请人:菲弗兹塞莱斯公司