ES2287797T3 - Freno magnetico para coquillla de colada continua. - Google Patents

Freno magnetico para coquillla de colada continua. Download PDF

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ES2287797T3 ES04803301T ES04803301T ES2287797T3 ES 2287797 T3 ES2287797 T3 ES 2287797T3 ES 04803301 T ES04803301 T ES 04803301T ES 04803301 T ES04803301 T ES 04803301T ES 2287797 T3 ES2287797 T3 ES 2287797T3
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Abstract

Coquilla de colada continua, especialmente coquilla de desbastes delgados, en la que están colocados imanes permanentes para influir en la circulación del metal fluido en la coquilla mediante un campo magnético generado en la coquilla, presentado los imanes permanentes intensidades magnéticas diferentes por el ancho y/o altura o separaciones diferentes entre sí para una intensidad de campo diferente y pudiendo desplazarse en grupos de manera diferente en la coquilla para una distribución de intensidad de campo diferente, estando dispuestos los imanes permanentes en el tanque de agua de la coquilla de colada continua y pudiendo ajustarse para el contacto directo en la placa de la coquilla, caracterizada porque los imanes permanentes pueden desplazarse en medios de ajuste giratorios en la coquilla para la adaptación de la intensidad de campo.

Description

Freno magnético para coquilla de colada continua.
La invención se refiere a una coquilla de colada continua, especialmente coquilla de desbastes delgados, en la que están colocados imanes permanentes para influir en la circulación del metal fluido en la coquilla mediante un campo magnético generado en la coquilla, presentado los imanes permanentes intensidades magnéticas diferentes por el ancho y/o altura o separaciones diferentes entre sí para una intensidad de campo diferente y pudiendo desplazarse en grupos de manera diferente en la coquilla para una distribución de intensidad de campo diferente, estando dispuestos los imanes permanentes en el tanque de agua de la coquilla de colada continua y pudiendo ajustarse para el contacto directo en la placa de la coquilla.
El empleo de medios magnéticos para frenar y hacer uniforme corrientes de metal fluido es una técnica conocida y se ha descrito en varios documentos técnicos. Las partes de instalación expuestas en los documentos presentan todas grandes dimensiones que dificultan una oscilación de la coquilla de fundición necesaria para el funcionamiento. Además, el equipamiento requiere muchos gastos.
El documento EP 0 880 417 B1 describe un freno magnético para la fundición de metal en una coquilla, que se compone de un núcleo magnético y de una bobina alimentada con corriente continua eléctrica o con corriente alterna de baja frecuencia. Además está previsto un conducto de retorno magnético para cerrar el circuito magnético.
Los progresos en el desarrollo en el campo de los imanes permanentes (ferritas duras, imanes de tierras raras) han establecido entre tanto un nuevo empleo de posibles intensidades de campo de los imanes permanentes, imanes permanentes que parecen ser apropiados para el empleo como alternativa para los electroimanes mencionados anteriormente.
Por lo tanto ya se ha propuesto reemplazar el equipamiento utilizado hasta el momento para el freno electromecánico para generar el campo magnético (bobina de campo, control eléctrico, culata externa para conducir el flujo magnético) por imantes permanentes que se utilizan directamente en la coquilla.
El documento EP 0 568 579 describe un procedimiento para controlar la corriente de metal fundido hacia las zonas de metal no solidificadas de una coquilla de fundición, alimentándose a ésta al menos una corriente primaria de metal fundido y formándose una barra de fundición en la coquilla, generándose al menos un campo magnético estático de polos que están dispuesto al lado de la coquilla y se componen de imanes permanentes, de modo que el campo magnético sirve para frenar y dividir la corriente primaria de metal fundido que circula en la coquilla y controlar corrientes secundarias que se originan, estando el campo magnético sustancialmente dispuesto de tal manera que actúa por todo el ancho de la barra formada en la coquilla. En aquel plano que se extiende perpendicular a la dirección de fundición y en el nivel en el que la intensidad de campo magnética alcanza su valor máximo la intensidad de campo magnética debe variar dentro de un intervalo del 60 al 100% de este valor máximo, mientras que al mismo tiempo la intensidad de campo presenta un valor máximo de 500 Gauss en un nivel con la superficie/menisco más alta del metal fundido. El campo magnético se controla y distribuye estando dotados los polos magnéticos de elementos de núcleo ajustables y/o móviles.
El documento EP 0 040 383 (B1) describe un procedimiento para remover las zonas no solidificadas en una barra de fundición en una coquilla, formándose la barra en una coquilla y circulando un chorro de fundición a través de un tubo de fundición o directamente en la coquilla. Allí, donde el chorro de fundición penetra en la masa fundida que se encuentra ya en la coquilla, se crea al menos un campo magnético estático que actúa en la masa fundida que frena el chorro de fundición y lo divide de tal manera que debilita o consume su impulso. Un dispositivo previsto para ello puede estar compuesto por uno o varios imanes permanentes.
El documento JP 08155610 presenta una coquilla de tipo de construcción rectangular en cuyas cuatro esquinas están dispuestos en cada caso imanes permanentes para generar campos magnéticos sur y norte.
El documento EP 0 568 579 A da a conocer una coquilla de colada continua en la que para influir en la corriente del metal fluido están colocados imanes permanentes en la coquilla, presentando los imanes diferentes intensidades de campo magnético porque éstas pueden ajustarse mediante elementos de núcleo magnéticos y no magnéticos que pueden insertarse.
Los imanes permanentes presentan con una intensidad de campo de inducción magnética igual una forma de construcción sustancialmente más corta y con ello dimensiones reducidas drásticamente. No es necesario ningún dispositivo adicional en forma de una culata externa para conducir el flujo magnético. En caso de demanda es suficiente el empleo de los materiales ferromagnéticos presentes en el marco de la coquilla para cerrar el circuito de flujo magnético.
El empleo de imanes permanentes requiere no obstante otras formas de proceder. Si bien en el estado de la técnica se presentan imanes permanentes como posibles fuentes del campo magnético estático sin embargo solamente se describen equipamientos para el caso de una generación del campo magnético mediante bobinas de corriente con corriente continua CC o corriente alterna CA de la frecuencia más baja, aunque no para imanes permanentes.
Dado que imanes permanentes no presentan ningún conmutador para conectarse y desconectarse, esto condiciona por un lado medidas de seguridad especiales para montar y mantener el equipamiento. No obstante a diferencia del funcionamiento de corriente alterna también son necesarios procedimientos y equipamientos para arrancar una máquina de colada continua.
En el caso del freno magnético se tiene enfrentados en ambos lados de la coquilla de fundición en este caso imanes permanentes para generar el campo magnético. La intensidad B de campo de inducción en esta disposición en su separación en el espacio intermedio entre los imanes permanentes resulta de la fórmula:
B(z) = 2 + B_{0} - cosh \frac{\pi \cdot \left[z \ \text{-} \ \frac{d}{2}\right]}{h}
siendo B_{0} la intensidad de campo de inducción de uno de los imanes permanentes, z la separación medida desde uno de los imanes, d la separación entre los imanes y h la altura efectiva del imán. La altura h efectiva se determina mediante medición. Además \Pi es el número Pi (=3,14...) y cosh es el coseno hiperbólico (véase imagen 1).
El objetivo de la invención consiste en facilitar en una coquilla de colada continua medios para la variación de la intensidad de campo magnética de imanes permanentes.
La solución del objetivo se realiza según la invención porque los imanes permanentes pueden desplazarse en la coquilla en medios de ajuste giratorios para adaptar la intensidad de campo.
Esto sucede, por ejemplo, mediante la modificación de la separación de los imanes entre sí, mediante el giro del soporte de los imanes permanentes separándose de la coquilla de fundición. Existen posibilidades adicionales mediante husillos giratorios. En el caso de un giro del soporte de imán separándose de la coquilla de fundición el debilitamiento de campo resulta de la siguiente fórmula:
\Phi = |\vec{B}| \cdot |\vec{A}| \cdot cos(< (\vec{B}, \vec{A}))
siendo \Phi el flujo magnético, B la intensidad de campo magnética, A la superficie de paso hacia la coquilla de fundición y cos el coseno del ángulo entre el vector de la intensidad de campo magnética y el vector normal de superficie de la superficie de paso. La modificación del flujo magnético se realiza mediante el debilitamiento B de campo según la fórmula B(z) y el ángulo. En el caso del desplazamiento mecánico como modificación de la separación se realiza la modificación de \Phi solamente mediante el debilitamiento B de campo según la fórmula anteriormente mencionada mediante B(z).
El giro facilita por un lado la separación de los imanes de la superficie de paso, porque según las normas para el montaje de estos imanes permanentes corresponde fijar estos en un borde y después colocarlos con un ángulo que se reduce de manera continua sobre el soporte (véase figura 3). Los imanes no se colocan directamente sobre el soporte de material ferrromagnético sino que para la separación más sencilla para el giro o bien para el montaje se intercala una capa de material no ferromagnético. Éste puede ser acero austenítico, aunque es suficiente también una placa de plástico de aproximadamente 1 mm de grosor. Las separaciones irregulares de los imanes unidas al giro con respecto a la superficie de paso se compensan magnéticamente mediante un cuerpo de paso a través del tanque de agua de la coquilla de fundición de material ferrromagnético.
Existen dos formas de construcción de la coquilla de fundición, la coquilla con escotadura para un freno magnético alimentado desde el exterior y la forma de construcción con el freno magnético integrado en el tanque de agua. Para ambas aplicaciones son necesarios los siguientes dispositivos:
\vskip1.000000\baselineskip
Coquilla de fundición con ventana para freno magnético alimentado desde el exterior
El campo magnético generado por los imanes permanentes debe permanecer ajustable en su intensidad de campo. Para ello, los imanes permanentes se montan en los dientes de un rastrillo que se engancha en las nervaduras de apoyo de los tanques de agua de la coquilla de fundición. Un dispositivo permite ajustar la separación de los dientes con respecto a la coquilla mediante desplazamiento. Con ello se hace posible variar el campo magnético en su intensidad. El dispositivo pude moverse por husillo mecánico o por cilindros hidráulicos.
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Coquilla de fundición con freno magnético integrado
El dispositivo eléctrico anterior para generar el campo magnético se elimina y en el bloque ferromagnético que queda libre (ventana de paso) en el tanque de agua se monta un dispositivo para sujetar los imanes permanentes. Este dispositivo puede moverse mediante giro y por lo tanto la intensidad de campo magnética puede variar. El dispositivo puede moverse mediante un husillo mecánico o por cilindros hidráulicos. Adicionalmente existe la posibilidad de hacer giratorio este dispositivo también alrededor de un eje en el borde inferior y por lo tanto ocuparse de una separación variable entre imanes permanentes y bloque ferromagnético. Además puede ajustarse también la intensidad de campo magnética.
Los imanes permanentes son tan fuertes que no pueden fabricarse con superficies grandes. Un imán de este tipo explotaría, es decir, se partiría en trozos. Por lo tanto se está obligado a fabricar imanes ge gran superficie para el ancho de una coquilla de colada continua a partir de numerosos imanes individuales que están pegados sobre un soporte de gran superficie de material ferromagnético para unir las densidades de flujo magnéticas de los numerosos imanes individuales para dar lugar a un flujo magnético de gran superficie que tiene entonces los efectos metalúrgicos en la coquilla. Esto es importante en el sentido de que, dado que mediante una orientación igual de los polos magnéticos tampoco pueden colocarse de cualquier manera pequeños imanes muy juntos, porque los polos de los imanes con la misma polaridad se repelen. Por lo tanto se está obligado a realizar el soporte de imán de varias capas, dado que en la segunda etapa deben cubrirse los espacios intermedios todavía abiertos de la primera capa mediante imanes permanentes.
Además, con una regla (ruler) o rastrillo (freno en forma de peine) los imanes no solo se deben asentarse sobre los dientes de la regla sino también sobre el lado posterior del soporte de imán (regla) de material ferromagnético y también de nuevo en varias capas, dado que si no tampoco se consigue la densidad de flujo magnética necesaria en la parte metalúrgica de la coquilla.
\vskip1.000000\baselineskip
Documentos citados en la descripción
Esta lista de los documentos citados por el solicitante se incluyó sólo para la información del lector y no forma parte del documento de patente Europea. Aunque se ha tenido mucho cuidado a la hora de recopilar las referencias, no pueden excluirse errores u omisiones y la OEP niega toda responsabilidad a este respecto.
Documentos de patente citados en la descripción:
\bullet EP 0880417 B1
\bullet EP 0568579 A
\bullet EP 0040383 B1
\bullet JP 08155610 B

Claims (2)

1. Coquilla de colada continua, especialmente coquilla de desbastes delgados, en la que están colocados imanes permanentes para influir en la circulación del metal fluido en la coquilla mediante un campo magnético generado en la coquilla, presentado los imanes permanentes intensidades magnéticas diferentes por el ancho y/o altura o separaciones diferentes entre sí para una intensidad de campo diferente y pudiendo desplazarse en grupos de manera diferente en la coquilla para una distribución de intensidad de campo diferente, estando dispuestos los imanes permanentes en el tanque de agua de la coquilla de colada continua y pudiendo ajustarse para el contacto directo en la placa de la coquilla, caracterizada porque los imanes permanentes pueden desplazarse en medios de ajuste giratorios en la coquilla para la adaptación de la intensidad de campo.
2. Coquilla de colada continua según la reivindicación 1, caracterizada porque los medios de ajuste para los imanes permanentes están configurados como dispositivos giratorios, o como husillos giratorios.
ES04803301T 2003-12-18 2004-11-26 Freno magnetico para coquillla de colada continua. Expired - Lifetime ES2287797T3 (es)

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