ES2324862T3 - Dispositivo de freno electromagnetico para una fusion de acero que penetra en una coquilla de colada continua. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de freno electromagnético para una fusión de acero, que penetra en una coquilla (1) de colada continua, del tipo que comprende, al menos, una bobina de inducción (2), con un núcleo (5) ferromagnético, que está asociado con los lados anchos (3, 4) de la coquilla, caracterizado porque el núcleo (5) está constituido, por un lado, por una parte principal (6), que aloja a la bobina de inducción (2), que puede desplazarse a distancia de las paredes laterales anchas (3, 4), por medio de una unidad de desplazamiento (14) y que está desacoplada de la oscilación y, por otro lado, está constituido por partes auxiliares (8, 8''), que están dispuestas fijamente en cajas de agua (7, 7'') de la coquilla (1), produciendo las partes del núcleo (6, 8), en la posición de funcionamiento, conjuntada, culatas magnéticas (9, 9'') en forma de U, para la formación de un flujo magnético (10) cerrado y produciendo en la posición separada una interrupción del flujo magnético (10).
Description
Dispositivo de freno electromagnético para una
fusión de acero que penetra en una coquilla de colada continua.
La invención se refiere a un dispositivo de
freno electromagnético para una fusión de acero, que penetra en una
coquilla de colada continua, del tipo que comprende, al menos, una
bobina de inducción con un núcleo ferromagnético, que está asociado
con los lados anchos de la coquilla.
El chorro de metal fundido, que penetra en la
coquilla, es frenado y es orientado, cuando se emplea en una
instalación de colada continua, con dispositivo de freno
electromagnético, con el fin de reducir las turbulencias, por medio
un campo magnético, que actúa entre los lados anchos de la coquilla
de colada continua.
Se han dispuesto núcleos ferromagnéticos sobre
placas de cobre de los lados anchos de la coquilla de colada
continua, con el fin de generar el campo magnético, cuyos núcleos
ferromagnéticos son excitados por medio de las bobinas que les
rodean. El frenado y la orientación del chorro de metal fundido, que
son provocados por el campo magnético, generan un apaciguamiento
del baño de acero y una disminución de las turbulencias en el
interior del mismo, con el objetivo de conseguir una colada uniforme
de las barras de acero.
Se conocen frenos electromagnéticos, que están
fijamente integrados en las coquillas.
El inconveniente de esta solución reside en que
se aumentan considerablemente las masas oscilantes de la coquilla,
en función del freno electromagnético. Por otra parte, se requiere
un freno electromagnético para cada coquilla, lo cual provoca
elevados costes de inversión.
Cada vez que se produce un cambio de coquilla
deben ser acopladas o bien desacopladas las conexiones eléctricas,
con lo que se aumentan considerablemente los tiempos necesarios para
efectuar el cambio.
La solución denominada ventana (window)
representa una mejora, según la cual se asocia un freno
electromagnético con cada barra, cuyo freno permanece en la máquina
cuando se produce un cambio de coquilla. Entonces, para llevar a
cabo un cambio de coquilla, se retira el freno electromagnético de
la coquilla y se vuelve a introducir en la posición de trabajo, una
vez verificado el montaje de la coquilla.
De este modo se elimina el acoplamiento y la
separación de las conexiones eléctricas, que requieren mucho
tiempo, y se reducen claramente los costes de inversión.
Sin embargo, el inconveniente de esta solución
ventana reside en que únicamente es posible un reequipamiento
ulterior en una instalación, ya existente, con un elevado esfuerzo
de tiempo y de modificación de la estructura portante de la
plataforma de colada. Por otra parte, son extraordinariamente
grandes las necesidades de espacio para una solución ventana
convencional y ésta requiere grandes costes, especialmente en el
caso de las instalaciones con varias líneas.
Se conoce una instalación de colada continua,
por el documento DE 198 07 842 A1, que comprende un dispositivo de
freno electromagnético, que está constituido por, al menos, una
bobina, que está asociada con los lados anchos de la coquilla, con
un núcleo ferromagnético, así como, al menos, una culata magnética
correspondiente. Al menos, algunas partes individuales del
dispositivo de freno electromagnético son componentes portantes de
la coquilla de colada continua. El campo magnético, que es generado
por el dispositivo de freno electromagnético, está subdividido, al
menos, en un campo magnético superior y en un campo magnético
inferior, con relación a la coquilla de colada continua. Al menos,
el interior de los núcleos electromagnéticos forma, al mismo tiempo,
cámaras de refrigeración, a través de las cuales puede llevarse a
cabo el aporte de agua de refrigeración y la descarga del agua de
refrigeración. Por medio de la integración del dispositivo de freno
electromagnético, como componente portante, en la coquilla de
colada con-
tinua se ahorra, ciertamente, un peso considerable pero, sin embargo, las masas oscilantes son relativamente grandes.
tinua se ahorra, ciertamente, un peso considerable pero, sin embargo, las masas oscilantes son relativamente grandes.
Se desprende de una solicitud de patente, que no
ha sido publicada todavía, con el número de expediente 101 46
993.4, la configuración de un dispositivo de freno electromagnético,
que está caracterizado porque el dispositivo de freno
electromagnético, que está constituido por la culata magnética, la
bobina y el núcleo ferromagnético, puede se aproximado o bien puede
ser retirado, por pivotamiento, en o bien sobre la coquilla de
colada continua por medio de, al menos, un medio de regulación.
Como consecuencia de la articulación, por medio
de palancas giratorias, sobre la coquilla, se consigue que el
dispositivo de freno electromagnético no pueda oscilar junto con la
coquilla de colada continua.
El documento EP 0 577 831 B1 describe un
dispositivo de freno electromagnético para un moldeo de colada
continua con un electroimán, que presenta polos magnéticos, que
están previstos sobre los lados largos del molde de colada con una
sección transversal rectangular y que están dispuestos entre sí en
relación contrapuesta. Los polos magnéticos presentan una anchura,
que, en general, es igual que la anchura de los lados largos del
molde de colada y presentan bobinas, que están bobinadas alrededor
de los bordes externos de la bobina de inducción. El electroimán
está dispuesto en el interior de la trayectoria vertical del molde
de colada y se ha previsto un núcleo de hierro en relación
circundante con respecto al molde de colada.
El documento EP 0 820 824 A1 describe una
instalación de colada continua con un campo magnético, que está
formado en la región de la coquilla de colada continua. El campo
magnético está subdividido, al menos, en un campo magnético
superior y en un campo magnético inferior, con relación a la
coquilla de colada continua. Cada uno de los imanes, de los imanes
empleados, tiene un núcleo central, que está subdividido, por el
lado de la coquilla, al menos en un núcleo superior para el campo
magnético superior, y en un núcleo inferior para el campo magnético
inferior.
El documento EP 0 698 434 A1 describe un
dispositivo de freno electromagnético para una instalación de colada
continua, que está constituido, por bobinas, que están asociadas
con cada uno de las lados anchos de la coquilla, con un núcleo
ferromagnético así como por una culata magnética, que rodea a la
coquilla. Para conseguir un dispositivo de freno sencillo,
económico y que pueda ser ajustado de manera definida, los núcleos
están constituidos, respectivamente, por un núcleo principal y por
un núcleo parcial, del lado de la línea de colada, pudiendo se
insertados, a elección, diversos núcleos parciales para la
adaptación del campo magnético a las condiciones fluctuantes de la
colada.
El documento WO 01/17713 A1 describe una
instalación de colada continua con un dispositivo de freno
electromagnético, del tipo que comprende dos núcleos magnéticos,
que están dispuestos sobre cada uno de los lados de un molde de
colada y, de este modo, están conectados; así mismo una culata
magnética, que está unida de manera desprendible con los dos
núcleos magnéticos y que está en conexión contrapuesta con los
mismos. La culata magnética porta, al menos, una bobina, que está
dispuesta entre los núcleos de los imanes y que están conectados a
través de la culata magnética.
Partiendo del estado de la técnica, conocido con
anterioridad, la invención tiene como tarea proporcionar una
realización tan poco complicada como sea posible de un dispositivo
de freno electromagnético, por medio del cual se consiga una
posibilidad de reducir las masas oscilantes de la coquilla, con
inclusión del dispositivo de freno y de prever, de manera especial,
medios no complicados para controlar e influenciar el campo
magnético activo y, de este modo, para aumentar considerablemente
la intensidad del campo magnético con la misma potencia
instalada.
Para resolver la tarea, se propone con la
invención, en el caso de un dispositivo de freno electromagnético,
del tipo citado en la parte introductoria de la reivindicación 1,
que el núcleo esté constituido, por un lado, por una parte
principal, que aloja a la bobina de inducción, que puede desplazarse
a distancia de las paredes laterales anchas, por medio de una
unidad de desplazamiento y que está desacoplada de la oscilación
y, por otro lado, está constituido por partes auxiliares, que están
dispuestas fijamente en cajas de agua de la coquilla, produciendo
las partes del núcleo, en la posición de funcionamiento, conjuntada,
culatas magnéticas en forma de U, para la formación de un flujo
magnético cerrado y produciendo, en la posición separada, una
interrupción del flujo magnético.
En este tipo de construcción se consigue, sin
plantea problemas, el recambio necesario de la bobina de inducción
y de la parte principal, que es desplazable, del núcleo, con objeto
de adaptar, sin problemas, el efecto del dispositivo de freno
electromagnético a las condiciones dadas para la colada.
Se ha previsto, de conformidad con una
configuración de la invención, que las partes auxiliares
ferromagnéticas del núcleo, que están dispuestas en cajas de agua,
estén asociadas con las culatas magnéticas.
Se ha previsto de conformidad con otra
configuración del dispositivo de freno electromagnético, que las
paredes laterales anchas estén conformadas con escotaduras, que
discurren en dirección vertical, sobre las superficies laterales,
que están dirigidas hacia las cajas de agua, en cuyas escotaduras
están encajadas partes intercaladas ferromagnéticas. En este
caso las partes intercaladas son variables en longitud o en anchura
y/o en profundidad. De este modo se consigue, sin problemas, una
adaptación de la intensidad del campo electromagnético a las
condiciones existentes para la colada continua con escalonamientos
graduales.
De manera sencilla, puede ser desplazada la
parte principal del núcleo con la bobina de inducción, en guías,
por medio de un dispositivo de arrastre hidráulico o por medio de un
dispositivo de arrastre eléctrico en dirección perpendicular con
respecto a las paredes laterales anchas.
Se consigue otra configuración muy ventajosa del
tipo de construcción, de conformidad con la invención, debido a
que, por un lado, el núcleo parcial, desplazable, con su parte
principal y la bobina de inducción, la unidad de desplazamiento y
las guías así como, por otro lado, las partes auxiliares del núcleo,
que están fijamente dispuestas en cajas de agua de la coquilla, de
manera especial que están soldadas, no forman ningún tipo de unión
mecánica fija en sus puntos de contacto sino, que permanecen
reunidas por medio de fuerzas magnéticas. De este modo, se consigue
separar entre sí, durante el funcionamiento, las masas del
dispositivo, que pueden oscilar y que no pueden
oscilar.
oscilar.
En este caso, pueden conformarse de manera
ventajosa los puntos de contacto en forma de cojinetes de fricción
o en forma de cojinetes de rodillos, cuyas partes, que están
asociadas con las cajas de agua, son excitadas en oscilación, junto
con éstas, con la coquilla mientras que, las partes, que están
asociadas con la parte principal del núcleo así como con la bobina
de inducción, están desacopladas de la oscilación, con inclusión de
la unidad de desplazamiento y de las guías. Con objeto de mejorar
esencialmente el comportamiento durante el funcionamiento, puede
ser anulada, al menos en su mayor parte, la fricción por
deslizamiento de un cojinete de fricción, en la región de los
puntos de contacto, por medio de una capa de deslizamiento,
especialmente por medio de un cojín de aire.
El cojín de aire puede ser conservado, sin
problemas, por medio de una introducción de aire a presión en la
región central de los puntos de contacto.
Otros detalles, características y ventajas de la
invención se desprenden de las explicaciones dadas a continuación
de un ejemplo de realización, que ha sido representado, de manera
esquemática, en los dibujos.
Se muestra:
en la figura 1 una vista en planta, desde
arriba, de una coquilla para la colada continua con dispositivo de
freno electromagnético;
en la figura 2 la coquilla con dispositivo de
freno de conformidad con la figura 1, con dimensiones algo
modificadas.
La figura 1 muestra un dispositivo de freno
electromagnético destinado a la fusión de acero, que penetra en una
coquilla 1 de colada continua, cuyo dispositivo comprende, al menos,
una bobina de inducción 2 con núcleo ferromagnético 5, que está
asociado con los lados anchos 3, 4 de la coquilla.
El núcleo 5 está constituido, por un lado, por
una parte principal 6, que aloja a la bobina de inducción 2, que
puede desplazarse a distancia de las paredes laterales anchas 3, 4
y, por otro lado, está constituido por partes auxiliares 8, 8', que
están dispuestas fijamente en cajas de agua 7, 7' de la coquilla 1,
formando las partes 6, 8, en la posición de funcionamiento,
conjuntada, culatas magnéticas 9, 9' en forma de U, para la
formación de un flujo magnético 10 cerrado y produciendo en la
posición separada una interrupción del flujo magnético 10, tal como
se ha representado en la mitad superior de la figura 1.
La figura 2 muestra que están asociadas con las
culatas magnéticas 9, 9' las partes auxiliares 8, 8' ferromagnéticas
del núcleo 5, que están dispuestas en cajas de agua 7, 7'.
En el dispositivo de freno electromagnético
están conformadas las paredes laterales anchas 3, 4 con escotadotas
11, 11', que discurren en dirección vertical, sobre las superficies
laterales, que están dirigidas hacia las cajas de agua 7, 7', en
cuyas escotaduras están encajadas partes intercaladas
ferromagnéticas 12, 12'. Estas partes intercaladas 12, 12' pueden
ser variables en longitud o en anchura y/o en profundidad, cuando
deba ajustarse la intensidad de campo, correspondiente al campo
magnético, a los parámetros usuales de funcionamiento del proceso
de colada de la coquilla.
La parte principal 6 del núcleo 5 puede ser
desplazada, con la bobina de inducción 2, en guías 13, 13' por
medio de un dispositivo de arrastre hidráulico 15 o por medio de un
dispositivo de arrastre eléctrico 14, en dirección perpendicular
con respecto a las paredes laterales anchas 3, 4 de la coquilla 1.
De este modo, puede conseguirse que puedan ser recambiadas, sin
problemas, la bobina de inducción 2 y el núcleo magnético 5 y que,
de este modo, puedan adaptarse a las condiciones actuales de
funcionamiento con un bajo esfuerzo de costes y de tiempo de
trabajo.
Se ha previsto, de conformidad con una
configuración esencial del dispositivo, de conformidad con la
invención, que comprende una coquilla y un dispositivo de freno,
que, por un lado, el núcleo parcial, desplazable, con su parte
principal 6 y la bobina de inducción 2, la unidad de desplazamiento
14 y las guías 13 así como, por otro lado, las partes auxiliares
del núcleo 8, 8', que están fijamente dispuestas en cajas de agua 7,
7' de la coquilla 1, de manera especial que están soldadas, no
formen ningún tipo de unión mecánica fija en sus puntos de contacto
16,16' sino, que permanezcan reunidas por medio de fuerzas
magnéticas. Los puntos de contacto 16, 16' están configurados como
cojinetes de fricción o como cojinetes de rodillos 17, 17', cuyas
partes 8, 8', que está asociadas con las cajas de agua 7, 7', son
excitadas en oscilación, junto con éstas, con la coquilla 1
mientras que las partes, que están asociadas con la parte principal
6 del núcleo 5 así como con la bobina de inducción 2, están
desacopladas de la oscilación, con inclusión de la unidad de
desplazamiento 14 y de las guías 13. En este caso, se libera el
gasto de energía, que se requiere para la oscilación, de la
solicitación producida por las cargas adicionales del dispositivo
de freno, que oscilan de manera concomitante.
En la región de los puntos de contacto 16, 16'
está anulada, al menos en su mayor parte, la fricción por
deslizamiento de un cojinete de fricción 17, 17' por medio de una
capa de deslizamiento 18, 18', especialmente por medio de un cojín
de aire. En este caso, puede ser conservado el cojín de aire por
medio de una introducción de aire a presión en la región central de
los puntos de contacto 16, 16', de una manera sencilla y fiable.
- 1.
- Coquilla
- 2.
- Bobina de inducción
- 3.
- Lado ancho de la coquilla
- 4.
- Lado ancho de la coquilla
- 5.
- Núcleo
- 6.
- Parte principal del núcleo
- 7.
- Cajas de agua
- 8.
- Partes auxiliares del núcleo
- 9.
- Culata magnética
- 10.
- Flujo magnético
- 11.
- Escotaduras
- 12.
- Partes intercaladas
- 13.
- Guías
- 14.
- Dispositivo de arrastre del núcleo/unidad de desplazamiento
- 15.
- Cilindro hidráulico
- 16.
- Punto de contacto
- 17.
- Cojinete de fricción/cojinete de rodillos
- 18.
- Capa de deslizamiento.
Claims (9)
1. Dispositivo de freno electromagnético para
una fusión de acero, que penetra en una coquilla (1) de colada
continua, del tipo que comprende, al menos, una bobina de inducción
(2), con un núcleo (5) ferromagnético, que está asociado con los
lados anchos (3, 4) de la coquilla, caracterizado porque el
núcleo (5) está constituido, por un lado, por una parte principal
(6), que aloja a la bobina de inducción (2), que puede desplazarse a
distancia de las paredes laterales anchas (3, 4), por medio de una
unidad de desplazamiento (14) y que está desacoplada de la
oscilación y, por otro lado, está constituido por partes auxiliares
(8, 8'), que están dispuestas fijamente en cajas de agua (7, 7') de
la coquilla (1), produciendo las partes del núcleo (6, 8), en la
posición de funcionamiento, conjuntada, culatas magnéticas (9, 9')
en forma de U, para la formación de un flujo magnético (10) cerrado
y produciendo en la posición separada una interrupción del flujo
magnético (10).
2. Dispositivo de freno según la reivindicación
1, caracterizado porque están asociadas con las culatas
magnéticas (9, 9') las partes auxiliares (8, 8') ferromagnéticas
del núcleo (5), que están dispuestas en cajas de agua (7, 7').
3. Dispositivo de freno según la reivindicación
1 o 2, caracterizado porque están conformadas las paredes
laterales anchas (3, 4) con escotadotas (11, 11'), que discurren en
dirección vertical, sobre las superficies laterales, que están
dirigidas hacia las cajas de agua (7, 7'), en cuyas escotaduras
están encajadas partes intercaladas ferromagnéticas (12, 12').
4. Dispositivo de freno según una o varias de
las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la parte
principal (6) del núcleo (5) puede ser desplazada, con la bobina de
inducción (2), en guías (13, 13') por medio de un dispositivo de
arrastre hidráulico o por medio de un dispositivo de arrastre
eléctrico (14) en dirección perpendicular con respecto a las
paredes laterales anchas (3, 4).
5. Dispositivo de freno según una o varias de
las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque las partes
intercaladas (12, 12') son variables en longitud o en anchura y/o en
profundidad.
6. Dispositivo de freno según una o varias de
las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque, por un
lado, el núcleo parcial, desplazable, con su parte principal (6) y
la bobina de inducción (2), la unidad de desplazamiento (14) y las
guías (13) así como, por otro lado, las partes auxiliares del núcleo
(8, 8'), que están fijamente dispuestas en cajas de agua (7, 7') de
la coquilla (1), de manera especial que están soldadas, no forman
ningún tipo de unión mecánica fija en sus puntos de contacto
(16,16') sino, que permanecen reunidas por medio de fuerzas
magnéticas.
7. Dispositivo de freno según una o varias de
las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque los puntos
de contacto (16, 16') están configurados como cojinetes de fricción
o como cojinetes de rodillos (17, 17'), cuyas partes (18, 18'), que
está asociadas con las cajas de agua (7, 7'), son excitadas en
oscilación, junto con éstas, con la coquilla (1) mientras que, las
partes, que están asociadas con la parte principal (6) del núcleo
así como con la bobina de inducción (2), están desacopladas de la
oscilación, con inclusión de la unidad de desplazamiento (14) y de
las guías (13).
8. Dispositivo de freno según una o varias de
las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque está
anulada, al menos en su mayor parte, la fricción por deslizamiento
de un cojinete de fricción (17, 17'), en la región de los puntos de
contacto (16, 16'), por medio de una capa de deslizamiento (18,
18'), especialmente por medio de un cojín de aire.
9. Dispositivo de freno según la reivindicación
8, caracterizado porque el cojín de aire se conserva por
medio de una introducción de aire a presión en la región central de
los puntos de contacto (16, 16').
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