ES2270349T3 - Aparato de extrusion continua. - Google Patents

Abstract

Aparato de extrusión continua que tiene una rueda rotatoria conformada con un surco circunferencial, unos medios de zapata que incluyen un utillaje arqueado que limita una parte exterior del surco dotada de una abertura (45) de salida en un cuerpo (15) de matriz y un tope (43) desplazado en la dirección de rotación desde la abertura (45) de salida, caracterizado porque los medios de zapata están provistos de un conjunto (11) calentador de matriz que aloja un cuerpo (19) de calentador de matriz y unos medios (15, 17) de matriz de extrusión, incluyendo el cuerpo (19) de calentador de matriz un conjunto (21) de bobina calentadora por inducción eléctrica dispuesto para que se pueda alimentar de energía a fin de actuar conjuntamente con unos medios (17) magnetizables asociados a los medios de matriz de extrusión para efectuar el calentamiento eléctrico de los mismos.

Description

Aparato de extrusión continua.

Esta invención se refiere a un aparato para la conformación de metales por un proceso de extrusión continua en el cual se introduce la materia de alimentación en un surco circunferencial de una rueda rotatoria para pasar a un conducto formado entre el surco y un utillaje arqueado que se extiende en el surco.

El documento EP-A-0 071 490, el cual forma la base para el preámbulo de la reivindicación 1, describe un aparato de extrusión continua que tiene una rueda rotatoria formada con un surco circunferencial, unos medios de zapata que incluyen un utillaje arqueado que limita una parte radialmente exterior del surco dotada de una abertura de salida en un cuerpo de matriz y un tope desplazado en la dirección de rotación de la abertura de salida.

El documento GB-A-2 364 946 describe un aparato de extrusión continua que incluye una matriz provista de unos medios opcionales de calentamiento.

Según la presente invención, los medios de zapata están provistos de un conjunto de cuerpo calentador del bloque de zapata que incluye un cuerpo calentador de zapata, unos medios de matriz de extrusión y un conjunto de bobina calentadora por inducción eléctrica dispuesto para ser conectado a fin de actuar conjuntamente con unos medios magnetizables asociados a los medios de matriz para efectuar el calentamiento eléctrico por inducción de los mismos.

Preferiblemente, se coloca un miembro magnético externamente respecto al conjunto de bobina calentadora por inducción eléctrica y está adaptado para limitar las fugas magnéticas hacia el exterior del conjunto de bobina calentadora por inducción eléctrica.

En forma deseable, se coloca un material de aislamiento térmico intermedio entre el miembro magnético y los medios de zapata.

De manera adecuada, el conjunto de bobina calentadora por inducción eléctrica incluye un tubo de cobre enrollado helicoidalmente encajado en el material aislante eléctrico y dotado tanto de conexiones eléctricas como de conexiones de entrada y salida para un flujo de refrigerante.

A continuación se describirá la invención por medio de un ejemplo, haciendo referencia, en parte, a la disposición general de un aparato de extrusión continua descrito en relación con las Figuras 1 y 2 del documento EP-A-0 071 490; y en lo principal, en relación con la vista isométrica anexa, parcialmente en forma de diagrama, con despiece ordenado, de un conjunto 11 de cuerpo calentador de matriz dispuesto para ser colocado en una abertura de sección rectangular en una zapata (no representada, pero similar a la mostrada como la zapata 8 en el documento EP-A-0 071 490 para la extrusión de tubo de cobre.

El conjunto 11 de cuerpo calentador de matriz incluye un bloque 13 de entrada, un bloque 15 de matriz, una parte 17 de tolva con una abertura central y un cuerpo 19 de calentador de matriz.

El cuerpo 19 de calentador de matriz incluye un serpentín helicoidal de tubería de cobre dispuesto en un material cerámico de soporte para formar un conjunto 21 de bobina calentadora por inducción eléctrica provisto de conexiones 23 de energía eléctrica y de agua de refrigeración que se extienden hacia atrás a través de la zapata. Los miembros magnéticos 25 de baja reluctancia están situados hacia fuera del conjunto 21 de bobina calentadora eléctrica por inducción y están formados típicamente por estampaciones 27 de seis milímetros de grosor de aleación "hierro-silicio" que tiene un magnetismo de saturación elevado y un punto de Curie superior a 800º Celsius, espaciadas para formar huecos de tres milímetros, montadas sobre una placa 29 de base con una abertura central. Las partes extremas 31 de las estampaciones 27 están conectadas a unos primer y segundos bloques extremos 33, 35 y 37 de material magnético, estando separados los segundos bloques extremos 35 y 37 por un hueco 39 para restringir la circulación de las corrientes de Foucault. Se forma un hueco correspondiente en la placa 29 de base.

El bloque 13 de entrada está formado con el bloque 15 de matriz de un material no magnético que actúa conjuntamente con la parte 17 de tolva de material magnético que actúa conjuntamente, a su vez, como un ajuste deslizante, con una cavidad 41 del cuerpo 19 del calentador de matriz. Unos pasadores (no representados) colocan los bloques extremos 33, 35 y 37 en los medios de zapata mientras permiten una dilatación térmica diferencial. Se coloca un tope 43 que está situado en el bloque 15 de matriz en un emplazamiento desplazado en la dirección de la rotación desde una boca 45 que conduce a una abertura central dispuesta para recibir una matriz de extrusión (no representada), situada en la parte 17 de tolva del bloque 15 de matriz.

Se colocan tacos 47 de material aislante térmico, tal como mica, intermedios entre los bloques extremos 33, 35 y 37, la placa 29 de base y la zapata para limitar la transmisión de calor a la zapata.

En el funcionamiento, con el bloque 13 de entrada, el bloque 15 de matriz y la parte 17 de tolva colocados en el cuerpo 19 del calentador de la matriz para formar el conjunto 11 del cuerpo calentador de la matriz y colocados en la zapata del aparato de extrusión continua y empujando el material de cobre de alimentación al bloque de entrada 13 y a la matriz, se calienta inductivamente la parte 17 de tolva hasta una temperatura de aproximadamente 700º Celsius haciendo pasar una corriente eléctrica a un nivel de potencia de aproximadamente doce kilowatios y con una frecuencia de aproximadamente 50 Hertzios a través del conjunto 21 de bobina calentadora por inducción eléctrica para mantener la matriz, por conducción, a una temperatura de 700º Celsius, con lo cual se facilita grandemente el proceso de extrusión a través de la matriz. Colocando el conjunto 21 de bobina calentadora por inducción eléctrica adyacente al bloque 15 de matriz y dirigiendo el flujo de corriente de Foucault a través de la parte 17 de tolva por el efecto de los miembros 25 magnéticos de baja reluctancia, se restringen las fugas magnéticas al material de acero al carbono de la zapata y a la estructura de acero anexa y se transfiere una alta proporción de la energía de entrada al bloque 15 de matriz y se conduce la energía térmica resultante al material de alimentación de cobre sin causar temperaturas elevadas en la zapata y sin afectar sustancialmente la capacidad de la zapata para resistir las cargas radiales de aproximadamente 300 toneladas generadas para lograr las presiones de extrusión requeridas de aproximadamente 500 Megapascales en la matriz. El calentamiento por inducción del bloque 26 evita un calentamiento sustancial de las partes adyacentes del aparato de extrusión continua y de este modo evita la reducción consecuencial de las propiedades mecánicas de los materiales constituyentes que se presenta a temperaturas elevadas.

Se apreciará que aunque la descripción precedente se refiere a la configuración de la extrusión radial de la máquina de extrusión continua, la invención es aplicable también a una máquina que utilice una configuración de extrusión tangencial con un hueco 39 entre los segundos bloques extremos 35 y 37 junto con las estampaciones 27 asociadas que son dimensionadas para adaptarse a la configuración tangencial.

Adicionalmente, se apreciará que la configuración y la construcción del cuerpo 19 calentador de la matriz es tal que produce una disposición muy compacta que funciona a la frecuencia de suministro eléctrico normal. La disposición compacta sólo requiere una abertura mínima de la zapata, con lo cual se mantiene en un mínimo el debilitamiento de la zapata como resultado de proporcionar la abertura. Utilizar la frecuencia de suministro eléctrico normal evita toda necesidad de proporcionar una circuitería eléctrica adaptada para aumentar la frecuencia y el coste consecuencial de la misma.

También se apreciará que, aunque la anterior descripción se refiere a la extrusión de material de cobre, la invención es también aplicable a la extrusión de otros materiales. Para materiales tales como el aluminio, en los que se utiliza una cámara de matriz de material magnético, se puede omitir la parte 17 de tolva, de manera que se puede utilizar un bloque de matriz mayor, que sea calentado inductivamente de manera directa.

Claims (7)

1. Aparato de extrusión continua que tiene una rueda rotatoria conformada con un surco circunferencial, unos medios de zapata que incluyen un utillaje arqueado que limita una parte exterior del surco dotada de una abertura (45) de salida en un cuerpo (15) de matriz y un tope (43) desplazado en la dirección de rotación desde la abertura (45) de salida, caracterizado porque los medios de zapata están provistos de un conjunto (11) calentador de matriz que aloja un cuerpo (19) de calentador de matriz y unos medios (15, 17) de matriz de extrusión, incluyendo el cuerpo (19) de calentador de matriz un conjunto (21) de bobina calentadora por inducción eléctrica dispuesto para que se pueda alimentar de energía a fin de actuar conjuntamente con unos medios (17) magnetizables asociados a los medios de matriz de extrusión para efectuar el calentamiento eléctrico de los mismos.

2. Aparato de extrusión continua como el de la reivindicación 1, caracterizado porque se coloca un miembro magnético (25, 33, 35, 37) externamente respecto al conjunto (21) de bobina calentadora por inducción eléctrica y está adaptado para limitar las fugas magnéticas hacia el exterior del conjunto (21) de bobina calentadora por inducción eléctrica.

3. Aparato de extrusión continua como el de la reivindicación 2, caracterizado porque el miembro magnético incluye placas (27) espaciadas de un material magnético de baja reluctancia y alta saturación que tiene un punto de Curie superior a 800º Celsius, que se extienden paralelamente a un emplazamiento radial de la rueda rotatoria.

4. Aparato de extrusión continua como el de las reivindicaciones 2 y 3, caracterizado porque se coloca un material (45) aislante térmico entre el miembro magnético (25, 33, 35, 37) y los medios de zapata.

5. Aparato de extrusión continua como el cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el conjunto (21) de bobina calentadora por inducción eléctrica incluye un tubo de cobre enrollado helicoidalmente encajado en el material aislante eléctrico y dotado tanto de conexiones eléctricas como de conexiones de entrada y salida para un flujo de refrigerante (23).

6. Aparato de extrusión continua como el cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el conjunto (21) de bobina calentadora por inducción eléctrica se puede alimentar a una frecuencia de aproximadamente 50 Hertzios con una entrada de energía eléctrica de aproximadamente 12 kilowatios para efectuar el calentamiento de los medios de matriz de extrusión a una temperatura de aproximadamente 700º Celsius.

7. Aparato de extrusión continua como el cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los medios (15, 17) de matriz incluyen una matriz de material no magnético colocado en una parte (17) de tolva de material magnético dispuesta para conducir el calor eléctricamente inducido en el material de la parte (17) de tolva por el conjunto (21) de bobina de calentamiento por inducción eléctrica a la matriz.