ES2619840B1 - Agitador electromagnético para uso en sistemas de colada continua vertical, y uso del mismo - Google Patents

Agitador electromagnético para uso en sistemas de colada continua vertical, y uso del mismo Download PDF

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ES2619840B1 ES201730560A ES201730560A ES2619840B1 ES 2619840 B1 ES2619840 B1 ES 2619840B1 ES 201730560 A ES201730560 A ES 201730560A ES 201730560 A ES201730560 A ES 201730560A ES 2619840 B1 ES2619840 B1 ES 2619840B1
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Abstract

Agitador electromagnético para uso en sistemas de colada continua vertical, y uso del mismo.#La presente invención se refiere a un agitador electromagnético para la agitación de un volumen de material de cobre fundido en un sistema de colada continua vertical. También se centra en un método de agitación electromagnética que permite, en el contexto de un sistema de colada continua vertical destinado a la obtención de pretubos de cobre, la agitación de un volumen de material de cobre fundido durante el proceso de conformación por colada vertical, mediante la utilización del agitador electromagnético de la invención.

Description

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Agitador electromagnetico para uso en sistemas de colada continua vertical, y uso del
mismo
DESCRIPCION
La presente invention se refiere a un agitador electromagnetico para la agitation de un volumen de material de cobre fundido en un sistema de colada continua vertical.
Adicionalmente, la presente invencion tambien se centra en un metodo de agitacion electromagnetica que permite, en el contexto de un sistema de colada continua vertical destinado a la obtencion de pretubos de cobre, la agitacion de un volumen de material de cobre fundido durante el proceso de conformation por colada vertical.
Esta invencion se enmarca en el sector industrial metalurgico, particularmente, en el ambito de la fabrication de productos de cobre, mas particularmente, de tubos de cobre.
Antecedentes de la invencion
Se conoce ampliamente en el estado de la tecnica el uso de la tecnologla de colada continua vertical en la conformacion de alambrones y tubos metalicos. El control de las diferentes variables que intervienen en dicho proceso de colada continua vertical resulta crltico para las propiedades obtenidas en el producto final, que puede estar destinado a numerosas aplicaciones, para las cuales existiran diferentes requisitos tecnicos de dicho producto final.
La tecnologla de colada continua ha sido aplicada ampliamente para la obtencion de productos de acero. Para este uso concreto, ademas, se conoce que la aplicacion de un campo magnetico sobre el acero fundido permite una mejora sustancial de las propiedades del producto final obtenido de cobre, como por ejemplo la reduction de la segregation, o una mayor homogeneidad en la microestructura. Con este objetivo, a lo largo de los anos se han desarrollado diferentes estrategias para la aplicacion de campos magneticos, siendo la agitacion electromagnetica la mas destacada de ellas.
En llneas generales, la agitacion electromagnetica se basa en el hecho de que un campo magnetico variable aplicado sobre un conductor induce una corriente electrica en el mismo, generando as! lo que se conoce como fuerza de Lorenz. Esta fuerza se traduce en un
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momento de fuerza o torque, que provoca un movimiento rotacional en el metal fundido, el cual depende de la intensidad y frecuencia de la corriente proporcionada, la geometrla del sistema y, en los casos en que se utilice una bobina, de las caracterlsticas de la misma. Se ha observado que el control de estos parametros permite regular las caracterlsticas de la agitacion, la cual hace posible la obtencion de un crecimiento equiaxial de los granos durante la solidificacion, y la obtencion de granos de un tamano menor, dado que no permite el avance de los frentes de solidificacion, evitando as! la formation de granos de gran tamano.
El campo magnetico utilizado se puede obtener mediante la aplicacion de una corriente electrica alterna, de acuerdo con un efecto ampliamente conocido en el campo del electromagnetismo denominado ley de Ampere.
En el ambito de la colada continua para la obtencion de productos de acero, se conocen diferentes aproximaciones basadas en la agitacion electromagnetica, estando muchas de ellas dirigidas a controlar las ultimas capas de material formadas, mas superficiales, durante el proceso de solidificacion de la aleacion.
De forma ilustrativa, en EP2269750B1 se describe un sistema de colada continua de acero destinado a minimizar las burbujas de gas atrapadas en la cubierta solidificada que se forma de material; este comprende un sistema definido por paredes de dimensiones diferentes, un dispositivo de agitacion electromagnetica dispuesto a lo largo de dichas paredes, tal como una bobina de induction electromagnetica, y un dispositivo de embrague electromagnetico, en donde ademas la presencia de una portion curvada resulta esencial. El dispositivo de agitacion permite la agitacion de una fraction de acero fundido, mientras que el dispositivo de embrague permite la aplicacion directa de un campo magnetico sobre el acero. Este sistema, sin embargo presenta una cierta complejidad, y ademas requiere la presencia de ambos dispositivos electromagneticos para funcionar de forma efectiva.
Merece la pena destacar que no se conoce un uso destacado de la agitacion electromagnetica en procesos de colada continua de cobre fundido, particularmente, en procesos de colada continua vertical.
Un ejemplo de esta aplicacion concreta es la solicitud de patente EP2650063A1, que describe un dispositivo de moldeo para colada continua descendente equipado con un agitador, apto para su uso con materiales no ferrosos con propiedades conductoras, como
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por ejemplo aluminio, cobre, zinc, o una aleacion de al menos dos de ellos. Este dispositivo comprende un espacio de colada con una porcion de entrada y otra de salida, una porcion central sustancialmente cillndrica, y un dispositivo de generation de campos magneticos que comprende un sistema de electrodos y un iman permanente.
Sin embargo, en los casos descritos en el estado de la tecnica, a menudo se requiere la presencia de un iman permanente, o bien de un sistema de bobinas, lo cual resulta un factor limitante tanto para la fabrication del dispositivo, como a nivel estructural, o respecto a las posibilidades de control de la agitation. Ademas, no se conoce ninguna aplicacion de este tipo de agitacion en los sistemas de colada continua vertical ascendente para cobre fundido, en donde cada vez cobra mas importancia la optimizacion de la etapa de colada y solidification, debido a las cantidades significativas de material de cobre que se deben desechar habitualmente en las primeras fases del proceso de colada y solidificacion por sus propiedades deficientes. Esta perdida de material, conocida como “merma”, se debe habitualmente a la obtencion inicial de un producto final de cobre solido (e.g. pretubo de cobre) con un tamano de grano excesivamente elevado, que no resultara apto para tratamientos posteriores, debido a su elevada tendencia a la formation de fisuras a la ruptura. Esto se traduce en la perdida de un cierto volumen de material de cobre defectuoso, con las consecuencias que ello implica desde el punto de vista economico, energetico e incluso de generacion y tratamiento de residuos.
De todo lo anterior se desprende la necesidad de nuevos dispositivos de agitacion electromagnetica adaptables a los sistemas de colada continua vertical de cobre fundido, particularmente de colada continua vertical ascendente, que permitan ademas un control dinamico de las condiciones de agitacion, para asl poder optimizar la solidificacion del cobre fundido, y obtener un producto final con mejores propiedades estructurales y mecanicas, a la vez que se minimiza la perdida inicial de material o merma.
Description detallada de la invention
Un objetivo de la presente invencion consiste en proporcionar un agitador electromagnetico para la agitacion de un volumen de material de cobre fundido en un sistema de colada continua vertical, que permite solucionar los problemas presentes en el estado de la tecnica arriba mencionados, reduciendo la perdida inicial de producto de cobre solido (e.g. pretubo de cobre) que se obtiene habitualmente en las primeras horas de este tipo de procesos de colada, defectuoso debido a su tamano de grano excesivamente grande.
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El agitador electromagnetico de la presente invencion es capaz de generar un campo magnetico en el interior de una hilera, elemento tlpicamente utilizado en la tecnologla de colada continua vertical; ademas, ocupa un espacio reducido, lo que permite su facil incorporation dentro de un horno industrial, asl como su acoplamiento con el sistema de hilera, chaqueta de enfriamiento (i.e. “supercooler’) y bano de cobre fundido. Su uso permite la obtencion de un producto final de material de cobre solido (e.g. pretubo de cobre) con una homogeneidad significativa a nivel microscopico, y granos sustancialmente equiaxiales.
El termino “aproximadamente”, tal como se utiliza en la presente invencion cuando precede a un valor de un parametro, refiriendose al mismo, pretende designar cualquier valor comprendido en un rango correspondiente al ±10% de su valor numerico, preferiblemente un rango correspondiente al ±5% de su valor numerico, mas preferiblemente un rango correspondiente al ±2% de su valor numerico, y todavla mas preferiblemente un rango correspondiente al ±1% de su valor numerico. Por ejemplo, “aproximadamente 60 mm” debe interpretarse como un rango de 54 mm a 66 mm , preferiblemente un rango de 57 mm a 63 mm, mas preferiblemente un rango de 58,8 mm a 61,2 mm, y todavla mas preferiblemente un rango de 59,4 mm a 60,6 mm.
Por “grano equiaxial” se entiende en el estado de la tecnica un grano en el que se ha producido un crecimiento similar en todas las direcciones.
Por “pretubo de cobre” se entiende en el estado de la tecnica un tubo de cobre obtenido inicialmente en procesos de fabrication de tubos de cobre, que se debera someter a etapas posteriores de tratamiento para mejorar sus propiedades mecanicas, e.g. etapas de trefilado y recocido o recristalizacion, para convertirlo en un tubo de cobre acabado que presente unas caracterlsticas conformes con las especificaciones requeridas para su aplicacion final.
Con el fin de generar un campo magnetico homogeneo que actue sobre el volumen de cobre fundido del sistema de colada continua, produciendo asl su agitation, el agitador electromagnetico de la presente invencion comprende al menos tres segmentos conductores electricos, dispuestos de forma paralela y equidistantes entre si, estando uno de los extremos de cada uno de ellos provisto de unas protrusiones terminales. Preferiblemente, dicho agitador comprende cuatro segmentos conductores electricos, dispuestos de forma paralela y equidistantes entre si, estando uno de los extremos de cada uno de ellos provisto de unas protrusiones terminales.
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Esta distribution paralela y equidistante de los segmentos conductores electricos permite asegurar la homogeneidad de la intensidad del campo magnetico generado en todo el perlmetro de la hilera del sistema de colada continua vertical, aspecto especialmente importante para conseguir una agitation homogenea del volumen de material de cobre fundido.
Preferiblemente, estos segmentos conductores electricos se encuentran en forma de barras cillndricas.
Ademas, merece la pena destacar que dada la elevada temperatura de trabajo del volumen de material de cobre fundido, habitualmente superior a los 1100°C, y particularmente, 1150°C, dichos segmentos conductores electricos deben estar hechos de un material resistente a estas altas temperaturas. Preferiblemente, estos segmentos conductores electricos estan hechos de material de grafito, y mas preferiblemente, estos segmentos conductores consisten en barras cillndricas hechas de material de grafito.
En una realization particular, estos segmentos conductores electricos consisten en barras cillndricas de material de grafito que presentan un diametro comprendido entre 30 mm y 90 mm aproximadamente. Mas preferiblemente, dichas barras cillndricas de material de grafito tienen un diametro de 60 mm aproximadamente.
En una realization preferida, puesto que este agitador esta configurado para su incorporation en un horno industrial, y su acoplamiento con el sistema de hilera, chaqueta de enfriamiento o “supercooler”, y bano de cobre fundido, la distancia entre el eje longitudinal definido por cada uno de los segmentos conductores electricos y el eje longitudinal definido por dicha hilera es igual o inferior a 200 mm aproximadamente.
Por otra parte, se destaca que los segmentos conductores electricos estan preferiblemente recubiertos por una capa de material aislante. Dicho material aislante se puede seleccionar, de forma no limitativa, entre el grupo que consiste en alumina, carburo de silicio y una combinacion de estos.
Este ultimo aspecto se debe a que los materiales conductores, y mas particularmente el grafito, pueden ver aumentada su reactividad frente al oxlgeno a elevadas temperaturas, como por ejemplo a 1150°C, temperatura de uso habitual en los sistemas de colada continua vertical de cobre fundido; como resultado, la parte de estos segmentos conductores
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electricos que no quede sumergida en el bano de material de cobre fundido podrla sufrir una rapida degradation. Adicionalmente, cuando dichos segmentos conductores electricos estan hechos de un material con una buena conductividad electrica, como por ejemplo grafito, se observa una tendencia a la disipacion de la corriente que circula por dichos conductores, que tendera a fluir hacia el volumen de material de cobre fundido de forma desorganizada, sin seguir el camino del flujo de cobre fundido que penetra en el interior de la hilera. Por ello, resulta particularmente ventajosa la protection y aislamiento de estos segmentos conductores electricos con una capa de material aislante.
El agitador electromagnetico de la presente invention comprende ademas un medio de fijacion configurado para sujetar dichos al menos tres segmentos conductores electricos, el cual esta dispuesto de forma perpendicular a la direccion longitudinal definida por los segmentos conductores electricos, en el extremo superior de estos, y en donde dicho medio de fijacion esta provisto de al menos tres orificios pasantes susceptibles de pasar dichas protrusiones terminales, y un orificio pasante adicional situado en la superficie definida en dicho medio de fijacion por dichos al menos tres orificios pasantes, tal que a traves de dicho orificio pasante adicional es susceptible de pasar una hilera de un sistema de colada continua vertical provista de una chaqueta de enfriamiento.
Adicionalmente, dicho agitador comprende un segundo medio de fijacion de dichos al menos tres segmentos conductores electricos, estando dicho medio de sujecion dispuesto de forma perpendicular a la direction longitudinal definida por dichos al menos tres segmentos conductores electricos, en el extremo inferior de estos, y en donde dicho medio de fijacion esta provisto de un orificio pasante, y un anillo colector situado de forma concentrica alrededor de dicho orificio pasante, en donde a traves de dicho orificio pasante es susceptible de pasar una hilera de un sistema de colada continua vertical provista de una chaqueta de enfriamiento.
Dicho anillo colector, situado en la parte inferior de los segmentos conductores electricos, concretamente, en el medio de fijacion inferior de estos, permite dirigir la corriente electrica generada hacia el camino definido por el flujo de material de cobre fundido que penetra en el interior de la hilera del sistema de colada continua vertical. Por ello, tal como sucede con los segmentos conductores electricos, resulta particularmente ventajoso que dicho anillo colector este hecho de un material de grafito, para asegurar asl su resistencia termica frente a la elevada temperatura de trabajo, y al mismo tiempo, evitar la disipacion de forma
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descontrolada de la corriente hacia el volumen de material de cobre fundido, asegurando asl una distribution homogenea de la corriente electrica.
De forma adicional, el agitador electromagnetico de la presente invention comprende una pletina conductora electrica configurada para conectar las protrusiones terminales de dichos al menos tres segmentos conductores electricos entre si, que comprende una pluralidad de orificios previstos para conectar cables electricos para la circulation de corriente electrica.
Respecto a la corriente electrica aplicada, tal como se ha comentado inicialmente, para generar el campo magnetico responsable de la agitation electromagnetica se requiere la aplicacion de una corriente electrica alterna, de acuerdo con ley de Ampere. Preferiblemente, dicha corriente electrica alterna presenta una intensidad igual o superior a aproximadamente 1000 A; mas preferiblemente, dicha corriente electrica alterna presenta una intensidad igual a aproximadamente 1000 A.
Por otra parte, con la finalidad de maximizar el campo magnetico generado y la densidad de corriente electrica, resulta preferible incrementar la frecuencia de la corriente electrica alterna aplicada. De hecho, se ha observado experimentalmente que la frecuencia esta directamente relacionada con la frecuencia de oscilacion generada dentro del volumen de material de cobre fundido, por lo que su optimization cobra especial importancia en la aplicacion eficaz de esta tecnologla de agitacion electromagnetica.
En este sentido, respecto a la frecuencia de corriente electrica aplicable, resultara de especial importancia la consideration de un efecto conocido en el sector de la tecnica como “efecto Skin”. Este efecto define la tendencia de una corriente electrica alterna de distribuirse dentro de un material conductor, de modo que la densidad de corriente es mayor cerca de la superficie de este, y va disminuyendo conforme aumenta la separation respecto a la superficie (i.e. “skin depth”). Como resultado de este fenomeno, la resistencia efectiva del conductor aumenta a mayores frecuencias en los puntos con una "skin depth” menor, es decir, en los puntos mas proximos a la superficie del conductor. Esto se debe a la presencia de unas corrientes electricas parasitas (i.e. corrientes de Focault) inducidas por un campo magnetico variable, que se forma como resultado de la propia corriente electrica alterna.
Asl pues, teniendo en cuenta la configuration del agitador electromagnetico de la presente invencion, asl como este efecto Skin, la frecuencia de la corriente alterna utilizada en el agitador electromagnetico para llevar a cabo la agitacion del volumen de material de cobre
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fundido, esta comprendida preferiblemente entre 15 Hz y 5000 Hz. Mas preferiblemente, la frecuencia de la corriente alterna utilizada en el agitador electromagnetico para llevar a cabo la agitacion del volumen de material de cobre fundido esta comprendida entre 15 Hz y 40 Hz, y de forma todavla mas preferida, esta frecuencia es de 25 Hz aproximadamente.
Otro aspecto de la presente invention consiste en proporcionar un metodo de agitacion electromagnetica en un sistema de colada continua vertical para la agitacion de cobre fundido, que comprende:
a) la inmersion, al menos parcialmente, del agitador electromagnetico de la presente invencion en un bano de cobre fundido de un sistema de colada continua vertical, y
b) la aplicacion de corriente electrica alterna sobre la corriente ascendente de cobre fundido que circula por la hilera del sistema de colada de continua vertical que atraviesa orificios pasantes presentes en dicho agitador magnetico, al interactuar con el campo magnetico generado por la corriente alterna que circula por los al menos tres segmentos conductores electricos, para llevar a cabo la agitacion de un volumen de material de cobre fundido.
Particularmente, teniendo en cuenta la configuration del agitador electromagnetico de la presente invencion, as! como el efecto Skin arriba mencionado, la frecuencia de la corriente alterna utilizada en la etapa b) de este metodo de agitacion electromagnetica esta comprendida entre 15 Hz y 5000 Hz; mas preferiblemente, la frecuencia de la corriente alterna utilizada esta comprendida entre 15 Hz y 40 Hz, y de forma todavla mas preferible, dicha frecuencia es de 25 Hz aproximadamente.
Respecto a la intensidad de corriente electrica alterna utilizada en la etapa b) del presente metodo de agitacion electromagnetica, preferiblemente esta presenta una intensidad igual o superior a aproximadamente 1000 A; mas preferiblemente, dicha corriente electrica alterna presenta una intensidad igual a aproximadamente 1000 A.
El presente metodo de agitacion electromagnetica puede comprender una etapa adicional
c) , posterior a la etapa b), que consiste en fijar una pluralidad de electrodos alrededor del pretubo de cobre resultante del sistema de colada continua vertical, el cual se forma y se recoge por el extremo superior de la hilera de dicho sistema. Estos electrodos estan en contacto continuo con el pretubo de cobre, y tienen como objetivo el cierre del circuito electrico del sistema. Preferiblemente, dicha pluralidad de electrodos se colocan radialmente
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alrededor de dicho pretubo de cobre; mas preferiblemente, dicha pluralidad de electrodos se colocan radialmente alrededor de dicho pretubo de cobre, a una altura de aproximadamente 2 metros respecto al extremo superior de la chaqueta de enfriamiento o “supercooler”.
En una realization preferida, dicha pluralidad de electrodos esta hecha de grafito. Mas preferiblemente, dicha pluralidad de electrodos son cuatro electrodos. Particularmente, dicha pluralidad de electrodos son cuatro electrodos de grafito.
Otras caracterlsticas y ventajas adicionales, derivadas del agitador electromagnetico de la invention, as! como del metodo de agitation electromagnetica aqul descrito, resultaran evidentes a partir de la description de una realizacion preferida, no limitativa, que se ilustra en los dibujos que se acompanan, y se describe a continuation. Adicionalmente, la invencion cubre todas las posibles combinaciones de las formas de realizacion particulares y preferidas del presente documento.
A lo largo de la descripcion y de las reivindicaciones, la palabra “comprende” y las variaciones de la palabra, tales como “contiene”, no pretenden excluir otras caracterlsticas tecnicas, aditivos, componentes o etapas.
Breve descripcion de los dibujos
FIG. 1 - Vista en perspectiva de un agitador electromagnetico de acuerdo con la presente invencion.
FIG. 2 - Vista en perspectiva de un agitador electromagnetico de acuerdo con la presente invencion, acoplado a un sistema de colada continua vertical de cobre (bano de material de cobre fundido no incluido; hilera no visible dada su inclusion parcial dentro de la chaqueta de enfriamiento), en el que se muestra a modo ilustrativo un pretubo de cobre obtenido por medio de dicho sistema de colada continua vertical, que se forma y recoge por el extremo superior de la hilera de dicho sistema.
Descripcion de una realizacion preferente
Tal como se desprende de las figuras 1 y 2 adjuntas, una realizacion preferente del agitador electromagnetico para la agitacion de un volumen de material de cobre fundido en un sistema de colada continua vertical de la presente invencion comprende
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- cuatro segmentos conductores electricos (1) dispuestos de forma paralela y equidistantes entre si, estando uno de los extremos de cada uno de ellos provisto de unas protrusiones terminales (2),
- un medio de fijacion (3) configurado para sujetar dichos cuatro segmentos conductores electricos (1), estando dicho medio de fijacion (3) dispuesto de forma perpendicular a la direccion longitudinal definida por los segmentos conductores electricos (1), en el extremo superior de estos, y en donde dicho medio de fijacion (3) esta provisto de cuatro orificios pasantes (4) susceptibles de pasar dichas protrusiones terminales (2), y un orificio pasante adicional (5) situado en la superficie definida en dicho medio de fijacion (3) por dichos cuatro orificios pasantes (4), tal que a traves de dicho orificio pasante adicional (5) es susceptible de pasar una hilera (6) de un sistema de colada continua vertical provista de una chaqueta de enfriamiento (7),
- una pletina conductora electrica (8) configurada para conectar las protrusiones terminales (2) de dichos cuatro segmentos conductores electricos (1) entre si, que comprende una pluralidad de orificios (9) previstos para conectar cables electricos para la circulation de corriente electrica, y
- un medio de fijacion (10) de dichos cuatro segmentos conductores electricos (1), estando dicho medio de sujecion (10) dispuesto de forma perpendicular a la direccion longitudinal definida por dichos cuatro segmentos conductores electricos (1), en el extremo inferior de estos, y en donde dicho medio de fijacion (10) esta provisto de un orificio pasante (11), y un anillo colector (12) situado de forma concentrica alrededor de dicho orificio pasante (11), en donde a traves de dicho orificio pasante (11) es susceptible de pasar una hilera (6) de un sistema de colada continua vertical provista de una chaqueta de enfriamiento (7).
Los cuatro segmentos conductores electricos (1) utilizados para este caso son cuatro barras cilmdricas de grafito. Estas barras cilmdricas de grafito estan recubiertas por una capa de material aislante de grafito.
Dichas barras cilmdricas de grafito presentan ademas un diametro comprendido entre 30 mm y 90 mm aproximadamente; ademas, la distancia entre el eje longitudinal definido por cada una de las barras cilmdricas y el eje longitudinal definido por la hilera del sistema de colada continua vertical es igual o inferior a 200 mm aproximadamente.
Adicionalmente, el anillo colector (12) utilizado en este caso esta hecho de material de grafito.
En la FIG. 2, ilustrativa de esta realization preferente, se muestra ademas, el agitador electromagnetico acoplado al sistema de colada continua vertical para la obtencion de productos finales conformados de cobre solido, obtenidos a partir de cobre fundido. En ella se pueden apreciar los diferentes elementos del sistema de colada continua vertical, como 5 son la chaqueta de enfriamiento “supercooler” (6) y el pote aislante termico (7). Con el objetivo de simplificar la figura y facilitar su entendimiento, no se incluye el bano de cobre fundido, que es un receptaculo situado en la parte inferior, en contacto con la hilera. En dicho receptaculo, se produce habitualmente la fusion del volumen de material de cobre solido de partida, que despues ascendera por la hilera, en donde sera sometido a agitation 10 electromagnetica mediante el agitador electromagnetico de la presente invention. Finalmente, dicho volumen de cobre fundido sera extraldo, una vez solidificado, por la parte superior de la hilera, en forma de pretubo de cobre (14). Resultara evidente para el experto en la materia, que durante todo el proceso, el agitador electromagnetico de la presente invention se encuentra parcialmente sumergido en dicho volumen de material de cobre 15 fundido.
Adicionalmente, tal como se muestra en la FIG. 2, el dispositivo de agitation electromagnetica contiene cuatro electrodos (13) alrededor de dicho pretubo de cobre (14) resultante del sistema de colada continua vertical, el cual se forma y recoge por el extremo 20 superior de la hilera de dicho sistema. Dichos cuatro electrodos (13) con cuatro electrodos de grafito, que estan colocados radialmente alrededor del pretubo de cobre (14), a una altura de aproximadamente 2 m respecto al extremo superior de la chaqueta de enfriamiento o “supercooler”.

Claims (16)

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    REIVINDICACIONES
    Un agitador electromagnetico para la agitacion de un volumen de material de cobre fundido en un sistema de colada continua vertical, caracterizado porque comprende:
    - al menos tres segmentos conductores electricos (1) dispuestos de forma paralela y equidistantes entre si, estando uno de los extremos de cada uno de ellos provisto de unas protrusiones terminales (2).
    - un medio de fijacion (3) configurado para sujetar dichos al menos tres segmentos conductores electricos (1), estando dicho medio de fijacion (3) dispuesto de forma perpendicular a la direccion longitudinal definida por los segmentos conductores electricos (1), en el extremo superior de estos, y en donde dicho medio de fijacion (3) esta provisto de al menos tres orificios pasantes (4) susceptibles de pasar dichas protrusiones terminales (2), y un orificio pasante adicional (5) situado en la superficie definida en dicho medio de fijacion (3) por dichos al menos tres orificios pasantes (4), tal que a traves de dicho orificio pasante adicional (5) es susceptible de pasar una hilera (6) de un sistema de colada continua vertical provista de una chaqueta de enfriamiento (7),
    - una pletina conductora electrica (8) configurada para conectar las protrusiones terminales (2) de dichos al menos tres segmentos conductores electricos (1) entre si, que comprende una pluralidad de orificios (9) previstos para conectar cables electricos para la circulation de corriente electrica, y
    - un medio de fijacion (10) de dichos al menos tres segmentos conductores electricos (1), estando dicho medio de sujecion (10) dispuesto de forma perpendicular a la direccion longitudinal definida por dichos al menos tres segmentos conductores electricos (1), en el extremo inferior de estos, y en donde dicho medio de fijacion (10) esta provisto de un orificio pasante (11), y un anillo colector (12) situado de forma concentrica alrededor de dicho orificio pasante (11), en donde a traves de dicho orificio pasante (11) es susceptible de pasar una hilera (6) de un sistema de colada continua vertical provista de una chaqueta de enfriamiento (7).
    Un agitador electromagnetico de acuerdo con la revindication 1, caracterizado porque comprende cuatro segmentos conductores electricos (1) dispuestos de forma paralela y equidistantes entre si.
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  2. 3. Un agitador electromagnetico de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, caracterizado porque cada uno de dichos segmentos conductores electricos (1) consiste en una barra cillndrica hecha de material de grafito.
  3. 4. Un agitador electromagnetico de acuerdo con la reivindicacion 3, caracterizado porque las barras cillndricas de material de grafito presentan un diametro comprendido entre 30 mm y 90 mm aproximadamente.
  4. 5. Un agitador electromagnetico de acuerdo con la reivindicacion 3 o 4, caracterizado porque dichas barras cillndricas de material de grafito tienen un diametro de 60 mm aproximadamente.
  5. 6. Un agitador electromagnetico de acuerdo con las reivindicaciones 1-5, caracterizado porque la distancia entre el eje longitudinal definido por cada uno de los segmentos conductores electricos (1) y el eje longitudinal definido por dicha hilera (6) es igual o inferior a 200 mm aproximadamente.
  6. 7. Un agitador electromagnetico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-6, caracterizado porque dichos segmentos conductores electricos (1) estan recubiertos por una capa de material aislante.
  7. 8. Un agitador electromagnetico de acuerdo con la reivindicacion 7, caracterizado porque dicho material aislante se selecciona entre alumina, carburo de silicio o una combinacion de estos.
  8. 9. Un agitador electromagnetico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-8, caracterizado porque dicho anillo colector (12) esta hecho de material de grafito.
  9. 10. Metodo de agitacion electromagnetica en un sistema de colada continua vertical para la agitacion de cobre fundido, caracterizado porque comprende las siguientes etapas:
    a) la inmersion, al menos parcialmente, de un agitador magnetico definido de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-9 en un bano de cobre fundido de un sistema de colada continua vertical, y
    b) la aplicacion de corriente electrica alterna sobre la corriente ascendente de cobre fundido que circula por la hilera del sistema de colada de continua vertical que atraviesa orificios pasantes presentes en dicho agitador magnetico, al interactuar
    5
    10
    15
    20
    25
    30
    con el campo magnetico generado por la corriente alterna que circula por los al menos tres segmentos conductores electricos, para llevar a cabo la agitacion de un volumen de material de cobre fundido.
  10. 11. Metodo de agitacion electromagnetica de acuerdo con la reivindicacion 10, caracterizado porque dicha corriente electrica tiene una intensidad igual o inferior a aproximadamente 1000 A.
  11. 12. Metodo de agitacion electromagnetica de acuerdo con la reivindicacion 10 o 11, caracterizado porque dicha corriente electrica tiene una frecuencia comprendida entre 15 Hz y 5000 Hz.
  12. 13.
    Metodo de agitacion electromagnetica de acuerdo con cualquiera de las
    reivindicaciones 10-12, caracterizado porque dicha corriente electrica tiene una
    frecuencia comprendida entre 15 Hz y 40 Hz.
  13. 14.
    Metodo de agitacion electromagnetica de acuerdo con cualquiera de las
    reivindicaciones 10-13, caracterizado porque dicha corriente electrica tiene una
    frecuencia de aproximadamente 25 Hz.
  14. 15.
    Metodo de agitacion electromagnetica de acuerdo con cualquiera de las
    reivindicaciones 10-14, caracterizado porque comprende una etapa adicional c) que consiste en fijar una pluralidad de electrodos alrededor de un pretubo de cobre resultante del sistema de colada continua vertical, el cual se forma y recoge por el extremo superior de la hilera de dicho sistema.
  15. 16. Metodo de agitacion electromagnetica de acuerdo con la reivindicacion 15, caracterizado porque dicha pluralidad de electrodos son 4 electrodos de grafito.
  16. 17. Metodo de agitacion electromagnetica de acuerdo con la reivindicacion 15 o 16, caracterizado porque dicha pluralidad de electrodos se colocan radialmente alrededor de dicho pretubo de cobre, a una altura de aproximadamente 2 m respecto al extremo superior de la chaqueta de enfriamiento o “supercooler”.
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