ITUD970122A1 - Procedimento di agitazione elettromagnetica per cristallizzatore e relativo cristallizzatore - Google Patents

Description

Descrizione del trovato avente per titolo :

"PROCEDIMENTO DI AGITAZIONE ELETTROMAGNETCA PER CRISTALLIZZATORE E RELATIVO CRISTALLIZZATORE"

CAMPO DI APPLICAZIONE

Formano oggetto del presente trovato un procedimento di agitazione elettromagnetica per cristallizzatore ed il relativo cristallizzatore come espressi nelle rispettive rivendicazioni principali.

Il trovato si applica nel campo della metallurgia alle macchine di colata continua per billette, blumi, tondi e bramme, in particolare bramine sottili.

STATO DELLA TECNICA

Nel settore della colata continua, è noto l’utilizzo di dispositivi di agitazione elettromagnetica associati esternamente alle pareti del cristallizzatore allo scopo di generare un campo elettromagnetico interagente con il metallo liquido in colata.

Tale campo elettromagnetico, nella tecnica nota, ha principalmente lo scopo di migliorare la qualità superficiale del prodotto intervenendo sul metallo liquido migliorandone le caratteristiche di solidificazione.

In particolare, detti dispositivi di agitazione elettromagnetica anticipano e controllano il distacco della pelle solidificata del metallo dal cristallizzatore consentendo così di aumentare la velocità di colata ed evitando rischi di rottura della pelle stessa.

I dispositivi elettromagnetici noti comprendono generalmente una o più bobine od induttori disposti in cooperazione con la parete esterna del cristallizzatore, solitamente in prossimità della zona di inizio solidificazione del metallo.

Sono state proposte soluzioni in cui detta bobina od induttore genera un campo magnetico alternato stazionario (vedere l’articolo "ìmprovement of Surface Quality of Steel by Electromagnetic Mold" tratto dagli Atti del Simposio Internazionale "Electromagnetic Processing of Materials” - Nagoya 1994), oppure genera un campo magnetico alternato modulato in ampiezza (vedere l'articolo "Study of Meniscus Behavior and Surface Properties During tratto da "Metallurgical and Materials Transaction

Altre soluzioni proposte prevedono che il campo magnetico generato sia periodicamente pulsante con onde definite da successioni di impulsi di ampiezza sostanzialmente costante (US-A-4.522.249), ovvero sia generato da onde elettromagnetiche ad andamento smorzantesi fino ad annullarsi all'interno di un semiperìodo (SU-A-1021070, SU-A-1185731).

In particolare l'insegnamento presente nell'US-A-4.522.249 prevede che una bobina elicoidale avvolta attorno al cristallizzatore per tutta la lunghezza di quest'ultimo venga alimentata mediante una corrente DC pulsata di durata da 10 a 100 ms, di ampiezza compresa tra 5 e 20 kA e con frequenza di ripetizione attorno a 1KHz.

Detta corrente genera forze radiali che agiscono sul cristallizzatore facendolo vibrare migliorando la qualità superficiale del prodotto.

L'azione di vibrazione indotta sul cristallizzatore può provocare però, come di fatto provoca, rotture per fatica.

La soluzione proposta dall ' US-A-4.522.249, inoltre, non genera sul metallo prodotto azioni tipo campo viaggiante ο eccitazioni multimodali che sono quelle che permettono di ottenere un effettivo risultato utilizzabile.

Il documento WO-A-80/01999 ed il documento FR-A-2.632.549 prevedono dei dispositivi elettromagnetici costituiti da poli, radiali al cristallizzatore, su cui sono avvolte rispettive bobine, detti dispositivi essendo disposti a diversi livelli che vengono fatti funzionare in modo sfasato.

Le bobine vengono alimentate in corrente AC, mono o multifase di bassa frequenza, e generano forze che sono principalmente orientate in direzione azimutale e solo di riflesso in senso longitudinale lungo l'asse del cristallizzatore.

La funzione che questi dispositivi elettromagnetici vanno ad assolvere è quella di mescolare in senso azimutale l'acciaio liquido nel cristallizzatore in modo da produrre un moto elicoidale verso l'alto o verso il basso.

Il documento US-A-4 .933 .005 prevede bobine o magneti permanenti operanti sia in corrispondenza del menisco, che in una voluta zona del cristallizzatore .

Le bobine disposte lungo il cristallizzatore, e lontane dal menisco, generano forze prevalentemente azimutali (stirring azimutale) o elicoidali (stirring elicoidale) oppure longitudinali (stirring longitudinale) ; le bobine poste in corrispondenza al menisco generano forze che si oppongono al movimento della parte liquida del prodotto.

Le bobine lontane dal menisco servono per la movimentazione della parte liquida del prodotto per ottenere i noti risultati metallurgici originati dall’azione di stirring elettromagnetico; le bobine che cooperano con il menisco servono da freno elettromagnetico per diminuire le conseguenziali distorsioni al menisco provocate dall'azione di stirring elettromagnetico generata dalle altre bobine e per ridurre la turbolenza provocata dall'introduzione del materiale nel cristallizzatore .

Il documento WO-A-94/15739 prevede due bobine classiche per stirring elettromagnetico di cui una posizionata al menisco.

Entrambe le bobine sono alimentate mediante corrente AC multifase di bassa frequenza, possibilmente con intensità di correnti diverse come pure può essere diversa la direzione del campo magnetico viaggiante sulle espansioni polari.

Le forze generate sono applicate sulla parte liquida del prodotto in direzione azimutale.

La funzione della bobina sottostante è quella di prevedere lo stirring azimutale di massima intensità; la funzione della bobina al menisco è quella di contrastare la distorsione al menisco prodotta dallo stirring della prima bobina o, alternativamente, aumentare l'effetto al menisco in relazione al particolare tipo di processo o specie di colata (tipo di acciaio).

Il documento EP-A-0.511.465 prevede una bobina per stirring elettromagnetico che può essere spostata lungo l'asse del cristallizzatore, sì che è possibile adattare l'effetto stirring elettromagnetico nel metallo liquido in relazione alle diverse esigenze metallurgiche.

Il documento EP-A-0 .489.202 prevede delle bobine cooperanti con il cristallizzatore ed alimentate in DC, le quali generano un campo magnetico costante con verso opportuno; queste bobine servono per frenare l'acciaio liquido che esce dallo scaricatore sommerso ed evitare che coinvolga la pelle già solidificata e, nel contempo, ridurre l'intrappolamento delle scorie.

Il documento US-A-4 .867.786 ed il documento JP-A-56-126.048 prevedono delle bobine che producono flussi azimutali al fine di mescolare con effetto stirring in senso azimutale la parte liquida allo scopo di ottenere i voluti effetti di stirring.

Le prove sperimentali hanno dimostrato che il campo elettromagnetico agente nel cristallizzatore generato con le configurazioni suddescritte, non é idoneo ad ottenere i risultati voluti per le differenti condizioni che si determinano all'interno del metallo solidificantesi.

Dette differenti condizioni, dovute al diverso stato fisico ed alla diversa temperatura del metallo solidif icantesi , provocano una interazione del campo magnetico con il metallo differente da una zona all'altra del cristallizzatore e quindi non ottimale per tutta la lunghezza di detto cristallizzatore.

Inoltre, sono noti i problemi che si riscontrano nell’accoppiamento fra induttori esterni e cristallizzatore in termini dì dispersioni ed attenuazioni del campo elettromagnetico generato, ciò determinando una riduzione dell'intensità delle forze che agiscono sul metallo fuso.

Sono noti anche i problemi di deformazione meccanica a cui detti induttori possono essere soggetti durante l'utilizzo.

Va anche notato che, attualmente, è sempre più arcata la tendenza ad utilizzare cristallizzatori

Cristallizzatori di lunghezza elevata,

consentono di asportare una grande quantità di calore al metallo liquido favorendo la formazione di una pelle di metallo solidificato di spessore idoneo ad evitarne la rottura quando il prodotto esce dal cristallizzatore pur in presenza di alte velocità di colata e quindi di tempi più ridotti di solidificazione della pelle.

Con le configurazioni elettromagnetiche note, che prevedono che la corrente sia alimentata con direzione ortogonale all'asse del cristallizzatore, le linee di flusso del campo magnetico indotto sul prodotto avvolgono il cristallizzatore nel senso della lunghezza.

A causa della lunghezza elevata del cristallizzatore dette linee di flusso si disperdono, con conseguente perdita di rendimento, facendo sì che le forze massime che si possono esercitare sul prodotto colato non siano mai le massime ottenibili per una data intensità di corrente applicata.

In definitiva, quindi, i dispositivi noti non consentono di sfruttare in modo ottimale le correnti alimentate ai dispositivi elettromagnetici, ciò costringendo ad utilizzare elevate intensità di corrente e generando dispersioni e rendimenti non ottimali.

Per risolvere questi inconvenienti, nonché per ottenere ulteriori vantaggi, la proponente ha studiato, sperimentato e realizzato il presente trovato.

ESPOSIZIONE DEL TROVATO

Il presente trovato è espresso e caratterizzato nelle rispettive rivendicazioni principali.

Le rivendicazioni secondarie espongono varianti all'idea di soluzione principale.

Lo scopo del presente trovato è quello di fornire un procedimento di agitazione elettromagnetica per cristallizzatori di macchine per colata continua di billette, blumi, bramine o tondi, ed il relativo cristallizzatore, che siano in grado di assolvere in modo ottimale e con rendimento migliorato almeno alle seguenti funzioni:

- applicare sulla pelle solidificata del prodotto colato forze elettromagnetiche impulsate che favoriscano il distacco di detta pelle dalle pareti del cristallizzatore; ciò favorisce lo scorrimento del prodotto lungo il cristallizzatore ed elimina i problemi di incollaggio, in particolare nella zona di prima solidificazione, migliorando la qualità superficiale del prodotto stesso;

- diminuire l'attrito tra la pelle del prodotto colato e la parete del cristallizzatore facendo vibrare la pelle solida, oltre che la parte liquida là dove è necessario, al fine di aumentare la velocità di colata;

- non utilizzare i tradizionali sistemi di oscillazione meccanica della lingottiera e quindi del cristallizzatore, con conseguente miglioramento della qualità superficiale del prodotto ed evitando la formazione di marche di oscillazione;

- controllare l'effetto al menisco in rapporto alle necessità del processo per migliorare sia la lubrificazione, che la qualità superficiale e quella interna del prodotto;

- sfruttare la capacità di risonanza della pelle solidificata e del sistema pelle-liquido, eccitando zona per zona in modo differenziato gli specifici modi di risonanza del prodotto colato, ciò allo scopo di migliorare lo scambio termico nella zona di transizione liquido-solido (musky zone) al fine di favorire una crescita equiassiale del prodotto con conseguente miglioramento della qualità interna de prodotto colato in continuo;

- usare la configurazione a campo migrante, viaggiante, per indurre nella parte liquida uno stirring azimutale per ottenere un risultato ottimale nel prodotto colato;

- migliorare lo scambio termico nella parte bassa del cristallizzatore dove la pelle si stacca dal cristallizzatore aumentando così la quantità totale del calore estratto dal cristallizzatore, rendendo possibili maggiori velocità di colata e migliorando nel contempo la qualità del prodotto.

Il trovato prevede la generazione di un campo magnetico, che agisce sul metallo colato all'interno del cristallizzatore, direttamente collegando le pareti del cristallizzatore a mezzi di alimentazione elettrica .

Detto cristallizzatore può presentare qualsivoglia sezione, poligonale o circolare, definita da almeno due elementi a piastra elettricamente isolati, completamente, o solo parzialmente, tra loro.

Secondo una variante, il cristallizzatore è realizzato strutturalmente in elemento unico e presenta mezzi di isolamento elettrico che lo suddividono in più parti elettricamente isolate tra loro.

Secondo il trovato, cadauna piastra o parte del cristallizzatore viene alimentata con una rispettiva corrente avente direzione parallela all'asse del cristallizzatore e verso voluto.

Secondo una variante, la corrente è di tipo impulsato .

Cadauna corrente, impulsata o meno, che fluisce lungo il rispettivo elemento a piastra, o gruppo di piastre, genera un campo elettromagnetico le cui linee di flusso si chiudono trasversalmente all'elemento a piastra stesso.

Quindi, dette linee di flusso si chiudono su uno spazio limitato alla sola larghezza del relativo elemento a piastra, spazio che è molto inferiore rispetto alla lunghezza del cristallizzatore.

A parità di corrente applicata, quindi, il trovato consente di generare forze elettromagnetiche di intensità maggiore di quelle generate dai sistemi elettromagnetici noti senza perdite di rendimento dovute a dispersioni.

Secondo una variante, gli elementi a piastra sono collegati in serie tra loro, ciò consentendo di alimentare con una sola corrente l'intero sistema. Secondo una prima formulazione, tutti gli elementi a piastra del cristallizzatore vengono alimentati con corrente equiverso; secondo una variante, cadaun elemento a piastra viene alimentato con una corrente di verso opposto a quella circolante negli elementi a piastra adiacenti.

Secondo un’altra variante, cadauna piastra longitudinale, o gruppo di piastre longitudinali, viene alimentata con verso, durata, frequenza ed intensità della corrente voluti per ottenere voluti effetti sul metallo in colata.

Secondo il trovato, inoltre, alimentando in modo opportuno la corrente ai vari elementi a piastra, o gruppi di piastre, è possibile correlare le singole zone longitudinali del cristallizzatore a differenti parametri, quali intensità, forma d'onda, durata, ecc .

Ciò consente di generare forze elettromagnetiche di intensità, verso e frequenza differenziate zona per zona sì da ottenere effetti voluti e variabili sul metallo in colata, ad esempio eccitando i singoli modi di risonanza del prodotto in relazione al grado più o meno accentuato di solidificazione, nonché di adattarsi alla conformazione del cristallizzatore .

Secondo una variante, le pareti interne del cristallizzatore sono ricoperte da uno strato elettricamente isolante presentante buone caratteristiche di conducibilità termica; ciò consente di evitare il contatto elettrico diretto tra metallo in colata e pareti del cristallizzatore, comunque non limitando lo scambio termico necessario per il processo di solidificazione del metallo liquido .

Tale strato isolante può essere realizzato in

oppure in ovvero in A1N ovvero ancora in carbonio diamantato amorfo od altro.

Il cristallizzatore secondo il trovato può presentare un unico sistema di raffreddamento oppure cadaun elemento a piastra raffreddato in modo autonomo .

Secondo una variante, all’effetto principale delle forze prodotte da correnti aventi direzione parallela all’asse del cristallizzatore e circolanti lungo le piastre del cristallizzatore, viene sovrapposto l'effetto secondario di forze elettromagnetiche prodotte da correnti aventi direzione azimutale all'asse del cristallizzatore ed alimentate ad appositi dispositivi elettromagnetici disposti esternamente alle piastre stesse.

Ciò al fine di ottenere variazioni più significative delle forze elettromagnetiche applicate sul metallo in colata in corrispondenza delle varie sezioni trasversali del cristallizzatore.

In una soluzione preferenziale del trovato detti dispositivi elettromagnetici sono costituiti da bobine disposte in posizione esterna al cristallizzatore, coassiali all'asse del cristallizzatore e posizionate in corrispondenza di una o più sezioni trasversali del cristallizzatore là dove si vuole ottenere un particolare effetto sul metallo colato.

In questa soluzione, le correnti azimutali alimentate a dette bobine esterne possono essere di intensità molto ridotta in quanto il loro effetto viene utilizzato solo in sovrapposizione alle correnti circolanti sulle piastre del cristallizzatore e generate con direzione parallela al suo asse.

Con dette bobine aggiuntive disposte in più sezioni trasversali del cristallizzatore, è possibile ad esempio mettere in vibrazione il prodotto colato eccitandolo localmente.

Ad esempio, è possibile eccitare il metallo fuso con frequenze di eccitazione corrispondenti o vicine a quelle proprie di risonanza, essendo queste ultime differenti alle diverse altezze del cristallizzatore in funzione dello specifico stato fisico, ad esempio del grado di solidificazione, e della temperatura del metallo in colata.

Tale condizione di risonanza, ottenuta in modo variabile lungo l'estensione longitudinale del cristallizzatore, genera un miglior distacco della pelle solidificata del metallo, dalle pareti del cristallizzatore e quindi un più agevole e veloce scorrimento del metallo, con miglioramento anche della qualità superficiale del prodotto.

Variando le forze esercitate sulla pelle solida del metallo in colata è inoltre possibile gestire lo scambio termico con il cristallizzatore, ciò consentendo di adattarlo, ad esempio, al tipo di acciaio ed al tipo di processo.

Utilizzando dette bobine esterne, inoltre, è anche possibile generare onde volumetriche sulla superficie del menisco che consentono di formare, tra la pelle appena solidificata del metallo e la parete del cristallizzatore, una fessura che facilita l'introduzione di lubrificanti in polvere o liquidi .

Secondo una variante del trovato, almeno alcune bobine esterne al cristallizzatore sono mobili rispetto all'asse di colata del metallo per ottimizzarne di volta in volta la posizione in funzione delle diverse condizioni di colata e dei diversi effetti da ottenere sul metallo.

ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI

Le figure allegate sono fornite a titolo esemplificativo non limitativo ed espongono alcune soluzioni preferenziali del trovato.

Nelle tavole abbiamo che:

- la fig. la illustra schematicamente un cristallizzatore secondo il trovato;

- le figg. lb e le illustrano due varianti di fig. la;

- la fig, 2 illustra schematicamente una sezione trasversale di fig. la;

- la fig. 3 illustra una forma realizzativa di un cristallizzatore secondo il trovato;

- la fig. 4 illustra un'altra forma realizzativa di un cristallizzatore secondo il trovato; - la fig. 5 illustra una variante di fig.la;

- la fig. 6 illustra, con una sezione trasversale, una variante di fig.5;

- la fig. 7 illustra, con una sezione trasversale, un'altra variante di fig.5;

la fig. 8 illustra un'ulteriore forma realizzativa di un cristallizzatore secondo il trovato;

- la fig. 9 illustra una variante di fig. 8;

- la fig. 10 illustra una variante di fig. la;

- la fig. 11 illustra, con una sezione trasversale, una possibile applicazione del sistema secondo il trovato;

- la fig . 12 illustra, con una sezione longitudinale, un particolare ingrandito di un cristallizzatore secondo il trovato.

DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Nelle figg. la-lc viene schematicamente rappresentata una prima forma realizzativa di un cristallizzatore 10 concretizzante il trovato.

In questa prima soluzione, il cristallizzatore 10 presenta sezione rettangolare definita da quattro elementi a piastra 11 realizzati in materiale conduttivo elettricamente isolati tra loro tramite un isolamento longitudinale 30.

Secondo il trovato, cadaun elemento a piastra 11 viene direttamente alimentato con una corrente 13 avente direzione parallela all'asse 12 del cristallizzatore 10 e verso ascendente o discendente .

Nel caso illustrato in fig. la, i quattro elementi a piastra 11 vengono alimentati con rispettive correnti 13 di verso ascendente; secondo una variante, non illustrata, dette correnti 13 presentano tutte verso discendente.

Nella variante di fig.lb, due elementi a piastra 11 adiacenti vengono alimentati con correnti 13 ascendenti e gli altri due elementi a piastra 11 vengono alimentati con correnti 13 discendenti.

Ancora, nella variante di fig. 1c, cadaun elemento a piastra 11 viene alimentato con una corrente 13 di verso opposto rispetto a quella alimentata agli altri due elementi a piastra 11 adiacenti.

I versi delle correnti possono essere invertiti durante il procedere della colata per ottenere voluti effetti sul metallo.

Secondo il trovato, al fine di evitare il contatto elettrico diretto tra metallo 15 in colata e pareti del cristallizzatore, queste ultime sono internamente rivestite da uno strato isolante 28. Detto strato isolante 28 presenta buone caratteristiche di conducibilità termica, ciò favorendo lo scambio termico con il metallo 15 in colata e quindi non creando , alcun problema all'asportazione di calore che determina la progressiva solidificazione del metallo liquido.

Tale strato isolante può essere realizzato in

oppure in ovvero in AlN ovvero

ancora in carbonio diamantato amorfo od altro.

Il cristallizzatore 10 secondo il trovato può presentare un unico sistema di raffreddamento oppure cadaun elemento a piastra 11 può essere autonomamente raffreddato.

Secondo il trovato, le correnti 13 circolanti sui rispettivi elementi a piastra 11 generano un campo magnetico le cui linee di forza 14 si chiudono sostanzialmente trasversalmente all'elemento a piastra 11 stesso, ossia nel senso della larghezza di quest'ultimo (fig.2).

Il sistema secondo il trovato permette quindi l'utilizzo di correnti elettriche di intensità minore rispetto a quelle utilizzate nei sistemi noti in ragione del fatto che le linee di forza 14 del campo magnetico indotto si chiudono su uno spazio molto più ridotto.

Dette correnti 13 possono essere di tipo impulsato e possono essere fornite da un alimentatore multicanale.

In una soluzione del trovato, cadaun canale, associato ad un relativo elemento a piastra 11, di detto alimentatore multicanale eroga impulsi di corrente 13 di ampiezza massima di 200kA, di durata compresa tra 50 e 500μs e frequenza compresa tra 2 e 150Hz.

Nella variante di fig. 5 è illustrato un cristallizzatore 10 in cui cadauna parete è definita da una pluralità di elementi a piastra 11, nel caso di specie tre, tra loro elettricamente isolati ed alimentati con rispettive correnti 13 di verso discorde rispetto alle correnti 13 circolanti negli elementi a piastra 11 adiacenti.

In questa soluzione è possibile differenziare le correnti, per intensità, frequenza e verso, alimentate ai singoli elementi a piastra 11 del cristallizzatore 10 sì da ottenere effetti voluti e variabili zona per zona sul metallo 15 in colata. Nella soluzione di fig. 6, si vede come sia possibile intensificare o limitare le forze elettromagnetiche agenti sul metallo 15 in colata in funzione della geometria della sezione del cristallizzatore, nel caso specifico ad H; si può, ad esempio, limitare le forze elettromagnetiche in corrispondenza degli spigoli per non rischiare di rompere la pelle ed intensificarle in corrispondenza dei lati dritti o degli angoli ottusi.

Le stesse considerazioni valgono anche per sezioni più complesse, qui non illustrate, od anche per sezioni circolari come illustrato in fig. 7.

Nella soluzione di fig. 3, le correnti 13 vengono applicate ai rispettivi elementi a piastra 11 attraverso elementi a mensola 16 cadauno collegato ad un rispettivo canale di un alimentatore multicanale, qui non illustrato, tramite conduttori 17 rigidi, ad esempio barre, oppure flessibili, ad esempio cavi.

Nel caso di utilizzo di conduttori 17 flessibili, è una soluzione preferenziale del trovato l'utilizzo di conduttori di tipo avvolto (twisted) per ridurre l'induttanza del sistema.

Nella variante di fig. 4, invece, viene impiegato solamente un canale dell'alimentatore per alimentare tutti quattro gli elementi a piastra 11 del cristallizzatore 10 posti in serie tra loro.

In questo caso, cadaun elemento a piastra 11 è collegato a quello adiacente tramite ponti conduttivi 18 che associano elettricamente i vertici diametralmente opposti di ciascun elemento a piastra 11 con i corrispondenti vertici dell'elemento a piastra 11 adiacente; cadaun elemento a piastra 11, ad esclusione di due che vengono direttamente collegati ad un canale dell'alimentatore tramite conduttori 17, risulta elettricamente collegato in serie con l'elemento a piastra 11 adiacente.

In questo modo, la corrente 13 percorre sostanzialmente in diagonale ogni singolo elemento a piastra 11 sì da realizzare, lungo gli elementi a piastra 11 collegati in serie, ossia lungo le pareti del cristallizzatore 10, un percorso sostanzialmente a zig-zag.

Dato che detti elementi a piastra 11 sono molto lunghi e stretti, la componente principale di cadauna corrente 13 presenta direzione parallela all'asse 12 del cristallizzatore 10, mentre è presente anche una componente secondaria di corrente con direzione azimutale rispetto allo stesso asse 12, ciò creando una sovrapposizione di effetti tra componenti principale e secondaria della corrente. La soluzione realizzativa di fig.8 è simile a quella di fig.4 soltanto che gli elementi a piastra 11 adiacenti, anziché in corrispondenza dei vertici, sono elettricamente collegati in serie in corrispondenza delle estremità longitudinali tramite conduttori 19 di tipo rigido o flessibile.

Anche in questa soluzione, le correnti 13 percorrono il cristallizzatore 10 con andamento zig-zag mantenendosi però parallele all'asse 12.

Nel caso che i conduttori 19 siano costituiti da cavi flessibili, è una preferenziale soluzione del trovato l'utilizzo di cavi di uguale lunghezza per ogni connessione.

Nella variante di fig. 9, cadaun elemento a piastra 11 è elettricamente diviso nel senso della lunghezza in due parti, superiore Ila ed inferiore llb.

Ciò consente di variare in senso longitudinale le forze elettromagnetiche agenti sul metallo 15 in colata rendendo il sistema secondo il trovato più flessibile ed adattando le forze elettromagnetiche indotte al diverso stato di solidificazione del metallo .

Nel caso di specie, cadauna parte superiore 11a di un lato del cristallizzatore 10' viene associata elettricamente, tramite cavi 19, alla parte superiore 11a del lato adiacente e cadauna parte inferiore 11b di un lato del cristallizzatore 10 viene allo stesso modo associata elettricamente alla parte inferiore llb del lato adiacente.

Nella soluzione illustrata, le parti superiori 11a vengono collegate tramite conduttori 17a ad un primo canale di un alimentatore multicanale e le parti inferiori llb vengono collegate tramite conduttori 17b ad un secondo canale dello stesso alimentatore multicanale -Secondo una variante, non illustrata, le parti superiori 11a ed inferiori 11b di cadaun lato del cristallizzatore vengono singolarmente alimentate da un rispettivo canale dell'alimentatore multicanale. La variante di fig. 10 consente la regolazione differenziata delle forze elettromagnetiche applicate sul metallo 15 in colata su più sezioni trasversali, una nel caso di specie, del cristallizzatore 10.

Allo scopo è prevista almeno una bobina 20 esterna al cristallizzatore 10, coassiale all'asse 12 di quest'ultimo ed alimentata con una corrente 21 avente direzione azimutale al detto asse 12.

Detta corrente 21 genera forze elettromagnetiche il cui effetto si sovrappone alle forze elettromagnetiche principali generate dalle correnti 13 parallele all'asse 12.

In corrispondenza di detta bobina 20 si ottiene pertanto una voluta variazione delle forze elettromagnetiche agenti sul metallo 15 in colata. In questa soluzione, la corrente 21 necessaria per alimentare la bobina 20 può essere di intensità molto ridotta in quanto le forze prodotte da detta corrente 21 vengono utilizzate in sovrapposizione alle forze principali prodotte dalle correnti 13. Secondo una variante, detta bobina 20 è associata a mezzi di movimentazione che ne consentono traslazioni longitudinali lungo le pareti del cristallizzatore 10.

Secondo un'altra variante, sono presenti più bobine 20, singolarmente alimentate, su varie altezze del cristallizzatore 10.

Nella soluzione illustrata in fig. 11, al fine di aumentare le forze elettromagnetiche agenti sul metallo 15 in colata ed in particolare sulla pelle solidificata 115, una corrente 23 di tipo impulsato viene direttamente applicata su detto metallo 15 in colata .

Detta corrente 23 può raggiungere, secondo il trovato, intensità massima di 5000A ed avere verso, durata e frequenza uguali a quelle,delle correnti 13 ovvero diverse da esse.

Nel caso di specie, la corrente 23 viene alimentata al metallo 15 in colata mediante due elettrodi 24 immersi nel metallo liquido 15 contenuto nella paniera 25.

Secondo altre varianti non illustrate, detta corrente 23 viene alimentata attraverso uno o più elettrodi immersi nel cristallizzatore oppure attraverso lo scaricatore 26.

Nella soluzione illustrata, detta corrente 23 scorre nel metallo 15 in colata e il circuito viene chiuso dai rulli al piede di contenimento 27.

Secondo altre varianti, non illustrate, il circuito ove circola detta corrente 23 viene chiuso dai mezzi di estrazione del prodotto colato oppure da appositi mezzi predisposti allo scopo.

Come schematizzato in fig. 11, detta corrente 23 scorre principalmente sulla faccia esterna della pelle solidificata 115 che è elettricamente isolata dalle pareti del cristallizzatore 10 tramite uno strato isolante 28.

Il campo elettromagnetico prodotto dalle correnti 13 circolanti negli elementi a piastra 11 del cristallizzatore 10, interagisce con dette correnti 23 generando forze che facilitano il distacco della pelle solidificata 115 dalle pareti del cristallizzatore 10.

In questa soluzione, inoltre, le correnti 23 uscenti dallo scaricatore 26 si allargano verso l'esterno del cristallizzatore 10 ciò creando forze impulsate all'interno del metallo liquido 15 che producono un effetto stirring che migliora la qualità interna di detto metallo 15 in colata.

In fig. 12 è illustrata una variante utilizzabile in tutte le soluzioni realizzative descritte per ottenere le massime forze impulsate possibili sulla pelle 115 del metallo 15 in colata.

Questa soluzione prevede che le correnti 13 circolanti negli elementi a piastra 11 scorrano in corrispondenza della zona della parete del cristallizzatore 10 il più vicino possibile alla pelle 115 del metallo 15 in colata.

Allo scopo, il conduttore 19, sia esso di tipo rigido oppure flessibile, associato ad un canale dell’alimentatore, viene elettricamente associato solamente in corrispondenza dello spigolo interno dell'estremità dell'elemento a piastra 11, sulla rimanente superficie di detta estremità essendo previsto un inserto 29 in materiale isolante

Per evitare dispersioni di corrente 13 verso l'esterno, sulla superficie esterna di detti elementi a piastra 11 sono previsti una pluralità di intagli 22, nel caso di specie trasversali, aventi la funzione di aumentare l’impedenza di detta superficie esterna.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1 Procedimento di agitazione elettromagnetica per cristallizzatori, del tipo a piastre o riconducibili a tale, utilizzati per colare in continuo billette, blumi, bramine, tondi, detto procedimento utilizzando mezzi per generare un campo magnetico interagente con il metallo colato all'interno del cristallizzatore, caratterizzato dal fatto che prevede la circolazione di correnti elettriche (13) direttamente lungo le pareti del cristallizzatore (10), dette correnti (13) presentando la componente principale avente direzione parallela all'asse di colata (12) del cristallizzatore (10) e verso ed intensità voluti, dette correnti (13) generando forze elettromagnetiche con direzione perpendicolare all'asse di colata (12) funzionalmente all'ottenimento di un distacco della pelle del metallo in fase di solidificazione dalla parete del cristallizzatore ed una conseguente riduzione di attrito fra pelle e parete. 2 - Procedimento come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le correnti (13) sono di tipo impulsato e generano forze elettromagnetiche impulsate interagenti con il prodotto colato. 3 - Procedimento come alla rivendicazione 1 o 2 caratterizzato dal fatto che i singoli elementi a piastra (11) del cristallizzatore (10), longitudinalmente elettricamente isolati tra loro, sono alimentati con rispettive correnti (13) presentanti propri e specifici parametri di intensità, frequenza, verso e durata. 4 - Procedimento come alla rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che i singoli elementi a piastra (11) del cristallizzatore (10), longitudinalmente elettricamente isolati tra loro, sono suddivisi trasversalmente in più parti (lla,llb) elettricamente isolate tra loro ed alimentate con rispettive correnti (13) presentanti propri e specifici parametri di intensità, frequenza, verso e durata. 5 - Procedimento come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che prevede la circolazione di correnti (21) aventi direzione sostanzialmente azimutale all'asse di colata (12) in cooperazione con almeno una voluta sezione trasversale del cristallizzatore (10). 6 - Procedimento come alla rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che l'effetto della corrente azimutale (21) si sovrappone all'effetto della corrente principale (13) parallela all’asse di colata (12) funzionalmente all'eccitazione dei modi di risonanza del prodotto colato all'interno del cristallizzatore (10) per la relativa zona trasversale del cristallizzatore (10). 7 - Procedimento come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che prevede la circolazione di una corrente (23) direttamente nel metallo (15) in colata. 8 - Procedimento come alla rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che la corrente (23) fatta circolare direttamente nel metallo (15) presenta verso opposto alla corrente (13) circolante negli elementi a piastra (11) del cristallizzatore (10). 9 - Procedimento come alla rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che la corrente (23) circolante direttamente nel metallo (15) viene indotta da elettrodi (24) associati alla paniera (25). 10 - Procedimento come alla rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che la corrente (23) circolante direttamente nel metallo (15) viene alimentata direttamente allo scaricatore (26). 11 - Procedimento come alla rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che la corrente (23) circolante direttamente nel metallo (15) viene indotta da elettrodi immersi nel cristallizzatore (10). 12 - Procedimento come ad una o l'altra delle rivendicazioni da 7 in poi, caratterizzato dal fatto che la corrente (23) circolante direttamente nel metallo (15) si chiude sui rulli al piede (27) e/o sui mezzi di estrazione prodotto. 13 - Procedimento come ad una o l’altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che le correnti (13) con verso parallelo all’asse di colata (12) vengono fatte circolare nelle pareti del cristallizzatore (10) il più vicino possibile alla pelle (115) del metallo (15) colato. 14 - Procedimento come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che le correnti impulsate (13) aventi verso parallelo all'asse di colata (12) hanno una ampiezza massima di 200kA, una durata compresa tra 50 e 500μs ed una frequenza compresa tra 2 e 150Hz. 15 - Cristallizzatore per colare in continuo billette, blumi, bramme, tondi, detto cristallizzatore essendo del tipo a piastre o riconducibile a tale e cooperando,con mezzi atti a generare un campo elettromagnetico interagente on il metallo colato all'interno di esso, caratterizzato dal fatto che cadaun elemento a piastra (11) , o cadaun gruppo di elementi a piastra (11), è longitudinalmente elettricamente isolato dagli elementi a piastra (11), o dai gruppi di elementi a piastra (11), adiacenti ed è associato a propri mezzi di alimentazione elettrica generanti una corrente elettrica (13) la cui componente principale presenta direzione parallela all'asse di colata (12) del cristallizzatore (10) ed intensità e verso voluto. 16 - Cristallizzatore come alla rivendicazione 15, caratterizzato dal fatto che almeno parte degli elementi a piastra (11), o gruppi di elementi a piastra (11), sono elettricamente collegati in serie ed associati ad un mezzo comune di alimentazione corrente elettrica (13). 17 - Cristallizzatore come alla rivendicazione 16, caratterizzato dal fatto che presenta elementi conduttori (19) flessibili colleganti elettricamente due elementi a piastra (11), o due gruppi di elementi a piastra (11), adiacenti. 18 - Cristallizzatore come alla rivendicazione 17, caratterizzato dal fatto che i conduttori (19) flessibili sono cavi di tipo avvolto (twìsted). 19 - Cristallizzatore come alla rivendicazione 16, caratterizzato dal fatto che presenta ponti conduttivi (18) in corrispondenza degli spigoli e colleganti elettricamente due elementi a piastra (11), o due gruppi di elementi a piastra (11), adiacenti. 20 - Cristallizzatore come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti da 15 in poi, caratterizzato dal fatto che, in cooperazione con almeno una sua definita zona trasversale, è associato ad almeno un dispositivo elettromagnetico (20) esterno e coassiale all'asse di colata (12), detto dispositivo elettromagnetico (20) essendo percorso da correnti elettriche (21) aventi direzione azimutale rispetto al detto asse di colata (12). 21 - Cristallizzatore come alla rivendicazione 20, caratterizzato dal fatto che l 'almeno un dispositivo elettromagnetico (20) è mobile almeno longitudinalmente al cristallizzatore (10). 22 - Cristallizzatore come ad una o l’altra delle rivendicazioni precedenti da 15 in poi, caratterizzato dal fatto che cadaun elemento a piastra (11) è suddiviso in una pluralità di tratti longitudinali (lla,llb) tra loro elettricamente isolati ed alimentati con rispettive correnti (13). 23 - Cristallizzatore come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti da 15 in poi, caratterizzato dal fatto che gli elementi a piastra (11) presentano esternamente intagli (22) incrementatori di impedenza della faccia esterna delle pareti del cristallizzatore (10) e concentratori delle correnti (13) circolanti negli elementi a piastra (11) nella zona anteriore dell'elemento (11) stesso più vicina al metallo colato (15). 24 - Cristallizzatore come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti da 15 in poi, caratterizzato dal fatto che prevede mezzi per generare una corrente (23) direttamente nel metallo colato (15). 25 - Cristallizzatore come alla rivendicazione 24, caratterizzato dal fatto che detti mezzi comprendono elettrodi (24) immersi nel metallo liquido contenuto nella paniera (25). 26 - Cristallizzatore come alla rivendicazione 24, caratterizzato dal fatto che detti mezzi sono costituiti dallo scaricatore (26). 27 - Cristallizzatore come alla rivendicazione 24, caratterizzato dal fatto che detti mezz comprendono elettrodi (24) immersi nel metallo liquido (15) all'interno del cristallizzator stesso. 28 - Cristallizzatore come ad una o l'altra delle rivendicazioni da 15 in poi, caratterizzato dal fatto che comprende mezzi di chiusura del circuito elettrico della corrente (23) circolante direttamente nel metallo liquido (15). 29 - Cristallizzatore come alla rivendicazione 28, caratterizzato dal fatto che detti mezzi comprendono i mezzi di estrazione del prodotto colato e/o i rulli al piede (27). 30 - Procedimento come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti da 1 a 14, caratterizzato dal fatto che adotta i contenuti di cui alla descrizione ed ai disegni. 31 - Cristallizzatore come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti da 15 a 29, caratterizzato dal fatto che adotta i contenuti di cui alla descrizione ed ai disegni.