MX2013001425A - Procedimiento y aparato para controlar los flujos de metal liquidos en un cristalizador para la fundicion continua de bloques planos delgados. - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un procedimiento para controlar la distribución de flujos de metal líquido en un cristalizador para la fundición continua de bloques delgados; en particular, el procedimiento se aplica a un cristalizador que comprende paredes perimetrales, las cuales definen un volumen de contención para un baño de metal líquido que se puede insertar a través de un descargador colocado a la mitad del baño; el procedimiento incluye disponer una pluralidad de frenos electromagnéticos, cada uno para generar una zona de frenado dentro de dicho baño, y activar estos frenos electromagnéticos ya sea en forma independiente o en grupos de acuerdo con los parámetros característicos de las condiciones de dinámica de fluidos del metal líquido dentro del baño.

Description

PROCEDIMIENTO Y APARATO PARA CONTROLAR LOS FLUJOS DE METAL LÍQUIDO EN UN CRISTALIZADOR PARA LA FUNDICIÓN CONTINUA DE BLOQUES PLANOS DELGADOS CAMPO DE LA INVENCIÓN i La presente invención se refiere al campo de los procedimientos de fundición continuos para producir cuerpos metálicds. En particular, la presente invención se refiere a un procedimiento para controlar la distribución Í de flujos de metal líquido en un cristalizador para fundir en forma continua bloques delgados. La presente invención, se refiere a'dicionalmente a un aparato para implementar dicho procedimiento. | I ESTADO DE LA TÉCNICA ! Como es conocida, la técnica de fundición continua es utilizada ampliamente para la producción de cuerpos metálicos de varias formas y tamaños, incluyendo bloques de acero delgados menores de 150 mm de espesor. Haciendo referencia a la figura 1 , la fundición continua de estos productos semi-terminados incluye el uso de un cristalizador de cobre 1 , el I cual define un volumen para un baño metálico líquido 4. Dicho volumen, i normalmente comprende un tazón central para la inducción de un descargador 3 con una sección relativamente grande en pomparación con el baño líquido, con el objeto de reducir al mínimo la velocidad del acero introducido.

Es igualmente conocido que en este tipo de fundición, la obtención de una distribución óptima del fluido en el cristalizador es fundamental con el objeto de fundir a velocidad alta (por ¡ejemplo, superior de 4.5 m/min.), y por consiguiente asegura los índices de productividad altos. Una distribución de fluidos correcta es necesaria adicionalmente para asegurar la lubricación correcta de la fundición por medió de polvos molidos y se evitan los riesgos de "adherencia", es decir, los riesgos de romper la capa de piel 22 la cual se solidifica sobre las paredes interiores del cristalizador hasta la posible fuga desastrosa del metal líquido desde el cristalizador ("estallido") la cual provoca que se detenga la línea de! fundición. Como es conocido, el fenómeno de adherencia posible deteriora en gran medida la calidad del producto semi-terminado. ' Como se describió en la patente de E.U.A. 6464154, por i ejemplo, y se muestra en la figura 1 , la mayoría de los ¡descargadores para í introducir el metal líquido en el cristalizador, son configurados para generar dos chorros centrales 5, 5' de acero líquido dirigido ¡ hacia abajo y dos recirculaciones secundarias 6, 6' dirigidas hacia la superficie del baño 7, también denominada meniscos, el cual es cubierto generalmente con una j capa de diversos polvos de fundición basados en óxido, el cual funde y protege la superficie misma de la oxidación. La parte licuada de dicha capa de polvo, al ser introducida entre la superficie interior de la pared de cobre del I cristalizador y la capa de piel, también promueve la lubricación de fundición.

I Con el objeto de obtener una dinámica de fluidos interna excelente la necesidad es saber como obtener velocidades máximas de metal líquido promediadas menores que aproximadamente 0.5 m/seg en el menisco 7 para evitar la oclusión de polvo de fundición, ya sea en la fase sólida o en la fase líquida, lo cual podría provocar fallas en el producto final. Estas velocidades, sin embargo, no deben ser menores que aproximadamente 0.08 m/seg para evitar la formación de "puntos calientes", lo cual podría no permitir que el polvo se funda, creando de esta manera puentes de solidificación posibles, especialmente entre el descargador y las paredes del cristalizador, y la fundición incorrecta de la capa de polvo, con lubricación insuficiente consecuencia de la fundición. Esto podría, obviamente determinar los problemas evidentes de capacidad de fundición. Además de estas limitaciones i | con respecto a la velocidad, la necesidad adicional es conocer que contener la ondulación del metal líquido en proximidad del menisco, producido principalmente por las recirculaciones secundarias 6, 6'i Dicha ondulación, preferentemente debe tener un ancho instantáneo máximo menor que 15 mm, y un ancho promedio inferior a 10 mm con el objeto de evitar los defectos del producto terminado producidos por la incorporación dé polvo, así como también, las dificultades en la lubricación de la fundición a través del polvo molido. La última condición podría, incluso provocar el fenómeno de estallido. Estos parámetros de fundición óptimos pueden ser observados sobre la superficie del menisco a través de los métodos y dispositivos de fundición ! I 4 continuos normales. i El control de flujos de metal líquidos en ' el cristalizador, por consiguiente, es de importancia primaria en el procedimiento de fundición continuo. En este sentido, los descargadores utilizados tienen una geometría optimizada para controlar el flujo normalmente sobre un intervalo determinado de índices de flujo y para un tamaño de cristalizador previamente determinado. Más allá de estas condiciones, los cristalizadores no permiten la dinámica de fluidos correcta bajo todas las condiciones dé fundición múltiples, las cuales pueden ocurrir. Por ejemplo, en el caso de índices de flujo altos, los i i chorros hacia abajo 5, 5' y las recirculaciones hacia arriba 6, 6', pueden ser excesivamente intensos, provocando de esta manera elocidades altas y ondulaciones no óptimas del menisco 7. Por el contrario, en el caso de índices de flujo bajos, las recirculaciones hacia arriba 6, 6', podrían ser muy débiles, determinando de esta manera problemas en la capacidad ele fundición.

Bajo una condición de fundición adicional, en la figura A se muestra en forma diagramática, que el descargador podría ser introducido en forma incorrecta, y por consiguiente, el índice de flujo de metal líquido es asimétrico o, por ejemplo, debido a la presencia de oclusiones asimétricas parciales debido a los óxidos, los cuales pueden acumulares en las paredes interiores de los descargadores, el índice de flujo es asimétrico. Bajo estas condiciones, la velocidad y el índice de flujo de los flujos; dirigidos hacia una primera mitad del baño líquido son diferentes de aquellos de los flujos dirigidos hacia la otra mitad. Esta situación peligrosa puede conducir a la formación de ondas estacionarias, las cuales obstruyen la fundición correcta de la capa de polvo en el menisco, provocando de esta manera el fenómeno de oclusión con consecuencias perjudiciales para la calidad de la fundición, e incluso el fenómeno de estallido debido a una lubricación incorrecta.

Se han desarrollado diversos métodos y dispositivos para mejorar la distribución dinámica de fluidos en el baño de metal líquido, el cual, por lo menos parcialmente resuelve este problema en conexión, sin embargo, únicamente con la fundición de bloques convencionales más gruesos que 150 mm. Un primer tipo de estos métodos incluye, por ejemplo, el uso de motores lineales, el campo magnético de los cuales se utiliza para romper y/o acelerar los flujos interiores del metal molido. Sin embargo se ha observado que el uso de motores lineales no es muy efectivo para la fundición en forma continua de bloques delgados, en los cuales, las placas de cobre, que normalmente definen al cristalizador son más de dos veces más gruesas que los bloques convencionales, actuando de esta manera como una protección contra la penetración de los campos magnéticos alternantes producidos por los motores de revestimiento, haciéndolos de esta manera inefectivos para producir fuerzas de frenado en el baño de metal líquido.

Un segundo tipo de métodos incluye el uso de frenos electromagnéticos CD, los cuales normalmente están configurados para romper y controlar la distribución interior del metal líquido, exclusivamente en la presencia de una condición de dinámica de fluidos precisa. En el caso de la solución descrita en el documento US 6557623 B2, por ejemplo, utilizando un freno electromagnético es útil para desacelerar el flujo únicamente en la presencia de índices de flujo altos. El dispositivo descrito en la solicitud de patente JP4344858 permite en su lugar, disminuir la velocidad del metal líquido en la presencia tanto de índices de flujo altos como bajos, aunque no permite corregir las asimetrías posibles. Algunos dispositivos, tales como, por ejemplo, aquel descrito en la solicitud EP09030946, permiten corregir la asimetría de flujo posible (mostrada en forma diagramática en la figura 1A), aunque son totalmente inefectivos si ocurre la fundición a índices de flujo bajos.

El dispositivo descrito en la solicitud FR 2772294, proporciona el uso de frenos electromagnéticos, los cuales normalmente tienen la forma de dos o tres motores lineales de fase. En particular, dichos frenos consisten en una cubierta de material ferromagnético (horquilla) en forma de placa, el cual define cavidades dentro de las cuales, son acomodados los conductores de corrientes suministrada, contrario a la práctica ordinaria, mediante corriente directa. La cubierta ferromagnética (horquilla) está instalada en posición adyacente a las paredes del cristalizador de manera que los conductores suministrados mediante la corriente directa generan un campo magnético estático que el inventor afirma que tiene la capacidad de moverse dentro de un baño de metal líquido, suministrando de manera exclusiva los diversos conductores de corriente en forma diferenciada.

Sin embargo, se ha observado que esta solución técnica no es eficiente debido a que el flujo magnético generado por los conductores, por medio de la trayectoria de menor resistencia se cierra necesariamente hacia la cubierta ferromagnética (horquilla) cruzando de esta manera el baño líquido nuevamente. Esta condición crea, de manera desventajosa, zonas de frenado indeseables en el baño de metal líquido. En otras palabras, con la solución descrita en el documento FR 2772294, no es posible obtener una zona de frenado concentrada en una región única sino, por el contrario, el campo magnético generado por los conductores es substancialmente distribuido nuevamente en la mayor parte del baño de líquido de metal, dando como resultado de esta manera ser localmente más o menos intenso.

Otra desventaja, conectada de manera cercana con aquella indicada anteriormente, con respecto a la solución descrita en el documento FR 2772294, y las soluciones de concepto similares, se relaciona con la imposibilidad de diferenciar las zonas de frenado dentro del baño de metal líquido en términos de extensión y conformación geométrica. Esta desventaja se debe principalmente al hecho de que los conductores, todos despliegan la misma sección geométrica y que la cubierta ferromagnética (horquilla) la cual contiene éste tiene una forma rectangular, y en todos los casos regular.

Por consiguiente, resumiendo lo anterior, por medio de la solución descrita en el documento FR 2772294, no únicamente es imposible obtener, en el baño de metal líquido, zonas de frenado completamente aisladas específicas, es decir, rodeadas por una región en la cual el campo magnético no actúa, pero también es imposible diferenciar geométricamente dichas zonas de frenado específicas. Estas tienen la misma conformación geométrica, es decir, la misma extensión en el espacio.

La patente Japonesa JP61206550A indica el uso de generadores de fuerza electromagnética para reducir la oscilación de las ondas en el menisco del baño de material metálico. Dichos generadores son activados por medio de un sistema de control, el cual activa éste como una función del ancho de las ondas/oscilaciones, de manera que limita el mismo. Estando en un sistema de control activo, la corriente aplicada no es constante para una situación de fundición específica, sino que al contrario, variará de forma continua como una función de la ondulación. Debido a esta variabilidad de corriente continua, la solución descrita en el documento JP61206550A no permite un control efectivo de las regiones interiores del baño de metal líquido, es decir, relativamente distanciado del menisco.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN El objeto principal de la presente invención es proporcionar un procedimiento para controlar los flujos de metal líquido en el cristalizador para fundición en forma continua de bloques delgados, lo cual permite superar las desventajas mencionadas anteriormente. Dentro del alcance de esta tarea, es un objeto de la presente invención proporcionar un procedimiento el cual es operativamente flexible, es decir, el cual permite controlar los flujos de metal líquido bajo las diversas condiciones de fluido dinámico, las cuales pueden desarrollarse durante el procedimiento de fundición. Es otro objeto proporcionar un procedimiento, el cual es confiable y fácil de ser implementado a costos competitivos.

La presente invención, por consiguiente, se refiere a un procedimiento para controlar los flujos de metal líquido en un cristalizador para la fundición en forma continua de bloques delgados, como se describe en la reivindicación 1. En particular, el procedimiento se aplica a un cristalizador que comprende paredes perimetrales, las cuales definen un volumen de contención para un baño de metal líquido que se puede insertar a través de un descargador dispuesto de manera central en dicho baño. El procedimiento incluye la generación de una pluralidad de zonas de frenado de los flujos de dicho metal líquido dentro de dicho baño, cada una a través de un freno electromagnético. En particular, se incluye lo siguiente: Un primer freno electromagnético para generar una primera zona de frenado en una porción central del baño, en proximidad de una sección de salida del metal líquido desde el descargador, la porción central siendo delimitada entre dos paredes frontales perimetrales de dicho cristalizador; un segundo freno electromagnético para generar una segunda zona de frenado en una porción central del baño en una posición principalmente por debajo de la zona de frenado; un tercer freno electromagnético para generar una tercera zona de frenado en una primera porción lateral del baño entre dicha porción central y una primera pared lateral perimetral, substancialmente ortogonal a dichas paredes frontales; un cuarto freno electromagnético para generar una cuarta zona de frenado dentro de una segunda porción lateral del baño de metal líquido, la cual es simétrica con la primera porción lateral con respecto a un plano de simetría substancialmente ortogonal a las paredes perimetrales frontales del cristalizador; un quinto freno electromagnético para generar una quinta zona de frenado en la porción lateral del baño en una posición principalmente por debajo de dicha tercera zona de frenado. un sexto freno electromagnético para generar una sexta zona de frenado en dicha porción segunda lateral de dicho baño en una posición principalmente por debajo de dicha cuarta zona de frenado.

El procedimiento incluye activar dichas zonas de frenado ya sea de manera independiente o en grupos, de acuerdo con los parámetros característicos de las condiciones de dinámica de fluidos del metal líquido en dicho baño.

La presente invención, también se refiere a un aparato para controlar los flujos de metal líquido en un cristalizador para fundir de manera continua bloques delgados, lo cual permite implementar el procedimiento de acuerdo con la presente invención.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Las características y ventajas adicionales de la presente invención serán evidentes a la luz de la descripción detallada de las modalidades preferidas, aunque no exclusivas, de un cristalizador al cual se aplica el procedimiento de acuerdo con la presente invención y un aparato que comprende dicho cristalizador, ilustrado a modo de ejemplo no limitativo, con la ayuda de los dibujos que la acompañan en los cuales: Las figuras 1 y 2, son vistas de un cristalizador del tipo conocido y muestran un baño de metal líquido contenido en el cristalizador y sujeto a primera y segunda condiciones de dinámica de fluidos posibles, respectivamente.

Las figuras 3 y 4, son vistas frontal y plana, respectivamente, de un cristalizador al cual puede ser aplicado el procedimiento de acuerdo con la presente invención; La figura 5, es una vista frontal del cristalizador en la figura 3, en el cual, las zonas de frenados están indicadas de acuerdo con una modalidad posible del procedimiento de acuerdo con la presente invención; La figura 6, es una vista de un baño de metal líquido en el cristalizador en la figura 5, en el cual, están indicadas las zonas de frenado del metal líquido activado en la presencia de una primera condición dinámica de fluido.

La figura 7, es una vista de un baño de metal líquido en el cristalizador en la figura 5, en el cual, están indicadas las zonas de frenado del metal líquido activado en la presencia de una segunda condición dinámica de fluido.

La figura 8, es una vista de un baño de metal líquido en el cristalizador en la figura 5, en el cual, están Indicadas las zonas de frenado del metal líquido activado en la presencia de una tercera condición dinámica de fluido.

La figura 8A, es una vista de un baño de metal líquido en el cristalizador en la figura 5, en el cual, se muestran los grupos de zona de frenado; La figura 8B, es una vista de un baño de metal líquido en el cristalizador en la figura 5, en el cual, se muestran adlcionalmente los grupos de zona de frenado; Las figuras 9 y 10, son vistas de un baño de metal líquido en el cristalizador en la figura 5, en las cuales, están indicadas las zonas de frenado del metal líquido activadas en la presencia de una cuarta condición de dinámica de fluidos.

Las figuras 1 1 y 12, son vistas de un baño de metal líquido en el cristalizador en la figura 5, en las cuales, están indicadas las zonas de frenado del metal líquido activadas en la presencia de una condición de dinámica de fluidos adicional.

La figura 13, es una vista frontal de una primera modalidad de un aparato para implementar el procedimiento de acuerdo con la presente invención; La figura 14, es una vista plana del aparato de la figura 13; La figura 15, es una vista del aparato en la figura 13, desde un punto de vista opuesto a aquel de la figura 14; La figura 16, es una vista plana de una segunda modalidad de un aparato de acuerdo con la presente invención; La figura 17, es una vista plana de una tercera modalidad de un aparato de acuerdo con la presente invención; La figura 18, es una vista plana de una cuarta modalidad de un aparato de acuerdo con la presente invención; Las figuras 19, 20 y 21 , respectivamente, muestran tres modos de instalación posibles de un dispositivo para controlar los flujos de metal líquido en un cristalizador de un aparato de acuerdo con la presente invención.

Los mismos números y letras de referencia en las figuras se refieren a los mismos elementos o componentes.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Haciendo referencia a las figuras mencionadas, el procedimiento de acuerdo con la presente invención permite regularizar y controlar los flujos de metal líquido en un cristalizador para fundir en forma continua bloques delgados. Dicho cristalizador 1 , está definido por paredes perimetrales elaboradas de material metálico, preferentemente cobre, el cual define un volumen interior adaptado para contener un baño 4 de metal líquido, preferentemente acero. Las figuras 3 y 4, muestran una modalidad posible de dicho cristalizador 1 , delimitado por una línea con marcas entrecortadas, el cual comprende dos paredes frontales mutuamente opuestas 16, 16' y dos paredes laterales recíprocamente paralelas 17, 18, substancialmente ortogonales a las paredes frontales 16, 16'.

El volumen interior delimitado por las paredes perimetrales 16, 16', 17, 18, tiene un primer plano de simetría longitudinal B-B paralelo a las paredes frontales 16, 16' y un plano de simetría transversal A-A ortogonal al plano longitudinal B-B. El volumen interior definido por el cristalizador 1 está abierto en la parte superior para permitir la inserción de metal líquido y está abierto en el fondo para permitir que el metal mismo salga en la forma de un producto semí-germinado, substancialmente rectangular, a partir de la solidificación de una capa de piel exterior 22 en la superficie interior de las paredes perimetrales 16, 16', 17, 18.

Las paredes perimetrales frontales 16, 16' comprenden una porción aumentada central 2, la cual define un tazón central, el lado del cual está adecuado para permitir la introducción de un descargador 3 a través del cual, el metal líquido es introducido en forma continua dentro del baño 4. Dicho descargador 3 es sumergido en el volumen interior del cristalizador en una profundidad P (véase la figura 3) medido desde un borde superior 1 B, de las paredes 16, 16', 17, 18 del cristalizador 1. El descargador 3, comprende una sección de salida 27, la cual se desarrolla en forma simétrica con respecto al plano de simetría transversal A-A y con respecto al plano de simetría longitudinal B-B. La sección de salida 27, define una o más aberturas a través de las cuales, el baño 4 es alimentado con líquido de metal desde un cucharón, por ejemplo.

Nuevamente, haciendo referencia a la vista en la figura 3, el volumen interior del cristalizador 1 , es decir, el baño de metal líquido 4 contenido en el mismo, se divide en una porción central 41 y dos porciones laterales 42, y 43 simétricas con respecto a la porción central 41. En particular, el término "porción central 41" significa una porción, la cual se extiende longitudinalmente (es decir, paralela a la dirección del plano B-B) sobre una distancia LS que corresponde a la extensión de las porciones ensanchadas 2 de las paredes 16, 16', las cuales definen un tazón central, como el que se muestra en la figura 4, simétricamente con respecto al eje vertical A-A. Además, la porción central 41 , se desarrolla verticalmente sobre la extensión completa del cristalizador 1. El término "porciones laterales 42, 43" significa en lugar de dos porciones del baño 4, las cuales desarrolla cada uno desde una de las paredes laterales 17, 18 del cristalizador 1 y la porción central 41 , como se definió anteriormente. En particular, la porción entre la parte central 41 y una primera pared lateral 17 (a la izquierda en la figura 3) será indicada como la primera porción lateral 42 y la porción simétricamente opuesta al plano transversal A-A, entre la porción central 41 y la segunda pared lateral 18, estarán indicadas como la segunda porción lateral 43.

El procedimiento de acuerdo con la presente invención, incluye la generación de una pluralidad de zonas de frenado 10, 11 , 12, 13, 14, 15 dentro del baño de metal líquido 4, cada una a través de un freno electromagnético 10', 1 1 ', 12', 13', 14', 15'. El procedimiento incluye adicionalmente activar estas zonas de frenado 10, 11 , 12, 13, 14, 15, de acuerdo con los parámetros característicos de las condiciones de dinámica de fluidos del material líquido dentro del baño 4. En particular, las zonas de frenado son activadas, ya sea en forma independiente unas de las otras y también en grupos de acuerdo con los parámetros relacionados con la velocidad y ondulación del metal líquido en proximidad con la superficie 7 (o menisco 7) del baño 4. Adicionalmente, las zonas de frenado también son activadas de acuerdo con los índices de flujo de metal líquido en las diversas porciones 41 , 42, 43 del baño líquido 4, como se explica con mayor detalle más adelante.

Cada zona de frenado 10, 1 1 , 12, 13, 14, 15 es definida de esta manera por una región del baño de metal líquido 4, la cual es cruzada por un campo magnético generado mediante un freno electromagnético correspondiente 10', 11', 12', 13', 14', 15' colocado fuera del cristalizador 1 , como se muestra en las figuras 13 y 14. Más específicamente, los frenos electromagnéticos 10', 1 1 ', 12', 13', 14', 15', están dispuestos fuera de las paredes laterales de refuerzo 20 y 20' adyacentes a las paredes frontales 16, 16'. Los frenos electromagnéticas 10', 1 1 ', 12', 13', 14', 15', son configuradas de manera que el campo magnético generado a partir de las mismas cruza el baño 4, preferentemente de acuerdo con las direcciones substancialmente ortogonales al plano longitudinal B-B. Esta solución permite una mayor acción de frenado en el baño líquido, mientras que permite de manera ventajosa contener el tamaño de los frenos 10', 1 1 ', 12', 13', 14', 15' mismos. Sin embargo, estos frenos electromagnéticos 10', 1 1 ', 12', 13', 14', 15' pueden ser configurados de manera que generan campos magnéticos con líneas ya sea substancialmente verticales, es decir, paralelas al plano de simetría transversal A-A, o alternativamente con líneas horizontales, es decir, perpendiculares al plano transversal A-A y paralelas al plano longitudinal B-B, con el baño 4.

En lo sucesivo, para los propósitos de la presente invención, el término "zona de frenado activada" en el baño liquido 4, significa una condición de acuerdo con la cual es activado un campo electromagnético, generado por un freno electromagnético correspondiente, el cual determina una acción de frenado del metal líquido 4, el cual concierne a la zona misma. El término "medio de frenado desactivado" significa, en lugar de una condición de acuerdo con la cual dicho campo es "desactivado", suspender dicha acción de frenado por lo menos hasta una reactivación nueva del freno electromagnético correspondiente. Como se indica más adelante, cada una de las zonas de ruptura 10, 11 , 12, 13, 14, 15, puede ser activada, ya sea en combinación con otras zonas de frenado 10, 1 1 , 12, 13, 14, 15 o una a la vez, es decir, incluyendo una "desactivación" simultánea de las otras zonas de frenado 10, 1 1 , 12, 13, 14, 15.

La figura 5, muestra frontalmente un cristalizador 1 al cual es aplicado el procedimiento de acuerdo con la presente invención. En particular, dicha figura muestra las zonas de frenado 10, 11 , 12, 13, 14, 15, las cuales pueden ser activadas de acuerdo con las condiciones de dinámica de fluidos dentro del baño 4. De acuerdo con la presente invención, un primer freno electromagnético 10' está dispuesto para generar una primera zona de frenado 10 en la porción central 41 del baño 4 en proximidad con la sección de salida 27 del descargador 3. Más específicamente, la primera zona de frenado 10 se desarrolla en forma simétrica con respecto al plano de simetría transversal A-A tiene una extensión lateral (medida de acuerdo con la dirección paralela al plano lateral B-B) la cual es más pequeña que la extensión lateral de la misma sección de salida 27.

Como se muestra nuevamente en la figura 5, la posición de la primera zona de frena 10 es tal que, cuando es activada, se reduce la velocidad del flujo principal 5, 5' de metal líquido precisamente en proximidad con la sección de salida 27 del descargador 3 en favor de las recirculaciones secundarias 6, 6', las cuales son reforzadas de esta manera e incrementan su velocidad. La expresión "en proximidad de la sección de salida 27" indica una porción del baño de metal líquido esencialmente a continuación de dicha sección de salida, como se muestra en la figura 5, por ejemplo. Como se especifica con mayor detalle más adelante haciendo referencia a la figura 6, la activación de la primera zona de frenado 10, es por consiguiente, particularmente ventajosa en la presencia de índices de flujo relativamente bajos, los cuales pueden determinar la velocidad lenta del metal líquido en proximidad del menisco 7 del baño 4.

De acuerdo con una solución preferida, el tamaño de la primera zona de frenado 10 (indicada en la figura 6) es establecida de manera que la proporción de la extensión lateral L10 de la primera zona de frenado 10 al tamaño lateral L27 de la sección de salida 27 del descargador 3 está entre 1/3 y 1. Adicionalmente, la proporción de la extensión vertical V10 de la primera zona de frenado 10 (sobre la sección de salida 27) a la distancia V27 entre la sección de salida 27 y la superficie 7 del baño 4, preferentemente está en un intervalo entre 0 y 1. Adicionalmente, la proporción de la extensión vertical V9 de la primera zona de frenado 10 (bajo dicha sección de salida 27) a la extensión lateral L27 del descargador 3 está entre 0 y 1 , siendo preferible igual a 2/3.

De acuerdo con la presente invención, un segundo freno electromagnético 11 ' es ajustado para generar una segunda zona de frenado 1 1 en una posición principalmente debajo de la primera zona de frenado 10. La segunda zona de frenado 1 1 , es tal que se extiende en forma simétrica con respecto al plano de simetría transversal A-A y preferentemente está comprendida en la segunda porción central 41 del baño 4. La proporción de la extensión lateral L1 1 de la segunda zona de frenado 1 1 al tamaño lateral LS de la parte central 41 , preferentemente entre 1/8 y 2/3 (véase la figura 8). La segunda zona de frenado 1 1 puede extenderse verticalmente desde el fondo 28 del cristalizador 1 a la sección de salida 27 del descargador 3, preferentemente desde 1/6 de la altura H del cristalizador 1 a una distancia D1 1 desde la sección de salida 27 del descargador 3 que corresponde, aproximadamente a 1/4 de la altura L27 de la misma sección de salida 27.

Un tercer freno electromagnético 12' está dispuesto para generar una tercera zona de frenado 12 en la primera porción lateral 42 del baño 4, de manera que esté comprendido lateralmente entre la superficie interior de la primera pared perimetral 17 y el plano de simetría transversal A-A. De manera que una tercera zona de frenado 12, preferentemente se extiende lateralmente entre la superficie interior de la primera pared lateral 17 y un primer borde lateral 19' del descargador 3 que se orienta hacia la misma primera pared lateral 17. La tercera zona de frenado 12, puede ser desarrollada verticalmente desde 1/3 de la altura H del cristalizador 1 al menisco 7, del baño 4, preferentemente desde la mitad de la altura H del cristalizador 1 hasta una distancia D12 desde la superficie 7 del baño 4 igual a 1/6 del tamaño lateral L27 del descargador 3.

Un cuarto freno electromagnético 13' está dispuesto para generar una cuarta zona de frenado 13, substancialmente que replica la tercera zona de frenado 12 con respecto al eje de simetría transversal A-A. Más precisamente, dicha cuarta zona de frenado 13 se desarrolla en la segunda porción 43 del baño 4, de manera que esté comprendida lateralmente entre la superficie interior de la segunda pared lateral 18 y el plano de simetría transversal A-A del cristalizador 1 y preferentemente entre dicha superficie interior y un segundo borde lateral 19" del descargador 3 que se orienta hacia dicha segunda pared lateral 18. Para la tercera zona de frenado 12, la cuarta zona de frenado 13, también puede ser desarrollada verticalmente desde 1/3 de la altura del cristalizador 1 al menisco 7, del baño 4, preferentemente desde la mitad de la altura del cristalizador 1 hasta una distancia D12 desde la superficie 7 del baño 4 igual a 1/6 del tamaño lateral L27 del descargador 3.

Un quinto freno electromagnético 14' está dispuesto para generar una quinta zona de frenado correspondiente 14, principalmente en la primera porción lateral 42 del baño 4, y principalmente en una posición por debajo de la tercera zona de frenado 12 definida anteriormente. La quinta zona de frenado 14, preferentemente se extiende de manera que está comprendida completamente entre la primera pared lateral 17 y la porción central 41. La quinta zona de frenado 14, puede extenderse verticalmente entre el borde inferior 28 del cristalizador 1 y la sección de salida 27 del descargador 3, preferentemente desde una altura d de aproximadamente 1/7 de la altura H del cristalizador 1 , a una distancia D14 (en la figura 6) desde la sección de salida 27 del descargador 3 igual a aproximadamente 1/3 del ancho L27 del descargador mismo.

Un sexto freno electromagnético 15' está dispuesto para generar una sexta zona de frenado 15, substancialmente replicando la quinta zona de frenado 14 con respecto al eje de simetría transversal A-A. La sexta zona de frenado 15, es, por consiguiente, localizada en la segunda porción lateral 43 del baño líquido 4 y se extiende principalmente en una posición por debajo de la cuarta zona de frenado 13. La sexta zona de frenado 15, está preferentemente localizada por completo dentro de la segunda porción lateral 43 del baño 4, es decir, entre la segunda pared lateral 18 y la porción central 41. Como para el caso de la quinta zona de frenado 14, la sexta zona de frenado 15 también puede extenderse verticalmente entre el borde inferior 28 del cristalizador 1 y la sección inferior 27 del descargador 3, preferentemente desde una altura igual a aproximadamente 1/7 de la altura H del cristalizador 1 , a una distancia D14 desde la sección de salida 27 igual a aproximadamente 1/3 del ancho del descargador mismo.

Como se observa, el arreglo de las seis zonas de frenado 10, 1 , 12, 13, 14, 15, permite de manera ventajosa corregir las situaciones de dinámica de fluidos múltiples, las cuales, de lo contrario, podrían conducir a fallas en el producto semi-terminado, incluso para el fenómeno de estallido destructivo. No vale de nada que la activación de la primera zona de frenado 10 y la segunda zona de frenado 11 permitan de manera ventajosa disminuir la velocidad de los flujos centrales 5, 5' del metal líquido en proximidad de la sección de salida 27 del descargador 3 y en una región inferior cerca del fondo 28 del cristalizador 1 , respectivamente. La activación de la tercera zona de frenado 12 y la cuarta zona de frenado 13 (en lo sucesivo también denominado como las "zonas de frenado del lado superior") permite en su lugar disminuir la velocidad de los flujos de metal 6, 6', los cuales son dirigidos hacia el menisco 7, mientras que la activación de la quinta zona de frenado 14 y de la sexta zona de frenado 15 (en lo sucesivo también denominadas como las "zonas de frenado del lado inferior") permiten disminuir la velocidad del flujo cerca del fondo del baño 4. Como se específica con mayor detalle más adelante, las zonas de frenado pueden explicar una acción de frenado diferente de acuerdo con la intensidad del campo magnético generado por los frenos electromagnéticos respectivos. En particular, cada zona de frenado 10, 11 , 12, 13, 14, 15, pueden ser aislados de manera ventajosa con respecto a las zonas de frenado 10, 1 1 , 12, 13, 14, 15, es decir, ser rodeados por una región de metal líquido "no frenado". En todos los casos, la posibilidad de los campos magnéticos que se traslapan dentro del baño 4, determinando de esta manera un traslape de las zonas de frenado 10, 1 1 , 12, 13, 14, 15, se considera dentro del alcance de la presente invención.

La figura 6, se refiere a una primera situación de dinámica de fluidos en la cual, los índices de flujo insertados por el descargador 3, son relativamente bajos, determinando de esta menara la recirculación secundaria excesivamente débil 6 y 6' hacia el menisco 7, lo cual no asegura las velocidades adecuadas para que el menisco trabaje con una buena velocidad de fundición y una buena calidad final. En la presencia de esta situación, es decir, cuando la velocidad del metal fluido en proximidad del menisco 7 sea menor que un primer valor de referencia, la primera zona de frenado 10 es activada entonces, de manera que explica una acción de frenado 4 en una zona central en proximidad con la sección de salida 27 del descargador 3. La expresión "en proximidad del menisco 7" indica un baño de metal líquido, el cual se extiende substancialmente entre el menisco 7 y un plano de referencia substancialmente paralelo al menisco 7, y en donde la sección de salida del descargador está dispuesta virtualmente.

El incremento de la resistencia de dinámica de fluidos, un fortalecimiento de las recirculaciones secundarias 6 y 6' se determinó en esta zona, es decir, se incrementa la velocidad V en proximidad con la superficie 7. Si la velocidad V en proximidad de la superficie 7 es menor que un segundo valor de referencia, sin embargo, superior que el primer valor, la quinta zona de frenado 14 y la sexta zona de frenado 15 son activadas entonces con el objeto de fortalecer adicionalmente las recirculaciones secundarias 6, 6', es decir, restaurar las velocidades en el menisco 7.

La figura 7, se refiere a una segunda situación posible de dinámica de fluidos en la cual, una condición de asimetría de los índices de flujo de metales dirigidas desde el descargador 3 a las porciones laterales 42, 43 del baño 4 es evidente. Bajo esta condición, las zonas de frenado localizadas en la porción lateral 42, 43, del baño 4, son activadas de manera ventajosa, para lo cual es dirigido un índice de flujo superior. En este caso mostrado en la figura 7, los flujos de metal 5', 6' dirigidos a la segunda porción lateral 43 del baño de metal 4 son más intensos (es decir, a una velocidad superior) que aquellos dirigidos hacia la otra porción. Bajo esta condición, la cuarta zona de frenado 13, y la sexta zona de frenado 15, principalmente localizadas precisamente en la segunda porción 43, son activadas de manera ventajosa. Esta solución genera una resistencia de dinámica de fluidos hacia los flujos más intensos 5', 6', favoreciendo de esta manera la redistribución simétrica de los índices de flujo en el baño de metal líquido 4.

Nuevamente, haciendo referencia a la figura 7, si los índices de flujo fueran, en todos los casos excesivos, las zonas de frenado laterales localizadas en la porción lateral a las cuales está dirigido el índice de flujo inferior, podría ser activada de manera ventajosa para obtener las condiciones óptimas. En este caso, la intensidad de la acción de frenado en las últimas zonas es establecida de manera que sea menor que aquella en las otras zonas laterales. En este caso mostrado en la figura 7, por ejemplo, la intensidad de frenado en la tercera zona de frenado 12 y en la quinta zona de frenado 14, es establecida para ser menor que aquella en la cuarta zona de frenado 13 y en la sexta zona de frenado 15, en la cual actúan los flujos más intensos 5', 6'.

La figura 8, hace referencia a una tercera condición posible en la cual están presentes los índices de flujo casi simétricos, altos, las cuales tienen como resultado una velocidad y ondulación excesivas en el menisco 7, y son tales que no se aseguran las condiciones óptimas para el procedimiento de fundición. Bajo esta condición, cuando la velocidad y la ondulación de dicho metal líquido en proximidad con la superficie 7 exceden un valor de referencia previamente determinado, todas las zonas laterales incluidas son activadas en forma ventajosa (tercera zona de frenado 12, cuarta zona de frenado 13, quinta zona de frenado 14, y sexta zona de frenado 15). Adicionalmente, bajo esta condición, la intensidad de la acción de frenado es diferenciada de manera que las zonas de frenado del lado superior (tercera zona de frenado 12 y la cuarta zona de frenado 13) desarrolla una acción de frenado más intensa en comparación con aquella desarrollada por las zonas de frenado laterales inferiores (quinta zona de frenado 14 y sexta zona de frenado 15). Con el objeto de mejorar el procedimiento de fundición y las condiciones, la segunda zona de frenado central inferior (es decir, la segunda zona de frenado 1 1) preferentemente también es activada con el objeto de disminuir la velocidad del flujo en el medio.

Bajo una condición de dinámica de fluidos adicional (las figura 9 y 10), en la cual, únicamente las recirculaciones secundarias 6 y 6', son particularmente intensas (es decir, las velocidades en el menisco 7 son superiores que un valor previamente determinado), en proximidad con la superficie 7 del baño, únicamente la zona de frenado del lado superior podrían ser activadas en forma ventajosa (tercera zona de frenado 12 y cuarta zona de frenado 13). Una activación posible de la segunda zona de frenado 11 , permite de manera ventajosa también frenar los flujos de metal líquido 5, 5' en la mitad del baño 4, estableciendo nuevamente de esta manera las condiciones óptimas de dinámica de fluidos. De hecho, en proximidad de la segunda zona de frenado 1 1 , los flujos de metal podrían ser afectados por la activación previa de la tercera zona de frenado 12 y de la cuarta zona de frenado 13.

La figura 1 1 , se refiere a una condición de dinámica de fluido posible adicional en la cual los chorros principales 5, 5', especialmente necesita ser frenada, es decir, una condición en la cual el índice de flujo en la porción central 41 del baño 4 excede un valor previamente determinado. Con el objeto de establecer nuevamente la redistribución correcta de los movimientos internos, las zonas de frenado de lado inferior (la quinta zona de frenado 14 y la sexta zona de frenado 15) puede ser activada en forma ventajosa. Con el objeto de optimizar la distribución, la segunda zona de frenado lateral 11 dentro de la misma porción central 41 del baño 4, como se muestra en la figura 12, posiblemente puede ser activada.

Como se indicó previamente, las zonas de frenado 10, 1 1 , 12, 13, 14, 15 pueden ser activadas cada una independientemente de las otras, aunque alternativamente pueden ser activadas en grupos, lo que significa de esta manera que indica la posibilidad de activar varias zonas de frenado juntas, de manera que algunas zonas están unidas por lo menos parcialmente en una zona única de acción. Haciendo referencia a la figura 8A, por ejemplo, las zonas de frenado laterales (indicadas mediante los números de referencia 12, 14, 13, 15) principalmente localizadas en una misma porción lateral 42, 43, del baño de líquido 4, pueden activarse juntas de manera que generan una zona de frenado lateral única (delimitada por una línea con marcas entrecortadas en la figura 8A). En este caso mostrado en la figura 8A, la tercera zona de frenado 12 y la quinta zona de frenado 14 son activadas juntas, de manera que generan una primera zona de frenado lateral 81 , mientras que la cuarta zona de frenado 13 y la sexta zona de frenado 15 son activadas juntas, de manera que generan una segunda zona de frenado lateral 82 que replica la primera zona de frenado lateral 82 con respecto al plano de simetría transversal A-A.

Haciendo referencia a la figura 8B, las zonas de frenado (indicadas mediante los números de referencia 10, 12 y 13) en una posición más cercana a la superficie 7 del baño (indicada por los números de referencia 10, 12 y 13) pueden ser conectadas en forma operativa, de manera que generan una zona de frenado superior 83 mientras que las zonas de frenado (indicadas por los números de referencia 1 1 , 14, 15) en una posición más cercana al fondo del baño 4 puede ser, en su lugar, conectados de manera que generan una zona de frenado inferior única 84. La activación de la zona de frenado inferior 84 es provista de manera ventajosa, por ejemplo, en el caso de chorros particularmente intensos 5, como se describió anteriormente haciendo referencia a las figuras 1 1 y 12, mientras que la activación de la zona de frenado superior 83, es particularmente ventajosa en el caso de recirculaciones secundarias particularmente intensas 6, 6'.

La presente invención se refiere adicionalmente a un aparato de cubierta continua para bloques delgados, el cual comprende un cristalizador 1 , un descargador 3 y un dispositivo para controlar los flujos de metal líquido en el cristalizador 1. En particular, dicho dispositivo comprende una pluralidad de frenos electromagnéticos 10', 1 1 ', 12', 13', 14', 15', cada uno de los cuales genera, a partir de esta activación, una zona de frenado 10, 1 , 12, 13, 14, 15, dentro del baño de metal líquido 4 definido por las paredes perimetrales 16, 16', 17, 18 del cristalizador 1. Dichos frenos electromagnéticos 10', 1 1 ', 12', 13', 14', 15' pueden ser activados y desactivados independientemente unos de los otros, o alternativamente en grupos. De acuerdo con la presente invención, existen seis frenos electromagnéticos cada una para generar, si son activados, una zona de frenado como la que se describió anteriormente.

Preferentemente, los frenos electromagnéticos 10', 11', 12', 13', 14', 15', cada uno de los cuales comprende por lo menos un par de polos magnéticos dispuestos en forma simétrica fuera del cristalizador 1 y cada uno en una posición cercana y externa con respecto a una pared de refuerzo termo-mecánica 20 o 20' adyacente a una pared frontal correspondiente 16, 16'. En una modalidad preferida, cada par de polos (uno actuando como un polo positivo, el otro como un polo negativo) genera, a partir de su activación, un campo magnético, el cual cruza el baño de metal líquido 4 de acuerdo con las direcciones substancialmente ortogonales a las paredes frontales 16, 16' del cristalizador 1. En esta configuración, cada polo magnético (positivo y negativo) comprende un núcleo y una bobina de suministro enrollada alrededor de dicho núcleo. Las bobinas de suministro relacionadas con los polos magnéticos del mismo freno son suministrados en forma simultánea para generar el campo magnético correspondiente (es decir, para activar una zona de frenado correspondiente), la intensidad del cual será proporcionar a la corriente de suministro de las bobinas.

Para cada freno electromagnético, los polos magnéticos pueden ser configurados de manera que generan un campo electromagnético, en el cual las líneas cruzan el baño 4, preferentemente de acuerdo con las direcciones ortogonales a las paredes frontales 16, 16'. De manera alternativa, los polos magnéticos podrían generar campos magnéticos de las líneas, las cuales cruzan los flujos magnéticos ya sea verticales u horizontales.

En una modalidad posible, por ejemplo, los polos magnéticos del mismo freno electromagnético (por ejemplo, el polo magnético 10A y el polo magnético 10B del primer freno 10' recíprocamente simétrico al plano B-B) podría comprender cada uno dos bobinas de suministro dispuestas de manera que generan un campo magnético, las líneas de los cuales cruzan el baño 4, ya sea en forma vertical u horizontal.

En una modalidad adicional, el campo magnético, el cual cruza el baño 4, podría también ser generado por la operación de los polos magnéticos que pertenecen a varios frenos electromagnéticos, aunque dispuestos en el mismo lado con respecto al baño 4. Por ejemplo, un polo magnético del tercer freno electromagnético 12' y el polo magnético del cuarto freno 13' colocado en el mismo lado con respecto al baño 4 puede ser configurado de manera que actúa uno como un polo posible y el otro como un polo negativo, de manera que genera un campo magnético las líneas de las cuales cruzan el baño 4.

En todos los casos, el uso de los frenos electromagnéticos 10', 1 1 ', 12', 13', 14', 15' definido por dos polos magnéticos que tienen un núcleo y una bobina de suministro enrollada alrededor de dicho núcleo, permite obtener zonas de frenado correspondientes 10, 1 1 , 12, 13, 14, 15, cada una de las cuales pueden ser bien definidas y aisladas con respecto a las otras zonas. Adicionalmente, de acuerdo con la intensidad, cada zona de frenado 10, 1 1 , 12, 13, 14, 15, puede desplegar en forma ventajosa una conformación geométrica diferente de las otras. En esencia, contrario a la solución descrita en el documento FR 2772294, los frenos electromagnéticos 10', 11 ', 12', 13', 14', 15' empleado en el aparato de acuerdo con la presente invención permiten obtener las zonas de frenado posiblemente aisladas una de la otra con una conformación geométrica específica.

Las figuras 13 y 14, son vistas frontales y planas, respectivamente, de una primera modalidad posible de un aparato de acuerdo con la presente invención. La figura 15, es una vista adicional de dicho aparato desde un punto de observación opuesto a aquel de la figura 14. En particular, la figura 13 permite ver la posición vertical asignada a los polos magnéticos de los frenos 10', 11 ', 12', 13', 14', 15', para generar las diversas zonas de frenado 10, 1 1 , 12, 13, 14, 15. Por otra parte, las figuras 14 y 15 permiten ver la posición simétrica fuera del cristalizador 1 tomada por los polos magnéticos de cada freno con respecto al plano longitudinal B-B. La figura 14, muestra únicamente los polos 10A, 10B, 12A, 12B, 13A, 3B del primer 10', tercero 12', y cuarto 13' frenos electromagnéticos, por simplicidad. De manera similar, en la figura 15, únicamente los polos magnéticos 1 1 A, 1 1 B, 14A, 14B, 15A, 15B relacionados con el segundo freno electromagnético 1 1 ', el tercer freno electromagnético 14', y el sexto freno electromagnético 15' se muestran, por simplicidad.

Considerando, por ejemplo, el primer freno electromagnético 10 no vale la pena que un primer polo magnético 10A y un segundo polo magnético 10B, estén dispuestos en forma simétrica con respecto al plano de simetría B-B y en una posición centrada sobre el plano de simetría transversal A-A. De manera similar, los pares de polos magnéticos 12A, 12B y 13A, 13B, relacionados con el tercero 13' y cuarto 14' frenos, respectivamente, están dispuestos en forma simétrica con respecto al plano B-B, aunque a diferentes alturas en otras posiciones longitudinales de aquellas provistas para 10A, 10B del primer freno electromagnético 10'.

De acuerdo con una modalidad preferida, el aparato comprende un par de paredes de refuerzo 20, 20', cada una puesta en contacto con una pared frontal 16, 16' del cristalizador 1 para incrementar la resistencia térmico-mecánica del mismo. Los polos magnéticos 12A, 12B, 13A, 13B, 10A, 10B, de los diversos frenos electromagnéticos están dispuestos en una posición adyacente a estas paredes de refuerzo 20, 20', las cuales están elaboradas de acero austenítico para permitir que el campo magnético generado por los polos dentro del baño 4 para pasar.

El aparato de acuerdo con la presente invención preferentemente también comprende un par de placas ferromagnéticas 21 , 21', cada uno arreglado en forma paralela a las paredes de refuerzo 20, 20', de manera que, para cada freno electromagnético 10', 11 ', 12', 13', 14', 15', cada polo magnético está entre una placa ferromagnética 21 , 21' y una pared de refuerzo 20, 20'. Haciendo referencia a la figura 14, por ejemplo, no es válido que los polos magnéticos 10A, 12A, 13A están entre la placa ferromagnética 21 y la pared de refuerzo 20 adyacente a la primera pared frontal 16, mientras que los polos 10B, 12B, 13B están entre la placa ferromagnética 21 ' y la otra placa de refuerzo 20' adyacente a la segunda pared frontal 16' del cristalizador 1. Utilizando las placas ferromagnéticas 21 , 21 ' se permite cerrar de manera ventajosa el flujo magnético generado por los centros magnéticos desde el lado opuesto del baño metal líquido 4. De este modo, la resistencia magnética del circuito es disminuida a la ventaja de una disminución de la electricidad consumida para activar los polos, considerando la intensidad de flujo magnético como una constante.

Si el aparato es activado para corregir la condición de dinámica de fluidos en la figura 6, entonces a través de la primera placa ferromagnética 21 , el flujo magnético principalmente puede estar cerrado entre el polo 10A y los polos 14A y 15A juntos. De manera similar, en el lado opuesto al plan de simetría longitudinal B-B, el flujo magnético puede estar cerrado principalmente entre el polo 10B y los polos 14B, 15B juntos.

En este caso mostrado en la figura 9, en el cual la activación de las zonas del lado superior 12, 13, se proporciona, las placas ferromagnéticas 21 , 21 ' permiten que el flujo magnético generado entre los polos de los frenos electromagnéticos 12' y 13' sean cerrados, mientras que la condición mostrada en la figura 10, las placas ferromagnéticas 21 , 21 ', permiten cerrar el flujo magnético generado entre los polos mediante los frenos electromagnéticos 12', 13' y 11'. En los casos mostrados en las figuras 8, 8A y 8B, el flujo magnético entre los polos de los frenos electromagnéticos pueden ser cerrados de manera ventajosa en diversas formas. Por ejemplo, en el caso de la figura 8A, el flujo magnético puede ser cerrado parcialmente entre los polos 13A, 13B, del freno 13' y los polos magnéticos 15A, 15B del freno 15' activado junto y parcialmente entre los polos magnéticos 12A, 12B del freno 12' y los polos 14A, 14B y el freno 14' activados juntos. De manera similar, en el caso de la figura 8B, el flujo magnético está cerrado de manera ventajosa entre los polos 10A, 10B, 12A, 12B, 13A, 13B de los frenos electromagnéticos 10', 12', 13' activados en el grupo, y los polos 11A, 11 B, 14A, 14B, 15A, 15B de los frenos electromagnéticos 11', 14', 15', también activados en grupo.

Si los pesos y las dimensiones necesitan ser reducidas y/o el procedimiento de fundición no requiere toda la flexibilidad y configuraciones aseguradas por las placas 21 , 21' elaboradas de material ferromagnético, entonces el flujo magnético generado por los polos puede cerrarse por medio de las conexiones ferromagnéticas directas entre los diversos polos. Para el modo de activación mostrado en la figura 6, por ejemplo, y en el caso de la fundición exclusivamente a índices de flujo bajos, un par de placas en forma de T hacia arriba-abajo pueden ser dispuestos paralelos a las paredes de refuerzo 20, 20', para permitir el cierre entre los polos magnéticos de los frenos 10', 14' y 15', los cuales son activados. De manera similar, en el modo de activación mostrado en la figura 10 dictada por las condiciones de fundición, las cuales requieren que a las recirculaciones secundarias 6, 6' se les disminuya la velocidad, dos placas invertidas, con forma de T pueden ser utilizadas de manera ventajosa en lugar de las placas ferromagnéticas más grandes 21 , 21'. En este caso, cada una de las placas con forma de T permitirá que el flujo magnético sea cerrado, lo cual es generado por los polos magnéticos dispuestos en el mismo lado con respecto al plano de simetría longitudinal B-B y que pertenecen a los frenos electromagnéticos activados 11', 12' y 13'.

La figura 16, se refiere a una segunda modalidad del aparato de acuerdo con la presente invención a través del cual el flujo magnético es cerrado de manera independiente entre dos polos simétricos del mismo freno electromagnético (por ejemplo, los polos simétricos 10A, 10B del primer freno 10' o los polos 12A, 12B del tercer freno 12' o los polos 13A, 13B del cuarto freno electromagnético 13') dispuesto adyacente a las dos paredes de refuerzo 20, 20' elaboradas de acero austenítico. Esta configuración puede ser obtenida utilizando un par adicional de placas ferromagnéticas 21", las cuales conectan transversalmente las dos placas 21 , 21' en proximidad de los bordes laterales de la última. Esta solución permite reducir adicionalmente la resistencia del circuito magnético. En algunos casos particulares, estas dos placas 21" pueden ser reemplazadas por la estructura de soporte mecánica del cristalizador 1 y por las paredes de refuerzo termo-mecánicas 20 y 20' (no mostradas).

La figura 17, se refiere a una modalidad adicional de un aparato de acuerdo con la presente invención, en el cual, los insertos ferromagnéticos 10", 12", 13" están incluidos en cada una de las paredes 20, 20', de las dimensiones vertical y lateral y sea más grandes que o iguales a aquella de los polos magnéticos de los frenos magnéticos 10', 12', 13', y ya sea tan delgada o tan gruesa como las paredes 20, 20' elaboradas de acero austenítico, respectivamente.

Esta solución permite contener de manera ventajosa el consumo de electricidad pretendido para las bobinas, las cuales suministran los polos magnéticos de los diversos frenos 10', 1 1 ', 12', 13', 14', 15' para obtener las intensidades de fuerza necesarias en las diversas zonas de frenado 10, 1 1 , 12, 13, 14, 15, las cuales pueden ser activadas en el baño 4.

La figura 18, relacionada con una modalidad adicional del aparato de acuerdo con la presente invención la cual, de manera similar a la solución en la figura 16, permite contener la electricidad utilizada. En este caso, cada una de las paredes de refuerzo 20, 20' elaboradas de acero austenítico comprende aberturas 10"', 12"', 13"', a través de las cuales, los polos magnéticos correspondientes de los frenos correspondientes 10', 12', 13', respectivamente, están dispuestas con el objeto de colocar los mismos en un aposición cerca de las paredes perimetrales 16, 16' elaboradas de cobre del cristalizador 1. En particular, estas aberturas 10"', 12"', 13"' son más largas que los polos magnéticos correspondientes y preferentemente de una medida vertical demasiado grande para permitir las oscilaciones verticales a las cuales está sometido el cristalizador 1 durante el procedimiento de fundición.

Vale hacer notar que en las figuras 17 y 18, únicamente los insertos ferromagnéticos 10", 12", 13" y las aberturas 10"', 12'", 13"' relacionadas con el primer freno 10', al tercer freno 12 y al cuarto freno 13', se muestran, respectivamente, aunque los insertos correspondientes y las aberturas correspondientes (que no se observan en estas figuras) también son provistas para el segundo freno 11', para el quinto freno 14' y para el sexto freno electromagnético 15. Para todas las modalidades descritas anteriormente, el dispositivo para controlar los flujos pueden ser conectados al cristalizador 1 y de esta manera oscilar verticalmente con éstos. Sin embargo, con el objeto de limitar las masas en movimiento, el aparato permanece, preferentemente independiente del cristalizador 1 y mantiene una posición fija con respecto al último. Adicionalmente, en todos los casos considerados, la intensidad del campo magnético puede ser establecida de manera independiente para cada zona de frenado 10, 11 , 12, 13, 14, 15 o varias zonas de frenado pueden tener la misma intensidad. Dicha intensidad puede alcanzar 0.5 T. Los resultados excelentes en términos de desempeño y ahorros de energía son alcanzadas de esta manera cuando la intensidad del campo magnético está entre 0.01 T y 0.3 T.

Haciendo referencia a las figuras 19, 20, 21 , la estructura del dispositivo puede ser simplificada de acuerdo con la capacidad de variación del procedimiento de fundición continuo dentro del descargador 3. En particular, si las condiciones de fundición son estables, el dispositivo puede comprometer únicamente a los frenos electromagnéticos 10', 11', 12', 13', 14', 15', realmente útiles para controlar los flujos de metales líquidos. Esta solución permite de manera ventajosa reducir no únicamente los costos de operación, sino también, y sobre todo, la masa total del dispositivo. Por consiguiente, en este sentido, considerando, por ejemplo, las condiciones de función ilustradas en forma diagramática en la figura 6 (es decir, una velocidad lenta y un índice de flujo lento), el dispositivo puede comprender únicamente el segundo freno electromagnético 11', el tercer freno electromagnético 12' y un cuarto freno electromagnético 13', como se ilustra en forma diagramática en la figura 19.

De manera similar, si el procedimiento de fundición y la conformación del descargador 3 fueran acompañados por velocidades de recirculación secundarias 6, 6 de acuerdo con las condiciones ilustradas en forma diagramática en las figuras 9 y 10, podría ser posible instalas en el dispositivo, únicamente el segundo freno electromagnético 11', el tercer freno electromagnético 12', el tercer freno electromagnético 13' de acuerdo con el arreglo mostrado en forma diagramática en la figura 20. En el caso adicional en el cual, el procedimiento de fundición fuera acompañado por velocidades de flujo altas y ondulación alta del menisco 7 (como se ilustró en forma diagramática en la figura 8), el dispositivo podría ser simplificado instalando el segundo freno electromagnético 11', el tercer freno electromagnético 12', el cuarto freno electromagnético 13', el quinto freno electromagnético 14' y el sexto freno electromagnético 15', y ventajosamente, "renunciando" a la instalación del primer freno electromagnético 10'.

Las figuras mencionadas 19, 20, 21 indican canda una una configuración específica del dispositivo provisto para una condición de fundición específica. Es válido especificar que en dichas figuras, la configuración específica del dispositivo es ilustrada en una forma simplificada por medio de la primera placa ferromagnética 21 y un polo 10A, 11A, 12A, 13A, 14A, 15A de cada electromagneto 10', 11', 12', 13', 14', 15', dispuesto sobre dicha primera placa ferromagnética. En dichas figuras, los rectángulos dibujados con una línea punteada tienen el propósito de indicar los electromagnetos, los cuales "no son instaladas" con respeto a la sexta configuración de electromagneto mostrada, por ejemplo, en la figura 13.

El procedimiento de acuerdo con la presente invención permite cumplir en su totalidad con las tareas y objetos previamente determinados. En particular, la presencia de una pluralidad de zonas de frenado, las cuales pueden ser activadas/desactivadas ya sea de manera independiente o en grupos, permite de manera ventajosa controlar la distribución de flujos dentro del baño bajo cualquier condición de dinámica de fluidos, la cual ocurre durante el procedimiento de fundición. Incluyendo las zonas de frenado diferenciadas, el procedimiento es ventajosamente flexible, confiable y fácil de ser implementado.

Finalmente, es válido mencionar que el dispositivo para controlar los flujos de metal en el cristalizador 1 , de acuerdo con la presente invención, permite no únicamente la activación simultánea de varias zonas de frenado, sino también la activación de zonas de frenado únicas.

Claims (22)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Un procedimiento para controlar los flujos de metal líquido en una fundición continua de bloques delgados, en donde se proporciona - un cristalizador (1) que comprende paredes perimetrales (16, 16', 17, 18), las cuales definen un volumen de contención para un baño de metal líquido (4); un descargador (3) dispuesto de manera central en dicho baño (4) para descargar dicho metal líquido; un primer freno electromagnético (10') para generar una primera zona de frenado (10) en una porción central (41) de dicho baño (4) en proximidad de una sección de salida (27) de dicho metal líquido desde dicho descargador (3), dicha porción central (41) siendo delimitada entre dos paredes frontales perimetrales (16,16') de dicho cristalizador (1 ); un segundo freno electromagnético (11') para generar una segunda zona de frenado (1 1) en dicha porción central (41) de dicho baño (4) en una posición por debajo de dicha primera zona de frenado (10); un tercer freno electromagnético (12') para generar una tercera zona de frenado (12) en una primera porción lateral (42) de dicho baño (4) entre dicha porción central (41 ) y una primera pared lateral perimetral (17), substancialmente ortogonal a dichas paredes frontales (16, 16'); un cuarto freno electromagnético (13') para generar una cuarta zona de frenado (13) dentro de una segunda porción lateral (43) de dicho baño (4), la cual es simétrica a dicha primera porción lateral (42) de dicho baño (4) con respecto a un plano de simetría (A-A) substancialmente ortogonal a dichas paredes perimetrales frontales (16, 16'); un quinto freno electromagnético (14') para generar una quinta zona de frenado (14) principalmente en dicha primera porción lateral (42) de dicho baño (4) en una posición principalmente por debajo de dicha tercera zona de frenado (12); un sexto freno electromagnético (15') para generar una sexta zona de frenado (15) en dicha segunda porción lateral (43) de dicho baño (4) en una posición principalmente por debajo de dicha cuarta zona de frenado (13); dichos frenos electromagnéticos (10', 1 1 ', 12', 13', 14', 15') comprenden un par de polos magnéticos dispuestos en forma simétrica con respecto a un plano de simetría (B-B) de dicho cristalizador (1), el cual es substancialmente paralelo a paredes frontales opuestas (16, 16') de dicho cristalizador, cada polo magnético comprende un núcleo y una bobina suministrada mediante corriente directa, dichos polos magnéticos (10', 11', 12', 13', 14', 15') siendo configurados de manera que generan un campo magnético el cual cruza dicho baño (4) de acuerdo con direcciones substancialmente ortogonales a dichas paredes frontales (16, 16') de dicho cristalizador (1), dicho aparato comprende un par de paredes de refuerzo (20, 20'), cada una adyacente externamente a una de dichas paredes frontales (16, 16') de dicho cristalizador, dicho aparato comprende un par de placas ferromagnéticas (21 , 21 ') cada una dispuesta paralela a una de dichas paredes frontales (16, 16') de dicho cristalizador, dicho aparato comprende un par de placas ferromagnéticas (21 , 21 ') cada una dispuesta en paralelo a una de dichas paredes de refuerzo (20, 20) de manera que los polos magnéticos, dispuestos sobre un mismo lado con respecto a dicho plano de simetría (B-B), están comprendidos entre una de dichas paredes de refuerzo (20, 20) y una de dichas placas ferromagnéticas (21 , 21'), en donde dicho procedimiento incluye activar dichas zonas de frenado (10, 11 , 12, 13, 14, 15) ya sea de manera independiente o en grupos de acuerdo con parámetros característicos de las condiciones de dinámica de fluidos de dicho metal líquido en dicho baño (4).

2. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la activación de dicha primera zona de frenado (10) es provista cuando la velocidad de dicho metal líquido en proximidad con la superficie (7) de dicho baño (4) es menor que un primer valor de referencia, así como también la activación de dicha quinta zona de frenado (14') y dicha sexta zona de frenado (15') si, a partir de la activación de dicha primera zona de frenado (10), dicha velocidad de dicho metal líquido es más lenta que un segundo valor de referencia mayor que dicho primer valor de referencia.

3. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la activación de dichas zonas de frenado (12, 14, 13, 15) localizadas en una primera de las porciones laterales (43, 42) de dicho baño (4) es provista si el índice de flujo de metal líquido dirigido hacia la primera de las porciones laterales (43, 42) es mayor que el índice de flujo dirigido hacia una segunda de las porciones laterales (42, 43).

4. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque las zonas de frenado (13, 15) relacionadas con la porción lateral (43) con el índice de flujo más alto del metal líquido son activadas de manera que desarrollan una acción de frenado superior con respecto a las zonas de frenado (12, 14) relacionadas con la otra porción lateral (42) con el índice de flujo más bajo.

5.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la activación de las zonas de frenado (12, 14, 13, 15) relacionadas con las porciones laterales (43, 42) de dicho baño (4) es provista cuando la velocidad y ondulación de dicho metal líquido en proximidad con una superficie (7) de dicho baño (4) excede un valor de referencia previamente determinado, dicha tercera zona de frenado (12) y dicha cuarta zona de frenado (13) siendo activadas de manera que desarrollan una acción de frenado superior con respecto a dicha quinta zona de frenado (14) y sexta zona de frenado (15).

6. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado además porque se proporciona la activación de dicha segunda zona de frenado (11).

7. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la activación de las zonas de frenado (12, 14, 13, 5) relacionadas con las porciones laterales (43, 42) de dicho baño (4) se proporciona cuando la velocidad de dicho metal líquido en proximidad con una superficie (7) de dicho baño (4) excede un valor de referencia previamente determinado.

8. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado además porque se proporciona la activación de dicha segunda zona de frenado (11).

9. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la activación de dicha tercera zona de frenado (12) y de dicha cuarta zona de frenado (13) se proporciona cuando las velocidades (V) de dicho flujo de metal en el menisco de dicho baño (4) son superiores a un valor previamente determinado.

10. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado además porque también se proporciona la activación de dicha segunda zona de frenado (11).

11. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque se proporciona la activación: de un grupo de zonas de frenado (12, 14) que se pueden activar en dicha primera porción lateral (42) de dicho baño (4); y/o de un grupo de zonas de frenado (13, 15) que se pueden activar en dicha segunda porción lateral (43) de dicho baño (4).

12. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque se proporciona la activación en grupo de la primera zona de frenado (10), la tercera zona de frenado (12) y la cuarta zona de frenado (13) y/o la activación en grupo de la segunda zona de frenado (11), la quinta zona de frenado (14) y la sexta zona de frenado (15).

13. - Un aparato de fundición continua para bloques delgados, que comprende: un cristalizador (1); un descargador (3) adaptado para descargar metal líquido en dicho cristalizador (1), un dispositivo para controlar los flujos de metal líquido en dicho cristalizador (1), dicho dispositivo comprende una pluralidad de frenos electromagnéticos (10*. 11', 12', 13', 14', 15'), cada uno de los cuales se puede activar para generar una zona de frenado correspondiente (10, 11 , 12, 13, 14, 15) en un baño de metal líquido delimitado por dos paredes frontales (16, 16') de dicho cristalizador (1), las cuales son opuestas unas con las otras, y mediante dos paredes laterales (17, 18) de dicho cristalizador (1), las cuales son opuestas unas con las otras y ortogonales a dichas paredes frontales (16, 16'), dichos frenos electromagnéticos (10', 11', 12', 13', 14', 15') comprenden un par de polos magnéticos dispuestos en forma simétrica con respecto a un plano de simetría (B-B) de dicho cristalizador (1), el cual es substancialmente paralelo a dichas paredes frontales (16, 16'), cada polo magnético comprende un núcleo y una bobina suministrada mediante corriente directa, dichos polos magnéticos siendo configurados de manera que generan un campo magnético el cual cruza dicho baño (4) de acuerdo con direcciones substancialmente ortogonales a dichas paredes frontales (16, 16') de dicho cristalizador (1), en donde dicho aparato comprende un par de paredes de refuerzo (20, 20'), cada una adyacente externamente a una de dichas paredes frontales (16, 16') de dicho cristalizador, dicho aparato comprende un par de placas ferromagnéticas (21 , 21') cada una dispuesta paralela a una de dichas paredes de refuerzo (20, 20) de manera que los polos magnéticos, dispuestos sobre un mismo lado con respecto a dicho plano de simetría (B-B), están comprendidos entre una de dichas paredes de refuerzo (20, 20) y una de dichas placas ferromagnéticas (21 , 21 ') y en donde: un primer freno electromagnético (10'), si es activado, genera una primera zona de frenado (10) en una porción central (41) de dicho baño (4) en proximidad de una sección de salida (27) de dicho metal líquido desde dicho descargador (3), dicha porción central (41) siendo delimitada entre dichas paredes frontales perimetrales (16,16') de dicho cristalizador (1 ); un segundo freno electromagnético (11 '), si es activado, genera una segunda zona de frenado (1 1) en dicha porción central (41) de dicho baño (4) en una posición principalmente por debajo de dicha primera zona de frenado (10); un tercer freno electromagnético (12'), si es activado, genera una tercera zona de frenado (12) en una primera porción lateral (42) de dicho baño (4) entre dicha porción central (41 ) y una primera pared lateral perimetral (17), substancialmente comprendida entre dichas paredes frontales (16, 16'); un cuarto freno electromagnético (13'), si es activado, genera una cuarta zona de frenado (13) dentro de una segunda porción lateral (43) de dicho baño (4) que es simétrica a dicha primera porción central (41) de dicho baño (4) con respecto a un plano de simetría (A-A) substancialmente ortogonal a dichas paredes frontales (16, 16'); un quinto freno electromagnético (14'), que si se activa, genera una quinta zona de frenado (14) en dicha primera porción lateral (42) de dicho baño (4) en una posición principalmente por debajo de dicha tercera zona de frenado (12); un sexto freno electromagnético (15') que si se activa, genera una sexta zona de frenado (15) en dicha segunda porción lateral (43) de dicho baño (4) en una posición principalmente por debajo de dicha cuarta zona de frenado (13), y en donde dichos polos electromagnéticos (10', 11', 12', 13', 14', 15') son activados y desactivados independientemente unos de otros o en grupos.

14.- El aparato de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizado además porque cada uno de dichos frenos electromagnéticos (10', 11', 12', 13', 14', 15') comprende un par de polos magnéticos dispuestos en forma simétrica con respecto a un plano de simetría (B-B) de dicho cristalizador (1) el cual es substancialmente paralelo a dichas paredes frontales (16, 16').

15. - El aparato de conformidad con la reivindicación 13 o 14, caracterizado además porque dichos frenos electromagnéticos (12', 13', 14' 15') relacionados con las porciones laterales (43, 42) de dicho baño (4) se activan cuando la velocidad y ondulación de dicho metal líquido en proximidad de una superficie (7) de dicho baño (4) exceden un valor de referencia previamente determinado, dicho tercer freno electromagnético (12') y dicho cuarto freno electromagnético (13') se activan para desarrollar una acción de frenado más alta con respecto a dicho quinto freno electromagnético (14') y dicho sexto freno electromagnético (15') y en donde también se activa dicho segundo freno electromagnético.

16. - El aparato de conformidad con la reivindicación 13 o 14, caracterizado además porque dichos frenos electromagnéticos (12', 13', 14' 15') relacionados con las porciones laterales (43, 42) de dicho baño (4) y dicho segundo freno (11 ') se activan cuando la velocidad de dicho metal líquido en proximidad de una superficie (7) de dicho baño (4) excede un valor de referencia previamente determinado.

17. - El aparato de conformidad con la reivindicación 13 o 14, caracterizado además porque dicho freno electromagnético (12'), dicho cuarto freno electromagnético (13') y dicho segundo freno electromagnético (11 ') se activan cuando las velocidades (V) de dicho flujo de metal en el menisco de dicho baño (4) son más altas que un valor previamente determinado.

18. - El aparato de conformidad con la reivindicación 13 o 14, caracterizado además porque dicho primer freno electromagnético (10') se activa cuando la velocidad (V) de dicho metal líquido en proximidad de una superficie (7) de dicho baño (4) es más baja que un primer valor de referencia previamente determinado, así como dicho quinto freno electromagnético (14') y dicho sexto freno electromagnético (15') se activan, si después de la activación de dicho primer freno electromagnético (10'), dicha velocidad de dicho metal líquido es más lenta que un segundo valor de referencia previamente determinado más alto que dicho primer valor de referencia.

19. - El aparato de conformidad con la reivindicación 15 o 16, caracterizado además porque dicho primer freno electromagnético (10') no está instalado.

20. - El aparato de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado además porque solamente dicho segundo freno electromagnético (11'), dicho tercer freno electromagnético (12') y dicho cuarto freno electromagnético (13') están instalados.

21. - El aparato de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado además porque solamente dicho primer freno electromagnético (10'), el quinto freno electromagnético (14') y el sexto freno electromagnético (15') están instalados.

22. - El aparato de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado además porque uno o más dichos frenos electromagnéticos (10', 11', 12', 13', 14', 15') no pueden ser instalados de acuerdo con una condición específica de fundición.