ES2998453T3 - Magnetic stirrer for furnace containing molten metal and furnace provided with such a stirrer - Google Patents
Magnetic stirrer for furnace containing molten metal and furnace provided with such a stirrer Download PDFInfo
- Publication number
- ES2998453T3 ES2998453T3 ES16831743T ES16831743T ES2998453T3 ES 2998453 T3 ES2998453 T3 ES 2998453T3 ES 16831743 T ES16831743 T ES 16831743T ES 16831743 T ES16831743 T ES 16831743T ES 2998453 T3 ES2998453 T3 ES 2998453T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- furnace
- discoidal
- magnets
- magnetic
- carriage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 35
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 35
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 18
- 238000003760 magnetic stirring Methods 0.000 claims description 9
- 238000003756 stirring Methods 0.000 abstract description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 4
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 description 1
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000011344 liquid material Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D27/00—Stirring devices for molten material
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
- F27D2003/0034—Means for moving, conveying, transporting the charge in the furnace or in the charging facilities
- F27D2003/0054—Means to move molten metal, e.g. electromagnetic pump
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
- F27D2003/0034—Means for moving, conveying, transporting the charge in the furnace or in the charging facilities
- F27D2003/0083—Means for stirring the charge
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
Abstract
1. Dispositivo magnético (11) para un horno (1) que contiene metal fundido, tal como aluminio o similar, comprendiendo dicho horno un cuerpo hueco (2) con paredes laterales (3) y una pared inferior (4), estando recubierto dicho horno (1) con material refractario y teniendo una porción (6) del mismo normalmente presente en la pared inferior o en una de dichas paredes (3, 4) que está hecha de metal permeable a los campos magnéticos y recubierta con una capa refractaria, actuando el dispositivo (11) como agitador magnético para el metal colocado en el horno estando presente en dicha porción de pared (6), siendo dicho dispositivo (11) movible frontalmente y a lo largo de dicha porción (6) permeable a los campos magnéticos y comprendiendo medios generadores de campo magnético rotatorio adaptados para generar un flujo magnético dentro del metal colocado en el cuerpo del horno (1), trasladándose también dichos medios generadores (13) preferiblemente delante de dicha porción de pared (6) a lo largo de guías predefinidas (19). Dichos medios generadores están constituidos por una pluralidad de imanes permanentes (15) soportados por un elemento portante (13) que gira alrededor de un eje (M, 57) del mismo durante dicha rotación y/o traslación. También se describe y reivindica un horno con dicho dispositivo agitador. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)1. Magnetic device (11) for a furnace (1) containing molten metal, such as aluminum or the like, said furnace comprising a hollow body (2) with side walls (3) and a bottom wall (4), said furnace (1) being lined with refractory material and having a portion (6) thereof normally present in the bottom wall or in one of said walls (3, 4) which is made of metal permeable to magnetic fields and coated with a refractory layer, the device (11) acting as a magnetic stirrer for the metal placed in the furnace being present in said wall portion (6), said device (11) being movable frontally and along said portion (6) permeable to magnetic fields and comprising rotating magnetic field generating means adapted to generate a magnetic flux within the metal placed in the furnace body (1), said generating means (13) also preferably translating in front of said wall portion (6) along predefined guides (19). Said generating means consist of a plurality of permanent magnets (15) supported by a supporting element (13) that rotates around an axis (M, 57) thereof during said rotation and/or translation. An oven with said stirring device is also described and claimed. (Automatic translation with Google Translate, without legal value)
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Agitador magnético para horno que contiene metal fundido y horno provisto de tal agitador Magnetic stirrer for furnace containing molten metal and furnace provided with such stirrer
El objeto de la presente invención es un dispositivo agitador magnético para un horno que contiene metal fundido y un sistema que comprende un horno con un dispositivo agitador magnético de este tipo según las reivindicaciones independientes correspondientes. The object of the present invention is a magnetic stirring device for a furnace containing molten metal and a system comprising a furnace with such a magnetic stirring device according to the corresponding independent claims.
Se conoce la utilización de dispositivos (o agitadores) que están adaptados para generar un campo magnético dentro de un metal fundido contenido en un horno que presenta un cuerpo hueco o tanque con paredes laterales y una pared inferior. The use of devices (or agitators) is known, which are adapted to generate a magnetic field within a molten metal contained in a furnace that has a hollow body or tank with side walls and a bottom wall.
El cuerpo mencionado está cubierto internamente con material refractario y presenta una parte de la pared inferior que está realizada de material, tal como acero inoxidable, que es permeable al campo magnético generado por un dispositivo colocado en tal pared. También se conocen soluciones en las que tal dispositivo o agitador (tal como se indicará en el transcurso del presente documento) se coloca (también) en una pared lateral del cuerpo del horno (que en tal caso presenta una parte realizada de material magnético permeable al campo magnético). The body mentioned above is covered internally with refractory material and has a lower wall portion made of a material, such as stainless steel, that is permeable to the magnetic field generated by a device placed on said wall. Solutions are also known in which such a device or stirrer (as will be indicated later in this document) is also placed on a side wall of the furnace body (which in this case has a portion made of magnetic material permeable to the magnetic field).
El horno puede ser un horno de fusión o un horno de soporte. The furnace can be a melting furnace or a support furnace.
El agitador magnético mencionado anteriormente puede estar fijo o ser móvil a lo largo de una o más guías proporcionadas por debajo de la pared del cuerpo del horno en el que se coloca tal agitador. Por ejemplo, si el agitador se coloca debajo de la pared inferior, normalmente se proporciona un pocillo debajo del horno que contiene el agitador y que presenta las guías mencionadas anteriormente, si es de tipo móvil. En la versión móvil, el movimiento de traslación del agitador puede generarse mediante medios accionadores separados del agitador (tales como elementos de accionamiento asociados con el pocillo) o solidarios con el agitador (por ejemplo, uno o más motores eléctricos que lo mueven a lo largo de la guía o guías). The aforementioned magnetic stirrer may be stationary or movable along one or more guides provided beneath the wall of the furnace body in which such stirrer is placed. For example, if the stirrer is placed beneath the bottom wall, a well containing the stirrer and having the aforementioned guides is typically provided beneath the furnace, if it is of the movable type. In the movable version, the translational motion of the stirrer may be generated by drive means separate from the stirrer (such as drive elements associated with the well) or integral with the stirrer (for example, one or more electric motors moving it along the guide or guides).
La función del agitador conocido es la de crear movimientos oscilantes u ondulatorios dentro de la masa del metal fundido presente en el horno con el fin de volver a mezclarla, haciendo uniforme la temperatura de superficie de tal masa e impidiendo también la creación o el depósito de partes sólidas en la misma. The function of the known agitator is to create oscillating or wave-like movements within the mass of molten metal present in the furnace in order to remix it, making the surface temperature of said mass uniform and also preventing the creation or deposit of solid parts in it.
Se conocen en la técnica agitadores magnéticos para metales fundidos, tal como se divulga en los documentos US 2011 19779, JP 2008 164249, CN 204255 119 o CN 201 735366. Magnetic stirrers for molten metals are known in the art, as disclosed in documents US 2011 19779, JP 2008 164249, CN 204255 119 or CN 201 735366.
Los agitadores del estado de la técnica se fabrican normalmente por medio de la utilización de electroimanes y presentan diversos inconvenientes. State-of-the-art agitators are typically manufactured using electromagnets and have several drawbacks.
Por ejemplo, deben enfriarse. La solución de proporcionar el agitador insertado en la cámara del líquido de enfriamiento (normalmente agua) ha demostrado que puede mejorarse, ya que presenta diversos inconvenientes. En primer lugar, el agitador se sumerge en el agua de enfriamiento, lo que requiere un aislamiento eléctrico adecuado de tal dispositivo (que comprende una serie de bobinas en las que circula una alta corriente) del fluido mencionado anteriormente con el fin de impedir inconvenientes obvios, que podrían generar problemas de seguridad eléctrica y daños considerables a la planta eléctrica y la red de distribución eléctrica donde se da la producción de palanquillas, incluso hasta la detención completa de las mismas. For example, they must be cooled. The solution of placing the stirrer inside the cooling liquid chamber (usually water) has proven to be improvable, as it presents several drawbacks. First, the stirrer is submerged in the cooling water, which requires adequate electrical insulation of such a device (comprising a series of coils through which a high current circulates) from the aforementioned fluid in order to prevent obvious inconveniences, which could generate electrical safety issues and considerable damage to the power plant and the electrical distribution network where billet production takes place, even to the point of complete shutdown of the production.
Para remediar este problema, normalmente se emplea un transformador de aislamiento, que en cualquier caso es bastante voluminoso, requiere una alta potencia y, por lo tanto, es costoso. To remedy this problem, an isolation transformer is usually used, which in any case is quite bulky, requires high power and is therefore expensive.
Esto también afecta negativamente al rendimiento del sistema y a la disposición de la planta. This also negatively affects system performance and plant layout.
Además, el agua de refrigeración debe ser desmineralizada (lo que en cualquier caso presenta un coste no despreciable) para que se controle la conductividad de la misma (que nunca debe superar los 220 |iS/cm), para evitar que la propia agua se convierta en un conductor eléctrico debido a la presencia del agitador en ella. Furthermore, the cooling water must be demineralized (which in any case represents a significant cost) to control its conductivity (which must never exceed 220 |iS/cm), to prevent the water itself from becoming an electrical conductor due to the presence of the agitator in it.
Además, los agitadores conocidos funcionan con corrientes de intensidad muy alta. Esto implica la utilización de componentes eléctricos (inversores) para accionar y controlar los agitadores que presentan un gran tamaño y altos costes, ya que están dimensionados para las altas corrientes que deben controlar. Además, las soluciones conocidas mencionadas anteriormente presentan en general una eficiencia muy baja debido a las corrientes magnetizantes necesarias y a las dispersiones del campo electromagnético generado por el agitador, al calentamiento de las bobinas y de los polos magnéticos relativos realizados de lámina magnética y al blindaje de dicho agitador. Furthermore, known agitators operate with very high currents. This requires the use of electrical components (inverters) to drive and control the agitators, which are large and expensive, as they are designed for the high currents they must control. Furthermore, the known solutions mentioned above generally have very low efficiency due to the necessary magnetizing currents and the dispersion of the electromagnetic field generated by the agitator, the heating of the coils and the relative magnetic poles made of magnetic foil, and the agitator's shielding.
Además, también hay problemas relacionados con la necesidad de conectar eléctricamente el agitador (colocado en la cámara donde está presente el fluido de enfriamiento) a una fuente de alimentación eléctrica, y con la necesidad de enfriar los devanados del agitador. In addition, there are also problems related to the need to electrically connect the agitator (placed in the chamber where the cooling fluid is present) to a power source, and with the need to cool the agitator windings.
El objetivo de la presente invención es proporcionar un agitador magnético para un horno para metal fundido (horno de fusión o de soporte) que esté mejorado con respecto a hornos análogos conocidos. The objective of the present invention is to provide a magnetic stirrer for a furnace for molten metal (melting or support furnace) that is improved with respect to known analogous furnaces.
Otro objetivo es proporcionar un agitador del tipo mencionado anteriormente que presente costes de fabricación y gestión más bajos que los de los agitadores análogos conocidos y que presente mejores resultados que estos últimos con respecto al rendimiento, el consumo de energía, la compacidad y la mezcla obtenida dentro de la masa de metal fundido presente en el horno. Another objective is to provide an agitator of the aforementioned type that has lower manufacturing and operating costs than known analogous agitators and that presents better results than the latter with respect to performance, energy consumption, compactness and the mixing obtained within the mass of molten metal present in the furnace.
Un objetivo adicional es proporcionar un sistema que comprende un horno y el dispositivo magnético o agitador mencionado anteriormente proporcionado para crear una agitación dentro de la masa de metal fundido contenida en el horno, en el que la acción de tal agitador sea más efectiva con respecto a dispositivos análogos conocidos para crear movimientos de agitación dentro de dicha masa de metal. A further objective is to provide a system comprising a furnace and the aforementioned magnetic device or stirrer provided for creating agitation within the mass of molten metal contained in the furnace, wherein the action of such stirrer is more effective with respect to known analogous devices for creating stirring movements within said mass of metal.
En particular, un objetivo de la invención es proporcionar un sistema que comprende un horno y un agitador magnético del tipo mencionado anteriormente en el que haya un control efectivo de las formas de onda de fluido que se desarrollan en el metal fundido para obtener formas de onda con progresión de onda y espiral que no son posibles con los agitadores normales. Un panel de control adecuado y un software específico proporcionan el ajuste de las formas de onda generadas y, en consecuencia, la progresión de los flujos del metal fundido presentes en el horno. In particular, one objective of the invention is to provide a system comprising a furnace and a magnetic stirrer of the aforementioned type, in which there is effective control of the fluid waveforms developing in the molten metal to obtain waveforms with wave and spiral progression that are not possible with conventional stirrers. A suitable control panel and specific software allow adjustment of the generated waveforms and, consequently, the progression of the molten metal flows present in the furnace.
Otro objetivo es proporcionar un dispositivo o agitador del tipo mencionado anteriormente que presente una alta eficiencia, mayor que la de los agitadores conocidos, y que presente un consumo de energía menor que el de los agitadores conocidos que utilizan electroimanes, y en particular que funcione con una potencia instalada menor que la mitad de la requerida para un agitador electromagnético normal. Another objective is to provide a device or stirrer of the aforementioned type which exhibits high efficiency, greater than that of known stirrers, and which exhibits lower energy consumption than that of known stirrers using electromagnets, and in particular which operates with an installed power less than half of that required for a normal electromagnetic stirrer.
Un objetivo adicional es proporcionar un dispositivo o agitador que presente una dispersión reducida de la potencia eléctrica suministrada para el funcionamiento del mismo, que no requiera la utilización de transformadores de aislamiento, que no utilice inversores de gran tamaño con altas corrientes requeridas para accionar las bobinas electromagnéticas provistas de agitadores normales, y que no requiera dispositivos costosos para filtrar los armónicos o poner en fase la red de suministro de energía. A further objective is to provide a device or agitator that exhibits a reduced dispersion of the electrical power supplied for its operation, that does not require the use of isolation transformers, that does not use large inverters with high currents required to drive the electromagnetic coils provided with normal agitators, and that does not require expensive devices to filter harmonics or phase the power supply network.
Otro objetivo es proporcionar un dispositivo o agitador del tipo mencionado anteriormente que cree diversos movimientos controlados a lo largo de diferentes direcciones dentro de la masa de metal colocada en el horno. Un objetivo adicional es proporcionar un dispositivo o agitador del tipo mencionado anteriormente que pueda adaptarse fácilmente tanto durante la construcción como por medio del software de gestión de control en función del tipo, el tamaño, la forma estructural del horno y el grosor del material refractario del horno con el que debe asociarse. Another objective is to provide a device or agitator of the aforementioned type that creates various controlled movements along different directions within the mass of metal placed in the furnace. A further objective is to provide a device or agitator of the aforementioned type that can be easily adapted both during construction and by means of control management software based on the type, size, structural form of the furnace, and the thickness of the furnace refractory material with which it is to be associated.
Estos y otros objetivos que resultarán evidentes para el experto en la materia se logran mediante un dispositivo agitador magnético y mediante un sistema que comprende un horno que contiene metal fundido y dicho agitador magnético según las reivindicaciones adjuntas. These and other objectives that will be evident to the person skilled in the art are achieved by means of a magnetic stirrer device and by means of a system comprising a furnace containing molten metal and said magnetic stirrer according to the appended claims.
Para una comprensión mejorada de la presente invención, se adjuntan los dibujos siguientes meramente a modo de ejemplo, en los que: For a better understanding of the present invention, the following drawings are attached merely by way of example, in which:
la figura 1 muestra una vista en perspectiva desde abajo de un horno según la invención; Figure 1 shows a perspective view from below of an oven according to the invention;
la figura 2 muestra una vista en perspectiva desde arriba, parcialmente en sección y con algunas partes retiradas para mejor claridad, de la parte inferior de la figura 1 y de un dispositivo según la invención; Figure 2 shows a perspective view from above, partially in section and with some parts removed for clarity, of the lower part of Figure 1 and of a device according to the invention;
la figura 3 muestra una vista en perspectiva lateral y esquemática del horno de la figura 1 y del dispositivo según la invención; Figure 3 shows a schematic side perspective view of the oven of Figure 1 and of the device according to the invention;
la figura 4 muestra una vista en perspectiva desde arriba de una parte del dispositivo agitador magnético alojado en su receptáculo; Figure 4 shows a top perspective view of a part of the magnetic stirring device housed in its receptacle;
la figura 5 muestra una vista análoga a la de la figura 2, pero que representa una variante adicional del dispositivo agitador magnético asociado con un horno que contiene metal fundido, no estando esta variante dentro del alcance de la presente invención según se reivindica; Figure 5 shows a view analogous to that of Figure 2, but representing a further variant of the magnetic stirring device associated with a furnace containing molten metal, this variant not being within the scope of the present invention as claimed;
la figura 6 muestra una vista parcialmente en sección del horno y del dispositivo de la figura 5; Figure 6 shows a partially sectional view of the oven and the device of Figure 5;
la figura 7 muestra una vista en perspectiva del dispositivo agitador magnético de la figura 5, con algunas partes retiradas para una mejor claridad. Figure 7 shows a perspective view of the magnetic stirring device of Figure 5, with some parts removed for better clarity.
Con referencia a las figuras mencionadas anteriormente, la cubeta de un horno que contiene metal fundido se indica genéricamente con 1. Comprende un cuerpo 2 que presenta unas paredes laterales 3 y una pared inferior 4, mientras que está abierto en la parte superior. El cuerpo 2 está cubierto generalmente por completo con material refractario que, a su vez, puede estar contenido en cualquier estructura metálica conocida, excepto por una parte o “ventana” 6 proporcionada generalmente en la pared inferior 4 y que ocupa una parte, más o menos grande (longitudinalmente), de esta última. La cubeta del horno o simplemente el horno 1 puede ser un horno de fusión o un horno de mantenimiento, conocidoper se.With reference to the figures mentioned above, the furnace tub containing molten metal is generically indicated by 1. It comprises a body 2 having side walls 3 and a bottom wall 4, while being open at the top. The body 2 is generally completely covered with refractory material which, in turn, can be contained in any known metal structure, except for a portion or "window" 6 generally provided in the bottom wall 4 and occupying a more or less large (longitudinally) portion of the latter. The furnace tub or simply the furnace 1 can be a melting furnace or a holding furnace, known per se.
La parte o ventana 6 por debajo del material refractario está cubierta con material permeable al campo magnético, tal como acero inoxidable o material equivalente. The part or window 6 below the refractory material is covered with material permeable to the magnetic field, such as stainless steel or equivalent material.
Por debajo del horno 1, está presente un pocillo 10 en el que está colocado un dispositivo agitador magnético o agitador 11 que, en una realización de la invención, puede moverse a lo largo de y frontalmente con respecto a la ventana 6 de la pared inferior 4 (o puede moverse a lo largo del eje longitudinal de tal pared). Below the oven 1, a well 10 is present in which a magnetic stirring device or stirrer 11 is placed, which, in one embodiment of the invention, can move along and frontally with respect to the window 6 of the bottom wall 4 (or can move along the longitudinal axis of such a wall).
Más particularmente, tal dispositivo o agitador magnético 11 comprende un soporte 12 para los elementos de soporte de carga 13 que está asociado con una pluralidad de imanes permanentes 15. En las figuras 1 a 4, tales elementos de soporte de carga 13 son discos realizados de hierro o material magnético, mientras que en la solución acorde con las figuras 5 a 7 (que no forma parte de la presente invención), tales elementos son tambores cilíndricos, también realizados de hierro o un material magnético apropiado. More particularly, such a magnetic device or stirrer 11 comprises a support 12 for the load-bearing elements 13 which is associated with a plurality of permanent magnets 15. In Figures 1 to 4, such load-bearing elements 13 are discs made of iron or magnetic material, while in the solution according to Figures 5 to 7 (which does not form part of the present invention), such elements are cylindrical drums, also made of iron or an appropriate magnetic material.
El soporte 12 es una superficie asociada con un carro 18 que puede moverse de manera guiada a lo largo de unas guías o pistas 19 colocadas en un fondo o superficie 20 del pocillo 10. Tal movimiento se genera por lo menos por un motor eléctrico 21 que funciona sobre por lo menos una rueda 23 que puede moverse a lo largo de una guía correspondiente de tales guías 19. The support 12 is a surface associated with a carriage 18 that can move in a guided manner along guides or tracks 19 placed on a bottom or surface 20 of the well 10. Such movement is generated by at least one electric motor 21 that operates on at least one wheel 23 that can move along a corresponding guide of such guides 19.
De manera conocida, el soporte 12 se somete a la acción de un elevador de tijera, elevador de tornillo u otro sistema de elevación 26, soportado por el carro 18 y accionado por el motor eléctrico 27 o por un cilindro hidráulico o neumático solidario con este último y que funciona, por medio del tornillo sin fin 28, en tal elevador 26. Accionando el motor 27, el elevador sube o baja de una manera conocidaper secon respecto al carro 18 que lleva el soporte 12 cerca de la pared inferior 4 del horno 1 o lo aleja de ella. In a known manner, the support 12 is subjected to the action of a scissor lift, screw lift or other lifting system 26, supported by the carriage 18 and driven by the electric motor 27 or by a hydraulic or pneumatic cylinder integral with the latter and operating, by means of the worm screw 28, on such lift 26. By driving the motor 27, the lift rises or lowers in a manner known per se with respect to the carriage 18 which carries the support 12 close to the lower wall 4 of the oven 1 or moves it away from it.
Con referencia a las figuras 1 a 4 mencionadas anteriormente relacionadas con la invención, los imanes permanentes 15 se transportan por el elemento 13 (o disco de soporte de carga). Según la invención, dos elementos o discos 13 están asociados con el soporte 12 y colocados con ejes medios M ortogonales al disco de soporte de carga correspondiente (y por tanto al fondo 20 sobre el que se mueve el carro 18 así como a la pared 4 del horno). Cada disco puede girar alrededor de su eje medio M accionado por un motor eléctrico (motor de engranajes) 30; o un único motor 30 asociado con el soporte 12 mueve ambos discos 13. Naturalmente, cada disco puede proporcionar un motor eléctrico del mismo (o en general un accionador eléctrico) que genera el movimiento giratorio del mismo, por medio de acoplamientos mecánicos conocidosper se(que proporcionan engranajes y transmisiones en acoplamiento mutuo y solidarios con el motor y el disco). With reference to the aforementioned Figures 1 to 4 related to the invention, the permanent magnets 15 are carried by the element 13 (or load-bearing disc). According to the invention, two elements or discs 13 are associated with the support 12 and positioned with median axes M orthogonal to the corresponding load-bearing disc (and therefore to the bottom 20 on which the carriage 18 moves as well as to the wall 4 of the furnace). Each disc can rotate around its median axis M driven by an electric motor (gear motor) 30; or a single motor 30 associated with the support 12 drives both discs 13. Naturally, each disc can be provided with an electric motor thereof (or in general an electric actuator) that generates the rotary motion thereof, by means of mechanical couplings known per se (providing gears and transmissions in mutual coupling and integral with the motor and the disc).
En una forma de realización, mostrada en las figuras 2 y 3, los imanes permanentes 15 están colocados en una cara 13A del disco 13 correspondiente dirigida hacia la pared 4, de manera que se forme un disco anular magnético. En las formas de realización de la figura 4, en cambio, ocupan casi toda la superficie del disco 3 correspondiente con una orientación magnética precisa. In one embodiment, shown in Figures 2 and 3, the permanent magnets 15 are arranged on a face 13A of the corresponding disk 13 facing the wall 4, so as to form a magnetic annular disk. In the embodiments of Figure 4, however, they occupy almost the entire surface of the corresponding disk 3 with a precise magnetic orientation.
Cada imán 15 está constituido por un solo cuerpo o por dos o más imanes apilados. En los discos 13, además, los imanes están dispuestos de manera que formen dos “grupos” o porciones con diferentes polaridades dirigidas hacia arriba (es decir, hacia la pared 4 del horno 1). Un primer grupo de imanes está dirigido con la polaridad norte hacia arriba y el otro con la polaridad sur hacia arriba; cada uno de tales grupos ocupa aproximadamente la mitad del disco 13 (tal como se muestra en la figura 4 donde el grupo de imanes, indicado con N y S en función de la polaridad dirigida hacia arriba, están separados por la línea K). Each magnet 15 consists of a single body or two or more stacked magnets. Furthermore, on the discs 13, the magnets are arranged so as to form two "groups" or portions with different polarities directed upwards (i.e., toward the wall 4 of the oven 1). A first group of magnets is directed with the north polarity upwards, and the other with the south polarity upwards; each such group occupies approximately half of the disc 13 (as shown in Figure 4, where the group of magnets, indicated by N and S depending on the polarity directed upwards, are separated by the line K).
Los imanes adyacentes 15 se insertan en unos asientos 40 respectivos fijados al disco 13 realizado de teflón o material no magnético similar, de manera que se pueda asociar fácilmente con el disco mencionado anteriormente. The adjacent magnets 15 are inserted into respective seats 40 fixed to the disc 13 made of Teflon or similar non-magnetic material, so that it can be easily associated with the aforementioned disc.
Tal como se ha indicado, cada disco 13 se mueve alrededor de su eje M. Tal movimiento puede ser a velocidad uniforme o variable (por ejemplo, entre 1 y 20 revoluciones/min); la velocidad de giro puede ser la misma para ambos discos o diferente. As indicated, each disk 13 moves around its axis M. Such movement may be at a uniform or variable speed (for example, between 1 and 20 revolutions/min); the rotational speed may be the same for both disks or different.
Tales discos pueden girar en el mismo sentido o en sentidos opuestos, de manera continua o alternativa a lo largo del tiempo. Además, tales discos pueden girar en fase o fuera de fase entre sí, con el fin de determinar las líneas de fuerza particulares que mueven el material líquido contenido en el baño de fusión, obteniendo progresiones de fluido precisas y programadas. Such disks can rotate in the same or opposite directions, continuously or alternately over time. Furthermore, they can rotate in phase or out of phase with each other, in order to determine the specific lines of force that move the liquid material contained in the molten pool, achieving precise and programmed fluid progressions.
Debido a la solución mostrada en las figuras examinadas, accionando el motor 21 de manera que se mueva el carro 18 a lo largo de las pistas 19 con un movimiento alternativo desde un extremo del horno al otro o viceversa, y accionando simultáneamente el/los motor(es) 30 que hace(n) girar los discos 13, es posible generar movimientos convectivos y ondulatorios con progresión en espiral en el metal fundido (por ejemplo aluminio) colocado en el horno 1. Tales movimientos remezclan continuamente el metal fundido, impidiendo la formación de óxidos en el mismo y aumentando de ese modo la pureza del mismo (y la capacidad de presentar una alta pureza, lo que se traduce en productos finales con mayor valor estético y mayor resistencia al esfuerzo mecánico). Due to the solution shown in the examined figures, by actuating the motor 21 so as to move the carriage 18 along the tracks 19 with a reciprocating motion from one end of the furnace to the other or vice versa, and simultaneously actuating the motor(s) 30 which rotate(s) the discs 13, it is possible to generate convective and wave-like movements with spiral progression in the molten metal (e.g. aluminum) placed in the furnace 1. Such movements continuously remix the molten metal, preventing the formation of oxides therein and thereby increasing its purity (and the ability to present a high purity, which translates into final products with greater aesthetic value and greater resistance to mechanical stress).
Los imanes 15 se colocan en los discos 13 (mostrados en las figuras 2, 3 y 4), y se generan movimientos en espiral en el metal cuando el carro 18 se mueve a lo largo de las pistas 20. Magnets 15 are placed on discs 13 (shown in figures 2, 3 and 4), and spiral movements are generated in the metal when the carriage 18 moves along the tracks 20.
El número y tamaño de los imanes 15 puede variar con el fin de modificar la forma y la intensidad del campo magnético generado y, por tanto, la fuerza de remezcla que se genera en el metal fundido y la energía que se disipa en el mismo. La velocidad de giro de los discos y la velocidad de traslación combinadas entre sí provocan una progresión en espiral longitudinal o transversal, convergente o divergente, del fluido. The number and size of the magnets 15 can be varied to modify the shape and intensity of the generated magnetic field and, therefore, the mixing force generated in the molten metal and the energy dissipated therein. The rotational speed of the discs and the translational speed combined cause a longitudinal or transverse, convergent or divergent spiral progression of the fluid.
Cuanto mayor sea el número y el grado magnético de los imanes, en particular, mayor será el movimiento del metal dentro del horno 1. The greater the number and magnetic grade of the magnets, in particular, the greater the movement of the metal within the furnace 1.
En las figuras 5 a 7, que muestran una forma de realización que no forma parte de la presente invención, las partes correspondientes a las de las figuras 1 a 4 se indican con los mismos números de referencia; en esta forma de realización que no está dentro del alcance de la invención reivindicada, los imanes permanentes 15 se soportan por unos elementos de soporte de carga 13 en forma de tambores o cilindros. Tales elementos o cilindros 13 presentan los asientos 40 para los imanes 15 dispuestos en la superficie y a lo largo de generatrices de los cilindros. Además, en un extremo 50 de cada elemento o cilindro 13, está presente un disco 54, movido por medio de la correa 55 por el motor eléctrico 30. Naturalmente, un motor puede mover múltiples cilindros 13 o cada uno de estos puede presentar su propio motor. In Figures 5 to 7, which show an embodiment not forming part of the present invention, the parts corresponding to those of Figures 1 to 4 are indicated by the same reference numerals; in this embodiment, which is not within the scope of the claimed invention, the permanent magnets 15 are supported by load-bearing elements 13 in the form of drums or cylinders. Such elements or cylinders 13 have seats 40 for the magnets 15 arranged on the surface and along generatrices of the cylinders. Furthermore, at one end 50 of each element or cylinder 13, there is a disc 54, driven by means of a belt 55 by an electric motor 30. Naturally, one motor may drive multiple cylinders 13, or each of these may have its own motor.
Cada cilindro está soportado lateralmente por unos paneles 56 solidarios con el soporte 12, que giran sobre unos cojinetes (no mostrados) que restringen un eje 57 de cada cilindro (alrededor del cual gira) a dichos paneles. Tal eje es paralelo al fondo 20 sobre el que se mueve el carro 18, es decir, al eje longitudinal de la pared 4 del horno 1. Each cylinder is supported laterally by panels 56 integral with the support 12, which rotate on bearings (not shown) that restrict an axis 57 of each cylinder (around which it rotates) to said panels. This axis is parallel to the bottom 20 on which the carriage 18 moves, that is, to the longitudinal axis of the wall 4 of the furnace 1.
Cabe señalar que con el eje de giro paralelo a la pared 4 (hacia la que se orientan los imanes 15) u ortogonal a tal pared 4, no sólo se hace referencia al caso en el que tal eje es perfectamente ortogonal o paralelo a la pared, sino también al caso en el que tal eje forma un ángulo de varios grados incidente sobre la pared mencionada anteriormente (y por tanto no perfectamente paralelo a la misma) o en el que tal eje forma un ángulo diferente de 90°, cerca del mismo, con dicha pared 4. It should be noted that with the axis of rotation parallel to the wall 4 (towards which the magnets 15 are oriented) or orthogonal to such wall 4, reference is made not only to the case in which such axis is perfectly orthogonal or parallel to the wall, but also to the case in which such axis forms an angle of several degrees incident on the aforementioned wall (and therefore not perfectly parallel to it) or in which such axis forms an angle other than 90°, close to it, with said wall 4.
Con el término “cara” mencionado anteriormente, además, se indica la posición de los imanes 15 de manera que dirija el campo magnético generado de este modo hacia la parte adyacente del horno 1. The term “face” mentioned above also indicates the position of the magnets 15 such that it directs the magnetic field generated in this way towards the adjacent part of the oven 1.
En el caso examinado, el campo magnético depende no sólo del número de imanes permanentes 15, sino también del tamaño del cilindro 13 a lo largo del eje 57. In the case examined, the magnetic field depends not only on the number of permanent magnets 15, but also on the size of the cylinder 13 along the axis 57.
También en este caso, según la forma de realización examinada, que no forma parte de la invención, el accionamiento del motor 21 y de cada motor 30 conduce al movimiento del carro 18 (con los modos descritos para los discos de las figuras 1 a 4) de los cilindros 13, que implica por tanto la generación de fuerzas adicionales en el metal fundido, provocando un movimiento de traslación y de onda del mismo en el horno 1. Also in this case, according to the embodiment examined, which is not part of the invention, the actuation of the motor 21 and of each motor 30 leads to the movement of the carriage 18 (with the modes described for the discs of figures 1 to 4) of the cylinders 13, which therefore involves the generation of additional forces in the molten metal, causing a translational and wave-like movement of the same in the furnace 1.
En las figuras 1 a 4 se ha descrito una forma de realización de la invención. No obstante, todavía son posibles otras: por ejemplo, en cada elemento de soporte de carga 13, los imanes pueden disponerse (por ejemplo, en forma de cruz en el disco de las figuras 1 a 4), con un número de los mismos y una altura tales como para crear un flujo magnético con intensidad suficiente para ir más allá de la pared inferior 4 del horno, para no quedar cerrado sobre el material refractario del cuerpo 2 y para generar la fuerza de “movimiento” deseada en el metal fundido. An embodiment of the invention is described in Figures 1 to 4. However, others are still possible: for example, on each load-bearing element 13, the magnets can be arranged (e.g., in the form of a cross on the disc in Figures 1 to 4), with a number of them and a height such as to create a magnetic flux of sufficient intensity to extend beyond the lower wall 4 of the furnace, so as not to be enclosed by the refractory material of the body 2 and to generate the desired "moving" force in the molten metal.
Además, la invención descrita prevé que el dispositivo 11 se coloque en el pocillo 10; no obstante, tal dispositivo puede colocarse en una o más paredes laterales 3 del cuerpo 2 del horno y, en tal caso, los imanes 15 con el elemento de soporte de carga 13 relativo pueden presentar una disposición tal que genere el campo magnético hacia dicha pared (que presenta una ventana análoga a la 6 descrita anteriormente). Furthermore, the invention described provides that the device 11 is placed in the well 10; however, such a device may be placed on one or more side walls 3 of the body 2 of the oven and, in such a case, the magnets 15 with the relative load-bearing element 13 may have an arrangement such as to generate the magnetic field towards said wall (which has a window analogous to the 6 described above).
Finalmente, se ha descrito un dispositivo agitador que puede moverse longitudinalmente a lo largo de una pared del horno, que presenta imanes permanentes soportados por lo menos por un elemento de soporte de carga que comprende dos cuerpos discoidales que giran alrededor de un eje M del mismo (ortogonal o paralelo a tal pared). Sin embargo, también son posibles otras formas de realización en las que tal dispositivo agitador no se traslada a lo largo de la pared del horno, sino que más bien presenta cada elemento de soporte de carga que puede moverse con movimiento giratorio alrededor del eje M. Finally, a stirring device has been described that can move longitudinally along a furnace wall, which has permanent magnets supported by at least one load-bearing element comprising two disc-shaped bodies rotating around an axis M thereof (orthogonal or parallel to said wall). However, other embodiments are also possible in which such a stirring device does not move along the furnace wall, but rather has each load-bearing element that can move in a rotary motion around the axis M.
También debe considerarse que tales soluciones se encuentran dentro del alcance de la presente invención tal como se define por las siguientes reivindicaciones. It should also be considered that such solutions fall within the scope of the present invention as defined by the following claims.
Claims (13)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ITUB20158640 | 2015-12-22 | ||
| PCT/IB2016/057770 WO2017109668A1 (en) | 2015-12-22 | 2016-12-19 | Magnetic stirrer for furnace containing molten metal and furnace provided with such a stirrer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2998453T3 true ES2998453T3 (en) | 2025-02-20 |
Family
ID=63638560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES16831743T Active ES2998453T3 (en) | 2015-12-22 | 2016-12-19 | Magnetic stirrer for furnace containing molten metal and furnace provided with such a stirrer |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP3394542B1 (en) |
| ES (1) | ES2998453T3 (en) |
| PL (1) | PL3394542T3 (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN204255119U (en) * | 2014-11-07 | 2015-04-08 | 岳阳鸿升电磁科技有限公司 | Many magnetic system also fills formula smelting furnace agitator the end of with |
-
2016
- 2016-12-19 PL PL16831743.6T patent/PL3394542T3/en unknown
- 2016-12-19 ES ES16831743T patent/ES2998453T3/en active Active
- 2016-12-19 EP EP16831743.6A patent/EP3394542B1/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3394542C0 (en) | 2024-10-09 |
| EP3394542A1 (en) | 2018-10-31 |
| EP3394542B1 (en) | 2024-10-09 |
| PL3394542T3 (en) | 2025-03-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5552605B2 (en) | Heat flux generator with magnetocaloric material | |
| EP2820917B1 (en) | Device for induction heating of a billet | |
| JP2018533717A (en) | Magnetic calorie heat pump, cooling device and operation method thereof | |
| US10772163B2 (en) | Apparatus for heating fluids by rotary magnetic induction | |
| CA2733470A1 (en) | Non-ferrous metal melt pump and metling furnace system using the same | |
| BRPI0808357A2 (en) | LINEAR GENERATOR WITH A PRIMARY AND A SECONDARY PART FOR ENERGY PRODUCTION IN A WAVES ENERGY PLANT AND WAVES ENERGY PLANT. | |
| JP2006017348A (en) | Melting furnace with stirring device, and stirring device | |
| JP2015016857A (en) | Ship propulsion unit | |
| ES2998453T3 (en) | Magnetic stirrer for furnace containing molten metal and furnace provided with such a stirrer | |
| CN102778040A (en) | Magnetic heating device | |
| JP5496647B2 (en) | Non-ferrous metal melt pump | |
| KR101967184B1 (en) | Hybrid type power conversion system with materials showing a magnetocaloric effect(Gadolinium) in harnessing low-temperature differentials | |
| JP2006189229A (en) | Stirrer and melting furnace with stirrer | |
| CN105195073A (en) | Reaction kettle | |
| NO116702B (en) | ||
| HK1260672B (en) | Magnetic stirrer for furnace containing molten metal and furnace provided with such a stirrer | |
| HK1260672A1 (en) | Magnetic stirrer for furnace containing molten metal and furnace provided with such a stirrer | |
| WO2017109668A9 (en) | Magnetic stirrer for furnace containing molten metal and furnace provided with such a stirrer | |
| JP2017110568A (en) | Micro machine | |
| KR101621140B1 (en) | Variable torque type fluid heating apparatus | |
| RU2257017C2 (en) | Induction device for heating and mixing of liquid substances | |
| AU2006336136B2 (en) | A super-strong permanent magnetic swirling agitator | |
| ES2569578B1 (en) | HEAT GENERATION SYSTEM BY MAGNETIC INDUCTION | |
| RU2781797C1 (en) | Heat engine for generating electricity | |
| ES3000667T3 (en) | Device for processing materials |