ES2928166T3

ES2928166T3 - Magnetic induction furnace suitable for heating metal billets of non-ferrous material to be extruded

Info

Publication number: ES2928166T3
Application number: ES16812817T
Authority: ES
Inventors: Valerio Presezzi; Mario Bonifacio
Original assignee: PRESEZZI EXTRUSION SpA
Current assignee: PRESEZZI EXTRUSION SpA
Priority date: 2015-11-11
Filing date: 2016-11-11
Publication date: 2022-11-15
Anticipated expiration: 2036-11-11
Also published as: EP3375252B1; PL3375252T3; JP2021177500A; HK1259419A1; EP3375252A1; JP6929839B2; WO2017081532A1; ITUB20155468A1; JP2019502226A; JP7176064B2

Abstract

Un horno de inducción magnética (1) adecuado para calentar palanquillas metálicas (2), sólidas o tubulares, hechas de material no ferroso para ser sometidas a extrusión, comprende una parte de calentamiento (6) en la que está presente al menos una sección de calentamiento (25) que comprende al menos un motor eléctrico anular coaxial (250) que tiene un estator fijo (33) y un rotor de imanes permanentes (34) móvil en dicho estator (33), y un rotor anular (40) que lleva una pluralidad de imanes permanentes, dicho siendo el rotor anular (40) coaxial a dicho estator (33) y rotor (34) del motor eléctrico (250) y definiendo un compartimento (27) de eje vertical (W) con respecto a un plano (P) sobre el que se encuentra el horno. (1) y apta para contener al menos una palanquilla (2) apta para ser calentada, por inducción magnética, mediante el movimiento del rotor anular (40) contenido en el rotor (34) del motor coaxial (250). El tocho (2) es completamente estacionario cuando se introduce en el mencionado compartimento (27) y permanece en este estado durante toda la operación de calentamiento. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)A magnetic induction furnace (1) suitable for heating metallic billets (2), solid or tubular, made of non-ferrous material to be subjected to extrusion, comprises a heating part (6) in which at least one section of heater (25) comprising at least one coaxial annular electric motor (250) having a fixed stator (33) and a permanent magnet rotor (34) moving in said stator (33), and an annular rotor (40) carrying a plurality of permanent magnets, said annular rotor (40) being coaxial to said stator (33) and rotor (34) of the electric motor (250) and defining a compartment (27) with a vertical axis (W) with respect to a plane (P) on which the oven is located. (1) and capable of containing at least one billet (2) capable of being heated, by magnetic induction, by means of the movement of the annular rotor (40) contained in the rotor (34) of the coaxial motor (250). The billet (2) is completely stationary when it is introduced into the aforementioned compartment (27) and remains in this state throughout the entire heating operation. (Automatic translation with Google Translate, without legal value)

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Horno de inducción magnética apto para calentar palanquillas metálicas de material no férreo que va a ser extruido Magnetic induction furnace suitable for heating metal billets of non-ferrous material to be extruded

La presente invención se refiere a un horno de inducción magnética apto para calentar al menos una palanquilla cilíndrica metálica, sólida o tubular, realizada a partir de un material no férreo que va a someterse a la extrusión, según la reivindicación 1.The present invention refers to a magnetic induction furnace suitable for heating at least one cylindrical metallic, solid or tubular billet, made from a non-ferrous material that is going to be subjected to extrusion, according to claim 1.

A lo largo de los años, se ha conocido el principio físico según el cual, al introducir un cuerpo ferromagnético, o paramagnético o diamagnético o un cuerpo conductor de metal en un campo magnético, se generan corrientes de Foucault que conducen al calentamiento del cuerpo de metal debido al efecto Joule. Este principio físico se utilizó para calentar palanquillas metálicas con el objetivo de hacerlas más flexibles y, por tanto, maleables para una operación de extrusión posterior.Over the years, the physical principle has been known according to which, by introducing a ferromagnetic, or paramagnetic or diamagnetic body or a conducting metal body into a magnetic field, eddy currents are generated which lead to heating of the body of metal due to the Joule effect. This physical principle was used to heat metal billets in order to make them more flexible and therefore malleable for a subsequent extrusion operation.

El documento WO2010/100082 describe un dispositivo para calentar objetos de metal a través de inducción electromagnética. Dicho documento describe la utilización de un estátor apto para mover al menos un rotor magnético permanente de tipo anular y en el que se posiciona dicho objeto, por ejemplo, con forma cilíndrica. Pueden proporcionarse varios rotores magnéticos permanentes (accionados solo por un estátor o por estátores correspondientes), para generar una corriente de Foucault y, por tanto, calentar el cuerpo con el objetivo de obtener un perfil o una distribución de la temperatura deseada a lo largo de la superficie del cuerpo (cilíndrico). Esto sirve para diferenciar el calentamiento de tal cuerpo con el fin de presentar una extrusión uniforme posterior. Tal cuerpo puede estar realizado en cobre o aluminio.Document WO2010/100082 describes a device for heating metal objects through electromagnetic induction. Said document describes the use of a stator suitable for moving at least one annular-type permanent magnetic rotor and in which said object is positioned, for example, with a cylindrical shape. Several permanent magnetic rotors (driven only by one stator or by corresponding stators) can be provided to generate an eddy current and thus heat the body in order to obtain a desired temperature profile or distribution along the length of the body. the surface of the body (cylindrical). This serves to differentiate the heating of such a body in order to present a subsequent uniform extrusion. Such a body can be made of copper or aluminum.

En el PCT mencionado anteriormente, se muestra un dispositivo de calentamiento por inducción de eje vertical (que se denominará "horno de inducción" a continuación en la presente memoria por motivos de simplicidad) para calentar palanquillas dispuestas de manera vertical con respecto a un plano para soportar el dispositivo o el horno mencionado anteriormente.In the aforementioned PCT, a vertical axis induction heating device (hereinafter referred to as "induction furnace" herein for the sake of simplicity) is shown for heating billets arranged vertically to a plane for support the device or oven mentioned above.

Sin embargo, en el documento WO2010/100082, la palanquillla se somete a movimiento durante el calentamiento del mismo, rotando dicho movimiento posiblemente alrededor de su eje y/o longitudinal a lo largo de tal eje. Esto tiene el objetivo de obtener una distribución uniforme de la temperatura a lo largo del eje mencionado anteriormente, entre los extremos de la palanquilla. Esto requiere necesariamente presentar medios adecuados para rotar o generar tal movimiento axial de la palanquilla, lo que complica, por tanto, la fabricación del horno y aumenta los costes del mismo. Además, el movimiento axial de la palanquilla dentro y fuera del horno o con la posibilidad de sobresalir del mismo durante el desplazamiento conlleva un calentamiento continuo y una refrigeración posterior del extremo de la palanquilla (con un desperdicio considerable de energía), mientras que la parte central (todavía sumergida en el campo magnético rotatorio o variable del horno) presenta temperaturas que son altas y mayores que las del extremo. Esto puede afectar de manera negativa a la operación de extrusión a la que se somete la palanquilla posteriormente.However, in document WO2010/100082, the billet is subjected to movement during heating thereof, said movement possibly rotating around its axis and/or longitudinally along said axis. This has the objective of obtaining a uniform temperature distribution along the axis mentioned above, between the ends of the billet. This necessarily requires presenting suitable means to rotate or generate such axial movement of the billet, which therefore complicates the manufacture of the furnace and increases the costs thereof. In addition, the axial movement of the billet in and out of the furnace or with the possibility of protruding from the furnace during displacement leads to continuous heating and subsequent cooling of the end of the billet (with considerable waste of energy), while the bottom part central (still submerged in the rotating or variable magnetic field of the furnace) presents temperatures that are high and greater than those of the end. This can negatively affect the extrusion operation to which the billet is subsequently subjected.

Además, los medios que soportan de manera móvil la palanquilla durante el movimiento se someten también al calentamiento que podría dañarlos con el tiempo.In addition, the means that movably support the billet during movement are also subjected to heating that could damage them over time.

Por último, específicamente debido al hecho de que el objeto - en la etapa de calentamiento - se somete a movimiento (giratorio o axial) en el horno, si tal objeto estuviera formado por varias partes dispuestas axialmente adyacentes y consecutivas entre sí, los extremos de tales partes en contacto deben mecanizarse necesariamente con el fin de disponerlas de manera adecuada una sobre la otra sin posibilidad de desplazamiento mutuo durante el movimiento de las mismas. De lo contrario, las partes del objeto que sufren el calentamiento (por ejemplo, dos o más palanquillas consecutivas) podrían acabar dispuestas con ejes longitudinales no coaxiales entre sí, que se inclinan relativamente con la posibilidad de impactar en las paredes del compartimento en el que se disponen, definiéndose las paredes por el rotor con los imanes permanentes o medios de filtración intercalados entre tal(es) rotor(es) y el objeto mencionado anteriormente.Lastly, specifically due to the fact that the object - in the heating stage - is subjected to movement (rotary or axial) in the furnace, if such an object is made up of several parts arranged axially adjacent and consecutive to each other, the ends of such parts in contact must necessarily be machined in order to arrange them adequately one on top of the other without the possibility of mutual displacement during their movement. Otherwise, the parts of the object undergoing heating (for example, two or more consecutive billets) could end up arranged with longitudinal axes not coaxial with each other, which are relatively tilted with the possibility of impacting the walls of the compartment in which they are located. are arranged, the walls being defined by the rotor with the permanent magnets or filter media sandwiched between such rotor(s) and the aforementioned object.

El documento US 2010/0147833 divulga un aparato y un método relacionado para calentar de manera inductiva una pieza. El aparato comprende una primera unidad magnética que se rota alrededor de una pieza metálica a trabajar que utiliza una bobina superconductora, y una segunda unidad magnética que puede utilizarse para generar un campo magnético exterior que puede ponerse en funcionamiento para accionar la primera unidad magnética.US 2010/0147833 discloses an apparatus and related method for inductively heating a part. The apparatus comprises a first magnetic unit that is rotated around a metal workpiece using a superconducting coil, and a second magnetic unit that can be used to generate an external magnetic field that can be operated to drive the first magnetic unit.

La primera unidad magnética está dentro y es coaxial a la segunda unidad magnética.The first magnetic unit is inside and coaxial to the second magnetic unit.

En una forma de realización, se proporcionan imanes permanentes en la superficie exterior de la primera unidad magnética.In one embodiment, permanent magnets are provided on the outer surface of the first magnetic unit.

El documento US 2010/0147834 divulga un método para calentar por inducción una pieza metálica a trabajar a una temperatura deseada al rotar la pieza en relación con un campo magnético de corriente continua que permea la pieza. La pieza se sujeta con abrazaderas entre dos mordazas de sujeción adaptadas para rotarse alrededor de un eje común. Al menos una de las mordazas de sujeción se acciona para rotar, y al menos una de las mordazas de sujeción se adapta para desplazarse de manera activa a lo largo de o paralela al eje de rotación. La fuerza de contacto de al menos una de las mordazas de sujeción se regula; además, al menos un parámetro mecánico representativo de la temperatura de la pieza se mide como un valor real y se compara con un valor deseado de este parámetro mecánico como representativo de la temperatura deseada.US 2010/0147834 discloses a method for induction heating a metal workpiece to a desired temperature by rotating the workpiece relative to a permeating direct current magnetic field. the piece. The part is clamped between two clamping jaws adapted to rotate about a common axis. At least one of the clamping jaws is actuated to rotate, and at least one of the clamping jaws is adapted to actively move along or parallel to the axis of rotation. The contact force of at least one of the clamping jaws is regulated; furthermore, at least one mechanical parameter representative of the part temperature is measured as a real value and compared with a desired value of this mechanical parameter as representative of the desired temperature.

El documento WO 2012/050552 se refiere a un aparato para endurecer por inducción magnética una pieza.Document WO 2012/050552 refers to an apparatus for hardening a part by magnetic induction.

El aparato incluye una herramienta magnética que presenta una parte de cuerpo formada por un material generalmente no magnético. La parte de cuerpo presenta una superficie configurada para posicionarse muy cerca de la pieza que se endurece. El aparato incluye, además, una disposición magnética acoplada a la parte de cuerpo en o adyacente a la superficie de la parte de cuerpo y configurada para proporcionar regiones de polaridad alterna. Un soporte de la pieza se configura para soportar la pieza muy cerca de la superficie de la herramienta magnética. Una disposición de accionamiento para rotar la herramienta magnética en relación con el soporte de la pieza alrededor de un eje de rotación se proporciona para inducir el calentamiento de la pieza para conseguir una temperatura en el intervalo austenítico de la pieza que da como resultado el endurecimiento de la pieza a través de una transformación microestructural.The apparatus includes a magnetic tool having a body portion formed of a generally non-magnetic material. The body part has a surface configured to be positioned very close to the part that is hardened. The apparatus further includes a magnetic arrangement coupled to the body part at or adjacent to the surface of the body part and configured to provide regions of alternating polarity. A workpiece holder is configured to support the workpiece in close proximity to the surface of the magnetic tool. A drive arrangement for rotating the magnetic tool relative to the part holder about an axis of rotation is provided to induce heating of the part to achieve a temperature in the austenitic range of the part which results in work hardening. the piece through a microstructural transformation.

El documento WO 2013/128281 se refiere a un dispositivo para calentar por inducción una palanquilla. El dispositivo comprende un cuerpo tubular que soporta una pluralidad de imanes permanentes dispuestos dentro del cuerpo tubular, separados de manera angular entre sí y dispuestos con el fin de alternarse con polaridades opuestas; se dispone un soporte para la palanquilla dentro del cuerpo tubular y se orienta hacia dichos imanes. Se proporciona un motor adaptado para rotar el cuerpo tubular con respecto a la palanquilla con el fin de inducir corrientes en la palanquilla que circulan dentro del material de metal, obteniendo el calentamiento de la palanquilla por el efecto Joule. Se proporciona un sistema de refrigeración integral para los imanes permanentes, llevando esto a cabo el cuerpo tubular y apto para alimentar flujos de aire de refrigeración entre imanes permanentes adyacentes.Document WO 2013/128281 refers to a device for induction heating a billet. The device comprises a tubular body supporting a plurality of permanent magnets arranged within the tubular body, angularly spaced from each other and arranged so as to alternate with opposite polarities; a support for the billet is arranged inside the tubular body and is oriented towards said magnets. A motor adapted to rotate the tubular body with respect to the billet is provided in order to induce currents in the billet that circulate inside the metal material, obtaining heating of the billet by the Joule effect. An integral cooling system is provided for the permanent magnets, this being carried out by the tubular body and suitable for feeding cooling air flows between adjacent permanent magnets.

Un objetivo de la presente invención es proporcionar un horno de inducción magnética para calentar palanquillas metálicas, sólidas o tubulares, realizadas en material no férreo (tal como, por ejemplo, aluminio) que van a someterse a la extrusión que se mejora con respecto a los hornos de la materia anterior.An objective of the present invention is to provide a magnetic induction furnace for heating metal billets, solid or tubular, made of non-ferrous material (such as, for example, aluminium) that are to be subjected to extrusion that is better than conventional ones. furnaces of the previous matter.

En particular, un objetivo de la invención es proporcionar un horno del tipo mencionado anteriormente que sea más sencillo con respecto a los hornos de la materia anterior y, por tanto, menos costosos con respecto a estos últimos. Otro objetivo es proporcionar un horno en el que la palanquilla pueda calentarse a la temperatura deseada de manera uniforme por toda su longitud.In particular, an object of the invention is to provide an oven of the type mentioned above that is simpler compared to the ovens of the prior art and therefore less expensive compared to the latter. Another object is to provide a furnace in which the billet can be heated to the desired temperature evenly throughout its length.

Un objetivo adicional es proporcionar un horno del tipo mencionado anteriormente en el que puedan calentarse varias palanquillas sin procesar (palanquillas no sometidas a un tratamiento superficial particular) dispuestas de manera consecutiva a lo largo del eje del horno.A further object is to provide a furnace of the type mentioned above in which several unprocessed billets (bills not subjected to a particular surface treatment) arranged consecutively along the axis of the furnace can be heated.

Estos y otros objetivos que serán más evidentes para el experto en la materia se logran mediante un horno según la reivindicación principal.These and other objectives that will be more apparent to a person skilled in the art are achieved by an oven according to the main claim.

Para una mejor comprensión de la presente invención, los siguientes dibujos se adjuntan a la misma, a modo de ejemplo no limitativo, en los que:For a better understanding of the present invention, the following drawings are attached thereto, by way of non-limiting example, in which:

la figura 1 muestra una vista en perspectiva de una primera realización en una primera posición de funcionamiento;Figure 1 shows a perspective view of a first embodiment in a first operating position;

la figura 2 muestra una vista similar a la de la figura 1, pero del horno según la invención en una posición de funcionamiento diferente;figure 2 shows a view similar to that of figure 1, but of the oven according to the invention in a different operating position;

la figura 3 muestra una vista en particular, a escala ampliada, de una parte del horno de las figuras 1 y 2; la figura 4 muestra una vista en perspectiva de una variante del horno de la figura 1;figure 3 shows a view in particular, on an enlarged scale, of a part of the furnace of figures 1 and 2; figure 4 shows a perspective view of a variant of the furnace of figure 1;

la figura 5 muestra una vista en sección según la línea 5-5 de la figura 4;Figure 5 shows a sectional view along the line 5-5 of Figure 4;

la figura 6 muestra una vista en perspectiva de un componente del horno de la figura 4, es decir, una sección de calentamiento del mismo;Figure 6 shows a perspective view of a component of the furnace of Figure 4, ie a heating section thereof;

la figura 7 muestra una vista en despiece ordenado de una parte del componente de la figura 6; Figure 7 shows an exploded view of a part of the component of Figure 6;

la figura 8 muestra una vista completa en despiece ordenado del componente de la figura 6;Figure 8 shows a complete exploded view of the component of Figure 6;

la figura 9 muestra una vista en sección según la línea 9-9 de la figura 6;Figure 9 shows a sectional view along line 9-9 of Figure 6;

la figura 10 muestra una vista en perspectiva de una variante adicional del horno de la figura 1 que no forma parte de la presente invención;figure 10 shows a perspective view of a further variant of the oven of figure 1 not forming part of the present invention;

la figura 11 muestra una vista desde arriba, con algunas partes omitidas para mayor claridad de la variación de la figura 10;Figure 11 shows a top view, with some parts omitted for clarity of the Figure 10 variation;

la figura 12 muestra una vista en perspectiva de la variante de la figura 11 desde otro lado; yfigure 12 shows a perspective view of the figure 11 variant from another side; Y

la figura 13 muestra una vista en perspectiva de un componente del horno de la figura 11;Figure 13 shows a perspective view of a component of the furnace of Figure 11;

la figura 14 muestra una vista en perspectiva de una aplicación de un horno según otra realización utilizada en conjunto con un horno de gas común para calentar palanquillas y que no forma parte de la presente invención; la figura 15 muestra una vista en perspectiva de la aplicación de la figura 14 con el horno representado en despiece ordenado; yFig. 14 shows a perspective view of a furnace application according to another embodiment used in conjunction with a common gas furnace for heating billets and not forming part of the present invention; Figure 15 shows a perspective view of the application of Figure 14 with the furnace shown exploded; Y

la figura 16 muestra una vista lateral de la aplicación de la figura 14 con el horno representado en despiece ordenado.Figure 16 shows a side view of the application of Figure 14 with the furnace shown exploded.

Con referencia a las figuras mencionadas anteriormente, un horno según la invención se indica, por lo general, con 1 y es apto para calentar por medio de inducción magnética un cuerpo 2 (a modo de ejemplo no limitativo, una palanquilla de aleación de aluminio) que presenta un cuerpo cilindrico 3 (sólido o hueco, es decir, tubular) con extremos yuxtapuestos 4 y 5. Dicha palanquilla 2 es apta para ser posicionada, de manera estable, en una parte de calentamiento 6 de tal horno, comprendiendo tal parte medios aptos para generar, por inducción magnética, un campo magnético de rotación radial y con intensidad variable alrededor de la palanquilla con el fin de generar - en este último - corrientes de Foucault que provoquen el calentamiento del mismo hasta una temperatura deseada, por ejemplo, alrededor de 500°C (en caso de aleaciones de aluminio) o mayor (en los casos a modo de ejemplo de otros materiales no férreos tales como cobre, bronce, latón, plata, etc.).With reference to the aforementioned figures, a furnace according to the invention is generally indicated by 1 and is capable of heating by means of magnetic induction a body 2 (by way of non-limiting example, an aluminum alloy billet). presenting a cylindrical body 3 (solid or hollow, that is, tubular) with juxtaposed ends 4 and 5. Said billet 2 is capable of being positioned, in a stable manner, in a heating part 6 of such an oven, said part comprising means suitable for generating, by magnetic induction, a magnetic field of radial rotation and with variable intensity around the billet in order to generate - in the latter - Eddy currents that cause heating of the same up to a desired temperature, for example, around 500°C (in the case of aluminum alloys) or higher (in the exemplary cases of other non-ferrous materials such as copper, bronze, brass, silver, etc.).

El campo magnético de rotación radial generado, al contrario del longitudinal que suele generarse en los hornos de inducción magnética de la materia anterior, permite presentar un calentamiento más homogéneo y mejor de la palanquilla con respecto a lo que puede obtenerse con las soluciones de la materia anterior; en particular, permite obtener un calentamiento de la palanquilla 2 de manera que la temperatura exterior (superficial) de este último difiera muy ligeramente con respecto a la temperatura interna del mismo (núcleo).The radial rotation magnetic field generated, contrary to the longitudinal one that is usually generated in magnetic induction furnaces of the previous material, allows for a more homogeneous and better heating of the billet with respect to what can be obtained with solutions of the material former; in particular, it makes it possible to obtain a heating of the billet 2 in such a way that the external temperature (surface) of the latter differs very slightly with respect to the internal temperature of the same (core).

La parte de calentamiento 6 del horno 1 se asocia preferiblemente a una estructura fija 10 que comprende una base 11, al menos un tornillo 12 (o accionador de movimiento equivalente con el eje Z), del tipo de recirculación de bolas o trapecios, y un elemento de presión 13 dispuesto en una distancia desde tal base 11.The heating part 6 of the oven 1 is preferably associated with a fixed structure 10 comprising a base 11, at least one screw 12 (or equivalent movement actuator with the Z axis), of the ball or trapezoid recirculation type, and a pressure element 13 arranged at a distance from said base 11.

El elemento de presión 13 está realizado en un material que es un material refractario y con un alto coeficiente de fricción; presenta una superficie para estar en contacto con la palanquilla obtenida preferiblemente con uno o más salientes aptos para "agarrar" la palanquilla.The pressure element 13 is made of a material that is a refractory material and with a high coefficient of friction; it presents a surface to be in contact with the billet obtained preferably with one or more protrusions apt to "grip" the billet.

Ventajosamente, la parte terminal 13A del elemento de presión (o el propio elemento) puede moverse de manera flotante con respecto al eje vertical W de tal elemento 13 (es decir, oscilando alrededor del eje W) con el fin de adaptarse a posibles inclinaciones de las partes terminales libres de la palanquilla en contacto con las mismas con respecto a tal eje.Advantageously, the terminal part 13A of the pressure element (or the element itself) can move in a floating manner with respect to the vertical axis W of said element 13 (that is to say, oscillating around the axis W) in order to adapt to possible inclinations of the free end portions of the billet in contact therewith with respect to said axis.

La parte de calentamiento 6 es apta para sujetar la palanquilla 2 durante el calentamiento de la misma sin que esta última se someta a ningún movimiento cuando en tal parte 6 se genera el campo magnétiThe heating part 6 is able to hold the billet 2 during its heating without the latter undergoing any movement when the magnetic field is generated in said part 6.

palanquilla por inducción. Por tanto, este último está en una posición absolutamente fija y estacionaria en la parte 2 durante el calentamiento de la misma.induction billet. Therefore, the latter is in an absolutely fixed and stationary position in the part 2 during the heating thereof.

Las figuras 1 a 3 muestran una primera forma de realización del horno 1. Presenta una parte de calentamiento 6 móvil con respecto a la base 11 a lo largo de las guías 15 (verticales y laterales con respecto a la parte 6) que conectan la base con un castillo o estructura 16 dispuesto por encima de la base; la parte 6 se asocia con un elemento roscado (espiral) 600 ajustado en el tornillo 12 que rota a su vez en el castillo o estructura 16 que lleva el elemento de presión 13 a través de la acción de una unidad cinemática 18 compuesta por un motor, transmisión o motor de engranajes dotado de un freno de servicio en engranajes adecuados (no mostrados) que actúan conjuntamente con el tornillo 12. En caso de fallo de la potencia eléctrica, el freno de servicio se desactiva y la parte de calentamiento 6 se desliza a lo largo de las guías 15 por medio del tornillo 12 movido por el peso del mismo, que libera la palanquilla 2. Figures 1 to 3 show a first embodiment of the oven 1. It presents a heating part 6 mobile with respect to the base 11 along the guides 15 (vertical and lateral with respect to the part 6) that connect the base with a castle or structure 16 arranged above the base; part 6 is associated with a threaded element (spiral) 600 fitted on screw 12 which in turn rotates in the castle or structure 16 that carries the pressure element 13 through the action of a kinematic unit 18 composed of a motor , transmission or gear motor fitted with a service brake on suitable gears (not shown) cooperating with screw 12. In the event of a power failure, the service brake is released and the heating part 6 slips along the guides 15 by means of the screw 12 moved by its weight, which releases the billet 2.

El movimiento de la parte de calentamiento 6 se obtiene en conjunto con una parte plana inferior 20 de la misma y a lo largo de una columna 21. Tal columna soporta una placa de extremo fija 21a adecuada para actuar juntamente con el elemento de presión 13 para sujetar la palanquilla en una posición fija durante el calentamiento. Esto se facilita por la superficie del elemento de presión 13 que está hecha de un material con un alto coeficiente de fricción (por ejemplo, del tipo utilizado para fabricar patines de freno) en contacto con la palanquilla.The movement of the heating part 6 is obtained in conjunction with a lower flat part 20 thereof and along a column 21. Such a column supports a fixed end plate 21a suitable to act together with the pressure element 13 to hold the billet in a fixed position during heating. This is facilitated by the surface of the pressing element 13 which is made of a material with a high coefficient of friction (eg the type used to make brake pads) in contact with the billet.

Ventajosamente, tal placa 21A también está hecha de un material refractario y puede oscilar de manera flotante para adaptarse a la superficie de la palanquilla 2 que descansa sobre la misma.Advantageously, such a plate 21A is also made of a refractory material and is buoyantly oscillating to conform to the surface of the billet 2 resting thereon.

Al menos uno de dicha placa 21A y dicho elemento 13 comprende medios para medir la temperatura de la palanquilla (por ejemplo, medios que se ponen en funcionamiento en contacto tal como un par térmico o desde una distancia tal como pirómetros ópticos) que permiten detectar la temperatura del mismo en la etapa de calentamiento y controlar el calentamiento por inducción magnética de la palanquilla. Tal control se lleva a cabo por una unidad especial para ordenar y controlar las diversas funciones del horno, no representadas.At least one of said plate 21A and said element 13 comprises means for measuring the temperature of the billet (for example, means that are brought into operation in contact such as a thermal couple or from a distance such as optical pyrometers) allowing to detect the temperature thereof in the heating stage and control the heating by magnetic induction of the billet. Such control is carried out by a special unit to command and control the various functions of the oven, not represented.

Debe observarse que el calentamiento de la palanquilla puede llevarse a cabo según las zonas y la temperatura de estas últimas puede seleccionarse y evaluarse (tal como se describe a continuación en la presente memoria). It should be noted that the heating of the billet can be carried out according to the zones and the temperature of the latter can be selected and evaluated (as described hereinafter).

En cualquier caso, la medición de la temperatura se lleva a cabo preferiblemente y por motivos de seguridad y control: de hecho, al saber las características del material que va a calentarse y la energía requerida para obtener tal calentamiento, es posible calcular la temperatura alcanzada por las palanquillas sin medirlas directamente. In any case, the temperature measurement is carried out preferably and for safety and control reasons: in fact, by knowing the characteristics of the material to be heated and the energy required to obtain such heating, it is possible to calculate the temperature reached by the billets without measuring them directly.

La unidad de control también actúa juntamente con un elemento apto para medir la presión ejercida por el elemento de presión 13 en la palanquilla. Tal elemento de medición es ventajosamente, por ejemplo, una célula de carga. Gracias a los datos de presión detectados por tal célula y los datos de temperatura detectados por los medios de medición de temperatura, la unidad de control ajusta la presión ejercida por el elemento de presión 13 en función de la energía utilizada para calentar generada por la parte de calentamiento 6.The control unit also works together with an element suitable for measuring the pressure exerted by the pressure element 13 on the billet. Such a measuring element is advantageously, for example, a load cell. Thanks to the pressure data detected by such a cell and the temperature data detected by the temperature measurement means, the control unit adjusts the pressure exerted by the pressure element 13 as a function of the energy used for heating generated by the part. heating 6.

El elemento de medición de presión también se utiliza con fines de seguridad para controlar la presión ejercida en la palanquilla con el objetivo de evitar la deformación del mismo (para extenderlo cuando está caliente) y los posibles problemas del horno en conjunto.The pressure gauge element is also used for safety purposes to control the pressure exerted on the billet in order to avoid deformation of the billet (to spread it out when hot) and possible problems with the furnace as a whole.

Dicho elemento se utiliza para controlar indirectamente la extensión de la palanquilla calentada, lo que evita, por tanto, una sobrepresión adicional de las partes mecánicas en contacto con el mismo o deformaciones del mismo capaces de provocar que superen las tolerancias proporcionadas por los requisitos.Said element is used to indirectly control the extension of the heated billet, thus avoiding additional overpressure of the mechanical parts in contact with it or deformations of the same capable of causing them to exceed the tolerances provided by the requirements.

Además, la parte de calentamiento 6 presenta placas laterales 22 que soportan rodillos locos o zapatas 23 aptos para moverse a lo largo de las guías laterales 15, con el fin de guiar el movimiento de la parte de calentamiento 6 hacia el castillo o estructura 16.In addition, the heating part 6 presents lateral plates 22 that support idle rollers or shoes 23 capable of moving along the lateral guides 15, in order to guide the movement of the heating part 6 towards the castle or structure 16.

La parte de calentamiento 6 del horno 1 comprende una o más (como en el ejemplo) secciones de calentamiento 25 dotadas de motores eléctricos sin escobillas coaxiales (o anulares) 250, conocidos por sí mismos (y que se describirán a continuación en la presente memoria). Por tanto, cada sección 25 presenta una forma anular coaxial y se superpone y/o conecta con otras secciones y, por tanto, delimita un orificio central apto para servir como un asiento o compartimento 27, con un eje vertical W con respecto a un plano P en el que se encuentra el horno 1, para la palanquilla 2 cuando se somete a calentamiento por inducción magnética. Tal como se describe a continuación en la presente memoria, se proporciona un anillo que lleva imanes permanentes en los que se inserta la palanquilla 2, en cada una de tales secciones 25 y motores 250.The heating part 6 of the oven 1 comprises one or more (as in the example) heating sections 25 equipped with coaxial (or annular) brushless electric motors 250, known per se (and which will be described hereinafter). ). Therefore, each section 25 presents a coaxial annular shape and overlaps and/or connects with other sections and, therefore, delimits a central hole suitable for serving as a seat or compartment 27, with a vertical axis W with respect to a plane P in which the furnace 1 is located, for the billet 2 when subjected to heating by magnetic induction. As described herein below, a ring carrying permanent magnets into which the billet 2 is inserted is provided, in each of such sections 25 and motors 250.

En el ejemplo de las figuras, se superponen de manera mutuamente axial diversas secciones de calentamiento 25 (por ejemplo, siendo preferiblemente 2, 4, 6 u 8), presentando cada sección un motor anular 250 de la misma; todo se dispone en un recipiente 28 definido por la parte inferior 20 y por las placas laterales 22 mencionadas anteriormente, así como por otras placas 22A dispuestas en otros lados de la parte 6 diferentes de aquellos en los que se disponen las placas 26. Por tanto, el recipiente 28 se conforma para formar un polígono sólido (paralelepípedo o cubo, en función del número de secciones 25 presentes) cuya cara superior 28A está abierta y delimitada por la sección situada en la parte superior de la pila de secciones 25 presentes en el recipiente.In the example of the figures, several heating sections 25 (for example, preferably being 2, 4, 6 or 8) overlap each other axially, each section presenting an annular motor 250 thereof; everything is arranged in a container 28 defined by the lower part 20 and by the aforementioned side plates 22, as well as by other plates 22A arranged on other sides of part 6 different from those on which the plates 26 are arranged. Therefore , the container 28 is shaped to form a solid polygon (parallelepiped or cube, depending on the number of sections 25 present) whose upper face 28A is open and delimited by the section located at the top of the stack of sections 25 present in the container. bowl.

Dicho recipiente es móvil, en su totalidad, a lo largo de las guías 15 hacia el castillo o estructura 16 y, por tanto, recibe en el asiento o compartimento 27 una palanquilla dispuesta en una placa 21A que permanece fija en el mismo unida de manera solidaria con la columna 21 unida a su vez de manera solidaria con la base 11. Tal movimiento se obtiene al rotar el tornillo 12 por medio de la unidad cinemática 18, llevando dicho movimiento al deslizamiento del elemento roscado 600 a lo largo del mismo y, por tanto, el movimiento de la parte 6 a lo largo de las guías 15. Tal movimiento, es decir, el deslizamiento de la parte 6 con respecto a la base 11, se controla por un transductor lineal dispuesto en el castillo o estructura 16 (y no mostrado). Said container is movable, in its entirety, along the guides 15 towards the castle or structure 16 and, therefore, receives in the seat or compartment 27 a billet arranged on a plate 21A that remains fixed therein joined in such a way integral with the column 21 united in turn integrally with the base 11. Such movement is obtained by rotating the screw 12 by means of the kinematic unit 18, leading said movement to the sliding of the threaded element 600 along it and, therefore, the movement of the part 6 along the guides 15. Such movement, that is, the sliding of the part 6 with respect to the base 11, is controlled by a linear transducer arranged in the castle or structure 16 ( and not shown).

Más en particular, tal transductor lineal se asocia al elemento de presión 13 con el fin de permitir la medición de la longitud exacta de las palanquillas a través de un movimiento inicial de tal elemento 13 después de cargar la palanquilla en el horno 1 que pone tal elemento 13 en contacto con la palanquilla. Esto explota el hecho de que la placa 21A está fija y determina el plano de referencia.More particularly, such a linear transducer is associated with the pressing element 13 in order to allow the measurement of the exact length of the billets through an initial movement of said element 13 after loading the billet into the furnace 1 placing such element 13 in contact with the billet. This exploits the fact that the plate 21A is fixed and determines the reference plane.

A través de esta medición (totalmente automática), la unidad de control controla la elevación de la parte de calentamiento 6 al rotar el tornillo 12 de modo que el desplazamiento de dicha parte 6 cubra la longitud real de la palanquilla. Debe observarse que tal longitud no es constante (aunque se establezca de manera nominal), debido al hecho de que deriva de una operación de corte de palanquilla anterior que no siempre permite presentar una medición fija y definitiva de la palanquilla.Through this (fully automatic) measurement, the control unit controls the elevation of the heating part 6 by rotating the screw 12 so that the displacement of said part 6 covers the actual length of the billet. It should be noted that said length is not constant (even if it is nominally established), due to the fact that it derives from a previous billet cutting operation which does not always allow a fixed and definitive measurement of the billet to be presented.

Además, debido a la medición de la longitud real de la palanquilla, un brazo de recogida que lo mueve desde el horno hasta una prensa de forjar puede posicionarse siempre y cogerlo en el punto más apropiado con el objetivo de evitar el desequilibrio del mismo durante su desplazamiento o de permitir que supere los posibles obstáculos presentes a lo largo de la trayectoria de desplazamiento.In addition, due to the measurement of the actual length of the billet, a pick-up arm that moves it from the furnace to a forging press can always be positioned and picked up at the most appropriate point in order to avoid unbalance of the billet during its production. movement or to allow it to overcome any obstacles present along the path of movement.

Por tanto, la palanquilla 2 puede acceder al asiento o compartimento 27 desde la cara 28A, partiendo dicho compartimento de tal cara y terminando en la parte 20 mencionada adicionalmente con anterioridad.Therefore, the billet 2 can access the seat or compartment 27 from the face 28A, said compartment starting from such face and ending in the previously mentioned additional part 20.

Con referencia a las figuras 6 a 9, cada sección de calentamiento 25 comprende un cuerpo de contención exterior 30 que tiene forma anular y que presenta un orificio central 31. El motor eléctrico anular 250 correspondiente se posiciona en tal orificio. El motor 250 comprende un estátor del motor 33 y un rotor del motor interior con imanes permanentes 34. El estátor 33 se abastece eléctricamente a través de conectores 36 que sobresalen del cuerpo de contención 30. En este último, alrededor del estátor 33 se presenta un circuito de refrigeración (del tipo con agua, glicol o cualquier otro fluido) abastecido a través de tuberías conectadas a conexiones 38 presentes en el cuerpo 30.With reference to figures 6 to 9, each heating section 25 comprises an outer containment body 30 that is annular in shape and that presents a central hole 31. The corresponding annular electric motor 250 is positioned in said hole. The motor 250 comprises a motor stator 33 and an internal motor rotor with permanent magnets 34. The stator 33 is electrically supplied through connectors 36 protruding from the containment body 30. In the latter, around the stator 33 there is a refrigeration circuit (of the type with water, glycol or any other fluid) supplied through pipes connected to connections 38 present on the body 30.

En el motor 250 se posiciona un rotor anular 40 (o cuerpo magnético calibrador que también sirve como un espaciador, que es cilíndrico en la realización de las figuras) definido por al menos un cuerpo anular 41 que contiene un elemento cilíndrico anular 41A con un orificio axial y que lleva una pluralidad de imanes 43 permanentes fijos cuya disposición define asientos 44 que pueden utilizarse de manera conveniente como canales para refrigerar los imanes y aplicarse al cuerpo 41 del mismo. El cuerpo 40 (o "rotor magnético anular" considerando tal cuerpo 40 en conjunto, es decir, con el cuerpo 41, el elemento 41A y los imanes 43) descansa en los elementos de apoyo 47 intercalados entre el rotor magnético permanente 34 y las partes huecas 48 proporcionadas dentro del cuerpo 41 cerca de los extremos yuxtapuestos del mismo.Positioned in the motor 250 is an annular rotor 40 (or caliper magnetic body that also serves as a spacer, which is cylindrical in the embodiment of the figures) defined by at least one annular body 41 containing an annular cylindrical element 41A with a hole axial and carrying a plurality of fixed permanent magnets 43 whose arrangement defines seats 44 that can be conveniently used as channels for cooling the magnets and applied to the body 41 thereof. The body 40 (or "annular magnetic rotor" considering such a body 40 as a whole, that is, with the body 41, the element 41A and the magnets 43) rests on the support elements 47 sandwiched between the permanent magnetic rotor 34 and the parts hollows 48 provided within the body 41 near the juxtaposed ends thereof.

Dado que las palanquillas 2 pueden presentar diferentes diámetros, el elemento 41A puede presentar diferentes realizaciones con diferentes orificios axiales que definen, por tanto, asientos o compartimentos 27 de diferente forma para las diferentes palanquillas. Además, tal como se mencionó, aunque se representa como un cilindro hueco en las figuras, tal rotor 40 también puede formarse para conformar un anillo sencillo que soporta los imanes 43 en asientos adecuados del cuerpo 41 del mismo.Since the billets 2 can have different diameters, the element 41A can have different embodiments with different axial holes that therefore define seats or compartments 27 of different shapes for the different billets. Furthermore, as mentioned, although it is represented as a hollow cylinder in the figures, such a rotor 40 can also be formed to form a simple ring that supports the magnets 43 in suitable seats of the body 41 of the same.

Ventajosamente, los imanes se conforman de manera similar a una "teja" (y no tienen forma de bloque cúbico o paralelepípedo) y esto permite presentar un alto rendimiento magnético debido al hecho de que los flujos magnéticos rodean por completo un anillo de soporte correspondiente 41A y cubiertas de extremo de cierre 49B (que cierran cada sección 25), hechas de un material magnéticamente permeable; además, gracias a tal forma similar a una teja, los flujos mencionados anteriormente se dirigen de manera conveniente hacia la pieza que va a calentarse (palanquilla 2), lo que determina, por tanto, la alta penetración en esta última.Advantageously, the magnets are shaped similar to a "tile" (and are not cuboid or parallelepiped in shape) and this allows to present a high magnetic performance due to the fact that the magnetic fluxes completely surround a corresponding support ring 41A and closing end covers 49B (closing each section 25), made of a magnetically permeable material; moreover, thanks to such a tile-like shape, the aforementioned flows are conveniently directed towards the part to be heated (billet 2), which therefore determines the high penetration into the latter.

Cada sección 25 comprende, tal como se mencionó, las cubiertas de extremo para cerrar los apoyos 49B y las bridas magnéticas de extremo correspondientes 49A adecuadas para cerrar el campo magnético de los imanes (y mantenerlo en el grupo de los imanes 43) y una brida para soportar los apoyos 49C.Each section 25 comprises, as mentioned, the end caps for closing the supports 49B and the corresponding end magnetic flanges 49A suitable for closing the magnetic field of the magnets (and keeping it in the group of magnets 43) and a flange to support supports 49C.

Preferentemente, los imanes 43 se cubren hacia el asiento o compartimento 27, por un cilindro de aluminio (no mostrado) tan alto como el grupo de imanes 43. Dicho cilindro se cubre a su vez por una capa (no mostrada tampoco) hecha de un material que refleja las radiaciones infrarrojas apto para romperla hacia la palanquilla dispuesto en el asiento o compartimento 27 que protege, por tanto, los imanes 43 contra el calentamiento excesivo. Preferably, the magnets 43 are covered towards the seat or compartment 27, by an aluminum cylinder (not shown) as high as the group of magnets 43. Said cylinder is covered in turn by a layer (also not shown) made of a material that reflects infrared radiation capable of breaking it towards the billet arranged in the seat or compartment 27 that therefore protects the magnets 43 against excessive heating.

Esto también contribuye a una mejora del calentamiento de la palanquilla 2.This also contributes to an improvement in the heating of the billet 2.

En la forma de realización (no limitativa) de las figuras 1 a 3, los rotores sobresalen del cuerpo de contención 30 y se guían en rotación por una pluralidad de discos ranurados 50 que rotan libremente en pasadores 51 fijados en partes angulares 51A de tal cuerpo. Cada disco ranurado 50 presenta una cavidad 54 con la que actúa conjuntamente una brida o manguito 55 que sobresale radialmente desde el rotor correspondiente.In the (non-limiting) embodiment of figures 1 to 3, the rotors protrude from the containment body 30 and are guided in rotation by a plurality of slotted discs 50 that rotate freely on pins 51 fixed in angular parts 51A of said body. . Each slotted disc 50 presents a cavity 54 with which a flange or sleeve 55 coacts that protrudes radially from the corresponding rotor.

La forma de realización de la invención de las figuras 1 a 3 prevé que la parte de calentamiento 6 sea móvil a lo largo de las guías 15 para llevar a cabo el calentamiento de la palanquilla. De hecho, en una etapa de utilización inicial de la invención, la parte de calentamiento 6 descansa en la base 11. Para mantener esta configuración, se posiciona una palanquilla 2 (por un dispositivo de manejo común, no mostrado, fuera del horno 1) entre el elemento de presión 13 y la placa 21A y se acciona el elemento de presión 13 para bloquear dicha palanquilla entre este y la placa 21A.The embodiment of the invention of figures 1 to 3 provides for the heating part 6 to be movable along along the guides 15 to carry out the heating of the billet. In fact, in a stage of initial use of the invention, the heating part 6 rests on the base 11. To maintain this configuration, a billet 2 is positioned (by a common handling device, not shown, outside the furnace 1) between the pressing element 13 and the plate 21A and the pressing element 13 is actuated to lock said lever between it and the plate 21A.

Ventajosamente, el elemento de presión 13 se define por un accionador hidráulico, neumático o hidroneumático con un pistón móvil 13A apto para presionar la palanquilla 2 contra la placa 21A. Esto también permite combatir cualquier posible reacción de rotación de la palanquilla cuando se activan los rotores magnéticos 40 contenidos en las estaciones 25, generándose la rotación por el campo magnético de rotación provocado por el movimiento de los rotores 34 contenidos en los estátores 33 de los motores mencionados anteriormente 250. Tal rotación puede evitarse, reducirse o combatirse al alternar la dirección de rotación de los rotores 34 de los motores 250 de secciones de calentamiento adyacentes y consecutivas 25 de una rotación en sentido de las agujas del reloj a una rotación en sentido contrario a las agujas del reloj.Advantageously, the pressure element 13 is defined by a hydraulic, pneumatic or hydropneumatic actuator with a mobile piston 13A capable of pressing the billet 2 against the plate 21A. This also makes it possible to combat any possible rotational reaction of the billet when the magnetic rotors 40 contained in the stations 25 are activated, the rotation being generated by the rotational magnetic field caused by the movement of the rotors 34 contained in the stators 33 of the motors. mentioned above 250. Such rotation can be avoided, reduced or combated by alternating the direction of rotation of the rotors 34 of the motors 250 of adjacent and consecutive heating sections 25 from clockwise to counterclockwise rotation. clockwise.

La parte 6 se eleva, por tanto, por la rotación del tornillo 12 hacia el castillo o estructura 16 hasta que cubre toda la palanquilla 2, es decir, hasta que está totalmente dentro del asiento o compartimento 27. Por tanto, debe observarse que todas las secciones 25 apiladas en el cuerpo 30 cubren toda la longitud de la palanquilla 2. The part 6 is therefore raised by the rotation of the screw 12 towards the castle or structure 16 until it covers the entire billet 2, that is to say, until it is completely inside the seat or compartment 27. It should therefore be noted that all the sections 25 stacked in the body 30 cover the entire length of the billet 2.

Una vez que se activan los motores mencionados anteriormente, debido al campo magnético generado por los rotores anulares 40 que penetran preferiblemente en el material de la palanquilla en la dirección radial, se generan corrientes de Foucault en la palanquilla que lo calientan debido al efecto Joule. Tal calentamiento se controla de una manera conocida por sí misma, por ejemplo, por medio de pares térmicos asociados al elemento de presión 13 y a la placa 21A. Ventajosamente, otros pares térmicos pueden disponerse entre las diversas secciones de calentamiento 25 con el fin de permitir la medición de la temperatura a lo largo de la palanquilla y no solo en los dos cabezales o extremos. Esto permite una mejor monitorización o control de la tendencia de temperatura, es decir, el calentamiento de la palanquilla a lo largo de todo el eje del mismo.Once the aforementioned motors are activated, due to the magnetic field generated by the annular rotors 40 which preferentially penetrates the billet material in the radial direction, eddy currents are generated in the billet which heat it due to the Joule effect. Such heating is controlled in a manner known per se, for example, by means of thermal couples associated with pressure element 13 and plate 21A. Advantageously, other thermal couples can be arranged between the various heating sections 25 in order to allow temperature measurement along the length of the billet and not just at the two heads or ends. This allows better monitoring or control of the temperature trend, that is, the heating of the billet along its entire axis.

Después de tal operación, los motores 25 se desactivan y la parte 6 se devuelve a la base 11; la palanquilla calentada por tanto (sujeta por el elemento 13 en la placa 21A) se elimina del horno 1 (por ejemplo, por medio de un dispositivo de manejo) y se inserta, incluso directamente, en un extrusor a través de este u otro dispositivo de manejo (no mostrado). De hecho, debido a la forma particular del horno, puede presentar unas dimensiones transversales pequeñas (ligeramente más grandes que uno o dos metros por lado en el plano P) y disponerse en el lado del extrusor, permitiendo por tanto la carga rápida de la palanquilla calentada en este último.After such an operation, the motors 25 are deactivated and the part 6 is returned to the base 11; the heated billet thus (held by element 13 on plate 21A) is removed from furnace 1 (for example, by means of a handling device) and inserted, even directly, into an extruder through this or another device drive (not shown). In fact, due to the particular shape of the furnace, it can have small transverse dimensions (slightly larger than one or two meters per side in the P plane) and be arranged on the extruder side, thus allowing rapid loading of the billet. heated in the latter.

Dado que la palanquilla 2 es estacionaria durante el calentamiento, no existe la necesidad de mecanismos más o menos complejos aptos para soportarlo durante tal operación: la palanquilla puede colocarse sencillamente en la placa 21A asociada a la parte de calentamiento 6 del horno 1 (y que, de hecho, es la parte que sirve como "horno" de esta última) y preferiblemente presionada en la placa 21A por el elemento de presión 13.Since the billet 2 is stationary during heating, there is no need for more or less complex mechanisms capable of supporting it during such an operation: the billet can be simply placed on the plate 21A associated with the heating part 6 of the furnace 1 (and which , in fact, it is the part that serves as the "oven" of the latter) and preferably pressed on the plate 21A by the pressure element 13.

Debe observarse que los motores 250 utilizados son entonces del tipo anular coaxial, tal como se mencionó, y preferiblemente son de manera ventajosa del tipo trifásico sincronizado dotados de un número de polos y bobinas necesarios para optimizar el par motor y presentar la potencia requerida. Dichos motores presentan un alto rendimiento de alrededor de un 95%. Son "sin sensores", es decir, no están dotados de transductores para ajustar la posición del rotor y las revoluciones del motor. Gracias a un algoritmo de cálculo, la unidad de control mencionada anteriormente del horno proporciona la sincronización de todos los motores 250 de la parte 6 y su correcta variación del número de revoluciones en función del requisito de distribución de la temperatura deseado en la palanquilla y posiblemente la temperatura del cono.It should be noted that the motors 250 used are then of the coaxial annular type, as mentioned, and are advantageously of the synchronized three-phase type provided with a number of poles and coils necessary to optimize the motor torque and present the required power. Said motors have a high efficiency of around 95%. They are "sensorless", that is, they are not equipped with transducers to adjust the position of the rotor and the revolutions of the engine. Thanks to a calculation algorithm, the aforementioned control unit of the furnace provides the synchronization of all 250 motors of part 6 and their correct variation of the number of revolutions depending on the desired temperature distribution requirement in the billet and possibly the cone temperature.

Cada rotor magnético 40 presenta un número de polos no limitados a un valor específico y este número puede ser un número par o impar y mayor que dos en cualquier caso.Each magnetic rotor 40 has a number of poles not limited to a specific value and this number can be an even or odd number and greater than two in any case.

El horno de inducción magnética en cuestión presenta un alto rendimiento de alrededor de un 95%. De hecho, dado que son imanes permanentes, los imanes utilizados (aleación de hierro-neodimio-boro, NdFeB) no necesitan corrientes de imanación como se produce en su lugar con núcleos de un horno de inducción electromagnética en el que parte de la energía suministrada a los núcleos se disipa en calor (hasta un 50% de la energía suministrada). The magnetic induction furnace in question has a high efficiency of around 95%. In fact, since they are permanent magnets, the magnets used (iron-neodymium-boron alloy, NdFeB) do not need magnetization currents as occurs instead with cores of an electromagnetic induction furnace in which part of the energy supplied to the cores is dissipated in heat (up to 50% of the energy supplied).

En una variante mostrada en las figuras 4 y 5, la parte 6 del horno 1 está fija a la base 11 mientras que debajo de esta última se proporciona un pocillo o compartimento 60 (obtenido en un plano P en el que se encuentra tal base) cerca del cual está presente un soporte móvil 61 para la palanquilla 2. Tal soporte se asocia a un accionador 62 (por ejemplo, un tornillo 63 accionado por un motor eléctrico 64) contenido en tal compartimento 60.In a variant shown in figures 4 and 5, the part 6 of the oven 1 is fixed to the base 11 while below the latter a well or compartment 60 is provided (obtained in a plane P in which such a base is located). near which there is a movable support 61 for the billet 2. Such a support is associated with an actuator 62 (for example a screw 63 driven by an electric motor 64) contained in such a compartment 60.

En tal caso, no operativo, el soporte 61 se dispone cerca de la base 11, es decir, de la parte inferior 20 del horno 6 que (al contrario de la realización de las figuras 1 a 3) está provista de un orificio central 66 coaxial con el asiento o compartimento 27 para la palanquilla. Cuando se requiere para calentar la palanquilla 2, tal soporte (denominado eje Z) se eleva en el asiento o compartimento 27 hasta la cara superior 28A del recipiente 28 de la parte 6, a través del accionador 62; se posiciona, por tanto, en tal soporte 61 la palanquilla 2 que se presiona, por tanto, contra el soporte del elemento de presión 13.In such a non-operative case, the support 61 is arranged near the base 11, that is to say, the lower part 20 of the oven 6 which (contrary to the embodiment of figures 1 to 3) is provided with a central hole 66 coaxial with the seat or compartment 27 for the billet. When required to heat the billet 2, such a support (called the Z axis) rises in the seat or compartment 27 up to the upper face 28A of the container 28 of part 6, through of actuator 62; The billet 2 is therefore positioned on such a support 61, which is thus pressed against the support of the pressing element 13.

En este punto, tanto el elemento de presión 13 como el accionador 62 se mueven en conjunto a lo largo de los ejes Z y W del asiento o compartimento 27 que inserta la palanquilla en la parte de calentamiento 6 y lo sujeta fijado y bloqueado en tal asiento. Después del calentamiento del mismo (obtenido utilizando las secciones de calentamiento 25), tal movimiento se repite al revés y la palanquilla calentada se extrae del asiento o compartimento 27 con el fin de quitarse del horno.At this point, both the pressing element 13 and the actuator 62 move together along the Z and W axes of the seat or compartment 27 which inserts the billet into the heating part 6 and holds it fixed and locked in such a way. seat. After heating the same (obtained using the heating sections 25), such movement is repeated in reverse and the heated billet is extracted from the seat or compartment 27 in order to be removed from the furnace.

Gracias a la invención, incluso varias palanquillas 2 (no siempre con forma regular) dispuestas a lo largo de los ejes Z y W pueden someterse al calentamiento sin requerir ningún tratamiento superficial en los cabezales de los mismos para permitir una alineación perfecta entre ellos y mantener dicha alineación durante la operación de calentamiento.Thanks to the invention, even several billets 2 (not always with a regular shape) arranged along the Z and W axes can be subjected to heating without requiring any surface treatment on the heads thereof to allow perfect alignment between them and to maintain said alignment during the heating operation.

Las figuras 10 a 13 muestran una variante adicional de un horno que no forma parte de la presente invención. En tales figuras, las partes correspondientes a las de las figuras descritas anteriormente se indican usando los mismos números de referencia.Figures 10 to 13 show a further variant of an oven that does not form part of the present invention. In such figures, parts corresponding to those in the figures described above are indicated using the same reference numerals.

En la variante en cuestión, la estructura del horno es del tipo de eje horizontal en el sentido de que la parte de calentamiento 6 es móvil en paralelo al plano horizontal P en el que se encuentra el horno. La figura muestra un horno 1 con dos grupos de partes de calentamiento 6 que se ponen en funcionamiento paralelos o alternativos entre sí (cuando una parte calienta, la otra se carga con una palanquilla 2 que va a calentarse o una palanquilla ya calentada se extrae de la misma).In the variant in question, the structure of the furnace is of the horizontal axis type in the sense that the heating part 6 is movable parallel to the horizontal plane P on which the furnace is located. The figure shows a furnace 1 with two groups of heating parts 6 that are put into operation parallel or alternating with each other (when one part heats, the other is loaded with a billet 2 to be heated or an already heated billet is removed from the same).

El horno 1 comprende una base 11 que presenta montantes de extremo 110 que soportan elementos de presión 13 (similares a los 13 de la figura 1 ya descritos), accionados por accionadores lineales del tipo hidráulico, neumático o hidroneumático. Cada elemento de presión presenta un accionador 130 y el pistón móvil 13A (que lleva un cuerpo 131 apto para actuar juntamente con la palanquilla 2 en un extremo del mismo). En la realización mostrada en las figuras en cuestión, el horno 1 presenta pares de pistones móviles yuxtapuestos 13A, coaxiales colocados al menos en el mismo eje longitudinal M a lo largo del horno 1.The oven 1 comprises a base 11 that has end uprights 110 that support pressure elements 13 (similar to those 13 in Figure 1 already described), actuated by linear actuators of the hydraulic, pneumatic, or hydropneumatic type. Each pressure element has an actuator 130 and the mobile piston 13A (which has a body 131 capable of acting together with the billet 2 at one end thereof). In the embodiment shown in the figures in question, the oven 1 has pairs of juxtaposed mobile pistons 13A, coaxial, positioned at least on the same longitudinal axis M along the oven 1.

Las partes de calentamiento 6 del horno que, en una realización preferida, comprenden dos partes 66A y 66B asociadas a cojinetes 140 móviles a lo largo de guías 145 presentes en la base 11 se mueven a lo largo de tal eje M. Dicho movimiento se obtiene a través de accionadores electromecánicos (tal como del tipo de tornillo y un motor eléctrico conectado), hidráulicos, neumáticos o hidroneumáticos conocidos por sí mismos. Cada parte 66A y 66B comprende al menos una sección de calentamiento 25 dotada de un motor coaxial 250 deslizable, gracias al compartimento o asiento interior 27, a lo largo de los pistones correspondientes 13A.The heating parts 6 of the oven which, in a preferred embodiment, comprise two parts 66A and 66B associated with bearings 140 mobile along guides 145 present on the base 11 move along said axis M. Said movement is obtained via electromechanical (such as screw type and a connected electric motor), hydraulic, pneumatic or hydropneumatic actuators known per se. Each part 66A and 66B comprises at least one heating section 25 equipped with a coaxial motor 250 that can slide, thanks to the compartment or interior seat 27, along the corresponding pistons 13A.

Por tanto, según la variante en cuestión, una palanquilla 2 puede llevarse a cabo por un dispositivo de manejo 300, por ejemplo, un pequeño puente grúa o cojinete 310 que puede moverse a lo largo de guías aéreas 311 y dotado de sus propios medios para accionar el movimiento; dicho dispositivo de manejo comprende elementos de agarre móviles 313, por ejemplo, una abrazadera, asociados a un elemento de movimiento vertical (por ejemplo, un brazo de soporte, una polea o un puente grúa) 314 que permite coger una palanquilla 2 (movida a lo largo de la guía aérea 311 por el cojinete 310) en el eje M cuando los pistones yuxtapuestos 13A están en una posición tal como para separar los cuerpos 131. Ventajosamente, una o más monturas móviles asociadas a la base 11 soportan la palanquilla a lo largo de tal eje M.Therefore, according to the variant in question, a billet 2 can be carried out by a handling device 300, for example a small overhead crane or bearing 310 that can move along overhead guides 311 and provided with its own means for trigger movement; said handling device comprises movable gripping elements 313, for example a clamp, associated with a vertical movement element (for example a support arm, a pulley or an overhead crane) 314 that makes it possible to grip a billet 2 (moved at along the aerial guide 311 by the bearing 310) in the axis M when the juxtaposed pistons 13A are in such a position as to separate the bodies 131. Advantageously, one or more mobile mounts associated with the base 11 support the billet along along such an axis M.

Cuando la palanquilla está en tal posición, los pistones se mueven con el fin de acercarse a sus cuerpos 131 y fijar las palanquillas entre los mismos. En este punto, se retiran todas las monturas (terminando la función de las mismas) y la palanquilla se sujeta solo por los elementos de presión 13. Obviamente, en esta etapa cada parte o pieza de calentamiento del mismo es proximal a los montantes 110.When the billet is in such a position, the pistons are moved so as to approach their bodies 131 and fix the billets therebetween. At this point, all the mounts are withdrawn (finishing their function) and the billet is held only by the pressing elements 13. Obviously, at this stage each part or piece of heating thereof is proximal to the mounts 110.

Hecho esto, dichas partes de calentamiento se mueven a lo largo de la base 11 con el fin de "bobinar" la palanquilla 2, recibiéndola en el asiento o compartimento 27 del mismo.Once this is done, said heating parts move along the base 11 in order to "wind up" the billet 2, receiving it in the seat or compartment 27 thereof.

En el caso del ejemplo de las figuras, las dos partes 66A y 66B están encerradas alrededor de la palanquilla y bloqueadas una en la otra por medio de placas laterales 370 asociadas al cuerpo de contención exterior 30 de tales secciones de calentamiento 25. Después del calentamiento, tales partes 66A y 66B se separan, cada guía se eleva desde la base, los elementos 13 liberan la palanquilla que puede extraerse por tanto.In the case of the example of the figures, the two parts 66A and 66B are enclosed around the billet and locked one to the other by means of side plates 370 associated with the external containment body 30 of such heating sections 25. After heating , such parts 66A and 66B separate, each guide rises from the base, the elements 13 release the billet which can therefore be extracted.

Debido a la invención, en las diversas formas de realización, se obtiene un horno compacto, con una masa baja así como costes de instalación y mantenimiento bajos. Esto se debe a la adaptabilidad del asiento o compartimento 27 a diversas dimensiones de la palanquilla con la capacidad de sustitución del elemento 41Aque lleva los imanes 43 (con elementos que definen asientos o compartimentos de diversas secciones).Due to the invention, in the various embodiments, a compact oven is obtained, with a low mass as well as low installation and maintenance costs. This is due to the adaptability of the seat or compartment 27 to various dimensions of the billet with the ability to replace the element 41A carrying the magnets 43 (with elements defining seats or compartments of various sections).

Además, para la forma de realización particular de la parte de calentamiento 6, los motores eléctricos 250 y los rodillos magnéticos relativos 40, se obtienen frecuencias de líneas de flujo magnético considerablemente inferiores a las requeridas en los hornos de inducción. Por eso, penetran más profundo en la palanquilla, obteniendo por tanto un calentamiento más uniforme.In addition, for the particular embodiment of the heating part 6, the electric motors 250 and the relative magnetic rollers 40, frequencies of lines of magnetic flux considerably lower than those required in induction furnaces are obtained. Therefore, they penetrate deeper into the billet, thus obtaining a more uniform heating.

Por tanto, esto permite obtener un rendimiento general muy alto del horno, mayor que 80 - 85%.This therefore makes it possible to obtain a very high overall efficiency of the furnace, greater than 80 - 85%.

Además, la invención permite obtener un horno que permita el calentamiento no uniforme de la palanquilla entre un extremo y el otro; esta técnica (o cono de temperatura) se requiere con el fin de obtener una temperatura uniforme durante la extrusión. Esta posibilidad de calentamiento de la palanquilla de una manera diferenciada a lo largo de su eje deriva de la utilización de una parte de calentamiento 6 con motores eléctricos que rotan a diferentes velocidades: cuanto más rápida sea la rotación de los rotores magnéticos 40 coaxiales a los motores eléctricos 250, más alta será la temperatura alcanzada por la sección de palanquilla dispuesta en tal motor dentro de la unidad de tiempo preestablecida.In addition, the invention makes it possible to obtain a furnace that allows non-uniform heating of the billet between one end and the other; this technique (or temperature cone) is required in order to obtain a uniform temperature during extrusion. This possibility of heating the billet in a differentiated way along its axis derives from the use of a heating part 6 with electric motors that rotate at different speeds: the faster the rotation of the magnetic rotors 40 coaxial to the electric motors 250, the higher the temperature will be reached by the billet section arranged in such a motor within the preset unit of time.

Obviamente, si no se desea tal distribución de temperatura, sino que se desea que cualquier sección de la palanquilla presente una temperatura diferente con respecto a las otras, todo lo que se requiere es ajustar la velocidad de rotación del motor eléctrico y, por tanto, del motor 40 contenido en el mismo en el que se dispone tal sección con el objetivo de obtener la temperatura deseada.Obviously, if such a temperature distribution is not desired, but rather any section of the billet is desired to have a different temperature from the others, all that is required is to adjust the rotational speed of the electric motor and thus of the motor 40 contained therein in which said section is arranged in order to obtain the desired temperature.

Las figuras 14 a 16 muestran una aplicación particular del horno de la figura 1 que no forma parte de la presente invención, a un horno de gas común 400. En tales figuras, las partes correspondientes a las descritas anteriormente se indican usando los mismos números de referencia.Figures 14 to 16 show a particular application of the oven of Figure 1 not forming part of the present invention, to a common gas oven 400. In such figures, parts corresponding to those described above are indicated using the same part numbers. reference.

Según esta forma de realización, en un lado 400A del horno 400 están dispuestas unas guías 440 aptas para soportar el horno 1. Más en particular, este último comprende un cuerpo 401 que presenta elementos de guiado 443 deslizables en la guía 440 y unos medios de abrazadera 445 aptos para fijar una palanquilla (no mostrada) a la salida del horno. Dichos medios 445 son del tipo de abrazadera y comprenden un accionador 446, por ejemplo, hidráulico, apto para actuar en un elemento de retorno 447 articulado al cuerpo 401 y a su vez que actúa en un vástago 448 articulado a una primera semiabrazadera 449. La otra segunda semiabrazadera 450 se une de manera solidaria con el elemento de retorno 447 y se articula, de manera similar a lo que se produce con la primera semiabrazadera 449, a un pasador correspondiente 451, 452 que se eleva desde una cara plana 455 del cuerpo 401.According to this embodiment, on one side 400A of the oven 400 there are guides 440 suitable for supporting the oven 1. More particularly, the latter comprises a body 401 that has guide elements 443 that can slide on the guide 440 and means for clamp 445 suitable for fixing a billet (not shown) at the outlet of the furnace. Said means 445 are of the clamp type and comprise an actuator 446, for example hydraulic, capable of acting on a return element 447 articulated to the body 401 and in turn acting on a stem 448 articulated to a first half-clamp 449. The other second half-clamp 450 joins integrally with the return element 447 and articulates, in a similar way to what occurs with the first half-clamp 449, to a corresponding pin 451, 452 that rises from a flat face 455 of the body 401 .

Los apliques 463 que soportan al menos una sección de calentamiento 25 del horno 1 (solo uno de los cuales se muestra en las figuras en cuestión) se desmontan de los lados superior 460 e inferior 461 del cuerpo 401. Tal sección se cierra por otro cuerpo 402 dotado de medios de abrazadera tal como los 445 descritos anteriormente que, por tanto, se indicarán con los mismos números de referencia en las figuras y que no se describirán adicionalmente.The appliques 463 supporting at least one heating section 25 of the oven 1 (only one of which is shown in the figures in question) are detachable from the upper 460 and lower 461 sides of the body 401. Such section is closed by another body 402 provided with clamping means such as those 445 described above which will therefore be indicated by the same reference numerals in the figures and which will not be further described.

Por último, están previstas unas paredes 403 y 404: la primera (403) se intercala entre el cuerpo 401 y la sección de calentamiento 25 y la segunda (404) se dispone de manera frontal, es decir, en la pared vacía del horno 1. Sirven respectivamente como espaciador y protección.Finally, walls 403 and 404 are provided: the first (403) is inserted between the body 401 and the heating section 25 and the second (404) is arranged frontally, that is, on the empty wall of the oven 1 They serve respectively as spacer and protection.

El horno 1 aplicado al horno de gas 400 permite calentar el extremo de la palanquilla, ya calentado por el horno 400 y que sale del mismo, a una temperatura diferente a la del horno de gas, permitiendo por tanto un calentamiento similar a un cono de la palanquilla (es decir, creando una tendencia de temperatura de cono en el mismo).The furnace 1 applied to the gas furnace 400 makes it possible to heat the end of the billet, already heated by the furnace 400 and coming out of it, at a different temperature than that of the gas furnace, therefore allowing heating similar to a cone of the billet (ie, creating a cone temperature trend therein).

Al utilizarse, la palanquilla que sale del horno se fija por las semiabrazaderas 449 y 450 de los medios de abrazadera 445 de los cuerpos 401 y 402 y se sujeta estacionario mientras la sección 25 lo calienta según los métodos descritos con respecto a las figuras anteriores.In use, the billet coming out of the furnace is fixed by the half-clamps 449 and 450 of the clamping means 445 of the bodies 401 and 402 and is held stationary while heated by the section 25 according to the methods described with respect to the previous figures.

Por el contrario, si se necesita calentar adicionalmente la palanquilla o crear una temperatura de cono en el mismo, el horno 1 puede moverse (por ejemplo, a través de medios de accionamiento no mostrados) en un lado de la abertura de salida de la palanquilla del horno 400.On the contrary, if it is necessary to further heat the billet or to create a cone temperature therein, the furnace 1 can be moved (for example, through drive means not shown) on one side of the outlet opening of the billet. from oven 400.

Se han descrito diversas formas de realización de la invención.Various embodiments of the invention have been described.

Sin embargo, pueden proporcionarse muchas otras variantes en vista de la descripción anterior y deben considerarse que están dentro del alcance de protección de la invención tal como se define por las siguientes reivindicaciones. However, many other variants can be provided in view of the above description and are to be considered as falling within the scope of protection of the invention as defined by the following claims.

Claims

1. Magnetic induction furnace (1) for heating metallic, solid or tubular billets (2) made from a non-ferrous material to be subjected to extrusion, the magnetic induction furnace (1) comprising a heating part ( 6) in which there is present at least one heating section (25) comprising at least one coaxial annular electric motor (250) having a fixed motor stator (33) and a permanent magnetic motor rotor (34) , movable in said stator (33), the heating section (25) being configured to contain each billet (2) in a completely stationary state when inserted into the furnace during the entire heating operation, in which an annular rotor ( 40) carrying a plurality of permanent magnets is provided within each coaxial annular electric motor, said annular rotor (40) being coaxial to said motor stator (33) and motor rotor (34) of the coaxial annular electric motor (250). and def containing a compartment (27) with a vertical axis (W) with respect to a plane (P) on which the furnace (1) is located, the annular rotor (40) being configured to contain at least one billet (2) when heated by magnetic induction through the movement of the annular rotor (40) contained in the motor rotor (34) of the coaxial annular electric motor (250), said compartment (27) being configured to completely contain the billet during the operation of heating in the stable position.

Furnace according to claim 1, characterized in that the annular rotor (40) comprises an annular body (41) containing an annular cylindrical element (41A) that carries a plurality of fixed permanent magnets (43), limiting the arrangement of the element. annular cylindrical (41A) an axial hole defining the compartment (27) suitable for containing at least one billet (2).

Oven according to claim 2, characterized in that the magnets (43) are covered towards said compartment (27) by an aluminum cylinder which, in turn, is covered by a layer made from a material that reflects radiation infrared suitable to protect the magnets (43) against excessive heating.

Oven according to claim 1, characterized in that it comprises a plurality of heating sections (25), each of these sections comprising a coaxial annular electric motor (250) containing an annular rotor (40) carrying the permanent magnets ( 43), the heating sections being superimposed on each other and delimiting the compartment (27) for the billet (2) with its annular rotor (40).

Furnace according to claim 4, characterized in that the annular electric motors (250) of the plurality of heating sections (25) rotate at different speeds so that their corresponding annular rotors (40) generate different lines of magnetic flux and are you get non-uniform heating of the billet.

Oven according to claim 1, characterized in that the heating part (6) is associated with a fixed structure (10) comprising a base (11), and at least one pressure element (13) separated from said part. (6) and suitable for holding said billet (2) blocked during heating.

Oven according to claim 6, characterized in that the heating part (6) is mobile with respect to said fixed structure (10).

Oven according to claim 7, characterized in that there are vertical guides (15) with respect to said plane (P) that connect the base (11) to a structure (16) that carries the pressure element (13), said heating part (6) moving along said guides, drive means (12, 18) being provided associated with said structure (16) and guiding means (600) associated with the heating part (6) apt to move said part along said guides (15).

Oven according to claim 8, characterized in that said drive means (12) are a screw driven by an electric motor (18) in a controlled manner, the guide means being a threaded element (600) associated with said heating part. (6) that moves on said screw (12).

Oven according to claim 6, characterized in that said pressure element (13) comprises an element (13A) that can move with respect to a fixed plate (21A) integrally connected to a column in which the heating part (6) moves in order to keep said billet locked between said plate and said movable element (13A) during heating thereof.

Furnace according to claim 6, characterized in that two pressure elements (13) arranged in juxtaposed positions with respect to the base (11) are provided, one of which is at least movable on said base to hold a billet during heating and is arranged parallel to the plane (P) on which said base is located.

12. Oven according to claim 6, characterized in that the heating part (6) is static with respect to the fixed structure (10), means being provided for moving the billet (2) mobile in the compartment (27) and suitable for to introduce into said heating part the billet (2) for heating the same when the billet is locked in the compartment (27), said movement means being able to approach the pressure element (13) in order to receive the billet (2) to heat it or prepare it to be removed from the oven (1).

Oven according to claim 12, characterized in that said movement means comprise a support (61) movable in said compartment (27) and means (62) for actuating said movement placed below the heating part (6) of the oven .

Oven according to claim 13, characterized in that said drive means are alternately of the hydraulic, pneumatic, hydropneumatic or mechanical type with a movement generated by an electric motor.

Oven according to claim 13, characterized in that said drive means are arranged in a compartment (60) present below the plane (P) on which the heating part (6) of the oven is located.

Furnace according to claim 1, characterized in that the annular rotor (40) is selected from among a plurality of rotors (40) in order to standardize the radial dimension of the compartment (27) capable of containing the billet (2) up to the radial dimension of the latter, said annular rotor (40) supporting a plurality of fixed permanent magnets (43) that are preferably tile-shaped.

Furnace according to claim 1, characterized in that temperature detection means are provided, suitable for measuring the temperature of one or more areas of the billet.

Oven according to claim 10, characterized in that means are provided for measuring the distance between the pressure element (13) and the fixed plate (21A) and capable of detecting the real dimension of the billet (2) in the longitudinal direction.

Oven according to claims 17 and 18, characterized in that a control unit capable of controlling the relative movement of the heating part (6) with respect to the billet (2) and the rotation speed of each coaxial motor is provided. (250) depending on the temperature measurement and/or the distance made.