[发明专利]用于铸造铝或铝合金的铸模中的电磁搅拌装置、搅拌方法、铸模和铸造机

说明书

用于铸造铝或铝合金的铸模中的电磁搅拌装置，其中，所述电磁搅拌装置包括用于使产生在铸模(8)内侧搅拌铝或铝合金的熔融金属(19)的电磁场的电流循环的导电线圈的绕组芯部，设置有这种电磁搅拌装置的铸模、铸造机以及铸造设备，在用于铸造铝或铝合金的铸模中的搅拌方法，所述方法包括在铸模中的电磁搅拌装置上相移电流的供电相。

技术领域

本发明涉及一种在用于铸造铝或铝合金的铸模中的电磁搅拌装置，一种在用于铸造铝或铝合金的铸模中的搅拌方法，一种用于铸造铝或铝合金的铸模和相关铸造机。

定义

在本说明书和所附权利要求书中，必须根据以下给出的定义理解以下术语。

“金属杆”一词包括铸造机的所有种类的产品，例如具有不同截面形状(例如方形、矩形、圆形、多边形截面)的中小型坯、大方坯或板坯。

“铸造机”一词包括立式铸造机以及具有曲率的铸造机。

“弯液面”一词表示在铸模内侧的熔融态金属的表面积，也就是说，与熔融态金属在铸模内侧的最大水平对应的熔融态金属的面积。

“热顶铸造机”一词表示一种立式铸造机，其中，熔融态金属通过上部的一些开口通道进入一个或多个铸模。这些铸模本身在熔融合金形成所述弯液面的上部中打开。

背景技术

在金属制品的制造领域，在铸模内侧铸造熔融金属的技术已知用于获得在截面和长度上具有多种形状和尺寸的金属锭，其中，所获得的金属锭构成用于后续加工工艺以获得所需的金属制品的原材料。

此外，已知在铸模中使用电磁搅拌装置，所述电磁搅拌装置被称为搅拌器，并且通过产生电磁场来诱导液态金属的运动，在铸模中的铸造过程中促进液态金属的均质化，从而获得改进的生产质量。

已知的解决方案是，搅拌器以具有绕组的感应器的形式制成，所述绕组与铸模中铸造的产品同轴，所述搅拌器产生在凝固过程中改变铸造熔融金属和结晶容器之间的接触压力的斥力，形成所谓的“软接触”状态以改进表面质量。

专利申请JP H06 182512描述了一种用于通过使在环形绕线管中产生的磁通损失非常小，并且通过使在熔融钢的铸模中的磁通很高，来改进搅拌效率的电磁搅拌器的解决方案。电磁搅拌器包括环形绕线管，该绕线管的芯部包括导电材料并且被布置在由铜或铜合金的导电材料构成的铸模的外周部分中。选择芯部的厚度和材料，使得磁场传播的磁通的衰减度低于铸模的磁通量的衰减度。

专利申请EP 0 374 563描述了一种用于连续铸造的电磁搅拌器的解决方案，其包括设置有线圈的至少一个铁芯部。该铁芯部设置有导电材料的阻尼板，形成闭合磁路，旨在抑制磁场沿阻尼板相对于铁芯部放置的方向的传播。

专利申请US 4 877 079描述了一种用于在连铸生产线中铸造的铸模的解决方案，所述铸模设置有布置在该铸模附近的逆流电磁搅拌装置。该逆流电磁搅拌装置包括设置在第一和第二组相邻线圈中的导电线圈，其中这些线圈以预定相位的关系连接在一起，用于在流过铸造铸模的熔融金属中产生磁场。第一和第二组的相邻线圈分别沿铸造铸模的相应半部设置，其中第一组中的线圈产生一个磁场，第二组中的线圈产生另一磁场。因此，在熔融金属中产生的磁场环绕相应的间隔轴线以彼此反向旋转的关系移动，所述间隔轴线通常彼此平行地并与铸造铸模的纵轴线平行地延伸。磁场的反向旋转移动以与通过铸造铸模的熔融金属流的方向呈横向地延伸，并且在铸造铸模中以顺时针和逆时针搅拌模式产生熔融金属的运动，其中在相应模式中流动的熔融金属在这些模式的界面处碰撞和混合。

专利申请US 5 279 351描述了一种用于连续铸造的电磁搅拌工艺的解决方案，其中对感应线圈供给有多相电流，以便在熔融金属中产生至少一个相对于中心铸造轴线偏移的主旋转运动区域。通过电流各相的循环整流，也在环绕中心铸造轴线的二次回转运动中使该主旋转运动区域旋转。

现有技术的问题