CN104661772B - 电磁搅动装置、制造金属材料杆的浇铸机及其浇铸方法 - Google Patents

Abstract

一种熔化金属材料的电磁搅动装置，该装置在浇铸机的冷却室内，其包括感应线圈的保持主体，所述保持主体包括至少两个彼此不同的部分。

Description

电磁搅动装置、制造金属材料杆的浇铸机及其浇铸方法

技术领域

本发明涉及一种熔化金属材料的电磁搅动装置，该电磁搅动装置在浇铸机的冷却室的内侧。

本发明还涉及一种浇铸机。

本发明还涉及一种用于制造金属材料杆的浇铸方法。

定义

在本文中的说明书中的以下术语必须根据在以下所给出的定义进行定义。

对于表达的“金属杆”，其将包括浇铸机的所有类型的产品，例如，钢坯，坯块或扁平坯块，其具有不同的截面形状，例如具有正方形、矩形、圆形和多角的截面。

对于表达的“浇铸机”，其将包括垂直浇铸机和设置有弯曲件的浇铸机。

背景技术

在通常为钢铁和金属合金的金属材料的连续浇铸工厂的执行领域中，已知的是，熔化金属材料的电磁搅动装置的依赖物通常已知具有搅动器的名字。

搅动器生成磁场，所述磁场在模或模具的内侧生成力，在所述模或模具内，熔化金属材料感应在熔化容器内侧的旋转流，获得其搅动效果。在模或模具中发生金属杆的表面或外皮的冷却，所述金属杆在模中其自己生成，根据来自模或模具的金属杆的出口，所述金属杆为具有10-30mm厚度的固化的周边区域或壳体，在所述周边区域或壳体的内侧，存在其中金属材料仍然在熔化状态下的核心，当金属杆在浇铸机的冷却室内前进时，所述周边区域或壳体逐渐地固化，在所述冷却室内，所述金属杆受到冷却组的作用，所述 冷却组通常包括成套的喷雾器。已知的是，根据模或模具应用搅动器，在所述模或模具内发生熔化金属材料的引入，应用在浇铸机的冷却室处的搅动器，以获得金属杆结构的质量改进，从而在固化阶段减少缺陷的出现。搅动器包括外壳，在所述外壳的内侧放置一些用于电流穿过的电绕组，所述电流感应电磁搅动场，外壳具有张开的管，炽热的金属杆在形成过程中穿过所述管。例如，依赖于搅动器有助于减少夹杂物以及表面和皮下气孔、裂纹、多孔物质和隔离物，并有助于改进固化结构。

现有技术的搅动器通常安装在固定位置中，所述固定位置基于浇铸机和该方法的特点根据在最佳的不同位置之间折中的技术方案来确定，所述折中根据方法的变型和浇铸金属杆的截面来要求。

专利申请EP 2127783A1描述一种电磁搅动器，所述电磁搅动器将被安装在从连续浇铸机的浇注盘到模的钢铁排放器周围，其中电磁搅动器包括包含两个不同圆周形部分的核心，多个绕组缠绕在所述圆周形部分的周围。

专利申请US 2008/164004 A1描述一种电磁搅动器，所述电磁搅动器将在制造过程中，在连续浇铸机中，沿着不同的钢坯部分安装。

现有技术的问题

在冷却室的内侧应用的，并且在形成过程中在金属杆内部出现的静止熔化核心上运转的搅动器具有一些缺陷。

首先，搅动器在其中应用的所有位置在整个过程中均保持固定。由于其在静止熔化核心上的效果强烈地取决于固化相，其中金属杆被发现在搅动器自己的安装区域处，不可以继续考虑固化条件的变化，所述固化条件可能例如由于在模或模具中的熔化金属材料的浇铸温度的变化、由于在形成过程中该杆的抽取速度、由于沿着浇铸线的截面的缩小、由于金属材料的构成，等等而出现。因此，在现有技术中，应用在冷却室中的搅动器的有效性经常打折，因为搅动器在形成过程中沿着该杆的定位是折中的结果，所述折中没有继续考虑真实的情况，所述真实的情况可以在浇铸阶段发生且不可以继续改变。

此外，在浇铸阶段，可能发生不同的缺陷，所述缺陷可能严重且不可挽回地损坏在冷却室中所应用的搅动器。例如，在浇铸的过程中，可能发生已知名为脱离的现象，该现象包括包含仍然在熔化状态下的金属材料核心的外皮或固体壳体的损坏。因此，熔化的金属材料在形成过程中从杆退出，并流出到浇铸室内，其结果是，其可以在搅动器上运行并最终折中其功能，用于延长的时间。实际上，在损坏的情况下，有必要将搅动器从浇铸机移除，并提供其替换或其修理，所述替换或修理可能包括长的时间，在该过程中，搅动器的功能不可以使用。进一步的问题易于在向起作用的浇铸机中断供应电能的情况下出现。在这种情况下，搅动器的冷却装置中断离开搅动器的冷却液体流，所述搅动器暴露于来自金属杆的热中，所述金属杆在搅动器内侧的通道管中保持堵塞，具有严重损坏搅动器内部绕组的风险。

此外，提供在浇铸室内的搅动装置的现有技术从浇铸机建立时间的观点看具有问题，因为它们的位置应根据方法参数进行修改，例如，根据所浇铸的金属合金，根据所制造的杆的截面形状以及根据杆自己的截面的尺寸。然而，并不总可以根据搅动器的作用的最佳估算点确保搅动器的正确定位，有时，搅动器的最佳定位必须放弃，以提高机器的安装次数，因此具有非最佳的结果。

此外，不可以在在浇铸方法的过程中移动搅动器，因为浇铸机的支撑机构的出现由于在搅动器的主体与相同机构之间的干扰的问题而阻止了它们的滑动。

发明内容

发明目的

本发明的目的是提供一种搅动器，该搅动器将在浇铸机的冷却室中应用，并相对于现有技术的搅动装置具有效果更好的搅动作用。

本发明的进一步的目的是根据浇铸进程中的操作参数使搅动器在最佳操作区域中有效定位。

本发明的进一步目的是提供一种设置有安全工具的搅动器，所述安全工具在紧急情况下使在这些情况下的搅动器自己安全。

本发明的有利效果

通过大量的创造性的贡献，根据本发明的技术方案的效果具有直接的且不可忽视的技术进步，体现了各种优点。

对于根据本发明应用到浇铸机的技术方案，可能的是，以杆的形式获得浇铸机的产物相对于通过配备有传统搅动器的浇铸机所制造的杆具有最佳的质量。而且，例如在脱离，即在形成过程中金属杆的外皮或壳体损坏情况下，或在中断相同的浇铸机设备的电流供应的情况下，通过参考可能在浇铸机的冷却室内侧发生的紧急情况，根据本发明的技术方案获得更有保护性的搅动器，是可能的。

此外，对于根据本发明的技术方案，可以根据方法参数，例如，根据浇铸的金属合金，根据所制造的杆的截面形状以及根据相同杆的截面尺寸，可以更快地安装浇铸机。快速地安装机器从经济学角度看那具有重要的意义，因为延长的停止时间危及到大的生产量的完成、结果稍微降低了浇铸机的生产能力以及减少产品。

附图说明

参考待考虑的附图，即本发明的非限制性例子，可以实现以下所描述的技术方案，其中：

图1示意地表示在搅动器主体的关闭状态下，与本发明一致而制造的搅动器的立体图。

图2示意地表示在搅动器主体的张开状态下，图1的搅动器的立体图。

图3示意地表示在搅动器主体的关闭状态下，图1的搅动器的平面图。

图4示意地表示在搅动器主体的张开状态下，图1的搅动器的平面图。

图5示意地表示图3的搅动器的侧视图。

图6示意地表示图4的搅动器的平面图，其中包括感应绕组的主体部分 被部分地截取截面，以避免看到相同主体的内侧。

图7示意地表示图1的搅动器的立体图，其中包括感应绕组的主体部分被部分地截取截面，以避免看到相同主体的内侧。

图8示意地表示在垂直浇铸机中，在第一操作位置中，在搅动器主体的关闭状态下，根据本发明的搅动器的应用。

图9示意地表示在垂直浇铸机中，在图8的第一操作位置中，在搅动器主体的张开状态下，根据本发明的搅动器的应用。

图10示意地表示在垂直浇铸机中，在第二操作位置中，在搅动器主体的张开状态下，根据本发明的搅动器的应用。

图11示意地表示在垂直浇铸机中，在图10的第二操作位置中，在搅动器主体的关闭状态下，根据本发明的搅动器的应用。

图12示意地表示在设置有弯曲件的浇铸机中，在第一操作位置中，根据本发明的搅动器的应用。

图13示意地表示在设置有弯曲件的浇铸机中，在第二操作位置中，根据本发明的搅动器的应用。

图14示意地表示在停放位置中，根据本发明的搅动器的应用。

图15示意地表示在配备有弯曲件的浇铸机中，根据本发明的搅动器的连接件的应用，其中第一搅动器根据第一操作位置起作用，其中第二搅动器根据第二操作位置起作用。

图16示意地表示在设置有弯曲件的浇铸机中的金属杆的固化曲线。

图17表示显示根据弯月形件的距离在浇铸机中的金属杆的温度曲线的图表。

图18表示显示根据弯月形件的距离在浇铸机中的金属杆的固化曲线的图表。

图19示意地显示在垂直浇铸机中根据本发明的搅动器的应用，其中移动系统的可能实施例也被显示。

具体实施方式

参考附图(图1，图2，图3，图4，图5)，本发明涉及通常被称为“搅动器”类型的熔化金属材料的电磁搅动装置1。根据本发明的电磁搅动装置1将应用在浇铸机18的冷却室30中(图12，图13，图14，图15)。该应用将用于垂直型浇铸机(图8，图9，图10，图11)和用于具有弯曲件的浇铸机(图12，图13，图14，图15)，即其中熔化金属材料由在放置在浇注盘19下方的模具14内的浇注盘19铸成，其中金属材料杆16沿着垂直退出方向从下方的模退出，并且然后被弯曲以任何根据抽取且矫直的组20从浇铸机18水平地退出，所述组提供金属材料杆16的移动以及其矫直，以获得成直线的杆，所述成直线杆可以是钢坯、坯块或扁平坯块，其有不同的截面形状，例如正方形、矩形、圆形和多角的截面(只作为例子并不受到本发明的目的的限制)。因此，本文说明书中的表达“浇铸机”指的是垂直浇铸机和设置有弯曲件的浇铸机。电磁搅动装置1通过绕组或感应线圈12利用生成一电磁场的电流施加搅动力。通过图示性的目的并且不受到本发明的目的的限制，产生电磁场的电流可以是频率在5与50赫兹之间，强度在300与1000安培之间的交流电。搅动力根据部分固化的金属材料杆16起作用，所述金属材料杆16在冷却室30内移动(图12，图13，图14，图15)。当金属材料杆16从模具14退出时，其仍然在完全固化的状态，但是金属材料杆16包括在固体状态下的壳体22(图16)，所述壳体22封闭在熔化状态下的核心23。电磁搅动装置1起作用，并利用在熔化状态下的核心23上的电磁搅动场施加其动作。电磁搅动装置1包括(图1，图2，图3，图4，图5)感应线圈12(图6，图7)的保持主体28，该主体28供应有在主体自己内侧的管27，所述主体将穿过金属材料杆16。对于表达的“内管”，其指的是包括其中主体具有把持在管内侧的闭合形状的结构，以及其中主体具有设置有可能的周边开口的形状以及其中主体包围管的结构。主体包括将利用在至少两个结构之间的驱动工具6来移动的部分2，3，进一步地，电磁搅动装 置1连接到和/或可连接到沿着金属材料杆16的长度延伸的电磁搅动装置1的移动工具。特别地，主体28包括(图1，图2，图3，图4，图5)至少两个部分2，3。尽管以所示出的执行方式来参考其中存在两个部分2，3的代表性的且图示性的技术方案，但是本发明不受限于此实施例，主体28可利用更大数量的部分，例如三个部分，四个部分，等等的组合来制成。假如从它们的组合得出适合于甚至只部分地围绕金属材料杆16的主体28，则所述部分可以彼此相同和不同，如果有必要，所述金属材料还具有在一个部分与接下来部分之间的张开区域，其中敞开区域的长度延伸小于相同部分的长度延伸。然而，本发明的优选技术方案提供对两个部分2，3的依赖。

所述部分2，3将利用在至少两个结构之间的驱动工具6来移动，其中：

-第一结构，其中至少两个部分2，3相互地靠近彼此，主体28是基本是封闭的，并围绕和限定一管27，所述管27在所述主体的内部，在在金属材料杆16上的电磁场的作用下将用于穿过金属材料杆16；

-第二结构，其中所述至少两个部分2，3相互地分隔，主体28基本是张开的，并设置有至少一个开口29，其目的清楚地显示在本说明书的下文中。

在本发明的优选的技术方案中(图1，图8，图12)，电磁搅动装置1包括具有引导件7的连接工具8，所述引导件7将用于沿着该引导件7移动电磁搅动装置1。该引导件相对于金属材料杆16沿着基本平行的方向延伸(图8，图12)，所述金属材料杆16从模具14退出并跨越冷却室30。引导件7的长度延伸考虑到在冷却室30内的金属材料杆16的总延伸的至少一部分。电磁搅动装置1设置有和/或可连接于电动移动工具，所述电动工具将用于沿着引导件7移动该装置自己(图9，图10)，将电磁搅动装置1沿着引导件7定位在不同的操作位置中，所述引导件7将用于根据金属材料杆16的不同位置施加搅动力。因此，应该理解的是，由于当将装置定位在最佳位置中时根据本发明的技术方案从机器安装次数的角度显示毋庸置疑的优点，基于例如杆的形状和/或尺寸所进行的估算将特别快，特别是在制造 从浇铸形状改变到另外一个浇铸形状时，这不需要为了正确地定位电磁搅动装置1而使在浇铸室内的操作人员进行干涉。

所述主体28的部分2，3包括(图6，图7)一系列感应线圈12。各系列的感应线圈12可以包括这些感应线圈2中的至少一个，优选地两个感应线圈12，甚至更优选地三个感应线圈12。在所表示的图示的技术方案中，各部分2，3包括一系列的三个感应线圈12，所述感应线圈沿着圆周围绕主体28的中心31，但是，很显然，具有数量较大或较小的感应线圈12的技术方案也根据主体28的和/或各部分2，3的总尺寸来设置。例如，在浇铸机设计用于执行小尺寸杆(钢坯)的情况下，应用可以配备有用于各部分的一个、两个或三个感应线圈，在浇铸机设计用于执行大尺寸杆(坯块)的情况下，应用可以配备有用于各部分的三个、四个或五个感应线圈。以类似的方式，在执行被细分为超过两个部分的主体28的情况下，例如，细分为三个或四个部分，容纳在各部分中的线圈的数量可以随着主体的细分部分的数量的增加而下降。感应线圈12优选根据具有几对感应线圈的结构来组织和构造，所述几对感应线圈相对于管27的中心31是相反的，感应线圈12将构成一多相位和多极的装置，该装置沿周向位于管28的周围。如果必要，其还可以具有一些部分，所述部分在它们内侧不具有线圈，但是它们将构成与具有感应线圈的部分的连接元件。优选地，每个这些感应线圈12均包括至少一组绕组32，优选为两组或三组绕组，所述两组或三组绕组相对于管27的中心31，沿着径向方向33，邻近于彼此放置。在所表示的技术方案中(图6)，感应线圈12中的每一个均包括两组绕组32，所述两组绕组相邻于彼此放置并被安装在支撑件13上，所述支撑件13以其整体容纳在该部分的封闭外壳11内。

在本发明的优选技术方案中，主体28包括两个可移动部分2，3，所述可移动部分2，3是第一部分2和第二部分3，所述第一部分2和第二部分3根据在两个部分之间的连接件的一个端部在一铰接点9处相互地铰接。优选地，部分2，3是相互对称的半圆形部分。

在所显示的可实现的技术方案中(图4，图5)，部分2，3由支撑臂4，5所支撑，所述支撑臂4，5将利用所述驱动工具6来移动。例如，在所显示的技术方案中，第一部分2由第一臂4支撑，第二部分3由第二臂5支撑。优选地，所述驱动工具是至少一个驱动活塞，所述驱动活塞作用在臂4，5上，并将相对于另一臂4，5施加一个臂4，5的推动和/或牵引动作。甚至更优选地，所述驱动工具是至少一个用于每个所述臂4，5的驱动活塞，所述活塞将根据一个第一端部作用在对应臂上，并在活塞自己的相对端部作用在臂4，5的支撑框架34上，在支撑框架34也具有铰接点9。

尽管以所显示的执行方式，连接工具8是设置有轮的推车，所述轮将在一引导件7上滑动，所述引导件7为具有类似“H”形状的杆的形状。

有利地，根据本发明的电磁搅动装置1也可以在引导件(7)的一端包括(图14)至少一个保护外壳26。该保护外壳26将在其内容纳电磁搅动装置1。此技术方案是特别有利的，因为在紧急情况下，电磁搅动装置1可以由控制单元21来控制，用于执行将使该装置安全的紧急顺序。例如，在有已知名为“涌出”的现象的情况下，即在壳体或外皮22损坏的情况下，在浇铸室30内的核心23的液体部分外流，电磁搅动装置1可以被控制用于执行一紧急程序，其中部分2，3快速地支承在相互分隔的结构中，电磁搅动装置1支承在保护外壳26内，以保护其免受注流或熔化的材料铸件，保持其整体性。例如，保护外壳26可设置在引导件7的最后端部25上，即在引导件的最后端部25处放置，所述最后端部是相对于接近机器18的模具14放置的第一端部24的相对端。

不取决于是否具有保护外壳26，在紧急状态下时，从电磁搅动装置1的完整性的视点来看，根据本发明的技术方案具有重要的优点，因为在其自身中的可移动部分2，3的相互张开已经通过辐射降低了该装置的热量。此外，一旦可移动部分2，3的相互张开已经发生，则紧急阶段下也可将电磁搅动装置1从经受较大热量的区域移除至经受较少热量的区域，并较少地受到金属喷射的风险，即从靠近模具的区域到远离模具的区域，至多地，如果 有必要但不是必须的，其在相同浇铸机的外部。

在本发明的优选技术方案中，主体28包括两个可移动部分2，3，所述可移动部分2，3是第一部分2和第二部分3，所述第一部分2和第二部分3在位于该两个部分之间的连接端的一铰接点9处相互地铰接。优选地，部分2，3是相互对称的半圆形部分。

各部分2，3设置有至少一个进口和至少一个出口，所述进口和出口将供应感应线圈12的冷却流体，以排放来自金属材料杆16的热。根据其中感应线圈12浸入到此在至少一个进口与至少一个开口之间循环的冷却流体的流中的结构，和/或根据其中所述冷却流体在内部循环到优选由铜制成的金属导体的结构，其中所述金属导体是中空的导体，其按照圆形形状缠绕，以制成感应线圈12。冷却流体可以通过具有流体输送管的互连工具10被运送到部分2，3。

电磁搅动装置1还可包括至少一个温度传感器35，优选为针对每个部分2，3的至少一个温度传感器35，更优选为针对每个感应线圈12的温度传感器35。温度传感器35将用于测量感应线圈12的温度。进一步地，电磁搅动装置1还可包括部分2，3的紧急张开工具37。紧急张开工具37将部分2，3从其中部分2，3相互地靠近的第一结构移动到其中部分2，3相互分隔的第二结构。在缺乏可以在感应线圈12损坏下提高温度的适合冷却流体的情况下，或在中断向浇铸机供应电功率的情况下，此技术方案特别有利。在此情况下，通常只维持迫切必要地管理此状态下的最大紧急情况的冷却流体的循环，因此，电磁搅动装置1将暴露于没有适当冷却的金属材料杆16的热中。所述部分的张开将增加线圈与保持线圈的炽热杆的距离保持。此外，也可松开该装置的制动装置，以使其通过重力移动到其中杆具有较低温度的引导件的位置。例如，紧急张开工具37可包括启动工具，所述启动工具将在超过利用温度传感器35来测量的温度阈值后，控制所述紧急张开工具37。所述启动工具可以在该装置上被直接管理，以管理同样在浇铸机中缺少电能的情况，和/或可由控制单元21来管理。控制单元21可以个人计算机、工 控机或可编程逻辑控制器(PLC)、专用电子卡片或等同工具的形式来制造。紧急张开工具37可包括例如以弹性机械工具和/或推力弹簧形式的推动工具，和/或以可能是惰性气体的空气或气体的容器所操作的推力活塞形式的推动工具。

本发明还涉及用于制造金属材料杆16的浇铸机18，其中在熔化状态下的金属材料由在放置在浇注盘19下方的模具14内的浇注盘19铸造(图12)，其中金属材料杆16从在其下方的模具14退出，以跨越冷却室30，其特征在于，其包括在冷却室30内根据本发明制造的电磁搅动装置1中的至少一个。浇铸机18可包括甚至超过一个具有创造性的电磁搅动装置1，例如，这些电磁搅动装置1中的至少两个，例如两个或三个或更多，这些电磁搅动装置1中的每个均包括先述的连接工具8，具有对应引导件7，或将沿着相同的普通引导件7单独地彼此移动和/或彼此配合。此技术方案是有利的，因为电磁搅动装置1中的一个可以在杆的第一部分中执行一动作，另一个可在杆脚部的区域，即浇铸机的杆的出口的最靠近区域中执行其动作，具有两者均可以放置在关于浇铸参数的最佳位置中的优点，进一步具有两者均在紧急情况下可以支承在保护位置中的优点。

本发明还涉及用于制造金属材料杆16的浇铸方法，该方法包括其中金属材料在浇铸机18的模具14内浇铸的浇铸阶段，用于将该金属材料杆16从模具14中抽取，从模具14中退出的金属材料杆16部分固化并在冷却室30内移动。该方法提供在熔化状态下构成在冷却室30内的金属材料杆16的核心23的材料的一个或多个搅动阶段，以及利用发明的电磁搅动装置1中的至少一个发生构成该核心的在熔化状态下该材料的搅动阶段。

所述浇铸方法可通过所述移动工具，例如沿着各自的引导件7，而包括这些电磁搅动装置1中的一个或多个中的至少一个移动阶段，此移动阶段在此浇铸阶段的开始之前和/或在浇铸阶段过程中发生。

在根据本发明的浇铸方法中，所述移动阶段可针对具有创造性的电磁搅动装置1中的至少一个提供以下步骤：

-启动驱动工具6，使至少两个部分2，3从其中该至少两个部分2，3相互靠近的第一结构移动到其中该至少两个部分2，3相互分隔的第二结构；

-启动所述电动移动工具，使所述电磁搅动装置1沿着引导件7移动，使该电磁搅动装置1自身沿着此引导件7从一第一操作位置移动到不同于此第一操作位置的一第二操作位置；

-启动驱动工具6，使至少两个部分2，3从其中该至少两个部分2，3相互分隔的第二结构移动到其中该至少两个部分2，3相互靠近的第一结构。

在根据本发明的浇铸方法中，该第二操作位置至少针对电磁搅动装置1中的一个优选确定为距弯月形件15的距离d处和/或该浇铸机的一等效基准点。该弯月形件15是在模具14内的界面，所述界面构成金属材料杆16的形成的开始，并对应于在熔化状态下浇铸的金属材料维持在模具14内的水平。优选基于描述浇铸过程的参数和数据发生计算该操作位置，所述参数和数据包括：金属材料杆16的估计的冷却曲线，和/或金属材料杆16的截面形状，和/或金属材料杆16的截面尺寸，和/或浇铸或抽取的速度，和/或在模具14内的金属材料的温度，和/或在供应模具14内的熔化状态下的金属材料的浇注盘19内的金属材料的温度，和/或在供应浇注盘19内的熔化状态下的金属材料的浇包(未显示)内的金属材料的温度，和/或在熔化状态下的金属材料的成分，和/或在模具14内在熔化状态下的金属材料的冷却水的温度，和/或该浇铸方法的操作参数。

例如，可以根据在部分固化的金属材料杆16的固体部分与液体部分之间的比例的估算来确定最佳操作位置，根据该操作位置，固体部分对应于壳体22的估算延伸部，液体部分对应于核心23的估算延伸部。尤其(图18)在固相线之后，其可以视为达到状态，在该状态中，在图示表格中，在距离弯月形件15大约15米处发生100％的固化。该固化曲线可根据现有技术根据先前显示的参数通过计算进行估算，一旦确定对应于用于应用电磁搅动装置1的最佳位置的固相百分比(或等效地液相的百分比，或等效地在液体部分与固体部分之间的比例，或者反之亦然)，就可以识别表示为距弯月形件15的距 离d的最佳位置，其在图表(图18)中是横坐标。因此，可以提供给一个或多个电磁搅动装置1的移动，以将它们放置在最佳操作位置。以类似的方式，也通过利用估算的温度曲线(图17)，可针对确定距弯月形件15距离d来进行一等效的评估，在该距离处，一个或多个装置1将根据包括在杆从模具14的退出位置与其中发生固化椎体的关闭的位置(即其中达到固化核心条件的位置)之间的位置放置。

例如，这种操作位置的至少一第一个可对应于固体部分与液体部分之间的关系的确定值，其中壳体22的厚度是金属材料杆16的厚度的20％与60％之间，优选地在30％与50％之间，更优选地大约40％。

例如，所述操作位置中的至少一第二个对应于固体部分与液体部分之间的比例的值，其中壳体22的厚度是金属材料杆16的厚度的65％与85％之间，优选在70％与80％之间，更优选地大约75％。

例子1

温度曲线(图17)与固化曲线(图18)从相对于C40型钢的浇铸的浇铸参数开始估算，所述C40型钢浇注在具有160mm的侧边的方形模具中，具有以下参数：

模具截面：160x160mm............... 钢类型：C40

浇注速度：2.00m/min................... 钢范围401.92kg/min

冶金长度：14.90m................... 浇注盘温度：1522℃

液相线温度：1492℃ 固相线温度：1439℃

以0.6米65l/min的范围冷却次级冷却零件的第一区域

以2.0米110l/min的范围冷却次级冷却零件的第二区域。

以5.0米58l/min的范围冷却次级冷却零件的第三区域。

在固化曲线(图18)上，壳体的厚度选择为对应于一第一电磁搅动装置1中的的应用的第一位置，例如等于40％的壳体厚度。获得一构成该第一电磁搅动装置1的最佳定位区域的一第一区域Z1。此第一区域Z1被识别为包括在横坐标上的第一值与横坐标上的第二值之间的区域，所述第一值对 应于在对应于40％的壳体厚度的水平直线与等于0.05的固体部分线之间的交叉点，所述第二值对应于在对应于40％的壳体厚度的水平直线与等于0.2的固体部分线之间的交叉点。在所表示的例子中，第一区域Z1近似地位于与弯月形件的距离等于3米和3.8米的点之间。第一最佳点d1，即对应于第一电磁搅动装置1的位置的点，关于该点，其中壳体的估算厚度等于40％，其对应于在对应于40％的壳体厚度的水平直线与等于0.1的固体部分的线之间的交叉点。在所表示的例子中，第一最佳点d1近似地位于与弯月形件的距离等于3.2米处。在浇注过程中，此评估可以以连续的或中断的方式重复，以根据先前所列出的计算参数中的一个或多个的变型来改变第一电磁搅动装置1的位置。

例子2

基于例子1中所报告的数据，在固化曲线(图18)上，壳体厚度被选择为对应于电磁搅动装置1中的第二中的第二应用位置，例如等于75％的壳体厚度。获得构成第二电磁搅动装置(1)的最佳定位区域的第二区域Z2。此第二区域Z2被识别为位于横坐标上的第一值与横坐标上的第二值之间的区域，所述第一值对应于在对应于75％的壳体厚度的水平直线与等于0.05的固体部分线之间的交叉点，所述第二值对应于在对应于75％的壳体厚度的水平直线与等于0.2的固体部分线之间的交叉点。在所表示的例子中，第二区域Z2近似地位于与弯月形件的距离等于8.4米和10米的点之间。第二最佳点d2，即对应于第二电磁搅动装置1的位置的点，关于该点，其中壳体的估算厚度等于75％，其对应于在对应于75％的壳体厚度的水平直线与等于0.1的固体部分的线之间的交叉点。在所表示的例子中，第二最佳点d2近似地位于与弯月形件的距离等于9.2米处。在浇注过程中，此评估可以以连续的或中断的方式重复，以根据先前所列出的计算参数中的一个或多个的变型来改变第二电磁搅动装置1的位置。

例子3

基于例子2，对第二电磁搅动装置1的最佳定位的影响根据钢的类型和 浇注速度来评估，估算对应的固化截面并获得在以下表1中所报告的结果。

表1

例子4

基于例子2，对于金属杆的一不同截面尺寸，对第二电磁搅动装置1的最佳定位的影响根据钢的类型和浇注速度来评估，在此例中所述金属杆具有侧边为180mm而不是160mm的方形截面。在例子中，应该指出的是，在此情况下，也有其他操作参数改变，例如冷却范围，以考虑较大尺寸的金属材料杆。

以0.6米上82l/min的范围冷却次级冷却零件的第一区域。

以2.0米上139l/min的范围冷却次级冷却零件的第二区域。

以5.0米上73l/min的范围冷却次级冷却零件的第三区域。

估算对应的固化曲线并获得以下所报告的结果。

表2

如表中可以看到的那样，电磁搅动装置1的最佳位置也可以根据钢的类型、浇注速度和金属材料杆的截面而改变。因此，应该理解的是，根据本发明的电磁搅动装置1的优点在于两种情况：其中，在浇注机安装的第一阶段中发生移动，所述浇注机的安装根据必须浇注的钢的类型来进行；其中，在浇注过程中发生移动，用于相对于真实浇注参数来适应装置的自己位置，所述浇注参数也可能相对于最初设置的参数而发生重要的改变。随后，本发明关于机器的安装速度和安装时间以及所产生的钢的质量的结果是重要的。

有利地，操作位置以连续的方式，沿着金属材料杆16的延伸，在冷却室30内，根据描述浇铸方法的先前阐述的参数和数据以及根据具有浇铸机18的附件17，36的干扰区域来确定，所述浇铸机18根据这种干扰区域阻止电磁搅动装置1定位。事实上，虽然根据本发明的方案，可以在固化过程中，沿着杆，以连续的方式获得定位，但是有必要观察的是，因为例如可能干扰装置1的喷雾器36或辊轴17的存在，不是所有的位置均实际上是可实行的。因此，除了在紧急情况下保护感应线圈12外，根据本发明的技术方案，在金属材料杆16上可以相互分隔或拉近的部分2，3也可以在部分2，3拉近且对应于管27的最大填充因素的情况下获得最大搅动效果，同时可使装置在附件17，36相对侧的位置之间移动，所述附件17，36阻止电磁搅动装置1的定 位，并且如果它们没有配备有所述张开系统则可能受到相同装置的通道的破坏。

此外，在浇注过程中，利用这些电磁搅动装置1中的至少两个，可能发生构成杆的核心的在熔化状态下的材料的搅动阶段，此浇铸过程包括构成核心的在熔化状态下的材料的搅动阶段，其中：

-第一阶段提供在所述冷却室30内沿着所述金属材料杆16的总延伸的这些电磁搅动装置1在相互分隔的操作位置中的分离动作(图15)；

-第二阶段提供在所述冷却室30内沿着所述金属材料杆16的总延伸，所述电磁搅动装置1中的至少两个在相互靠近的操作位置中的合并动作，所述至少两个这样的电磁搅动装置1彼此相邻结合地运转，具有生成搅动力的各自的电磁场的结合和相互作用的效果，这些至少两个电磁搅动装置1中的每一个以预定操作频率通过电磁场的生成信号来控制，在相互靠近的操作位置中的这些电磁搅动装置1的操作频率选自包括以下频率的组：用于所有这种电磁搅动装置1的相同频率，相对于相邻电磁搅动装置1的操作频率的用于这些电磁搅动装置1中的每一个的稍微不同的频率，相对于相邻电磁搅动装置1的操作频率的用于这些电磁搅动装置1中的每一个的不同频率。

根据一个实施例的移动系统(图19)可以包括作用在一牵引工具40上的电动机38，所述牵引工具40例如可以由缆绳或等同工具制成，所述缆绳或等同工具被制成穿过一连串的滑轮41，平衡物39固定在牵引工具40上，以减小电动机的作用力。此方案具有可将电动机和传送装置定位在保护位置的优点，所述保护位置至多在浇铸室的外侧或位于所述浇铸室内的指定空间中的任何处。以这种方式，在有问题的情况下，例如，由于杆的外皮损坏而导致的钢喷射，电动机和传送装置由于位置远离杆或由于可能存在保护空间而被有利地保护。然而，清楚的是，还可以提供其他类型的移动系统，例如，架结构、可伸缩系统，其被视为具有本发明目的的等同移动工具。

电磁搅动装置1的电用户的连接优选利用一连接箱42进行，该连接箱42防止在一保护位置，并优选接近相对于电磁搅动装置1沿着引导件7的 移动的整个偏移的中间位置。该连接可利用可弯曲类型的一个或多个电缆43获得，以便可利用导缆器链(未示出)中的通道来确保电磁搅动装置1沿着引导件7的自由移动。以完全相同的方式，液压用户的连接可以利用一个或多个用于流体44的可弯曲管获得，所述管用于供应感应线圈12的冷却流体，以排放来自金属材料杆16的热。

本发明的描述参考附图以其优选实施例的方式进行，但是明显的是，考虑到先前的描述，许多可能的变动、改变和变型对于本领域的技术人员来说均是显而易见的。因此，应该强调的是，本发明没有受到前述描述的限制，但包括所有变动、改变和变型。

所使用的术语

参考在附图中报告的识别号，其使用了以下术语：

1.Stirrer device or electromagnetic stirring device搅动装置或电磁搅动装置

2.First portion：第一部分

3.Second portion：第二部分

4.First arm：第一臂

5.Second arm：第二臂

6.Driving means or piston：驱动工具或活塞

7.Guide：引导件

8.Coupling means：连接工具

9.Hinging：铰接点

10.Interconnection means：互连工具

11.Casing：封闭外壳

12.Winding or induction coil：绕组或感应线圈

13.Support：支撑件

14.Mould：模具

15.Meniscus：弯月形件

16.Metallic bar or metallic material bar：金属杆或及金属材料杆

17.Roller：滚轴

18.Casting machine：浇铸机

19.Tundish：浇注盘

20.Extraction and straightening group：抽取和矫直组

21.Control unit：控制单元

22.Solid fraction or shell or skin：固体部分或壳体或外皮

23.Liquid fraction or nucleus：液体部分或核心

24.First end：第一端部

25.Last end：最后端部

26.Protection housing：保护外壳

27.Duct:：管

28.Body：主体

29.Opening：开口

30.Cooling chamber：冷却室

31.Center：中心

32.Pack of windings：一组绕组

33.Radial direction：径向方向

34.Frame：框架

35.Temperature sensor：温度传感器

36.Sprayers：喷雾器

37.Opening means in emergency：紧急张开工具

38.Motor：电动机

39.Counterweight：平衡物

40.Traction means：牵引工具

41.Pulley:：滑轮

42.Connection box：连接箱

43.Electric cable：电缆

44.Flexible pipe for fluids：用于流体的可管

d.distance from the meniscus：距弯月形件的距离

Claims (27)

1.一种熔化金属材料的电磁搅动装置(1)，所述电磁搅动装置(1)在一浇铸机(18)的冷却室(30)内，其中所述电磁搅动装置(1)利用电流通过感应线圈(12)产生电磁场来施加搅动力，所述搅动力通过在所述冷却室(30)内移动的部分固化的金属材料杆(16)起作用，所述金属材料杆(16)包括在固体状态下的壳体(22)，所述壳体(22)封入在熔化状态下的核心(23)，所述核心(23)将受到所述搅动电磁场的作用，所述电磁搅动装置(1)包括所述感应线圈(12)的保持主体(28)，所述主体(28)设置有一个在所述主体内的管(27)，所述管(27)将用作穿过所述金属材料杆(16)的通道，其中，所述主体(28)包括利用驱动工具(6)在至少两个结构之间移动的部分(2，3)，其特征在于，所述电磁搅动装置(1)连接到移动工具，以沿着所述金属材料杆(16)的长度的延伸方向移动所述电磁搅动装置(1)，所述移动工具将沿着引导工具移动所述电磁搅动装置(1)，所述引导工具沿着基本平行于所述金属材料杆(16)的方向延伸，在沿着所述金属材料杆(16)的不同操作位置中，延伸量是所述金属材料杆(16)的总长度的至少一部分。

2.根据权利要求1所述的电磁搅动装置(1)，其特征在于，

所述主体(28)包括至少两个所述部分(2，3)，所述部分(2，3)利用所述驱动工具(6)在至少两个结构之间移动，其中：

-第一结构是这样的结构，其中所述至少两个部分(2，3)相互地靠近，所述主体(28)是基本封闭的主体，该主体围绕和限定在所述主体内的所述管(27)，所述管(27)用作所述金属材料杆(16)的通路，用于所述电磁场的作用于所述金属材料杆(16)；

-第二结构是这样的结构，其中所述至少两个部分(2，3)相互分隔，所述主体(28)是基本张开的主体，其设置有至少一个开口(29)。

3.根据权利要求1或2所述的电磁搅动装置(1)，其特征在于，

所述移动工具包括连接工具(8)，所述连接工具(8)与以引导件(7)的形式实现的所述引导工具相连，所述移动工具用于沿着所述引导件(7)移动所述电磁搅动装置(1)，所述引导件相对于所述金属材料杆(16)沿着基本平行的方向，延伸在所述冷却室(30)内的所述金属材料杆(16)的总长度的至少一部分，所述电磁搅动装置(1)连接到电动工具，所述电动工具在沿着所述引导件(7)的不同操作位置沿着所述引导件(7)移动所述电磁搅动装置(1)，所述电动工具根据所述金属材料杆(16)的不同位置施加所述搅动力。

4.根据权利要求3所述的电磁搅动装置(1)，其特征在于，

所述电动工具是在牵引工具(40)上运行的电动机(38)，所述牵引工具(40)穿过一连串的滑轮(41)，一平衡物(39)连接到所述牵引工具，以减小所述电动机(38)的力，所述牵引工具(40)与所述电磁搅动装置(1)相连，用于传递由所述电动机(38)所施加的牵引动作。

5.根据权利要求1或2所述的电磁搅动装置(1)，其特征在于，

所述主体(28)的所述部分(2，3)包括一连串所述感应线圈(12)，所述一连串感应线圈(12)包括至少一个所述感应线圈(12)，所述感应线圈(12)根据一结构来构造，所述结构具有多对所述感应线圈(12)，所述各对感应线圈(12)跨所述管(27)的中心(31)相对，所述感应线圈(12)构成一多相和多极设备，该设备沿着周向位于所述管(27)的周围。

6.根据权利要求5所述的电磁搅动装置(1)，其特征在于，

每一个所述感应线圈(12)均包括至少一组绕组(32)，所述绕组沿着径向方向(33)相对于所述管(27)的中心(31)相邻放置。

7.根据权利要求1或2所述的电磁搅动装置(1)，其特征在于，

将被移动的所述主体(28)的所述部分(2，3)是两个。

8.根据权利要求7所述的电磁搅动装置(1)，其特征在于，

所述两个部分(2，3)是在铰接点(9)处相互铰接的第一部分(2)和第二部分(3)。

9.根据权利要求7所述的电磁搅动装置(1)，其特征在于，

所述部分(2，3)是相互对称的半圆形部分。

10.根据权利要求1或2所述的电磁搅动装置(1)，其特征在于，

所述部分(2，3)由支撑臂(4，5)所支撑，所述支撑臂(4，5)将由所述驱动工具(6)来移动，所述驱动工具是至少一个作用在所述支撑臂(4，5)上的驱动活塞，所述驱动活塞相对于一个所述支撑臂(4，5)施加另一个所述支撑臂(4，5)的推动或牵引动作，对于每个所述支撑臂(4，5)，所述驱动工具是至少一个操作活塞，所述操作活塞的第一端作用在对应臂上，所述操作活塞的相对端作用在所述支撑臂(4，5)的支撑框架(34)上。

11.根据权利要求3所述的电磁搅动装置(1)，其特征在于，

所述移动工具包括一推车，所述推车设置有轮，所述轮将在所述引导件(7)上滑动。

12.根据权利要求3所述的电磁搅动装置(1)，其特征在于，

其包括位于所述引导件(7)的端部的至少一个保护外壳(26)，所述电磁搅动装置(1)容纳在所述保护外壳(26)的内侧。

13.根据权利要求2所述的电磁搅动装置(1)，其特征在于，

每一个所述部分(2，3)均包括至少一个进口和至少一个出口，所述进口和出口均供应所述感应线圈(12)的冷却流体，根据其中所述感应线圈(12)浸入到在所述至少一个进口与所述至少一个出口之间循环的所述冷却流体的流中的结构，和/或根据其中所述冷却流体在内部循环到金属中空导体的结构，其中所述中空导体按照圆形形状缠绕以制成所述感应线圈(12)，所述冷却流体将在内部循环到所述部分(2，3)。

14.根据权利要求13所述的电磁搅动装置(1)，其特征在于，

其包括所述部分(2，3)的紧急张开工具(37)，所述紧急张开工具(37)将所述部分(2，3)从其中所述部分(2，3)相互靠近的所述第一结构移动到其中所述部分(2，3)相互分隔的所述第二结构。

15.根据权利要求14所述的电磁搅动装置(1)，其特征在于，所述紧 急张开工具(37)包括以弹性机械工具为形式的推动工具，和/或以由气体的容器所操作的推力活塞为形式的推动工具。

16.根据权利要求14所述的电磁搅动装置(1)，其特征在于，所述紧急张开工具(37)包括启动工具，所述启动工具将在检测到缺乏所述冷却流体后和/或在利用至少一个温度传感器(35)测量到超过一温度阈值后控制所述紧急张开工具(37)。

17.一种用于制造根据权利要求1-16中任何一项所述的金属材料杆(16)的浇铸机(18)，所述浇铸机(18)包括冷却室(30)，其特征在于，

其包括至少一个根据权利要求1至16中任何一项所制造的所述电磁搅动装置(1)。

18.根据权利要求17所述的浇铸机(18)，其特征在于，

其包括至少两个所述电磁搅动装置(1)，每个所述电磁搅动装置(1)均连接到移动工具，以沿着所述金属材料杆(16)的长度的延伸移动所述电磁搅动装置(1)。

19.一种用于制造根据权利要求1-16中任何一项所述的金属材料杆(16)的浇铸方法，其包括一浇铸阶段，在该浇铸阶段中，所述金属材料在所述浇铸机(18)的模具(14)内浇铸，以从所述模具(14)中提取所述金属材料杆(16)，从所述模具(14)中退出的所述金属材料杆(16)部分凝固，并在根据权利要求1-16中任何一项所述的冷却室(30)内移动，所述金属材料杆(16)包括在固体状态下的壳体(22)，所述壳体(22)封闭住熔化状态下的核心(23)，所述浇铸方法包括对构成所述核心(23)的在熔化状态材料的一个或多个搅动阶段，其特征在于，

利用至少一个根据权利要求1至16中任何一项所述的电磁搅动装置(1)发生构成所述核心的在熔化状态材料的所述搅动阶段。

20.根据权利要求19所述的浇铸方法，其特征在于，

其包括利用所述移动工具的一个或多个所述电磁搅动装置(1)中的至少一个移动阶段，所述移动阶段在所述浇铸阶段开始之前和/或所述浇铸阶 段的过程中发生。

21.根据权利要求20所述的浇铸方法，其中熔化状态下的该材料的所述搅动阶段利用至少一个根据权利要求3、4、11、12中任何一项所述的电磁搅动装置(1)而发生，其特征在于，

对于至少一个所述电磁搅动装置(1)，所述移动阶段包括以下步骤：

-启动所述驱动工具(6)，使所述至少两个部分(2，3)从其中所述至少两个部分(2，3)相互靠近的第一结构移动到其中所述至少两个部分(2，3)相互分隔的第二结构；-启动电动移动工具，所述电动移动工具用于沿着所述引导件(7)移动所述电磁搅动装置(1)，使所述电磁搅动装置(1)沿着所述引导件(7)从第一操作位置移置到不同于所述第一操作位置的第二操作位置；

-启动所述驱动工具(6)，使所述至少两个部分(2，3)从其中所述至少两个部分(2，3)相互分隔的所述第二结构移动到其中所述至少两个部分(2，3)相互靠近的所述第一结构。

22.根据权利要求21所述的浇铸方法，其特征在于，

至少对于一个所述电磁搅动装置(1)所确定的所述第二操作位置，是指离对应于位于所述模具(14)内在熔化状态下浇注的所述金属材料的水平的弯月形件(15)的距离(d)，和/或指所述浇铸机的一等效基准点，该等效基准点是基于描述所述浇铸方法的参数和数据，包括所述金属材料杆(16)的估计的冷却曲线，和/或所述金属材料杆(16)的截面形状，和/或金属材料杆(16)的截面尺寸，和/或浇铸或抽取的速度，和/或在所述模具(14)内的金属材料的温度，和/或在供应在所述模具(14)内的熔化状态下的所述金属材料的浇注盘(19)内的所述金属材料的温度，和/或在供应在所述浇注盘(19)内的在熔化状态下的所述金属材料浇包内的所述金属材料的温度，和/或在熔化状态下的所述金属材料的成分，和/或在所述模具(14)内的在熔化状态下的所述金属材料的冷却水的温度，和/或所述浇铸方法的操作参数。

23.根据权利要求22所述的浇铸方法，其特征在于，

根据在所述部分固化的金属材料杆(16)的固体部分与液体部分之间的比例的估算与所述操作位置之间的关联性和/或所述壳体(22)的厚度与所述操作位置之间的关联性来确定操作位置，所述固体部分对应于所述壳体(22)的估计的延伸长度，所述液体部分对应于所述核心(23)的估计的延伸长度。

24.根据权利要求23所述的浇铸方法，其特征在于，

至少一第一操作位置对应于沿着所述金属材料杆(16)的一下列位置，其中所述壳体(22)的厚度在所述金属材料杆(16)的厚度的20％与60％之间。

25.根据权利要求23所述的浇铸方法，其特征在于，

至少一第二操作位置对应于沿着所述金属材料杆(16)的一下列位置，其中所述壳体(22)的厚度在所述金属材料杆(16)的厚度的65％与85％之间。

26.根据权利要求22至25中任何一项所述的浇铸方法，其特征在于，

根据描述所述浇铸方法的参数和数据以及虽然所述浇铸机(18)的附件(17，36)干扰区域的确实存在但排除所述电磁搅动装置(1)在所述干扰区域的位置，所述操作位置沿着所述冷却室(30)内的所述金属材料杆(16)的长度的延伸，以连续的方式来确定。

27.根据权利要求19至25中任何一项所述的浇铸方法，其特征在于，

构成所述核心的在熔化状态下的该材料的所述搅动阶段利用至少两个所述电磁搅动装置(1)发生，所述浇铸方法包括构成所述核心的在熔化状态下的所述材料的搅动阶段，其中：

-第一阶段提供所述电磁搅动装置(1)在操作位置中的分离动作，其中所述电磁搅动装置(1)沿着在所述冷却室(30)内的所述金属材料杆(16)的总延伸相互分隔开；

-第二阶段提供至少两个所述电磁搅动装置(1)的结合动作，所述至 少两个所述电磁搅动装置(1)沿着在所述冷却室(30)内所述金属材料杆(16)的总延伸在相互靠近的操作位置，在产生所述搅动力的各自电磁场的结合和相互作用下，所述至少两个电磁搅动装置(1)相互结合地运转，所述至少两个电磁搅动装置(1)中的每个均通过一在一确定的操作频率下的所述电磁场的产生信号来控制，在相互靠近的操作位置中的所述电磁搅动装置(1)的操作频率选自包括以下频率的组：用于所有所述电磁搅动装置(1)的相同频率，相对于相邻电磁搅动装置(1)的操作频率的各所述电磁搅动装置(1)的不同的频率，相对于相邻电磁搅动装置(1)的操作频率的各所述电磁搅动装置(1)的不同频率。