CN108430668A - 金属杆的生产设备、铸造机、熔融金属的电磁搅拌装置的铸造工艺和控制方法 - Google Patents

Abstract

一种金属杆的生产设备、铸造机、至少三个电磁搅拌器装置的铸造过程和控制方法，其中提供在电磁搅拌器装置的两个操作配置之间切换的至少一个阶段，所述操作配置的第一操作配置生成一旋转电磁场，所述旋转电磁场在熔融状态的金属材料中引起一旋转运动，所述操作配置的第二操作配置生成一直线电磁场，所述直线电磁场在熔融状态的金属材料中引起一线性运动。

Description

金属杆的生产设备、铸造机、熔融金属的电磁搅拌装置的铸造 工艺和控制方法

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的特征的在铸造机中处于熔融状态的金属材料的电磁搅拌器装置的控制方法。

本发明还涉及根据权利要求8的前序部分的特征的铸造机。

本发明还涉及根据权利要求12的前序部分的特征的金属材料杆的生产设备。

本发明还涉及根据权利要求13的前序部分的特征的用于生产金属材料杆的铸造工艺。

背景技术

定义

在本说明书和所附权利要求中，必须根据以下给出的定义来理解以下术语。

所称的”金属杆”，是指铸造机的各个产品，例如具有正方形、矩形、圆形、多边形截面的截面形状不同的坯料、花坯或板坯。

用”铸造机”这个词来表示立式铸造机和弯曲式铸造机。

现有技术

在钢或通常金属和金属合金的生产领域，连铸机扮演着重要角色。铸造是一种生产工艺，可根据其尺寸和形状生产称为坯料、花坯、板坯的钢结构半成品。半成品的生产从熔融状态的金属或金属合金开始，该金属或金属合金在借助于冷却流体冷却的模具中铸造，所述冷却流体沿着相对于金属半成品的前进方向的逆流的方向流动，所述金属半成品在模具体积内逐渐形成的。模具根据大致垂直的构造来放置。模具在其下端开口，从所述下端中形成半成品。模具在其上端开口，液态金属从该上端进去，逐渐开始在模具内固化，然后从模具的下端抽出。该过程是静止的，意味着在时间单位中至少部分固化的金属量从模具的下部出来，该至少部分固化的金属量对应于在其上部进入模具的液态金属的量。一旦铸造过程已经开始，模具内的液态金属的液面大致保持恒定，也就是说，液态金属的自由表面的位置，也就是所称的弯月液面的位置在该过程中，相对于模具内壁保持大致恒定。为了保持液态金属的水平恒定，即保持弯月液面的位置恒定，可以通过改变在模具中形成的材料的抽出速度来起作用，或者有可能通过改变从其上端进入模具的液态金属的流动而起作用。这基于在模具中弯月液面位置的检测基础上发生。

在金属材料的连续铸造设备的生产领域中，在通常的钢和金属合金中，也已知采用熔融状态的金属材料的电磁搅拌装置，通常称为搅拌器。搅拌器产生在冲模或模具内部产生生成力的电磁场，在该冲模或模具内，处于熔融状态的金属材料在熔融浴内部引起运动流，运动流获得熔融浴的搅拌效果。在冲模或模具中，发生在模具中产生的金属杆的表面或表皮的冷却，并且相应于金属杆从冲模或模具中的退出，其具有带有厚度为10-30mm的固化的周边区域或壳体，在该周边区域或壳体内有金属材料仍然处于熔融状态的芯，并且该芯在铸造机的冷却室内的金属杆前进时逐渐固化，金属杆在冷却室内受到冷却单元的作用，该冷却单元通常由一系列喷水器组成。搅拌器的应用对应于冲模或模具均是已知的，发生在该冲模或模具中处于熔融状态的金属材料的引入，搅拌器的应用对应于铸造机的冷却室，以获得金属杆的结构的改善和减少缺陷的发生。

搅拌器由外壳组成，在外壳内部设置电绕组，用于引起电磁搅拌场的电流的通过。外壳具有开口的导管，热杆在该开口导管内通过。例如，搅拌器的使用有助于减少表面和皮下吹孔和夹杂物、裂纹、孔隙率和偏析并有助于改善固化结构。

已知两种大致类型的搅拌器，它们是旋转型搅拌器和直线型搅拌器。在旋转型搅拌器的情况下，搅拌器在冲模或模具内部产生生成力的电磁场，在该冲模或模具内，处于熔融状态的金属材料在熔融浴内正引起一旋转流，在该熔融浴内该流沿着一方向取向，该方向大致平行于在模具中形成的金属杆的抽出方向，获得熔融浴本身的搅拌效果。在直线型搅拌器的情况下，搅拌器在冲模或模具内产生生成力的电磁场，在该冲模或模具内熔融状态的金属材料在熔融浴内正引起一流，在该熔融浴内该流沿着一方向取向，该方向大致平行于在模具中形成的金属杆的抽出方向，获得熔融浴本身的搅拌效果。

连铸机和半连续铸造机是已知的，例如WO2015 079071中描述的那些，其描述了用于半连续铸造钢绞线的方法，在其从模具中取出直到绞线完全凝固后，提供半凝固绞线的受控冷却，该冷却发生在铸造机的第三冷却区。

在铸造机的铸造室中沿不同位置移动的搅拌器的方案是已知的，例如以同一申请人的名义在WO2013/174512中描述的方案，其被视为纳入以供参考。

专利申请CN 103 182 495描述了一种多功能电磁搅拌器，所述多功能电磁搅拌器包括六层水平布置的环形芯、六个垂直布置的机架芯和三十六个相同的螺管线圈绕组。六层环形芯层是层层相互独立的。六层环形芯垂直排列并且间隔分开。每层环形芯的内壁设有六个凸极。六个机架芯均匀分布在环形芯的外壁上，每个机架芯均设有五个凸极。将机架芯的凸极插入环形磁极的垂直分离的间隔中。每个机架芯的凸极与六层环形芯的凸极位于同一圆周上。每个机架芯的凸极的顶面插入到环形芯的凸极之间的内壁中。三十六个螺管线圈绕组分别套设在环形芯的各个凸极上。三相低频交流电由变频电源供电。根据所公开的方案，所描述的结构可以用作结构基础，用于配置对应于不同极点安装的线圈的不同连接模式，使得基础结构可以独立于线圈的以下连接配置，并且因此随后根据线圈的期望连接示意图以固定方式个性化和配置。

专利申请EP 0 080 326描述了一种铸造机，所述铸造机包括模具和位于金属绞线路径周围的电磁搅拌设备。电磁搅拌设备包括一组围绕绞线设置的电磁线圈。该组线圈借助于两个独立组的连接件连接到两个独立的电源，使得一个电源和一组连接件激活该组线圈，以在该绞线上提供旋转场力，另一个电源和另一组连接件激活该组线圈，以在绞线上提供轴向场力。

现有技术的问题

现有技术的方案通常限于一种类型的搅拌器或另一种搅拌器的替代应用，也就是说，存在设置有旋转式搅拌器的铸造机和设置有直线式搅拌器的铸造机。

由于在两种配置中使用的装置的不兼容性，两种操作模式的组合不被考虑。也就是说，如果铸造机配置有适合作为旋转式搅拌器操作的逆变器和搅拌器，则不适合用作具有直线式搅拌器的铸造机进行操作。反之亦然，如果铸造机配置有适合作为直线式搅拌器操作的逆变器和搅拌器，则不适合用作具有旋转式搅拌器的铸造机进行操作。

发明内容

本发明的目的

本发明的目的是提供一种搅拌器和搅拌器的控制方法，该搅拌器使其中搅拌器用作旋转式搅拌器的操作状态与其中搅拌器用作直线式搅拌器的操作状态之间有可配置性。

本发明的概念

目标是通过独立权利要求的特点来实现的。从属权利要求代表有利的方案。

本发明的有益效果

根据本发明的方案通过相当大的创造性贡献呈现出各种优点，该相当大的创造性贡献的效果构成了直接和重要的技术进步。

在同一铸造机上作为旋转式搅拌器和直线式搅拌器的操作模式之间的搅拌器的可配置性使能够根据不同操作模式使用同一铸造机操作，该不同操作模式分别适合于铸造具有不同质量的不同类型铸件产品，根据现有技术的可行的方案，该铸件产品另一方面需要使用两个不同的铸造机。

有利的是，所描述的方案允许实现在不同操作状态之间可容易配置的铸造机，例如第一操作配置，其中一个单一产品在铸造机中铸造，该铸造机可以受到借助于旋转式搅拌器或直线式搅拌器或其组合实施的熔融浴的搅拌作用与旋转搅拌和直线搅拌的交替阶段；以及第二操作配置，其中两个产品在同一机器的平行铸造线上在铸造机中同时铸造，其中，两个铸件产品中的每个均借助于搅拌器受到熔融浴的搅拌作用，所述搅拌器利用用于在第一操作配置中获得熔融浴的搅拌的相同装置。特别是在第一操作配置中，根据本发明的方案因此使能够结合旋转式搅拌器和直线式搅拌器两者的益处并因此改善最终结果。特别是在第二操作配置中，根据本发明的方案还允许能够根据操作模式使用相同的铸造机，金属杆的生产率高，使得能够在同一铸造机上生产多个金属杆。

附图说明

下面参照附图来描述方案，附图将被认为是本发明的非穷举性例子，其中：

图1示出了包括根据本发明的系统的铸造机。

图2示出了用于搅拌器的驱动的三相逆变器。

图3显示了适合于直线式搅拌器的驱动的三相逆变器。

图4显示了用于直线式搅拌器的驱动的三相逆变器的功率级。

图5和图6示意性地示出了如图4中的连接配置情况下的电压和电流波形的趋势。

图7示出适合于直线式搅拌器的驱动的逆变器的示意图。

图8表示在本发明的特定应用的情况下的连接单线示意图。

图9表示铸造单个产品的铸造机的第一操作配置的示意图。

图10示出了图9的铸造机的第二操作配置的示意图，其中两个产品同时铸造在同一机器的平行铸造线上。

图11示出了在直线式搅拌器的第一控制模式的情况下直线式搅拌器对其中一条铸造线的影响的示意图。

图12示出了在直线式搅拌器的第二控制模式的情况下直线式搅拌器对其中一条铸造线的影响的示意图。

图13和图14示意性地示出了本发明的移动搅拌器在弯曲型铸造机中的应用。

图15示意性地显示了本发明的移动搅拌器在垂直铸造机中的应用。

具体实施方式

参考附图(图1，图9，图10，图11，图12)，本发明涉及一种通常称为“搅拌器”的熔融状态的金属材料的电磁搅拌器装置(1，1'，1”，1”'，1””)。根据本发明的电磁搅拌器装置(1)旨在应用于铸造机(18)中。根据本发明的系统适用于连续型铸造机(18)和半连续型铸造机的应用。WO2015 079071中描述的解决方案给出了半连续型铸造机的一个例子，其被描述为被合并用于参考，该专利描述了一种用于半连续铸造钢绞线的方法，其中，在从模具中取出直到绞线完全固化之后提供半凝固的绞线的受控冷却，冷却发生在铸造机的第三冷却区域中。

通常，根据本发明的方案既适用于垂直型铸造机(图15)，又适用于弯曲型铸造机(图13，图14)。通常在铸造机(18)中(图1)，熔融状态的金属材料从中间包(19)铸造到位于中间包(19)下方的模具(14)中，并且金属材料杆16)根据抽出方向(22)从在其下部的模具中出来。在例中而非限制的，针对于本发明的目的，金属材料杆(16)可以是截面形状不同，例如正方形、矩形、圆形、多边形截面的坯料、花坯或板坯。在本说明书和所附权利要求中，表述“铸造机”指的是垂直铸造机、弯曲型铸造机、连铸机和半连续铸造机。电磁搅拌器装置(1，1'，1”，1”'，1””)借助施加产生电磁场的电流通过绕组或感应线圈(20，20'，20”)施加搅拌力。搅拌力对应于在模具(14)内形成的部分凝固的金属材料杆(16)而起作用，但是也可以提供这样的实施例，其中在部分凝固的金属材料杆(16)已经从模具(14)中出来后在金属材料杆(16)上引起搅拌作用。事实上，当金属材料杆(16)从模具(14)中出来时，它还没有处于完全固化的状态，但是金属材料杆(16)由固态的壳体组成，该壳体包括一熔融状态的芯。在这种情况下，电磁搅拌装置(1，1'，1”，1”'，1””)借助于电磁搅拌场在部分固化的金属材料杆(16)的熔融状态下的芯上发挥和施加自身的作用。在模具中的应用情况下，该场作用于处于熔融状态的金属材料上，该金属材料保持恒定的水平，该恒定的水平平衡引入模具的材料量和从模具抽出的材料量，使得弯月液面(15)大致总是在模具内的相同位置。

电磁搅拌装置(1，1'，1”，1”'，1””，11a，11b)借助于逆变器(2，2'，2”，2”'，2””)被驱动(图2，图3，图4，图7，8)。逆变器是适合于将在电源输入端(3)处提供的具有固定电压和频率的主要三相交流电压转换为可变幅值的具有一频率的驱动交流电压的装置，该频率基于在逆变器(2，2'，2”，2”'，2””)的参考输入端(4)处所提供的参考信号而设置。逆变器是进一步适合于将一在电源输入端(3)处提供的电压作为输入直流电流转换为可变幅值并且具有一频率的驱动交变电压的装置，该频率基于在逆变器(2，2'，2”，2”'，2””)的一参考输入(4)处提供的一参考信号而设置。根据逆变器模型，可以在输出端处连接一待驱动的负载，例如在搅拌器或电磁搅拌器装置(1，1'，1”，1”'，1””，11a，11b)的情况下，该负载可以是具有2相或3相的一平衡负载或具有3相的一不平衡负载。

通常，当必须提供平衡的三相负载(图2)时，作为旋转型(11a)的搅拌装置，需要使用设置有三个输出IGBT分支(2)的逆变器，所述三个输出IGBT分支即与第一相有关的第一IGBT分支、与第二相有关的第二IGBT分支以及与第三相有关的第三IGBT分支。通常，当(图3，图4，图7)必须提供不平衡的三相负载时，作为直线型的搅拌装置(11b)，需要使用逆变器(2)设置有三个输出IGBT分支，即与第一相相关的第一IGBT分支、与第二相相关的第二IGBT分支和与第三相相关的第三IGBT分支，并且还设置有第四输出IGBT分支。在这种情况下，与第四个输出IGBT分支相关的第四个相位必须连接到负载的中性导体(星点)。

通过借助于逆变器(2)改变施加到搅拌器或电磁搅拌器装置(1，1'，1”，1”'，1””，11a，11b)的电流和频率，产生了电磁场，该电磁场以不同的搅拌力和速度作用于在所形成的杆(16)的熔融状态下的金属材料上。以这种方式，可以在铸造阶段将该力施加到熔融状态的金属材料上。一旦获得最终产品，通过搅拌器或电磁搅拌器装置施加到处于熔融状态的金属材料的力将为杆提供更高的质量。

位于逆变器(2，2'，2”，2”'，2””)内的控制级(6)中的控制装置(5)可以利用电流反馈信号正常工作，该电流反馈信号通过例如在逆变器内部的电流传感器(27)的装置(图7)获得。电流反馈信号可以与相应的电流参考I-参考进行比较，电流参考I-参考可以在I最小值＝0和限定逆变器(2，2'，2”，2”'，2””)的标称工作电流的I标称值之间变化。从电流反馈信号与相应的电流参考之间的比较中获得电流误差信号，该电流误差信号被发送到电流调节器，该电流调节器增大或减小逆变器(2，2'，2”，2”'，2””)的输出电压，以便获得等于相应的电流参考I-参考的输出电流。控制装置(5)使用矢量控制，该矢量控制能够高稳定性地在由逆变器(2，2'，2”，2”'，2””)提供的电流的调整中提供高精度。

逆变器的工作参数可通过操作面板或具有专用程序的计算机进行修改。逆变器可以根据不同的模式工作，例如其中通过操作者面板设置命令和参考的服务模式，其中通过这样的输入设置命令和参考的借助于数字和模拟输入的控制模式，借助于可编程控制装置可控制的串行通信线路的控制模式。

通常，逆变器可以在输出端提供三相电压，其中每个相可以具有在最小驱动频率Fmin和最大驱动频率Fmax之间的频率。逆变器(2，2'，2”，2”'，2””)可以被配置和构造为在输出端提供范围在I最小值＝0和I-正常值之间的驱动电流，该驱动电流可以根据搅拌器或电磁搅拌器装置的特性来选择。在例中而非限制，针对本发明的目的，电磁场的产生电流可以是频率在1赫兹和50赫兹之间且强度在100和1000安培之间的交流电。通常，逆变器包括不同的命令。例如，逆变器包括预充电激活命令，随后控制装置(5)关闭预充电接触器直到达到至少等于预充电值的DC总线的电压，一般约80％的最终值。当达到预充值时，控制装置(5)关闭主接触器，预充阶段结束。

在这种情况下，逆变器进入相应于准备就绪状态的状态。

逆变器还包括一个启动命令，当逆变器处于准备启动状态时，可以发送该启动命令。当给出启动命令时，逆变器进入启动状态并开始调制输出电压，并向其提供所需的值，以通过空间矢量调制器获得所需的输出电压。用这种方法可以获得等于输入电压的96％的来自逆变器的输出电压。逆变器包括一个停止命令，在该命令之后，逆变器执行下降电压斜坡，在下降电压斜坡结束时，其禁用施加到搅拌器的功率，返回到与就绪开始状态相对应的状态。逆变器包括预充电停用命令，在预充电停用命令后，逆变器的控制级(6)的控制装置(5)打开主接触器。在本例子中，逆变器进入未准备就绪到开始状态。该逆变器包括交替循环操作模式的启动命令。在该交替循环操作模式中，所提供的电流不总是等于期望的电流参数，但所提供的电流从正周期通向负周期，在所述正周期中，电磁场在给定的可指定的第一周期期间沿着第一旋转方向，例如顺时针，旋转，在所述负周期中，电磁场在给定的可指定的第二周期期间沿着与第一方向相反的第二方向旋转，例如逆时针旋转。

逆变器的控制级(6)的控制装置(5)还执行提供电流相对于不同相的不平衡的监控。如果测量的电流针对一超出给定的警报时间间隔的时间，例如十五秒，不同于高于相比高出给定警报阈值的一值，例如三十安培，的设定电流，则生成警报信号。如果测量的电流针对一超出给定的故障时间间隔的时间，例如二十秒，不同于高于相比高出给定故障阈值的一值，例如五十安培，的设定电流，则产生故障信号。借助于所述监测系统，可以控制搅拌器或其连接电缆是否处于临界状态下，例如失灵或故障。

通常，逆变器包括控制级(6)和功率级(26)，该功率级又包括用于从AC电压转换成DC电压的AC/DC转换器和用于从DC电压转换成AC电压的DC/AC转换器。这样的零件以这样的方式组装在一个单独的装置中，使得逆变器可以被认为是AC/AC转换器。例如(图2)，适合于旋转式搅拌器(11a)的驱动的三相逆变器(2)可包括控制级(6)和功率级(26)，该功率级被配置和构造成驱动旋转型电磁搅拌装置(11a)的第一线圈(20')、第二线圈(20”)和第三线圈(20”')。例如(图3)，适用于直线型搅拌器(11b)的驱动的三相逆变器(2)可包括控制级(6)和功率级(26)，该功率级被配置和构造成驱动直线式电磁搅拌器装置(11b)的第一线圈(20')、第二线圈(20”)和第三线圈(20”')。在本例子中，逆变器(2)设置有第四支路，该第四支路连接到由直线式电磁搅拌器装置(11b)组成的不平衡三相负载。

如所解释的那样，在实践中通常使用的搅拌器或电磁搅拌器装置是旋转式电磁搅拌器装置(11a)和直线式电磁搅拌器装置(11b)。具体参考直线式电磁搅拌器装置(11b)，其使用沿着直线式电磁搅拌器装置(11b)的纵向展开轴线线性变化的电磁场。具体参考旋转式电磁搅拌器装置(11a)，它使用围绕旋转式电磁搅拌器装置(11a)的纵向展开轴旋转的电磁场。旋转式电磁搅拌装置(11a)和直线式电磁搅拌装置(11b)均进行生成的部分凝固的金属材料杆(16)的熔融金属的混合作用。

在直线式电磁搅拌器装置(1，1'，1”，1”'，1””，11b)中，沿直线式电磁搅拌装置(1，1'，1”，1”'，1””，11b)的纵向展开轴线(23)”)线性地一个接一个地设置线圈(20'，20”，20”')(图9，图10，图11，图12)。例如，可以提供设置有第一线圈(20')、第二线圈(20”)和第三线圈(20”')的直线式电磁搅拌器装置(1，1'，1”，1”'，1””，11b)。当这些线圈(20'，20”，20”')由三相电流供电时，所获得的结果是移动的电磁场。随时间变化的电磁场引起部分凝固的金属材料杆(16)的熔融金属中的感应电流。所述感应电流与电磁场反应，产生力，该力在运动中设置产生的部分凝固的金属材料杆(16)的熔融金属，生成熔融金属流。强烈的熔融金属流产生强烈的剪切应力，该剪切力破坏正在产生的部分凝固的金属材料杆(16)的固液界面附近的树枝状结构。

在旋转式搅拌器或电磁搅拌器装置(11a)中，通常存在六个线圈，这些线圈围绕模具以60°角相互间隔设置。相对的线圈以反串联的方式相互连接，以生成一个场，所述场生一沿相同方向作用的力。因此，相对于线圈的三个命令相的所产生的电相移为120°，使得旋转式电磁搅拌器装置(11a)由以120°的相移由一三相电流激励。负载因此平衡。

在直线式搅拌器或直线式电磁搅拌器装置(11b)中，另一方面，线圈(20'，20”，20”')的绕组根据一结构(图9)在一个单个平面(24)上设置，在该结构中，线圈(20'，20”，20”')沿电磁搅拌器装置的纵向展开轴线(23)一个接一个地设置。供电以三相电流相移120°进行。由于直线式搅拌器或直线式电磁搅拌器装置(11b)的非对称性，负载不平衡。使用经典的三相逆变器，不可以管理不平衡负载，而也不引入电流不平衡。为了获得具有120°相移的相同幅值的正弦三相电流，有必要使用设置有第四支路的特殊三相逆变器，并且以这样的方式进行连接，使得与第四相输出支路相关的第四相连接到负载的中性导体，即连接到线圈(20'，20”，20”')的星形连接点。具有中性的额外支路的三相逆变器的主要特点是能够管理不平衡负载。

具体参考(图3，图4，图7)逆变器(2)的IGBT型的功率级(26)，根据其中使用多个连接分支的一结构发生与直线式电磁搅拌器装置(11b)的连接。第一相的逆变器(2)的第一输出支路连接到直线式电磁搅拌器装置(11b)的第一线圈(20')的第一端。第二相的逆变器(2)的第二输出支路连接到直线式电磁搅拌器装置(11b)的第二线圈(20”)的第一端。第三相的逆变器(2)的第三输出支路连接到直线式电磁搅拌器装置(11b)的第三线圈(20”')的第一端。第四相的逆变器(2)的第四输出支路连接到线圈(20'，20”，20”')的星点，即逆变器(2)的第四支路连接到直线式电磁搅拌器装置(11b)的第一线圈(20')的第二端、第二线圈(20”)的第二端和第三线圈(20”')的第二端。如在直线式电磁搅拌器装置(11b)的情况下，这种结构使在不平衡的负载状态下产生平衡的输出电流。直线式电磁搅拌器装置(11b)的情况下的三相逆变器(2)的结构和连接示意图(图3，图4，图7)类似于旋转式电磁搅拌器装置(11a)的情况下的三相逆变器(2)的结构和连接示意图(图2)，但是在直线式电磁搅拌器装置(11b)的情况下(图3，图4，图7)，存在第四相的逆变器(2)的第四输出分支，该第四输出分支连接到DC链路的正导体或负导体，提供控制中性电势并因此产生负载上的平衡电压的灵活性，该负载由线圈电磁搅拌器装置(11b)组成，该负载本身不是平衡负载，这是由于存在控制星点的第四IGBT分支。例如，当(图4)例如直线式电磁搅拌器装置(11b)的不平衡负载连接到逆变器(2)时，其中该逆变器(2)设置有具有3D SVPWM(空间矢量脉冲宽度调制)控制算法的第四相位的第四输出支路，则获得(图5，图6)一平衡，该平衡由不平衡负载上的电压(图5)和电流(图6)波形突出显示。

如前所述(图7)，处于逆变器(2)内的控制级(6)中的控制装置(5)可以利用电流反馈信号来工作，该电流反馈信号借助(图7)例如在逆变器(2)本身内部的电流传感器(27)获得。将电流反馈信号与相应的电流参考进行比较，并将如此获得的电流误差信号发送到电流调节器，该电流调节器以这样的方式增加或减少逆变器(2)的输出电压，以获得等于相应的电流参考的输出电流。控制装置(5)使用矢量控制，该矢量控制能够高度稳定地提供由逆变器(2)供给的电流的高精度调整。

例如，为了本发明的目的，可以使用具有最大功率因数为0.2或0.3的负载的AC/AC型逆变器(2)。例如，可以使用最大功率因数为0.2的逆变器，该逆变器适用于使用在相应(图3)电源输入(3)的输入端处的360至480Vac之间的电压、400至800Arms之间的例如400，550，750，800Arms的标称输出电流和在60和120kW之间的例如60，70，80，100，120，140kW的功率工作。例如，可以使用最大功率因数为0.2的逆变器，该逆变器适用使用在相应(图3)电源输入(3)的输入端处的540至660Vac之间的电压、400至800Arms之间的例如400，550，750，800Arms的标称输出电流和在90和210kW之间的例如90，110，120，150，180，210kW的功率工作。例如，可以使用最大功率因数为0.3的逆变器，该逆变器适用于使用在相应(图3)电源输入(3)的输入端处的360至480Vac之间的电压、400至800Arms之间的例如400，550，750，800Arms的标称输出电流和在90和210kW之间的例如90，110，120，150，180，210kW的功率工作。例如，可以使用最大功率因数为0.3的逆变器，该逆变器适用于使用在相应(图3)电源输入(3)的输入端的540至660Vac之间的电压、400至800Arms之间的例如400，550，750，800Arms的标称输出电流和在130和320kW之间的例如130，160，180，220，285，320kW的功率工作。

逆变器(2)可设置有其他辅助电源输入，用于110或220Vac的功率模块的电子部件或24Vdc的数字输入。

适用于本发明的逆变器(2)可以具有在0.5和1.5kHz之间，例如0.5，0.75，1.0，1.25，1.5kHz，的IGBT开关频率。

例如(图9，图10)，考虑可根据两种操作配置来配置的铸造机。在铸造机的第一操作配置(图9)中，借助四个直线式搅拌器(1'，1”，1”'，1””)在熔融浴的搅拌作用下在一个单一模具(14)中铸造一种单一产品，该直线式搅拌器包括第一搅拌器装置(1')、第二搅拌器装置(1”)、第三搅拌器装置(1”')和第四搅拌器装置(1””)。在铸造机的第二操作配置(图10)中，在熔融浴的搅拌作用下，借助四个直线式搅拌器(1'，1'，1”'，1””)在熔融浴的搅拌作用下在两个模具(14'，14”)中同时铸造两个产品。针对每条铸造线借助两个直线式搅拌器在熔融浴的搅拌作用下在同一台机器的平行铸造线上铸造该两个产品；铸造机因此设置有第一模具(14')和第二模具(14”)。第一模具(14')受到一对直线式搅拌器(1'，1”)的作用，该直线式搅拌器包括第一搅拌器装置(1')和第二搅拌器装置(1”)。第二模具14”受到另一对直线式搅拌器(1”'，1””)的作用，该直线式搅拌器包括第三搅拌器装置(1”')和第四搅拌器装置(1””)。

搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)中的每个，即第一搅拌器装置(1')、第二搅拌器装置(1”)、第三搅拌器装置(1”')和第四搅拌器装置(1””)是直线式搅拌器装置，该直线式搅拌器装置包括至少两个线圈(20'，20”，20”')，优选地包括第一线圈(20')、第二线圈(20”)和第三线圈(20”')，该第一线圈(20')、第二线圈(20”)和第三线圈(20”')根据一配置沿着所述直线式电磁搅拌器装置的纵向展开轴线(23)一个接一个地设置(图9)，在该配置中，线圈(20'，20”，20”')的绕组设置在单个平面(24)上，该单个平面平行于直线式电磁搅拌器装置的纵向展开轴线(23)。

使用成对或一具有四个搅拌器的配置的直线式搅拌器目的在于特定类型的铸造机，其中最小格式的生产金属杆(16)可以同时在两条平行线上铸造，而最大格式的生产金属在一个单个中心线上铸造，该单个中心线是在相对于小格式所采用的两条平行线的位置在铸造机的中心位置上。例如，但不限于本发明的目的，对于表述”小格式”，是指用圆形截面制造并且直径在400和1000mm之间的金属杆(16)。例如，但不限于本发明的目的，对于表述”大格式”，是指用圆形截面制造并且直径在1000和1600mm之间的金属杆(16)。

利用简化的单线表示(图8)，搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)与供电网络的连接通过一个单变压器(12)实现，该单变压器提供提供每个逆变器(2'，2”，2”'，2””)一配电盘(10)，该配电盘借助连接盒(9，9'，9”，9”'，9””)提供各个搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)。特别是，第一搅拌器装置(1')优选地通过第一连接盒(9')连接到第一逆变器(2')，第二搅拌器装置(1”)优选地通过第二连接盒(9”)连接到第二逆变器(2”)，第三搅拌器装置(1”')优选地通过第三连接盒(9”')连接到第三逆变器(2”')，第四搅拌器装置(1””)优选地通过第四连接盒(9””)连接到第四逆变器(2””)。第一逆变器(2')、第二逆变器(2”)、第三逆变器(2”')和第四逆变器(2””)通过例如接触器(13)或断路器(17)的其他设备的插入连接到配电盘(10)。

在通过在单个模具(14)中铸造单个产品而使铸造机被配置成在第一操作配置(图9)下操作的情况下，以及在通过在两个模具(14'，14”)中铸造两个产品而使铸造机配置成在在第二操作配置(图10)中操作的情况下，相对于模具(14，14'，14”)的中心轴线的成对的搅拌器或搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)可以以这样的方式构造：

-所述对搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)中的一个在模具(14，14'，14”)中的熔融金属上施加一力，该力相对于所述一对相对的搅拌器或搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)中的搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)中另一个沿相同方向(图11)取向。例如(图11)，所述一对第一搅拌器装置(1')在熔融金属上施加一大致向上的力，所述一对第二搅拌器装置(1”)在熔融金属上施加一大致是向上的力。例如，所述一对第一搅拌器装置(1')在熔融金属上施加一大致向下的力，所述一对第二搅拌器装置(1”)在熔融金属上施加一大致向下的力；

-所述一对搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)中的一个在模具(14，14'，14”)中的熔融金属上施加一力，该力相对于所述一对相对搅拌器或搅拌器装置(1')中的搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)的另一个沿相反方向(图12)取向。例如(图12)，所述一对第一搅拌器装置(1')在熔融金属上施加一大体上向上的力，所述一对第二搅拌器装置(1”)在熔融金属上施加一大致是向下的力。

术语“向上”和“向下”是指当模具(14)以大致竖直状态安装时的重力方向。显而易见的是，通过对于本领域技术人员而言显而易见的适配，类似考虑也适用于相对于重力方向倾斜设置的模具的情况。

具体参考其中通过在一个单个模具(14)中铸造单个产品而使铸造机配置成在第一操作配置(图9)下操作的情况，可以提供四个搅拌器或搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)根据可选配置在模具的熔融金属上起直线式搅拌器的作用。例如(图9)，按照围绕模具设置的四个搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)的顺序，每个搅拌器装置可以以这样的方式配置，以在熔融金属上施加一力，该力根据大致垂直方向取向，该力相对于大致垂直方向是一相反方向，根据该大致垂直方向，按照围绕模具设置的四个搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)的顺序由邻近于其的其他搅拌器装置施加的力被取向。根据这种配置，例如(图9)，搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)可以被配置和构造成根据以下方式操作：

-第一操作模式，其中第一搅拌器装置(1')在熔融金属上施加一力，该力大致向上取向，第三搅拌器装置(1”')在熔融金属上施加一力，该力大致向下取向，第二搅拌器装置(1”)在熔融金属上施加一力，该力大致向上取向，第四搅拌器装置(1””)在熔融金属上施加一力，该力大致向下取向。

或者

-第二操作模式，其中第一搅拌器装置(1')在熔融金属上施加一力，该力大致向下取向，第三搅拌器装置(1”')在熔融金属上施加一力，该力大致向上取向，第二搅拌器装置(1”)在熔融金属上施加一力，该力大致向下取向，第四搅拌器装置(1””)在熔融金属上施加一力，该力大致向上取向；

或者

-第三操作模式，其中可以交替时间段，在这些时间段中，搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)根据第一操作模式操作，可以交替时间段，在这些时间段中，搅拌器装置设备(1'，1”，1”'，1””)根据第二操作模式操作；

-第四操作模式，其中可以交替时间段，在这些时间段中，只有第一对搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)相对于模具(14，14'，14”)的中心轴线往复地相对操作，可以交替时间段，在这些时间段中，仅有第二对搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)相对于模具(14，14'，14”)的中心轴线往复地向对操作，这与第一对不同。例如(图9)，当第三搅拌器装置(1”')和第四搅拌器装置(1””)是关闭时，第一搅拌器装置(1')和第二搅拌器装置(1”)可以在一第一时间段内操作，在第一搅拌器装置1')和第二搅拌器装置(1”)关闭时，第三搅拌器装置(1”')和第四搅拌器装置(1””)可以在第一时间段之后的第二时间段内操作。

术语“向上”和“向下”是指当模具(14)以大致竖直状态安装时的重力方向。显而易见的是，通过对于本领域技术人员而言显而易见的适配，类似考虑也适用于相对于重力方向倾斜布置的一模具的情况。

应该注意，根据本发明的方案的特征在于使用的高度灵活性。实际上，具体参考其中通过一个单一产品在单个模具(14)中铸造而是铸造机被配置成在第一操作配置(图9)下操作的情况，其中该单个模具包括四个搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)，每个搅拌器装置被配置为直线式搅拌器，并且设置有至少一对线圈(20'，20”，20”')，则它可以提供四个搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)一起工作，每个搅拌器装置由相应的逆变器(2'，2”，2'，2””)驱动，该逆变器配备有连接到负载的中性导体的第四输出支路，即根据两个可能配置连接到线圈(20'，20”，20”')的连接的星点，该两个可能配置在下文中被定义为具有第四补偿分支或单线圈操作配置的操作配置。在这两种配置中，一个逆变器配置为主逆变器，另外三个逆变器配置为从逆变器。

在具有第四补偿支路的操作配置的情况下，连接到相应搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)的星点的逆变器的第四支路是用于补偿由于直线式搅拌器而产生的不平衡电流，当三相电流的有效值不同，因为搅拌器的几何形状产生在不同相中不同的互感。在此操作配置中，每个搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)的所有线圈(20'，20”，20”')类似地提供到三相位旋转式搅拌器，该三相位旋转式搅拌器产生向上或向下取向的推动流。优选地，在这种情况下，搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)根据一配置成对使用，在该配置中，每个搅拌器与径向相对的搅拌器成对，并且每对根据先前定义的第四操作模式交替地激活给定的时间间隔，在该第四操作模式中，可以交替时间段，在该时间段中，仅第一对搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)相对于模具(14，14'，14”)的中心轴线相互地相反的方向操作，可以交替时间段，在该时间段中，仅在第二对搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)相对于模具(14，14'，14”)的中心轴线相互地相对地操作，这与第一对不同。在熔融金属中引起的运动沿铸造轴线发生。根据上面概述的内容，形成一对的搅拌器可以按照相位的相同的顺序(图11)或在一个搅拌器和另一个搅拌器之间相位的相反的顺序工作(图12)。

在单线圈操作配置的情况下，优选地，每个搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)的仅一个线圈(20'，20”，20”')被提供。例如，可以仅使用第一搅拌器装置(1')、第二搅拌器装置(1”)、第三搅拌器装置(1”')和第四搅拌器装置(1””)的第一线圈(1')。在仅使用放置在相对于模具(14)的开始位置较近的位置，即更靠近于其中铸造熔融金属的区域，的线圈的情况下，其中该线圈在示例性实施例(图9)中是第一线圈(20')，则获得类似于安装在模具的最高位置中的旋转式搅拌器的效果。在仅使用放置在相对于模具(14)的端部较近位置，即更靠近金属杆(16)的离开模具的出口区域，的线圈的情况下，其中该线圈在示例性实施例(图9)中是第三线圈(20”')，则获得类似于安装在模具最低位置中的旋转式搅拌器的效果。在仅使用相对于前面的线圈的中间位置中的线圈的情况下，其中该线圈在示例性实施例(图9)中是第二线圈(20”)，获得类似于安装在模具的中间位置的旋转式搅拌器的效果。然而，有利地，在铸造过程中可以根据需要改变这种三种不同的旋转搅拌模式的使用，而不必改变搅拌器在模具内的位置，这仅在机器停止并且模具打开时才会发生。每个逆变器通过使用连接到相应搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)的星点的逆变器的第四支路驱动仅一个线圈，用于返回电流，并且在每个搅拌器中，电流将相对于前一个或后一个搅拌器相移90°，从而实现电磁场的顺时针或逆时针旋转。在这种模式中，在熔融金属中引起的运动是旋转的，其轴线平行于铸造的轴线，如旋转式搅拌器的应用中一样。

在实践中，具体参照铸造机构造成在第一操作配置(图9)中操作并且在一个单一模具(14)中铸造单个产品的情况下，利用所描述的配置，可以根据需要并且在相同的铸造过程中，从旋转型的搅拌状态到直线型的搅拌状态。

现在考虑这样的情况，其中通过在两个模具(14'，14”)中铸造两个产品而使铸造机配置成以第二操作配置(图10)操作，则得到第一模具(14')受到包括第一搅拌器装置(1')和第二搅拌器装置(1”)的一对直线式搅拌器(1'，1”)的作用，第二模具(14”)受到包括第三搅拌器装置(1”')和第四搅拌器装置(1””)的另一对直线式搅拌器(1”'，1””)的作用。在这种情况下，唯一可用的操作配置是具有第四个补偿分支的操作配置。事实上，为了获得类似于旋转式搅拌器的搅拌效果而已经在之前描述过的单线圈操作配置是不适用的，因为对于每个模具(14'，14”)只有两个搅拌器，每个搅拌器仅激活一个线圈将不会在熔融金属中产生任何旋转运动。特别是，为了简单起见，仅考虑第一模具(14')，并且考虑到对于第二模具(14”)完全类似的考虑适用，可以提供：

-第一操作模式(图11)，其中第一搅拌器装置(1')在熔融金属上施加一力，该力大致向上取向，第二搅拌器装置(1”)在熔融金属上施加一力，该力大致向上取向；

或者

-第二操作模式，其中第一搅拌器装置(1')在熔融金属上施加一力，该力将大致向下取向，第二搅拌器装置(1”)在熔融金属上施加一力，该力将大致向下取向；

或者

-第三操作模式(图12)，其中第一搅拌器装置(1')在熔融金属上施加一力，该力大致向上取向，第二搅拌器装置(1”)在熔融金属上施加一力，该力大致是向下取向，反之亦然；

或者

-第四操作模式，其中可以交替第一时间段，在这些第一时间段中，搅拌器装置(1'，1”)根据第一操作模式、第二操作模式和第三操作模式中的一个操作，可以交替第二时间段，在这些第二时间段中，搅拌器装置(1'，1”)根据一操作模式操作，该操作模式不同于第一时间段的操作模式，并选自第一操作模式、第二操作模式和第三操作模式。

术语”向上”和”向下”是指当模具(14)以大致竖直状态安装时的重力方向。显而易见的是，通过对于本领域技术人员而言显而易见的适配，类似考虑也适用于相对于重力方向倾斜设置的一模具的情况。

在配置成以第二操作配置(图10)并且通过具有第四补偿分支的操作配置而操作的铸造机的情况下，每个搅拌器(1'，1”，1”'，1””)的所有线圈(20'，20”，20”')均类似地提供到三相旋转式搅拌器，每个搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)与相应模具(14'，14”)的相对侧上的相应搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)相连接。在熔融金属中引起的运动沿着铸造轴线。一对搅拌器装置可同相工作(图11)或异相工作(图12)。

在第一模具(14')上操作的一对搅拌器装置(1'，1”)独立于在第二模具(14')上操作的一对搅拌器装置(1”'，1””)，每条铸造线可以独立于另一条线的状态启动或停止。

因此，在可以从第一操作配置(图9)通过到第二操作配置(图10)并且反之亦然的铸造机的情况下，将具有：

-第一配置，其中(图9)搅拌器或搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)根据之前参照第一操作配置(图9)描述的内容在单个模具(14)上操作。特别是，在具有第四补偿支路的操作配置中，相应的搅拌器对将是(图9)第一对(1'，1”)和第二对(1”'，1””)；

-第二配置，其中(图10)搅拌器或搅拌器装置(1'，1”，1'，1')根据之前参照第二操作配置(图9)描述的内容关于第二操作配置描述的内容(图10)在第一模具(14')和第二模具(14”)上操作。为了从之前的配置(图9)通过这个配置(图10)，搅拌器旋转并移动到新的位置。特别是，在具有第四补偿支路的操作配置中，相应的搅拌器对将是(图10)第一对(1'，1”)和第二对(1”'，1””)。

在任何铸造配置、具有一个单格模具(14)的第一配置(图9)或具有两个模具(14'，14”)的第二配置(图10)中，主逆变器能够相互独立地控制其他从逆变器，根据铸造机的构造所需要的内容将它们连接起来。

因此，根据本发明的方案，根据下表中总结的内容，将具有不同的操作模式。

表1

在表1中由“0”、“1”和“2”指示的操作配置中，铸造机以第一操作配置(图9)操作，其中一个单一产品借助四个直线式搅拌器或搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)在熔融浴的搅拌作用下在一个单一模具中铸造，所述四个直线式搅拌器或搅拌器装置围绕模具(14)以相互的90度角设置，以以下顺序顺时针进行(图9)：第一搅拌装置(1')、第三搅拌装置(1”')、第二搅拌装置(1”)和第四搅拌装置(1””)。

在由“0”指示的操作配置中，根据单线圈操作配置来控制搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)，其中优选地但不一定地，仅提供每个搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)的一个线圈(20'，20”，20”')。每个逆变器通过使用逆变器的第四支路驱动一个单线圈，该逆变器的第四支路连接到相应的搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)的星点，用于返回电流，在每个搅拌器中，电流将相对于前一个或后一个搅拌器相移90°，实现电磁场的顺时针或逆时针旋转。在这种模式中，在熔融金属中引起的运动是旋转的，其轴线平行于铸造的轴线，如旋转式搅拌器的应用一样。实际上，直线式搅拌器依次受到控制，在模具(14)中的熔融金属上获得类似于旋转式搅拌器的效果。

在由1”指示的操作配置中，根据具有第四补偿支路的操作配置来控制搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)，其中连接到相应的搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)的星点的逆变器的第四支路用于补偿由于直线式搅拌器而产生的不平衡电流。在此操作配置中，每个搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)的所有线圈(20'，20”，20”')类似地提供到三相旋转式搅拌器，该三相旋转式搅拌器产生向上或向下取向的推动流。优选地，在这种情况下，搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)根据一配置成对使用，在该配置中，每个搅拌器相对于模具(14)形成直径上相互相对的一对，每对根据先前限定的第四操作模式交替激活一预定时间间隔，在该第四操作模式中，可以交替时间段，在这些时间段中，仅第一对搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)相对于模具(14，14'，14”)的中心轴反复相对地操作，可以交替时间段，在这些时间段中，仅第二对搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)相对于模具(14，14'，14”)的中心轴线反复相对地操作，这与第一对不同。在由“1”指示的操作配置的特定情况下，由均施加一向上取向力的第一搅拌器装置(1')和第二搅拌器装置(1”)组成的第一对搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)在第一时间段内操作，而由均施加一向上取向的力的第三搅拌器装置(1”')和第四搅拌器装置(1””)组成第二对搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)在第二时间段内操作。

在由“2”指示的操作配置中，搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)根据具有第四补偿支路的操作配置进行控制，在该第四补偿支路中，连接到相应的搅拌装置(1'，1”，1”'，1””)的星点的逆变器的第四支路用于补偿由于直线式搅拌其而产生的不平衡电流。在此操作配置中，每个搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)的所有线圈(20'，20”，20”')类似地提供到三相旋转式搅拌器，该三相旋转式搅拌器产生一向上或向下取向的推动流。优选地，在这种情况下，搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)根据一配置成对使用，在该配置中，每个搅拌器相对于模具(14)形成具有直径上相对的搅拌器的一对搅拌器，每对搅拌器根据先前限定的第四操作模式交替激活一预定时间间隔，在第四操作模式中，可以交替时间段，在这些时间段中，仅第一对搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)相对于模具(14，14'，14”)的中心轴相互地相对地操作，可以交替时间段，在这些时间段中，仅第二对搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)相对于模具(14，14'，14”)的中心轴线相互地相对地操作，这与第一对不同。在由“2”指示的操作配置的具体情况下，由第一搅拌器装置(1')和第二搅拌器装置(1”)组成的第一对搅拌器装置(1'，1”)在一第一时间段内操作，其中第一搅拌器装置(1')施加一向上取向的力，第二搅拌器装置(1”)施加一向下取向的力，而第三搅拌器装置(1”')和第四搅拌器装置(1””)组成的第二对搅拌器装置(1”'，1””)在一第二时间段内操作，其中第三搅拌器装置(1”')施加一向上取向的力并且第四搅拌器装置(1””)施加一向下取向的力。

表2

在表2中由“3”，“4”，“5”，“6”指示的操作配置中，铸造机在第二操作配置(图10)中操作，在该第二操作配置中，机器被配置和构造成借助四个直线式搅拌器或搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)在熔融浴的搅拌作用下同时在两个模具(14'，14”)中铸造两个产品。特别是，第一搅拌器装置(1')和第二搅拌器装置(1”)在第一模具(14')的相对侧上彼此相对设置，并且其中第三搅拌器装置(1”')和第四搅拌器装置(1””)在第二模具(14”)的相对侧上彼此相对布置。

在由“3”指示的操作配置中，只有与第一铸造线相关的第一模具(14')是可操作的，而与第二铸造线相关的第二模具(14”)是不起作用的，使得在其中没有熔融金属铸造。第一搅拌器装置(1')和第二搅拌器装置(1”)均施加一向上取向的力。

在由“4”指示的操作配置中，只有与第二铸造线相关的第二模具(14”)是可操作的，而与第一铸造线相关的第一模具(14')不起作用，使得在其中没有熔融金属铸造。第三搅拌器装置(1”')和第四搅拌器装置(1””)均施加一向上取向的力。

在由“5”指示的操作配置中，只有与第一铸造线相关的第一模具(14')是可操作的，而与第二铸造线相关的第二模具(14”)是不起作用的，使得在其中没有熔融金属铸造。第一搅拌器装置(1')施加一向上取向的力，第二搅拌器装置(1”)施加一向下取向的力。

在由“6”指示的操作配置中，只有与第二铸造线相关的第二模具(14”)是可操作的，而与第一铸造线相关的第一模具(14')不起作用，使得在其中没有熔融金属铸造。第三搅拌器装置(1”')施加一向上取向的力，第四搅拌器装置(1””)施加一向下取向的力。

表3

在表3中由“7”，“8”，“9”，“10”指示的操作配置中，铸造机以第二操作配置(图10)操作，在该第二操作配置中，机器被配置和构造成借助四个直线式搅拌器或搅拌器装置(1'，1，1'，1””)在熔融浴的搅拌作用下同时在两个模具(14'，14”)中铸造两个产品。特别是，第一搅拌器装置(1')和第二搅拌器装置(1”)在第一模具(14')的相对侧上彼此相对设置，并且其中第三搅拌器装置(1”')和第四搅拌器装置(1””)在第二模具(14”)的相对侧上彼此相对设置。

在由“7”指示的操作配置中，与第一铸造线相关的第一模具(14')和与第二铸造线相关的第二模具(14”)均是可操作的。在第一模具(14')上，第一搅拌器装置(1')和第二搅拌器装置(1”)均施加一向上取向的力。在第二模具(14”)上，第三搅拌器装置(1”')和第四搅拌器装置(1””)均施加一向上取向的力。

在由“8”指示的操作配置中，与第一铸造线相关的第一模具(14')和与第二铸造线相关的第二模具(14”)均是可操作的。在第一模具(14')上，第一搅拌器装置(1')施加一向上取向的力，第二搅拌器装置(1”)施加一向下取向的力。在第二模具(14”)上，第三搅拌器装置(1”')施加一向上取向的力，第四搅拌器装置(1””)施加一向下取向的力。

在由“9”指示的操作配置中，与第一铸造线相关的第一模具(14')和与第二铸造线相关的第二模具(14”)均是可操作的。在第一模具(14')上，第一搅拌器装置(1')施加一向上取向的力，第二搅拌器装置(1”)施加一向下取向的力。在第二模具(14”)上，第三搅拌器装置(1”')和第四搅拌器装置(1””)施加一向上取向的力。

在由“10”指示的操作配置中，与第一铸造线相关的第一模具(14')和与第二铸造线相关的第二模具(14”)均是可操作的。在第一模具(14')上，第一搅拌器装置(1')和第二搅拌器装置(1”)施加一向上取向的力。在第二模具(14”)上，第三搅拌器装置(1”')施加一向上取向的力，第四搅拌器装置(1””)施加一向下取向的力。

通过根据本发明的方案，根据下表中总结的内容的操作模式也是可能的。

表4

在表4中由“11”，“12”，“13”指示的操作配置中，铸造机以第一操作配置(图9)操作，在第一操作配置中，一个单个产品借助四个直线式搅拌器或搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)在熔融浴的搅拌作用下在一个单个模具(14)中铸造，所述搅拌器或搅拌装置围绕模具(14)90度角相互设置，以以下顺序进行顺时针(图9)：第一搅拌器装置(1')、第三搅拌器装置(1”')、第二搅拌器装置(1”)、第四搅拌器装置(1””)。根据具有第四补偿支路的操作配置来控制搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)，在该第四补偿支路中，连接到相应的搅拌器装置(1'，1”，1'，1')的星点的逆变器的第四支路用于补偿由于直线式搅拌器而产生的不平衡电流。

在此操作配置中，每个搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)的所有线圈(20'，20”，20”')类似地提供到三相旋转式搅拌器，该三相旋转式搅拌器产生向上或向下取向的推动流。优选地，在这种情况下，搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)根据一配置成对使用，在该配置中，每个搅拌器相对于模具(14)形成具有直径上相对的搅拌器的一对搅拌器，每对搅拌器根据先前限定的第四操作模式交替激活一预定时间间隔，在第四操作模式中，可以交替时间段，在这些时间段中，仅第一对搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)相对于的模具(14，14'，14”)中心轴相互地相反地操作，可以交替时间段，在这些时间段中，仅第二对搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)相对于模具(14，14'，14”)的中心轴线相互地相对地操作，这与第一对不同。在由“11”指示的操作配置的特定情况下，由第一搅拌器装置(1')和第二搅拌器装置(1”)组成的第一对搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)在一第一时间段内操作，该第一搅拌器装置(1')和第二搅拌器装置(1”)均施加一向上取向的力，而由第三搅拌器装置(1”')和第四搅拌器装置(1””)组成的第二对搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)在一第二时间段内操作，该第三搅拌器装置(1”')和第四搅拌器装置(1””)均施加一向下取向的力。在由“12”指示的操作配置的特定情况下，由第一搅拌器装置(1')和第二搅拌器装置(1”)组成的第一对搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)在一第一时间段内操作，该第一搅拌器装置(1')和第二对搅拌器装置(1”)均施加一向上取向的力，而由第三搅拌器装置(1”')和第四搅拌器装置(1””)组成的第二对搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)在一第二时间段内操作，该第三搅拌器装置(1”')和第四搅拌器装置(1””)均施加一向下取向的力。

在由“13”指示的操作配置的特定情况下，情况类似于针对由“12”指示的操作配置所描述的情况，区别在于：由第一搅拌装置(1')和第二搅拌装置(1”)组成的第一对搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)在第一时间段内操作，所述第一搅拌装置(1')和第二搅拌装置(1”)均施加一向下取向的力，而第三搅拌器装置(1”')和第四搅拌器装置(1””)组成的第二对搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)在第二时间段内运行，该第三搅拌器装置(1”')和第四搅拌器装置(1””)均施加一向上取向的力。

表5

在表5中由“14”，“15”指示的操作配置中，铸造机以第二操作配置(图10)操作，在该第二操作配置中，机器被配置和构造为借助于四个直线式搅拌器或搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)在熔融浴的搅拌作用下同时在两个模具(14'，14”)中铸造两个产品。特别是，第一搅拌器装置(1')和第二搅拌器装置(1”)在第一模具(14')的相对侧上彼此相对布置，并且其中第三搅拌器装置(1”')和第四搅拌器装置(1””)在第二模具(14”)的相对侧上彼此相对布置。

在由“14”指示的操作配置中，只有与第一铸造线相关的第一模具(14')是可操作的，而与第二铸造线相关的第二模具(14”)是不起作用的，使得在其中没有熔融金属铸造。第一搅拌器装置(1')和第二搅拌器装置(1”)施加一向下取向的力。

在由“15”指示的操作配置中，只有与第二铸造线相关的第二模具(14”)是可操作的，而与第一铸造线相关的第一模具(14')不起作用，使得在其中没有熔融金属铸造。第三搅拌器装置(1”')和第四搅拌器装置(1””)施加一向下取向的力。

表6

在表6中由“16”，“17”，“18”指示的操作配置中，铸造机以第二操作配置(图10)操作，在该第二操作配置中，机器被配置和构造成借助四个直线式搅拌器或搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)在熔融浴的搅拌作用下，在两个模具(14'，14”)中同时铸造两个产品。特别是，第一搅拌器装置(1')和第二搅拌器装置(1”)在第一模具(14')的相对侧上彼此相对布置，并且其中第三搅拌器装置(1”')和第四搅拌器装置(1””)在第二模具(14”)的相对侧上彼此相对布置。在这种情况下，与第一铸造线相关的第一模具(14')和与第二铸造线相关的第二模具(14”)均是可操作的。

在由“16”指示的操作构造中，在第一模具(14')上，第一搅拌器装置(1')和第二搅拌器装置(1”)均施加一向下取向的力。在第二模具(14”)上，第三搅拌器装置(1”')和第四搅拌器装置(1””)均施加一向下取向的力。

在由“17”指示的操作构造中，在第一模具(14')上，第一搅拌器装置(1')和第二搅拌器装置(1”)均施加一向上取向的力。在第二模具(14”)上，第三搅拌器装置(1”')和第四搅拌器装置(1””)均施加一向下取向的力。

在由“18”指示的操作构造中，在第一模具(14')上，第一搅拌器装置(1')和第二搅拌器装置(1”)均施加一向下取向的力。在第二模具(14”)上，第三搅拌器装置(1”')和第四搅拌器装置(1””)均施加一向上取向的力。

很明显，表1，表2，表3，表4，表5，表6仅具有示例性目的，并且基于先前描述的内容也可以有其他组合。

总之，本发明涉及一种至少三个直线式电磁搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)的控制方法，该直线式电磁搅拌器装置作用在熔融状态的金属材料上，该金属材料包含在至少一个凝固模具(14，14'，14”)的内部(图1，图9，图10，图11，图12)或包含在至少一个金属杆(16)的固化的金属壳体的内部，该固化的金属壳体的固化在进行中，其中金属杆(16)在所述至少一个模具(14，14'，14”)中通过铸造制造。根据熔融状态下金属材料周围的径向设置，搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)大致相互间隔相同的距离放置。搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)中的每个设置有至少两个由绕组制成的感应线圈(20'，20”，20”')，所述搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)中的每个的线圈(20'，20”，20”')根据一配置沿着电磁搅拌器装置的纵向展开轴线(23)被并排一个接一个放置(图9，图10)，在所述配置中，线圈(20'，20”，20”')的绕组大致设置在一个单独的平面(24)上，该平面与相应搅拌器装置的纵向展开轴线(23)平行，线圈(20'，20”，20”')被配置和构造成生成对熔融状态的金属材料施加搅拌力的一电磁场。该控制方法包括在电磁搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)的两个操作配置之间切换的至少一个阶段。第一操作配置使得搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)的第一搅拌器装置(1')的至少一个线圈(20'，20”，20”')使用其他搅拌器装置(1”，1”'，1””)的相应的其他线圈(20'，20”，20”')以协调的方式控制，使得相互协调的线圈(20'，20”，20”')生成一旋转电磁场，该旋转电磁场在熔融状态下在金属材料中在旋转平面上引起一旋转运动，该旋转平面相对于来自模具(14，14'，14”)的金属杆(16)的抽出方向(22)大致正交。第二操作配置使得搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)的线圈(20'，20”，20”')中的至少两个相对于彼此以一相互协调的方式被控制，使得该相互协调的线圈(20'，20”，20”')生成一直线式电磁场，所述直线式电磁场在熔融状态下的金属材料中根据平行于相应搅拌器装置的纵向展开轴线(23)的方向引起一线性运动。

第一操作配置借助相互协调的线圈(20'，20”，20”')的一系列驱动子阶段获得，其中每个驱动子阶段借助各自逆变器(2'，2”，2”'，2””)提供的驱动电流是所述相互协调的线圈(20'，20”，20”')中的一个的提供阶段，该驱动电流在各自逆变器(2'，2”，2”'，2””)的驱动支路和逆变器的补偿支路之间，该补偿支路连接到相同搅拌装置(1'，1”，1”'，1””)的线圈(20'，20”，20”')的公共星点。相互协调的线圈(20'，20”，20”')的驱动子阶段的组合使得在第一子阶段中供给到相互协调的线圈(20'，20”，20”')中的一个的驱动电流相对于在第一子阶段之后的第二子阶段提供的驱动电流相移到另一个相互协调的线圈(20'，20”，20”')。

在根据相对对的配置放置的四个直线式搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)的情况下(图9)，相互协调的线圈(20'，20”，20”')的驱动子阶段的组合是这样的(表1，操作配置“0”)，即在第二子阶段中提供给线圈(20'，20”，20”')中的一个的驱动电流相对于在第一子阶段中提供给第一搅拌器装置(1')的线圈(20'，20”，20”')中的一个的驱动电流相移90°，在第三子阶段中提供给第二搅拌器装置(1”)的线圈(20'，20”，20”')中的一个的驱动电流相对于在第一子阶段中提供给第一搅拌器(1')的线圈(20'，20”，20”')中一个的驱动电流相移180°，在第四子阶段中提供给第四搅拌器装置(1””)的线圈(20'，20”，20”')中一个的驱动电流相对于在第一子阶段中提供给第一搅拌器装置(1')的线圈(20'，20”，20”')中一个的驱动电流移相270°。

在根据相对对的配置放置的直线式四个搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)的情况下(图9)，第二操作配置借助线圈(20'，20”，20”')的一系列驱动子阶段装置获得，该线圈(20'，20”，20”')被配置和构造成使得成对的搅拌装置的至少一个的线圈(20'，20”，20”')以相互协调的方式被控制，以根据从各种模式中选择的操作模式进行操作。在第一种操作模式中，该对搅拌器装置在熔融金属上均施加一大致向上取向的力(例子：表1-操作配置“1”，表2-操作配置“3”和“4”，表3-操作配置“7”)。在第二操作模式中，该对搅拌器装置在熔融金属上施加一大致向下取向的力(例子：表4-操作配置“11”，表5-操作配置“14”和“15”，表6-操作配置“16”)。在第三操作模式中，该对搅拌器装置中的一个在熔融金属上施加一大致向上取向的力，并且所述对搅拌器装置中的另一个在熔融金属上施加一大致向下取向的力(例子：表1-操作配置“2”，表2-操作配置“5”和“6”，表3-操作配置“8”)。在第四操作模式中，可以交替第一时间段，在该第一时间段中，所述一对搅拌器装置根据第一操作模式、第二操作模式和第三操作模式形式中的一个操作，可以交替第二时间段，在该第二时间段中，所述一对搅拌器装置根据与第一时间段不同的操作模式进行操作，并且从第一操作模式、第二操作模式和第三操作模式中选择。

术语向上和向下指的是当模具(14，14'，14”)以大致竖直状态安装时的重力方向。

在本发明的优选方案中(图9，图10)，搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)中的每个包括三个线圈(20'，20”，20”')，其中的第一线圈(20')向上放置，第二线圈(20”)相对于第一线圈(20')和向下放置的第三线圈(20”')放置在中间位置，当模具(14，14'，14”)以大致竖直状态安装时，术语向上和向下指的是重力的方向。在这种情况下，借助以下的协调控制获得第一操作配置：

-搅拌装置(1'，1”，1”'，1””)的至少第一线圈(20')生成一旋转电磁场，该旋转电磁场在熔融状态的金属材料中相对于搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)的一主体(28)对应于较高位置引起一旋转运动；

或者

-搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)的至少第二线圈(20”)生成一旋转电磁场，该旋转电磁场在熔融状态的金属材料中相对于搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)的一主体(28)对应于中间位置引起一旋转运动；

或者

-搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)的至少第三线圈(20”')生成一旋转电磁场，该旋转电磁场在熔融状态的金属材料中相对于搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)的一主体(28)对应于较低位置引起一旋转运动；

或者

-协调控制的交替阶段，其中所述交替的控制阶段中的每个选择自其中仅第二线圈(20”)和第三线圈(20”')关闭的第一线圈(20')的控制阶段、其中仅第一线圈(20')和第三线圈(20”')关闭的第二线圈(20”)的控制阶段、和其中仅第二线圈(20”)和第一线圈(20')关闭的第三线圈(20”')的控制阶段。

在搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)中每个包括三个线圈(20'，20”，20”')的方案中，第二操作配置借助线圈的一系列三个驱动子步骤获得，在该线圈中有第一子步骤，在前一个子步骤之后的第二子步骤和在前一个子步骤之后的第三子步骤，第二子步骤操作配置使得至少所述成对搅拌器装置中的一个的线圈以相互协调的方式被控制，以根据从各种模式中选择的操作模式进行操作。在第一操作模式中，所述一对搅拌器装置均在熔融金属上施加一大致向上取向的力，所述第一操作模式通过在第一子步骤中将驱动电流提供给该对两个搅拌器装置的第一线圈(20')、通过在第二子步骤中向该对两个搅拌器装置的第二线圈(20”)提供相对于在第一子步骤中提供的驱动电流相移120°的驱动电流、和通过在第三子步骤中向该对两个搅拌器装置的第三线圈(20”')提供相对于在第一子步骤中提供的驱动电流移相240°的驱动电流而获得。在第二操作模式中，所述一对搅拌器装置均在熔融金属上施加一大致向下取向的力，所述第二操作模式通过在第三子步骤中将驱动电流提供给该对两个搅拌器装置的第三线圈(20”')、通过在第二子步骤中向该对两个搅拌器装置的第二线圈(20”)提供相对于在第三子步骤中提供的驱动电流相移120°的驱动电流、和通过在第一子步骤中向该对两个搅拌器装置的第一线圈(20')提供相对于在第三子步骤中提供的驱动电流移相240°的驱动电流而获得。在第三操作模式中，该对搅拌器装置中的一个在熔融金属上施加一大致向上取向的力，并且所述一对搅拌器装置中的另一个在熔融金属上施加一大致向下取向的力，所述第三操作模式通过控制在熔融金属上施加一大致向上取向的力的一对搅拌器装置使得在第三子步骤中将驱动电流向第三线圈(20”')提供、在第二子步骤中将驱动电流向相对于在第三步骤中提供的驱动电流相移120°的第二线圈(20”)提供、和在第一子步骤中将驱动电流向相对于在第三子步骤中提供的驱动电流移相40°的第一线圈(20')提供而获得。所述第三操作模式还通过控制在熔融金属上施加一大致向下取向的力的成对的搅拌器装置使得在第三子步骤中将驱动电流向第三线圈(20”')提供、在第二子步骤中将驱动电流向相对于在第三子步骤中提供的驱动电流移相120°的第二线圈(20”)提供、在第一子步骤中将驱动电流向相对于在第三子步骤中提供的驱动电流移相240°的第一线圈(20')提供而获得。

本发明还涉及一种铸造机(18)(图1，图13，图14，图15)，该铸造机设置有至少一个熔融状态下的金属材料的凝固模具(14，14'，14”)，并且设置有直线式电磁搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)，所述直线式电磁搅拌器装置作用于熔融状态下的金属材料上，所述金属材料包含在所述至少一个凝固模具(14，14'，14”)内部，或者包含在至少一个金属杆(16)的凝固金属壳体内部，所述至少一个金属杆(16)的凝固在进行中，其中金属杆(16)借助在至少一个模具中铸造而制造，其中搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)大致根据在熔融状态的金属材料周围的径向设置相对于彼此以相同的距离放置，搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)中的每一个设置有至少两个由绕组制成的感应线圈(20'，20”，20”')，搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)中的每个的线圈(20'，20”，20”')沿着电磁搅拌器装置的纵向展开轴线(23)根据一配置并排依次，在该配置中，线圈(20'，20”，20”')的绕组大致被设置在一个单独平面(24)上，该单独平面平行于相应搅拌器装置的纵向展开轴线(23)，线圈(20'，20”，20”')被构造和构造成生成在熔融状态的金属材料上施加搅拌力的一电磁场。铸造机(18)设置有控制至少搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)的控制单元(21)，控制单元(21)被配置并构造成按照根据之前描述的内容的控制方法来控制电磁搅拌器装置。

在一个实施例中，铸造机(18)设置有四个直线型搅拌器装置(1'，1”，1”，1”')，铸造机(18)根据两个操作配置是可配置的。在第一操作配置中，铸造机(18)被配置和构造成用于铸造金属杆(16)，该金属杆(16)是一个单一金属杆，该单一金属杆借助四个搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)在熔融浴的搅拌作用下在铸造机(18)的一个单个模具(14)中铸造，该四个搅拌器装置包括第一搅拌器装置(1')、第二搅拌器装置(1”)、第三搅拌器装置(1”')和第四搅拌器装置(1””)，其中搅拌器装置根据相对对的配置而放置，其中搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)沿着沿熔融状态下金属材料周围的相对正交的轴线大致相互间以相同的距离放置，第一对搅拌器装置(1'，1”)由第一搅拌器装置(1')组成，该第一搅拌器装置在相互面对状态下相对于所述第二搅拌器装置(1”)沿着第一个所述正交轴线根据一设置放置，在该设置中，处于熔融状态的金属材料放置在第一搅拌器装置(1')与第二搅拌器装置(1”)之间，第二对搅拌器装置(1”'，1””)由第三搅拌器装置(1”')组成，该第三搅拌器装置在相互面对状态下相对于所述第四搅拌器装置(1””)沿着第二个所述正交轴线根据一设置放置，在该设置中，处于熔融状态的金属材料放置在第三搅拌器装置(1”')与第四搅拌器装置(1””)之间，在第二操作配置中，铸造机配置和构造成用于借助四个直线式搅拌器(1'，1”，1”'，1””)在熔融浴的搅拌作用下在两个模具(14'，14”)中同时铸造两个金属杆(16)，铸造机设置有第一模具(14')和第二模具(14”)，第一模具(14')受到一对直线式搅拌器(1'，1”)的作用，该直线式搅拌器包括第一搅拌器装置(1')和第二搅拌器装置(1”)，第二模具(14”)受到另一对直线式搅拌器(1”'，1””)的作用，该直线式搅拌器包括第三搅拌器装置(1”')和第四搅拌器装置(1””)。

搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)可以安装在模具(14，14'，14”)内或可以是(图13，图14，图15)以同一申请人的名义根据专利WO 2013/174512在外部和移动，以被视为纳入以供参考。在这种情况下，铸造机设置有搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)，所述搅拌器装置沿着金属材料杆(16)的长度变化与移动设备(7，8)关联。移动设备(7，8)包括用于与引导设备(7)连接的连接设备(8)。移动设备(7，8)用于沿着引导设备(7)移动搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)，该引导设备(7)至少用于沿着金属材料杆(16)在不同操作位置中的金属材料杆(16)的总体展开长度，金属材料杆(16)是部分凝固的金属材料杆(16)，该部分凝固的金属材料杆(16)在冷却室(30)内移动。金属材料杆(16)没有完全固化，并且由处于熔融状态的固态壳体组成，该固态壳体包围一熔融状态的芯，该芯受到施加搅拌力的电磁场的作用。例如(图15)，移动系统可以包括电机(25)，该电机作用在框架(34)的牵引设备(31)上，该牵引设备(31)支撑搅拌器。牵引设备(31)例如可以由电缆或等效设备组成，该电缆或等效设备被制成通过一系列滑轮(29)，并且配重(35)被按顺序固定到该电缆或该等效装置，以便减少马达的工作。电磁搅拌器装置(1)的电器的连接优选借助于连接盒(9)发生，所述连接盒(9)相对于电磁搅拌器装置(1)的整个行程沿着引导设备(7)被放置在保护位置中并且优选地接近中间位置。该连接可以借助一个或多个柔性电缆(32)以这样的方式发生，即提供电磁搅拌器装置(1)沿着引导设备(7)的自由移动，可选地借助于电缆拖链(未显示)中的通道。液压装置的连接可以借助一个或多个流体软管(33)以完全相似的方式发生，该流体软管用于供给感应线圈(12)的冷却流体，以消散来自杆(16)的热量。

此外，本发明还涉及一种金属材料杆(16)的生产设备，该生产设备包括铸造机(18)，该铸造机(18)设置有熔融状态的金属材料的至少一个凝固模具(14，14'，14”)和设置有直线式电磁搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)，该直线式电磁搅拌器装置作用在熔融状态的金属材料上，该金属材料包含在所述至少一个凝固模具(14，14'，14”)内部或包含在至少一个金属杆(16)的凝固的金属壳体内部，该金属杆的凝固在进行中，其中金属杆(16)借助在至少一个模具(14，14'，14”)中铸造而制造。

此外，本发明还涉及一种用于生产金属材料杆(16)的铸造工艺，该铸造工艺包括铸造阶段，在该铸造阶段中，金属材料在铸造机(18)的至少一个模具(14，14'，14”)内铸造，该铸造机用于从所述至少一个模具(14，14'，14”)中抽出所述金属材料杆(16)。从至少一个模具(14，14'，14”)出来的金属材料杆(16)部分固化并且在铸造机(18)的冷却室(30)内移动，金属材料杆16)由固态的壳体组成，该壳体包括一处于熔融状态的芯。所述铸造过程提供了构成所述芯的处于熔融状态的所述材料的一个或多个搅拌阶段，处于熔融状态的材料的搅拌阶段根据至少三个直线式电磁搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)的控制方法发生，该直线式电磁搅拌器装置按照前面所述的的内容作用在熔融状态的金属材料上。

已经参考在优选实施例中的附图进行了本发明的描述，但是很明显，根据前面的描述，许多可能的改变、修改和变化对于本领域技术人员而言将非常清楚。因此，必须强调的是，本发明不限于前面的描述，而是包括根据所附权利要求的所有变化、修改和变化。

使用的命名法

参考附图中的标识号，使用了以下术语：

1.搅拌器装置

1'.第一搅拌器装置

1”.第二搅拌器装置

1”'.第三搅拌器装置

1””.第四搅拌器装置

2.逆变器

2'.第一逆变器

2”.第二逆变器

2”'.第三逆变器

2””.第四逆变器

3.电源输入

4.参考输入

5.控制装置

6.控制级

7.引导设备

8.连接设备

(7，8).移动设备

9.连接盒

9'.第一接线盒

9”.第二连接盒

9”'.第三接线盒

9””.第四接线盒

10.配电盘

11a.旋转式搅拌器装置

11b.直线式搅拌器装置

12.变压器

13.接触器

14.模具

14'第一模具

14”第二模具

15.弯月液面

16.金属杆

17.断路器

18.铸造机

19.中间包

20'.第一线圈

20”.第二线圈

20”'.第三线圈

21.控制单元

22.抽出的方向

23.纵向展开轴线

24.飞机

25.电机

26.功率级

27.电流传感器

28.主体

29.滑轮

30.冷却室

31.牵引设备

32.电缆

33.流体软管

34.框架

35.配重

Claims (13)

1.一种至少三个直线式电磁搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)的控制方法，所述电磁搅拌器装置作用于熔融状态的金属材料上，所述金属材料包含在至少一个凝固模具(14，14'，14”)内部或者包含在正在凝固的至少一个金属杆(16)的凝固的金属壳体内部，其中所述金属杆(16)借助在所述至少一个模具(14，14'，14”)中的铸造设备制成，其中所述搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)按照在熔融状态下的所述金属材料周围的一径向结构以相同的距离相互间隔放置，其中所述搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)中的每个均设置有至少两个由绕组制成的感应线圈(20'，20”，20”')，所述搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)中的每个的所述线圈(20'，20”，20”')按照一结构沿着所述电磁搅拌器装置的纵向展开轴线(23)前后成一直线放置，在该结构中，所述线圈(20'，20”，20”')的绕组被放置在一个单独的平面(24)上，所述平面与各搅拌器装置的纵向展开轴线(23)平行，所述线圈(20'，20”，20”')被配置和构造成在熔融状态下的所述金属材料上施加一搅拌力时生成一电磁场，其特征在于，该控制方法包括至少一个在所述电磁搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)，即在同一铸造机上的旋转式搅拌器和直线式搅拌器的两个操作配置之间的切换阶段，其中：

-第一操作配置，其中所述搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)的第一搅拌器装置(1')的至少一个所述线圈(20'，20”，20”')用其他的所述搅拌器装置(1”，1”'，1””)的所述线圈(20'，20”，20”')的对应的其他线圈以协调的方式控制，使得相互协调的线圈(20'，20”，20”')生成一旋转电磁场，所述旋转电磁场在熔融状态下的所述金属材料中在一旋转平面上引起一旋转运动，所述旋转平面相对于来自所述模具(14，14'，14”)的所述金属杆(16)的抽出方向(22)是正交的；

-第二操作配置，其中所述搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)的至少两个所述线圈(20'，20”，20”')以彼此相互协调的方式被控制，使得所述相互协调的线圈(20'，20”，20”')产生一直线式的电磁场，所述直线式的电磁场在所述熔融状态的所述金属材料中按平行于各所述搅拌器装置的纵向展开轴线(23)的方向引起一线性运动；

所述第一操作配置通过所述相互协调的线圈(20'，20”，20”')的一系列驱动的子阶段获得，其中每个驱动的子阶段均是借助于一驱动电流来为所述相互协调的线圈(20'，20”，20”')中的一个供电的阶段，所述驱动电流由一相应的逆变器(2'，2”，2”'，2””)在相应的线圈(20'，20”，20”')的一驱动支路与所述逆变器的一补偿支路之间提供，所述补偿支路连接到所述相同的搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)的所述线圈(20'，20”，20”')的一公共的星点，所述相互协调的线圈(20'，20”，20”')的驱动的子阶段的组合使得在第一子阶段中提供给所述相互协调的线圈(20'，20”，20”')中的一个的驱动电流相对于在第一子阶段之后的第二子阶段中提供给所述相互协调的线圈(20'，20”，20”')中的另一个的驱动电流相移。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，该控制方法是四个直线式搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)的控制方法，所述直线式搅拌器装置按照一结构以相对对的搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)放置，其中所述搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)按照一径向结构沿着在熔融状态下的所述金属材料周围的相互正交轴线以一相同的距离被间隔放置，第一对搅拌器装置(1'，1”)包括第一搅拌器装置(1')和第二搅拌器装置(1”)，其中所述第一搅拌器装置(1')沿第一个所述正交轴线相对于所述第二搅拌器装置(1”)按照一结构以相互面对的状态放置，在该结构中，处于熔融状态的所述金属材料被放置于所述第一搅拌器装置(1')和所述第二搅拌器装置(1”)之间，第二对搅拌器装置(1”'，1””)包括第三搅拌装置(1”')和第四搅拌装置(1””)，其中所述第三搅拌装置(1”')按照一结构沿着所述正交轴线中的第二个相对于所述第四搅拌装置(1””)以相互面对的状态放置，在该结构中，熔融状态的所述金属材料被放置在所述第三搅拌器装置(1”')与所述第四搅拌器装置(1””)之间。

3.根据权利要求1或2所述的控制方法，其特征在于，所述相互协调的线圈(20'，20”，20”')的所述驱动的子阶段的组合使得：

-在第二子阶段中提供给所述第三搅拌器装置(1”')的线圈(20'，20”，20”')中一个的所述驱动电流相对于在所述第一子阶段中提供给所述第一搅拌器装置(1')的线圈(20'，20”，20”')中的一个的所述驱动电流相移90°；

-在第三子阶段中提供给所述第二搅拌器装置(1”)的线圈(20'，20”，20”')中的一个的所述驱动电流相对于在所述第一子阶段中提供给所述第一搅拌器装置(1')的线圈(20'，20”，20”')中的一个的所述驱动电流相移180°；

-在第四子阶段中提供给所述第四搅拌器装置(1””)的线圈(20'，20”，20”')中的一个的所述驱动电流相对于在所述第一子阶段中提供给所述第一搅拌器装置(1')的线圈(20'，20”，20”')中的一个的所述驱动电流相移270°。

4.根据前述权利要求2或3所述的控制方法，其特征在于，所述第二操作配置通过所述线圈(20'，20”，20”')的一系列驱动的子步骤获得，所述线圈被配置和构造成使得所述成对的搅拌器装置中的至少一个的所述线圈(20'，20”，20”')以相互协调的方式被控制，以根据选择自以下的一操作模式进行操作：

-第一操作模式，其中所述对搅拌器装置中的两个搅拌器装置在所述熔融的金属上施加一向上的力；

-第二操作模式，其中所述对搅拌器装置中的两个搅拌器装置在所述熔融的金属上施加一向下的力；

-第三操作模式，其中所述对搅拌器装置中的一个搅拌器装置在所述熔融的金属上施加一向上的力，所述对搅拌器装置中的另一个搅拌器装置在所述熔融的金属上施加一向下的力；

-第四操作模式，其中第一时间段和第二时间段交替，在所述第一时间段中，所述对搅拌器装置根据第一操作模式、第二操作模式和第三操作模式中的一个操作，在所述第二时间段中，所述对的搅拌器装置相对于所述第一时间段根据选自第一操作模式、第二操作模式和第三操作模式中一不同的操作模式操作；

术语向上和向下指的是当所述模具(14，14'，14”)以垂直状态安装时的重力方向。

5.根据前述权利要求中任一项所述的控制方法，其特征在于，所述搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)中的每个均包括所述线圈(20'，20”，20”')中的三个，其中第一线圈(20')向上放置，第二线圈(20”)相对于所述第一线圈(20')和向下放置的第三线圈(20”')放置在的一中间位置，术语向上和向下指的是当所述模具(14，14'，14”)以垂直状态安装时的重力方向。

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述第一操作配置是借助于对以下的协调控制而获得：

-所述搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)的至少所述第一线圈(20')产生一旋转的电磁场，该旋转的电磁场在熔融状态的所述金属材料中相对于所述搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)的一主体(28)的一对应的更高位置引起一旋转运动；

或者

-所述搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)的至少所述第二线圈(20”)生成一旋转的电磁场，所述旋转的电磁场在熔融状态的所述金属材料中相对于所述搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)的主体(28)的一对应的中间位置引起一旋转运动；

或者

-所述搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)中的至少所述第三线圈(20”')生成一旋转的电磁场，所述旋转的电磁场在熔融状态的所述金属材料中相对于所述搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)的主体(28)的一对应的较低位置引起一旋转运动；

或者

-协调控制的交替阶段，其中每个所述控制的交替阶段均选自从仅所述第一线圈(20')的一控制阶段、仅所述第二线圈(20”)的一控制阶段和仅所述第三线圈(20”')的一控制阶段；

术语较高和较低指的是在所述模具(14，14'，14”)以竖直状态安装时的重力方向。

7.根据权利要求4或5所述的控制方法，其特征在于，所述第二操作配置借助所述线圈的一系列三个驱动子步骤获得，所述三个驱动子步骤包括第一子步骤、在之前子步骤之后的第二子步骤和在之前子步骤之后的第三子步骤，所述第二操作配置使得所述对的搅拌器装置中的至少一个搅拌器装置的所述线圈以相互协调的方式被控制，以按照选自以下的一操作模式操作：

-所述第一操作模式，其中所述对的搅拌器装置中的两个搅拌器装置均在所述熔融金属上施加一向上的力，所述第一操作模式通过在所述第一子步骤中将所述驱动电流提供给所述对的两个搅拌器装置的所述第一线圈(20')、在所述第二子步骤中向所述对的两个搅拌器装置的第二线圈(20”)提供相对于在所述第一子步骤中提供的所述驱动电流相移120°的驱动电流，和在所述第三子步骤中向所述对的两个搅拌器装置的第三线圈(20”')提供相对于在所述第一子步骤中提供的所述驱动电流移相240°的驱动电流而获得；

-所述第二操作模式，其中所述对搅拌器装置中的两个搅拌器装置均在所述熔融的金属上施加一向下的力，所述第二操作模式通过在所述第三子步骤中将所述驱动电流提供给所述对的两个搅拌器装置的所述第三线圈(20”')，在所述第二子步骤中向所述对的两个搅拌器装置的第二线圈(20”)提供相对于在所述第三子步骤中提供的所述驱动电流相移120°的驱动电流，以及在所述第一子步骤中向所述对的两个搅拌器装置的第一线圈(20')提供相对于在所述第三子步骤中提供的所述驱动电流移相240°的驱动电流而获得；

-所述第三操作模式，其中所述对的搅拌器装置中的一个在所述熔融的金属上施加一向上的力，所述对的搅拌器装置中的另一个在所述熔融的金属上施加一向下的力，所述第三操作模式通过控制在所述熔融的金属上施加一向上的力的所述对的该搅拌器装置使得在所述第一子步骤中所述驱动电流向所述第一线圈(20')提供，在所述第二子步骤中驱动电流被提供给相对于在所述第一子步骤中提供的所述驱动电流移相120°的所述第二线圈(20”)，以及在所述第三子步骤中将驱动电流提供给相对于在所述第一子步骤中提供的所述驱动电流移相240°的所述第三线圈(20”')而获得，所述第三操作模式还通过控制在所述熔融的金属上施加一向下的力的所述对的该搅拌器装置，使得在所述第三子步骤中将所述驱动电流提供给所述第三线圈(20”')，在所述第二子步骤中将驱动电流提供给相对于在所述第三子步骤中提供的所述驱动电流移相120°的所述第二线圈(20”)和在所述第一子步骤中将驱动电流提供给相对于在所述第三子步骤中提供的所述驱动电流相移240°的所述第一线圈(20')而获得。

8.一种铸造机(18)，所述铸造机(18)具有处于熔融状态的金属材料的至少一个凝固模具(14，14'，14”)，并具有直线式的电磁搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)，所述电磁搅拌器装置作用于包含在所述至少一个凝固模具(14，14'，14”)内部，或包含于正在固化的至少一个金属杆(16)的固化的金属壳体(16)内部的熔融状态的金属材料上，其中所述金属杆(16)借助于在所述至少一个模具(14，14'，14”)中铸造而制成，其中所述搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)根据在熔融状态下的所述金属材料周围的一径向结构而以相同的距离彼此间隔放置，其中所述搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)中的每个均具有至少两个由绕组制成的感应线圈(20'，20”，20”')，所述搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)中的每个的所述线圈(20'，20”，20”')均按照一结构沿着所述电磁搅拌器装置的纵向展开轴线(23)前后成直线设置，在该结构中，所述线圈(20'，20”，20”')的绕组被放置在平行于各搅拌器装置的纵向展开轴线(23)的一个单独平面上，所述线圈(20'，20”，20”')被配置和构造成生成一在熔融状态的所述金属材料上施加一搅拌力的电磁场，所述铸造机(18)具有一控制单元(21)，所述控制单元(21)控制至少所述搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)，其特征在于，所述控制单元(21)被配置和构造成根据前述权利要求中的任一项所述的控制方法来控制所述电磁搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)。

9.根据权利要求8所述的铸造机(18)，其特征在于，该铸造机具有四个所述直线式的搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)，所述铸造机(18)可根据两个操作配置进行配置：

-所述铸造机(18)的第一操作配置，所述铸造机配置和构造成用于铸造所述金属杆(16)，所述金属杆是一个单独的金属杆，所述金属杆在利用包括第一搅拌器装置(1')、第二搅拌器装置(1”)、第三搅拌器装置(1”')和第四搅拌器装置(1””)的四个搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)在熔融状态的所述金属材料的搅拌作用下在所述铸造机(18)的一个单独的模具(14)中铸造，其中所述搅拌器装置按照一相对对的配置放置，其中所述搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)按照一径向结构沿着在熔融状态下的所述金属材料周围的相互正交的轴线以相同的距离相互间隔放置，第一对搅拌器装置(1'，1”)包括第一搅拌器装置(1')和第二搅拌器装置(1”)，所述第一搅拌器装置(1')按照一结构沿着第一个所述正交轴线相对于所述第二搅拌器装置(1”)以相互面对的状态放置，在所述结构中，熔融状态的所述金属材料放置在所述第一搅拌器装置(1')与所述第二搅拌器装置(1”)之间，所述第二对搅拌器装置(1”'，1””)包括第三搅拌器装置(1”')和第四搅拌器装置(1””)，所述第三搅拌器装置(1”')按照一结构沿着第二个所述正交轴线相对于所述第四搅拌器装置(1””)以相互面向的状态放置，在该结构中，熔融状态的所述金属材料放置在所述第三搅拌器装置(1”')与所述第四搅拌器装置(1””)之间；

-所述铸造机的第二操作配置，所述铸造机被配置和构造成利用四个直线式搅拌器(1'，1”，1”'，1””)，用于在熔融状态的所述金属材料的搅拌作用下在两个模具(14'，14”)中同时铸造两个金属杆(16)，该铸造机具有第一模具(14')和第二模具(14”)，所述第一模具(14')受到一对所述直线式搅拌器(1'，1”)的作用，该对直线式搅拌器包括第一搅拌器装置(1')和第二搅拌器装置(1”)，所述第二模具(14”)受到另一对直线式搅拌器(1”'，1””)的作用，该对直线式搅拌器(1”'，1””)包括第三搅拌器装置(1”')和第四搅拌器装置(1””)。

10.根据权利要求8或9所述的铸造机(18)，其特征在于，所述搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)安装在所述模具(14，14'，14”)内部。

11.根据权利要求8或9所述的铸造机(18)，其特征在于，所述搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)沿着所述金属材料杆(16)的长度的展开方向与移动设备(7，8)相连，所述移动设备(7，8)包括用于与引导设备(7)相连的连接设备(8)，所述移动设备(7，8)至少对于所述金属材料杆(16)的长度的总展开的一部分在沿着所述金属材料杆(16)的不同操作位置中将所述搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)沿着所述引导设备(7)移动，所述金属材料杆(16)是部分凝固的金属材料杆(16)，其在冷却室(30)内移动，所述金属材料杆(16)包括一固态的壳体，该壳体包围着一熔融状态的芯，所述芯受到施加所述搅拌力的所述电磁场的作用。

12.一种金属材料杆(16)的生产设备，该生产设备包括铸造机(18)，所述铸造机(18)具有至少一个处于熔融状态的金属材料的凝固模具(14，14'，14”)，以及作用在包含在至少一个所述凝固模具(14，14'，14”)内部或包含在正在凝固的至少一个金属杆(16)的凝固的金属壳体内部的熔融状态的金属材料上的直线式电磁搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)，其中所述金属杆通过在所述至少一个模具(14，14'，14”)中铸造来制成，其中所述搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)按照在熔融状态的所述金属材料周围的一径向结构以一相同的距离彼此间隔放置，其中所述搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)中的每个均具有至少两个由绕组制成的感应线圈(20'，20”，20”')，所述搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)中的每个的所述线圈(20'，20”，20”')按照一结构沿着所述电磁搅拌器装置的纵向展开轴线(23)前后成直线放置，在该结构中，所述线圈(20'，20”，20”')的绕组放置在一个单独的平面(24)上，所述平面(24)与各所述搅拌器装置的纵向展开轴线(23)平行，所述线圈(20'，20'，20”')被配置和构造成生成在熔融状态的所述金属材料上施加一搅拌力的一电磁场，所述铸造机(18)设置有控制单元(21)，所述控制单元(21)控制至少所述搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)，其特征在于，所述铸造机(18)根据权利要求8至11中的任一项制造。

13.一种用于生产金属材料杆(16)的铸造工艺，所述铸造工艺包括一铸造阶段，在该铸造阶段中，金属材料在铸造机(18)的至少一个模具(14，14'，14”)内铸造，以从所述至少一个模具(14，14'，14”)中抽出所述金属材料杆(16)，从所述至少一个模具(14，14'，14”)中抽出的所述金属材料杆(16)被部分地固化，并在所述铸造机(18)的冷却室(30)内移动，所述金属材料杆(16)包括一固态的壳体，该壳体包围一熔融状态的芯，所述铸造工艺提供处于熔融状态的构成所述芯的材料的一个或多个搅拌阶段，其特征在于，根据至少三个直线式的电磁搅拌器装置(1'，1”，1”'，1””)的控制方法而发生在熔融状态的所述材料的所述搅拌阶段，所述电磁搅拌器装置作用在熔融状态的所述金属材料上，其中所述控制方法是根据权利要求1至7中任一项所述的控制方法。