CN111742616B - 使用以倾斜方式排列的感应元件的悬浮熔化装置及方法 - Google Patents

使用以倾斜方式排列的感应元件的悬浮熔化装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111742616B
CN111742616B CN201980014924.8A CN201980014924A CN111742616B CN 111742616 B CN111742616 B CN 111742616B CN 201980014924 A CN201980014924 A CN 201980014924A CN 111742616 B CN111742616 B CN 111742616B
Authority
CN
China
Prior art keywords
induction coils
pair
core
casting
longitudinal axes
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201980014924.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111742616A (zh
Inventor
索吉斯·斯比坦斯
亨利克·法兰兹
比约恩·谢林
马克斯·霍兹
安德里亚斯·克瑞格
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ALD Vacuum Technologies GmbH
Original Assignee
ALD Vacuum Technologies GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ALD Vacuum Technologies GmbH filed Critical ALD Vacuum Technologies GmbH
Publication of CN111742616A publication Critical patent/CN111742616A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111742616B publication Critical patent/CN111742616B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/22—Furnaces without an endless core
    • H05B6/32—Arrangements for simultaneous levitation and heating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D39/00—Equipment for supplying molten metal in rations
    • B22D39/003—Equipment for supplying molten metal in rations using electromagnetic field
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/22—Furnaces without an endless core
    • H05B6/24—Crucible furnaces
    • H05B6/26—Crucible furnaces using vacuum or particular gas atmosphere
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/36—Coil arrangements
    • H05B6/365—Coil arrangements using supplementary conductive or ferromagnetic pieces
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/36—Coil arrangements
    • H05B6/44—Coil arrangements having more than one coil or coil segment

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Induction Heating (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)

Abstract

本发明是有关于一种悬浮熔融方法和用于生产铸件的装置，此装置使用以倾斜方式排列的感应元件。在此方法中，感应单元运用在具有感应线圈的相对的铁氧体磁极不是配置在一个平面内，而是与悬浮平面以预定角度倾斜。因此，可以使用感应单元达成用于熔融批料的感应磁场的效率的提高。通过倾斜配置，有效贡献于熔融金属悬浮场的固持力的感应磁场的部分增加。

Description

使用以倾斜方式排列的感应元件的悬浮熔化装置及方法
本发明是有关于一种悬浮熔融方法和用于生产铸件的装置。此装置具有倾斜感应单元。在此方法中，感应单元运用在具有感应线圈的相对的铁氧体磁极不是配置在一个平面内，而是与悬浮平面以预定角度倾斜。以此方法，可以使用感应单元达成用于熔融批料的感应磁场的效率的提高。通过倾斜配置，有效贡献于熔融悬浮场的固持力的感应磁场的部分增加。
先前技术
悬浮熔融方法为现有已知技术。因此，专利案DE 422 004揭示了一种熔融方法，其中待熔融的传导材料以感应电流方式加热，同时通过电动力作用(electrodynamicaction)以维持自由地悬浮。其中还描述了一种浇铸方法，通过磁体将熔融材料压入铸模中，此为电动力压入浇铸(Electrodynamic pressed casting)，此方法可以在真空下进行。
专利案US 2,686,864A也描述了一种方法，其中待熔融的传导材料处于悬浮状态(例如，在真空中在一个或多个线圈的影响下，且没有使用坩埚(crucible))。在一实施例中，两个同轴线圈(coaxial coils)可用于保持材料的悬浮。在熔融后，将材料滴落或浇铸(casting)到铸模中。这里描述的方法可以保持60公克的铝部分处于悬浮。通过降低磁场强度，将熔融金属移出，使熔融金属向下离开圆锥状线圈。如果磁场强度快速降低，熔融金属以熔融状态从装置中掉落出去。已经认识到，此线圈配置的“弱点”在于线圈的中心，使得可通过这种方式所产生的熔融金属产量受限。
专利案US 4,578,552A也公开了一种悬浮熔融方法与装置。同样的线圈用于加热和固持熔融物、其改变所施加的控制加热功率的交流电的频率，同时维持电流恒定。
悬浮熔融的特别优点在于其避免了在其他方法期间与熔融物接触的坩埚材料或其他材料的熔融物的污染。反应性熔融物(例如，钛合金)与坩埚材料反应也被避免了，否则其将迫使将陶瓷坩埚变更为在冷坩埚方法中操作的铜坩埚。悬浮熔融物仅与周围空气接触，例如，可以是真空或惰性气体。因为不需要害怕与坩埚材料发生化学反应，熔融物也可以加热到非常高的温度。与冷坩埚熔融相比，因为几乎所有引入熔融物的能量都被转移到冷坩埚壁中，毫无疑问地冷坩埚熔融的加温效能非常低，其导致高功率输入时，温度上升仍非常缓慢。在悬浮熔融中，唯一的损失是由于辐射和蒸发，其相较于在冷坩埚中的热传导是非常低的。因此，由于较低的功率输入，可在更短的时间内实现更高的熔融物过度加热(overheating)。
另外，特别是与冷坩埚中的熔融物相比，在悬浮熔融期间受污染材料的废料(scrap)减少。然而，悬浮熔融尚未在实践中确立。其原因在于，在悬浮熔融方法中，仅相对少量的熔融材料可以维持于悬浮(参见专利案DE 696 17 103T2，第2页，第1段)。
此外，为了施行悬浮熔融方法，线圈场(coil field)的劳仑兹力(Lorentz force)须能补偿批料的重力，以维持其悬浮。劳仑兹力将批料向上推出线圈场。为提高磁场的产生效能，通常旨在减少相对铁氧体磁极(opposing ferrite poles)之间的间距。此间距减少允许在较低电压下产生固持预定熔融物重量所需的磁场。通过这种方式，可以改善工厂的固持效能，以供悬浮更大的批料。
当铁氧体磁极的间距越小，感应磁场越大。然而，因为用于浇铸的场强度必须降低，随着间距的减小，铁氧体磁极和感应线圈受到污染的风险随之提高。这不仅降低了垂直方向上的固持力，而且还降低了水平方向上的固持力。此导致略在线圈场上方的悬浮熔融物的水平膨胀，其使熔融物极度困难不接触铁氧体磁极而通过铁氧体磁极之间的狭窄间隙落入位于下方的铸模中。因此，通过减小铁氧体磁极的间距来提高线圈场的承载能力是通过接触可能性所决定的实际限制。
现有技术中已知方法的缺点可归纳如下。全悬浮熔融方法仅能在小量材料产生施行，使得工业化应用尚未发生。此外，浇铸在铸模中是困难的。特别是通过减小铁氧体磁极之间的间距，而提高线圈场产生涡电流的效能的情况中。
目的
因此，本发明目的之一是提供一种能经济地使用的悬浮熔融的方法和装置。特别是，此方法应通过改善线圈场的效率，而允许使用更大的批料。此外，应通过缩短周期时间来实现高产量，同时进一步确保浇铸过程中，熔融物安全地不接触感应线圈或其磁极。
发明内容
此目的通过根据本发明的方法以及根据本发明的装置而解决。根据本发明，是一种通过悬浮熔融方法从导电材料产生铸件的方法，其中运用交变电磁场而造成批料的悬浮状态，通过具有铁磁材料的芯材的至少一配对的相对感应线圈(opposing inductioncoils)而产生交变电磁场，包括以下步骤：
-将一起始材料的一批料引入至少一交变电磁场的影响范围(sphere ofinfluence)，使批料维持在悬浮状态；
-熔融此批料；
-将一铸模定位于悬浮的批料下方的一充填区域；
-将批料全部浇铸于铸模中；以及
-从铸模中移出固化的铸件；
其中，至少有一配对的感应线圈(3)的纵轴及其芯材(4)未配置在水平面内。
熔融批料的体积较佳为将铸模充填到足以生产铸件(“充填体积”)的高度。在充填铸模后，允许冷却或使用冷却剂而冷却，使得材料固化于铸模中。然后可以从铸模中移出铸件。
根据本发明的“导电材料”理解为具有合适导电性的材料，以便对材料感应地加热材料并使其维持悬浮。
根据本发明的“悬浮状态”被理解为完全悬浮状态(state of completelevitation)，使得被处理的批料无任何接触于坩埚、或平台等。
用语“铁氧体磁极”(Ferrite pole)与用语“铁磁材料芯材”为同义地使用的。同样地，用语“线圈”和“感应线圈”也为可互相运用的同义词。
根据本发明，至少一配对的具有其芯材的感应线圈的纵轴不配置在水平面内。在此情况下，感应线圈配置成从悬浮平面向下倾斜。优选地，至少一配对的具有其芯材的感应线圈的纵轴与一水平面间的角度β为0°<β≤60°，特别地优选为10°≤β≤45°。
通常将感应线圈的轴对齐一个共同的水平面中，在平面上方及下方的没有批料的磁通量是相同的。然而，平面下方的磁通量几乎无贡献于批料悬浮期间的磁场的固持力。由于根据本发明的线圈轴的Λ形配置，通过增加平面上方的磁通量，达到增加场固持力。
在优选的设计变形中，感应线圈和/或其铁磁材料的芯材至少部分具有截头圆锥形状或圆锥形状。虽然其中材料仍未到达饱和，铁氧体芯材的特殊圆锥形状的设计使得磁场的密度在相对感应线圈配对之间的空间中最大化。铁磁元件(铁氧体环)配置围绕在铁磁材料的芯材的周围，分离磁通量，而减少空间中的磁场，其将于下面详细描述。
感应线圈成配对配置，其以相同频率操作，并产生相同方向的磁场。与磁极类似，它们的锥形经过最佳化，以最大地减少焦耳热损失(Joule heat losses)，以提高效率。另一方面，它们被设计用于熔融体下方的磁场的最佳分布，其确保悬浮，以及熔融体上方和侧面的磁场，其抵销悬浮但确保熔融体的形状稳定性。
此外，感应线圈也可以彼此更靠近地定位，使得相反磁极之间的距离更小，这导致进一步增加悬浮批料下侧的磁场感应，且因此导致更有效的熔融过程。
通过将配对的感应线圈移动更靠近，仍可以进一步提高所产生的交变电磁场的效能。此可产生更重的悬浮批料。然而，当浇铸批料时，随着线圈之间的自由横截面减小，线圈或铁氧体磁极接触熔融批料的风险增加。然而，必须严格避免这些杂质，因为它们难以移除并且因此导致工厂的停机时间延长。为了能够尽可能地利用配对的感应线圈的较窄距离的优点，而不必接受浇铸期间的杂质风险，在特别优选的变化形态中，感应线圈与其芯材可移动地安装成至少一配对。优选地，一配对的线圈中心对称地围绕感应线圈配置的中心而反向旋转移动。
为了熔融批料，将感应线圈一起推到熔融位置。一旦批料已熔融并浇铸到铸模中，线圈不会如现有技术中的惯例简单地关闭或减少电流，反而，根据本发明，感应线圈向外移动到浇铸位置。这增加感应线圈之间的距离，一方面为熔融体在进入铸模的路程中创造更大的自由直径，另一方面以受控制的方式持续地降低感应磁场的承载能力。以这种方式，熔融体在通过线圈平面时安全地固持远离感应线圈及其芯材，并仅缓慢地通过落下。因为磁场在中心已减弱，但是在线圈处仍然足够强以避免接触。此避免线圈的污染，也确保在没有喷溅而干净地浇铸到铸模中。
在本发明另一实施例中，配对的感应线圈中的感应线圈的移动向量不同于其的纵轴。在倾斜出水平面的线圈配置中，线圈沿其纵轴上不彼此分开，但倾斜的线圈在水平面内移动(shifted)。因此，当批料浇铸时，用于悬浮的磁场平面的垂直位置保持相同。
在本发明的一个优选的设计变化中，在批料的浇铸期间，同时配对的感应线圈中的感应线圈从熔融位置移动到浇铸位置，这些感应线圈中的电流强度降低。如此使感应磁场不再仅通过感应线圈间的距离增加而降低，也可缩减感应线圈所需的位移路径而达成。然而，必须确保电流强度的降低与线圈的位移相配合，使得磁场强度总是够高，以维持熔融体远离线圈。
在一实施例中，配对的感应线圈中的感应线圈的从熔融位置到浇铸位置的距离增加5至100毫米，优选为增加10至50毫米。在决定位移路径时，必须考虑工厂设计的批料及感应线圈之间的最小距离以及可以用它们而产生的磁场强度。
在一优选的实施例中，根据本发明所使用的导电材料具有至少一种下列高熔融点金属的组合：钛、锆、钒、钽、钨、铪、铌、铼、钼。或者，也可运用熔融点较低的金属，例如镍，铁或铝。具有一种或多种上述金属的混合物或合金也可运用作导电材料。优选地，金属具有导电材料的至少50％的重量比例，特别是具有至少60％或至少70％的重量比例。已经显示，这些金属可特别受益于本发明所具有的优点。在特别优选的实施例中，导电材料可包含钛或钛合金，特别是铝钛合金或钒铝钛合金。
这些金属或合金可以特别有利的方式加工，因它们明显地具有与温度的粘度相关性以及特别高的反应敏感性，其中特别是对于铸模的材料有反应敏感性。本发明的方法结合悬浮无接触熔融与极快充填至铸模，这些优点可通过这些金属得以实现。根据本发明的方法可用于生产铸件，铸件在熔融物与铸模材料的反应中可具有特别薄的氧化物层或甚至没有氧化物层。特别是在高熔融点金属的情况下，对循环时间而言，改善感应涡电流的应用以及改善降低由于热接触造成的过高的热损失的效果是十分显著的。此外，可增加所产生的磁场的承载能力，即便更重的批料也可保持悬浮。
本发明的一有利的实施例中，导电材料在熔融期间进行过热加温至一温度，此温度比材料的熔融点高至少10℃、至少20℃或至少30℃。铸模的温度低于熔融温度，而过热防止材料在与铸模接触时立即固化。实现了在材料粘度变得过高之前，批料可以在铸模中分布。悬浮熔融的一个优点是熔融物不必与使用的坩埚接触，避免了冷坩埚过程在坩埚壁上的高材料损失以及避免坩埚部分对熔融物的污染。因为在真空中或在保护气体下操作是可能的，且不须与高反应性材料接触，另一个优点是熔融物可以加热到相对高的温度。然而，大多数材料不能任意过热，否则可能与铸模会产生剧烈反应。因此，过热温度差优选地限制在最高300℃高于导电材料的熔融温度、特别是最高200℃高于导电材料的熔融温度、或优选地最高100℃高于导电材料的熔融温度。
在此方法中，至少一个铁磁元件水平排列在熔融批料的区域周围，以集中磁场并稳定批料。铁磁元件可以围绕熔融区域配置成环形，其中“环形”不仅指圆形元件，还可指角形(angular)，特别是方形或多边形环形元件。为了使根据本发明的感应线圈的移动为可能，环形元件根据线圈的数量分成子区段，它们之间各自的感应线圈以及其磁极以形状配合(form-fit)的方式移动。铁磁元件还可以具有数个杆段，这些杆段在熔融区域的水平方向上突出。铁磁元件由铁磁材料组成，其较佳具有振幅磁导率(amplitude permeability)μa>10、更优选μa>50、或特别优选μa>100。振幅磁导率特别指在25℃至150℃的温度范围内，磁通密度在0至500毫特斯拉之间的磁导率。振幅磁导率例如是软磁铁氧体(例如3C92)的振幅磁导率的至少百分之一、特别是至少百分之十、或百分之二十五。本领域技术人员知道合适的材料。
根据本发明，还有一种用于悬浮熔融导电材料的装置，包括至少一配对的相对感应线圈，相对感应线圈具有铁磁材料的芯材，通过交变电磁场造成批料的悬浮状态，其中至少有一配对的感应线圈的纵轴及其芯材未设置在水平面内。
附图简单说明
图1为具有铁磁材料、线圈以及传导材料的批料的熔融区域的下方的铸模的侧向剖视图；
图2为倾斜线圈的侧向剖视图；
图3为具有截头圆锥形(frustoconical)感应线圈与磁极的变化形态的侧向剖视图；
图4为图3的线圈的配置的上视图；
图5为图3的线圈的配置的侧向立体图。
附图说明
附图显示优选实施例，而它们仅用于说明目的。
图1显示传导材料的批料(1)，批料(1)在线圈(3)产生的交变电磁场的影响范围(熔融区域)内。批料(1)下方有一空铸模(2)，铸模(2)由固持器(5)固持在填充区域。铸模(2)具有一漏斗形充填段(6)。固持器(5)适用于将铸模从供料位置提升到浇铸位置，其以箭头显示。铁磁材料(4)配置在线圈(3)的芯材中。附图中以虚线绘制的配对的线圈的轴向下倾斜至悬浮的水平面，其中每两相对线圈(3)形成一配对。
图2示出了与图1类似的倾斜的线圈(3)及其铁磁材料(4)的芯材的侧向剖视图。在此，水平面以虚线绘制且标记有角度β，线圈(3)的纵轴(以虚线方式绘制)在角度β周围倾斜出水平面。
图3以侧向剖视图显示具有截头圆锥形的感应线圈和磁极的变化设计，磁极以黑色绘制。切割平面在中心穿过一配对感应线圈的纵轴。感应线圈(3)以及其铁磁材料(4)的芯材分别为截头圆锥形状，并由铁氧体环包围。在显示的例子中，感应线圈(3)设计为空心型导件，其额外提供通过冷却液而内部冷却的选择。磁极和感应线圈的纵轴明显可见倾斜于悬浮平面。
图4和图5分别以上视图和侧视图显示图3中的线圈配置。此配置由相互成90度的两配对的感应线圈所构成。感应线圈(3)及其铁磁材料(4)的芯材，以形状配合的方式可移动地安装于四个铁氧体环段之间，使得其一起形成了一个八角形状的铁磁元件，且可在一近距离(narrowly distanced)的熔融位置和一远距离(widely distanced)的浇入位置间移动。图4和图5均显示了线圈的熔融位置。特别在图5中，环的内部和外部之间的线圈的位移路径为清晰可见。
符号说明
1 批料
2 铸模
3 线圈
4 铁磁材料
5 固持器
6 充填段

Claims (30)

1.一种产生铸件的方法，通过一悬浮熔融方法从一导电材料而生产铸件，其中运用多个交变电磁场以造成一批料(1)的一悬浮状态，具有铁磁材料(4)为芯材的至少一配对的相对感应线圈(3)产生该些交变电磁场，该方法包含以下步骤：
-将一起始材料的一批料(1)引入至少一该交变电磁场的作用范围，使得该批料(1)维持在一悬浮状态；
-熔融该批料(1)；
-将一铸模(2)设置于位于悬浮的该批料(1)的下方的一充填区域；
-将该批料(1)全部浇铸于该铸模(2)中；
-从该铸模(2)中移出固化的该铸件；
其中，至少一配对的该些感应线圈(3)及其芯材的纵轴未配置在一水平面内。
2.根据权利要求1所述的方法，其中至少一配对的该些感应线圈(3)及其芯材的该些纵轴与该水平面间具有一角度β，该角度β为0度<角度β≤60度。
3.根据权利要求1所述的方法，其中至少一配对的该些感应线圈(3)及其芯材的该些纵轴与该水平面间具有一角度β，该角度β为10度≤角度β≤45度。
4.根据权利要求1所述的方法，其中该些感应线圈(3)和/或该铁磁材料(4)的芯材的至少一部分具有截头圆锥形状或圆锥形状。
5.根据权利要求2所述的方法，其中该些感应线圈(3)和/或该铁磁材料(4)的芯材的至少一部分具有截头圆锥形状或圆锥形状。
6.根据权利要求3所述的方法，其中该些感应线圈(3)和/或该铁磁材料(4)的芯材的至少一部分具有截头圆锥形状或圆锥形状。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中该些感应线圈及其芯材的每个配对相对于彼此可移动地配置，且在具有小间距的一熔融位置与大间距的一浇铸位置间移动，该方法包含一附加第一步骤，将该些配对的感应线圈移动到具有小间距的该熔融位置，并通过将至少一配对该些感应线圈(3)从小间距的该熔融位置移动到大间距的该浇铸位置，而发生将全部批料(1)浇铸到该铸模(2)。
8.根据权利要求7所述的方法，其中在该批料(1)浇铸期间，同时该配对感应线圈中的该些感应线圈(3)从该熔融位置移动到该浇铸位置，该些感应线圈(3)中的电流强度减少。
9.根据权利要求7所述的方法，其中该配对感应线圈中的该些感应线圈(3)从该熔融位置到该浇铸位置所增加的距离为5至100毫米。
10.根据权利要求8所述的方法，其中该配对感应线圈中的该些感应线圈(3)从该熔融位置到该浇铸位置所增加的距离为5至100毫米。
11.根据权利要求7所述的方法，其中该配对感应线圈中的该些感应线圈(3)从该熔融位置到该浇铸位置所增加的距离为10至50毫米。
12.根据权利要求8所述的方法，其中该配对感应线圈中的该些感应线圈(3)从该熔融位置到该浇铸位置所增加的距离为10至50毫米。
13.根据权利要求7所述的方法，其中该配对感应线圈中的该些感应线圈(3)的运动向量不同于它们的该些纵轴。
14.根据权利要求8所述的方法，其中该配对感应线圈中的该些感应线圈(3)的运动向量不同于它们的该些纵轴。
15.根据权利要求9所述的方法，其中该配对感应线圈中的该些感应线圈(3)的运动向量不同于它们的该些纵轴。
16.根据权利要求10所述的方法，其中该配对感应线圈中的该些感应线圈(3)的运动向量不同于它们的该些纵轴。
17.根据权利要求11所述的方法，其中该配对感应线圈中的该些感应线圈(3)的运动向量不同于它们的该些纵轴。
18.根据权利要求12所述的方法，其中该配对感应线圈中的该些感应线圈(3)的运动向量不同于它们的该些纵轴。
19.一种用于悬浮熔融一导电材料的装置，包括至少一配对的相对感应线圈(3)，该些感应线圈每一者包含铁磁材料(4)的芯材，以通过交变电磁场造成一批料(1)的一悬浮状态，其中至少一配对的该些感应线圈(3)及其芯材的纵轴未排列在一水平面内。
20.根据权利要求19所述的装置，其中至少一配对的该些感应线圈(3)及其芯材的该些纵轴与该水平面间具有一角度β，该角度β为0度<角度β≤60度。
21.根据权利要求19所述的装置，其中至少一配对的该些感应线圈(3)及其芯材的该些纵轴与该水平面间具有一角度β，该角度β为10度≤角度β≤45度。
22.根据权利要求19所述的装置，其中该些感应线圈(3)和/或该铁磁材料(4)的芯材的至少一部分具有截头圆锥形状或圆锥形状。
23.根据权利要求20所述的装置，其中该些感应线圈(3)和/或该铁磁材料(4)的芯材的至少一部分具有截头圆锥形状或圆锥形状。
24.根据权利要求21所述的装置，其中该些感应线圈(3)和/或该铁磁材料(4)的芯材的至少一部分具有截头圆锥形状或圆锥形状。
25.根据权利要求19至24中任一项所述的装置，其中该些感应线圈(3)及其芯材每个配对相对于彼此可移动地配置，且在具有小间距的一熔融位置与大间距的一浇铸位置之间移动。
26.根据权利要求25所述的装置，其中该配对感应线圈中的该些感应线圈(3)从该熔融位置到该浇铸位置所增加的距离，为5至100毫米。
27.根据权利要求25所述的装置，其中该配对感应线圈中的该些感应线圈(3)从该熔融位置到该浇铸位置所增加的距离，为10至50毫米。
28.根据权利要求25所述的装置，其中该配对感应线圈中的该些感应线圈(3)的运动向量不同于它们的该些纵轴。
29.根据权利要求26所述的装置，其中该配对感应线圈中的该些感应线圈(3)的运动向量不同于它们的该些纵轴。
30.根据权利要求27所述的装置，其中该配对感应线圈中的该些感应线圈(3)的运动向量不同于它们的该些纵轴。
CN201980014924.8A 2018-07-17 2019-07-09 使用以倾斜方式排列的感应元件的悬浮熔化装置及方法 Active CN111742616B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018117304.0 2018-07-17
DE102018117304.0A DE102018117304A1 (de) 2018-07-17 2018-07-17 Vorrichtung und Verfahren zum Schwebeschmelzen mit gekippt angeordneten Induktionseinheiten
PCT/EP2019/068432 WO2020016063A1 (de) 2018-07-17 2019-07-09 Vorrichtung und verfahren zum schwebeschmelzen mit gekippt angeordneten induktionseinheiten

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111742616A CN111742616A (zh) 2020-10-02
CN111742616B true CN111742616B (zh) 2021-06-18

Family

ID=67262294

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980014924.8A Active CN111742616B (zh) 2018-07-17 2019-07-09 使用以倾斜方式排列的感应元件的悬浮熔化装置及方法

Country Status (12)

Country Link
US (1) US11102850B1 (zh)
EP (1) EP3622782B1 (zh)
JP (1) JP6931748B1 (zh)
KR (1) KR102237272B1 (zh)
CN (1) CN111742616B (zh)
DE (1) DE102018117304A1 (zh)
ES (1) ES2825948T3 (zh)
PT (1) PT3622782T (zh)
RU (1) RU2737067C1 (zh)
SI (1) SI3622782T1 (zh)
TW (1) TWI736936B (zh)
WO (1) WO2020016063A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023122336A1 (en) * 2021-12-24 2023-06-29 Build Beyond, Llc System and method for generating a controlled magnetic flux

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2686864A (en) * 1951-01-17 1954-08-17 Westinghouse Electric Corp Magnetic levitation and heating of conductive materials
DE1565467A1 (de) * 1963-11-21 1970-04-16 Comp Generale Electricite Magnetische Vorrichtung zum In-der-Schwebe-Halten und zum Schmelzen
CN1134125A (zh) * 1994-08-23 1996-10-23 新日本制铁株式会社 熔融金属的连铸方法及用于该方法的设备
CN1181030A (zh) * 1995-02-22 1998-05-06 瑞典通用电器勃朗勃威力公司 一种用于结晶器浇铸的方法和装置
CN103828484A (zh) * 2011-09-13 2014-05-28 弗朗茨·海默机械制造两合公司 感应线圈单元

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE422004C (de) 1925-11-23 Otto Muck Dipl Ing Verfahren und Vorrichtung zum Schmelzen, insbesondere von Leitern u. dgl. durch elektrische Induktionsstroeme
US3354285A (en) * 1964-04-17 1967-11-21 Union Carbide Corp Electromagnetic flux concentrator for levitation and heating
US4578552A (en) 1985-08-01 1986-03-25 Inductotherm Corporation Levitation heating using single variable frequency power supply
US5150272A (en) * 1990-03-06 1992-09-22 Intersonics Incorporated Stabilized electromagnetic levitator and method
US5003551A (en) * 1990-05-22 1991-03-26 Inductotherm Corp. Induction melting of metals without a crucible
TW297050B (zh) 1995-05-19 1997-02-01 Daido Steel Co Ltd
US6059015A (en) * 1997-06-26 2000-05-09 General Electric Company Method for directional solidification of a molten material and apparatus therefor
US20020005233A1 (en) * 1998-12-23 2002-01-17 John J. Schirra Die cast nickel base superalloy articles
KR100952904B1 (ko) 2008-12-30 2010-04-16 김차현 2단계 고주파 부양용해를 이용한 진공주조장치 및 주조방법
DE102011018675A1 (de) * 2011-04-18 2012-10-18 Technische Universität Ilmenau Vorrichtung und Verfahren zum aktiven Manipulieren einer elektrisch leitfähigen Substanz
DE102017100836B4 (de) 2017-01-17 2020-06-18 Ald Vacuum Technologies Gmbh Gießverfahren

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2686864A (en) * 1951-01-17 1954-08-17 Westinghouse Electric Corp Magnetic levitation and heating of conductive materials
DE1565467A1 (de) * 1963-11-21 1970-04-16 Comp Generale Electricite Magnetische Vorrichtung zum In-der-Schwebe-Halten und zum Schmelzen
CN1134125A (zh) * 1994-08-23 1996-10-23 新日本制铁株式会社 熔融金属的连铸方法及用于该方法的设备
CN1046448C (zh) * 1994-08-23 1999-11-17 新日本制铁株式会社 熔融金属的连铸方法
CN1181030A (zh) * 1995-02-22 1998-05-06 瑞典通用电器勃朗勃威力公司 一种用于结晶器浇铸的方法和装置
CN103828484A (zh) * 2011-09-13 2014-05-28 弗朗茨·海默机械制造两合公司 感应线圈单元

Also Published As

Publication number Publication date
CN111742616A (zh) 2020-10-02
TWI736936B (zh) 2021-08-21
WO2020016063A1 (de) 2020-01-23
JP2021526300A (ja) 2021-09-30
US20210251055A1 (en) 2021-08-12
PT3622782T (pt) 2020-10-19
TW202007223A (zh) 2020-02-01
US11102850B1 (en) 2021-08-24
KR20200116159A (ko) 2020-10-08
SI3622782T1 (sl) 2020-11-30
EP3622782A1 (de) 2020-03-18
RU2737067C1 (ru) 2020-11-24
KR102237272B1 (ko) 2021-04-07
EP3622782B1 (de) 2020-09-16
ES2825948T3 (es) 2021-05-17
JP6931748B1 (ja) 2021-09-08
DE102018117304A1 (de) 2020-01-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102222041B1 (ko) 주조 방법
CN111742616B (zh) 使用以倾斜方式排列的感应元件的悬浮熔化装置及方法
US3582528A (en) Treatment process
CN111771425B (zh) 使用可移动感应单元的悬浮熔化方法
CN111758299B (zh) 使用环状元件的悬浮熔化方法
KR102226483B1 (ko) 부양 용해 방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant