ES2248336T3 - Aparato para remover magneticamente una pasta metalica tixotropica. - Google Patents
Aparato para remover magneticamente una pasta metalica tixotropica.Info
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Abstract
Un aparato para remover magnéticamente un material susceptible de alcanzar un estado fluido (11), que consta de: un recipiente de mezcla (26) para contener un volumen de material susceptible de alcanzar un estado fluido (11); y al menos un generador de un campo magnético (10) colocado adyacente al referido recipiente de mezcla (26) y adaptado para producir un campo magnético (40) dotado de un componente rotatorio (30, 32, 30¿, 32¿) y de un componente axial (34, 34¿); y caracterizado porque el referido generador de campo magnético (10) incluye un primer tipo de estator adaptado para producir el referido componente rotatorio (30, 32, 30¿, 32¿) de dicho campo magnético (40) y un segundo tipo de estator adaptado para producir el referido componente axial (34, 34¿) de dicho campo magnético (40), estando colocados axialmente los referidos primer y segundo tipos de estatores a lo largo del referido recipiente de mezcla (26) en una configuración apilada de modo que los referidos componentes rotatorios y axiales de dicho campo magnético (40) actúen sobre el volumen de material susceptible de alcanzar un estado fluido (11) para remover el material susceptible de alcanzar un estado fluido (11) dentro del referido recipiente de mezcla (26).
Description
Aparato para remover magnéticamente una pasta
metálica tixotrópica.
La presente invención versa en forma general
acerca de la metalurgia, y, más en concreto, acerca de un método y
un aparato para controlar las propiedades de la microestructura de
una pieza de metal moldeado mediante el control eficiente de la
temperatura y la viscosidad de una hornada metálica tixotrópica
precursora por medio de una agitación magnetomotriz controlada de
manera precisa.
La presente invención versa en forma general
acerca de un aparato que está construido y concebido para producir
un material semi-sólido "bajo demanda" para su
empleo en un proceso de fundición. Incluidas como parte del aparato
en conjunto hay varias estaciones que tienen los componentes
imprescindibles y las instalaciones estructurales que han de
emplearse como parte del proceso. El método para producir el
material semi-sólido bajo demanda, empleando el
aparato presentado, se incluye como parte de la presente
invención.
De manera más específica, la presente invención
incorpora técnicas y aparatos de remoción electromagnética para
facilitar la producción del material semi-sólido en
un ciclo temporal comparativamente breve. Tal como se emplea en este
documento, el concepto de que algo sea "bajo demanda" significa
que el material semi-sólido va directamente al paso
de la fundición desde el recipiente en el que se produce el
material. El material semi-sólido recibe normalmente
el nombre de "pasta" y al tapón que se produce de un
"tirón" se le denomina lingote.
Resulta perfectamente conocido que la pasta
metálica semi-sólida puede emplearse para fabricar
productos de gran fortaleza, exentos de fugas y de estructura casi
reticular. Sin embargo, la viscosidad del metal
semi-sólido es muy sensible a la temperatura de la
pasta o de la fracción sólida correspondiente. Para obtener una
buena fluidez con una fracción sólida elevada, la fase sólida
primaria del metal semi-sólido debería ser casi
esférica.
En general, el procesamiento
semi-sólido puede dividirse en dos categorías: el
llamado thixocasting y el llamado rheocasting. En el
thixocasting, la microestructura de la aleación que se está
solidificando es modificada de dendrítica a dendrítica degenerada
discreta antes de que la aleación fragüe y se transforme en
feedstock sólido, que se volverá a fundir a continuación
hasta que alcance un estado semi-sólido y echado en
un molde para fabricar la pieza deseada. En el rheocasting,
se enfría metal líquido hasta que alcance un estado
semi-sólido mientras se modifica su microestructura.
Acto seguido, se da forma a la pasta o se la echa en un molde para
producir la pieza o piezas deseadas.
La principal barrera en el rheocasting es
la dificultad de generar suficiente pasta dentro de la gama idónea
de temperaturas en un ciclo temporal breve. Aunque el coste del
thixocasting es más elevado debido a los pasos adicionales de
fundición y de vuelta a derretir, la implementación del
thixocasting en la producción industrial ha superado con
mucho la del rheocasting porque el feedstock
semi-sólido puede fundirse en grandes cantidades en
distintas operaciones que pueden ser remotas en el tiempo y en el
espacio respecto a los pasos del recalentamiento y de dar la
forma.
En un proceso de fundición
semi-sólida, se forma una pasta generalmente durante
la solidificación consistente en partículas dendríticas sólidas cuya
forma se conserva. Inicialmente, las partículas dendríticas forman
un núcleo y crecen a modo de dendritas con ejes iguales dentro de la
aleación fundida en las primeras etapas de la pasta o formación
semi-sólida. Con la tasa apropiada de enfriamiento y
de remoción, las ramas de partículas dendríticas se hacen mayores y
los brazos dendríticos tienen tiempo para hacerse más gruesos, de
modo que la separación entre los brazos dendríticos primario y
secundario aumente. Durante esta etapa de crecimiento en presencia
de remoción, los brazos dendríticos entran en contacto y se
fragmentan para formar partículas dendríticas degeneradas. A la
temperatura de mantenimiento, las partículas siguen agrandándose y
haciéndose más redondas y acercándose a una forma esférica ideal. La
extensión del redondeo se controla mediante la temperatura de
mantenimiento seleccionada para el proceso. Con remoción, no se
alcanza el punto de "coherencia" (las dendritas se convierten
en una estructura enmarañada). El material
semi-sólido compuesto de partículas dendríticas
degeneradas fragmentadas sigue deformándose con fuerzas reducidas de
cizallamiento.
Una vez se han obtenido una fracción sólida y un
tamaño y forma de partícula deseados, el material
semi-sólido está listo para que se le dé forma
inyectándolo en un molde de fundición o mediante algún otro proceso
formativo. El tamaño de la partícula de la fase sólida se controla
en el proceso limitando el proceso de creación de la pasta a
temperaturas por encima del punto en el que la fase sólida empieza a
formarse y en que da comienzo el engrosamiento de las
partícu-
las.
las.
Se sabe que la estructura dendrítica del sólido
primario de una aleación semi-sólida puede ser
modificada para llegar a ser casi esférica mediante la introducción
de la siguiente perturbación en la temperatura
cuasi-líquida de la aleación líquida o de la
aleación semi-sólida:
- 1)
- Remoción: remoción mecánica o remoción electromagnética;
- 2)
- Agitación: vibración de baja frecuencia, onda de alta frecuencia, electrochoque, u onda electromagnética;
- 3)
- Nucleación con ejes iguales: sub-enfriamiento rápido, refinado del grano;
- 4)
- Maduración de Oswald y engrosamiento: mantenimiento de la aleación a la temperatura en la que está en estado semi-sólido durante mucho tiempo.
Aunque se ha demostrado que los métodos
contenidos en los puntos (2)-(4) son efectivos en la modificación de
la microestructura de la aleación semi-sólida,
tienen la limitación común de no ser eficientes en el procesamiento
de un gran volumen de aleación con un tiempo de preparación breve
debido a las siguientes características o requisitos de los metales
semi-sólidos:
- \textdollar
- Fuerte efecto humectante en la vibración.
- \textdollar
- Profundidad pequeña de penetración para las ondas electromagnéticas.
- \textdollar
- Elevado calor latente, opuesto al sub-enfriamiento rápido.
- \textdollar
- Coste adicional y problema de reciclado para añadir refinadores del grano.
- \textdollar
- La maduración natural lleva mucho tiempo, lo que descarta un ciclo temporal breve.
Aunque la mayoría de los desarrollos anteriores
dentro de la especialidad han estado centrados en la microestructura
y la reología de la aleación semi-sólida, los
presentes inventores han descubierto que el control de la
temperatura es uno de los parámetros más críticos para el
tratamiento fiable y eficiente del metal semi-sólido
con un ciclo temporal comparativamente breve. Ya que la viscosidad
aparente del metal semi-sólido aumenta
exponencialmente con la fracción sólida, una pequeña diferencia de
temperatura en la aleación con una fracción sólida del 40% o
superior da como resultado cambios significativos en su fluidez. De
hecho, la mayor barrera para el uso de los métodos (2)-(4),
expuestos con anterioridad, para producir metal
semi-sólido es la falta de remoción. Sin remoción,
es muy difícil hacer pasta de aleación con la temperatura uniforme y
microestructura requeridas, especialmente cuando hay un
requerimiento de un gran volumen de aleación. Sin remoción, la única
manera de calentar/enfriar el metal semi-sólido sin
crear una gran diferencia de temperaturas es usar un proceso lento
de calentamiento/enfriamiento. Tal proceso a menudo requiere que se
procesen simultáneamente lingotes múltiples de feedstock con
un sistema preprogramado de horno y transportador, que es caro,
difícil de mantener y difícil de controlar.
Aunque el empleo de remoción mecánica de alta
velocidad dentro de un espacio anular estrecho puede generar una
tasa elevada de cizallamiento suficiente para disgregar las
dendritas de una mezcla semi-sólida de metal, el
espacio estrecho se convierte en un límite para el rendimiento
volumétrico del proceso. La combinación de una temperatura elevada,
de la corrosión elevada (por ejemplo, de una aleación fundida de
aluminio) y de un desgaste elevado de la pasta
semi-sólida hace también muy difícil diseñar,
seleccionar los materiales apropiados y mantener el mecanismo de
remoción.
Las referencias previas ponen de manifiesto el
proceso de la formación de pasta semi-sólida
mediante el recalentamiento de un lingote sólido formado mediante
thixocasting o directamente a partir de la colada usando
remoción mecánica o electromagnética. Los métodos conocidos para
producir pastas semi-sólidas de aleación incluyen la
remoción mecánica y la remoción electromagnética inductiva. Los
procesos para formar una pasta con la estructura deseada son
controlados, en parte, mediante las influencias interactivas de las
tasas de cizallamiento y de solidificación.
A comienzos del decenio de los 80 del siglo XX,
se desarrolló un proceso de remoción electromagnética para producir
feedstock semi-sólido por fundición con
dendritas degeneradas discretas. El feedstock se corta al
tamaño apropiado y luego se vuelve a fundir hasta que alcance el
estado semi-sólido antes de ser inyectado en una
cavidad de molde. Aunque este proceso de función
magneto-hidrodinámica (MHD) es capaz de generar un
volumen elevado de feedstock semi-sólido con
dendritas degeneradas discretas adecuadas, el coste de la
manipulación del material para producir un lingote por fundición y
volver a fundirlo hasta alcanzar una composición
semi-sólida reduce la competitividad de este proceso
de producción de metal semi-sólido con respecto a
otros procesos de fundición, por ejemplo, la fundición por gravedad,
la fundición a baja presión o la fundición a alta presión.
Principalmente, la complejidad del equipamiento de calentamiento de
lingotes, el lento proceso del calentamiento de los lingotes y las
dificultades para el control de la temperatura de los lingotes han
constituido las barreras técnicas más importantes para la formación
de semi-sólidos de este tipo.
El proceso de recalentamiento de lingotes
proporciona una pasta o material semi-sólido para la
fabricación de productos formados en estado
semi-sólido (semi-solid formed,
SSF). Aunque este proceso se ha usado mucho, hay una gama
limitada de aleaciones susceptibles de fusión. Además, hace falta
una elevada fracción de sólidos (0,7 a 0,8) para atender a la
fortaleza mecánica requerida en el tratamiento de esta forma de
feedstock. El coste ha sido otra limitación importante de
esta propuesta debido a los procesos imprescindibles de la
fabricación del lingote por fundición, su manipulación y
recalentamiento, comparados con la aplicación directa de un
feedstock de metal fundido en los procesos competitivos de
fundición a presión y forja líquida.
En el proceso de remoción mecánica para formar
una pasta o material semi-sólido, el ataque en el
rotor por parte de los metales reactivos genera productos de
corrosión que contaminan el metal que se está solidificando. Además,
el anillo formado entre el borde exterior de las palas del rotor y
la pared interior del recipiente dentro del recipiente de mezcla da
como resultado una zona de bajo cizallamiento aunque puede darse la
formación de una banda de cizallamiento en la zona de transición
entre las zonas con tasa de cizallamiento alta y baja. Ha habido un
número de métodos electromagnéticos de remoción descritos y
empleados en la preparación de pasta para lingotes de
thixocasting para el proceso de SSF, pero se ha hecho poca
mención de una aplicación para el
rheocasting.
rheocasting.
El rheocasting, o sea, la producción de un
metal líquido mediante remoción para formar una pasta
semi-sólida a la que se daría forma inmediatamente,
no se ha industrializado de momento. Está claro que el
rheocasting superaría la mayoría de las limitaciones del
thixocasting. Sin embargo, para convertirse en una tecnología
industrial de producción, o sea, para producir pasta
semi-sólida en línea (o sea, bajo demanda), estable,
de suministro continuo, el rheocasting debe superar los
siguientes desafíos prácticos: control de la tasa de enfriamiento,
control de la microestructura, uniformidad de la temperatura y de la
microestructura, el gran volumen y tamaño de la pasta, el control
del breve ciclo temporal y la manipulación de diferentes tipos de
aleaciones, al igual que los medios y el método para transferir la
pasta al recipiente y directamente del recipiente a la manga que
recibe la colada.
Aunque se ha empleado la remoción mecánica tipo
hélice en el contexto de producir una pasta
semi-sólida, hay ciertos problemas y limitaciones.
Por ejemplo, la elevada temperatura y las características corrosivas
y de alto desgaste de la pasta semi-sólida hacen muy
difícil diseñar un aparato fiable para pasta dotado de remoción
mecánica. Sin embargo, la limitación más crítica del empleo de la
remoción mecánica en el rheocasting es que su pequeño
rendimiento no pueda cubrir los requisitos de capacidad de
producción. También se sabe que puede también hacerse metal
semi-sólido con dendritas degeneradas discretas
introduciendo vibración mecánica de baja frecuencia, ondas
ultrasónicas de alta frecuencia, o agitación electromagnética con
una bobina de solenoide. Aunque estos procesos pueden funcionar con
muestras pequeñas en ciclos temporales más lentos, no son eficaces
para hacer lingotes de mayor tamaño debido a la limitación en la
profundidad de penetración. Otro tipo de proceso es la agitación
solenoidal por inducción, pero, debido a su profundidad de
penetración limitada del campo magnético y a la innecesaria
generación de calor, tiene muchos problemas tecnológicos para
implementarlo de cara a la productividad. La remoción
electromagnética vigorosa es el proceso industrial más extendido, y
permite la producción de un gran volumen de pasta. Resulta
importante que esto sea aplicable a cualquier aleación a temperatura
elevada.
Existen dos variantes principales de la remoción
electromagnética vigorosa, una es la remoción de estator rotativo, y
la otra es la remoción de estator lineal. Con la remoción de estator
rotativo, el metal fundido se mueve en un plano
cuasi-isotérmico, por lo que la degeneración de las
dendritas se logra por el cizallamiento mecánico dominante. La
patente estadounidense Nº 4.434.837, concedida el 6 de marzo de 1984
a Winter et al., describe un aparato electromagnético de
remoción para la fabricación continua de pastas metálicas
tixotrópicas en las que un estator dotado de un único sistema
bipolar general un campo magnético rotatorio no nulo que se desplaza
transversalmente respecto a un eje longitudinal. El campo magnético
móvil proporciona una fuerza magnética de remoción dirigida
tangencialmente al recipiente metálico, que produce una tasa de
cizallamiento de al menos 50 seg^{-1} para romper las dendritas.
Con la remoción de estator lineal, las pastas dentro de la zona de
la malla se hacen volver a pasar a la zona de temperatura más
elevada y vuelven a fundirse, y, por lo tanto, los procesos térmicos
desempeñan un papel más importante en la ruptura de las dendritas.
La patente estadounidense Nº 5.219.018, concedida el 15 de junio de
1993 a Meyer, describe un método para producir productos metálicos
tixotrópicos mediante fundición continua con agitación
electromagnética con corriente polifásica. Este método logra la
conversión de las dendritas en nódulos causando una refusión de la
superficie de estas dendritas mediante una transferencia continua de
la zona fría, donde se forman, hacia una zona más caliente.
Se sabe dentro de la especialidad que las coladas
metálicas tixotrópicas pueden ser removidas mediante la aplicación
de una fuerza magnetomotriz suficientemente fuerte. Las técnicas
conocidas para generar tal fuerza magnetomotriz incluyen el empleo
de uno o más campos magnéticos estáticos, una combinación de campos
magnéticos estáticos y variables, campos magnéticos móviles, o
campos magnéticos rotatorios para remover la colada metálica. Sin
embargo, todas estas técnicas padecen la misma desventaja de inducir
una circulación tridimensional fundamentalmente en las paredes del
recipiente, lo que da como resultado una mezcla no homogénea de la
colada metálica. Aunque las técnicas conocidas recién mencionadas de
mezcla magnetomotriz producen todas una fuerza de cizallamiento en
la colada tixotrópica al inducir el movimiento rotatorio de la
misma, la circulación tridimensional sólo se logra hasta el punto en
que las fuerzas centrípetas que actúan en la colada en rotación
fuerzan a una capa superior del metal fundido contra la pared del
recipiente, donde desciende por la pared y vuelve a la colada a un
nivel inferior. Aunque suficiente para mantener el carácter
tixotrópico de la colada, este proceso resulta ineficiente para
equilibrar de manera uniforme la temperatura o la composición de la
totalidad de la colada. Obviamente, sería deseable remover la colada
con el objeto de mantener su naturaleza tixotrópica mientras que a
la vez se transfiere el calor rápida y eficientemente entre la
colada y su entorno. La presente invención va encaminada a lograr
este objetivo.
La patente
EP-A-0005676 desvela un proceso para
la remoción electromagnética de metal fundido durante un proceso de
fundición continua en el que el metal fluye continuamente a través
de un tubo para formar un lingote solidificado.
La patente DE 19738821A desvela un aparato para
la agitación electromagnética de un baño metálico fundido. Tiene un
bobinado inductivo que funciona con corriente multifásica que genera
un primer campo magnético que recorre el eje longitudinal del
habitáculo y una segunda bobina inductiva que se extiende axialmente
a lo largo del exterior del habitáculo del primer bobinado, y que
genera un segundo campo magnético que rota en torno del eje
longitudinal del habitáculo. El segundo campo magnético rotatorio va
sobrepuesto a lo largo de la totalidad del primer campo magnético
axial. Es deseable mejorar la calidad del patrón de remoción, de su
velocidad y de su intensidad.
La presente invención versa acerca de un método y
un aparato para remover de manera magnetomotriz una colada metálica
de modo que se mantenga su naturaleza tixotrópica (evitando la
cristalización en bruto) mediante el proceso simultáneo de la
degeneración rápida y eficiente de las partículas dendríticas
formadas en ella y la transferencia de calor entre la colada y su
entorno. Una forma de la presente invención es un conjunto de piezas
apilado de estator que incluye un anillo estator adaptado para
generar un campo magnético lineal/longitudinal posicionado entre dos
anillos estatores adaptados para generar un campo magnético
rotatorio. Los anillos estatores apilados delimitan en su interior
una región de mezcla magnetomotriz más o menos cilíndrica.
Un objetivo de la presente invención es
proporcionar un sistema mejorado de remoción magnetomotriz de
coladas metálicas. Objetivos y ventajas adicionales de la presente
invención se harán evidentes a partir de la siguiente
descripción.
En consonancia con la presente invención se
presenta un aparato para remover magnéticamente un material fluido,
tal como se define en la reivindicación 1.
La Fig. 1A es una ilustración esquemática de un
estator bipolar multifásico.
La Fig. 1B es una ilustración esquemática de un
estator multipolar.
La Fig. 1C es una ilustración gráfica de la
corriente eléctrica en función del tiempo para cada par de bobinas
del estator de la Fig. 1A.
La Fig. 1D es una ilustración esquemática de un
estator multifásico dotado de pares de bobinas posicionadas
longitudinalmente con respecto a un volumen cilíndrico de
mezcla.
La Fig. 2A es una vista elevada esquemática
frontal de un volumen de remoción magnetomotriz delimitado por un
conjunto de piezas de estatores apiladas dotadas de tres estatores
individuales en conformidad con un primer ejemplo de realización de
la presente invención.
La Fig. 2B es una vista elevada esquemática
frontal de un volumen de remoción magnetomotriz delimitado por un
conjunto de piezas de estatores apiladas dotadas de dos estatores
individuales en conformidad con un segundo ejemplo de realización de
la presente invención.
La Fig. 2C es una vista elevada esquemática
frontal de un volumen de remoción magnetomotriz delimitado por un
conjunto de piezas de estatores apiladas dotadas de cuatro estatores
individuales en conformidad con un tercer ejemplo de realización de
la presente invención.
La Fig. 2D es una vista elevada esquemática
frontal de un volumen de remoción magnetomotriz delimitado por un
conjunto de piezas de estatores apiladas dotadas de cinco estatores
individuales en conformidad con un cuarto ejemplo de realización de
la presente invención.
La Fig. 3A es una vista elevada esquemática
frontal del volumen de remoción magnetomotriz de la Fig. 2A que
ilustra de forma simplificada las interacciones de los campos
magnéticos producidos por cada estator individual del conjunto de
piezas de un primer estator.
La Fig. 3B es una vista elevada esquemática
frontal de la combinación de fuerzas magnetomotrices procedentes de
cada estator del conjunto de piezas del estator de la Fig. 3A para
generar un campo magnético resultante sustancialmente espiral.
La Fig. 3C es una vista elevada esquemática
frontal del volumen de remoción magnetomotriz de la Fig. 2A que
ilustra de forma simplificada las interacciones de los campos
magnéticos producidos por cada estator individual del conjunto de
piezas de un segundo estator.
La Fig. 3D es una vista elevada esquemática
frontal de la combinación de fuerzas magnetomotrices procedentes de
cada estator del conjunto de piezas del estator de la Fig. 3C para
generar un campo magnético resultante sustancialmente espiral.
La Fig. 4A es un diagrama esquemático que ilustra
la forma simplificada de un campo magnético producido por un estator
de campo rotatorio de la Fig. 2A.
La Fig. 4B es un diagrama esquemático que ilustra
la forma simplificada de un campo magnético producido por un estator
de campo lineal de la Fig. 2A.
La Fig. 4C es un diagrama esquemático que ilustra
de forma simplificada el campo magnético sustancialmente espiral
producido mediante la combinación de los estatores de campo
rotatorio y de campo lineal de la Fig. 2A.
La Fig. 4D es una vista esquemática en
perspectiva del volumen cilíndrico de mezcla magnetomotriz espiral
de la Fig. 2A separado para ilustrar una porción central interior
cilíndrica y una porción envolvente cilíndrica exterior.
La Fig. 4E es una vista esquemática en
perspectiva de la porción exterior de la Fig. 4D.
La Fig. 4F es una vista esquemática en
perspectiva de la porción interior de la Fig. 4D.
La Fig. 5 es una vista esquemática de un sexto
ejemplo de realización de la presente invención, un aparato de
remoción magnetomotriz dotado de un controlador electrónico
conectado a un conjunto de piezas de estatores y que recibe
retroalimentación de voltaje.
La Fig. 6 es una vista esquemática de un séptimo
ejemplo de realización de la presente invención, un aparato de
remoción magnetomotriz dotado de un controlador electrónico
conectado a un conjunto de piezas de estatores y que recibe
retroalimentación de temperatura procedente de sensores de
temperatura.
Con el objetivo de facilitar la comprensión de
los principios de la invención, haremos ahora referencia al ejemplo
de realización ilustrado en los dibujos y se empleará lenguaje
específico para describir el referido ejemplo de realización. No
obstante, se entiende que no se pretende limitar con ello el alcance
de la invención, por lo que se contempla que las alteraciones y
modificaciones del dispositivo ilustrado, así como aplicaciones
adicionales de los principios de la invención tal como se ilustra
aquí son las que se le ocurrirían normalmente a alguien versado en
la especialidad sobre la que versa la invención.
Una de las formas de superar los desafíos
anteriores, en conformidad con la presente invención, es aplicar una
remoción electromagnética modificada de sustancialmente la totalidad
del volumen del metal líquido según se solidifica en, y pasando por,
la gama semi-sólida. Tal remoción electromagnética
modificada mejora la transferencia de calor entre el metal líquido y
su recipiente para controlar la temperatura del metal y la tasa de
enfriamiento, y genera un cizallamiento suficientemente elevado
dentro del metal líquido para modificar la microestructura para
formar dendritas degeneradas discretas. La remoción electromagnética
modificada aumenta la uniformidad de la temperatura y la
microestructura del metal por medio de un mayor control de la mezcla
de metal fundido. Con un diseño meticuloso del mecanismo y del
método de remoción, la remoción mueve y controla un gran volumen y
tamaño de pasta semi-sólida, dependiendo de los
requerimientos de la aplicación. La remoción electromagnética
modificada permite que el ciclo temporal se acorte a través del
mayor control de la tasa de enfriamiento. La remoción
electromagnética modificada puede adaptarse para su empleo con una
amplia variedad de aleaciones, o sea, aleaciones de fundición,
aleaciones por forjado, MMC, etc. Debería observarse que el
requisito de mezcla para producir y mantener una pasta metálica
semi-sólida es muy diferente del de producir un
lingote metálico mediante el proceso MHD, ya que un lingote formado
de acuerdo con el proceso MHD tendría una capa superficial
completamente solidificada, mientras que un lingote formado a partir
de una pasta semi-sólida no la tendrá.
En el pasado, la remoción MHD se ha logrado
utilizando un sistema estator bipolar multifásico para generar una
fuerza de remoción magnetomotriz en un metal líquido. Aunque los
sistemas estatores multipolares resultan perfectamente conocidos, no
han estado en el proceso MHD porque, para una frecuencia de línea
dada, los sistemas estatores multifásicos generan campos magnéticos
rotatorios dotados únicamente de la mitad de la velocidad rotatoria
de los campos producidos por los sistemas estatores bipolares. La
Fig. 1A ilustra esquemáticamente un sistema estator multifásico
bipolar 1 y su campo magnético resultante 2, mientras que la Fig. 1B
ilustra esquemáticamente un sistema estator multipolar 1' y su campo
magnético respectivo 2'. En general, cada sistema estator 1, 1'
incluye una pluralidad de pares de bobinas o devanados
electromagnéticos 3, 3' orientados en torno a un volumen central 4,
4', respectivamente. Las bobinas 3, 3' reciben energía de forma
secuencial por parte de una corriente eléctrica que fluye por
ellos.
La Fig. 1A ilustra un sistema estator multifásico
bipolar de 3 fases 1 dotado de tres pares de devanados 3
posicionados de tal modo que hay una diferencia de fase de 120
grados entre cada par. El sistema estator multifásico 1 genera un
campo magnético rotatorio 2 en el volumen central 4 cuando los pares
respectivos de devanados 3 son dotados de energía secuencialmente
con corriente eléctrica. En el caso que nos ocupa, hay tres pares de
devanados 3 orientados a modo de circunferencia en torno a un
volumen de mezcla cilíndrico 4, aunque otros diseños pueden emplear
otros números de devanados 3 dotados de otras orientaciones.
Típicamente, los devanados o bobinas 3 están
conectados eléctricamente para formar una fase extendida por el
volumen de remoción 4. La Fig. 1C ilustra la relación de la
corriente eléctrica a través de los devanados 3 como función del
tiempo para los
\hbox{devanados 3.}
Cuando está activado, el campo magnético 2 varía
con el cambio en la corriente que fluye a través de cada par de
devanados 3. Según varía el campo magnético 2, es inducida una
corriente en un conductor eléctrico líquido que ocupa el volumen de
remoción 4. Esta corriente eléctrica inducida genera su propio campo
magnético. La interacción de los campos magnéticos genera una fuerza
de remoción que actúa en el conductor eléctrico líquido impeliéndolo
a fluir. Según va girando el campo magnético, la fuerza
circunferencial magnetomotriz impulsa al conductor metálico líquido
para que circule. Debería observarse que el campo magnético 2
producido por un sistema multipolar (aquí, por un sistema bipolar)
tiene una sección transversal instantánea cortada en dos por una
línea de fuerza magnética sustancialmente nula.
La Fig. 1D ilustra un conjunto de devanados 3
posicionados longitudinalmente con respecto a un volumen cilíndrico
de mezcla 4. En esta configuración, el campo magnético cambiante 2
induce la circulación del conductor eléctrico líquido en una
dirección paralela al eje del volumen cilíndrico 4.
En la Fig. 1B se ilustra un sistema estator
multipolar 1' dotado de cuatro polos, aunque el sistema 1' puede
tener cualquier número entero P de polos. Asumiendo una distribución
sinusoidal, el campo magnético B se expresa así:
\dotable{\tabskip\tabcolsep\hfil#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
B=B _{m} cosP/2 \theta _{s} ,\cr}
donde B_{m} es la densidad
magnética en un ángulo de referencia dado \theta_{s}. El valor
P/2 es denominado a menudo ángulo eléctrico. Debería observarse que
el campo magnético 4' producido por el sistema estator multifásico
multipolar 1' produce un campo magnético resultante 2' dotado de
una sección transversal bidimensional con un área central de campo
magnético sustancialmente
nulo.
Típicamente, los sistemas conocidos de MHD para
remover metales fundidos emplean un único estator multifásico
bipolar para remover rápidamente una colada de metal. Un
inconveniente del empleo de tal sistema es el requerimiento de
fuerzas de remoción excesivas aplicadas al radio exterior de la
colada para garantizar la aplicación de fuerzas de remoción
suficientes en el centro de la colada. Además, aunque suele ser
suficiente un único sistema multiestator multifásico para remover
completamente un volumen de metal fundido, puede resultar
insuficiente para proporcionar una mezcla controlada de manera
uniforme en la totalidad de la colada. La mezcla controlada y
uniforme es importante por cuanto es necesaria para mantener una
temperatura y viscosidad uniformes en la totalidad de la colada, al
igual que para optimizar la transferencia del calor procedente de
la colada para su enfriamiento rápido con precisión. En
contraposición con las características de temperatura de estado
estacionario y de transferencia de calor del proceso MHD, la
producción de una pasta tixotrópica semi-sólida
requiere que los cambios de temperatura rápidos y controlados se den
de manera uniforme en la totalidad de la pasta en un lapso breve.
Además, en la gama tixotrópica, según decrece la temperatura, la
fracción sólida, y, en consecuencia, la viscosidad, aumenta
rápidamente. En esta gama de temperatura y viscosidad, es deseable
mantener una remoción uniforme y estable en la totalidad del volumen
de material. Esto es especialmente así según va aumentando el
volumen de metal fundido.
Con este objetivo, la presente invención utiliza
una combinación de tipos de estator para combinar campos magnéticos
de remoción circunferenciales con campos magnéticos de remoción
longitudinales para lograr un campo magnético de remoción
tridimensional resultante que incentiva la mezcla uniforme de la
colada metálica. Se incluyen en el sistema uno o más estatores
multifásicos para dar pie a un mayor control de la penetración
tridimensional del campo resultante de remoción magnetomotriz.
Dicho de otra forma, aunque el proceso de MHD requiere un estator
dotado únicamente de dos polos y que produzca un campo electromotriz
no nulo a lo largo de la totalidad de la sección transversal de la
colada o lingote metálico, el sistema de la presente invención
utiliza una combinación de tipos de estator para lograr un mayor
control del campo de mezcla resultante magnetomotriz. Si no, según
se va solidificando la capa exterior del volumen de metal fundido,
la fuerza de cizallamiento en el metal líquido restante que hay en
el interior del volumen seria insuficiente para mantener la
degeneración dendrítica, lo que daría como resultado un lingote
metálico que tuviese una microestructura no homogénea. Para producir
una pasta tixotrópica, puede emplearse un sistema estator dotado de
cuatro polos para remover el lingote de pasta con mayor fuerza y a
una velocidad efectiva mayor para mezclar el metal en fase de
enfriamiento de manera más completa (y uniforme en la totalidad del
volumen del lingote de pasta) para producir un lingote de pasta que
sea más homogéneo, tanto en temperatura como en tamaño, forma,
concentración y distribución de partículas sólidas. El estator de
cuatro polos produce una remoción más rápida, ya que, aunque el
campo magnético gira más lentamente que el de un estator bipolar,
el campo está dirigido de manera más eficiente hacia el interior del
material que se remueve y, por lo tanto, la colada se remueve con
mayor velocidad y con más eficacia.
Las Figuras 2A, 3A-3B y
4A-4F ilustran un primer ejemplo de realización de
la presente invención, un sistema de agitación magnetomotriz 10
para remover volúmenes de metales fundidos (tales como coladas o
lingotes de pasta) 11. Tal como se emplea aquí, el término
"magnetomotriz" se refiere a las fuerzas electromagnéticas
generadas para que actúen en un medio eléctricamente conductor para
obligarlo a ponerse en movimiento. El sistema de agitación
magnetomotriz 10 incluye un conjunto estator 12 posicionado en tomo
a una cámara magnética de mezcla 14 y adaptado para proporcionar un
campo magnético complejo en su interior. Preferentemente, la cámara
de mezcla 14 incluye una atmósfera de gas inerte 15 mantenida sobre
el lingote de pasta 11 para evitar su oxidación a temperaturas
elevadas.
El conjunto estator 12 incluye preferentemente un
primer anillo estator 20 y un segundo anillo estator 22,
posicionados respectivamente encima y debajo de un tercer anillo
estator 24, aunque el conjunto estator puede incluir cualquier
número de estatores (con forma de anillo o con cualquier otra
forma) de cualquier tipo (de campo lineal, de campo rotatorio, o
cosas por el estilo) apilados con cualquier secuencia que resulte
práctica para producir una forma e intensidad de campo neto
deseadas (véanse, por ejemplo, las Figuras 2B-2D).
Tal como se emplea aquí, un campo magnético "giratorio" o
"rotatorio" es aquél que induce directamente la circulación de
un líquido ferromagnético o paramagnético en un plano
sustancialmente paralelo a un eje central de rotación 16 que se
extiende a través del conjunto estator 12 y el volumen magnético de
mezcla 14. De modo similar, tal como se emplea aquí, un campo
magnético "lineal" o "longitudinal" es aquél que induce
directamente la circulación de un material ferromagnético o
paramagnético en un plano sustancialmente paralelo al eje central
de rotación 16. Preferentemente, el conjunto del anillo estator 12
va apilado para delimitar un volumen cilíndrico magnético de mezcla
14 en 61, aunque el conjunto del estator 12 puede ir apilado para
producir un volumen de mezcla dotado de cualquier tamaño y forma
deseados.
Un recipiente o receptáculo físico de mezcla 26
es posicionable dentro del conjunto estator 12 de forma
sustancialmente coincidente con el volumen de mezcla 14.
Preferentemente, el recipiente de mezcla 26 delimita un volumen
interno de mezcla 14 de forma idéntica a la del campo magnetomotriz
generado por el conjunto de anillos estatores 12. Por ejemplo, si
hubiese de producirse un campo de fuerza magnetomotriz cilíndrico
ovalado suficientemente recto, seria igualmente preferible que el
recipiente de mezcla 26 tuviese un volumen interno de mezcla 14
dotado de una forma cilíndrica ovalada recta. De forma similar, el
conjunto estator 12 puede ir apilado en alto para dar cabida a un
recipiente de mezcla 26 relativamente alto, o apilado en bajo para
acoger un recipiente de mezcla 26 pequeño.
Es preferible que los estatores primero y segundo
20, 22 sean estatores de fase múltiple capaces de producir campos
magnéticos rotatorios 30, 32, mientras que el tercer estator 24 sea
capaz de producir un campo magnético lineal/longitudinal (axial)
34. Cuando se accionan los tres estatores 20, 22, 24, los campos
magnéticos 30, 32, 34 producidos consecuentemente interactúan para
formar un campo magnetomotriz complejo 40 sustancialmente espiral o
pseudo-espiral. El campo magnetomotriz 40
sustancialmente espiral produce una fuerza electromotriz sobre
cualesquiera conductores eléctricos de la cámara magnética de
mezcla 14, de tal modo que se los hace circular por la totalidad de
la colada 11, tanto axial como radialmente. Por lo tanto, los
conductores eléctricos sobre los que actúa el campo espiral
magnetomotriz 40 son completamente aleatorios.
Las Figuras 2A, 3C-3D y
4A-4F ilustran un ejemplo de realización alternativo
de la presente invención, un sistema de agitación magnetomotriz
10', tal como se ha descrito anteriormente, pero dotado de un
conjunto de anillos estatores 12' que incluyen un primer y un
segundo estator 20', 22', adaptado cada uno para producir un campo
magnético lineal 30', 32', y un tercer estator 24' adaptado para
producir un campo magnético rotatorio 34'. Igual que antes, cuando
se accionan los tres estatores 20', 22', 24', los campos magnéticos
30', 32', 34' producidos consecuentemente interactúan para formar
un campo magnetomotriz complejo 40 sustancialmente espiral o
pseudo-espiral. El campo magnetomotriz 40
sustancialmente espiral produce una fuerza electromotriz sobre
cualesquiera conductores eléctricos de la cámara magnética de
mezcla 14, de tal modo que se los hace circular por la totalidad de
la colada 11, tanto axial como radialmente. Por lo tanto, los
conductores eléctricos sobre los que actúa el campo espiral
magnetomotriz 40 son completamente dispersos. Este diseño del
conjunto estator 12' ofrece la ventaja de inducir directamente la
circulación longitudinal en ambos extremos del volumen de mezcla 14
para garantizar la completa circulación del lingote de pasta 11 en
los extremos del volumen de mezcla 14.
Las Figuras 4A-4F ilustran con
mayor detalle las fuerzas de remoción resultantes de la interacción
de las fuerzas magnéticas generadas por la presente invención. Las
Figuras 4A-4C son un conjunto de ilustraciones
esquemáticas simplificadas de la combinación del campo magnético
rotatorio o circunferencial 30 con un campo magnético longitudinal o
axial para producir un campo magnético resultante sustancialmente
espiral 40. Por sí mismo, el campo magnético rotatorio produce
cierta circulación 42 debido a las fuerzas centrípetas que impelen
el material removido contra las paredes del recipiente hacia abajo,
pero esto resulta insuficiente para producir una circulación
uniforme y completa. Esto se debe fundamentalmente a las fuerzas de
fricción que producen resistencia en las superficies interior del
recipiente de mezcla 26. El flujo circunferencial generado por el
campo magnético rotatorio 30 (mostrado aquí como una fuerza que
gira en el sentido de las agujas del reloj, pero que puede también
optarse por que sea una fuerza que vaya en sentido contrario) va
acompañado por el flujo axial generado por el campo magnético
longitudinal 34 (mostrado aquí como una fuerza dirigida hacia abajo,
pero que también puede elegirse que sea una fuerza dirigida hacia
arriba) para producir un campo magnético dirigido hacia abajo
sustancialmente espiral 40. Cuando el metal fundido 11 que fluye
hacia abajo cerca de la superficie interior del recipiente de mezcla
26 se aproxima al fondo del volumen de mezcla 14, es forzado a
circular de vuelta hacia la parte superior del volumen de mezcla 14
atravesando la porción central 48 (véanse las Figuras
4D-4F) del recipiente de mezcla 26, puesto que las
fuerzas magnetomotrices que impelen el flujo hacia abajo son más
fuertes cerca de las paredes del recipiente de mezcla 26. De modo
similar, la dirección del campo magnético longitudinal 34 puede
invertirse para producir un flujo de metal líquido dirigido hacia
arriba que tenga una porción axial dirigida hacia abajo. Debería
observarse que el conjunto estator 12 puede ser controlado para que
produzca campos magnéticos netos dotados de formas que no sean
espirales, y de hecho puede ser controlado para que produzca campos
magnéticos que tengan virtualmente cualquier forma deseada. De forma
similar, debería observarse también que la forma espiral (o
cualquier otra) del campo magnético puede lograrse con cualquier
conjunto estator dotado de al menos un estator adaptado para
producir un campo rotatorio y al menos un estator adaptado para
producir un campo lineal mediante el control minucioso de las
fuerzas del campo producido por cada estator y sus
interacciones.
Las Figuras 4D-4F ilustran
esquemáticamente los patrones preferentes de flujo que se dan en
una colada metálica 11 removida magnetomotrizmente en la cámara o
volumen magnético de mezcla sustancialmente cilíndrico 14. En pro
de la claridad de la ilustración, el volumen magnético de mezcla 14
se pinta como un cilindro circular recto, pero una persona con la
destreza normal dentro de la especialidad se percataría de que esto
es meramente una aproximación conveniente de la forma de un campo
de fuerza magnetomotriz y que la intensidad del campo no es una
constante en la totalidad de su volumen. Puede considerarse que el
volumen magnético de mezcla 14 consiste en un envoltorio exterior
cilíndrico 46 que rodea un volumen axial interior cilíndrico 48. La
porción espiral dirigida hacia abajo 54 del metal líquido 11 en
estado de flujo está contenida fundamentalmente en el envoltorio
cilíndrico exterior 46, mientras que la porción axial dirigida
hacia arriba 56 del metal líquido 11 en estado de flujo está
contenida fundamentalmente en el volumen axial interior cilíndrico
48.
En general, es preferible que una colada metálica
tixotrópica 11 se remueva rápidamente para mezclar completamente de
manera sustancial la totalidad del volumen de la colada 11 y para
generar en él fuerzas de cizallamiento elevadas para evitar la
formación de partículas dendríticas en la colada 11 mediante la
aplicación de fuerzas de cizallamiento elevadas para degenerar las
partículas dendríticas en formación convirtiéndolas en partículas
esferoidales. La remoción también aumentará la fluidez de la colada
metálica semi-sólida 11 y, por lo tanto, potenciará
la eficiencia de la transferencia de calor entre el lingote
semi-sólido en formación 11 hecho de pasta y el
recipiente de mezcla 26. La remoción rápida de la colada de
viscosidad reducida también tiende a acelerar el equilibrio térmico
y a reducir los gradientes térmicos en el lingote
semi-sólido en formación 11 hecho de pasta,
disfrutando nuevamente de los beneficios de una mezcla más completa
y eficiente del lingote semi-sólido 11 hecho de
pasta.
Se prefiere además que la velocidad de remoción
vaya decreciendo según aumenta la viscosidad de la colada al
enfriarse formando el lingote semi-sólido 11 hecho
de pasta, puesto que la fracción sólida (y, por lo tanto, la
viscosidad) del lingote semi-sólido 11 hecho de
pasta aumenta igualmente las fuerzas de cizallamiento requeridas
para mantener una velocidad de remoción elevada, y resulta deseable
mezclar el lingote de pasta de elevada viscosidad 11 con una
remoción de par elevado y velocidad reducida (puesto que la remoción
magnética a velocidad reducida se produce empleando oscilaciones
más penetrantes de baja frecuencia). La velocidad de remoción puede
ser fácilmente controlada como función de la viscosidad de la colada
(o como función de un parámetro ligado a la viscosidad, tal como la
temperatura de la colada o la potencia requerida para remover la
colada), en la que según aumenta la viscosidad de la colada en
enfriamiento 11, decrece la velocidad de remoción de acuerdo con una
relación o función predeterminada.
En funcionamiento, se echa un volumen de metal
fundido (o sea, un lingote de pasta) 11 en el interior del
recipiente de mezcla 26 posicionado dentro del volumen de mezcla 14.
El conjunto estator 12 es activado para producir un campo
magnetomotriz 40 dentro de la cámara magnética de mezcla 14.
Preferentemente, el campo magnetomotriz 40 es sustancialmente
espiral, pero puede hacerse de cualquier forma y/o dirección
deseadas. El conjunto estator 12 tiene la suficiente potencia y
está configurado de tal modo que el campo magnetomotriz producido
por él sea lo bastante potente para penetrar de manera sustancial
la totalidad del lingote de pasta 11 y para inducir una circulación
rápida en la totalidad del lingote de pasta 11. Según se va
removiendo el lingote de pasta 11, su temperatura se ve equilibrada
sustancialmente en la totalidad de su volumen, de modo que se
minimizan los gradientes de temperatura en la totalidad del lingote
de pasta 11. La homogeneización de la temperatura en la totalidad
del lingote de pasta 11 hace igualmente homogénea la viscosidad del
lingote, así como el tamaño y distribución de las partículas de
fase sólida en formación en su interior.
El lingote de pasta 11 se enfriado mediante
transferencia térmica a través del contacto con el recipiente de
mezcla 26. Es preferible el mantenimiento de una velocidad rápida y
uniforme de remoción para facilitar un enfriamiento uniforme y
sustancialmente homogéneo del lingote de pasta 11. Según se va
enfriando el lingote de pasta 11, aumentan el tamaño y el número de
las partículas de fase sólida en él contenidas, igual que la
viscosidad y cantidad de fuerza de cizallamiento requerida para
remover el lingote de pasta 11. Según se va enfriando el lingote de
pasta 11 y va aumentando su viscosidad, el campo de fuerza
magnetomotriz 14 se ajusta de acuerdo a una relación predeterminada
entre la viscosidad del lingote (o colada) de pasta y la velocidad
de remoción deseada.
La Fig. 5 ilustra de forma esquemática otro
ejemplo de realización adicional de la presente invención, un
sistema de agitación magnetomotriz 10A para remover coladas
metálicas tixotrópicas fundidas, que incluye un controlador
electrónico 58 conectado eléctricamente a un primer estator 20, a
un segundo estator 22 y a un tercer estator 24. Un primer suministro
eléctrico 60, un segundo suministro eléctrico 62 y un tercer
suministro eléctrico 64 van conectados eléctricamente a los sendos
estatores primero, segundo y tercero, 20, 22, 24, al igual que al
controlador electrónico 58. Un primer voltímetro 70, un segundo
voltímetro 72 y un tercer voltímetro 74 están también conectados
eléctricamente a los sendos suministros eléctricos 60, 62, 64 y al
controlador electrónico 58.
En funcionamiento, los suministros eléctricos 60,
62, 64 proporcionan energía a los estatores respectivos 20, 22, 24
para generar el campo magnético resultante sustancialmente espiral
40. El controlador electrónico 58 está programado para proporcionar
señales de control a los respectivos estatores 20, 22, 24 (mediante
los respectivos suministros eléctricos 60, 62, 64) y para recibir
señales procedentes de los respectivos voltímetros 70, 72, 74
relativas a los voltajes suministrados por los respectivos
suministros eléctricos 60, 62, 64. El controlador electrónico 58
está programado además para correlacionar las señales recibidas de
los voltímetros 70, 72, 74 con las fuerzas de cizallamiento en la
colada/lingote de pasta 11, para calcular la viscosidad del lingote
semi-sólido en formación 11 hecho de pasta, y para
controlar los estatores 20, 22, 24 para disminuir la intensidad del
campo magnético sustancialmente espiral 40 para frenar la velocidad
de remoción según va aumentando la viscosidad del lingote de pasta
11. De manera alternativa, puede emplearse una señal de
retroalimentación correspondiente a la temperatura o viscosidad del
metal fundido 11 para proporcionar una señal de control al
controlador electrónico 58 para controlar el conjunto estator
12.
La Fig. 6 ilustra otro ejemplo de realización
adicional de la presente invención, un sistema de agitación
magnetomotriz 10B para remover coladas metálicas tixotrópicas
fundidas 11 contenidas en un recipiente de mezcla 26 y que incluye
un controlador electrónico 58 conectado eléctricamente a un primer
estator 20, a un segundo estator 22 y a un tercer estator 24. El
controlador electrónico 58 va también conectado eléctricamente a uno
o más sensores de temperatura 80, 82 tales como un pirómetro óptico
80 posicionado para muestrear ópticamente la colada metálica 11 o
un conjunto de termopares 82 colocados para detectar la temperatura
de la colada metálica 11 en puntos diferentes dentro del recipiente
de mezcla 26.
En funcionamiento, el controlador electrónico 58
está programado para proporcionar señales de control a los
estatores respectivos 20, 22, 24 (a través de uno o más suministros
eléctricos, no mostrados) y para recibir señales procedentes del
sensor o sensores de temperatura 80, 82 relativos a la temperatura
del lingote en formación 11 hecho de pasta de metal fundido en fase
de enfriamiento. El controlador electrónico 58 está programado
además para correlacionar la temperatura de la colada metálica o
lingote de pasta 11 con una velocidad de remoción predeterminada
deseada (basándose en una relación conocida entre la viscosidad de
la pasta y la temperatura para una composición metálica dada) y
para controlar los estatores 20, 22, 24 para cambiar la intensidad
del campo magnético sustancialmente espiral 40 para controlar la
velocidad de remoción en función de la temperatura del lingote de
pasta 11. Dicho de otra manera, según va disminuyendo la
temperatura del lingote de pasta 11, el controlador electrónico 58
se adapta para controlar los estatores 20, 22, 24 para ajustar la
velocidad de remoción del lingote de pasta 11.
Se contemplan otros ejemplos de realización en
los que el conjunto de piezas de los estatores forme un único
estator capaz de producir un campo de fuerza magnetomotriz complejo
de forma espiral. Otros ejemplos de realización contemplados
adicionalmente incluyen un único suministro eléctrico adaptado para
proporcionar energía al conjunto de piezas del estator.
Aunque se ha ilustrado y descrito con detalle la
invención en los dibujos y en la descripción que antecede, tales
cosas han de considerarse ilustrativas y no restrictivas en
carácter, entendiéndose que únicamente se ha mostrado y descrito el
ejemplo de realización preferente y que se desea que se protejan
todos los cambios y modificaciones que caigan dentro del ámbito de
la invención, tal como quedan definidos en las reivindicaciones
anejas.
Claims (16)
1. Un aparato para remover magnéticamente un
material susceptible de alcanzar un estado fluido (11), que consta
de:
un recipiente de mezcla (26) para contener un
volumen de material susceptible de alcanzar un estado fluido (11);
y
al menos un generador de un campo magnético (10)
colocado adyacente al referido recipiente de mezcla (26) y adaptado
para producir un campo magnético (40) dotado de un componente
rotatorio (30, 32, 30', 32') y de un componente axial (34, 34');
y
caracterizado porque el referido generador
de campo magnético (10) incluye un primer tipo de estator adaptado
para producir el referido componente rotatorio (30, 32, 30', 32') de
dicho campo magnético (40) y un segundo tipo de estator adaptado
para producir el referido componente axial (34, 34') de dicho campo
magnético (40), estando colocados axialmente los referidos primer y
segundo tipos de estatores a lo largo del referido recipiente de
mezcla (26) en una configuración apilada de modo que los referidos
componentes rotatorios y axiales de dicho campo magnético (40)
actúen sobre el volumen de material susceptible de alcanzar un
estado fluido (11) para remover el material susceptible de alcanzar
un estado fluido (11) dentro del referido recipiente de mezcla
(26).
2. El aparato de la reivindicación 1, en el que
los referidos primer y segundo tipos de estatores contribuyen para
crear un patrón de un flujo sustancialmente espiral dentro del
referido material susceptible de alcanzar un estado fluido (11).
3. El aparato de la reivindicación 1, en el que
el material susceptible de alcanzar un estado fluido (11) sea una
aleación metálica.
4. El aparato de la reivindicación 1, en el que
el material susceptible de alcanzar un estado fluido (11) sea un
lingote de pasta.
5. El aparato de la reivindicación 1, en el que
el referido generador mínimo de campo magnético (10) tenga una
configuración sustancialmente cilíndrica que se extienda en torno al
referido recipiente de mezcla (26).
6. El aparato de la reivindicación 1, en el que
el referido recipiente de mezcla (26) tenga una pared lateral, un
fondo cerrado y una parte superior abierta para recibir un volumen
predeterminado de material susceptible de alcanzar un estado fluido
(11).
7. El aparato de la reivindicación 1, en el que
los referidos tipos primero y segundo de estatores estén colocados
de forma axial de manera alterna a lo largo del referido recipiente
de mezcla (26).
8. El aparato de la reivindicación 1, en el que
el referido generador mínimo de campo magnético (10) incluya un par
del referido primer tipo de estator, al menos uno del referido
segundo tipo de estator colocado entre dicho par del referido primer
tipo de estator.
9. El aparato de la reivindicación 8, en el que
cada uno de los referidos tipos primero y segundo de estatores tenga
una forma anular y estén apilados entre sí para delimitar una
configuración sustancialmente cilíndrica que se extienda en torno al
referido recipiente de mezcla (26).
10. El aparato de la reivindicación 1, en el que
el referido generador mínimo de campo magnético incluya un par del
referido segundo tipo de estator, al menos uno del referido primer
tipo de estator colocado entre dicho par del referido segundo tipo
de estator.
11. El aparato de la reivindicación 10, en el que
cada uno de los referidos tipos primero y segundo de estatores tenga
una forma anular y estén apilados entre sí para delimitar una
configuración sustancialmente cilíndrica que se extienda en torno al
referido recipiente de mezcla (26).
12. El aparato de la reivindicación 1, en el que
el referido generador mínimo de campo magnético (10) incluya al
menos tres estatores de los referidos tipos primero y segundo de
estator, teniendo cada uno de los referidos tres estatores mínimos
una forma anular que delimite una configuración sustancialmente
cilíndrica que se extienda en torno al referido recipiente de mezcla
(26).
13. El aparato de la reivindicación 1 que conste
además de:
un suministro eléctrico (60, 62, 64) adaptado
para aportar energía al referido generador mínimo de campo magnético
(10) a un cierto voltaje; y
un controlador electrónico (58) conectado de
manera operacional al referido suministro eléctrico (60, 62, 64) y
adaptado para monitorizar el referido voltaje y para ajustar en
consonancia el referido suministro eléctrico (60, 62, 64) en
respuesta a un cambio en dicho voltaje.
14. El aparato de la reivindicación 1 que conste
además de:
un suministro eléctrico (60, 62, 64) adaptado
para aportar energía al referido generador mínimo de campo magnético
(10) a un cierto voltaje; y
un controlador electrónico (58) conectado de
manera operacional al referido suministro eléctrico (60, 62, 64) y
adaptado para monitorizar la temperatura del material susceptible de
alcanzar un estado fluido (11) y para ajustar en consonancia el
referido suministro eléctrico (60, 62, 64) en respuesta a un cambio
en dicha temperatura.
15. El aparato de la reivindicación 1 que conste
además de:
un suministro eléctrico (60, 62, 64) adaptado
para aportar energía al referido generador mínimo de campo magnético
(10) a un cierto voltaje; y
un controlador electrónico (58) conectado de
manera operacional al referido suministro eléctrico (60, 62, 64) y
adaptado para ajustar el referido suministro eléctrico (60, 62, 64)
en respuesta a un cambio en la viscosidad del material susceptible
de alcanzar un estado fluido (11).
16. El aparato de la reivindicación 15, en el que
el material susceptible de alcanzar un estado fluido (11) sea
removido a una velocidad más lenta en respuesta a un incremento en
la referida viscosidad.
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| US09/585,060 US6402367B1 (en) | 2000-06-01 | 2000-06-01 | Method and apparatus for magnetically stirring a thixotropic metal slurry |
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| ES01939164T Expired - Lifetime ES2248336T3 (es) | 2000-06-01 | 2001-05-21 | Aparato para remover magneticamente una pasta metalica tixotropica. |
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|---|---|
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Families Citing this family (36)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6402367B1 (en) * | 2000-06-01 | 2002-06-11 | Aemp Corporation | Method and apparatus for magnetically stirring a thixotropic metal slurry |
| US6432160B1 (en) * | 2000-06-01 | 2002-08-13 | Aemp Corporation | Method and apparatus for making a thixotropic metal slurry |
| US6796362B2 (en) * | 2000-06-01 | 2004-09-28 | Brunswick Corporation | Apparatus for producing a metallic slurry material for use in semi-solid forming of shaped parts |
| WO2003037550A1 (en) * | 2001-10-26 | 2003-05-08 | Taylor's Industrial Services Llc | Low-velocity die-casting |
| CN100421838C (zh) * | 2002-12-16 | 2008-10-01 | 欧文·I·达迪克 | 控制类铁金属和有色金属锭和铸锭的晶体结构的方法 |
| AU2003301029A1 (en) * | 2002-12-16 | 2004-07-22 | Herman D. Branover | Systems and methods of electromagnetic influence on electroconducting continuum |
| US20090021336A1 (en) * | 2002-12-16 | 2009-01-22 | Energetics Technologies, Llc | Inductor for the excitation of polyharmonic rotating magnetic fields |
| US6918427B2 (en) * | 2003-03-04 | 2005-07-19 | Idraprince, Inc. | Process and apparatus for preparing a metal alloy |
| EP2813281B1 (en) * | 2004-01-07 | 2016-08-17 | Pall Technology UK limited | Bioprocessing vessel |
| DE102004017443B3 (de) * | 2004-04-02 | 2005-04-21 | Technische Universität Dresden | Verfahren und Vorrichtung zum Rühren von elektrisch leitenden Flüssigkeiten in Behältern |
| MXPA06014099A (es) * | 2004-06-04 | 2007-05-09 | Xcellerex Inc | Sistemas biorreactores desechables y metodos. |
| US7216690B2 (en) * | 2004-06-17 | 2007-05-15 | Ut-Battelle Llc | Method and apparatus for semi-solid material processing |
| KR101213559B1 (ko) * | 2004-12-22 | 2012-12-18 | 겐조 다카하시 | 교반장치 및 방법과, 그 교반장치를 이용한 교반장치 부착용해로 |
| US7682556B2 (en) | 2005-08-16 | 2010-03-23 | Ut-Battelle Llc | Degassing of molten alloys with the assistance of ultrasonic vibration |
| US20080060779A1 (en) * | 2006-09-13 | 2008-03-13 | Kopper Adam E | Sod, slurry-on-demand, casting method and charge |
| US7883265B2 (en) * | 2007-06-01 | 2011-02-08 | Applied Biosystems, Llc | Devices, systems, and methods for preparing emulsions |
| DE102007038281B4 (de) * | 2007-08-03 | 2009-06-18 | Forschungszentrum Dresden - Rossendorf E.V. | Verfahren und Einrichtung zum elektromagnetischen Rühren von elektrisch leitenden Flüssigkeiten |
| DE102007037340B4 (de) | 2007-08-03 | 2010-02-25 | Forschungszentrum Dresden - Rossendorf E.V. | Verfahren und Einrichtung zum elektromagnetischen Rühren von elektrisch leitenden Flüssigkeiten |
| EP2207638B1 (en) | 2007-10-12 | 2023-07-12 | Ajax Tocco Magnethermic Corporation | Semi-liquid metal processing and sensing device and method of using same |
| US8047258B1 (en) | 2008-07-18 | 2011-11-01 | Brunswick Corporation | Die casting method for semi-solid billets |
| EP2270017B1 (en) | 2009-06-18 | 2013-08-14 | Cognis IP Management GmbH | Anionic isosorbide derivatives and their use as thickening agents |
| ES2423939T3 (es) | 2009-09-10 | 2013-09-25 | Cognis Ip Management Gmbh | Derivados de isosorburo gliceril éter y su empleo en aplicaciones de uso doméstico |
| US9339026B2 (en) | 2012-06-14 | 2016-05-17 | Therapeutic Proteins International, LLC | Pneumatically agitated and aerated single-use bioreactor |
| US9574826B2 (en) | 2012-09-27 | 2017-02-21 | Ajax Tocco Magnethermic Corporation | Crucible and dual frequency control method for semi-liquid metal processing |
| CN102944123A (zh) * | 2012-11-20 | 2013-02-27 | 中国科学院研究生院 | 基于永磁螺旋磁场的驱动金属熔体三维周期性流动的方法 |
| CN103464705A (zh) * | 2013-09-06 | 2013-12-25 | 鞍钢股份有限公司 | 一种减缓结晶器液面波动的电磁控流方法 |
| US9289820B1 (en) * | 2015-04-21 | 2016-03-22 | Ut-Battelle, Llc | Apparatus and method for dispersing particles in a molten material without using a mold |
| JP6384872B2 (ja) | 2015-06-12 | 2018-09-05 | アイダエンジニアリング株式会社 | 半凝固金属材料の製造方法及び製造装置 |
| US9993996B2 (en) | 2015-06-17 | 2018-06-12 | Deborah Duen Ling Chung | Thixotropic liquid-metal-based fluid and its use in making metal-based structures with or without a mold |
| ITUB20159776A1 (it) * | 2015-12-30 | 2017-06-30 | Ergolines Lab S R L | Impianto di produzione di barre metalliche, macchina di colata, processo di colata e metodo di controllo di dispositivi elettromagnetici di agitazione di metallo fuso |
| EP3574319B1 (en) * | 2017-01-27 | 2024-04-24 | DH Technologies Development PTE. Ltd. | Electromagnetic assemblies for processing fluids |
| CZ2018180A3 (cs) * | 2018-04-11 | 2019-09-18 | FTAProcessing, s.r.o. | Způsob zanořování pevných částic kovu do taveniny při tavení kovů a zařízení k jeho provádění |
| CN113600073A (zh) * | 2021-08-02 | 2021-11-05 | 中国科学院工程热物理研究所 | 固态示踪粒子发生器 |
| US11892445B2 (en) | 2021-12-08 | 2024-02-06 | Western Digital Technologies, Inc. | Devices, systems, and methods of using smart fluids to control translocation speed through a nanopore |
| US20230176033A1 (en) * | 2021-12-08 | 2023-06-08 | Western Digital Technologies, Inc. | Devices, systems, and methods of using smart fluids to control molecule speeds |
| CN114850418A (zh) * | 2022-05-31 | 2022-08-05 | 福州大学 | 可实现多层搅拌的半固态浆料制备工艺及装置 |
Family Cites Families (121)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US972429A (en) | 1908-07-06 | 1910-10-11 | James B Baird | Chill. |
| US1506281A (en) | 1923-08-28 | 1924-08-26 | Thaddeus F Baily | Electric furnace |
| US1776355A (en) | 1929-03-07 | 1930-09-23 | American Metal Company | Mold for casting metals |
| US2968685A (en) * | 1959-02-06 | 1961-01-17 | Demag Elektrometallurgie Gmbh | Apparatus for electro-magnetic stirring |
| US3472502A (en) | 1968-06-07 | 1969-10-14 | Clarence C Schott | Stack furnace with pushers for feeding scrap material |
| US3842895A (en) | 1972-01-10 | 1974-10-22 | Massachusetts Inst Technology | Metal alloy casting process to reduce microsegregation and macrosegregation in casting |
| US3840364A (en) | 1972-01-28 | 1974-10-08 | Massachusetts Inst Technology | Methods of refining metal alloys |
| US3948650A (en) | 1972-05-31 | 1976-04-06 | Massachusetts Institute Of Technology | Composition and methods for preparing liquid-solid alloys for casting and casting methods employing the liquid-solid alloys |
| US3882923A (en) * | 1972-06-08 | 1975-05-13 | Siderurgie Fse Inst Rech | Apparatus for magnetic stirring of continuous castings |
| US3951651A (en) | 1972-08-07 | 1976-04-20 | Massachusetts Institute Of Technology | Metal composition and methods for preparing liquid-solid alloy metal compositions and for casting the metal compositions |
| US3791015A (en) | 1972-10-17 | 1974-02-12 | Algoma Steel Corp Ltd | Method of repairing a beam blank mold |
| LU68861A1 (es) | 1973-11-26 | 1975-08-20 | ||
| US3902544A (en) | 1974-07-10 | 1975-09-02 | Massachusetts Inst Technology | Continuous process for forming an alloy containing non-dendritic primary solids |
| US3995678A (en) * | 1976-02-20 | 1976-12-07 | Republic Steel Corporation | Induction stirring in continuous casting |
| JPS52114509A (en) | 1976-03-22 | 1977-09-26 | Alumax Inc | Device for highhspeed heating of billets |
| US4108643A (en) | 1976-09-22 | 1978-08-22 | Massachusetts Institute Of Technology | Method for forming high fraction solid metal compositions and composition therefor |
| AT346001B (de) | 1977-01-12 | 1978-10-25 | Inst Elektroswarki Patona | Durchlaufkokille |
| US4345637A (en) | 1977-11-21 | 1982-08-24 | Massachusetts Institute Of Technology | Method for forming high fraction solid compositions by die casting |
| US4229210A (en) | 1977-12-12 | 1980-10-21 | Olin Corporation | Method for the preparation of thixotropic slurries |
| US4174214A (en) | 1978-05-19 | 1979-11-13 | Rheocast Corporation | Wear resistant magnesium composite |
| FR2426516A1 (fr) * | 1978-05-23 | 1979-12-21 | Cem Comp Electro Mec | Prodede de brassage electromagnetique de billettes ou blooms coules en continu |
| FR2448247A1 (fr) * | 1979-01-30 | 1980-08-29 | Cem Comp Electro Mec | Inducteur electromagnetique destine a produire un champ helicoidal |
| US4457355A (en) | 1979-02-26 | 1984-07-03 | International Telephone And Telegraph Corporation | Apparatus and a method for making thixotropic metal slurries |
| US4434837A (en) | 1979-02-26 | 1984-03-06 | International Telephone And Telegraph Corporation | Process and apparatus for making thixotropic metal slurries |
| SE8001284L (sv) * | 1979-02-26 | 1980-08-27 | Itt | Sett och anordning for att framstella tixotropa metalluppslamningar |
| US4450893A (en) | 1981-04-27 | 1984-05-29 | International Telephone And Telegraph Corporation | Method and apparatus for casting metals and alloys |
| US4465118A (en) | 1981-07-02 | 1984-08-14 | International Telephone And Telegraph Corporation | Process and apparatus having improved efficiency for producing a semi-solid slurry |
| US4457354A (en) | 1981-08-03 | 1984-07-03 | International Telephone And Telegraph Corporation | Mold for use in metal or metal alloy casting systems |
| US4607682A (en) | 1981-08-03 | 1986-08-26 | Alumax, Inc. | Mold for use in metal or metal alloy casting systems |
| US4523624A (en) | 1981-10-22 | 1985-06-18 | International Telephone And Telegraph Corporation | Cast ingot position control process and apparatus |
| GB2109724A (en) * | 1981-11-20 | 1983-06-08 | British Steel Corp | Improvements in or relating to electromagnetic stirring in the continuous casting of steel |
| US4494461A (en) | 1982-01-06 | 1985-01-22 | Olin Corporation | Method and apparatus for forming a thixoforged copper base alloy cartridge casing |
| FR2519567A1 (fr) * | 1982-01-13 | 1983-07-18 | Vallourec | Procede de fabrication de corps creux par coulee continue a l'aide d'un champ magnetique et dispositif de mise en oeuvre du procede |
| US4524820A (en) | 1982-03-30 | 1985-06-25 | International Telephone And Telegraph Corporation | Apparatus for providing improved slurry cast structures by hot working |
| US4415374A (en) | 1982-03-30 | 1983-11-15 | International Telephone And Telegraph Corporation | Fine grained metal composition |
| US4565241A (en) | 1982-06-01 | 1986-01-21 | International Telephone And Telegraph Corporation | Process for preparing a slurry structured metal composition |
| US4482012A (en) | 1982-06-01 | 1984-11-13 | International Telephone And Telegraph Corporation | Process and apparatus for continuous slurry casting |
| US4709746A (en) | 1982-06-01 | 1987-12-01 | Alumax, Inc. | Process and apparatus for continuous slurry casting |
| FR2530510B1 (fr) | 1982-07-23 | 1985-07-05 | Cegedur | Procede de coulee electromagnetique de metaux dans lequel on fait agir au moins un champ magnetique different du champ de confinement |
| US4614225A (en) * | 1982-12-10 | 1986-09-30 | Vallourec | Magnetic rotor for the continuous casting of hollow bodies |
| US4530404A (en) | 1983-07-07 | 1985-07-23 | Aluminium Pechiney | Process for the electromagnetic casting of metals involving the use of at least one magnetic field which differs from the field of confinement |
| US4569218A (en) | 1983-07-12 | 1986-02-11 | Alumax, Inc. | Apparatus and process for producing shaped metal parts |
| JPS60131707A (ja) * | 1983-12-19 | 1985-07-13 | 株式会社村田製作所 | 非還元性温度補償用誘電体磁器組成物 |
| US4555272A (en) | 1984-04-11 | 1985-11-26 | Olin Corporation | Beta copper base alloy adapted to be formed as a semi-solid metal slurry and a process for making same |
| JPS6167555A (ja) | 1984-09-12 | 1986-04-07 | Nichiei Kozai Kk | ダイカスト射出スリ−ブ |
| US4712413A (en) | 1986-09-22 | 1987-12-15 | Alumax, Inc. | Billet heating process |
| FR2606036B1 (fr) | 1986-11-05 | 1988-12-02 | Pechiney | Procede d'obtention, par refroidissement d'alliages a l'etat fondu, de cristaux de composes intermetalliques, notamment, de monocristaux isoles |
| US4774992A (en) | 1987-06-15 | 1988-10-04 | Pcc Airfoils, Inc. | Apparatus and method for use in casting a plurality of articles |
| US5265040A (en) * | 1987-08-28 | 1993-11-23 | Hitachi, Ltd. | Method and device for displaying information on simulation result in a numerical simulation system |
| US4877079A (en) * | 1987-10-09 | 1989-10-31 | Westinghouse Electric Corp. | Counterflow electromagnetic stirring method and apparatus for continuous casting |
| US5031127A (en) * | 1987-11-27 | 1991-07-09 | Toshiba Machine Co., Ltd. | Molten injection-molding method |
| JPH01141021A (ja) * | 1987-11-27 | 1989-06-02 | Toshiba Mach Co Ltd | 溶融材料の金型成形における流動解析結果の表示方法 |
| JP3211754B2 (ja) | 1996-11-28 | 2001-09-25 | 宇部興産株式会社 | 半溶融成形用金属の製造装置 |
| JPH01192446A (ja) | 1988-01-26 | 1989-08-02 | Kawasaki Steel Corp | 半凝固金属の連続製造装置 |
| JPH01307826A (ja) * | 1988-06-06 | 1989-12-12 | Hitachi Ltd | プログラム生成方法 |
| US5247988A (en) | 1989-12-19 | 1993-09-28 | Kurzinski Cass R | Apparatus and method for continuously casting steel slabs |
| FR2656552B1 (fr) | 1990-01-04 | 1995-01-13 | Pechiney Aluminium | Procede de fabrication de produits metalliques thixotropes par coulee continue avec brassage electromagnetique en courant polyphase. |
| US5425048A (en) | 1990-01-31 | 1995-06-13 | Inductotherm Corp. | Heating apparatus for induction ladle and vacuum furnaces |
| US5377129A (en) * | 1990-07-12 | 1994-12-27 | Massachusetts Institute Of Technology | Particle interaction processing system |
| US5315530A (en) * | 1990-09-10 | 1994-05-24 | Rockwell International Corporation | Real-time control of complex fluid systems using generic fluid transfer model |
| US5050114A (en) * | 1990-09-17 | 1991-09-17 | Motorola, Inc. | Simulation of two-phase liquid cooling for thermal prediction of direct liquid cooling schemes |
| US5098487A (en) | 1990-11-28 | 1992-03-24 | Olin Corporation | Copper alloys for shaped charge liners |
| US6009741A (en) * | 1990-12-05 | 2000-01-04 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Method of predicting steady incompressible fluid flow |
| IE69192B1 (en) * | 1990-12-21 | 1996-08-21 | Hitachi Europ Ltd | A method of generating partial differential equations for simulation a simulation method and a method of generating simulation programs |
| US5135564A (en) | 1990-12-28 | 1992-08-04 | Rheo-Technology, Ltd. | Method and apparatus for the production of semi-solidified metal composition |
| US5912823A (en) * | 1991-10-06 | 1999-06-15 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Method for determining the velocity of a three-dimensional fluid flow over a submerged body |
| JP2775538B2 (ja) * | 1991-11-14 | 1998-07-16 | 住友重機械工業株式会社 | 成形シミュレーション方法及び装置 |
| JP2559651B2 (ja) * | 1991-12-26 | 1996-12-04 | 花王株式会社 | 射出成形の制御方法および装置 |
| JPH0815024B2 (ja) | 1992-03-25 | 1996-02-14 | 日本碍子株式会社 | モールド碍子の絶縁外套体の成形装置 |
| US6019930A (en) * | 1992-07-14 | 2000-02-01 | Thermal Wave Molding Corp. | Process for forming a molten material into molded article |
| JP2698520B2 (ja) * | 1992-08-31 | 1998-01-19 | 日立金属株式会社 | 通気性鋳型の鋳造方案の作成方法 |
| JP2711967B2 (ja) * | 1992-09-11 | 1998-02-10 | 工業技術院長 | 複合軽金属材料の鋳造方法 |
| US5332200A (en) | 1992-10-13 | 1994-07-26 | Martin Marietta Energy Systems, Inc. | Segmented ceramic liner for induction furnaces |
| US5693158A (en) * | 1993-02-12 | 1997-12-02 | Mazda Motor Corporation | Magnesium light alloy product and method of producing the same |
| US5553206A (en) * | 1993-02-12 | 1996-09-03 | International Business Machines Corporation | Method and system for producing mesh representations of objects |
| JP3207965B2 (ja) * | 1993-05-11 | 2001-09-10 | 株式会社レオテック | マグネチックスターラによる半凝固金属スラリの製造方法 |
| US5640331A (en) * | 1993-07-30 | 1997-06-17 | Gas Research Institute | Method and apparatus for obtaining species concentrations and reaction rates in a turbulent reacting flow |
| US5499198A (en) * | 1993-08-31 | 1996-03-12 | The Dow Chemical Company | Method for predicting spray drift |
| US5838587A (en) * | 1993-12-30 | 1998-11-17 | Valeriy S. Maisotsenko | Method of restricted space formation for working media motion |
| FR2715088B1 (fr) | 1994-01-17 | 1996-02-09 | Pechiney Aluminium | Procédé de mise en forme de matériaux métalliques à l'état semi-solide. |
| US5413644A (en) * | 1994-01-21 | 1995-05-09 | Brush Wellman Inc. | Beryllium-containing alloys of magnesium |
| FR2718462B1 (fr) | 1994-04-11 | 1996-05-24 | Pechiney Aluminium | Alliages d'aluminium contenant du bismuth, du cadmium, de l'indium et/ou du plomb à l'état très finement dispersé et procédé d'obtention . |
| US5625579A (en) * | 1994-05-10 | 1997-04-29 | International Business Machines Corporation | Stochastic simulation method for processes containing equilibrium steps |
| US5416795A (en) * | 1994-05-20 | 1995-05-16 | Kaniuk; John A. | Quick change crucible for vacuum melting furnace |
| US5501266A (en) | 1994-06-14 | 1996-03-26 | Cornell Research Foundation, Inc. | Method and apparatus for injection molding of semi-solid metals |
| US5572434A (en) * | 1994-06-14 | 1996-11-05 | Cornell Research Foundation, Inc. | Method for simulating mold filling of semi-solid material |
| US5539183A (en) * | 1994-06-29 | 1996-07-23 | Beckley; John P. | Vertically fitted portable electric furnace |
| NO950843L (no) | 1994-09-09 | 1996-03-11 | Ube Industries | Fremgangsmåte for behandling av metall i halvfast tilstand og fremgangsmåte for stöping av metallbarrer til bruk i denne fremgangsmåte |
| US5529391A (en) | 1994-09-22 | 1996-06-25 | Duke University | Magnetic stirring and heating/cooling apparatus |
| JP2772765B2 (ja) | 1994-10-14 | 1998-07-09 | 本田技研工業株式会社 | チクソキャスティング用鋳造材料の加熱方法 |
| US5549732B1 (en) | 1994-11-29 | 2000-08-08 | Alcan Intrnat Ltd | Production of granules of reactive metals for example magnesium and magnesium alloy |
| IT1274094B (it) | 1994-11-07 | 1997-07-15 | Reynolds Wheels Int Ltd | Procedimento di formatura tixotropica di cerchi per pneumatici in lega metallica reocolata. |
| US5900080A (en) | 1994-11-07 | 1999-05-04 | Reynolds Wheels International. Ltd | Thixotropic forming process for wheels fashioned in rheocast metal alloy and fitted with pneumatic tires |
| US5732192A (en) * | 1994-11-30 | 1998-03-24 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Global qualitative flow-path modeling for local state determination in simulation and analysis |
| DE69610132T2 (de) * | 1995-03-22 | 2001-01-11 | Hitachi Metals, Ltd. | Druckgussverfahren |
| JPH08257741A (ja) * | 1995-03-24 | 1996-10-08 | Hitachi Metals Ltd | 数値解析を利用した鋳造欠陥の予測方法 |
| US5661670A (en) * | 1995-05-25 | 1997-08-26 | Midwest Research Institute | Method and system for simulating heat and mass transfer in cooling towers |
| CA2177455C (en) | 1995-05-29 | 2007-07-03 | Mitsuru Adachi | Method and apparatus for shaping semisolid metals |
| DE19533577C1 (de) * | 1995-08-29 | 1996-10-24 | Mannesmann Ag | Elektromagnetische Einrichtung für eine Stranggießkokille |
| JP3817786B2 (ja) | 1995-09-01 | 2006-09-06 | Ｔｋｊ株式会社 | 合金製品の製造方法及び装置 |
| JP3226447B2 (ja) * | 1995-09-08 | 2001-11-05 | 住友化学工業株式会社 | プレス成形又は射出プレス成形のシミュレーション方法 |
| JPH0981610A (ja) * | 1995-09-12 | 1997-03-28 | Toshiba Corp | シミュレーション方法及びその装置 |
| JP3522408B2 (ja) * | 1995-09-18 | 2004-04-26 | 富士通株式会社 | 数値流体解析結果の誤差見積方法、数値流体解析結果の誤差見積装置、数値流体解析方法、及び数値流体解析装置 |
| JP3000442B2 (ja) * | 1995-12-14 | 2000-01-17 | 本田技研工業株式会社 | チクソキャスティング法 |
| DE19612420C2 (de) * | 1996-03-28 | 2000-06-29 | Siemens Ag | Verfahren und Einrichtung zur Steuerung der Kühlung eines Stranges in einer Stranggießanlage |
| US5781581A (en) * | 1996-04-08 | 1998-07-14 | Inductotherm Industries, Inc. | Induction heating and melting apparatus with superconductive coil and removable crucible |
| IT1288900B1 (it) * | 1996-05-13 | 1998-09-25 | Danieli Off Mecc | Procedimento di colata continua con campo magnetico pulsante e relativo dispositivo |
| US5940309A (en) * | 1996-09-06 | 1999-08-17 | White; Warren D. | System and method for modeling plastic molding and molding parts incorporating the same |
| US6064810A (en) * | 1996-09-27 | 2000-05-16 | Southern Methodist University | System and method for predicting the behavior of a component |
| US5887640A (en) * | 1996-10-04 | 1999-03-30 | Semi-Solid Technologies Inc. | Apparatus and method for semi-solid material production |
| CA2220357A1 (en) | 1996-11-08 | 1998-05-08 | Ube Industries, Ltd. | Method of shaping semisolid metals |
| WO1998030346A1 (en) | 1997-01-09 | 1998-07-16 | Materials Research Corporation | Process for refining the microstructure of metals |
| DE19738821A1 (de) * | 1997-09-05 | 1999-03-11 | Aeg Elotherm Gmbh | Vorrichtung zum elektromagnetischen Rühren einer Metallschmelze |
| US5899567A (en) | 1997-09-23 | 1999-05-04 | Morris, Jr.; Joseph E. | Magnetic synchronized stirring and heating test apparatus |
| US5953239A (en) * | 1997-12-29 | 1999-09-14 | Exa Corporation | Computer simulation of physical processes |
| JPH11197793A (ja) * | 1998-01-20 | 1999-07-27 | Honda Motor Co Ltd | 半凝固金属の製造装置 |
| US6135196A (en) | 1998-03-31 | 2000-10-24 | Takata Corporation | Method and apparatus for manufacturing metallic parts by injection molding from the semi-solid state |
| KR20010072053A (ko) | 1998-07-24 | 2001-07-31 | 깁스 로랜드 엔. | 반고체 주조 장치 및 방법 |
| US6845809B1 (en) * | 1999-02-17 | 2005-01-25 | Aemp Corporation | Apparatus for and method of producing on-demand semi-solid material for castings |
| US6402367B1 (en) * | 2000-06-01 | 2002-06-11 | Aemp Corporation | Method and apparatus for magnetically stirring a thixotropic metal slurry |
| US6443216B1 (en) * | 2000-06-01 | 2002-09-03 | Aemp Corporation | Thermal jacket for a vessel |
-
2000
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