JP2003534920A - チキソトロピ金属スラリを磁気的に攪拌する方法及び装置 - Google Patents

チキソトロピ金属スラリを磁気的に攪拌する方法及び装置

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ワン，シャウポー
ノービル，サミュエル・エム・ディー
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エイ・イー・エム・ピー・コーポレーション
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Abstract

(57)【要約】 溶融金属とその周囲物との間にて迅速に熱伝導することにより溶融金属の温度を均衡させると同時に、形成される樹木状晶粒子を球状の粒子に再生することにより、そのチキソトロピ特徴を維持し得るように第２液相内で懸濁された第１固体微粒子相を備える溶融したチキソトロピ・アルミニウム合金１１を攪拌する方法及び装置１０である。溶融体は、積層ステータ組立体１２によって発生された励磁力界３０、３２、３４により攪拌される。積層ステータ組立体１２は、回転可能な磁界３０、３２を発生させ得るようにされた２つのステータリング２０、２２の間に配置された線形／長手方向磁界３４を発生させるようにされたステータリング２４を備えている。組み立てたステータリング２０、２２、２４は、ほぼ螺旋状の励磁混合力を発生させ且つその内部にほぼ円筒状の混合領域を画成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、全体として、金属学、より具体的には、精密制御された起磁動揺を
通じてチキソトロピ前駆体の溶融金属の温度及び粘度を効率的に制御することに
より、成形した金属部品のミクロ組織の性質を制御する方法及び装置に関する。
【０００２】
【発明の背景】
本発明は、全体として、鋳造過程にて使用される半固体材料を「オンデマンド
」にて製造し得る構造及び配置とされた装置に関する。過程の一部として使用さ
れる必須の構成要素及び構造的配置を有する色々なステーションが全体的な装置
の一部として含められている。開示された装置を使用して半固体材料をオンデマ
ンドにて製造する方法は本発明の一部として含められている。
【０００３】 より具体的には、本発明は、比較的短いサイクル時間にて半固体材料の製造を
促進する励磁攪拌技術及び装置を具体化するものである。本明細書にて使用する
ように、「オンデマンド」という概念は、半固体材料がその材料が製造される容
器から鋳造工程に直接、向かうことを意味する。半固体材料は、典型的に、「ス
ラリ」と称され、「１回の注入量」として製造されるスラグは、同様にビレット
と称される。
【０００４】 高強度、漏れ無し且つほぼ正味通りの形状の製品を製造するため、半固体金属
スラリを使用することが可能であることは周知である。しかし、半固体金属の粘
度は、スラリの温度又はこれに相応する固体の分画により極めて影響を受け易い
。高固体分画率にて優れた流動性を得るためには、半固体金属の一次的固相はほ
ぼ球状でなければならない。
【０００５】 一般に、半固体の処理は、チクソキャスティング法及びレオキャスティング法
という２つの範疇に分類することができる。チクソキャスティング法において、
凝固する合金のミクロ組織は、合金が鋳造されて固体の供給材料になる前に、樹
木状晶から分離した再生樹枝状晶に変換され、その後、その樹枝状晶は、半固体
状態になるように再度溶融させ且つ金型内に鋳込んで、所望の部品を形成する。
レオキャスティング法において、液体金属は、そのミクロ組織が変換する間、冷
却されて半固体状態となる。次に、スラリを形成し又は金型内に鋳込んで、所望
の１つ又は複数の部品を製造する。
【０００６】 レオキャスティング法における主な障害は、短いサイクル時間内で所望の好ま
しい温度範囲内の十分なスラリを形成することが困難なことである。追加的な鋳
造及び再溶解工程のため、チクソキャスティング法のコストは高いが、工業的製
造のためチクソキャスティング法を具体化することは、時間及びスペースの点に
て再加熱及び成形工程から分離したものとすることのできる別個の工程にて半固
体の供給材を多量に鋳造することができるから、レオキャスティング法よりも遥
かに優れたものである。
【０００７】 半固体の鋳造過程において、一般に、その形態が保持される樹木状晶固体粒子
から成るスラリが凝固中に形成される。最初に、スラリ又は半固体を形成する初
期の段階にて、樹木状晶粒子は、核を形成し且つ溶融した合金内にて等軸樹枝状
晶として成長する。適正な冷却速度及び攪拌によって、樹木状晶粒子の枝はより
大きく成長し、樹枝状晶の腕は、粗化する時間を有し、このため一次及び二次的
樹枝状晶の腕の間隔が増大する。攪拌が行われるこの成長段階の間、樹枝状晶の
腕は接触し且つ分画されて再生された樹木状晶粒子を形成する。保持温度にて、
粒子は粗化を続け且つより丸くなり、理想的な球状の形状に近づく。丸くなる程
度は、その過程に対して選ばれた保持時間によって制御される。攪拌を加えると
、「整合」（樹枝状晶が絡んだ構造体となった状態）時点に達しない。分画され
た再生樹枝状晶粒子から成る半固体材料は、低せん断力にて変形を続ける。
【０００８】 所望の分画した固体及び粒子寸法並びに形状が実現されたならば、半固体材料
は、ダイ金型内に射出することにより又は何らかの他の成形過程により形成する
準備が整う。固相の形成が開始し且つ粒子の粗化が開始するときの温度よりも高
い温度にスラリの形成過程を制限することにより、固相の粒子寸法はその過程中
、制御される。
【０００９】 半固体合金の一次的固体樹木状晶組織は、液相線温度付近にて液体合金又は半
固体合金内にて次の動揺を採用することにより、ほぼ球状となるように変換する
ことができることが既知である。
【００１０】 １）攪拌：機械的攪拌又は電磁的攪拌； ２）刺激：低周波振動、高周波、電気ショック又は電磁波； ３）等軸核形成：迅速な過冷、精粒機； ４）オズワルド熟成及び粗化：合金を長時間、半固体温度に保つ。
【００１１】 （２）から（４）までの方法は、半固体合金のミクロ組織を変換するのに効果
的ではあるが、これらの方法は半固体金属の次のような性質又は必要条件のため
、短い処理時間にて多量の合金を処理するには効率的ではないという共通の制約
がある。
【００１２】 ・振動時の減衰効果が大きい； ・電磁波の浸透深さが浅い； ・迅速な過冷に対する潜熱が大きい； ・精粒機を追加するため追加的なコスト及びリサイクル上の問題点を伴う； ・自然熟成は長時間かかり、短いサイクル時間を妨げる。
【００１３】 従来技術の開発の殆どは、主として半固体合金のミクロ組織及びレオロジーに
力点を置くものであるが、当該発明者等は、比較的短いサイクル時間にて確実に
且つ効果的に半固体加工する上で温度の制御が最も重要なパラメータであること
が分かった。半固体金属の見掛け密度は固体の分画に伴って指数関数的に増大す
るから、４０％以上の固体分画分を有する合金に温度差が小さい結果、その流動
性は大幅に変化する。実際には、上述したように、半固体金属を製造する方法（
２）及び（４）を使用することの最大の障害は、攪拌が行われないことである。
攪拌しないならば、特に、多量の合金が必要とされるとき、必要とされる均一な
温度及びミクロ組織を有する合金スラリを形成することは極めて難しい。攪拌し
ないならば、大きい温度差を生ぜずに半固体金属を加熱し且つ冷却する唯一の方
法は、遅い加熱／冷却過程を使用することである。かかる方法は、多数の供給材
料のビレットを予めプログラム化した加熱炉及びコンベア装置の下で同時に処理
することを必要とし、このことは、コスト高であり、メンテナンスが難しく且つ
制御が困難である。
【００１４】 環状の狭い空隙内で高速度の機械的攪拌法を使用することは、半固体混合体中
の樹枝状晶を分画するのに十分な高せん断力を発生させることができるが、この
狭い空隙は、その過程の処理量を制限することになる。（例えば、溶融及びアル
ミニウム合金の）高温度、高腐食率、及び半固体スラリの高摩耗率が組み合わさ
ることは、適正な材料を設計し且つ選択し、また、攪拌メカニズムを保つことを
極めて困難にする。
【００１５】 従来技術の引用例には、チクソキャスティング法により形成された固体ビレッ
トを再加熱することにより又は機械的或いは電磁的攪拌作用を使用して溶融体か
ら直接、半固体スラリを形成する方法が開示されている。半固体合金スラリを製
造する既知の方法は機械的攪拌及び誘電性電磁的攪拌作用を含む。所望の組織の
スラリを形成する過程は、一部分、せん断及び凝固速度の相互作用の影響によっ
て制御される。
【００１６】 １９８０年代の初め、分離した再生樹枝状晶を有する半固体供給材料を鋳造す
るための電磁的攪拌法が開発された。この供給材料を適宜な寸法に切断し、次に
、金型キャビティ内に射出する前に、半固体状態となるように再溶融させる。こ
の磁気流体学的（ＭＨＤ）鋳造法は、十分に分離した再生樹枝状晶を有する多量
の半固体供給材料を製造することができるが、ビレットを鋳造し且つ該ビレット
を再溶融させて半固体の組成物に戻すための材料の取り扱いコストは、例えば、
重力鋳造法、低圧ダイ鋳造法、又は高圧ダイ鋳造法のようなその他の鋳造法と比
較して、この半固体過程の競争力を低下させる。その最たるものとして、ビレッ
ト加熱装置の複雑さ、ビレット加熱過程の速度の遅さ及びビレットの温度の制御
の困難性は、この型式の半固体成形法の大きい技術的障害である。
【００１７】 ビレット再加熱過程は、半固体成形（ＳＳＦ）製品を製造するためのスラリ又
は半固体材料を提供する。この過程は広範囲に使用されているが、鋳造可能な合
金の範囲が限定される。更に、この型式の供給材料を処理するとき必要とされる
機械的強度を提供するため、固体の高分画率（０．７から０．８）が必要とされ
る。ビレットの鋳造、取り扱い及び再加熱に必要な過程のため、競合するダイ及
びスクイズキャスティングにて溶融金属の供給材料を直接、施す場合と比較して
、コストがこの方法の実施のを制限する別の大きな制約である。
【００１８】 スラリ又は半固体材料を形成する機械的攪拌過程において、反応性金属がロー
タを攻撃する結果、製品は腐食されて凝固する金属を毀損することになる。更に
、ロータ羽根の外端縁と混合容器内の内側容器壁との間に形成される環状体は、
低せん断領域となる一方、高せん断率領域及び低せん断率領域の間の遷移領域内
にてせん断帯域が形成される。ＳＳＦ法に対しビレットをチクソキャスティング
するためスラリを処理するときに使用される上述の多数の電磁的攪拌法が存在す
るが、レオキャスティング法の適用に関して記述したものは殆どない。
【００１９】 レオキャスティング法、すなわち直ちに所要形状となる半固体スラリを形成す
るため液体金属を攪拌する方法により製造する方法は、現在まで、工業化されて
いない。レオキャスティング法はチクソキャスティング法の難点の殆どを解決す
ることは明らかである。しかし、工業的製造技術、すなわちオンライン（すなわ
ちオンデマンド）にて安定的な供給可能な半固体スラリを製造する技術となるた
めには、レオキャスティング法は、次の実際に難しい課題を解決しなければなら
ない。すなわち、冷却速度を制御すること、ミクロ組織を制御すること、均一な
温度及びミクロ組織とすること、スラリの量が多量であり及びその寸法が大きい
こと、短いサイクル時間を制御し且つ異なる型式の合金を取り扱うこと、容器へ
の及び容器から鋳造注入スリーブまでスラリを直接的に搬送する手段及び搬送す
る方法である。
【００２０】 半固体スラリを形成することを目的としてプロペラ型式の機械的攪拌装置が使
用されているが、特定の問題点及び難点がある。例えば、半固体スラリの高温度
、耐食性及び高磨耗特性は、機械的攪拌作用を備える信頼し得るスラリ装置を設
計することを極めて困難にする。しかし、レオキャスティング法にて機械的攪拌
作用を使用するときの最も重要な難点は、その小さい処理能力のため、必要な生
産量を満たすことができない点である。分離した再生樹枝状晶を有する半固体金
属は、低周波の機械的振動、高周波超音波又はソレノイドコイルによる電磁的刺
激により、形成することができることも既知である。これらの過程はより遅いサ
イクル時間にてより小さいサンプルに対し機能するが、これらは、浸透深さが制
限されるため、より大きいビレットを製造するとき効率的でない。別の型式の過
程は、ソレノイド誘電刺激法であるが、磁界の浸透深さが制限され及び発熱が不
要であるため、この過程は生産効率の点で実現する上で多数の技術的問題点があ
る。工業的過程にて最も広く使用されている強力な電磁的攪拌法は、多量のスラ
リを製造することを許容する。重要なことは、この方法が任意の高温度合金に適
用可能な点である。
【００２１】 強力な電磁的攪拌法の２つの主要な変形例が存在し、その一方は回転ステータ
による攪拌法であり、もう一方は線形ステータによる攪拌法である。回転可能な
ステータの攪拌により、溶融金属は擬等温面内で移動し、このため、優勢な機械
的せん断力により樹枝状晶の再生が行われる。１９８４年３月６日付けでウィン
ター（Ｗｉｎｔｅｒ）らに対し発行された米国特許第４，４３４，８３７号には
チキソトロピ金属スラリを連続製造する電磁的攪拌装置が記載されており、単一
の２極構造のステータは回転する非零の磁界を発生させ、この磁界は長手方向軸
の横方向に移動する。この移動磁界は金属容器に正接状態に方向決めされた攪拌
磁力を発生させ、この磁力は樹枝状晶を破壊するため少なくとも５０ｓｅｃ-1の
せん断速度を発生させる。線形ステータによる攪拌法の場合、メッシュ領域内の
スラリはより高温度領域に再循環され且つ再溶融され、このため、熱過程は樹枝
状晶を破壊する上でより重要な役割を果たす。１９９３年６月１５日付けでメイ
ヤー（Ｍｅｙｅｒ）に対し発行された米国特許第５，２１９，０１８号には、ポ
リ相電流電磁刺激による連続鋳造法によりチキソトロピ金属製品を製造する方法
が記載されている。この方法は、樹枝状晶が形成される低温領域をより高温領域
に向けて連続的に移送することにより、これら樹枝状晶の表面を再溶融させるこ
とで樹枝状晶のノジュールへの変換を実現する。
【００２２】 当該技術分野おいて、チキソトロピ溶融金属は、十分に強力な電磁力を付与す
ることにより攪拌することが可能であることが既知である。かかる電磁力を発生
させる既知の技術は、１つ又はより多くの静止磁界と、静止磁界及び可変磁界の
組み合わせと、移動する磁界と、又は回転磁界とを使用して溶融金属を攪拌する
ことを含む。しかし、これら技術の全ては、主として容器の壁にて三次元的循環
を誘発し、その結果、溶融金属は不均一に混合されるという同一の不利益な点が
ある。上述した既知の励磁混合技術は、全てその回転動作を誘発させることによ
り、チキソトロピ金属にせん断力を生じさせるが、回転する溶融金属に作用する
求心力は、溶融金属が壁に沿って下方に移動する箇所である容器の壁に対して溶
融金属の頂部層を押し付け且つより低レベルにて金属に戻す程度にしか実現され
ない。この過程は、溶融金属のチキソトロピ性質を維持するのに十分ではあるが
、溶融金属の全体の温度又は組成を均一に均等にするには不十分である。勿論、
溶融金属とその周囲物との間にて熱を迅速に且つ効率的に伝導すると同時に、そ
のチキソトロピ特徴を維持し得るように、溶融金属を攪拌することが望ましい。
本発明はこの課題を達成することを目的とするものである。
【００２３】
【発明の概要】
本発明は、内部に形成された樹木状晶粒子を迅速に且つ効率的に再生すると同
時に、溶融金属とその周囲物との間にて熱伝導することにより、そのチキソトロ
ピ特徴を維持し（塊状結晶化を防止し）得るように、溶融金属を励磁的に攪拌す
る方法及び装置に関する。本発明の１つの形態は、回転磁界を発生させ得るよう
にされた２つのステータリングの間に配置された線形／長手方向磁界を発生させ
るようにされたステータリングを有する積層ステータ組立体である。該組み立て
たステータリングはその内部にほぼ円筒状の励磁的混合領域を画成する。
【００２４】 本発明の１つの目的は、溶融金属の改良された励磁式攪拌装置を提供すること
である。本発明の関連する目的及び有利な点は以下の説明から明らかになるであ
ろう。
【００２５】
【実施の形態】
本発明に従って上記の困難な課題を解決する手段の１つは、液体金属が半固体
範囲に凝固し且つその範囲を経るとき、該液体金属の容積のほぼ全体に対し修正
した励磁的攪拌作用を施すことである。かかる修正した励磁的攪拌作用は、液体
金属とその容器との間の熱伝導を向上させ、金属の温度及び冷却速度を制御し、
また、分離した再生樹枝状晶を形成すべくミクロ組織を改変し得るように液体金
属の内部に十分に大きいせん断作用を発生させることになる。修正した励磁的攪
拌作用は、溶融金属の混合体の制御を向上させることにより、金属の温度及びミ
クロ組織の均一さを向上させる。攪拌機構及び方法を入念に設計することにより
、攪拌は用途の必要条件に対応して、半固体スラリの大きい容積及び寸法を駆動
し且つ制御する。修正した励磁的攪拌作用は、冷却速度の制御を向上させること
を通じてサイクル時間を短縮することを可能にする。修正した磁力攪拌作用は、
多岐に亙る合金、すなわち鋳造合金、錬鉄合金、ＭＭＣ等に対し使用可能である
ようにすることができる。ＭＨＤ過程に従って製造されたビレットは完全に凝固
した表面層を有する一方、半固体スラリから形成されたビレットはかかる表面層
を有しないから、半固体金属スラリを製造し且つ維持するための混合条件は、Ｍ
ＨＤ過程を通じて金属ビレットを製造するものと全く相違することを理解すべき
である。
【００２６】 従来、ＭＨＤ攪拌は、２極多相のステータ装置を利用して液体金属に励磁的攪
拌力を発生させることで行っていた。多極ステータ装置は周知であるが、所定の
線周波数の場合、多相ステータ装置は２極ステータ装置により発生される磁界の
回転速度の僅か１／２の回転磁界を発生させるに過ぎないから、これら装置はＭ
ＨＤ法にて使用されなかった。図１Ａには、２極多相ステータ装置１及びその合
成磁界２が概略図的に図示されている一方、図１Ｂには、多極ステータ装置１´
及びそのそれぞれの磁界２´が概略図的に図示されている。一般に、ステータ装
置１、１´の各々は中央容積４、４´の周りにそれぞれ配向された複数対の電磁
コイル又は巻線３、３´を有している。巻線３、３´は電流を流すことにより順
次に励起される。
【００２７】 図１Ａには、各対の間に１２０゜の位相差が存在するように配置された３対の
巻線３を有する３相２極多相ステータ装置１が図示されている。多相ステータ装
置１は、それぞれの対の巻線３が電流にて順次に励起されたとき、中央容積４内
に回転磁界２を発生させる。当該場合、円筒状の混合容積４の周りで周方向に配
向された３対の巻線３が存在するが、その他の設計はその他の配向状態としたそ
の他の数の巻線３を採用することができる。
【００２８】 典型的に、巻線又はコイル３は、攪拌容積４の上方で広げられた位相を形成し
得るように電気的に接続されている。図１Ｃには、巻線３に対する時間の関数と
して巻線３を通る電流の関係が図示されている。
【００２９】 使用時、磁界２は各対の巻線３を通って流れる電流の変化と共に変化する。磁
界２が変化するとき、攪拌容積４を占める液体導電体内に電流が誘発される。こ
の誘発された電流はそれ自体の磁界を発生させる。磁界が相互作用することは、
液体導電体に作用する攪拌力を発生させ、この力により液体は強制的に流動する
。磁界が回転すると、周方向励磁力は液体金属導電体を駆動して循環させる。多
極装置（この場合、２極装置）により発生された磁界２は、ほぼ零磁力の線によ
り２等分される瞬間的な断面を有することを認識すべきである。
【００３０】 図１Ｄには、円筒状の混合容積４に対して長手方向に配置された一組みの巻線
３が図示されている。この形態において、変化する磁界２は円筒状容積４の軸に
対し平行な方向に液体導電体を循環させる。
【００３１】 図１Ｂにおいて、４つの極を有する多極ステータ装置１´が図示されているが
、装置１´は任意の整偶数の極Ｐを備えるものとすることができる。正弦波状分
布状態であると仮定すれば、磁界Ｂは次式のように表わされる。
【００３２】 Ｂ＝ＢmｃｏｓＰ／２θS ここで、Ｂmは所定の基準角度θs isにおける磁気密度である。値Ｐ／２は電
気角度としばしば称される。多極多相ステータ装置１´により発生された磁界４
´は、ほぼ零磁界の中心領域を有する二次元的断面の合成磁界２´を発生させる
ことを理解すべきである。
【００３３】 典型的に、溶融金属を攪拌する既知のＭＨＤ装置は単一の２極多相ステータを
使用して溶融金属を迅速に攪拌する。かかる装置。を使用することの１つの不利
益な点は、溶融金属の中心にて十分な攪拌力を付与するため、溶融金属の外側半
径に過剰な攪拌力を与えることを必要とする点である。更に、単一の多相多重ス
テータ装置は通常、溶融した金属容積を完全に攪拌するのに十分であるが、該装
置は溶融金属の全体を均一に制御された状態で混合させるのには不十分である。
溶融金属の全体に亙って均一な温度及び粘度を維持し且つその迅速な精密冷却の
ため溶融金属からの熱伝導を最適にすることが必要である限り、制御され且つ均
一な混合は重要である。ＭＨＤ法の安定状態の温度及び熱伝導特性と相違して、
半固体チキソトロピスラリの製造は、短時間にてスラリの全体を通じ迅速に且つ
制御された温度変化が生ずるようにすることを必要とする。更に、チキソトロピ
範囲内にて、温度が降下すると、固体の分画、従って粘度は迅速に増大する。こ
の温度及び粘度範囲において、材料の全体容積に亙り安定的で且つ均一な攪拌作
用を維持することが望ましい。このことは溶融金属の容積が増すに伴い特にそう
である。
【００３４】 この目的のため、本発明は、周方向攪拌磁界を長手方向攪拌磁界と組み合わせ
て、金属溶融体の均一な混合を強制する三次元的な合成攪拌磁界を実現するため
、ステータ型式の組み合わせを利用するものである。合成攪拌励磁界の三次元的
浸透程度を一層良く制御することを可能にすべく１つ又はより多くの多相ステー
タが装置に含められている。換言すれば、ＭＨＤ法は、金属溶融体又はビレット
の断面の全体に亙って非零の電磁界を発生させる２つの極のみを有するステータ
を必要とするが、本発明の装置は、合成励磁混合界を一層良く制御するため、ス
テータ型式の組み合わせを利用するものである。さもなければ、容積の外層が凝
固するに伴い、容積の内部に残る液体金属に作用するせん断力は樹木状晶再生を
維持するのに不十分であり、その結果、不均質なミクロ組織を有する金属ビレッ
トとなるであろう。そのチキソトロピスラリビレットを製造するため、４つの極
を有するステータ組立体を使用して、より大きい力にて且つ冷却する金属をより
完全に（従ってスラリビレット容積の全体を通じて均一に）混合させ、温度、固
体粒子の寸法、形状、濃度及び分布状態の双方にてより均質なスラリビレットを
製造するのに効果的なより大きい力にて且つより迅速な速度にてスラリビレット
を攪拌する。４極ステータはより迅速な攪拌を可能にし、それは、磁界は２極ス
テータよりもゆっくりと回転するが、攪拌した材料内に磁界がより効率的に向け
られ、従って溶融金属をより迅速に且つより効果的に攪拌するからである。
【００３５】 図２Ａ、図３Ａ及び図３Ｂ、図４Ａから図４Ｆには、本発明の第１実施例、す
なわち、溶融金属（溶融体又はスラリビレットのような）の容積１１を攪拌する
励磁式刺激装置１０が図示されている。本明細書で使用するように、「励磁」と
いう用語は、導電性媒質に作用して該媒質を強制的に動作させるよう発生された
電磁力を意味する。励磁式刺激装置１０は、磁気混合チャンバ１４の周りに配置
され且つその内部に完全な磁界を提供し得るようにされたステータセット１２を
備えている。好ましくは、混合チャンバ１４は、高温度における酸化を防止し得
るようスラリビレット１１の上方に保たれた不活性ガスの雰囲気１５を含んでい
る。
【００３６】 ステータセット１２は、第３ステータリング２４の上方及び下方にそれぞれ配
置された第１ステータリング２０と、第２ステータリング２２とを備えることが
好ましいが、ステータセットは、所望の正味励磁界の形状及び強さを発生させ得
るように任意の便宜な順序にて積み重ねられた任意の型式（線形界、回転界等）
の任意の数のステータ（リング形状等）を備えることができる（例えば、図２Ｂ
乃至図２Ｄ参照）。本明細書で使用するように、「回転する」又は「回転可能な
」磁界は、ステータセット１２及び磁気混合容積１４を通って伸びる中心回転軸
１６に対しほぼ平行な面内で強磁性又は常磁性液体を直接、循環させる場である
。同様に、本明細書で使用するように、「線形」又は「長手方向」磁界は、中心
回転軸１６に対しほぼ平行な面内で強磁性又は常磁性材料を直接、循環させるも
のである。好ましくは、ステータリングセット１２はその内部に正円形円筒状の
磁気混合容積１４を画成するように積み重ねられるが、ステータセット１２は、
任意の所望の寸法及び形状を有する混合容積を発生させ得るように積み重ねるこ
とができる。
【００３７】 物理的混合容器又は入れ物２６は混合容積１４とほぼ一致するステータセット
１２内に配置可能である。好ましくは、混合容器２６は、ステータリングセット
１２により発生された励磁界の形状と同一の内部混合容積１４の形状を画成する
ようにする。例えば、ほぼ正楕円円筒状の励磁界が発生されたならば、混合容器
２６も同様に正楕円形円筒状の形状の内部混合容積１４を有することが好ましい
。同様に、ステータセット１２は、比較的背の高い混合容器２６を受け入れ得る
ように高く積み重ね又は小型の混合容器２６を受け入れ得るように低く積み重ね
ることができる。
【００３８】 第１及び第２ステータ２０、２２は回転する磁界３０、３２を発生させること
のできる多相ステータである一方、第３ステータ２４は線形／長手方向（軸方向
）磁界３４を発生させることができることが好ましい。３つのステータ２０、２
２、２４を全て作動させたとき、このようにして発生された磁界３０、３２、３
４は、相互作用して複雑なほぼ螺旋状又は擬螺旋状の励磁界４０を形成する。ほ
ぼ螺旋状の励磁界４０は、磁気混合チャンバ１４内で任意の導電体に励磁力を発
生させ、その励磁力が溶融体１１の全体に亙って軸方向及び半径方向の双方に循
環するようにする。このため、螺旋状の励磁界４０が作用する導電体は完全にラ
ンダム化される。
【００３９】 図２Ａ、図３Ｃ及び図３Ｄ、図４Ａから図４Ｆには、本発明の１つの代替的な
実施の形態、すなわち上述したような励磁的刺激装置１０´が図示されており、
この場合、各々が線形磁界３０´、３２´を発生させ得るようにされた第１及び
第２ステータ２０´、２２´と、回転可能な磁界３４´を発生させ得るようにさ
れた第３ステータ２４´とを含むステータリングセット１２´を備えている。上
述したように、３つのステータ２０´、２２´、２４´の全てが作動されたとき
、このようにして発生された磁界３０´、３２´、３４´は相互作用して複雑な
ほぼ螺旋状又は擬螺旋状の励磁界４０を形成する。ほぼ螺旋状の励磁界４０は、
磁気混合チャンバ１４内で任意の導電体に励磁力を発生させ、このため、これら
の励磁力は溶融体１１の全体に亙って軸方向及び半径方向の双方に循環する。こ
のため、螺旋状の励磁界４０が作用する導電体は、完全に分散される。このステ
ータセット１２´の設計は、混合容積１４の両端内で直接、長手方向への循環を
生じさせ、混合容積１４の端部にてスラリビレット１１の完全な循環を保証する
という有利な点をもたらす。
【００４０】 図４Ａから図４Ｆには、本発明により発生される磁力の相互作用により生ずる
攪拌力がより詳細に図示されている。図４Ａから図４Ｃは、ほぼ螺旋状の合成磁
界４０を発生させ得るように回転可能な磁界又は周方向磁界３０を長手方向磁界
又は軸方向磁界と組み合わせた状態を示す１組の簡略化した概略図である。それ
自体、回転可能な磁界は攪拌した材料を容器壁に対し且つ該容器壁に沿って下方
に押し付ける求心力により相当な循環状態４２を発生させるが、この磁界は均一
に且つ完全に循環させるのには不十分である。これは、主として、混合容器２６
の内面に抵抗力を発生させる摩擦力によるものである。回転可能な磁界３０によ
り発生された周方向流れ（この場合、時計回り方向力として図示されているが、
反時計回り方向力とすることも可能である）が長手方向磁界３４により発生され
た軸方向流れと組み合わされ（この場合、下向きの力として図示されているが、
上向きの力となるように選ぶことも可能である）、下向きのほぼ螺旋状の磁界４
０を発生させることもできる。混合容器２６の内面付近で下方に流れる溶融金属
１１が混合容積１４の底部に接近すると、下方流れを強制する電磁力は混合容器
の壁２６に最も近い点でより強力となるから、金属は混合容器２６のコア部分４
８を通じて混合容積１４の頂部に向けて後方に循環するように強制される（図４
Ｄ及び図４Ｆ参照）。同様に、長手方向磁界３４の方向を逆にして、下方に向け
た軸方向部分を有する上方に向けた液体金属の流れを発生させることもできる。
ステータセット１２は螺旋状以外の形状の正味磁界を発生させ得るように制御す
ることができるが、実際には、実質的に任意の所望の形状を有する磁界を発生さ
せ得るように制御することが可能であることを認識すべきである。同様に、回転
可能な磁界を発生させ得るようにした少なくとも１つのステータと、ステータの
各々により発生される磁界の強度及びその相互作用を入念に制御することを通じ
て線形磁界を発生させ得るようにされた少なくとも１つのステータとを有する任
意のステータセットにより螺旋形状（又は任意のその他の形状）の磁界が実現可
能であることも認識すべきである。
【００４１】 図４Ｄから図４Ｆには、ほぼ円筒状の磁性混合チャンバ又は容積１４内で励磁
的に攪拌された溶融金属１１内で生ずる好ましい流れパターンが概略図的に図示
されている。説明の便宜上、磁気混合チャンバ１４は正円形円筒体として図示さ
れているが、当該技術分野の当業者は、これは単に励磁力界の形状を便宜に近似
化したものに過ぎず、磁界の強度は、その容積の全体に亙って一定ではないこと
が理解されよう。磁気混合容積１４は、円筒状の内側軸方向容積４８を取り巻く
円筒状の外殻４６を備えるものと考えることができる。流れる液体金属１１の下
方に向けた螺旋状部分５４は、主として円筒状外殻４６内で拘束される一方、流
れる液体金属１１の上方に向けた軸方向部分５６は、主として円筒状の内側軸方
向容積４８内で拘束される。
【００４２】 一般に、チキソトロピ溶融金属１１は、溶融金属１１のほぼ全容積を完全に混
合させると共に、形成される樹木状晶粒子を球状の粒子に再生させるため大きい
せん断力を作用させることを通じて溶融金属１１内での樹木状晶粒子の形成を防
止すべく迅速に攪拌することが好ましい。攪拌は、また、半固体溶融金属１１の
流動性を向上させ、これにより形成される半固体スラリビレット１１と混合容器
２６との間の熱伝導効率を向上させる。低粘度溶融金属を迅速に攪拌することは
、また温度の均衡化の速度を速め、形成される半固体スラリビレット１１内部の
熱勾配を減少させる傾向となり、この場合にも、半固体スラリビレット１１を一
層完全に且つ効果的に混合するという利点をもたらす。
【００４３】 スラリビレット１１の固体の分画（これにより粘度）が増すに伴い、高攪拌速
度を保つのに必要なせん断力は同様に増大し、高粘度スラリビレット１１を高ト
ルク低速度攪拌作用と混合させることが好ましいから（より深く浸透する低周振
動を使用することにより低速度の磁力攪拌が行われるからである）、冷却する溶
融金属／形成する半固体スラリビレット１１の粘度が増加するに伴い、混合速度
が遅くなることは、更に好ましいことである。この攪拌速度は、溶融金属の粘度
の関数（又は溶融金属の温度又は溶融金属を攪拌するのに必要な力のような、粘
度に結合されたパラメータの関数）として便宜に制御することができ、この場合
、冷却する溶融金属１１の粘度が増すに伴い、攪拌速度は、所定の関係又は関数
に従って遅くなる。
【００４４】 作動時、ある量の溶融金属（すなわちスラリビレット）１１が混合容積１４内
に配置された混合容器２６内に注入される。ステータセット１２は磁性混合チャ
ンバ１４内で励磁界４０を発生させるように作動させる。励磁界４０はほぼ螺旋
状であることが好ましいが、任意の所望の形状にて及び（又は）方向に向け形成
することができる。ステータセット１２は、これにより発生された励磁界がスラ
リビレット１１の全体にほぼ浸透し且つスラリビレット１１の全体に亙って迅速
な循環を誘発させるのに十分に強力であるように十分な電力が供給され且つその
ような形態とされている。スラリビレット１１が攪拌されると、その温度はその
容積の全体を通じてほぼ均衡し、このため、スラリビレット１１の全体に亙る温
度勾配は最小とされる。同様に、スラリビレット１１の全体に亙る温度が均一化
されることは、同様にビレットの粘度及び寸法並びにその内部に形成される固体
相粒子の分布状態を均質にする。
【００４５】 スラリビレット１１は混合容器２６との接触を通じての熱伝導により冷却され
る。スラリビレット１１の均一で且つほぼ均質な冷却を容易にし得るように迅速
で且つ均一な攪拌速度を保つことが好ましい。スラリビレット１１が冷却すると
、その内部の固相粒子の寸法及び数は、スラリビレット１１を攪拌するのに必要
なビレットの粘度及びせん断力と同様に、増大する。スラリビレット１１が冷却
し且つその粘度が増すに伴い、励磁界１４はスラリビレット（又は溶融金属）の
粘度と所望の攪拌速度との間の所定の関係に従って調節される。
【００４６】 図５には、本発明の更に別の実施の形態、すなわち第１ステータ２０と、第２
ステータ２２と、第３ステータ２４とに電気的に接続された電子式コントローラ
５８を有するチキソトロピ溶融金属を攪拌する励磁式刺激装置１０Ａが概略図的
に図示されている。第１電源６０、第２電源６２及び第３電源６４はそれぞれ第
１、第二及び第３ステータ２０、２２、２４並びに電子式コントローラ５８に電
気的に接続されている。第１電圧計７０、第２電圧計７２、第３電圧計７４もそ
れぞれの電源６０、６２、６４及び電子式コントローラ５８に電気的に接続され
ている。
【００４７】 作動時、電源６０、６２、６４は、それぞれのステータ２０、２２、２４に電
力を供給して、ほぼ螺旋状の合成磁界４０を発生させる。電子式コントローラ５
８は、それぞれのステータ２０、２２、２４に制御信号を提供し（それぞれの電
源６０、６２、６４を通じて）且つそれぞれの電源６０、６２、６４により提供
される電圧に関する信号をそれぞれの電圧計７０、７２、７４から受け取り得る
ようにプログラム化されている。電子式コントローラ５８は、電圧計７０、７２
、７４から受け取った信号を溶融金属／スラリビレット１１内のせん断力と相関
させて、形成される半固体スラリビレット１１の粘度を計算すると共に、ステー
タ２０、２２、２４を制御してほぼ螺旋状の磁界４０の強さを低下させ、スラリ
ビレット１１の粘度の増大に伴い攪拌速度を遅くし得るように更にプログラム化
されている。これと代替的に、溶融金属１１の温度又は粘度に関するフィードバ
ック信号を使用して電子式コントローラ５８に制御信号を提供しステータセット
１２を制御することもできる。
【００４８】 図６には、本発明の更に別の実施例、すなわち、混合容器２６内に保持された
チキソトロピ溶融金属１１を攪拌し、第１ステータ２０、第２ステータ２２及び
第３ステータ２４に電気的に接続された電子式コントローラ５８を有する励磁的
刺激装置１０Ｂが図示されている。電子式コントローラ５８は溶融金属１１を光
学的にサンプリングし得るように配置された光学高温計８０又は混合容器２６内
の異なる点にて溶融金属１１の温度を検出し得るように配置された一組みの熱電
対８２のような１つ又はより多くの温度センサ８０、８２に電気的に接続されて
いる。
【００４９】 作動時、電子式コントローラ５８は、それぞれのステータ２０、２２、２４に
制御信号を提供する（図示しない１つ又はより多くの電源を通じ）と共に、冷却
する溶融金属／形成される半固体スラリビレット１１の温度に関する信号を温度
センサ８０、８２から受け取り得るようにプログラム化されている。電子式コン
トローラ５８は、溶融金属／スラリビレット１１の温度を所定の所望の攪拌速度
と相関させる（所定の金属組成に対するスラリ粘度と温度との間の既知の関係に
基づいて）と共に、スラリビレット１１の温度の関数として攪拌速度を制御し得
るようほぼ螺旋状の磁界４０の強さを変化させるべくステータ２０、２２、２４
を制御し得るよう更にプログラム化されている。換言すれば、スラリビレット１
１の温度が低下するに伴い、電子式コントローラ５８は、ステータ２０、２２、
２４を制御してスラリビレット１１の攪拌速度を調節し得るようにされている。
【００５０】 ステータ組立体が複雑な螺旋状の励磁力界を発生させることができる単一のス
テータを備える、その他の実施の形態とすることも考えられる。更にその他の考
えられる実施の形態は、ステータ組立体を作動させ得るようにされた単一の電源
を備えている。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１Ａは２極多相ステータの概略図である。図１Ｂは多極ステータ
の概略図である。図１Ｃは図１Ａに示すステータ内の各対のコイルに対する時間
の関数としての電流のグラフ図である。図１Ｄは円筒状の混合容積に対して長手
方向に配置された複数対のコイルを有する多相ステータの概略図である。
【図２】図２Ａは本発明の第１実施例による３つの個別のステータを有する
積層ステータ組立体により画成された励磁攪拌容積の概略正面図である。図２Ｂ
は本発明の第２実施例による２つの個別のステータを有する積層ステータ組立体
により画成された励磁攪拌容積の概略正面図である。図２Ｃは本発明の第３実施
例による４つの個別のステータを有する積層ステータ組立体により画成された励
磁攪拌容積の概略正面図である。図２Ｄは、本発明の第４実施例による５つの個
別のステータを有する積層ステータ組立体により画成された励磁攪拌容積の概略
正面図である。
【図３】図３Ａは図２Ａの励磁攪拌容積の概略正面図であって、第１ステー
タ組立体の個別ステータの各々により発生された簡略化した磁界の相互作用を示
す。図３Ｂはほぼ螺旋状の合成磁界を発生させる図３Ａに示すステータ組立体の
ステータの各々からの励磁力の組み合わせを示す概略正面図である。図３Ｃは第
２ステータ組立体の個別ステータの各々により発生された簡略化した磁界の相互
作用を示す、る。 ３Ｄは図２Ａの励磁攪拌容積の概略正面図であって、ほぼ螺旋状の合成磁界を
発生させる図３Ｃに示すステータ組立体のステータの各々からの励磁力の組み合
わせを示す。
【図４】図４Ａは図２Ａの回転する磁界ステータにより発生された磁界の簡
略化した形状を示す概略図である。図４Ｂは図２Ａの線形磁界ステータにより発
生された磁界の簡略化した形状を示す概略図である。図４Ｃは図２Ａの回転する
磁界及び線形磁界ステータを組み合わせることにより発生されたほぼ螺旋状の簡
略化した磁界を示す概略図である。図４Ｄは内側の円筒状コア部分及び外側の円
筒状殻体部分を示すよう分離した、図２Ａに示す円筒状の螺旋状励磁的混合容積
の概略斜視図である。図４Ｅは図４Ｄの外側部分の概略斜視図である。図４Ｆは
、図４Ｄの内側部分の概略斜視図である。
【図５】本発明の第６実施例、すなわちステータ組立体に接続され且つ電圧
フィードバックを受け取る電子式コントローラを有する励磁式攪拌装置の概略図
である。
【図６】本発明の第７実施例、すなわちステータ組立体に接続され且つ温度
センサから温度フィードバックを受け取る電子式コントローラを有する励磁式攪
拌装置の概略図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＯ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＣ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ， ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，Ｉ Ｎ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ， ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，Ｐ Ｌ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ， ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ワン，シャウポー アメリカ合衆国ミズーリ州63005，シェス ターフィールド，ブライトハースト・ドラ イブ 104 (72)発明者 ノービル，サミュエル・エム・ディー アメリカ合衆国テネシー州38305，ジャク ソン，ぺッパーツリー・ロード 114エイ Ｆターム(参考） 4E004 AA09 MB12 NC08

Claims (30)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 流動可能な材料を励磁力に応答して磁気的に攪拌する装置に
    おいて、 ある容積の流動可能な材料を保持する混合容器と、 混合容器内に保持されたある容積の流動可能な材料と、 混合容器の周りに配置され且つ周方向成分と、長手方向成分とを有する磁界を
    発生させ得るようにされた少なくとも１つの磁界発生器とを備え、 磁界発生器の作動により流動可能な材料の容積に螺旋状の合成攪拌力が発生さ
    れ、 攪拌力が、流動可能な材料の容積を所定の循環速度にて攪拌容器の全体を循環
    させるのに十分である装置。
  2. 【請求項２】 請求項１の装置において、流動可能な材料が溶融金属合金で
    ある装置。
  3. 【請求項３】 請求項２の装置において、溶融金属合金が液相に懸濁された
    固体微粒子相を有する装置。
  4. 【請求項４】 請求項１の装置において、磁界発生器が、周方向励磁力を発
    生させ得るようにされた第１ステータと、長手方向励磁力を発生させ得るように
    された第２ステータとを更に備える装置。
  5. 【請求項５】 請求項１の装置において、 少なくとも1つの磁界発生器に作用可能に接続された電源と、該電源に作用可
    能に接続された電子式コントローラとを更に備え、 電子式コントローラが、電源の電圧出力を監視し且つ電源の電圧出力と流動可
    能な材料の循環量を所定の循環量に保つのに必要な電力出力との間の所定関係に
    応答して、供給される電力を調節すべく電源に対し制御信号を提供し得るように
    された装置。
  6. 【請求項６】 請求項１の装置において、 少なくとも１つの磁界発生器に作用可能に接続された電源と、電源に作用可能
    に接続された電子式コントローラとを更に備え、 電子式コントローラが、流動可能な材料の温度を監視し且つ溶融材料の温度と
    所定の循環量にて流動可能な材料の循環を維持するのに必要な電源との間の所定
    関係に応答して、供給される電力を調節し得るよう電源への制御信号を提供し得
    るようにされた装置。
  7. 【請求項７】 励磁式攪拌装置において、 合成励磁力を提供するステータ配列を備え、該ステータ配列が、 第１励磁力を発生させ得るようにされた第１ステータと、 第２励磁力を発生させ得るようにされた第２ステータと、 第３励磁力を発生させ得るようにされた第３ステータとを備え、 ステータ配列に作用可能に接続され且つ合成励磁力を制御し得るようにされた
    電子式コントローラを備え、 第１ステータ、第２ステータ、第３ステータが、励磁力をほぼ保持し得るよう
    ほぼ円筒状の領域を画成すべく積み重ねられ、 第２ステータが第１ステータと第３ステータとの間にあり、 第１及び第３励磁力が、円筒状領域に対して周方向であり、第２励磁力が円筒
    状領域に対し長手方向である装置。
  8. 【請求項８】 励磁式攪拌装置において、 合成励磁力を提供するステータ配列を備え、該ステータ配列が、 線形励磁力を発生させ得るようにされた第１ステータと、 回転励磁力を発生させ得るようにされた第２ステータと、 線形励磁力を発生させ得るようにされた第３ステータとを備え、 ステータ配列に作用可能に接続され且つ合成励磁力を制御し得るようにされた
    電子式コントローラを備え、 第１ステータ、第２ステータ、第３ステータが、励磁力をほぼ保持し得るよう
    ほぼ円筒状の領域を画成すべく積み重ねられ、 第２ステータが第１ステータと第３ステータとの間に配置される装置。
  9. 【請求項９】 励磁力に応答してスラリビレットを磁気的に攪拌する装置に
    おいて、 スラリビレットを保持する内部混合容積を有する混合容器と、 混合容器の周りに配置され且つある磁界形状を有する螺旋状励磁力界を発生さ
    せ得るようにされた励磁力界発生器とを備え、 励磁力界発生器の作動により、内部に保持されたスラリビレットが所定の速度
    にて混合容器内を循環するのに十分な螺旋状の合成攪拌力をスラリビレットに発
    生させ、 内部混合容積が、励磁力界発生器により発生された励磁力界とほぼ同一のスラ
    リビレットの形状を画成する装置。
  10. 【請求項１０】 流動可能な材料を磁気的に攪拌する装置において、 ある容積の流動可能な材料を保持する混合容器と、 該混合容器に隣接して配置され且つ回転成分及び軸方向成分を有する磁界を発
    生させ得るようにされた少なくとも１つの磁界発生器とを備え、 前記磁界の前記回転可能な成分及び軸方向成分が流動可能な材料の容積に作用
    して前記混合容器内の流動可能な材料の容積を攪拌する装置。
  11. 【請求項１１】 請求項１０の装置において、前記磁界の前記回転可能な成
    分及び軸方向成分が相互作用してほぼ螺旋状の磁界を形成する装置。
  12. 【請求項１２】 請求項１０の装置において、流動可能な材料が金属合金で
    ある装置。
  13. 【請求項１３】 請求項１０の装置において、流動可能な材料がスラリビレ
    ットである装置。
  14. 【請求項１４】 請求項１０の装置において、前記少なくとも１つの磁界発
    生器が、前記混合容器の周りを伸びるほぼ円筒状の形態を有する装置。
  15. 【請求項１５】 請求項１０の装置において、前記少なくとも１つの磁界発
    生器が、前記磁界の前記回転可能な成分を発生させ得るようにされた第１ステー
    タと、前記磁界の前記軸方向成分を発生させ得るようにされた第２ステータとを
    備える装置。
  16. 【請求項１６】 請求項１０の装置において、前記少なくとも１つの磁界発
    生器が、前記磁界の前記回転可能な成分を発生させ得るようにされた第１及び第
    ２ステータと、前記磁界の前記軸方向成分を発生させ得るようにされた第３ステ
    ータとを備える装置。
  17. 【請求項１７】 請求項１６の装置において、前記ステータの各々が、環状
    の形状であり、前記混合容器の周りを伸びるほぼ円筒状の形態を画成し得るよう
    互いに積み重ねられる装置。
  18. 【請求項１８】 請求項１６の装置において、前記第３ステータが前記第１
    ステータと第２ステータとの間に配置される装置。
  19. 【請求項１９】 請求項１０の装置において、前記少なくとも１つの磁界発
    生器が、前記磁界の前記軸方向成分を発生させ得るようにされた第１及び第２ス
    テータと、前記磁界の前記回転可能な成分を発生させ得るようにされた第３ステ
    ータとを備える装置。
  20. 【請求項２０】 請求項１９の装置において、前記ステータの各々が、環状
    の形状であり、前記混合容器の周りを伸びるほぼ円筒状の形態を画成し得るよう
    互いに積み重ねられる装置。
  21. 【請求項２１】 請求項２０の装置において、前記第３ステータが前記第１
    ステータと第２ステータとの間に配置される装置。
  22. 【請求項２２】 請求項１０の装置において、 前記少なくとも１つの磁界発生器に対しある電圧にて電力を供給し得るように
    された電源と、 該電源に作用可能に接続され且つ前記電圧を監視すると共に、該電圧の変化に
    応答して前記電源をこれに相応して調節し得るようにされた電子式コントローラ
    とを更に備える装置。
  23. 【請求項２３】 請求項１０の装置において、 前記少なくとも１つの磁界発生器に電力を供給し得るようにされた電源と、 該電源に作用可能に接続され且つ流動可能な材料の温度を監視すると共に、該
    温度の変化に応答して前記電源をこれに相応して調節し得るようにされた電子式
    コントローラとを更に備える装置。
  24. 【請求項２４】 請求項１０の装置において、 前記少なくとも１つの磁界発生器に電力を供給し得るようにされた電源と、 前記電源に作用可能に接続され、流動可能な材料の粘度の変化に応答して前記
    電源を調節し得るようにされた電子式コントローラとを更に備える装置。
  25. 【請求項２５】 請求項２４の装置において、流動可能な材料が前記粘度の
    増加に応答してより遅い速度にて攪拌される装置。
  26. 【請求項２６】 流動可能な材料を磁気的に攪拌する装置において、 ある容積の流動可能な材料を保持する混合容器と、 該混合容器に隣接して配置され且つ流動可能な材料の容積に作用して前記混合
    容器内の流動可能な材料の容積を攪拌する磁界を発生させ得るようにされた少な
    くとも１つの磁界発生器と、 前記少なくとも１つの磁界発生器に電力を供給し得るようにされた電源と、 前記電源に作用可能に接続され且つ流動可能な材料の粘度の変化に応答して前
    記電源を調節し得るようにされた電子式コントローラとを備える装置。
  27. 【請求項２７】 請求項２６の装置において、前記電源が電圧を有し、 前記電子式コントローラが、前記電圧を監視すると共に、該電圧の変化に応答
    して前記電源をこれに相応して調節し得るようにされた装置。
  28. 【請求項２８】 請求項２６の装置において、前記電子式コントローラが、
    流動可能な材料の温度を監視すると共に、該温度の変化に応答して前記電源をこ
    れに相応して調節し得るようにされた装置。
  29. 【請求項２９】 請求項２６の装置において、流動可能な材料が前記粘度の
    増加に応答してより遅い速度にて攪拌される装置。
  30. 【請求項３０】 請求項２６の装置において、流動可能な材料が金属合金で
    ある装置。
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