JP2011515225A - Modulated electromagnetic stirring of metals in the advanced stage of solidification - Google Patents

Modulated electromagnetic stirring of metals in the advanced stage of solidification Download PDF

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Abstract

凝固の進行した段階における溶融金属の電磁攪拌のための方法及び装置が、開示される。この方法及び装置は、例えば、鋼のビレット及びブルームの連続鋳造の中で使用されることが可能である。少なくとも第一の攪拌機及び第二の攪拌機が、凝固途中の溶融金属の軸の回りに、異なる周波数の第一の回転磁場及び第二の回転磁場を作り出すために設けられる。これらの攪拌機は、それぞれの磁場が重複して、変調された磁場を作り出すように、互いに十分に近接して溶融金属の周りに配置されている。それぞれの攪拌機の磁場は、共通の回転方向または反対の回転方向の何れを有していても良い。これらの磁場により作り出される変調された攪拌は、その中心軸での溶湯の温度が液相線レベルよりも低い領域内で、溶湯のバルクの中に、振動する一次流れ及び二次流れを、従って乱流を、もたらし、少なくとも10%が実質的に凝固した材料が形成される。この攪拌方法により作り出される乱流は、溶湯のバルクの中での結晶組織の形成を崩壊させ、且つ、中央領域の溶質が富化された溶湯をバルク体積と混合し、それに伴い、鋳造製品の凝固組織及び全体的な内部品質の改善をもたらす。
【選択図】図1
A method and apparatus for electromagnetic stirring of molten metal at an advanced stage of solidification is disclosed. This method and apparatus can be used, for example, in continuous casting of steel billets and blooms. At least a first stirrer and a second stirrer are provided to create a first rotating magnetic field and a second rotating magnetic field of different frequencies about the axis of the molten metal being solidified. These agitators are placed around the molten metal sufficiently close to each other so that the respective magnetic fields overlap to create a modulated magnetic field. The magnetic field of each stirrer may have either a common rotation direction or an opposite rotation direction. The modulated agitation created by these magnetic fields creates oscillating primary and secondary flows in the bulk of the melt, and therefore in the region where the temperature of the melt at its central axis is below the liquidus level, and thus A material is produced that produces turbulence and is at least 10% substantially solidified. The turbulence created by this agitation method disrupts the formation of the crystalline structure in the bulk of the melt and mixes the melt enriched in the central region with the bulk volume, which is associated with the casting product. Provides improved solidification structure and overall internal quality.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、電磁攪拌に係り、特に、液体金属が凝固する際の液体金属の電磁攪拌に係る。本発明は、鋼、合金または他の金属溶湯の連続鋳造の中で、及びこれらの材料の他の凝固プロセスの中で、使用されても良い。   The present invention relates to electromagnetic stirring, and more particularly to electromagnetic stirring of liquid metal when the liquid metal solidifies. The present invention may be used in continuous casting of steel, alloys or other molten metal, and in other solidification processes of these materials.

電磁攪拌(EMS)は、連続鋳造鋼のビレット、ブルームなどの製造、異なる合金の鋳造、及び他の液体金属の鋳造及び加工において、広く使用されている。典型的には、交流電流が、溶湯の周囲を取り囲む誘導コイルに供給される。交流電流は、連続して回転する交流電磁場を励起し、この磁場が、連続鋳造による鋼のビレット及びブルームの製造の際などに、金属を攪拌する。例えば、交流場が、凝固の初期の段階で、連続鋳造鋳型の中の溶湯を攪拌することがある。   Electromagnetic stirring (EMS) is widely used in the manufacture of continuous cast steel billets, blooms, etc., the casting of different alloys, and the casting and processing of other liquid metals. Typically, alternating current is supplied to an induction coil that surrounds the melt. The alternating current excites a continuously rotating alternating electromagnetic field, which stirs the metal, such as during the production of steel billets and blooms by continuous casting. For example, the AC field may stir the molten metal in the continuous casting mold at the initial stage of solidification.

鋳型の中での溶湯の回転による攪拌は、固体−液体界面に乱流及び剪断力を作り出す。これは、凝固フロントでのデンドライトの破砕、及び等軸の凝固組織の形成をもたらし、それが鋳型の中での攪拌の最も重要な目的である。   Agitation by the rotation of the melt in the mold creates turbulence and shear forces at the solid-liquid interface. This results in dendritic fracture at the solidification front and the formation of an equiaxed solidified structure, which is the most important purpose of agitation in the mold.

EMSは、鋳造鋳型の下側で、連続的に鋳造されるストランドの未凝固の部分の、後のまたは進んだ凝固段階の攪拌のために使用されることがある。   EMS may be used for the agitation of the later or advanced solidification stage of the unsolidified portion of the continuously cast strand below the casting mold.

しかしながら、従来の回転による攪拌は、溶湯の凝固が進行した段階において、効果的でない。その理由は、回転による攪拌により作り出される乱流が、本質的に、固体−液体界面に限定されるからである。   However, conventional stirring by rotation is not effective at the stage where solidification of the molten metal has progressed. The reason is that the turbulence created by agitation by rotation is essentially limited to the solid-liquid interface.

回転による攪拌の有効性を改善する努力の中で、日本の特許出願公開公報 No. 52-4495 及び No. 53-6932、及び、Kojima et al., Application of Advanced Mild Stirring to a Bloom Caster (The Latest Kosmostir-Magnetogyr Process Technique)に、間欠的な及び交番回転による攪拌について記載されている。間欠的な攪拌は、間欠的に電流を供給して、攪拌コイルを励磁することにより実現される。交番攪拌は、その回転方向を交番させる磁場を発生させることにより作り出される。しかしながら、間欠的な攪拌及び交番する攪拌の有効性には、限界があることが判明している。その理由は、そのような攪拌が、固体−液体界面を超える溶湯の中に大きな乱流を作り出すことがないからである。それに加えて、連続鋳造ビレット及びブルームの攪拌のために利用可能なトータルの攪拌時間が、10秒から40秒期間により制限され、その期間は、鋳造製品の断面サイズ及び関係する鋳造速度に依存する。この比較的短い期間は、継続期間及び間欠的なまたは交番攪拌サイクルの数の両方を制限することになる。交番攪拌は、休止期間無しに実行されることも可能である。   In an effort to improve the effectiveness of stirring by rotation, Japanese Patent Application Publication Nos. 52-4495 and 53-6932, and Kojima et al., Application of Advanced Mild Stirring to a Bloom Caster (The Latest Kosmostir-Magnetogyr Process Technique) describes intermittent and alternating stirring. Intermittent stirring is realized by supplying current intermittently to excite the stirring coil. Alternating agitation is created by generating a magnetic field that alternates its direction of rotation. However, it has been found that the effectiveness of intermittent and alternating stirring is limited. The reason is that such agitation does not create large turbulence in the melt beyond the solid-liquid interface. In addition, the total stirring time available for continuous casting billet and bloom stirring is limited by a 10 to 40 second period, which depends on the cross-sectional size of the cast product and the associated casting speed. . This relatively short period will limit both the duration and the number of intermittent or alternating stirring cycles. The alternating stirring can also be performed without a pause.

EMSの他の方法は、プログラム可能な電源を使用して、変化する周波数および/または強度の電流を供給することによりもたらされる磁場変調に依拠している。そのようなEMS方法は、例えば、米国特許第4,852,632号の中に記載されている。その中に開示されているように、この方法は、連続鋳造ブルームの中の攪拌プ−ル境界で、ネガティブな偏析の形成を避けるためまたは減らすために、緩やかに変化する攪拌流れ方向により“穏やかな”攪拌を作り出すことがある。   Other methods of EMS rely on magnetic field modulation provided by using a programmable power supply to provide currents of varying frequency and / or intensity. Such an EMS method is described, for example, in US Pat. No. 4,852,632. As disclosed therein, this method is more “gentle” due to the slowly changing stirring flow direction to avoid or reduce the formation of negative segregation at the stirring pool boundary in the continuous casting bloom. May create “stirring”.

磁場変調の同様な方法が、(Ref. H. Branover et al., the U.S. Patent Application No. US2007/0157996A1 , J. Pal et al., the German Patent DE 102004017443)の中に記載されている。これらの変調方法は、約10秒の変調期間で有効であることが判明している、それはまた、ビレット及びブルームの連続鋳造におけるそれらの有用性を制限する。   A similar method of magnetic field modulation is described in (Ref. H. Branover et al., The U.S. Patent Application No. US2007 / 0157996A1, J. Pal et al., The German Patent DE 102004017443). These modulation methods have been found to be effective with a modulation period of about 10 seconds, which also limits their usefulness in the continuous casting of billets and blooms.

従って、より大きな乱流を発生させる新しいEMS方法及び装置に対するニーズがある。   Accordingly, there is a need for new EMS methods and apparatus that generate greater turbulence.

特開昭52−004495号公報JP-A 52-004495 特開昭53−006932号公報JP-A-53-006932 米国特許第4,852,632号明細書U.S. Pat. No. 4,852,632 米国特許出願公開第US2007/0157996号明細書US Patent Application Publication No. US2007 / 0157996 独国特許第102004017443号明細書German Patent No. 102004017443

Kojima et al., Application of Advanced Mild Stirring to a Bloom Caster (The Latest Kosmostir-Magnetogyr Process Technique)Kojima et al., Application of Advanced Mild Stirring to a Bloom Caster (The Latest Kosmostir-Magnetogyr Process Technique)

本発明によれば、凝固する溶湯体積の中に、より大きな乱流を発生させるEMS方法及び装置が提供される。特に、加えられる磁場は、異なる周波数の少なくとも二つの独立の場を並置しそれにより変調することにより形成され、乱流速度のEMSを作り出す。方法及び装置は、凝固の進行した段階での攪拌のために特に適している。   According to the present invention, there is provided an EMS method and apparatus for generating a larger turbulent flow in a molten metal volume to be solidified. In particular, the applied magnetic field is formed by juxtaposing and modulating at least two independent fields of different frequencies, creating a turbulent velocity EMS. The method and apparatus are particularly suitable for agitation at advanced stages of solidification.

本発明のアスペクトによれば、溶融金属材料の電磁攪拌の方法が提供される。この方法は、溶融材料の中を通って伸びる軸の回りに、独立の回転磁場を作り出すための、少なくとも二つの攪拌機を設けることを有している。少なくとも二つの攪拌機の少なくとも第一の攪拌機及び第二の攪拌機は、異なる角周波数を有する独立の第一の回転磁場と第二の回転磁場を作り出す。これらの攪拌機は、独立の回転磁場が重複して、変調された磁場を作り出すように、互いに十分に近接して溶融金属材料の周りに配置され、この磁場が、溶融金属材料の中心軸に沿って液相線よりも低い温度を有する溶融金属材料の遷移領域内に、溶融金属材料の乱流を作り出し、その中で、溶融金属材料が、少なくとも約10%が実質的に凝固した溶融金属材料と混合される。   According to an aspect of the present invention, a method for electromagnetic stirring of a molten metal material is provided. The method includes providing at least two agitators for creating independent rotating magnetic fields about an axis extending through the molten material. At least the first stirrer and the second stirrer of the at least two stirrers create independent first and second rotating magnetic fields having different angular frequencies. These agitators are placed around the molten metal material sufficiently close to each other so that independent rotating magnetic fields overlap to create a modulated magnetic field, and this magnetic field is along the central axis of the molten metal material. Creating a turbulent flow of the molten metal material in the transition region of the molten metal material having a temperature below the liquidus, in which the molten metal material is at least about 10% substantially solidified Mixed with.

本発明の他のアスペクトによれば、鋳造装置が提供される。この鋳造装置は、溶融金属の鋳造のための鋳型と;この鋳型の下流に配置され、溶融金属の中を通って伸びる軸の回りで第一の回転磁場を作り出すための、第一の攪拌機と;第一の攪拌機の下流に配置され、第二の回転磁場を作り出すための、第二の攪拌機と;互いに異なる回転の周波数で、第一の磁場及び第二の磁場を作り出すための、少なくとも一つの電源と;を有し、第一の攪拌機及び第二の攪拌機は、第一の回転磁場及び第二の回転磁場が、変調された磁場を作り出すように、互いに近接して配置され、この磁場が、第一の攪拌機と第二の攪拌機の間の領域に溶融金属材料の乱流を作り出す。   According to another aspect of the invention, a casting apparatus is provided. The casting apparatus includes: a mold for casting molten metal; a first stirrer disposed downstream of the mold and creating a first rotating magnetic field about an axis extending through the molten metal; A second stirrer disposed downstream of the first stirrer to create a second rotating magnetic field; at least one for creating the first and second magnetic fields at different rotational frequencies; And a first stirrer and a second stirrer are disposed in close proximity to each other such that the first rotating magnetic field and the second rotating magnetic field create a modulated magnetic field. Creates a turbulent flow of the molten metal material in the region between the first stirrer and the second stirrer.

本発明の他のアスペクトによれば、金属溶湯の電磁攪拌の方法が提供される。この方法は、溶湯の中を通って伸びる軸の回りで、角周波数ω1で回転する第一の回転磁場を作り出すための、第一の攪拌機を設け;角周波数ω2で回転する第二の回転磁場を作り出すための、第二の攪拌機を設ける。第一の攪拌機及び第二の攪拌機は、第一及び第二の回転磁場が、第一の攪拌機と第二の攪拌機の間の領域内に、金属溶湯の中に周波数(ω1−ω2)備えた周波数成分を有する磁力を作り出すように、互いに十分に近接して配置され、(ω1−ω2)は、磁力が溶湯の慣性に打ち勝つことを可能にする程に十分に小さい。   According to another aspect of the present invention, a method for electromagnetic stirring of molten metal is provided. The method comprises a first stirrer for creating a first rotating magnetic field that rotates at an angular frequency ω1 about an axis extending through the melt; a second rotating magnetic field that rotates at an angular frequency ω2. A second agitator is provided to produce The first stirrer and the second stirrer are provided with a frequency (ω1-ω2) in the molten metal, in the region between the first stirrer and the second stirrer, the first and second rotating magnetic fields. Arranged sufficiently close together to create a magnetic force having a frequency component, (ω1-ω2) is small enough to allow the magnetic force to overcome the inertia of the melt.

本発明の更に他のアスペクトによれば、溶融金属材料の電磁攪拌の方法が提供される。この方法は、溶融材料の中を通って伸びる軸の回りに第一の回転磁場を作り出すための、第一の攪拌機を設け;第一の回転磁場と異なる回転の周波数を有する第二の回転磁場を作り出すための、第二の攪拌機を設け;第一の攪拌機及び第二の攪拌機は、第一の回転磁場と第二の回転磁場が第一の攪拌機と第二の攪拌機の間で重複して、変調された磁場を作り出すように、互いに十分に近接して、溶融金属材料の周りに配置され、この磁場が、軸に沿って液相線よりも低い温度を有する溶融金属材料の遷移領域内に、溶融金属材料の乱流を作り出し、その中で、溶融金属材料が、少なくとも約10%が実質的に凝固した溶融金属材料と混合される。   According to yet another aspect of the invention, a method for electromagnetic stirring of molten metal material is provided. The method includes providing a first stirrer for creating a first rotating magnetic field about an axis extending through the molten material; a second rotating magnetic field having a frequency of rotation different from the first rotating magnetic field A first stirrer and a second stirrer, the first rotating magnetic field and the second rotating magnetic field overlap between the first stirrer and the second stirrer. Placed around the molten metal material, sufficiently close to each other, to create a modulated magnetic field, within the transition region of the molten metal material that has a temperature below the liquidus along the axis And creating a turbulent flow of the molten metal material in which the molten metal material is mixed with the molten metal material that is at least about 10% substantially solidified.

本発明の他のアスペクト及び特徴は、添付図面を参照しながら、本発明の特定の実施形態についての以下の説明により、当業者にとって明確になるであろう。これらの図は、本発明の実施形態を例としてのみ示している。   Other aspects and features of the present invention will become apparent to those skilled in the art from the following description of specific embodiments of the invention with reference to the accompanying drawings. These figures show embodiments of the present invention only as examples.

図1は、本発明の実施形態の例の、連続鋳造機のEMS装置の概略的な断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an EMS apparatus of a continuous casting machine according to an example of an embodiment of the present invention. 図2は、図1のEMS装置の攪拌機の例の概略的な断面である。FIG. 2 is a schematic cross section of an example of the stirrer of the EMS apparatus of FIG. 図3は、図1の攪拌機の簡略化された斜視図である。FIG. 3 is a simplified perspective view of the agitator of FIG. 図4は、図1の鋳造機により形成される鋳造ストランドの部分の、液体−固体の遷移領域(“マッシー・ゾーン”)の中での、固体フラクションの等位線を示す概略的な凝固プロファイルである。FIG. 4 is a schematic solidification profile showing the solid fraction isolines in the liquid-solid transition zone (“Massy Zone”) of the portion of the cast strand formed by the caster of FIG. It is. 図5は、図1のEMS装置の二つの隣接する攪拌機により作り出される磁束密度の軸方向のプロファイルの例のグラフである。FIG. 5 is a graph of an example axial profile of magnetic flux density produced by two adjacent agitators of the EMS device of FIG. 図6は、同一の回転方向の二つの磁場の例の重複からもたらされる、変調された磁力のグラフである。FIG. 6 is a graph of the modulated magnetic force resulting from the overlap of two magnetic field examples in the same rotational direction. 図7は、溶湯慣性による、図6の力のフィルタリングからもたらされる磁力の低周波数成分のグラフである。FIG. 7 is a graph of the low frequency component of the magnetic force resulting from the force filtering of FIG. 6 due to melt inertia. 図8は、溶湯の例(例えば水銀の)の中の同一の回転方向の二つの磁場の重複からもたらされるところの、変調された攪拌により作り出される角速度のグラフである。FIG. 8 is a graph of the angular velocity produced by modulated agitation resulting from the overlap of two magnetic fields in the same rotational direction in an example melt (eg, of mercury). 図9は、溶湯の例の中での、異なる攪拌のモードにより作り出される、角攪拌速度の軸方向のプロファイルのグラフである。FIG. 9 is a graph of the axial profile of the angular stirring speed produced by the different stirring modes in the molten metal example. 図10は、溶湯の例の中での、変調された逆方向の回転攪拌により作り出される角速度の例のグラフである。FIG. 10 is a graph of an example of the angular velocity created by the modulated reverse rotating agitation in the example melt. 図11は、鋼の溶湯の例の中心軸に沿う場所での、攪拌速度プロファイルのグラフである。FIG. 11 is a graph of a stirring speed profile at a location along the central axis of an example of a molten steel. 図12は、図11の軸方向の攪拌速度及び乱流粘度が3次元数値シミュレイションにより決定された、溶湯の場所の概略的な図である。FIG. 12 is a schematic view of the location of the molten metal in which the axial stirring speed and turbulent viscosity in FIG. 11 are determined by three-dimensional numerical simulation. 図13は、変調された逆方向の回転攪拌により作り出される攪拌プ−ルの中心軸上の異なる場所での、乱流粘度の例のグラフである。FIG. 13 is a graph of example turbulent viscosities at different locations on the central axis of the stirring pool created by the modulated reverse rotational stirring. 図14は、従来の、一方向の攪拌により作り出される、攪拌プ−ルの中心軸上の異なる場所での、乱流粘度の例のグラフである。FIG. 14 is a graph of examples of turbulent viscosities at different locations on the central axis of the stirring pool, created by conventional one-way stirring.

図1は、本発明の実施形態の例の、EMSシステム12を含む連続鋳造機10の概略的な断面図である。鋳造機10は、タンディッシュ14を含んでいて、このタンディッシュから、液体の鋼などのような溶融金属が、浸漬されたエントリー・ノズル20を介して鋳造鋳型18に注入される。鋳型18の中に、溶湯41の周囲を取り囲むアウター・シェルを有する鋳造ストランド12が形成される。鋳造ストランド12は、鋳型18の底部から出る。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a continuous casting machine 10 including an EMS system 12 according to an example embodiment of the present invention. The casting machine 10 includes a tundish 14 from which molten metal, such as liquid steel, is injected into a casting mold 18 through a submerged entry nozzle 20. A cast strand 12 having an outer shell surrounding the molten metal 41 is formed in the mold 18. The cast strand 12 exits from the bottom of the mold 18.

EMSシステム12の例は、典型的に、鋳型18の周りに配置された、少なくとも一つの電磁攪拌機24を含んでいる。攪拌機24は、鋳型ハウジングの中に配置されることが可能であり、または、鋳型の周囲を取り囲むハウジング(示されていない)の中に密封されていても良い。後に明らかになるように、攪拌機24は、凝固の早期の段階に、鋳型18の内側の溶湯の中に攪拌運動を誘起するように配置される。ここに表された実施形態において、唯一の攪拌機24が、鋳型18の周りに配置され、鋳型18の中での溶湯の回転による攪拌を引き起こす。攪拌機24は、鋳型18の周りに配置された複数の(例えば2つの)電磁攪拌機と置き換えられることも可能である。   The example EMS system 12 typically includes at least one electromagnetic stirrer 24 disposed around the mold 18. The agitator 24 can be placed in a mold housing or it can be sealed in a housing (not shown) that surrounds the mold. As will become apparent later, the stirrer 24 is arranged to induce a stirring motion in the melt inside the mold 18 at an early stage of solidification. In the embodiment represented here, a single stirrer 24 is arranged around the mold 18 and causes stirring by rotation of the melt in the mold 18. The agitator 24 may be replaced with a plurality (eg, two) of electromagnetic agitators disposed around the mold 18.

更なる少なくとも二つの電磁攪拌機26,28が、鋳型18の下流の選択された位置で(以下で詳しく説明される)、鋳造ストランド12の周りに配置される。再び、攪拌機26,28は、典型的に、ハウジング(示されていない)の中に密封され、このハウジングの中に共に配置されている。   Additional at least two electromagnetic stirrers 26, 28 are disposed around the cast strand 12 at selected locations downstream of the mold 18 (described in detail below). Again, the agitators 26, 28 are typically sealed in a housing (not shown) and placed together in this housing.

鋳型18から離れた位置で且つその下流側で、鋳造ストランド12の凝固が進行し、シェルの厚さの増大をもたらし、この間に、鋳造ストランド12の中央コアが、図1及び4に示されているように、実質的に未凝固の状態で残される。鋳造ストランド12の中の溶湯41の温度は、時間及び鋳型18からの距離に伴い、漸進的に低下し、或るポイントで、鋳造ストランド12の中心線での温度が、鋳造される特定の溶融材料に対する液相線温度よりも低くなる。鋳造ストランド12の中心線上での、このポイントは、図1の中の参照符号48により示されている。   At a location remote from the mold 18 and downstream thereof, the solidification of the cast strand 12 proceeds, resulting in an increase in shell thickness, during which the central core of the cast strand 12 is shown in FIGS. As shown, it is left in a substantially uncoagulated state. The temperature of the melt 41 in the cast strand 12 gradually decreases with time and distance from the mold 18, and at some point the temperature at the centerline of the cast strand 12 is the specific melt being cast. Lower than the liquidus temperature for the material. This point on the centerline of the cast strand 12 is indicated by reference numeral 48 in FIG.

溶湯41の温度が、液相線温度の下まで低下すると、自由に浮遊している結晶及び結晶が結合されたネットワークの、両方の形状の固相が、溶湯41の体積の全体に亘って形成され始める。液体及び固体の相の混合状態の部分は、溶湯41の“マッシー・ゾーン”と広く呼ばれていて、図の中でゾーン30として示されている。鋳造ストランド12の、凝固したシェル及び溶湯41のマッシー・ゾーンを含む領域は、鋳造ストランド12の遷移領域と呼ばれている。ゾーン30の中での結晶ネットワークの形成は、鋳造製品の中に、典型的に、引け巣、割れ、元素のマクロ偏析などをもたらし、それにより、鋳造製品の品質に影響を及ぼすことがある。   When the temperature of the molten metal 41 is lowered to below the liquidus temperature, a solid phase of both shapes, a free floating crystal and a network in which the crystals are combined, is formed over the entire volume of the molten metal 41. Start to be. The mixed state portion of the liquid and solid phase is widely referred to as the “Massy zone” of the melt 41 and is shown as zone 30 in the figure. The region of the cast strand 12 that includes the solidified shell and the melty 41 massey zone is referred to as the transition region of the cast strand 12. The formation of a crystal network in zone 30 typically results in shrinkage cavities, cracks, elemental macrosegregation, etc. in the cast product, thereby affecting the quality of the cast product.

鋳造ストランド12の長さ方向に沿う液体及び固体の分布の例が、図4の中に表されている。このグラフは、溶湯41の固体の割合を示していて、シェルの厚さに対してグラフ化されている。マッシー・ゾーン30は、液体と固体の間の領域を占めている。ここに示されているように、固体の割合は、鋳造ストランド41の中心軸から離れるに従い、径方向に沿って増大し、また、溶湯41のメニスカスから離れるに従い、鋳造ストランド12の長さ方向に沿って増大する。   An example of liquid and solid distribution along the length of the cast strand 12 is shown in FIG. This graph shows the solid ratio of the molten metal 41 and is graphed with respect to the thickness of the shell. Massy zone 30 occupies the area between the liquid and the solid. As shown here, the proportion of solids increases along the radial direction as the distance from the central axis of the cast strand 41 increases, and increases in the length direction of the cast strand 12 as the distance from the meniscus of the molten metal 41 increases. Increase along.

好都合なことに、遷移領域での乱流が、結晶ネットワークの形成を崩壊させ、デンドライトをより小さい破片へ破砕し、マッシー・ゾーン30の中の溶湯41を均一化することになり、少なくとも部分的に、より緻密な、よりポーラスでない、且つより均一な凝固組織をもたらし、それにより、鋳造製品の品質の改善をもたらす。しかしながら、従来の回転による攪拌は、本質的には、固体−液体界面で乱流を作り出すが、それは、溶湯41の全体に亘る混合に僅かな影響しか有していなかった。   Conveniently, turbulence in the transition region will disrupt the formation of the crystal network, break the dendrites into smaller pieces, and homogenize the melt 41 in the massey zone 30, at least in part. Resulting in a denser, less porous and more uniform solidification structure, thereby improving the quality of the cast product. However, while conventional rotational agitation essentially creates turbulent flow at the solid-liquid interface, it had only a minor effect on mixing throughout the melt 41.

そのようなものとして、ここに表された実施形態において、更なる第一の攪拌機26及び第二の攪拌機28が、マッシー・ゾーン30に対応する位置に、鋳造ストランド12に沿って配置されている。特に、攪拌機26,28が、マッシー・ゾーン30内での、結晶及び結晶組織を崩壊させるように配置されても良い。この目的のために、攪拌機26,28が、鋳造ストランド12の長さに沿う特定の位置に配置されても良く、その位置では、溶湯41の中心軸に沿う温度が液相線温度の下にあり、且つ、溶湯41の10から20体積パーセントが実質的に凝固していて、同時に、残る80から90体積パーセントが実質的に液体状態で残っていて、その中に実質的に凝固した材料が混じっている。ストランド12に沿う特定の凝固途中の溶湯41の中での、マッシー・ゾーン30の体積パーセント及びその空間的な分布は、凝固モデルを使用して、コンピュータを用いた数値シミュレイションにより決定されても良い。そのようなシミュレイションは、一部の例において、主要な鋳造変数のリアルタイム測定と、結合されても良く、そのような鋳造変数は、鋳造速度、一次及び二次冷却の強さなどを含み、それらが、モデル精度を改善するために、データに供給されることがある。   As such, in the embodiment represented here, a further first stirrer 26 and a second stirrer 28 are arranged along the cast strand 12 in a position corresponding to the massey zone 30. . In particular, the agitators 26, 28 may be arranged to disrupt crystals and crystal structures within the massy zone 30. For this purpose, the stirrers 26, 28 may be arranged at specific positions along the length of the cast strand 12, where the temperature along the central axis of the molten metal 41 is below the liquidus temperature. And 10 to 20 volume percent of the molten metal 41 is substantially solidified, and at the same time, the remaining 80 to 90 volume percent remains in a substantially liquid state, in which substantially solidified material is present. It is mixed. The volume percentage of the massy zone 30 and its spatial distribution in a particular solidifying melt 41 along the strand 12 may be determined by numerical simulation using a computer using a solidification model. good. Such simulation may be combined in some examples with real-time measurement of key casting variables, such as casting speed, primary and secondary cooling strength, etc. They may be fed into the data to improve model accuracy.

描かれた実施形態において、二つの攪拌機26,28のみが、鋳型14の下流に示されている。しかしながら、当業者は、マッシー・ゾーン30の中の結晶及び結晶組織を崩壊させるために、二つよりも多い攪拌機が鋳型14の下流に配置されることも可能であることを理解するであろう。   In the depicted embodiment, only two agitators 26, 28 are shown downstream of the mold 14. However, those skilled in the art will appreciate that more than two agitators can be placed downstream of the mold 14 to disrupt the crystals and crystal structure in the massy zone 30. .

図2は、第一及び第二の攪拌機26,28の近傍での、図1の鋳造ストランド12の拡大された概略図を示している。ここに示されているように、攪拌機26及び28は、ゾーン30の周りで、鋳造ストランド12の長手方向の広がりに沿って、予め定められた距離“L”に、互いに近接して配置されても良い。この距離“L”は、例えば、デシメートルからメートル範囲内であっても良く、例えば、約0.2mであっても良い。   FIG. 2 shows an enlarged schematic view of the cast strand 12 of FIG. 1 in the vicinity of the first and second stirrers 26,28. As shown here, the agitators 26 and 28 are disposed adjacent to each other around the zone 30 along a longitudinal extent of the cast strand 12 at a predetermined distance “L”. Also good. This distance “L” may be, for example, in the decimeter to meter range, for example, about 0.2 m.

攪拌機24,26,28のそれぞれは、例えば、インダクタとして形成されても良く、強磁性体または同様な材料から作られたステータ32を含み、図3の中に表されているように、磁極34の周りに巻かれた複数の巻線コイル36により励起される。一つまたはそれ以上のコントロールされる交流電源(示されていない)が、巻線36で相互に結合され、それぞれ巻線36に電流を供給しても良い。巻線36に供給される電流は多相であって、反対の磁極34に供給される電流は互いに同じ相である。供給された電流は、ステータ32で取り囲まれた体積の中に回転磁場をもたらす。   Each of the agitators 24, 26, 28 may be formed, for example, as an inductor, and includes a stator 32 made of a ferromagnetic material or similar material, as shown in FIG. Is excited by a plurality of winding coils 36 wound around. One or more controlled AC power sources (not shown) may be coupled together by windings 36 to supply current to each winding 36. The current supplied to the winding 36 is multiphase, and the currents supplied to the opposite magnetic poles 34 are in the same phase. The supplied current provides a rotating magnetic field in the volume surrounded by the stator 32.

好都合なことに、攪拌機24,26,及び28の正確な構造は、同一であっても良く、あるいは異なっていても良く、それぞれ攪拌機24,26,28は、独自の数の磁極対、巻線、サイズ、及び電源を有している。例えば、攪拌機26,28が、それぞれ、三つの磁極対を有していても良く;あるいは、その代わりに、一方が二つの磁極対を有し、他方が三つの磁極対を有することも可能である。他の組み合わせも、当業者にとって明らかであろう。同様に、それぞれ攪拌機26,28の鋳造ストランド12に沿う長手方向の広がりが、他方の長手方向の広がりと異なっていても良い。   Conveniently, the exact structure of the agitators 24, 26, and 28 may be the same or different, and each agitator 24, 26, 28 has its own number of pole pairs, windings. , Size, and power. For example, the agitators 26 and 28 may each have three magnetic pole pairs; alternatively, one may have two magnetic pole pairs and the other have three magnetic pole pairs. is there. Other combinations will be apparent to those skilled in the art. Similarly, the longitudinal extent along the cast strand 12 of each of the agitators 26 and 28 may be different from the other longitudinal extent.

運転の際、攪拌機24が励磁されて、鋳型18(図1)の中の溶融材料を攪拌する。攪拌機26,28もまた励磁されて、磁場回転の共通の軸を有する回転磁場をそれぞれ発生させる。この磁場回転の軸は、平行であって良いが、必ずしも、鋳造ストランド12の中心軸に一致する必要はない。特に、攪拌機26,28の巻線36(図3)のそれぞれは、一つまたはそれ以上の独立の電源(示されていない)から供給される、交流の多相の、単一の周波数の電流により励磁され、またコントローラによりコントロールされる。この電気的な配置は、各それぞれの攪拌機26,28により作り出される磁場の独立のコントロールをもたらし、従って、独立の回転磁場をもたらす。結果として、第一の攪拌機26及び第二の攪拌機28により作り出される磁束密度は、同一であっても異っていても良い。磁束密度の相違は、定数であっても時間により変化しても良い。   During operation, the stirrer 24 is energized to stir the molten material in the mold 18 (FIG. 1). The agitators 26 and 28 are also excited to generate rotating magnetic fields each having a common axis of magnetic field rotation. The axis of this magnetic field rotation may be parallel, but does not necessarily coincide with the central axis of the cast strand 12. In particular, each of the windings 36 (FIG. 3) of the agitators 26, 28 is an alternating multiphase, single frequency current supplied from one or more independent power sources (not shown). And is controlled by the controller. This electrical arrangement provides independent control of the magnetic field produced by each respective stirrer 26, 28 and thus provides an independent rotating magnetic field. As a result, the magnetic flux densities produced by the first stirrer 26 and the second stirrer 28 may be the same or different. The difference in magnetic flux density may be a constant or may change with time.

攪拌機26及び28の磁場の回転方向は、図2の中の矢印“B”及び“C”により示されているように、一致していても良く、あるいは、矢印“A”及び“C”により示されているように、互いに反対方向であっても良い。回転の方向及び角速度が、オペレータにより選択されても良い。   The direction of rotation of the magnetic fields of the agitators 26 and 28 may be coincident as indicated by arrows “B” and “C” in FIG. 2, or alternatively by arrows “A” and “C”. As shown, they may be in opposite directions. The direction of rotation and angular velocity may be selected by the operator.

攪拌機26,28の巻線36に供給される交番電流は、回転による電磁場を発生させ、この電磁場は、約1から約60Hzの範囲内の周波数を有し、それは、攪拌の適用対象に依存する。鋼のビレット及びブルームの連続鋳造などのような、多くの共通の用途に対して、5から30Hzの間の周波数が使用されても良い。ここに表された実施形態において、変調された磁場を作り出すために、一方の攪拌機26の場の周波数が、他方の攪拌機28の周波数と或る予め定められた値だけ異なっている。周波数の相違は、時間で変化しても、あるいは、時間に対して独立であって定数であっても良い。周波数変動の範囲は、約0.1と3.0Hzの間(即ち3.0Hz未満)であっても良い。   The alternating current supplied to the windings 36 of the stirrers 26, 28 generates a rotating electromagnetic field, which has a frequency in the range of about 1 to about 60 Hz, depending on the application of the stirring. . For many common applications, such as steel billets and bloom continuous casting, frequencies between 5 and 30 Hz may be used. In the illustrated embodiment, the field frequency of one stirrer 26 differs from the frequency of the other stirrer 28 by a predetermined value to create a modulated magnetic field. The frequency difference may change with time, or may be a constant independent of time. The range of frequency variation may be between about 0.1 and 3.0 Hz (ie less than 3.0 Hz).

それぞれの隣接する攪拌機により作り出されるところの、当初の磁場の重複からもたらされる変調された磁場が、支配的であるが、しかし、図2の中で“L”により示される、隣接する攪拌機26,28の間の領域内に制限されることはない。これらの重複した磁場により作り出される磁力は、それぞれ攪拌機26,28の磁場と、これらの磁場により溶湯41の中に誘起される電流との間の、相互作用の結果である。この磁力は、複数の項を有することになり、マッシー・ゾーン30の中の溶湯41の中に乱流を作り出すことがある。   The modulated magnetic field resulting from the overlap of the original magnetic field produced by each adjacent stirrer is dominant, but adjacent stirrers 26, indicated by “L” in FIG. There is no restriction within the region between 28. The magnetic force created by these overlapping magnetic fields is the result of the interaction between the magnetic fields of the stirrers 26 and 28 and the currents induced in the melt 41 by these magnetic fields, respectively. This magnetic force will have multiple terms and may create turbulence in the melt 41 in the massey zone 30.

特に、溶湯41の中に誘起される磁束密度及び電流は、隣接するインダクタの間に、大部分が閉じ込められ、図5に示されたそれらのそれぞれの磁場の重複の結果として、それぞれインダクタのそれぞれの寄与のベクトル合計となる。溶湯41の中に作り出される磁力は、トータルの磁束密度及びトータルの電流密度のベクトル積となる。磁束及び電流密度が、二つの隣接する攪拌機26,28からの二つの寄与から構成されるので、磁力が複数の項を有することになる。   In particular, the magnetic flux density and current induced in the melt 41 are largely confined between adjacent inductors, and as a result of their respective magnetic field overlap shown in FIG. Vector sum of contributions of The magnetic force created in the molten metal 41 is a vector product of the total magnetic flux density and the total current density. Since the magnetic flux and current density are composed of two contributions from two adjacent stirrers 26, 28, the magnetic force will have multiple terms.

基本的に、この力は、二つの定数項(即ちDC項)及び二つのダブルの周波数項を有することになる。それに加えて、当初の磁場の角周波数の合計(ω1+ω2)を含む二つの時間変化する項、及び、角周波数の相違、即ち(ω1−ω2)を含む、二つの時間変化する項が存在する。磁力またはトルクの、ダブルの周波数及び周波数合計の成分は、溶湯41の慣性の効果のために、典型的に、溶湯41の中の流れに対して僅かな影響しか有していない。周波数(ω1−ω2)を有する成分の磁力またはトルクは、時間に対して十分にゆっくり変化して、溶湯41の慣性に打ち勝つ。   Basically, this force will have two constant terms (ie DC terms) and two double frequency terms. In addition, there are two time-varying terms that include the sum of the initial angular frequencies of the magnetic field (ω1 + ω2) and two time-varying terms that include the difference in angular frequency, ie, (ω1-ω2). Due to the inertial effect of the melt 41, the double frequency and frequency sum components of the magnetic force or torque typically have only a minor effect on the flow in the melt 41. The magnetic force or torque of the component having the frequency (ω1-ω2) changes sufficiently slowly with respect to time, and overcomes the inertia of the molten metal 41.

溶湯41の中に誘起される電流は、当初の磁場の比較的大きい角周波数に比例するので、磁力及びトルクの強度もまた、大きくなる。同時に、二つの磁場の間周波数の相違からもたらされる低周波数の時間変動は、変調された力の大きな強度の振動を作り出すことになり、その振動は、次に、角速度の変動を引き起こすことになる。攪拌速度に対する変調の影響は、変調周波数が減少するに従い増大する。   Since the current induced in the molten metal 41 is proportional to the relatively large angular frequency of the initial magnetic field, the strength of the magnetic force and torque also increases. At the same time, the low frequency time variation resulting from the frequency difference between the two magnetic fields will create a large intensity vibration of the modulated force, which in turn will cause a variation in angular velocity. . The effect of modulation on the stirring speed increases as the modulation frequency decreases.

分かるように、二つよりも多い攪拌機がマッシー・ゾーン30の周りに配置される場合、複数の攪拌機の複数の独立の回転場の重複が、所望の乱流を作り出しても良い。   As can be seen, if more than two stirrers are placed around the massey zone 30, the overlap of multiple independent rotating fields of the multiple stirrers may create the desired turbulence.

磁力は、高周波成分及び低周波数成分を有しているが、溶湯41の慣性のために(溶湯41による慣性フィルタリングとも呼ばれている)、低周波数成分のみが溶湯41に典型的に影響を与えることになる。図6及び7は、同一の回転方向の二つの磁場の重複からもたらされる磁力を示している。ここに示されているように、変調された磁力の単位当り強度は、0と4の間で振動し、ここで、“1”は、変調が無い定常状態の力の強度であって、当初の磁場の内の何れか一方に関係する強度である。   The magnetic force has a high frequency component and a low frequency component, but due to the inertia of the molten metal 41 (also called inertia filtering by the molten metal 41), only the low frequency component typically affects the molten metal 41. It will be. 6 and 7 show the magnetic force resulting from the overlap of two magnetic fields in the same rotational direction. As shown here, the intensity per unit of the modulated magnetic force oscillates between 0 and 4, where “1” is the intensity of the steady state force without modulation, It is an intensity related to one of the magnetic fields.

変調された力の高周波数成分が、溶湯41の慣性によりフィルターがかけられた後、低周波数の力の変動は、図7の中の例に示されているように、例えば、平均力強度の+/−20パーセントの範囲内で振動する。 この力により作り出される攪拌は、一次流れ及び二次流れの大きな振動により特徴付けられることもある。攪拌の角速度振動の例が、図8の中に示されている。   After the high frequency component of the modulated force is filtered by the inertia of the molten metal 41, the low frequency force variation is, for example, the average force intensity as shown in the example in FIG. Vibrates within a range of +/− 20 percent. Agitation created by this force may be characterized by large vibrations of the primary and secondary flows. An example of the angular velocity vibration of stirring is shown in FIG.

図9は、攪拌の異なるモードにより作り出される角攪拌速度を示すグラフである。“A”により示される速度プロファイルは、同一の回転方向の二つの同一の磁場による攪拌により作り出される。“B”により示される速度プロファイルは、“A”の場合と同一の攪拌条件により作り出され、但し、それぞれの磁場の周波数は、0,5Hzだけ異なっている。即ち、f1=18.0Hz 及び f2=17.5Hz である。ここに示された速度プロファイルは、反対の回転方向を有する二つの磁場により作り出される。それぞれの逆方向の回転磁場の周波数は、 f1=18.0Hz 及び f2=17.5Hz である。速度プロファイル“C”の下側の矢印は、攪拌プ−ルの中の逆方向の回転攪拌運動を示している。   FIG. 9 is a graph showing the angular stirring speed produced by the different modes of stirring. The velocity profile indicated by “A” is created by agitation with two identical magnetic fields in the same rotational direction. The velocity profile indicated by “B” is created under the same stirring conditions as in “A”, except that the frequency of each magnetic field differs by 0.5 Hz. That is, f1 = 18.0 Hz and f2 = 17.5 Hz. The velocity profile shown here is created by two magnetic fields with opposite directions of rotation. The frequencies of the rotating magnetic fields in the opposite directions are f1 = 18.0 Hz and f2 = 17.5 Hz. The arrow below the speed profile “C” indicates the reverse rotational agitation motion in the agitation pool.

図9に示されているように、逆方向の回転の場が与えられた場合には、“C”により示される逆方向の回転の攪拌の角速度が、同一の周波数の磁場(“A”で示される)または異なる周波数(“B”により示される場合のような)により作り出される一方向の攪拌流れの速度と比較して、実質的に減少されても良い。都合の良い、減少された攪拌速度は、攪拌に対してネガティブな影響を有していない。その理由は、流れの運動エネルギーが、乱流に変換されるからである。逆方向の回転攪拌流れは、攪拌機26,28の間の領域内で衝突し、図9に示されているように、一方向の速度の低下により引き起こされる角速度の急峻な勾配をもたらし、それに続いて反対方向の速度の同様な急速な回復をもたらす。角及び軸方向・径方向の速度成分の、この振動する性質は、乱流強さの指標である。   As shown in FIG. 9, when a reverse rotation field is applied, the angular velocity of the reverse rotation stirring indicated by “C” is the same frequency magnetic field (“A”). May be substantially reduced compared to the rate of unidirectional stirring flow created by a different frequency (as indicated by “B”). Convenient, reduced agitation speed has no negative effect on agitation. The reason is that the kinetic energy of the flow is converted into turbulent flow. The reverse rotating stirring flow impinges in the region between the stirrers 26 and 28, resulting in a steep slope of angular velocity caused by a decrease in speed in one direction, as shown in FIG. Leading to a similar rapid recovery in the opposite direction of speed. This oscillating nature of angular and axial / radial velocity components is an indicator of turbulence strength.

図10は、更に、誘起された逆方向の回転の攪拌を用いて、水銀の柱の中で測定された角速度振動の例を示している。振動の大きな変化は、変調された磁場及び反対方向の攪拌流れの結合された作用からもたらされ、それらは、隣接する攪拌機26,28の逆の回転磁場により作り出される。   FIG. 10 further illustrates an example of angular velocity vibration measured in a mercury column using induced reverse rotation agitation. The large changes in vibration result from the combined action of the modulated magnetic field and the opposite direction of the stirring flow, which are created by the reverse rotating magnetic field of the adjacent stirrers 26,28.

図11は、鋼の溶湯の例において、三次元数値シミュレイションで得られた、中央軸の方向に振動する速度を表している。ここに示された速度プロファイルは、図12の中で示されている溶湯41の中の場所に対応している。大きな速度振動は、溶湯41の中のEMSにより誘起される大きな乱流の指標であるとして知られている。乱流の強さは、質的に、乱流粘度により特徴付けられても良い。   FIG. 11 shows the speed of vibration in the direction of the central axis obtained by three-dimensional numerical simulation in an example of a molten steel. The speed profile shown here corresponds to a location in the molten metal 41 shown in FIG. Large velocity oscillations are known to be indicative of large turbulence induced by EMS in the melt 41. The strength of turbulence may be qualitatively characterized by turbulent viscosity.

図13及び14は、更に、攪拌プ−ルの異なる位置での乱流速度の粘度の例を示している。図13は、図12の中の各場所での、攪拌プ−ル中心での、乱流粘度を示している。図13に示されているように、最高強さの乱流は、隣接するインダクタの間の中間の距離(図12の中の場所 III)で、生ずる。比較のために、従来の一方向の回転攪拌により作り出される、攪拌プ−ルの同一の場所での乱流強さが、図14の中に示されている。ここに示されているように、溶湯の例において、逆方向の回転の攪拌により作り出される乱流は、5倍まで大きく、2Ns/mよりも大きい、そしてしばしば2.5Ns/mよりも大きい乱流粘度で特徴付けられるピークを有している。 Figures 13 and 14 further show examples of turbulent velocity viscosities at different locations in the agitation pool. FIG. 13 shows the turbulent viscosity at the center of the stirring pool at each location in FIG. As shown in FIG. 13, the strongest turbulence occurs at an intermediate distance between adjacent inductors (location III in FIG. 12). For comparison, the turbulence intensity at the same location of the stirring pool created by conventional one-way rotary stirring is shown in FIG. As shown here, in the melt example, the turbulence created by the reverse rotating agitation is up to 5 times greater than 2 Ns / m 2 and often more than 2.5 Ns / m 2. It has a peak characterized by a large turbulent viscosity.

同一の回転方向の電磁場を加えることの代替として、逆方向の回転磁場が、攪拌機26,28で作り出されても良い。隣接する攪拌機26,28により作り出される逆方向の回転磁場は、ゾーン30の中で、溶湯41の中に逆方向の回転の流れを引き起こすことになり、それらの流れは、隣接する攪拌機26,28の間のスペースの中で衝突する。この流れの衝突の結果として、一つの回転方向での低下する角速度の急峻な勾配に続いて、反対の回転方向での増大する速度のために、同様な勾配が生ずることになる。それに加えて、角速度もまた、大きい振動を呈することになる。   As an alternative to applying an electromagnetic field in the same rotational direction, a rotating magnetic field in the opposite direction may be created by the agitators 26 and 28. The reverse rotating magnetic field created by the adjacent agitators 26, 28 will cause a reverse rotating flow in the melt 41 in the zone 30, which flows adjacent to the agitators 26, 28. Collide in the space between. As a result of this flow collision, a steep slope of decreasing angular velocity in one direction of rotation will result in a similar gradient due to the increasing speed in the opposite direction of rotation. In addition, the angular velocity will also exhibit large vibrations.

これらの一次流れの性質の両方、即ち速度勾配及び振動は、軸及び径方向の平面の中に、振動ながら循環する強い流れを発生させるために寄与する。数値シミュレイションにより、溶湯41の中の流れの存在、特に図12の中の位置での流れの存在が、確認されている。高い強度の乱流及び剪断応力は、特に、鋳造ストランド12の軸に沿う方向及び径方向において、特に、隣接する攪拌機26,28の間の領域内の、溶湯41の体積の中で発達することになる。   Both of these primary flow properties, namely velocity gradients and vibrations, contribute to the generation of a strong and circulating flow in the axial and radial planes. By the numerical simulation, the existence of the flow in the molten metal 41, particularly the existence of the flow at the position in FIG. 12, is confirmed. High strength turbulence and shear stress develops in the volume of the melt 41, especially in the direction and radial direction along the axis of the cast strand 12, especially in the region between the adjacent stirrers 26,28. become.

攪拌機26,28の間の領域内での更なる乱流が、異なる周波数の逆方向の回転磁場の重複により作り出される電磁力からもたらされても良い。上述のように、磁場変調からの低周波数の振動する磁力は、溶湯41の中に摂動を発生させることになり、もし、それらの周波数が、溶湯の固有周波数(例えば、溶湯のパラメトリック共鳴の効果に起因する)の範囲内にある場合には、これらの摂動が特に重要になる場合がある。   Further turbulence in the region between the stirrers 26, 28 may result from electromagnetic forces created by the overlapping of opposite rotating magnetic fields of different frequencies. As described above, the low-frequency oscillating magnetic force from the magnetic field modulation will cause perturbations in the molten metal 41, and if those frequencies are the natural frequency of the molten metal (for example, the effect of the parametric resonance of the molten metal). These perturbations may be particularly important.

それに加えて、他の変調パラメータ、例えば、電流強度及び相角度の変動などが、変調されていない、時間的に平均化された磁力と比較して、変調された力を更に強めることが可能であり、結果として、乱流強さ及び凝固組織の中の改善に対するその効果を増大させる。近接した攪拌機26,28が強い変調された磁力をもたらし、そのような磁力は、従来のデザインの装置(即ち、インダクタ及び電源)により作り出される、共通のまたは反対の何れかの回転方向の、重複する磁場からもたらされる。   In addition, other modulation parameters, such as variations in current intensity and phase angle, can further enhance the modulated force compared to the unmodulated, time-averaged magnetic force. Yes, as a result, increasing its effect on turbulence strength and improvement in solidified tissue. Adjacent stirrers 26, 28 provide a strongly modulated magnetic force, such a magnetic force being created by a conventionally designed device (ie, inductor and power supply), overlapping in either the common or opposite rotational direction. Resulting from a magnetic field.

好都合なことに、溶湯41の中の乱流の増大は、結晶ネットワークの効果的な崩壊、及び、結晶と、溶湯の溶質が富化された中央領域及びバルクの残りの部分との混合をもたらすことになる。結果として、鋳造製品の凝固組織及び全体的な品質が改善されることなる。   Conveniently, the increased turbulence in the melt 41 results in effective collapse of the crystal network and mixing of the crystal with the central region enriched in the solute of the melt and the remainder of the bulk. It will be. As a result, the solidification structure and overall quality of the cast product is improved.

容易に理解できるように、EMSシステム12が、変調された磁場を作り出すように配置された二つのEMS攪拌機26及び28を含むものとして表されているが、そのような場は、重複する回転磁場を発生させる3つ以上の攪拌機を用いて作り出されることも可能である。   As can be readily appreciated, although the EMS system 12 is represented as including two EMS agitators 26 and 28 arranged to create a modulated magnetic field, such a field is an overlapping rotating magnetic field. It is also possible to produce using three or more stirrers that generate

今や明らかになったように、本発明の実施形態の例の、変調された電磁攪拌は、鋳造製品の寸法及び形状が、凝固する溶湯の中に回転流れを作り出すことを可能にする場合に、大半の鋳造及び鋳造プロセスの中で使用されても良い。例えば、静止型の鋳造の場合には、変調された電磁攪拌システムが、最初に、一方向の磁場を作り出し、それ故に、一方向の回転の渦の流れが、早期の凝固段階に作り出されても良く。或る予め定められた時間に、攪拌システムが、逆方向の回転攪拌モードの運転に切り替えられ、凝固の進行した段階で乱流を発生させても良い。同様に、一部の流動鋳造プロセスが、そのような変調された攪拌から利益を受けることが可能である。   As now becomes apparent, the modulated electromagnetic agitation of the example embodiment of the present invention allows the size and shape of the cast product to create a rotating flow in the solidifying melt. It may be used in most castings and casting processes. For example, in the case of static casting, a modulated electromagnetic stirring system initially creates a unidirectional magnetic field, and therefore a unidirectional rotating vortex flow is created in the early solidification stage. Well. At a predetermined time, the agitation system may be switched to the operation in the reverse rotation agitation mode, and turbulence may be generated when solidification has progressed. Similarly, some fluid casting processes can benefit from such modulated agitation.

もちろん、上述の実施形態は、例示の目的であることが意図されていて、如何なる場合にも本発明の範囲を限定するものではない。ここに記載された本発明を実行するための実施形態は、部品の配置、詳細及び運転の順序に関して、多くの変更がなされることが可能である。本発明は、各請求項により規定されているように、全てのそのような変更を、その範囲の中に包含するように意図されている。   Of course, the above-described embodiments are intended for illustrative purposes and are not intended to limit the scope of the invention in any way. The embodiments described herein for carrying out the invention may be subject to many changes with regard to part placement, details and order of operation. The present invention is intended to encompass within its scope all such modifications as defined by the following claims.

本発明のアスペクトによれば、溶融金属材料の電磁攪拌の方法が提供される。この方法は、溶融材料の中を通って伸びる軸の回りに、独立の回転磁場を作り出すための、少なくとも二つの攪拌機を設けることを有している。ここで、少なくとも二つの攪拌機の少なくとも第一の攪拌機及び第二の攪拌機は、異なる角周波数を有する独立の回転磁場を作り出す。ここで、これらの攪拌機は、独立の回転磁場が重複して、変調された磁場を作り出すように、互いに十分に近接して溶融金属材料の周りに配置され、この磁場が、溶融金属材料の中心軸に沿って液相線よりも低い温度を有する溶融金属材料の領域内に、溶融金属材料の乱流を作り出し、その中で、溶融金属材料が、少なくとも約10体積%が実質的に凝固した溶融金属材料と混合される。 According to an aspect of the present invention, a method for electromagnetic stirring of a molten metal material is provided. The method includes providing at least two agitators for creating independent rotating magnetic fields about an axis extending through the molten material. Here, at least the first stirrer and the second stirrer of the at least two stirrers create independent rotating magnetic fields having different angular frequencies. Here, these agitators are placed around the molten metal material in close proximity to each other so that independent rotating magnetic fields overlap to create a modulated magnetic field, which is the center of the molten metal material. Create a turbulent flow of molten metal material in the region of the molten metal material having a temperature below the liquidus along the axis, wherein the molten metal material is substantially solidified by at least about 10% by volume . Mixed with molten metal material.

本発明の他のアスペクトによれば、鋳造装置が提供される。この鋳造装置は、溶融金属の鋳造のための鋳型と;この鋳型の下流に配置され、溶融金属の中を通って伸びる軸の回りで第一の回転磁場を作り出すための、第一の攪拌機と;第一の攪拌機の下流に配置され、第二の回転磁場を作り出すための、第二の攪拌機と;互いに異なる回転の周波数で、第一の磁場及び第二の磁場を作り出すための、少なくとも一つの電源と;を有し、第一の攪拌機及び第二の攪拌機は、第一の回転磁場及び第二の回転磁場が、変調された磁場を作り出すように、互いに近接して配置され、この磁場が、前記領域内での結晶ネットワークの形成を崩壊させるために、第一の攪拌機と第二の攪拌機の間の領域に溶融金属材料の乱流を作り出す。 According to another aspect of the invention, a casting apparatus is provided. The casting apparatus includes: a mold for casting molten metal; a first stirrer disposed downstream of the mold and creating a first rotating magnetic field about an axis extending through the molten metal; A second stirrer disposed downstream of the first stirrer to create a second rotating magnetic field; at least one for creating the first and second magnetic fields at different rotational frequencies; And a first stirrer and a second stirrer are disposed in close proximity to each other such that the first rotating magnetic field and the second rotating magnetic field create a modulated magnetic field. However, in order to disrupt the formation of the crystal network in the region, a turbulent flow of molten metal material is created in the region between the first stirrer and the second stirrer.

本発明の他のアスペクトによれば、金属溶湯の電磁攪拌の方法が提供される。この方法は、溶湯の中を通って伸びる軸の回りで、角周波数ω1で回転する第一の回転磁場を作り出すための、第一の攪拌機を設け;角周波数ω2で回転する第二の回転磁場を作り出すための、第二の攪拌機を設ける。ここで、第一の攪拌機及び第二の攪拌機は、第一及び第二の回転磁場が、第一の攪拌機と第二の攪拌機の間の領域内に、金属溶湯の中に周波数(ω1−ω2)備えた周波数成分を有する磁力を作り出すように、互いに十分に近接して配置され、(ω1−ω2)は、磁力が溶湯の慣性に打ち勝つことを可能にする程に十分に小さい。 According to another aspect of the present invention, a method for electromagnetic stirring of molten metal is provided. The method comprises a first stirrer for creating a first rotating magnetic field that rotates at an angular frequency ω1 about an axis extending through the melt; a second rotating magnetic field that rotates at an angular frequency ω2. A second agitator is provided to produce Here, in the first stirrer and the second stirrer, the first and second rotating magnetic fields have a frequency (ω1-ω2) in the molten metal in a region between the first stirrer and the second stirrer. ) Placed sufficiently close to each other to create a magnetic force having a frequency component provided, and (ω1-ω2) is small enough to allow the magnetic force to overcome the inertia of the melt.

本発明の更に他のアスペクトによれば、溶融金属材料の電磁攪拌の方法が提供される。この方法は、溶融材料の中を通って伸びる軸の回りに第一の回転磁場を作り出すための、第一の攪拌機を設け;第一の回転磁場と異なる回転の周波数を有する第二の回転磁場を作り出すための、第二の攪拌機を設け;第一の攪拌機及び第二の攪拌機は、第一の回転磁場と第二の回転磁場が第一の攪拌機と第二の攪拌機の間で重複して、変調された磁場を作り出しように、互いに十分に近接して、溶融金属材料の周りに配置され、この磁場が、溶融金属材料の中心軸に沿って液相線よりも低い温度を有する溶融金属材料の遷移領域内に、溶融金属材料の乱流を作り出し、その中で、溶融金属材料が、少なくとも約10%が実質的に凝固した溶融金属材料と混合される。
本発明の更に他のアスペクトによれば、溶融金属材料の電磁攪拌の方法が提供される。この方法は、溶融材料の中を通って伸びる軸の回りに第一の回転磁場を作り出すための、第一の攪拌機を設け;第一の回転磁場と異なる回転の周波数を有する一つまたはそれ以上の更なる回転磁場を作り出すための、少なくとも一つの更なる攪拌機を設け;第一の攪拌機及び更なる攪拌機は、第一の攪拌機及び少なくとも一つの更なる攪拌機の内の、隣接する攪拌機により作り出される回転磁場が重複して、変調された磁場を作り出すように、溶融金属材料の周りに配置され、この磁場が、溶融金属材料の中央に沿って液相線よりも低い温度を有する溶融金属材料の遷移領域内に溶融金属材料の乱流を作り出し、それにより、領域内での結晶ネットワークの形成を崩壊させるようになっている。
本発明の更に他のアスペクトによれば、少なくとも二つの攪拌機を有する溶湯の電磁攪拌の方法が提供され: 溶湯の中を通って伸びる軸の回りに、約60Hz以下の周波数f1で、第一の回転磁場を作り出すための、第一の攪拌機を設け;周波数f1から3Hz以下だけ異なる周波数f2を備えた第二の回転磁場を作り出すための、第二の攪拌機を設け;第一の攪拌機及び第二の攪拌機は、第一の攪拌機と第二の攪拌機の間での結晶の形成を崩壊させるために、第一の回転磁場と第二の回転磁場が、第一の攪拌機と第二の攪拌機の間で重複するように、互いに十分に近接して、金属溶湯の周りに配置されている。
According to yet another aspect of the invention, a method for electromagnetic stirring of molten metal material is provided. The method includes providing a first stirrer for creating a first rotating magnetic field about an axis extending through the molten material; a second rotating magnetic field having a frequency of rotation different from the first rotating magnetic field A first stirrer and a second stirrer, the first rotating magnetic field and the second rotating magnetic field overlap between the first stirrer and the second stirrer. Molten metal, placed around the molten metal material, close enough to each other to create a modulated magnetic field, the magnetic field having a temperature below the liquidus along the central axis of the molten metal material Within the transition region of the material, a turbulent flow of the molten metal material is created, in which the molten metal material is mixed with the molten metal material that is at least about 10% substantially solidified.
According to yet another aspect of the invention, a method for electromagnetic stirring of molten metal material is provided. The method comprises a first stirrer for creating a first rotating magnetic field about an axis extending through the molten material; one or more having a frequency of rotation different from the first rotating magnetic field Providing at least one further stirrer for generating a further rotating magnetic field of the second stirrer; the first stirrer and the further stirrer are produced by an adjacent stirrer of the first stirrer and at least one further stirrer Of the molten metal material that is placed around the molten metal material so that the rotating magnetic field overlaps to create a modulated magnetic field and that has a temperature below the liquidus along the center of the molten metal material. A turbulent flow of molten metal material is created in the transition region, thereby disrupting the formation of a crystal network in the region.
According to yet another aspect of the present invention, there is provided a method of electromagnetic stirring of a molten metal having at least two stirrers: a first frequency around an axis extending through the molten metal at a frequency f1 of about 60 Hz or less. A first stirrer is provided for creating a rotating magnetic field; a second stirrer is provided for creating a second rotating magnetic field with a frequency f2 that differs from the frequency f1 by 3 Hz or less; a first stirrer and a second stirrer The stirrer of the first and second rotating magnetic fields is disposed between the first stirrer and the second stirrer in order to disrupt the formation of crystals between the first stirrer and the second stirrer. Are arranged around the molten metal sufficiently close to each other so that they overlap.

Claims (29)

溶融金属材料の電磁攪拌の方法であって:
前記溶融材料の中を通って伸びる軸の回りに独立の回転磁場を作り出すための、少なくとも二つの攪拌機を設けること;
前記少なくとも二つの攪拌機の少なくとも第一の攪拌機及び第二の攪拌機は、異なる角周波数を有する独立の第一の回転磁場及び第二の回転磁場を作り出すこと;
前記攪拌機は、前記独立の回転磁場が重複して、変調された磁場を作り出すように、互いに十分に近接して前記溶融金属材料の周りに配置され、この磁場が、前記溶融金属材料の中心軸に沿って液相線よりも低い温度を有する前記溶融金属材料の遷移領域内に、前記溶融金属材料の乱流を作り出すこと;及び、
前記溶融金属材料は、少なくとも約10%が実質的に凝固した溶融金属材料と混合されること、
を特徴とする方法。
A method of electromagnetic stirring of molten metal material comprising:
Providing at least two agitators for creating independent rotating magnetic fields about an axis extending through the molten material;
At least a first stirrer and a second stirrer of the at least two stirrers create independent first and second rotating magnetic fields having different angular frequencies;
The stirrer is placed around the molten metal material sufficiently close to each other so that the independent rotating magnetic fields overlap to create a modulated magnetic field, which magnetic field is the central axis of the molten metal material Creating a turbulent flow of the molten metal material in a transition region of the molten metal material having a temperature below the liquidus along; and
The molten metal material is mixed with at least about 10% of the substantially solidified molten metal material;
A method characterized by.
下記特徴を有する請求項1に記載の方法:
前記第一の回転磁場と第二の回転磁場は、逆方向に回転する。
The method of claim 1 having the following characteristics:
The first rotating magnetic field and the second rotating magnetic field rotate in opposite directions.
下記特徴を有する請求項1に記載の方法:
前記第一の回転磁場と第二の回転磁場は、同一方向に回転する。
The method of claim 1 having the following characteristics:
The first rotating magnetic field and the second rotating magnetic field rotate in the same direction.
下記特徴を有する請求項1に記載の方法:
前記溶融金属材料の周りでの前記少なくとも二つの攪拌機の前記第一の攪拌機の長手方向の広がりは、前記溶融金属材料の周りでの前記少なくとも二つの攪拌機の前記第二の攪拌機の長手方向の広がりと異なっている。
The method of claim 1 having the following characteristics:
The longitudinal extent of the first stirrer of the at least two stirrers around the molten metal material is the longitudinal extent of the second stirrer of the at least two stirrers around the molten metal material Is different.
下記特徴を有する請求項2に記載の方法:
前記第一の回転磁場と第二の回転磁場の周波数の相違は、約3Hz未満である。
The method of claim 2 having the following characteristics:
The difference in frequency between the first rotating magnetic field and the second rotating magnetic field is less than about 3 Hz.
下記特徴を有する請求項2に記載の方法:
前記第一の回転磁場と第二の回転磁場の周波数の相違は、時間で変化する。
The method of claim 2 having the following characteristics:
The difference in frequency between the first rotating magnetic field and the second rotating magnetic field changes with time.
下記特徴を有する請求項1に記載の方法:
前記攪拌機のそれぞれは、少なくとも二つの磁極対を有していて、それぞれの磁極対は、少なくとも一つの多層電流源からの電流により励起される。
The method of claim 1 having the following characteristics:
Each of the agitators has at least two magnetic pole pairs, and each magnetic pole pair is excited by a current from at least one multilayer current source.
下記特徴を有する請求項2に記載の方法:
前記溶融金属材料は、鋳造鋳型の下流で、鋳造ストランドの中にある。
The method of claim 2 having the following characteristics:
The molten metal material is in the cast strand downstream of the casting mold.
下記特徴を有する請求項1に記載の方法:
前記少なくとも二つの攪拌機の前記第一の攪拌機及び第二の攪拌機のそれぞれは、前記溶融金属材料の中に異なる磁束密度を作り出す。
The method of claim 1 having the following characteristics:
Each of the first and second agitators of the at least two agitators creates a different magnetic flux density in the molten metal material.
下記特徴を有する請求項1に記載の方法:
前記少なくとも二つの攪拌機の前記第一及び第二の少なくとも一つにより<作り出される>前記溶融金属材料の中に作り出される磁束密度は、時間で変化する。
The method of claim 1 having the following characteristics:
The magnetic flux density created in the molten metal material <created> by the at least one of the first and second of the at least two stirrers varies with time.
下記特徴を有する請求項1に記載の方法:
前記乱流は、2Ns/mよりも高いピークを有する乱流粘度を有している。
The method of claim 1 having the following characteristics:
The turbulent flow has a turbulent viscosity with a peak higher than 2 Ns / m 2 .
下記特徴を有する請求項1に記載の方法:
前記領域は、実質的に液体の溶融金属材料、及び固体シェルにより周囲を取り囲まれた結晶材料を有している。
The method of claim 1 having the following characteristics:
The region has a substantially liquid molten metal material and a crystalline material surrounded by a solid shell.
下記特徴を有する請求項1に記載の方法:
前記乱流は、前記領域内での結晶ネットワークの形成を崩壊させる。
The method of claim 1 having the following characteristics:
The turbulence disrupts the formation of a crystal network within the region.
下記特徴を有する請求項1に記載の方法:
溶融金属材料を、前記領域の上流で鋳型を通って注入し、更なる攪拌機を前記鋳型の周りに設けて前記鋳型の中に回転磁場を発生させることを、更に有している。
The method of claim 1 having the following characteristics:
The method further comprises injecting molten metal material through the mold upstream of the region and providing a further stirrer around the mold to generate a rotating magnetic field in the mold.
溶融金属を鋳造するための鋳型を有する鋳造装置であって:
前記鋳型の下流に配置され、前記溶融金属の中を通って伸びる軸の周りに第一の回転磁場を作り出すための、第一の攪拌機と;
前記第一の攪拌機の下流に配置され、第二の回転磁場を作り出すための、第二の攪拌機と;
互いに異なる回転の周波数で、前記第一及び第二の磁場を作り出すための、少なくとも一つの電源と;
を有し、
前記第一の攪拌機と第二の攪拌機は、前記第一の回転磁場及び第二の回転磁場が、変調された磁場を作り出すように、互いに近接して配置され、この磁場が、前記第一の攪拌機と第二の攪拌機の間の領域内で、溶融金属材料の中に乱流を作り出すこと、を特徴とする鋳造装置。
A casting apparatus having a mold for casting molten metal comprising:
A first stirrer for creating a first rotating magnetic field about an axis disposed downstream of the mold and extending through the molten metal;
A second stirrer disposed downstream of the first stirrer to create a second rotating magnetic field;
At least one power source for creating the first and second magnetic fields at different rotational frequencies;
Have
The first stirrer and the second stirrer are disposed in close proximity to each other such that the first rotating magnetic field and the second rotating magnetic field create a modulated magnetic field, the magnetic field being A casting apparatus characterized by creating turbulent flow in the molten metal material in the region between the stirrer and the second stirrer.
下記特徴を有する請求項15に記載の装置:
前記第一の回転磁場と第二の回転磁場は、前記少なくとも一つの電源により、逆方向に回転するように作り出される。
The apparatus of claim 15 having the following characteristics:
The first rotating magnetic field and the second rotating magnetic field are created to rotate in opposite directions by the at least one power source.
下記特徴を有する請求項15に記載の装置:
前記第一の回転磁場と第二の回転磁場は、前記少なくとも一つの電源により、同一方向に回転するように作り出される。
The apparatus of claim 15 having the following characteristics:
The first rotating magnetic field and the second rotating magnetic field are created to rotate in the same direction by the at least one power source.
下記特徴を有する請求項15に記載の装置:
前記溶融金属の周りでの、前記第一の攪拌機の長手方向の広がりは、前記溶融金属の周りでの、前記第二の攪拌機の長手方向の広がりと異なる。
The apparatus of claim 15 having the following characteristics:
The longitudinal extent of the first stirrer around the molten metal is different from the longitudinal extent of the second stirrer around the molten metal.
下記特徴を有する請求項16に記載の装置:
前記第一の回転磁場と第二の回転磁場の周波数の相違は、約3Hz未満である。
The apparatus of claim 16 having the following characteristics:
The difference in frequency between the first rotating magnetic field and the second rotating magnetic field is less than about 3 Hz.
下記特徴を有する請求項16に記載の装置:
前記第一の回転磁場と第二の回転磁場の周波数の相違は、時間で変化する。
The apparatus of claim 16 having the following characteristics:
The difference in frequency between the first rotating magnetic field and the second rotating magnetic field changes with time.
下記特徴を有する請求項15に記載の装置:
前記第一及び第二の攪拌機のそれぞれは、少なくとも二つの磁極対を有していて、それぞれの磁極対は、前記少なくとも一つの電源からの電流により励起される。
The apparatus of claim 15 having the following characteristics:
Each of the first and second stirrers has at least two magnetic pole pairs, and each magnetic pole pair is excited by a current from the at least one power source.
下記特徴を有する請求項15に記載の装置:
前記第一の攪拌機及び第二の攪拌機のそれぞれは、前記溶融金属の中に異なる磁束密度を作り出す。
The apparatus of claim 15 having the following characteristics:
Each of the first stirrer and the second stirrer creates a different magnetic flux density in the molten metal.
下記特徴を有する請求項15に記載の装置:
前記第一の攪拌機及び第二の攪拌機の少なくとも一つにより前記溶融金属の中に作り出される磁束密度は、時間で変化する。
The apparatus of claim 15 having the following characteristics:
The magnetic flux density created in the molten metal by at least one of the first stirrer and the second stirrer varies with time.
下記特徴を有する請求項15に記載の装置:
前記乱流は、2Ns/mよりも高いピークを有する乱流粘度を有している。
The apparatus of claim 15 having the following characteristics:
The turbulent flow has a turbulent viscosity with a peak higher than 2 Ns / m 2 .
下記特徴を有する請求項15に記載の装置:
前記領域は、実質的に液体の溶融金属、及び固体シェルにより周囲を取り囲まれた結晶材料を有している。
The apparatus of claim 15 having the following characteristics:
The region comprises a substantially liquid molten metal and a crystalline material surrounded by a solid shell.
下記特徴を有する請求項15に記載の装置:
前記乱流は、前記領域内での結晶ネットワークの形成を崩壊させる。
The apparatus of claim 15 having the following characteristics:
The turbulence disrupts the formation of a crystal network within the region.
下記特徴を有する請求項15に記載の装置:
前記鋳型の中に回転磁場を発生させるための更なる攪拌機を、前記鋳型の周りに更に有している。
The apparatus of claim 15 having the following characteristics:
A further stirrer is further provided around the mold for generating a rotating magnetic field in the mold.
金属溶湯の電磁攪拌の方法であって:
前記溶湯の中を通って伸びる軸の回りで角周波数ω1で回転する第一の回転磁場を作り出すための、第一の攪拌機を設け;
角周波数ω2で回転する第二の回転磁場を作り出すための、第二の攪拌機を設け;
前記第一の攪拌機と第二の攪拌機は、前記第一及び第二の回転磁場が、前記第一及び第二の攪拌機の間の領域内で、前記金属溶湯の中に、周波数(ω1−ω2)を備えた成分を有する磁力を作り出すように、互いに十分に近接して配置され、
(ω1−ω2)は、前記磁力が前記溶湯の慣性に打ち勝つことを可能にする程に、十分に小さいこと、
を特徴とする方法。
A method of electromagnetic stirring of molten metal:
Providing a first stirrer for creating a first rotating magnetic field that rotates at an angular frequency ω1 about an axis extending through the melt;
Providing a second agitator for creating a second rotating magnetic field rotating at an angular frequency ω2;
In the first stirrer and the second stirrer, the first and second rotating magnetic fields have a frequency (ω1-ω2) in the molten metal in a region between the first and second stirrers. ) Placed close enough to each other to create a magnetic force having a component with
(Ω1-ω2) is small enough to allow the magnetic force to overcome the inertia of the melt,
A method characterized by.
溶融金属材料の電磁攪拌の方法であって:
前記溶融材料の中を通って伸びる軸の回りに第一の回転磁場を作り出すための、第一の攪拌機を設け;
前記第一の回転磁場と異なる回転の周波数を有する第二の回転磁場を作り出すための、第二の攪拌機を設け;
前記第一の攪拌機と第二の攪拌機は、前記第一の回転磁場と第二の回転磁場が前記第一の攪拌機と第二の攪拌機の間で重複して、変調された磁場を作り出すように、互いに十分に近接して前記溶融金属材料の周りに配置され、この磁場が、前記溶融金属材料の中央に沿って液相線よりも低い温度を有する前記溶融金属材料の遷移領域内に、前記溶融金属材料の乱流を作り出すこと;及び、
前記溶融金属材料は、少なくとも約10%が実質的に凝固した溶融金属材料と混合されること;
を特徴とする方法。
A method of electromagnetic stirring of molten metal material comprising:
Providing a first stirrer for creating a first rotating magnetic field about an axis extending through the molten material;
Providing a second stirrer for creating a second rotating magnetic field having a different frequency of rotation than the first rotating magnetic field;
The first stirrer and the second stirrer are configured such that the first rotating magnetic field and the second rotating magnetic field overlap between the first stirrer and the second stirrer to create a modulated magnetic field. In the transition region of the molten metal material disposed around the molten metal material in close proximity to each other and having a temperature below the liquidus along the center of the molten metal material. Creating a turbulent flow of molten metal material; and
The molten metal material is mixed with at least about 10% of the substantially solidified molten metal material;
A method characterized by.
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