KR20210057056A - 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 주조용 몰드에서의 전자기 교반장치, 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 주조용 몰드에서의 교반 방법, 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 주조용 몰드 및 주조 머신(Electromagnetic stirring device in a mould for casting aluminium or aluminium alloys, stirring method in a mould for casting aluminium or aluminium alloys, mould and casting machine for casting aluminium or aluminium alloys) - Google Patents

알루미늄 또는 알루미늄 합금의 주조용 몰드에서의 전자기 교반장치, 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 주조용 몰드에서의 교반 방법, 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 주조용 몰드 및 주조 머신(Electromagnetic stirring device in a mould for casting aluminium or aluminium alloys, stirring method in a mould for casting aluminium or aluminium alloys, mould and casting machine for casting aluminium or aluminium alloys) Download PDF

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사브리나 스트롤리고
스테파노 드 몬티
스테파노 스파뉼
크리스티아노 페르시
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얼고라인스 랩 에스알엘
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Abstract

알루미늄 또는 알루미늄 합금을 주조하기 위한 몰드의 전자기 교반장치로서, 전자기 교반장치가 몰드 내측에서 용융 금속을 교반하기 위한 전자기장을 생성하는 전류를 순환시키기 위한 전도성 코일의 권취 코어를 포함한 전자기 교반 장치가 구비된 몰드, 주조 머신과 주조 플랜트, 몰드 내의 전자기 교반 장치에 상-이동된 전류를 고급하는 단계를 포함하는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 주조용 몰드에서의 교반 방법이 개시된다.

Description

알루미늄 또는 알루미늄 합금의 주조용 몰드에서의 전자기 교반장치, 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 주조용 몰드에서의 교반 방법, 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 주조용 몰드 및 주조 머신(Electromagnetic stirring device in a mould for casting aluminium or aluminium alloys, stirring method in a mould for casting aluminium or aluminium alloys, mould and casting machine for casting aluminium or aluminium alloys)
본 발명은 첨부의 독립 청구항들의 예비-특징부의 특징에 따른, 알루미늄 또는 알루미늄 합금 주조용 몰드에서의 전자기 교반 장치, 알루미늄 또는 알루미늄 합금 주조용 몰드에서의 교반 방법, 알루미늄 또는 알루미늄 합금 주조용 몰드 및 관련 주조 머신에 대한 것이다.
정의
본 명세서 및 첨부의 특허청구범위에서, 다음의 용어들은 이하의 주어진 정의에 따라 이해되어야 한다.
"금속 바"라는 표현은 정사각형, 직사각형, 둥근, 다각형 단면과 같은 단면이 다른 형상을 가지는 빌렛, 블룸
"주조 머신"이라는 표현은 수직 주조 머신과 곡률을 가진 주조 머신 모두를 포함한다.또는 슬래브와 같은 모든 종류의 주조 머신의 제품을 포함한다.
"반월형부(meniscus)"라는 표현은 몰드 내측의 용융 상태의 금속의 표면 영역, 즉, 몰드 내측의 용융 상태의 금속의 최대 레벨에 대응하는 용융 상태의 금속 영역을 지시한다.
"핫-탑 주조 머신"이라는 용어는 상부 부분에서의 일부 개방된 채널을 통해 하나 이상의 몰드 내로 용융 상태의 금속이 유입하는 수직 주조 머신을 의미한다. 몰드 자체는 용융 합금이 상기 반월형부를 형성하는 상부 부분에서 개방된다.
금속 제품의 제조 분야에서 몰드 내측에서의 용융 금속의 주조 기술은 다양한 형상 및 단면 크기 및 길이의 금속 잉곳을 획득하기 위한 것으로 알려지고 획득된 금속 잉곳은 소정의 금속 제품을 획득하기 위한 이하의 가공 공정을 위한 원재료를 구성한다.
또한, 교반기로 알려지고 전자기장의 생성에 의하여 액체 상태의 금속의 운동을 유도하여 몰드에서의 주조 공정 동안 액체 상태 금속의 균일화를 증대시키고, 이로써 향상된 제조 품질을 획득하는 전자기 교반 장치를 몰드에서 사용하는 것이 알려져 있다.
표면 품질을 향상시키기 위하여 응고 동안 주조 용융 금속과 결정화 용기 사이의 접촉 압력을 변화시켜 소위 “연성 접촉” 상태를 생성하고 반발력을 생성하는 몰드에서 주조된 제품에 동축인 권선을 가진 인덕터 형태로 교반기가 제조되는 해결 방안이 알려져 있다.
특허 출원 JP H06 182512는 도넛형 보빈에서 생성된 자속의 손실을 매우 작게 함으로써 그리고 용융 강을 위한 몰드에서의 자속을 크게 함으로써 교반 효율을 향상시키기 위한 전자기 교반기의 해결 방안을 교시한다. 전자기 교반기는 전기 전도성 재료로 구성된 코어를 가지고 구리 또는 구리 합금의 전기 전도성 재료로 구성된 몰드의 외부 둘레 부분에 배치된 도넛형 보빈으로 구성된다. 코어의 재료와 두께는 자장 전파의 자속의 희석 정도가 몰드로부터의 자속의 희석 정도보다 작도록 선택된다.
특허출원 EP 0 374 563는 코일들이 구비된 적어도 하나의 철 코어를 포함하는, 연속 주조용 전자기 교반기의 방안을 기재한다. 철 코어에는 폐쇄된 자기 회로를 형성하고 철 코어에 관련해서 감쇄판이 설치되는 방향으로 자기장의 전파를 감쇄하기 위한 전기 전도성 재료의 감쇄판이 구비된다.
특허 공보 US 4 877 079는 몰드 둘레에 배치된 역류하는 전자기 교반 장치를 구비한, 연속 주조 라인에서 주조하기 위한 몰드의 해결방안을 설명한다. 역류하는 전자기 교반장치는 주조 몰드를 관통하여 흐르는 용융 금속에서 전자기장을 생성하기 위하여 정해진 위상 관계로 같이 연결된 코일들을 가진 인접 코일들의 제1 및 제2 그룹으로 배치된 전기 전도성 코일들을 포함한다. 제1 및 제2 그룹의 인접한 코일들은 주조 몰드의 각각의 절반부를 따라 각각 배치되고 제1 그룹의 코일들이 하나의 자기장을 생성하고 제2 그룹의 코일들은 또 다른 자기장을 생성한다. 용융 금속에서 이와 같이 생성된 자기장은 서로 일반적으로 평행으로 연장하는 각각의 이격된 축 둘레로 그리고 주조 몰드의 길이방향 축에 대해 역회전 관계로 운동한다. 자장의 역회전 운동은 주조 몰드를 관통하는 용융 금속의 흐름에 관련해서 가로지르는 관계로 연장하고 각각의 패턴들로 흐르는 용융 금속이 패턴의 계면에서 충돌하고 상호 혼합하는 주조 몰드에서의 반시계 교반 패턴과 시계 방향의 용융 금속의 운동을 생성한다.
특허공보 US 5 279 351은 연속 주조용 전자기 교반 공정의 방안을 설명하고 여기서 유도 코일에는 중심 주조축에 대해 기울어진 적어도 하나의 주요 회전 운동 구역을 용융 금속에 생성하기 위하여 다상 전류가 공급된다. 이러한 주요 회전운동 구역은 또한 전류의 각 상의 주기적인 교체에 의해 중심 주조축 둘레의 2차 선회운동으로 회전한다.
몰드에서의 전자기 교반 장치의 사용이 공지되었지만, 그들의 용도는 기본적으로 철계 금속 재료 및 강의 주조에의 적용에 한정되고 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 주조에의 사용은 여기서 고려되는 유형의 몰드에 적합하지 않은 특수한 적용, 즉, “핫-탑(Hot-Top)”으로 불리는 주조 머신용 몰드에 한정된다.
종래기술의 해결방안의 주요 문제는 소정의 금속학적인 효과를 달성하기에 적합한 위치에 교반기를 장착하지 않는 공지 유형의 교반기의 과도한 치수에 대한 것이다. 더욱이, 그러한 방안은 산업 설비에 유용한 공간에 부합하지 않는 것으로 밝혀졌다.
비록 표면 결함의 감소의 측면에서 향상에 기여하지만, 반발력을 발생하는 제품에 동축인 권선들을 가진 인덕터 형태로 제조된 교반기의 공지 해결 방안은 몰드의 용융 금속 욕의 교반을 유도하는 해결방안과 달리, 욕의 균일화 효과를 발생할 수 없다.
본 발명의 목적은 효과적으로 적용될 수 있으며 몰드, 특히 “핫-탑”이라고 불리는 주조 머신용 몰드에서의 알루미늄 및 알루미늄 합금의 주조에 효과적인 알루미늄 및 알루미늄 합금 주조용 몰드의 교반기를 제공하는 것이다.
본 발명의 추가적인 목적은 응고 개시 구역에서 몰드의 용융 금속욕의 효과적인 교반 작용을 얻을 수 있도록 하는 알루미늄 및 알루미늄 합금 주조용 몰드에서의 교반 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 교반기가 적용되거나 또는 알루미늄 및 알루미늄 합금 주조용 몰드에서의 설명된 교반 방법이 적용된 알루미늄 및 알루미늄 합금 주조용 주조 머신 및 몰드를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적이 주 청구범위의 특징에 의하여 달성된다. 종속 청구범위들은 효과적인 방안을 나타낸다.
매우 창조적인 기여에 의하여 발명의 효과가 즉각적이고 중요한 기술적 진보를 구성하는 본 발명에 따른 해결책은 다양한 이점을 가진다.
효과적으로, 교반기, 방법 및 알루미늄 또는 알루미늄 합금 주조용 주조 머신 및 몰드에의 적용에 의하여 몰드에서의 용융 욕의 효과적인 교반 작용을 얻을 수 있고, 상기 교반 작용은 또한 강이나 철 합금에 대해 설계된 교반기의 공지의 종래의 해결방안에 대해 상당히 진보적이다.
효과적으로, 교반기, 방법 및 알루미늄 또는 알루미늄 합금 주조용 주조 머신 및 몰드에의 적용에 의하여 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 응고 단계에서의 더욱 양호한 균일화를 얻을 수 있고, 그 결과 표면 아래의 균열과 같은 표면 결함의 발생을 현저하게 감소시킨다. 결과적으로 바 형태로 얻어지는 성형품의 질이 더욱 뛰어나다.
또한, 이와 같이 얻어진 표면에서의 결합 발생의 현저한 감소에 의하여 로에서의 가열에 의한 바의 이어지는 후속 가공 및 후처리를 피할 수 있고, 특히 입자들의 균일화 공정을 피할 수 있으므로, 비용-절감, 낮은 제조 비용 및 단기간의 제조 기간의 중요한 이점을 달성한다.
특히 효과적인 실시예에서, 본 발명에 따른 교반기는 냉각 시스템을 가지지 않아서, 몰드 내에서의 설치를 단순화할 수 있고 또한 교반기의 제조 비용을 절감할 수 있고 사용자에 의한 관리와 보수를 단순화할 수 있다. 따라서, 바 형태의 얻어진 제품의 품질이 더욱 향상된다.
이하 본 발명의 비제한적인 예로서 생각되는. 첨부 도면들을 참조하여 해결 방안이 설명되는 데, 여기서:
도 1은 본 발명에 따라 제조된 교반기의 측면도이다.
도 2는 도 1의 교반기의 평면도이다.
도 3은 단면 B-B 선을 따라 취해진 도 2 교반기의 도면이다.
도 4는 단면 A-A선을 따라 취해진 도 2의 교반기의 도면이다.
도 5는 도 4의 C 로 표시된 부분의 상세 도면이다.
도 6은 본 발명에 따라 제조된 교반기의 권취 구조를 도시하는 개략적인 도면이다.
도 7은 본 발명에 따라 제조된 교반기 내측에 설치된 몰드의 제1의 가능한 실시예의 개략적인 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따라 제조된 교반기 내측에 각각 설치된 일련의 몰드를 포함하는 주조 벤치의 가능한 실시예의 개략적인 사시도이다.
도 9는 교반기의 중심축을 통과하는 평면에 대응해서 얻어진 효과를 보이며, 본 발명에 따라 제조된 교반기 내측에 설치된 몰드 내측의 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융욕에서 진행되는 교반의 개략적인 도면이다.
도 10은 반월판에 대응해서 얻어진 효과를 보이며, 본 발명에 따라 제조된 교반기 내측에 설치된 몰드 내측의 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융욕에서 진행되는 교반의 개략적인 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 교반기의 내부 권취 및 그 연결부의 가능한 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 12는 각각의 구동 시스템을 구비한 도 11의 교반기의 연결 다이어그램을 개략적으로 도시한다.
도 13은 도 12의 연결 다이어그램에 의하여 적용된 구동 전류의 다이어그램을 개략적으로 도시한다.
도 14는 본 발명에 따라 제조된 교반기의 다른 실시예를 도시한다.
도 15는 본 발명에 따라 제조된 교반기 내측에 설치된 몰드의 제2의 가능한 실시예의 개략적인 단면도이다.
본 발명(도 1, 도 2, 도 3, 도 4, 도 5, 도 6, 도 14)은 알루미늄 또는 알루미늄 합금 형태의 용융 금속 주조용 몰드의 교반기(1)에 대한 것이다. 교반기(1)는 알루미늄 또는 알루미늄 합금 형태의 용융 금속(19) 주조용 몰드(8), 특히 알루미늄 또는 알루미늄 합금 형태의 용융 금속(19)의 공급 채널(18)에 의하여 공급된 일련의 몰드(8)를 장착하기 위한 베이스(16)를 구비한 주조 벤치(17)를 포함하는(도 8) “핫-탑(Hot-Top)”으로 불리는 공지 형태의 주조 머신의 몰드를 포함한다.
본 발명은 또한 알루미늄 또는 알루미늄 합금 형태의 용융 금속욕(19)의 회전을 생성시킬 수 있는, 알루미늄 또는 알루미늄 합금 주조용 몰드에서의 교반 방법에 대한 것으로, 여기서 생성된 회전은 반월판의 위치에 대응하는 수준(15)과 형성되는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 바의 외부 응고면의 형성을 증대시키는 링(13)에 대응하는 응고 개시 구간(20) 아래 위치된 부분 사이( 도 7, 도 15)의 부분을 적어도 포함하는 용융 금속욕(19)의 신장 구간에 영향을 미치도록 구성된다. 링(13)에 대응해서, 실제로, 용융 금속(19)의 응고 전면(41)이 형성되고(도 7, 도 15), 이는 처음으로 용융 금속(19)을 에워싸는 둘레 응고면을 형성시키는 링(13)에서의 몰드(8) 벽에 대응하여 응고하며, 이러한 응고는 형성되는 바가 몰드(8)로부터 추출됨에 따라 계속한다.
바람직하게, 본 발명에 따른 용액에 의하여 알루미늄 또는 알루미늄 합금 형태의 용융 금속(19)의 몰드에서의 주조에서 효과적인 교반을 달성할 수 있으며, 상기 효과는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 몰드의 주조에 대해 다른 분야에서 사용되는 교반기의 공지 용액에 의해서는 달성할 수 없다.
본 발명에 따른 교반기의 특징과 관련된 방법의 결합에 의하여, 몰드(8) 내측의 용융 금속(19)에 대한 근접 위치에서 그리고 발생된 교반의 측면에서 특히 효과적인 위치에서 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 주조용 몰드(8)에서 교반기(1)를 설치할 수 있다.
특히 효과적인 실시예에서, 본 발명에 따른 교반기(1)는 유도 전류가 통과하도록 권선의 냉각 시스템을 포함하지 않으며, 따라서 주조 작업 동안, 제조 및 설치 비용이 절감되고, 설치가 더욱 간단하고 관리가 간단한 이점이 있다. 실제로, 교반기의 실제 용액은 유도 전류가 통과하도록 권선을 냉각하기 위하여 액체 순환에 의한 냉각 시스템을 이용한다. 이러한 냉각 작용의 존재는 문제로 되는 데, 냉각 회로, 비상 조건에서의 냉각을 보장할 수 있는 유체 순환 시스템, 여과 시스템을 적절하게 연결하여 몰드를 설치하는 것이 필요하기 때문이다. 교반기(1) 및/또는 그의 사용 방법의 특별한 특징에 기인하여, 유도 권선의 냉각 시스템이 없는 교반기(1)의 용액을 얻을 수 있다.
교반기(1)는 본체(2)로 구성되는 데, 본체(2)는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 욕(19)의 일부를 에워싸도록 몰드(8) 위에 교반기(1)가 적용될 수 있도록(도 7, 도 8, 도 15) 바람직하게 폐쇄된 도넛 형상을 가진다.
본체(2)는 단면으로 원 형상을 가질 수 있고, 또는 도시된 경우와 같이(도 3, 도 4, 도 5), 예컨대, 교반기(1)의 본체(2) 부분을 구성하는 폐쇄된 다각형 형상을 형성하도록 서로 결합된 하부 원형 부분과 상부의 사각형 부분으로 구성되는 다각형 형상을 가질 수 있다.
보다 상세하게는, 본체(2)의 상부는 바람직하게 평탄해서 용이하게 조립할 수 있고 내부 배선의 연결부(3)의 전기 연결을 위해 단자 보드(40)를 배치할 수 있으며, 선택적으로, 다극 커넥터를 이용할 수 있다. 다른 한편, 본체(2)의 측면 및 하부는 설치 조건에 따라 원형, 사각형 또는 다각형 형상을 가질 수 있다. 원형이나 다각형 형상이 일반적으로 바람직한 데, 교반기가 내부에 삽입되는 내화 재료의 형상에 더욱 잘 합치하고 따라서 가능한 설치된 몰드에 함유된 용융 금속에 접근할 수 있으며, 교반 효과를 최대화한다.
교반기(1)는 몰드(8)의 벽 근처에 예컨대 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속 욕(19)에 더욱 효과적으로 작용할 수 있도록 몰드(8)의 내화 재료 근처에 설치된다(도 7, 도 15). 교반기(1)는 바람직하게 몰드(8) 벽에 직접 접촉하지 않는 상태로, 특히 바람직한 실시예에서 교반기가 냉각되지 않은 상태로 설치된다(도 7, 도 15). 실제로, 교반기의 냉각이 없는 경우, 그들 사이의 접촉이 없으면, 벽, 예컨대, 내화 재료의 벽에 대한 교반기의 이격 조건은 벽으로부터 교반기로의 열 전달에 의한 온도 변동은 감소되고, 이러한 요인에 의하여 냉각되지 않은 교반기를 사용할 수 있으며 그 결과 비용이 절감되고 설치가 단순화할 수 있는 이점을 가져온다.
특히, 출원인은 교반기의 다른 가능한 위치들에 대해 최적의 교반 효과를 얻도록 할 수 있는 최적의 설치 위치를 발견하였다. 실제로, 몰드(8) 내측에서 교반기의 너무 낮은 위치에 의하여 형성되는 바의 고형 외부 표면의 형성이 진행된 구간에서의 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속 욕(19)의 교반을 발생할 수 있고, 이로써 교반기는 표면 결함의 발생을 소정의 정도 저하시키지 못한다. 몰드(8) 내측의 교반기의 너무 높은 위치에 의하면 형성되는 바의 고형 외부 표면의 형성 구간으로부터 너무 먼 구간에서 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속 욕(19)의 교반을 발생시키므로, 더욱 큰 밀도의 전류를 적용함으로써 교반기의 전력을 증대시키지 않으면, 교반기는 표면에서의 결함 발생을 소정 만큼 저하시키고 구형 입자의 크기를 감소시키는 데 효과적이지 못하며, 이는 발견된 용액에 대해 유효성의 저하를 의미하고, 더욱이 불가피하게 교반기의 전자기장을 생성하는 권선에서의 고밀도 전류의 통과에 의하여 생성된 열을 제거하기 위한 냉각 시스템을 구비해야 하는 필요성에 도달한다. 교반기의 반월판에 너무 근접한 설치 또는 너무 활성적인 작용에 의하여 또한 산화물 필름이 응고된 금속바에 산화물을 도입하는 것과 충돌하도록 용융 금속을 보호할 수 있다.
그러므로, 본 발명은 단지 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 형태로 용융 금속을 주조하기 위한 몰드에서 교반기(1)를 제조하는 것에 관련될 뿐만 아니라, 교반기의 더 큰 작동 효율성에 의하여 낮은 밀도의 전류를 사용할 수 있도록 하여 교반기의 권선용 특수한 냉각 시스템에 대한 필요성을 제거하는 이전에 설명된 이점을 획득할 수 있도록 하는 최적의 설치 위치를 발견하는 방법에 대한 것이다.
특히, 최적 위치는 몰드의 단면 변경 구간에 대응하는 몰드(8)의 구간 근처이며(도 7), 여기서 몰드(8)의 부분은 몰드(8)에 대해 수평으로 그리고 횡방향으로 배치된(도 8) 도입 채널(21)의 도입구(11)를 관통하여 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속의 도입 부분(14)을 구성하는 더 작은 직경을 가지는 제1 구간으로부터 몰드 내로 공급된다. 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속의 도입 부분(14)은 내화 재료로 제조된 도입 용기 형태로 제조될 수 있다. 또 다른 최적의 위치(도 15)는 접촉면의 형성을 증대시키는 링(13)이 위치하는 몰드(8)의 구간 아래이다.
교반기(1)의 본체(2) 내측에서 권선(7)이 적용되는 데(도 6), 이것은 도넛형 코어(6) 부분의 직경(D)과 도넛형 코어(6)의 평균 반경(R)에 의하여 규정된 도넛형 권취 구조에 따라 코어(6) 위에 권취된 컨덕터 와이어의 적어도 일 층으로 구성된다. 예컨대, 권선(7)은 50과 200개의 코일 사이의 코일에 함유된 수의 코일, 바람직하게 약100 코일들의 형태로 제조될 수 있으며, 코일들은 10과 40mm 사이의 직경(D)을 가지는 코어에 권취된 에나멜 코팅된 구리선 코일들이다. 예컨대, 권선은 0.5와 3mm 사이의 직경을 가지는 에나멜 코팅 구리선일 수 있다.
코어(6)의 도넛 형상은 바람직하게 110과 450mm 사이의 도넛 형상의 직경을 가지는 원형 도넛 형상이다.
바람직한, 비제한적인 실시예(조 11, 도 12)에서, 권선(7)은 6개 그룹의 권선 코일(27, 28, 29, 30, 31, 32)들로 구성되고, 코일(27, 28, 29, 30, 31, 32) 그룹은 서로 균등하게 이격되고 코일(27, 28, 29, 30, 31, 32)의 그룹들은 각각 코일(27, 28, 29, 30, 31, 32)들의 그룹의 다른 그룹의 코일의 수와 같다. 설명된 바와 같이, 권선 코일들의 그룹의 권선은 도넛 형태의 내부 코일(6) 둘레에 있다. 교반기의 대칭 중심축(22)에 대해 반대의 코일(27, 28, 29, 30, 31, 32) 그룹들은 직렬로 연결된다. 예컨대, 6개 그룹의 코일(27, 28, 29, 30, 31, 32)들의 구조에서, 코어(6)의 도넛 구조를 따라 연속으로:
- 제1 그룹의 코일(27);
- 코일(28)들의 제2 그룹의 제1 코일이 코일(27)들의 제1 그룹의 최종 코일에 근접 상태인 제2 그룹의 코일(28);
- 코일(29)들의 제2 그룹의 제1 코일이 코일(28)들의 제2 그룹의 최종 코일에 근접 상태인 제3 그룹의 코일(29);
- 코일(30)들의 제4 그룹의 제1 코일이 코일(29)들의 제3 그룹의 최종 코일에 근접 상태인 제4 그룹의 코일(30);
- 코일(31)들의 제5 그룹의 제1 코일이 코일(30)들의 제4 그룹의 최종 코일에 근접 상태인 제5 그룹의 코일(31);
- 코일(32)들의 제6 그룹의 제1 코일은 제5 그룹의 코일(31)들의 최종 코일에 근접하고 제6 그룹의 코일(32)의 최종 코일은 제1 그룹의 코일(27)들의 제1 코일에 근접 상태인 제6 그룹의 코일(32)으로 구성된다.
교반기의 대칭 중심축(22)에 대한 반대 그룹의 코일(27, 28, 29, 30, 31, 32) 그룹의 직렬 연결은 따라서 이하와 같은 연결(도 11, 도 12)에 의하여 달성된다:
- 제1 공급 단말(34)과 제1 시리즈의 공통 연결 단말이 구비된 제1 시리즈(27, 30)의 코일 그룹을 실현하는 제4 그룹의 코일(30)의 제1 코일에의 제1 그룹의 코일(27)의 최종 코일의 연결;
- 제2 시리즈의 제2 공급 단말(35)과 공통 연결 단말이 구비된 제2 시리즈(28, 31)의 코일 그룹을 실현하는 제5 그룹의 코일(31)의 제1 코일에의 제2 그룹의 코일(29)의 최종 코일의 연결;
- 제3 시리즈의 제3 공급 단말(36)과 공통 연결 단말이 구비된 제3 시리즈(29, 32)의 코일 그룹을 실현하는 제6 코일(32) 그룹의 제1 코일에의 제3 그룹의 코일(29)의 최종 코일의 연결.
시리즈 각각의, 즉, 제1 시리즈(27, 30), 제2 시리즈(28, 31), 제3 시리즈(29, 32)의 공통 연결 단말은 코일 그룹의 제1 시리즈(27, 30)의 제1 공급 단말(34), 코일 그룹의 제2 시리즈(28, 31)의 제2 공급 단말(35), 코일 그룹의 제3 시리즈(29, 32)의 제3 공급 단말(36)을 추가로 포함하는 3상 전기 연결의 별 형상 연결부(33)의 공통 중심을 형성하도록 직렬로 공통 연결점에서 세 쌍의 보빈들에 연결된다.
별 연결부(33)의 공통 중심, 코일 그룹의 제1 시리즈(27, 30)의 제1 공급 단말(34), 코일 그룹의 제2 시리즈(28, 31)의 제2 공급 단말(35), 코일 그룹의 제3 시리즈(29, 32)의 제3 공급 단말(36)은 3-상 공급 스위치판(37)에 연결되고(도 12), 이는 코일들의 그룹의 제1 시리즈(27, 30), 제2 시리즈(28, 31), 제3 시리즈(29, 32)에 제1 시리즈의 전류(I34), 제2 시리즈의 전류(I35), 제3 시리즈의 전류(I36) 형태로 교반기(도 13)의 공급 전류를 각각 제공하며, 전류들은 3-상 공급의 상-이동에 따라 서로 상-이동된다. 교반기의 공급 전류에 기인하여, 교반기는 회전 자기장을 생성한다. 특히, 시리즈의 하나의 전기적인 상-이동을 0으로 규정함으로써, 예컨대, 제1 시리즈(27, 30)를 기준으로 설정하면, 제2 시리즈(28, 31)에 존재하는 이어지는 상-이동은 240도일 것이고 제3 시리즈(29, 32)에 존재하는 상-이동은 120도일 것이다.
권선(7)이 6개 그룹의 권선 코일(27, 28, 29, 30, 31, 32)들로 구성되는 바람직한 실시예가 설명되었지만, 권선 코일들의 연속적인 그룹들 사이에 연속으로 상-이동된 전류를 공급하는 것에 의하여, 더 크거나 더 작은 수의 적절하게 제어된 권선 코일들의 그룹들로 권선(7)이 구성된 대체적인 방안을 제공할 수 있음이 이 기술 분야의 통상의 기술자에게는 명백하다. 예컨대, 소정의 회전하는 자기장을 생성하기 위하여 순차적으로 상-이동된 전류를 인가함으로써 구동된 권선 코일의 5, 7, 8, 9, 10, 11, 12개의 연속적인 그룹을 가진 방안을 제공할 수 있다.
그러므로, 교반기(1)는 도넛형 코어(6)를 포함하는(도 6) 교반기(1)이고, 나선 코어 위에서, 권선(7)이 제조되고 몰드 내측에서 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속욕(19)을 교반하는 전자기장을 생성하는 전류가 내부에서 순환하고, 권선(7)은 교반기(1)의 대칭 중심축(22)에 대해 기본적으로 방사상 방향에 따라 또는 코어(6)의 도넛 형상에 따라 배치된(도 6) 권선 평면(23) 위에 권취된 적어도 하나의 시리즈를 이루는 권선 코일의 형태로 제조된다.
그러므로, 교반기(1)는 다른 유형들에 공통으로 적용되는 돌출 자극을 가진 공지 유형의 교반기가 아니다. 실제로, 돌출 자극 기술에 의하여, 주조 머신의 형상에 의하여 주어지는 크기 한정에 부합하는 고-성능 교반기를 구현할 수는 없을 것이다. 실제로, 돌출 자극의 존재가 교반기의 외경을 상당히 증대시키므로 제시된 방안은 설치 공간 절약성의 면에서 상당한 이점을 가진다.
더욱이, 본 발명에 따른 교반기는 모든 측면에서 돌출 자극들이 없는 회전형 교반기이고 몰드 내측에서 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융금속 욕(19)의 회전 전자기장(도 9, 도 10)을 생성하도록 구성되고 구조화되므로, 본 발명에 따른 교반기(1)는 반발력을 생성하는 교반기의 공지의 방안들에 대해 두드러진다.
코어(6)는 탄소강, 실리콘강, 페라이트 또는 유사 재료와 같은 강자성 재료로 제조된다. 코어는 권선 지지체(7)를 획득하기 위하여 서로 이어서 배치되거나 고정된 여러 부품들이나 시트들로 구분된 하나의 단일 블록으로 구성될 수 있다. 예컨대, 코어(6)는 세트를 이루는 적층들에 의하여 제조될 수 있다.
일 실시예에서, 전자기적인 교반장치(1)는 코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32) 그룹 형태의 하나 이상의 컨덕터 권선들을 가진 코어(6)의 수용 케이싱을 구성하는 본체(2)를 포함할 수 있다(도 5). 코어(6)와 각각의 권선(7)은 교반기(1)의 본체(2) 내측에 위치된다. 본체(2) 내측에 형성된 시트 용적에 대해 그리고 권선(7)에 의한 코어(6)의 삽입에 의한 시트의 충진에 대해, 잔여 내부 공간(5)은 충진 재료로 채워질 수 있다. 이 재료는 진동-방지 기능을 가지므로, 금속 재료로 제조된 교반기(1)의 본체(2)와 권선을 포함하는 자성 코어(6)를 일체로 구성한다. 충진 재료는 또한 교반기 외측의 권선(7)에서의 전류 순환에 의해 생성된 열 전달에 의하여 온도 교환을 증대시킨다.
일 실시예에서(도 14), 본체(2)는 하나 이상의 권선으로 코어(6) 내측을 채워 내화 재료(44)의 케이싱 형태로 제조되며, 즉, 본체(2)는 코어(6)와 권선(7)을 수용하는 케이싱을 구성하는 금속 구조적인 작업을 포함하지 않으므로, 그러한 방안에 의하여 동일한 강도를 가지는 구동 전류에 의하여 생성된 회전 자기장에 의하여 생성된 교반 작용을 더욱 효과적이게 한다.
교반기(1)에는 바람직하게 몰드(8) 내측에서 교반기(1)의 장착 시트(9) 위로 배치되는 지지판(10)이 구비된다(도 7, 도 15). 지지판(10)에 의하여 몰드 자체에 대한 조심 상태에 대해 더욱 정확한 조립이 가능해질 수 있고 또한 소정의 진동 효과를 감소시킬 수 있다.
교반기(1) 자체의 본체(2)에 일체화될 수 있는 잠금 시스템(4)에 의하여 고정이 이루어진다. 예컨대, 잠금 시스템(4)은 교반기의 본체(2)로부터 돌출하고 지지판(10) 위에서 고정하기 위한 대응하는 잠금 너트를 설치하기 위한 세트를 이루는 스크류들을 포함할 수 있다. 대체적인 방안으로서, 지지판(10) 위의 교반기(1)의 체결 스크류의 몇 개의 조임 시트를 제공할 수 있다.
교반기의 본체(2)로부터 돌출하는 세트를 이루는 스크류들로 구성된 잠금 시스템(4)이 구비된 방안에서, 스크류는 내부 도넛 코어(6) 위에 용접되고, 이러한 방안에 의하면 더 큰 기계적인 안정성과 더 큰 저항 및 진동에 대한 둔감함을 제공할 수 있으므로 효과적이다. 용접은 잠금 브래킷(26)에 의하여 발생할 수 있다.
예컨대, 약300mm의 본체(2)의 내경과 약390mm의 외경, 및 약45mm의 본체(2) 높이를 가지는 교반기(1)가 제공될 수 있다. 그러한 치수는 300과 380mm 사이의 직경을 가지는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 바를 주조하기 위한 몰드에 특히 적합하다.
일반적으로, 교반기(1)는 100과 400mm 사이의 내경, 140과 480mm 사이의 외경, 40과 80mm 사이의 본체(2) 높이를 가지는 본체(2)를 가질 수 있다.
교반기(1)에는 5Hz와 50Hz 사이의 주파수를 가지는 사인 전류와 20과 100V 사이의 Vrms 값을 가지는 구동 전압에서 5와 10A 사이의 Irms 값을 가지는 전류가 공급된다. 특히, 최적의 사용 주파수는 제조된 금속 바의 크기에 따라, 즉, 주조 포맷에 따라 선택될 수 있다. 상세하게는, 주조 단면의 크기가 작을수록 커지고, 주조 단면이 작을수록 더 작은 주파수가 사용될 수 있다. 달리 말하면, 사용 주파수는 주조 단면의 감소에 따라 증가한다. 예컨대, 330mm의 직경을 가지는 둥근 포맷에 대한 10Hz 주파수와, 150mm의 직경을 가지는 둥근 포맷에 대한 30Hz의 주파수를 제공할 수 있다.
효과적으로, 교반기(1)는 전속인 냉각 회로를 필요로 하지 않는다. 그의 특징에 의하여, 실제로, 교반기는 이전에 표시된 전류와 주파수 값에서는 정확한 작동을 위하여 냉각되는 것이 필요하지 않았다.
권취된 재료의 와이어 부분은 실제로 쥬울 효과의 손실을 상당히 감소시키고 열 성능을 소비한다. 정확한 냉각을 위하여 교반기 내측에 채널을 제공하고 냉각 유체 파이프를 연결하기 위하여 단자판에 필요 공간을 제공할 필요는 없으므로, 이 방안에 의하면 보다 밀집한 교반기를 제조할 수 있다.
이하에서 본 발명에 따른 교반기(1)의 전자기적인 성능에 관한 지시값들이 제시된다. 특히, 7.5A와 10Hz의 구동 전류와 주파수 값에 대해 각각 액체 알루미늄에서의 교반기에 의하여 유발된 힘을 인식할 수 있다. 교반기에 의하여 유도된 힘은 수평면 위에 지시된다.
교반기(1)는 몰드(8) 내측의 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속(19)에서 힘의 회전 패턴을 유도한다. 교반기는 폐쇄링으로 제조되므로, 힘은 몰드(8)의 전체 가가도상 연장부를 따라 그리고 따라서 전체 각도상 몰드(8)를 따라 일정하다.
중심축(22)에 상응해서 교반기(1)의 환상 본체(2)의 중심을 관통하여 통과하는 수평면에 관련하여(도 9), 0.1 내지 1m/s, 바람직하게 0.6m/s 범위의 값에 이르는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속(19)의 회전 속도를 얻을 수 있고, 화살표는 용융 금속(19)의 속도 벡터를 나타내며 화살표가 길수록 속도가 더 크다.
몰드 레벨(15)의 위치에 대응하는 수평면에 관련하여(도 10), 0.5m/s에 이르는 값의 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속(19)의 회전 속도를 얻을 수 있고, 화살표는 용융 금속(19)의 속도 벡터를 나타내고 화살표가 길수록 속도가 더 크다.
두 개의 도면(도 9, 도 10)들로부터, 양측 단면에서 생성된 운동은 회전 운동인 것을 알 수 있고, 교반기(1)에 의한 강제 교반 구역으로부터 멀지만, 반월형 부분에서 속도가 높게 유지된다(도 9).
최대 속도값은 단면 변경 구역 또는 결합 구역(12)에서 그리고 그래파이트 링(13)에 대응하는 구역에서 얻어진다.
본 발명에 따른 구조에 의하여 공지 구조를 가지는 기존의 교반기 사용예에 대해 상당히 향상된 성능을 얻을 수 있으며, 반월부(15)로부터 시작하고 단면 변경구역 또는 결합 구역(12)에 이르는 넓은 구역에서 균일한 교반을 제공하기 위해서 어느 경우에나 가능하지 않을 수 있는 50% 낮은 회전 속도값에 도달하는 것을 유의하여야 한다.
다른 한편, 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속(19)의 수직 단면을 따른 힘의 배치를 분석하면, 힘은 용융 금속(19)의 도입부(14)의 직경보다 더 큰 직경을 가지는 그래파이트 링(13)에 상응하여 배치되는 응고 개시 구역(20)과 몰드(8) 도입부(14) 사이의 결합 구역(12)의 존재에 기인하여 단면 변화가 발생하는 몰드 구역에서 밀도가 보다 더 크다. 즉, 교반기(1)의 평면에 대응하는 평면에 가로질러 배치된 몰드 구역에서 힘은 보다 크다. 달리 말하면, 몰드 내측의 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 액상 욕에서 유발되는 교반은 축(22)에 대응하는 교반기의 환형 본체(2) 중심을 관통하는 평면에 대응하여 더 크다(도 9).
얻어진 결과는 가장 흥미로운 구역, 즉, 그래파이트 링(13)에 대응하는 구역을 향하여 배치된 교반력을 얻고, 이로써 욕의 균일화를 위한 소정의 교반 효과에 대해 가장 효과적인 상태와 표면에서의 결함 발생의 감소를 얻는다.
더욱이, 교반기의 구동 주파수의 변경에 따른 교반기의 효과가 분석되어, 교반기로부터 교반기 자체의 공급 주파수에 따른 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속(19)으로 전달된 토크를 관찰하면, 대략 5와 15Hz 사이, 바람직하게 10Hz의 구동 주파수용 최대 값을 얻는다. 구동 주파수 값이 더 크면, 주파수 증가에 따라 전달된 토크가 감소한다. 대략 5와 15Hz 사이의 구동 주파수에 의하여 작동될 때, 교반기의 효과는 최대화되고 전기 소비는 최적화된다.
주조 벤치(17)의 예시된 실시예(도 8)에서, 각각 본 발명에 따른 교반기 내측에 설치된 일련의 6개의 몰드들을 구비한 방안을 참조하지만, 본 발명은 또한 더 많거나 작은 수의 몰드들을 가지는 주조 벤치에 적용될 수 있는 것은 명백할 것이다.
몰드(8)에 의하여 주조될 수 있는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 바 형태의 제품 포맷은, 예컨대, 단면 변화 구역 또는 결합 구역(12) 아래 응고 개시 구역(20)에 대응하여 몰드(8) 직경에 상응하는 100과 400mm 사이의 직경과 원형 단면을 가지는 바일 수 있다. 교반기(1)에는 내부 권선의 온도를 감시하기 위한 감시 시스템이 구비되는 데, 이는 과-온도 경보를 전송하기 위하여 필요하다. 예컨대, 내부 권선의 적어도 하나에 대응해서, 연속 상태로 온도를 검출하는, 예컨대(도 12), 서모커플 형태의 온도 측정 시스템(39)을 고정할 수 있다. 일정한 한계를 넘으면 교반기(1)의 구동 인버터에 작용하는 것에 의하여 시스템의 작동을 차단하는 제어 유닛(38)에 의하여 온도 측정 시스템(39)의 신호는 감시된다.
교반기(1)는 바람직하게 몰드(8) 근처에 위치된 로컬 접합 박스와 변압기를 가진 각각의 인버터 스위치판에 의하여 공급되는 데, 로컬 접합박스는 선택적으로 더 많은 몰드(8)들이 구비된 주조 벤치(17)에 설치할 경우 더 많은 수의 교반기(1)를 연결하기 위한 것일 수 있다.
결론적으로, 본 발명은 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속(19) 주조용 몰드(8)용 전자기 교반장치(1)(도 7, 도 8, 도 15)에 대한 것으로(도 1, 도 2, 도 3, 도 4, 도 5, 도 6, 도 14), 전자기 교반장치(1)는 몰드(8) 내측에서 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속(19)을 교반하기 위한 전자기장을 생성하는 전류의 순환을 위한 전도성 코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32)의 그룹 형태의 하나 이상의 컨덕터 권선들과 권선 코어(6)를 포함한다.
코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32)들의 그룹 형태로 하나 이상의 권선 코일들이 코어(6)의 도넛 형상의 대칭 중심축(22)에 대해 기본적으로 방사 방향(24)을 따라 배치된 권선 평면(23)에서 코어(6) 둘레에 감기는 구조에 따라 코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32)들의 그룹 형태로 하나 이상의 권선 코일용 지지 요소를 구성하는 도넛 형상을 코어(6)는 가진다.
코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32)들의 그룹 형태의 하나 이상의 권선들은 바람직하게 코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32)들의 그룹의 쌍을 포함하는 데, 여기서 각각의 코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32)들의 그룹의 쌍은 두 그룹의 코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32)들로 구성되고, 여기서:
쌍을 이루는 코일의 하나의 그룹은 코어(6)의 도넛 형상의 전개의 제1 아크(42', 42", 42'")을 따라 코어(6)에 권취되고;
쌍을 이루는 코일의 다른 그룹은 코어(6)의 도넛 형상의 진행의 제2 아크(43', 43", 43'")을 따라 코어(6)에 권취되고;
제1 아크(42', 42", 42'")와 제2 아크(43', 43", 43'")는 코어(6)의 도넛 형상의 축(22)에 대해 서로 반대측 아크들이다.
코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32)들의 그룹들의 쌍의 각각의 코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32)들의 그룹은 직렬 연결 구조에 따라 서로 연결되고(도 11, 도 12), 코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32)들의 그룹의 각각의 쌍은 코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32)들의 그룹의 각각의 쌍의 코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32)들의 그룹에 대해 제1 연결 단부와 제2 연결 단부 및 중간 연결부를 포함한다. 코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32)들의 그룹의 쌍의 각각의 제2 연결 단부는 별 연결부(star connection)의 공통 중심(33)을 구성하는 공통 연결점(common connection point)에서 코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32)들의 그룹의 다른 쌍의 각각의 제2 단부들에 연결된다. 이렇게, 코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32) 그룹의 각 쌍의 제1 연결 단부의 조립체는 별 연결부의 공통 중심(33)에 대해 서로 상-이동된(phase-shifted) 사인 전류의 공급 시스템과 연결 계면(connection interface)을 구성한다.
코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32)들의 그룹의 쌍의 각각의 전류는 몰드(8) 내측에서 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속(19)을 교반하기 위한 회전 전자기장을 생성하기 위하여 코어(6)의 도넛 형상을 따라 코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32)들의 그룹의 인접한 쌍의 전류에 대해 상-이동된다.
바람직한 비제한적인 실시예에서, 코일(27, 28, 29, 30, 31, 32)들의 그룹은, 이전에 정의된 제1 그룹의 코일(27), 제2 그룹의 코일(28), 제3 그룹의 코일(29), 제4 그룹의 코일(30), 제5 그룹의 코일(31), 및 제6 그룹의 코일(32)을 포함하는 코일(27, 28, 29, 30, 31, 32)들의 6개 그룹으로 구성된다(도 11, 도 12).
특히, 코일(27, 28, 29, 30, 31, 32)들의 6개 그룹은 3쌍의 코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32)을 포함하며, 여기서:
제1 쌍의 코일 그룹들은, 제1 쌍의 코일 그룹들의 제1 아크(42')를 따라 감긴 제1 그룹의 코일(27)과 제1의 쌍의 코일 그룹들의 제2 아크(43')를 따라 감긴 제4 그룹의 코일(30)로 구성되고;
제2 쌍의 코일 그룹들은, 제2 쌍의 코일 그룹의 제1 아크(42")를 따라 감긴 제2 그룹의 코일(28)과 제2의 쌍의 코일 그룹들의 제2 아크(43")를 따라 감긴 제5 그룹의 코일(31)로 구성되고;
제3 쌍의 코일 그룹들은, 제3 쌍의 코일 그룹들의 제1 아크(42'")를 따라 감긴 제3 그룹의 코일(29)과, 제3의 쌍의 코일 그룹들의 제2 아크(43'")를 따라 감긴 제6 그룹의 코일(32)로 구성된다.
바람직하게, 코일들의 그룹의 제1 쌍의 제1 아크(42')의 길이, 코일들의 그룹의 제1 쌍의 제2 아크(43')의 길이, 코일들의 그룹의 제2 쌍의 제1 아크(42")의 길이, 코일들의 그룹의 제2 쌍의 제2 아크(43")의 길이, 코일들의 그룹의 제3 쌍의 제1 아크(42'")의 길이와 코일들의 그룹의 제3쌍의 제2 아크(43'")의 길이는 동일하다.
각각의 코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32) 그룹들의 각각의 그룹은 바람직하게 코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32) 그룹들의 다른 그룹의 권선 코일들의 수와 같은 수의 권선 코일들을 가진다.
앞에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 전자기 교반 장치(1)에 의하면, 설명된 특징에 의해서, 전자기 교반 장치(1) 내측에 순환하는 유체에 의한 냉각 시스템이 없고 또한 돌출 자극들이 없는 교반기를 획득할 수 있다.
본 발명은 또한 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융금속(19)으로부터 응고된 금속 바의 응고용 몰드(8)에 대한 것으로(도 7, 도 15), 상기 몰드(8)에는,
- 응고된 금속 바의 추출을 위하여 개방된 저부 구멍;
- 응고된 금속 바의 추출을 위하여 상기 구멍 반대측의 용융 금속(19)의 도입부(14);
- 응고된 금속바의 추출을 위한 구멍과 용융 금속(19)의 도입부(14) 사이에 배치된 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속(19)의 응고를 위한 응고 개시 구역(20);
- 상기 몰드(8)의 시트(9) 내에 내장되고, 하나 이상의 권선들이 둘레에 감긴 중심(C)을 가진 권취 단면을 가지는 지지 요소를 구성하고, 몰드(8) 내측에서 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융금속(19)의 교반을 위한 전자기장을 발생하기 위한 전류를 순환시키기 위한 컨덕터 코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32)의 그룹 형태의 하나 이상의 컨덕터 권선들과 도넛 형상을 가지는 권선 코어(6)를 포함하는 전자기 교반 장치(1)가 포함된다.
특히, 몰드(8)의 내측에 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속(19)의 응고를 위한 응고 개시 구역(20)에 대해 특수한 거리(S)에 위치되는 교반기(1)를 설치할 수 있다.
특히, 교반기의 도넛 형상의 권취 코어를 고려하면(도 7, 도 15), 최적의 설치는, 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속(19)의 전자기 교반장치(1)를 내장하기 위한 몰드(8)의 상기 시트(9)가, 상기 중심(C)이 상기 응고 개시 구역(20)의 단부들의 하나로부터 ± 140mm 사이, 바람직하게 ± 100mm 사이의 일정 거리(S)에 배치되는 위치에서 상기 몰드(8)의 내측에서 획득되는 것으로 인식된다.
몰드(8)는 바람직하게 용융 금속(19)의 응고를 증대시키는 링(13)을 추가로 포함하는 유형으로, 링(13)은 응고 개시 구역(20)에 대응하여 위치된다. 응고를 증대시키는 링(13)이 구비된 몰드의 경우, 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속(19)의 전자기 교반 장치(1)를 내장하기 위한 몰드(8)의 시트(9)는, 코어(6)의 권취 단면의 중심(C)이 링(13)의 수직 연장부의 중간 평면(25)으로부터 ± 170mm 사이, 바람직하게 ± 150mm 사이의 거리(U)에 배치되는 위치(도 7, 도 15)에서 몰드(8) 내측에서 얻어지는 것으로 인식된다.
몰드(8)는 바람직하게 용융 금속(19)의 도입부(14)의 전체 폭에 대해 더 큰 전체 폭을 가지는 유형으로, 응고 개시 구역(20)과 도입부(14)는, 다른 폭을 가지는 응고 개시 구역(20)과 도입부(14)를 결합하는 경사 부분을 포함하는 결합 부분(12)에 의하여 서로 결합된다. 더욱 바람직하게, 몰드(8)는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속(19)의 공급 입구(11)를 포함하고, 공급 입구(11)는 용융 금속(19)의 도입부(14)의 측면에 대응하는 측면 수직 노치 형태로 얻어진다.
본 발명은 알루미늄 또는 알루미늄 합금 주조용 몰드(8)에 함유된 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속(19)의 교반방법으로서, 이 방법은 상기 몰드(8) 내측에 용융 금속(19)의 전자기 교반장치(1)의 공급 단계를 포함하며, 전자기 교반장치(1)의 공급 단계는 도넛 형상을 가지는 권선 코어(6) 둘레에 감긴 전자기 교반 장치(1)의 컨덕터의 하나 이상의 권선을 공급하는 단계이며, 컨덕터 코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32)의 그룹 형태로 감긴 하나 이상의 컨덕터의 권선들이 상기 몰드(8) 내측에서 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속(19)을 교반하기 위한 전자기 장을 발생하기 위한 전류를 순환시키기 위한 것으로, 코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32)들의 그룹 형태로 감긴 컨덕터의 하나 이상의 권선들을 공급하는 단계는, 상기 코어(6)의 도넛 형상의 대칭 중심축(22)에 대해 기본적으로 방사 방향(24)을 따라 배치된 권취 평면(23)에서 코어(6) 둘레로 감긴 코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32)들의 쌍을 이루는 그룹에 서로 위상-이동된 사인 공급 전류를 공급하는 단계이며, 각각의 코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32) 그룹의 쌍은 두 개의 그룹의 코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32)로 구성되고, 여기서, 쌍을 이루는 코일 그룹의 하나는 코어(6)의 도넛 형상의 전개의 제1 아크(42', 42", 42'")를 따라 상기 코어(6)에 감기고, 쌍을 이루는 코일 그룹의 다른 하나는 상기 코어(6)의 도넛 형상의 전개의 제2 아크(43', 43", 43'")를 따라 상기 코어(6)에 감기고, 상기 제1 아크(42', 42", 42'")와 상기 제2 아크(43', 43", 43'")는 상기 코어(6)의 도넛 형상의 대칭의 중심축(22)에 대해 서로 반대측의 아크이고, 서로 상-이동된 사인 공급 전류를 가진 상기 공급 단계는 상기 몰드(8) 내측에서 용융 금속(19)의 교반을 유도하는 회전하는 자기장을 생성한다.
이 방법은 바람직하게, 코일(7, 27, 28, 28, 29, 30, 31, 32)들의 쌍을 이루는 그룹의 각각의 코일(7, 27, 28, 28, 29, 30, 31, 32)들의 그룹은 이전에 설명된 바와 같은 직렬 연결 구조에 따라 그리고 보다 상세하게는 별 연결부(33)의 공통 중심에 따라, 서로 연결되는 것으로 인식된다.
본 발명은 또한 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속(19)으로부터 응고된 일련의 금속 바들의 응고를 위한 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 주조 머신에 대한 것으로, 상기 주조 머신은 알루미늄 또는 알루미늄 합금 형태의 용융 금속(19)의 공급 채널(18)에 의하여 공급된 일련의 몰드(8)를 장착하기 위한 베이스(16)가 구비된 주조 벤치(17)를 포함하며, 적어도 하나의 몰드(8)는 이전에 설명된 바와 같은 몰드(8)이다.
본 발명은 또한 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속(19)으로부터 응고된 일련의 금속 바들의 응고를 위한 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 주조 머신에 대한 것으로, 상기 주조 머신은 알루미늄 또는 알루미늄 합금 형태의 용융 금속(19)의 공급 채널(18)에 의하여 공급된 일련의 몰드(8)를 장착하기 위한 베이스(16)가 구비된 주조 벤치(17)를 포함하며, 적어도 하나의 몰드(8)는 이전에 설명되었던 것과 합치하여 제조된 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속(19)의 전자기 교반 장치(1)를 포함한다.
본 발명은 또한 알루미늄 또는 알루미늄 합금 바를 제조 및 가공하기 위한 플랜트에 대한 것으로, 이 플랜트는 이전에 설명된 바와 같은 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속(19)으로부터 응고된 일련의 금속 바의 응고를 위한 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 주조 머신을 포함하며, 특히 상기 설명된 특징을 가지는 전자기 교반 장치가 구비되거나 상기 설명된 방법에 따라 작동하거나 응고 구간에 대한 배치에 따라 장착된 몰드를 포함한다.
본 발명의 상세한 설명이 바람직한 실시예에서 첨부 도면에 관련해서 이루어졌으나, 전술한 상세한 설명을 참고로 이 기술 분야의 통상의 전문가는 많은 가능한 변화, 수정 및 변형이 즉각 이루어질 수 있음이 명백하다. 따라서, 본 발명은 상기 상세한 설명에 한정되지 않으나. 첨부 청구범위에 따른 모든 변화, 수정 및 변형을 포함하는 것이 이해되어야 한다.
첨부 도면들에 사용된 특정 번호들에 대해, 이하의 명칭들이 사용되며:
1. 교반기 또는 전자기 교반장치
2. 본체
3. 연결부
4. 고정 시스템
5. 내부 공간
6. 코어
7. 권선
8. 몰드
9. 시트
10. 지지판
11. 입구
12. 결합부
13. 링
14. 내화 재료의 용기 또는 도입부
15. 수준
16. 베이스
17. 주조벤치
18. 공급 채널
19. 용융금속 상태
20. 응고 개시구역
21. 도입채널
22. 축
23. 권선평면
24. 방사방향
25. 중간평면
26. 브래킷
27. 제1 코일그룹
28. 제2 코일그룹
29. 제3 코일그룹
30. 제4 코일그룹
31. 제5 코일그룹
32. 제6 코일그룹
33. 별 연결부의 공통 중심
34. 제1 종결부
35. 제2 종결부
36. 제3 종결부
37. 3-상 공급 스위치판
38. 제어유닛
39. 온도측정 시스템
40. 단자판 또는 커넥터
41. 응고 전면
42'. 제1 쌍의 코일그룹의 제1 아크
42". 제2 쌍의 코일그룹의 제1 아크
42'". 제3 쌍의 코일그룹의 제1 아크
43'. 제1 쌍의 코일그룹의 제2 아크
43". 제2 쌍의 코일그룹의 제2 아크
43'". 제3 쌍의 코일그룹의 제2 아크
44. 내화 재료
C. 교반기 코어 중심
D. 직경
R. 반경
S. 응고 개시점으로부터의 거리
U. 응고 증대 링으로부터의 거리

Claims (34)

  1. 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속의 주조용 몰드의 전자기 교반장치(1)가, 권선 코어(6)와, 상기 몰드(8) 내측의 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속(19)의 교반용 전자기장을 발생하기 위하여 전류를 순환시키기 위한 전도성 코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32) 그룹 형태의 하나 이상의 컨덕터 권선들을 포함하며,
    알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속(19)의 전자기 교반장치(1)의 권선 코어(6)는, 코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32) 그룹 형태의 하나 이상의 권선 코일들이 코어(6)의 도넛 형상의 대칭 중심축(22)에 대해 본질적으로 방사상 방향(24)에 따라 배치된 권선 평면(23) 위에서 코어(6) 둘레로 권취되고, 코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32)의 그룹의 각각의 쌍이 두 개의 그룹의 코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32)로 구성되는, 코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32) 그룹 형태의 하나 이상의 권선 들이 쌍을 이루는 코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32)의 그룹을 포함하는 구조에 따라 코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32)의 그룹 형태의 하나 이상의 권선용 지지 요소를 구성하는 도넛 형상을 가지는 용융 금속의 주조용 몰드의 전자기 교반장치(1)에 있어서,
    쌍을 이루는 코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32)의 그룹의 각각의 코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32)의 그룹은 직렬 연결 구조에 따라 서로 연결되고,
    코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32) 그룹의 각각의 쌍은 제1 연결단부와 제2 연결단부 및 코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32) 그룹의 각각의 쌍의 코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32)의 그룹에 대한 중간 연결부를 포함하고, 코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32)의 그룹의 쌍의 각각의 상기 제2 연결단부는 별 형상 연결부(star connection)의 공통 중심(33)을 구성하는 공통 연결점에서 코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32)들의 그룹의 다른 쌍의 각각의 제2 단부들에 연결되고, 코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32)들의 그룹의 쌍의 각각의 제1 단부들로 구성되는 조립체는 별 형상 연결부의 공통 중심(33)에 대해 서로 상-이동되는 사인(sinusoidal) 전류의 공급 시스템을 가진 연결 계면을 구성하고,
    코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32) 그룹의 쌍의 각각의 전류는 상기 몰드(8) 내측의 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융금속(19)의 교반을 위한 회전하는 전자기 장을 발생하기 위하여 코어(6)의 도넛 형상을 따라 코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32) 그룹의 인접하는 쌍들의 전류에 대해 상-이동되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속(19)의 주조용 몰드(8)의 전자기 교반 장치(1).
  2. 제1항에 있어서,
    코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32)의 그룹의 각각의 쌍은 코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32)의 두 개의 그룹으로 구성되고 그 안에서;
    - 쌍을 이루는 코일 그룹의 하나는 상기 코어(6)의 도넛 형상 전개(development)의 제1 아크(42', 42", 42'")를 따라 상기 코어(6)에 권취되고;
    - 쌍을 이루는 코일 그룹의 다른 하나는 상기 코어(6)의 도넛 형상 전개의 제2 아크(43', 43", 43'")를 따라 상기 코어(6)에 권취되며;
    제1 아크(42', 42", 42'")와 제2 아크(43', 43", 43'")는 상기 코어(6)의 도넛 형상의 대칭 중심축(22)에 대해 서로 반대되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속(19)의 주조용 몰드(8)의 전자기 교반 장치(1).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 사인 전류는 5Hz와 50Hz 사이의 주파수를 가지며, 바람직하게 5 내지 10A의 Irms를 가지는 것을 특징으로 하는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속(19)의 주조용 몰드(8)의 전자기 교반 장치(1).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    6개 그룹의 코일(27, 28, 29, 30, 31, 32)로 구성되는 코일(27, 28, 29, 30, 31, 32)의 그룹은:
    - 제1 그룹의 코일(27);
    - 제2 그룹의 코일(28)의 제1 코일이 제1 그룹의 코일(27)의 최종 코일에 근접한 상태인 제2 그룹의 코일(28);
    - 제3 그룹의 코일(29)의 제1 코일이 제2 그룹의 코일(28)의 최종 코일에 근접한 상태인 제3 그룹의 코일(29);
    - 제4 그룹의 코일(30)의 제1 코일이 제3 그룹의 코일(29)의 최종 코일에 근접한 상태인 제4 그룹의 코일(30);
    - 제5그룹의 코일(31)의 제1 코일이 제4 그룹의 코일(30)의 최종 코일에 근접한 상태인 제5 그룹의 코일(31);
    - 제6 그룹의 코일(32)의 제1 코일이 제5 그룹의 코일(31)의 최종 코일에 근접한 상태이고 제6 그룹의 코일(32)의 최종 코일이 제1 그룹의 코일(27)의 제1 코일에 근접한 상태의 제6 그룹의 코일(32)을 포함하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속(19)의 주조용 몰드(8)의 전자기 교반 장치(1).
  5. 상기 청구항들의 어느 한 항에 있어서,
    6개의 코일(27, 28, 29, 30, 31, 32) 그룹은 3개 쌍의 코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32) 그룹을 포함하고:
    - 제1 쌍의 코일 그룹은, 제1 쌍의 코일 그룹의 제1 아크(42')를 따라 감긴 제1 그룹의 코일(27)과, 제1의 쌍의 코일 그룹의 제2 아크(43')를 따라 감긴 제4 그룹의 코일(30)로 구성되고;
    - 제2 쌍의 코일 그룹은, 제2 쌍의 코일 그룹의 제1 아크(42")를 따라 감긴 제2 그룹의 코일(28)과, 제2의 쌍의 코일 그룹의 제2 아크(43")를 따라 감긴 제5 그룹의 코일(31)로 구성되고;
    - 제3 쌍의 코일 그룹은, 제3 쌍의 코일 그룹의 제1 아크(42'")를 따라 감긴 제3 그룹의 코일(29)과, 제3의 쌍의 코일 그룹의 제2 아크(43'")를 따라 감긴 제6 그룹의 코일(32)로 구성되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속(19)의 주조용 몰드(8)의 전자기 교반 장치(1).
  6. 상기 청구항들의 어느 한 항에 있어서,
    제1 쌍의 코일 그룹의 제1 아크(42')의 길이, 제1 쌍의 코일 그룹의 제2 아크(43')의 길이, 제2 쌍의 코일 그룹의 제1 아크(42")의 길이, 제2 쌍의 코일 그룹의 제2 아크(43")의 길이, 제3 쌍의 코일 그룹의 제1 아크(42'")의 길이, 제3 쌍의 코일 그룹의 제2 아크(43'")의 길이는 동일한 것을 특징으로 하는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속(19)의 주조용 몰드(8)의 전자기 교반 장치(1).
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 직렬 연결 구조는:
    제1 시리즈의 제1 공급 단말(34)과 공통 연결 단말이 구비된 코일의 그룹의 제1 시리즈(27, 30)를 획득하는 코일(30)의 제4 그룹의 제1 코일에 코일(27)의 제1 그룹의 최종 코일을 연결하고;
    제2 시리즈의 제2 공급 단말(35)과 공통 연결 단말이 구비된 코일의 그룹의 제2 시리즈(28, 31)를 획득하는 코일(31)의 제5 그룹의 제1 코일에 코일(28)의 제2 그룹의 최종 코일을 연결하고;
    제3 시리즈의 제3 공급 단말(36)과 공통 연결 단말이 구비된 코일의 그룹의 제3 시리즈(29, 32)를 획득하는 코일(32)의 제6 그룹의 제1 코일에 코일(29)의 제3 그룹의 최종 코일을 연결하여 제조되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속(19)의 주조용 몰드(8)의 전자기 교반 장치(1).
  8. 상기 청구항들에 있어서,
    상기 제1 시리즈(27, 30), 제2 시리즈(28, 31), 제3 시리즈(29, 32)의 공통 연결 단말은 별 연결부(star connection)의 공통 중심(33)을 구성하는 공통 연결점에서 연결되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속(19)의 주조용 몰드(8)의 전자기 교반 장치(1).
  9. 상기 청구항들에서,
    서로 상-이동되는 사인 전류의 상기 공급 시스템은:
    제1 시리즈의 전류(I34)를 가진 제1 시리즈(27, 30);
    제2 시리즈의 전류(I35)를 가진 제2 시리즈(28, 31);
    제3 시리즈의 전류(I36)를 가진 제3 시리즈(29, 32)를 공급하기 위한 3상 유형의 공급 시스템이며, 전류는 3상(three-phase) 공급의 상-이동에 따라 서로 상-이동되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속(19)의 주조용 몰드(8)의 전자기 교반 장치(1).
  10. 상기 청구항들의 어느 한 항에 있어서,
    코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32) 그룹의 각각의 그룹은 코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32) 그룹의 다른 그룹의 권선 코일의 수에 이르는 권선 코일의 수를 가지는 것을 특징으로 하는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속(19)의 주조용 몰드(8)의 전자기 교반 장치(1).
  11. 상기 청구항들의 어느 한 항에 있어서,
    권선 코일의 수는 50과 200 코일 사이이고, 권선 코일의 수는 바람직하게 약100 코일에 이르는 것을 특징으로 하는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속(19)의 주조용 몰드(8)의 전자기 교반 장치(1).
  12. 상기 청구항들의 어느 한 항에 있어서,
    상기 코어(6)는 강자성 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속(19)의 주조용 몰드(8)의 전자기 교반 장치(1).
  13. 상기 청구항들의 어느 한 항에 있어서,
    상기 코어(6)는 도넛 형상을 가지는 단일 블록으로 구성되는 코어(6)와, 도넛 형상을 획득하도록 서로 이어 배치되거나 고정되는 부분 또는 시트로 구성되는 코어(6)에서 선택되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속(19)의 주조용 몰드(8)의 전자기 교반 장치(1).
  14. 상기 청구항들의 어느 한 항에 있어서,
    상기 코어(6)의 도넛 형상은 10과 40mm 사이의 코어 직경(D)을 가진 코어(6)와 110과 450mm 사이의 도넛 형상의 직경을 가진 원형 코어(6)에서 선택된 형상을 가진 원형 단면을 가진 도넛 형상인 것을 특징으로 하는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속(19)의 주조용 몰드(8)의 전자기 교반 장치(1).
  15. 상기 청구항들의 어느 한 항에 있어서,
    코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32)의 그룹 형태의 하나 이상의 컨덕터 권선을 가지는 코어(6)의 수용 케이싱을 구성하는 본체(2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속(19)의 주조용 몰드(8)의 전자기 교반 장치(1).
  16. 상기 청구항들의 어느 한 항에 있어서,
    상기 본체(2)는 내측에 하나 이상의 권선을 가진 코어(6)용의 삽입 시트를 형성하는 금속 용기 형태로 제조되고, 상기 전자기 교반 장치(1)는 바람직하게 하나 이상의 권선을 가진 코어(6)에 의하여 점유된 삽입 시트 용적에 대해 잔류 내부 공간(5)에 배치된 충진 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속(19)의 주조용 몰드(8)의 전자기 교반 장치(1).
  17. 제15항에 있어서,
    상기 본체(2)는 내측에 하나 이상의 권선을 가진 코어(6)를 포함하는 내화 재료(44)의 케이싱 형태로 제조되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속(19)의 주조용 몰드(8)의 전자기 교반 장치(1).
  18. 제15항 내지 제17항의 어느 한 항에 있어서,
    상기 본체(2)는 측면 부분에 결합된 평평한 상부 부분과 6각형 형상, 원형 형상과, 다각형 형상에서 선택된 형상의 하부 부분으로 구성된 단면 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속(19)의 주조용 몰드(8)의 전자기 교반 장치(1).
  19. 상기 청구항들의 어느 한 항에 있어서,
    상기 전자기 교반 장치(1) 내측을 흐르는 유체에 의한 냉각 시스템이 없는 것을 특징으로 하는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속(19)의 주조용 몰드(8)의 전자기 교반 장치(1).
  20. 상기 청구항들의 어느 한 항에 있어서,
    돌출 자극(salient poles)이 없는 것을 특징으로 하는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속(19)의 주조용 몰드(8)의 전자기 교반 장치(1).
  21. 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융금속(19)으로부터 응고된 금속 바의 고화용 몰드(8)로서, 상기 몰드(8)는:
    - 응고된 금속 바의 추출을 위하여 개방된 저부 구멍;
    - 응고된 금속 바의 추출을 위한 상기 구멍 반대측의 용융 금속(19)의 도입부(14);
    - 응고된 금속 바의 추출을 위한 구멍과 용융 금속(19)의 도입부(14) 사이에 배치된 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속(19)의 응고를 위한 응고 개시 구역(20);
    - 상기 몰드(8)의 시트(9) 내에 내장되고, 하나 이상의 권선이 둘레에 감긴 중심(C)을 가진 권취 단면을 가지는 지지 요소를 구성하고 몰드(8) 내측에서 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융금속을 교반하기 위한 전자기 장을 발생하기 위한 전류를 순환시키기 위한 컨덕터 코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32)의 그룹 형태의 하나 이상의 컨덕터 권선과 도넛 형상을 가지는 권선 코어(6)를 포함하는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속(19)의 전자기적인 교반장치(1)가 구비된 유형의 응고된 금속 바의 응고용 몰드(8)이고,
    알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속(19)의 전자기적인 교반장치(1)를 내장하기 위한 몰드(8)의 상기 시트(9)가, 상기 코어(6)의 권취 단면의 중심(C)이 ± 140mm 사이, 바람직하게 ± 100mm 사이에 상기 응고 개시 구역(20)의 단부의 하나로부터 일정 거리(S)에 배치되는 위치에서 상기 몰드(8)의 내측에서 획득되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속으로부터 응고된 금속 바의 응고용 몰드(8).
  22. 상기 항들의 어느 한 항에 있어서,
    상기 몰드(8)는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속(19)의 응고를 향상시키기 위한 링(13)으로, 상기 응고 개시 구역(20)에 대응하게 위치되는 링(13)을 추가로 포함하고, 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속(19)의 전자기적인 교반장치(1) 내장용 몰드(8)의 시트(9)가, 상기 코어(6)의 권취 단면의 중심(C)이 ± 170mm 사이, 바람직하게 ± 150mm 사이에 상기 링(13)의 수직 연장부의 중간 평면(25)으로부터 일정 거리(U)에 배치되는 위치에서 상기 몰드(8)의 내측에서 획득되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속으로부터 응고된 금속 바의 응고용 몰드(8).
  23. 상기 청구항에 있어서,
    용융 금속(19)의 응고를 증대시키기 위한 상기 링(13)은 그래파이트로 제조된 것을 특징으로 하는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속으로부터 응고된 금속 바의 응고용 몰드(8).
  24. 제21항 내지 제23항의 어느 한 항에 있어서,
    상기 응고 개시 영역(20)은 용융 금속(19)의 도입부(14)의 전체 폭에 대해 더 큰 전체 폭을 가지며, 응고 개시 영역(20)과 다른 폭을 가지는 도입부(14)를 결합하는 경사부를 포함하는 결합부(12)에 의하여 상기 응고 개시 영역(20)과 도입부(14)는 서로 결합되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속으로부터 응고된 금속 바의 응고용 몰드(8).
  25. 제21항 내지 제24항의 어느 한 항에 있어서,
    알루미늄과 알루미늄 합금의 용융 금속(19)의 공급 입구(11)로서, 용융 금속(19)의 도입부(14)의 측면에 대응하는 측면 수직 노치의 형태로 획득되는 공급 입구(11)를 포함하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속으로부터 응고된 금속 바의 응고용 몰드(8).
  26. 제21항 내지 제25항의 어느 한 항에 있어서,
    알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속(19)의 전자기적인 교반 장치(1)가 제1항 내지 제20항의 어느 한 항에 따라 제조되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속으로부터 응고된 금속 바의 응고용 몰드(8).
  27. 알루미늄 또는 알루미늄 합금 주조용 몰드(8)에 함유된 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속(19)의 교반방법으로서, 상기 방법은 상기 몰드(8) 내측에 용융 금속(19)의 전자기 교반장치(1)의 공급 단계로, 도넛 형상을 가지는 권선 코어(6) 둘레에 감긴 전자기 교반 장치(1)의 컨덕터의 하나 이상의 권선을 공급하는 단계이며,
    상기 몰드(8) 내측에서 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속(19)을 교반하기 위한 전자기적인 장을 발생하기 위한 전류를 순환시키기 위하여 컨덕터 코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32)의 그룹 형태로 하나 이상의 컨덕터의 권선이 감긴 알루미늄 또는 알루미늄 합금 주조용 몰드(8)에 함유된 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속(19)의 교반방법이고,
    코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32)의 그룹 형태로 감긴 컨덕터의 하나 이상의 권선을 공급하는 단계는, 상기 코어(6)의 도넛 형상의 대칭 중심축(22)에 대해 기본적으로 방사 방향(24)을 따라 배치된 권취 평면(23)에서 상기 코어(6) 둘레로 감긴 코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32)의 쌍을 이루는 그룹에 서로 상-이동된 사인 공급 전류를 공급하는 단계이며,
    각각의 코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32)의 그룹의 쌍은 두 개의 그룹의 코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32)로 구성되고, 여기서;
    - 쌍을 이루는 코일 그룹의 하나는 상기 코어(6)의 도넛 형상의 전개의 제1 아크(42', 42", 42'")를 따라 상기 코어(6)에 감기고;
    - 쌍을 이루는 코일 그룹의 다른 하나는 상기 코어(6)의 도넛 형상의 전개의 제2 아크(43', 43", 43'")를 따라 상기 코어(6)에 감기고;
    - 상기 제1 아크(42', 42", 42'")와 상기 제2 아크(43', 43", 43'")는 상기 코어(6)의 도넛 형상의 대칭의 중심축(22)에 대해 서로 반대측의 아크이고,
    서로 상-이동된 사인 공급 전류를 가진 상기 공급 단계는 몰드(8) 내측에서 용융 금속(19)의 교반을 유도하는 회전하는 자기장을 생성하는 것을 특징으로 하는 몰드(8) 내에 함유된 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속(19)의 교반방법.
  28. 상기 청구항에 있어서,
    코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32)의 그룹의 각각의 쌍의 그룹의 코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32)은, 코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32)의 그룹의 각각의 쌍이, 제1 연결단부와 제2 연결단부 및 코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32)의 그룹의 각각의 쌍의 코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32) 그룹에 대한 중간 연결부를 포함하는 직렬 연결 구조에 따라 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금 또는 알루미늄 주조용 몰드(8)에 함유된 알루미늄 합금 또는 알루미늄의 용융 금속(19)의 교반 방법.
  29. 상기 청구항에 있어서,
    코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32)의 그룹의 쌍의 각각의 제2 연결 단부는 별 연결부의 공통 중심(33)을 구성하는 공통 연결점에서 코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32)의 그룹의 다른 쌍의 각각의 제2 단부들에 연결되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 또는 알루미늄 합금 주조용 몰드(8)에 함유된 알루미늄 합금 또는 알루미늄의 용융 금속(19)의 교반 방법.
  30. 상기 청구항에 있어서,
    코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32)의 그룹의 쌍의 각각의 제1 연결단부로 구성되는 조립체는 별 연결부의 공통 중심(33)에 대해 서로 상-이동되는 사인 전류의 공급 시스템과 연결 계면을 구성하고, 코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32)의 그룹의 쌍의 각각의 전류는 몰드(8) 내측에서 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속(19)을 교반하기 위한 회전하는 전자기 장을 발생하는 도넛 형상의 코어(6)를 따라 코일(7, 27, 28, 29, 30, 31, 32)의 그룹의 인접하는 쌍의 전류에 대해 상-이동되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 또는 알루미늄 합금 주조용 몰드(8)에 함유된 알루미늄 합금 또는 알루미늄의 용융 금속(19)의 교반 방법.
  31. 제27항 내지 제30항의 어느 한 항에 있어서,
    사인 전류는 5Hz 내지 50Hz사이의 주파수와, 바람직하게 5 내지 10A의 Irms를 가지는 것을 특징으로 하는 알루미늄 또는 알루미늄 합금 주조용 몰드(8)에 함유된 알루미늄 합금 또는 알루미늄의 용융 금속(19)의 교반 방법.
  32. 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속(19)으로부터 응고된 일련의 금속 바의 응고용 알루미늄 합금 또는 알루미늄의 주조 머신으로서, 알루미늄 또는 알루미늄 합금 형태의 용융 금속(19)의 공급 채널(18)에 의하여 공급된 일련의 몰드(8)를 장착하기 위한 베이스(16)가 구비된 알루미늄 합금 또는 알루미늄의 주조 머신에 있어서,
    상기 몰드(8)의 적어도 하나는 제1항 내지 제20항의 어느 한 항에 합치하여 제조되는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속(19)의 전자기 교반 장치(1)를 포함하는 것을 특징으로 하는 일련의 금속 바의 응고용 알루미늄 합금 또는 알루미늄의 주조 머신.
  33. 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속(19)으로부터 응고된 일련의 금속바의 응고용 알루미늄 합금 또는 알루미늄의 주조 머신이 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 형태의 용융 금속(19)의 공급 채널(18)에 의하여 공급된 일련의 몰드(8)를 장착하기 위한 베이스(16)가 구비된 주조 벤치(17)를 포함하는 주조 머신에 있어서, 상기 몰드(8)의 적어도 하나는 제21항 내지 제26항의 어느 한 항에 따른 몰드인 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금 또는 알루미늄의 주조 머신.
  34. 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 바를 제조하고 가공하기 위한 플랜트로서, 상기 플랜트는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 금속(19)으로부터 응고된 일련의 금속 바를 응고시키기 위한 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 주조 머신을 포함하며, 상기 주조 머신은 알루미늄 또는 알루미늄 합금 형태의 용융 금속(19)의 공급 채널(18)에 의하여 공급되는 일련의 몰드(8)를 장착하기 위한 베이스(16)가 구비된 주조 벤치(17)를 포함하는 주조 머신을 포함하는 플랜트에 있어서, 상기 주조 머신은 제32항 또는 제33항에 따른 주조 머신인 것을 특징으로 하는 알루미늄 또는 알루미 합금의 바를 제조하고 가공하기 위한 플랜트.
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