ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПЕРЕМЕШИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

1. Электромагнитное перемешивающее устройство (1) расплавленных металлических материалов внутри охлаждающей камеры (30) разливочной машины (18), содержащее индукционные катушки (12), выполненные с возможностью приложения посредством тока, генерирующего электромагнитное поле, перемешивающего усилия, которое действует на частично затвердевший пруток (16) металлического материала, перемещающийся внутри охлаждающей камеры (30) и состоящий из оболочки (22), находящейся в твердом состоянии и окружающей сердцевину (23), находящуюся в расплавленном состоянии и предназначенную для воздействия на нее перемешивающего электромагнитного поля, при этом устройство (1) также содержит корпус (28), удерживающий индукционные катушки (12), внутри которого имеется проход (27) для пропускания прутка (16) металлического материала, причем корпус (28) составлен из частей (2, 3), выполненных с возможностью перемещения посредством привода (6) между по меньшей мере двумя положениями, отличающееся тем, что устройство (1) соединено и/или выполнено с возможностью соединения со средствами (7, 8) перемещения электромагнитного перемешивающего устройства (1) вдоль длины прутка (16) из металлического материала, при этом средства (7, 8) перемещения выполнены с возможностью перемещения электромагнитного перемешивающего устройства (1) вдоль направляющих средств, проходящих по существу параллельно прутку (16) металлического материала, на по меньшей мере часть всей длины пути прохождения прутка (16) металлического материала в различные рабочие положения относительно прутка (16) металлического материала.
2. Устройство (1) по п. 1, отличающееся тем, что корпус (28) составлен из по меньшей мере двух частей (2, 3), выполненных с возможностью перемещения посредством привода (6) между по меньшей мере двумя положениями, в первом из которых по меньшей мере две части (2, 3) расположены близко друг к другу, и корпус (28) является по существу закрытым, окружая и ограничивая проход (27), являющийся внутренним по отношению к корпусу и обеспечивающий пропускание прутка (16) из металлического материала для воздействия на него электромагнитным полем; а во втором положении по меньшей мере две части (2, 3) взаимно разнесены друг от друга, и корпус (28) является по существу открытым с образованием по меньшей мере одного проема (29).
3. Устройство (1) по любому из пп. 1 или 2, отличающееся тем, что средства (7, 8) перемещения включают в себя средства (8) соединения с направляющей (7), при этом средства (7, 8) перемещения выполнены с возможностью перемещения устройства (1) вдоль направляющей (7), проходящей по существу параллельно прутку (16) из металлического материала на по меньшей мере части всего пути прохождения прутка (16) из металлического материала внутри охлаждающей камеры (30), при этом устройство (1) соединено и/или выполнено с возможностью соединения с приводом, обеспечивающим перемещение устройства (1) вдоль направляющей (7) в различные рабочие положения, которые заданы для приложения перемешивающего усилия в соответствии с различными положениями прутка (16) из металлического материала.
4. Устройство (1) по п. 3, отличающееся тем, что привод выполнен в виде двигателя (38), взаимодействующего с проходящими через группу шкивов (41) тяговыми средствами (40), соединенными с противовесом (39), обеспечивающем уменьшение потребного усилия двигателя (38), и соединенными с устройством (1) с возможностью передачи тягового усилия, прикладываемого двигателем (38).
5. Устройство (1) по п. 1, отличающееся тем, что части (2, 3) корпуса (28) содержат группу индукционных катушек (12) состоящую из по меньшей мере одной индукционной катушки (12), предпочтительно из двух индукционных катушек (12), более предпочтительно из трех индукционных катушек (12), при этом индукционные катушки (12) сконструированы и скомпонованы так, чтобы пары индукционных катушек (12) располагались диаметрально противоположно по отношению к центру (31) прохода (27), образуя при этом многофазную и многополюсную конструкцию, расположенную по кругу вокруг прохода (27).
6. Устройство (1) по п. 1, отличающееся тем, что каждая индукционная катушка (12) содержит по меньшей мере один пакет (32) обмоток, предпочтительно два пакета или три пакета обмоток, расположенных рядом друг с другом в радиальным направлением (33) относительно центра (31) прохода (27).
7. Устройство (1) по п. 1, отличающееся тем, оно содержит две выполненные с возможностью перемещения части (2, 3) корпуса.
8. Устройство (1) по п. 7, отличающееся тем, что две части (2, 3) выполнены в виде первой и второй частей (2, 3), шарнирно соединенных в точке (9) их крепления.
9. Устройство (1) по п. 7, отличающееся тем, что части (2, 3) являются взаимно симметричными и полукруглыми.
10. Устройство (1) по п. 1, отличающееся тем, что части (2, 3) расположены на кронштейнах (4, 5), выполненных с возможностью перемещения посредством привода (6), выполненного в виде по меньшей мере одного поршневого привода, воздействующего на рычаги (4, 5) посредством приложения толкающего и/или тянущего усилия к одному из кронштейнов (4, 5) относительно другого кронштейна (4, 5), а предпочтительно что привод выполнен в виде по меньшей мере одного поршневого привода для каждого из кронштейнов (4, 5) причем каждый поршневой привод одним своим концом взаимодействует с соответствующим кронштейном, а противоположным концом - с рамой (34), несущей эти кронштейны (4, 5).
11. Устройство (1) по п. 3, отличающееся тем, что средства (7, 8) перемещения включают в себя тележку с колесами для передвижения по направляющей (7).
12. Устройство (1) по п. 3, отличающееся тем, что содержит по меньшей мере один защитный кожух (26), расположенный в конце направляющей (7) и обеспечивающий размещение внутри себя устройства (1).
13. Устройство (1) по п. 1, отличающееся тем, что каждая из частей (2, 3) содержит по меньшей мере одно входное отверстие и по меньшей мере одно выходное отверстие для подачи к индукционным катушкам (12) охлаждающей жидкости, предназначенной для циркуляции внутри частей (2, 3) таким образом, что индукционные катушки 12 погружены в поток охлаждающей жидкости, циркулирующей между по меньшей мере одним входным отверстием и по меньшей мере одним выходным отверстием, и/или таким образом, что охлаждающая жидкость циркулирует внутри металлического, предпочтительно медного проводника, который является пустотелым и намотанным в форму кольца с образованием индукционных катушек (12).
14. Устройство (1) по п. 2, отличающееся тем, что оно содержит средства (37) аварийного открывания частей (2, 3), обеспечивающие их перемещение из первого положения, в котором части (2, 3) расположены близко друг другу, во второе положение, в котором части (2, 3) расположены на расстоянии друг от друга.
15. Устройство (1) по п. 14, отличающееся тем, что средства (37) аварийного открывания включают в себя толкатели в виде упругих механических средств, и/или пружин, и/или толкающих поршней, приводимых в действие баллоном с воздухом или газом, который может быть инертным.
16. Устройство (1) по п. 14, отличающееся тем, что средства (37) аварийного открывания включают в себя средства включения, управляющие средствами (37) аварийного открывания при недостатке охлаждающей жидкости и/или превышении пороговой температуры, измеренной посредством по меньшей мере одного датчика (35) температуры.
17. Разливочная машина (18) для производства прутков (16) металлического материала, содержащая охлаждающую камеру (30), отличающаяся тем, что содержит по меньшей мере одно электромагнитное перемешивающее устройство (1) по любому из пп. 1-16.
18. Разливочная машина (18) по п. 17, отличающаяся тем, что она содержит по меньшей мере два указанных устройства (1), каждое из которых соединено и/или выполнено с возможностью соединения со средствами (7, 8) перемещения указанного устройства (1) вдоль пути прохождения прутка (16) металлического материала по длине.
19. Разливочная машина (18) по п. 18, отличающаяся тем, что она содержит по меньшей мере одно электромагнитное перемешивающее устройство (1) по любому из пп. 3-16, при этом электромагнитные перемешивающие устройства выполнены с возможностью независимого и/или согласованного между собой перемещения по одной направляющей (7).
20. Способ литья для производства прутков (16) металлического материала, включающий в себя этап литья, на котором металлический материал заливают в пресс-форму (14) разливочной машины (18) для выхода из пресс-формы (14) частично затвердевшего прутка (16), состоящего из отвердевшей оболочки (22) и окруженной этой оболочкой расплавленной сердцевины (23), и обеспечивают перемещение указанного прутка внутри охлаждающей камеры (30), и один или несколько этапов, на которых перемешивают расплавленный материала сердцевины (23) прутка, отличающийся тем, что этап перемешивания расплавленного материала сердцевины прутка осуществляют посредством по меньшей мере одного электромагнитного перемешивающего устройства (1) по любому из пп. 1-16.
21. Способ по п. 20, отличающийся тем, что включает в себя по меньшей мере один этап, на котором перемещают одно или несколько электромагнитных перемешивающих устройств (1) посредством средств (7, 8) перемещения, причем этот этап осуществляют до и/или во время осуществления этапа литья.
22. Способ по п. 21, отличающийся тем, что этап перемешивания расплавленного материала выполняют посредством по меньшей мере одного электромагнитного перемешивающего устройства (1) по любому из пп. 3-16, при этом этап перемещения указанного устройства (1) включает в себя:
- включение привода (6) перемещения по меньшей мере двух частей (2, 3) из первого положения, в котором эти по меньшей мере две части (2, 3) расположены рядом друг с другом, во второе положение, в котором эти по меньшей мере две части (2, 3) расположены на расстоянии друг от друга;
- включение привода перемещения электромагнитного перемешивающего устройства (1) вдоль направляющей (7) из первого рабочего положения во второе рабочее положение, отличающееся от первого;
- включение привода (6) перемещения по меньшей мере двух частей (2, 3) из второго положения, в котором эти части (2, 3) взаимно разнесены, в первое положение, в котором эти части (2, 3) сближены.
23. Способ по п. 22, отличающийся тем, что второе рабочее положение для по меньшей мере одного электромагнитного перемешивающего устройства (1) определяют в зависимости от расстояния (d) от мениска (15), соответствующего уровню металлического материала, разливаемого в расплавленном состоянии внутрь пресс-формы (14), и/или в зависимости от эквивалентной базисной точки разливочной машины на основе параметров и данных, характеризующих процесс литья, включая предполагаемую кривую охлаждения прутка (16), и/или форму сечения прутка (16), и/или размер сечения прутка (16), и/или скорость литья или извлечения, и/или температура металлического материала внутри пресс-формы (14), и/или температура металлического материала внутри промежуточного разливочного устройства (19), подающего металлический материал в расплавленном состоянии внутрь пресс-формы (14), и/или температура металлического материала внутри разливочного ковша, подающего металлический материал в расплавленном состоянии в промежуточное разливочное устройство (19), и/или состав металлического материала в расплавленном состоянии, и/или температура воды, охлаждающей металлический материал в расплавленном состоянии внутри пресс-формы (14), и/или рабочие параметров процесса литья.
24. Способ по п. 23, отличающийся тем, что рабочие положения определяют на основе оценки соотношения между твердой фазой и жидкой фазой частично затвердевшего прутка (16) металлического материала в соответствии с этими рабочими положениями, и/или на основе толщины оболочки (22) в соответствии с рабочими положениями, при этом твердая фаза соответствует прогнозируемой протяженности оболочки (22), а жидкая фаза соответствует прогнозируемой протяженности сердцевины (23).
25. Способ по п. 24, отличающийся тем, что по меньшей мере одно первое рабочее положение соответствует положению вдоль прутка (16), где толщина оболочки (22) составляет 20%-60% от толщины прутка (16), предпочтительно 30%-50%, более предпочтительно, около 40%.
26. Способ по п. 24, отличающийся тем, что по меньшей мере одно второе рабочее положение соответствует положению вдоль прутка (16), где толщин оболочки (22) составляет 65%-85% от толщины прутка (16), предпочтительно 70%-80%, более предпочтительно, около 75%.
27. Способ по любому из пп. 23-26, отличающийся тем, что рабочие положения определяют непрерывным образом вдоль прохождения прутка (16) по длине внутри охлаждающей камеры (30) в зависимости от характеризующих способ параметров и данных и в соответствии с наличием зон взаимодействия с приспособлениями (17, 36) разливочной машины (18), препятствующими расположению электромагнитного перемешивающего устройства (1) в указанных зонах.
28. Способ по п. 20, отличающийся тем, что перемешивание расплавленного материала сердцевины выполняют посредством по меньшей мере двух электромагнитных перемешивающих устройств (1) и включает в себя:
- первый этап, на котором осуществляют раздельное действие указанных устройств (1) во взаимно разнесенных рабочих положениях вдоль пути прохождения прутка (16) внутри охлаждающей камеры (30);
- второй этап, на котором осуществляют совместное действие по меньшей мере двух указанных устройств (1) во взаимно приближенных рабочих положениях вдоль пути прохождения прутка (16) внутри охлаждающей камеры (30), при этом по меньшей мере два указанных устройства (1) работают во взаимодействии рядом друг с другом с сочетанием и взаимодействием соответствующих электромагнитных полей, генерирующих перемешивающее усилие, причем каждым из по меньшей мере двух указанных устройств (1) управляют для генерирования сигнала электромагнитного поля на заданной рабочей частоте, при этом рабочие частоты указанных устройств (1) во взаимно приближенных рабочих положениях выбирают из группы, состоящей из идентичных частот для всех указанных устройств (1) с немного различающимися частотами для каждого из них относительно рабочей частоты соседнего устройства (1), и с различными частотами для каждого из устройств (1) относительно рабочей частоты соседнего устройства (1).