УСТАНОВКА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СТЕРЖНЕЙ, ЛИТЕЙНАЯ МАШИНА, ПРОЦЕСС ЛИТЬЯ И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМИ УСТРОЙСТВАМИ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ РАСПЛАВЛЕННОГО МЕТАЛЛА

1. Способ управления по меньшей мере тремя электромагнитными перемешивающими устройствами (1', 1'', 1''', 1'''') линейного типа, действующими на металлический материал в расплавленном состоянии, содержащийся внутри по меньшей мере одной литейной формы (14, 14', 14'') или содержащийся внутри затвердевшей металлической оболочки по меньшей мере одного металлического стержня (16), находящегося в процессе затвердевания, причем металлический стержень (16) производят посредством литья в упомянутой по меньшей мере одной литейной форме (14, 14', 14''), причем перемешивающие устройства (1', 1'', 1''', 1'''') размещены на одном и том же расстоянии друг относительно друга вокруг металлического материала в расплавленном состоянии, при этом каждое из перемешивающих устройств (1', 1'', 1''', 1'''') содержит по меньшей мере две индукционные катушки (20', 20'', 20''') с обмотками, катушки (20', 20'', 20''') каждого из перемешивающих устройств (1', 1'', 1''', 1'''') расположены в ряд друг за другом вдоль продольной оси (23) электромагнитного перемешивающего устройства в соответствии с конфигурацией, в которой обмотки катушек (20', 20'', 20''') расположены в одной плоскости (24), параллельной продольной оси (23) соответствующего перемешивающего устройства, при этом катушки (20', 20'', 20''') сконфигурированы и сконструированы так, чтобы создавать электромагнитное поле, вызывающее перемешивающую силу, действующую на металлический материал в расплавленном состоянии, отличающийся тем, что содержит по меньшей мере один этап переключения между двумя рабочими конфигурациями электромагнитных перемешивающих устройств (1', 1'', 1''', 1''''), а именно, перемешивающего устройства вращательного типа и перемешивающего устройства линейного типа, на одной и той же литейной машине, причем
- первой рабочей конфигурацией является конфигурация, в которой по меньшей мере одной из катушек (20', 20'', 20''') первого перемешивающего устройства (1') из упомянутых перемешивающих устройств (1', 1'', 1''', 1'''') управляют скоординировано с соответствующими другими упомянутыми катушками (20', 20'', 20''') других упомянутых перемешивающих устройств (1'', 1''', 1'''') таким образом, чтобы скоординированные между собой катушки (20', 20'', 20''') создавали вращающееся электромагнитное поле, индуцирующее в расплавленном металлическом материале вращательное движение в плоскости вращения, которая перпендикулярна направлению извлечения (22) металлического стержня (16) из литейной формы (14, 14', 14''); а
- второй рабочей конфигурацией является конфигурация, в которой по меньшей мере двумя катушками (20', 20'', 20''') упомянутых перемешивающих устройств (1', 1'', 1''', 1'''') управляют скоординировано таким образом, чтобы скоординированные между собой катушки (20', 20'', 20''') создавали линейное электромагнитное поле, индуцирующее в расплавленном металлическом материале линейное движение в направлении, параллельном продольной оси (23) соответствующего перемешивающего устройства;
при этом первую рабочую конфигурацию получают посредством ряда подэтапов, на которых приводят в действие скоординированные между собой катушки (20', 20'', 20'''), причем каждый подэтап приведения в действие представляет собой этап подачи питания на одну из упомянутых скоординированных между собой катушек (20', 20'', 20''') посредством тока возбуждения, подаваемого соответствующим инвертором (2', 2'', 2''', 2'''') между управляющим выводом соответствующей катушки (20', 20'', 20''') и компенсационным выводом инвертора, который соединен с общей нейтральной точкой звезды катушек (20', 20'', 20''') одного и того же перемешивающего устройства (1', 1'', 1''', 1''''), причем комбинация подэтапов приведения в действие скоординированных между собой катушек (20', 20'', 20''') такая, что ток возбуждения, подаваемый на первом подэтапе на одну из скоординированных между собой катушек (20', 20'', 20'''), сдвинут по фазе относительно тока возбуждения, подаваемого на другую из скоординированных между собой катушек (20', 20'', 20''') на втором подэтапе, следующем за первым подэтапом.
2. Способ управления по п. 1, отличающийся тем, что он представляет собой способ управления четырьмя перемешивающими устройствами (1', 1'', 1''', 1'''') линейного типа, расположенными парами противоположных перемешивающих устройств (1', 1'', 1''', 1''''), причем перемешивающие устройства (1', 1'', 1''', 1'''') расположены на одном и том же расстоянии друг относительно друга в соответствии с радиальным расположением вдоль взаимно перпендикулярных осей вокруг металлического материала в расплавленном состоянии, при этом первая пара перемешивающих устройств (1', 1'') состоит из первого перемешивающего устройства (1') и второго перемешивающего устройства (1''), причем первое перемешивающее устройство (1') расположено напротив второго перемешивающего устройства (1'') вдоль первой из упомянутых перпендикулярных осей в соответствии с расположением, в котором металлический материал в расплавленном состоянии расположен между первым перемешивающим устройством (1') и вторым перемешивающим устройством (1''), вторая пара перемешивающих устройств (1''', 1'''') состоит из третьего перемешивающего устройства (1''') и четвертого перемешивающего устройства (1''''), причем третье перемешивающее устройство (1''') расположено напротив четвертого перемешивающего устройства (1'''') вдоль второй из упомянутых перпендикулярных осей в соответствии с расположением, в котором металлический материал в расплавленном состоянии расположен между третьим перемешивающим устройством (1''') и четвертым перемешивающим устройством (1'''').
3. Способ управления по п. 1 или 2, отличающийся тем, что комбинация упомянутых подэтапов приведения в действие скоординированных между собой катушек (20', 20'', 20''') такая, что:
- ток возбуждения, подаваемый на втором подэтапе на одну из катушек (20', 20'', 20''') третьего перемешивающего устройства (1'''), сдвинут по фазе на 90° относительно тока возбуждения, подаваемого на первом подэтапе на одну из катушек (20', 20'', 20''') первого перемешивающего устройства (1');
- ток возбуждения, подаваемый на третьем подэтапе на одну из катушек (20', 20'', 20''') второго перемешивающего устройства (1'''), сдвинут по фазе на 180° относительно тока возбуждения, подаваемого на первом подэтапе на одну из катушек (20', 20'', 20''') первого перемешивающего устройства (1');
- ток возбуждения, подаваемый на четвертом подэтапе на одну из катушек (20', 20'', 20''') четвертого перемешивающего устройства (1'''), сдвинут по фазе на 270° относительно тока возбуждения, подаваемого на первом подэтапе на одну из катушек (20', 20'', 20''') первого перемешивающего устройства (1').
4. Способ управления по п. 2 или 3, отличающийся тем, что вторую рабочую конфигурацию получают посредством ряда подэтапов приведения в действие катушек (20', 20'', 20'''), которые сконфигурированы и спроектированы таким образом, что катушками (20', 20'', 20''') по меньшей мере одной из упомянутых пар перемешивающих устройств управляют скоординировано, чтобы они работали в рабочем режиме, выбранном из следующих режимов:
- первый рабочий режим, в котором оба перемешивающих устройства упомянутой пары воздействуют на расплавленный металл силой, направленной вверх;
- второй рабочий режим, в котором оба перемешивающих устройства упомянутой пары воздействуют на расплавленный металл силой, направленной вниз;
- третий рабочий режим, в котором одно из перемешивающих устройств упомянутой пары воздействует на расплавленный металл силой, которая направлена вверх, а другое перемешивающее устройство из упомянутой пары воздействует на расплавленный металл силой, которая направлена вниз;
- четвертый рабочий режим, в котором чередуются первые периоды времени и вторые периоды времени, причем в первые периоды времени перемешивающие устройства упомянутой пары работают в соответствии с одним из следующих режимов: первый рабочий режим, второй рабочий режим, третий рабочий режим, а во вторые периоды времени перемешивающие устройства упомянутой пары работают в соответствии с отличным рабочим режимом по отношению к первому периоду времени и выбранному из первого рабочего режима, второго рабочего режима, третьего рабочего режима;
при этом термины "вверх" и "вниз" относятся к направлению силы тяжести, когда форма (14, 14', 14'') установлена в вертикальном положении.
5. Способ управления по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что каждое из перемешивающих устройств (1', 1'', 1''', 1'''') содержит три катушки (20', 20'', 20'''), из которых первая катушка (20') расположена сверху, вторая катушка (20'') расположена между первой катушкой (20') и третьей катушкой (20'''), которая расположена снизу, при этом термины "сверху" и "снизу" относятся к направлению силы тяжести, когда литейная форма (14, 14', 14'') установлена вертикально.
6. Способ управления по п. 5, отличающийся тем, что первую рабочую конфигурацию получают посредством скоординированного управления
- по меньшей мере первыми катушками (20') упомянутых перемешивающих устройств (1', 1'', 1''', 1''''), создающими вращающееся электромагнитное поле, индуцирующее в расплавленном металлическом материале вращательное движение в соответствии с более высоким положением относительно корпуса (28) упомянутых перемешивающих устройств (1', 1'', 1''', 1'''');
или
- по меньшей мере вторыми катушками (20'') упомянутых перемешивающих устройств (1', 1'', 1''', 1''''), создающими вращающееся электромагнитное поле, индуцирующее в расплавленном металлическом материале вращательное движение в соответствии с промежуточным положением относительно корпуса (28) упомянутых перемешивающих устройств (1', 1'', 1''', 1'''');
или
- по меньшей мере третьими катушками (20'') упомянутых перемешивающих устройств (1', 1'', 1''', 1''''), создающими вращающееся электромагнитное поле, индуцирующее в расплавленном металлическом материале вращательное движение в соответствии с более низким положением относительно корпуса (28) упомянутых перемешивающих устройств (1', 1'', 1''', 1'''');
или
- чередующимися фазами скоординированного управления, в котором каждую из упомянутых чередующихся фаз управления выбирают из фазы управления только первыми катушками (20'), фазы управления только вторыми катушками (20''), фазы управления только третьими катушками (20''');
при этом термины "более высокий" и "более низкий" соответствуют направлению силы тяжести, когда форма (14, 14', 14'') установлена в вертикальном положении.
7. Способ управления по п. 4 или 5, отличающийся тем, что вторую рабочую конфигурацию получают посредством последовательности из трех подэтапов приведения в действие катушек, состоящей из первого подэтапа, второго подэтапа следующего за предыдущим, и третьего подэтапа, следующего за предыдущим, при этом вторая рабочая конфигурация такова, что по меньшей мере катушками одной из упомянутых пар перемешивающих устройств управляют скоординировано, чтобы обеспечить работу в соответствии с рабочим режимом, выбранным из следующих режимов:
- упомянутого первого рабочего режима, в котором оба перемешивающих устройства из упомянутой пары воздействуют на расплавленный металл силой, которая направлена вверх, причем упомянутый первый рабочий режим получают путем подачи на первом подэтапе тока возбуждения на первую катушку (20') обоих перемешивающих устройств упомянутой пары, подачи на втором подэтапе на вторую катушку (20'') обоих перемешивающих устройств упомянутой пары тока возбуждения, сдвинутого по фазе на 120° относительно тока возбуждения, подаваемого на первом подэтапе, подачи на третьем подэтапе на третью катушку (20''') обоих перемешивающих устройств упомянутой пары тока возбуждения, сдвинутого по фазе на 240° относительно тока возбуждения, подаваемого на первом подэтапе;
- упомянутого второго рабочего режима, в котором оба перемешивающих устройства из упомянутой пары воздействуют на расплавленный металл силой, которая направлена вниз, причем упомянутый второй рабочий режим получают путем подачи на третьем подэтапе тока возбуждения на третью катушку (20''') обоих перемешивающих устройств упомянутой пары, подачи на втором подэтапе на вторую катушку (20'') обоих перемешивающих устройств упомянутой пары тока возбуждения, сдвинутого по фазе на 120° относительно тока возбуждения, подаваемого на третьем подэтапе, подачи на первом подэтапе на первую катушку (20') обоих перемешивающих устройств упомянутой пары тока возбуждения, сдвинутого по фазе на 240° относительно тока возбуждения, подаваемого на третьем подэтапе;
- упомянутого третьего режима, в котором одно из перемешивающих устройства из упомянутой пары воздействует на расплавленный металл силой, которая направлена вверх, а другое из перемешивающих устройства из упомянутой пары воздействует на расплавленный металл силой, которая направлена вниз, причем упомянутый третий рабочий режим получают путем управления перемешивающим устройством из упомянутой пары, которое воздействует на расплавленный металл силой, направленной вверх, таким образом, что на первом подэтапе подают ток возбуждения на первую катушку (20'), на втором подэтапе на вторую катушку (20'') подают ток возбуждения, сдвинутый по фазе на 120° относительно тока возбуждения, подаваемого на первом подэтапе, на третьем подэтапе на третью катушку (20''') подают ток возбуждения, сдвинутый по фазе на 240° относительно тока возбуждения, подаваемого на первом подэтапе, причем упомянутый третий рабочий режим также получают путем управления перемешивающим устройством из упомянутой пары, которое воздействует на расплавленный металл силой, направленной вниз, так, что на третьем подэтапе подают ток возбуждения на третью катушку (20'''), на втором подэтапе на вторую катушку (20'') подают ток возбуждения, сдвинутый по фазе на 120° относительно тока возбуждения, подаваемого на третьем подэтапе, на первом подэтапе на первую катушку (20') подают ток возбуждения, сдвинутый по фазе на 240° относительно тока возбуждения, подаваемого на третьем подэтапе.
8. Литейная машина (18), оснащенная по меньшей мере одной литейной формой (14, 14', 14'') с металлическим материалом в расплавленном состоянии и оснащенная электромагнитными перемешивающими устройствами (1', 1'', 1''', 1'''') линейного типа, воздействующими на металлический материал в расплавленном состоянии, содержащийся внутри упомянутой по меньшей мере одной литейной формы (14, 14', 14'') или содержащийся внутри затвердевшей металлической оболочки по меньшей мере одного металлического стержня (16), находящегося в процессе затвердевания, причем металлический стержень (16) производят посредством литья в упомянутой по меньшей мере одной литейной форме (14, 14', 14''), причем перемешивающие устройства (1', 1'', 1''', 1'''') размещены на одном и том же расстоянии друг относительно друга вокруг металлического материала в расплавленном состоянии, при этом каждое из перемешивающих устройств (1', 1'', 1''', 1'''') имеет по меньшей мере две индукционные катушки (20', 20'', 20''') с обмотками, катушки (20', 20'', 20''') каждого из перемешивающих устройств (1', 1'', 1''', 1'''') расположены в ряд друг за другом вдоль продольной оси (23) электромагнитного перемешивающего устройства в соответствии с конфигурацией, в которой обмотки катушек (20', 20'', 20''') расположены в одной плоскости (24), параллельной оси (23) соответствующего перемешивающего устройства, при этом катушки (20', 20'', 20''') сконфигурированы и сконструированы с возможностью создавать электромагнитное поле, вызывающее перемешивающую силу, действующую на металлический материал в расплавленном состоянии, причем упомянутая литейная машина (18) оснащена блоком (21) управления для управления по меньшей мере перемешивающими устройствами (1', 1'', 1''', 1''''), отличающаяся тем, что блок (21) управления выполнен с возможностью управлять электромагнитными перемешивающими устройствами (1', 1'', 1''', 1'''') в соответствии со способом управления по любому из пп. 1-8.
9. Литейная машина (18) по п. 8, отличающаяся тем, что она оснащена четырьмя упомянутыми перемешивающими устройствами (1', 1'', 1''', 1'''') линейного типа, причем литейная машина (18) выполнена с возможностью обеспечивать две рабочие конфигурации:
- первая рабочая конфигурация литейной машины (18), предназначенная для того, чтобы отливать металлический стержень (16), один единственный металлический стержень (16) в одной единственной литейной форме (14) литейной машины (18), при перемешивании металлического материала в расплавленном состоянии посредством четырех перемешивающих устройств (1', 1'', 1''', 1''''), содержащих первое перемешивающее устройство (1'), второе перемешивающее устройство (1''), третье перемешивающее устройство (1'''), четвертое перемешивающее устройство (1''''), причем перемешивающие устройства расположены парами друг напротив друга, причем перемешивающие устройства (1', 1'', 1''', 1'''') расположены на одном и том же расстоянии друг относительно друга в соответствии с радиальным расположением вдоль взаимно перпендикулярных осей вокруг металлического материала в расплавленном состоянии, при этом первая пара перемешивающих устройств (1', 1'') состоит из первого перемешивающего устройства (1'), расположенного напротив второго перемешивающего устройства (1'') вдоль первой из упомянутых перпендикулярных осей в соответствии с расположением, в котором металлический материал в расплавленном состоянии расположен между первым перемешивающим устройством (1') и вторым перемешивающим устройством (1''), вторая пара перемешивающих устройств (1''', 1'''') состоит из третьего перемешивающего устройства (1'''), расположенного напротив четвертого перемешивающего устройства (1'''') вдоль второй из упомянутых перпендикулярных осей в соответствии с расположением, в котором металлический материал в расплавленном состоянии расположен между третьим перемешивающим устройством (1''') и четвертым перемешивающим устройством (1'''');
- вторая рабочая конфигурация литейной машины, предназначенная для одновременного литья двух металлических стержней (16) в двух литейных формах (14', 14'') при перемешивании металлического материала в расплавленном состоянии посредством четырех перемешивателей (1', 1'', 1''', 1'''') линейного типа, при этом литейная машина оснащена первой литейной формой (14') и второй литейной формой (14''), причем на первую литейную форму (14') воздействует одна пара перемешивателей (1', 1'') линейного типа, содержащая первое перемешивающее устройство (1'), второе перемешивающее устройство (1''), на вторую литейную форму (14'') воздействует другая пара перемешивателей (1''', 1'''') линейного типа, содержащая третье перемешивающее устройство (1'''), четвертое перемешивающее устройство (1'''').
10. Литейная машина (18) по п. 8 или 9, отличающаяся тем, что упомянутые перемешивающие устройства (1', 1'', 1''', 1'''') установлены внутри литейной формы (14, 14', 14'').
11. Литейная машина (18) по п. 8 или 9, отличающаяся тем, что упомянутые перемешивающие устройства (1', 1'', 1''', 1'''') связаны со средством (7, 8) перемещения вдоль длины металлического стержня (16), причем упомянутое средство (7, 8) перемещения содержит соединительное средство (8), предназначенное для соединения с направляющим средством (7), при этом средство (7, 8) перемещения предназначено для перемещения перемешивающих устройств (1', 1'', 1''', 1'''') вдоль направляющего средства (7) по меньшей мере на часть общей длины упомянутого металлического стержня (16) в различных рабочих положениях вдоль упомянутого металлического стержня (16), который представляет собой частично затвердевший металлический стержень (16), перемещающийся в охлаждающей камере (30), причем упомянутый металлический стержень (16) состоит из оболочки, находящейся в твердом состоянии, которая охватывает сердцевину в расплавленном состоянии, на которую должна воздействовать перемешивающая сила, вызываемая упомянутым электромагнитным полем.
12. Установка для производства металлических стержней (16), содержащая литейную машину (18), оснащенную по меньшей мере одной литейной формой (14, 14', 14'') с металлическим материалом в расплавленном состоянии и оснащенную электромагнитными перемешивающими устройствами (1', 1'', 1''', 1'''') линейного типа, воздействующими на металлический материал в расплавленном состоянии, содержащийся внутри упомянутой по меньшей мере одной литейной формы (14, 14', 14'') или содержащийся внутри затвердевшей металлической оболочки по меньшей мере одного металлического стержня (16), находящегося в процессе затвердевания, причем металлический стержень (16) изготавливается посредством литья в упомянутой по меньшей мере одной литейной форме (14, 14', 14''), причем перемешивающие устройства (1', 1'', 1''', 1'''') размещены на одном и том же расстоянии друг относительно друга в соответствии с радиальной конфигурацией, вокруг металлического материала в расплавленном состоянии, при этом каждое из перемешивающих устройств (1', 1'', 1''', 1'''') содержит по меньшей мере две индукционные катушки (20', 20'', 20''') с обмотками, катушки (20', 20'', 20''') каждого из перемешивающих устройств (1', 1'', 1''', 1'''') расположены в ряд друг за другом вдоль продольной оси (23) электромагнитного перемешивающего устройства в соответствии с конфигурацией, в которой обмотки катушек (20', 20'', 20''') расположены в одной плоскости (24), параллельной продольной оси (23) соответствующего перемешивающего устройства, при этом катушки (20', 20'', 20''') выполнены с возможностью создавать электромагнитное поле, вызывающее перемешивающую силу, действующую на металлический материал в расплавленном состоянии, причем упомянутая литейная машина (18) оснащена блоком (21) управления, предназначенным для управления по меньшей мере перемешивающими устройствами (1', 1'', 1''', 1''''), отличающаяся тем, что литейная машина (18) выполнена в соответствии с любым из пп. 8-11.
13. Процесс литья для производства металлических стержней (16), содержащий этап литья, на котором металлический материал заливают по меньшей мере в одну литейную форму (14, 14', 14'') литейной машины (18) для извлечения упомянутого металлического стержня (16) по меньшей мере из одной литейной формы (14, 14', 14''), при этом металлический стержень (16), выходящий по меньшей мере из одной из литейной формы (14, 14', 14''), является частично затвердевшим и перемещается внутри охлаждающей камеры (30) литейной машины (18), при этом металлический стержень (16) состоит из оболочки в твердом состоянии, охватывающей сердцевину, находящуюся в расплавленном состоянии, при этом упомянутый процесс литья обеспечивает один или более этапов перемешивания материала в расплавленном состоянии, составляющего упомянутую сердцевину, отличающийся тем, что упомянутый этап перемешивания материала в расплавленном состоянии происходит в соответствии со способом управления по меньшей мере тремя электромагнитными перемешивающими устройствами (1', 1'', 1''', 1'''') линейного типа, воздействующими на металлический материал в расплавленном состоянии, причем способ управления представляет собой способ управления по любому из пп. 1-7.