ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПЕРЕМЕШИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ В ФОРМЕ ДЛЯ ЛИТЬЯ АЛЮМИНИЯ ИЛИ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ, СПОСОБ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ В ФОРМЕ ДЛЯ ЛИТЬЯ АЛЮМИНИЯ ИЛИ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ, ФОРМА И ЛИТЕЙНАЯ МАШИНА ДЛЯ ЛИТЬЯ АЛЮМИНИЯ ИЛИ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ

1. Электромагнитное перемешивающее устройство (1) для формы (8) для литья расплавленного металла (19) в виде алюминия или алюминиевых сплавов, причем электромагнитное перемешивающее устройство (1) содержит сердечник (6) и одну или несколько обмоток из проводника в виде групп (7, 27, 28, 29, 30, 31, 32) проводящих витков, предназначенных для циркуляции тока, генерирующего электромагнитное поле для перемешивания расплавленного металла (19) в виде алюминия или алюминиевых сплавов внутри формы (8), причем сердечник (6) электромагнитного перемешивающего устройства (1) для перемешивания расплавленного металла (19) в виде алюминия или алюминиевых сплавов имеет тороидальную форму и представляет собой опорный элемент для одной или нескольких обмоток в виде групп (7, 27, 28, 29, 30, 31, 32) витков в соответствии с конфигурацией, в которой витки одной или нескольких обмоток в виде групп (7, 27, 28, 29, 30, 31, 32) витков намотаны вокруг сердечника (6) на плоскости намотки (23), которая расположена по существу в радиальном направлении (24) относительно центральной оси (22) симметрии тороидальной формы сердечника (6), причем одна или несколько обмоток в виде групп (7, 27, 28, 29, 30, 31, 32) витков содержат пары групп (7, 27, 28, 29, 30, 31, 32) витков, причем каждая пара групп (7, 27, 28, 29, 30, 31, 32) витков состоит из двух групп (7, 27, 28, 29, 30, 31, 32) витков, отличающееся тем, что группы (7, 27, 28, 29, 30, 31, 32) витков каждой из пар групп (7, 27, 28, 29, 30, 31, 32) витков соединены друг с другом в соответствии с конфигурацией последовательного соединения, в которой каждая пара групп (7, 27, 28, 29, 30, 31, 32) витков содержит первый соединительный конец, второй соединительный конец и промежуточное соединение относительно групп (7, 27, 28, 29, 30, 31, 32) витков соответствующей пары групп (7, 27, 28, 29, 30, 31, 32) витков, второй соединительный конец каждой из пар групп (7, 27, 28, 29, 30, 31, 32) витков соединен с соответствующими вторыми концами других пар групп (7, 27, 28, 29, 30, 31, 32) витков в общей точке соединения, составляющей общий центр звездообразного соединения (33), сборка, состоящая из первых соединительных концов каждой из пар групп (7, 27, 28, 29, 30, 31, 32) витков, образует соединительный интерфейс с системой подачи синусоидальных токов со сдвигом фазы относительно общего центра звездообразного соединения (33), при этом ток каждой из пар групп (7, 27, 28, 29, 30, 31, 32) витков сдвинут по фазе относительно тока соседней пары групп (7, 27, 28, 29, 30, 31, 32) витков вдоль тороидальной формы сердечника (6) для создания вращающегося электромагнитного поля перемешивания расплавленного металла (19) в виде алюминия или алюминиевых сплавов внутри формы (8).
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждая пара групп (7, 27, 28, 29, 30, 31, 32) витков состоит из двух групп (7, 27, 28, 29, 30, 31, 32) витков, в которых
одна группа витков пары намотана на сердечник (6) вдоль первой дуги (42', 42'', 42''') тороидальной формы сердечника (6);
другая группа витков пары намотана на сердечник (6) вдоль второй дуги (43', 43'', 43''') тороидальной формы сердечника (6);
при этом первая дуга (42', 42'', 42''') и вторая дуга (43', 43'', 43''') являются взаимно противоположными дугами относительно центральной оси (22) симметрии тороидальной формы сердечника (6).
3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что синусоидальные токи имеют частоту от 5 Гц до 50 Гц, при этом синусоидальные токи предпочтительно имеют значение Irms от 5 до 10 А.
4. Устройство по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что группы (27, 28, 29, 30, 31, 32) витков состоят из шести групп (27, 28, 29, 30, 31, 32) витков, содержащих
первую группу (27) витков;
вторую группу (28) витков, причем первый виток второй группы (28) витков расположен возле последнего витка первой группы (27) витков;
третью группу (29) витков, причем первый виток третьей группы (29) витков расположен возле последнего витка второй группы (28) витков;
четвертую группу (30) витков, причем первый виток четвертой группы (30) витков расположен возле последнего витка третьей группы (29) витков;
пятую группу (31) витков, причем первый виток пятой группы (31) витков расположен возле последнего витка четвертой группы (30) витков;
шестую группу (32) витков, причем первый виток шестой группы (32) витков расположен возле последнего витка пятой группы (31) витков, и последний виток шестой группы (32) витков расположен возле первого витка первой группы (27) витков.
5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что шесть групп (27, 28, 29, 30, 31, 32, 32) витков содержат три пары групп (7, 27, 28, 29, 30, 31, 32) витков, в которых
первая пара групп витков состоит из первой группы (27) витков, намотанных вдоль первой дуги (42') первой пары групп витков, и четвертой группы (30) витков, намотанных вдоль второй дуги (43') первой пары групп витков;
вторая пара групп витков состоит из второй группы (28) витков, намотанных вдоль первой дуги (42'') второй пары групп витков, и пятой группы (31) витков, намотанных вдоль второй дуги (43'') второй пары групп витков;
третья пара групп витков состоит из третьей группы (29) витков, намотанных вдоль третьей дуги (42''') третьей пары групп витков, и шестой группы (32) витков, намотанных вдоль второй дуги (43''') третьей пары групп витков.
6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что длина первой дуги (42') первой пары групп витков, второй дуги (43') первой пары групп витков, первой дуги (42'') второй пары групп витков, второй дуги (43'') второй пары групп витков, первой дуги (42''') третьей пары групп витков и второй дуги (43''') третьей пары групп витков одинаковая.
7. Устройство по любому из пп. 5, 6, отличающееся тем, что конфигурация последовательного соединения выполнена посредством соединения
последнего витка первой группы (27) витков с первым витком четвертой группы (30) витков, реализуя первую последовательность (27, 30) групп витков, оснащенных первым выводом (34) питания и общим выводом подключения первой последовательности;
последнего витка второй группы (28) витков с первым витком пятой группы (31) витков, реализуя вторую последовательность (28, 31) групп витков, оснащенных вторым выводом (35) питания и общим выводом подключения второй последовательности;
последнего витка третьей группы (29) витков с первым витком шестой группы (32) витков, реализуя третью последовательность (29, 32) групп витков, оснащенных третьим выводом (36) питания и общим выводом подключения третьей последовательности.
8. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что общий вывод подключения первой последовательности (27, 30), второй последовательности (28, 31) и третьей последовательности (29, 32) представляет собой подключение в упомянутой общей точке подключения, составляющей общий центр звездообразного соединения (33).
9. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что система подачи взаимно сдвинутых по фазе синусоидальных токов представляет собой трехфазную систему подачи для питания
34
первой последовательности (27, 30) током первой последовательности (I);
35
второй последовательности (28, 31) током второй последовательности (I);
36
третьей последовательности (29, 32) током третьей последовательности (I);
при этом токи сдвинуты по фазе друг относительно друга в соответствии с фазовым сдвигом трехфазного питания.
10. Устройство по любому из пп. 1-9, отличающееся тем, что каждая группа групп (7, 27, 28, 29, 30, 31, 32) витков имеет количество витков намотки, равное количеству витков намотки других групп (7, 27, 28, 29, 30, 31, 32) витков.
11. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что число витков составляет от 50 до 200 витков, при этом число витков обмотки предпочтительно составляет около 100 витков.
12. Устройство по любому из пп. 1-11, отличающееся тем, что сердечник (6) выполнен из ферромагнитного материала.
13. Устройство по п. 12, отличающееся тем, что сердечник (6) выбран из сердечника (6), состоящего из единственного блока, имеющего тороидальную форму, и сердечника (6), состоящего из участков или листов, которые расположены или скреплены друг с другом для получения упомянутой тороидальной формы.
14. Устройство по любому из пп. 1-13, отличающееся тем, что тороидальная форма сердечника (6) представляет собой тороидальную форму, имеющую круглое поперечное сечение, при этом форма сердечника (6) выбрана из сердечника (6), имеющего диаметра (D) сердечника от 10 до 40 мм, и круглого сердечника (6), диаметр тороидальной формы которого составляет от 110 до 450 мм.
15. Устройство по любому из пп. 1-14, отличающееся тем, что оно содержит корпус (2), образующий защитный кожух сердечника (6) с одной или несколькими обмотками из проводника в виде групп (7, 27, 28, 29, 30, 31, 32) витков.
16. Устройство по п. 15, отличающееся тем, что корпус (2) выполнен из металлического контейнера, ограничивающего внутри себя гнездо для вставки сердечника (6) с одной или несколькими обмотками, при этом электромагнитное перемешивающее устройство (1) предпочтительно содержит заполняющий материал, расположенный в оставшемся внутреннем пространстве (5) относительно объема гнезда для вставки, занятого сердечником (6) с одной или несколькими обмотками.
17. Устройство по п. 15, отличающееся тем, что корпус (5) выполнен в виде оболочки из огнеупорного материала (44), содержащего внутри себя сердечник (6) с одной или несколькими обмотками.
18. Устройство по любому из пп. 15-17, отличающееся тем, что корпус (2) имеет форму в сечении, состоящую из плоского верхнего участка, соединенного с боковыми участками, и нижнего участка, форму которого выбирают из четырехугольной формы, круглой формы, многоугольной формы.
19. Устройство по любому из пп. 1-18, отличающееся тем, что в нем отсутствует система охлаждения посредством жидкости, циркулирующей внутри электромагнитного перемешивающего устройства (1).
20. Устройство по любому из пп. 1-19, отличающееся тем, что в нем отсутствуют явные полюсы.
21. Литейная форма (8) для затвердевания металлического прутка, получаемого из расплавленного (19) алюминия или алюминиевых сплавов, при этом литейная форма (8) относится к типу форм, содержащих следующее
нижнее отверстие, открытое для извлечения затвердевшего металлического прутка;
участок (14) ввода расплавленного металла (19), расположенный напротив отверстия для извлечения затвердевшего металлического прутка;
зону (20) начала затвердевания для затвердевания расплавленного металла (19) в виде алюминия или алюминиевых сплавов, расположенную между отверстием для извлечения затвердевшего металлического прутка и участком (14) ввода расплавленного металла (19);
электромагнитное перемешивающее устройство (1) для перемешивания расплавленного металла (19) в виде алюминия или алюминиевых сплавов, при этом электромагнитное перемешивающее устройство (1) размещено в гнезде (9) формы (8), при этом электромагнитное перемешивающее устройство (1) содержит сердечник (6), имеющий тороидальную форму, и одну или несколько обмоток из проводника в виде групп проводящих (7, 27, 28, 29, 30, 31, 32) витков, предназначенных для циркуляции тока, генерирующего электромагнитное поле перемешивания расплавленного металла (19) в виде алюминия или алюминиевых сплавов внутри формы (8), причем сердечник (6) представляет собой опорный элемент, имеющий секцию обмотки с центром (C), вокруг которого намотана одна или несколько обмоток;
форма (8) также содержит кольцо (13), которое способствует затвердеванию расплавленного металла (19) в виде алюминия или алюминиевых сплавов, причем кольцо (13) расположено в соответствии с зоной (20) начала затвердевания, при этом зона (20) начала затвердевания имеет большую общую ширину по сравнению с общей шириной участка (14) ввода расплавленного металла (19), при этом зона (20) начала затвердевания и участок (14) ввода соединены друг с другом соединительным участком (12), который содержит наклонную часть, соединяющую зону (20) начала затвердевания и участок (14) ввода, имеющие разную ширину, отличающаяся тем, что гнездо (9) формы (8) для размещения электромагнитного перемешивающего устройства (1) для перемешивания расплавленного металла (19) в виде алюминия или алюминиевых сплавов находится внутри формы (8) в таком положении, что
центр (C) секции обмотки сердечника (6) расположен на расстоянии (S) от одного из концов зоны (20) начала затвердевания, составляющем +/-140 мм, предпочтительно +/-100 мм,
и центр (C) секции обмотки сердечника (6) расположен на расстоянии (U) от промежуточной плоскости (25) вертикальной протяженности кольца (13), составляющем +/-170 мм, предпочтительно +/-150 мм.
22. Литейная форма (8) по п. 21, отличающаяся тем, что кольцо (13), способствующее затвердеванию расплавленного металла (19) в виде алюминия или алюминиевых сплавов, представляет собой кольцо, выполненное из графита.
23. Литейная форма (8) по п. 21 или 22, отличающаяся тем, что она содержит загрузочную горловину (11) для расплавленного (19) алюминия или алюминиевых сплавов, причем загрузочная горловина (11) выполнена в виде бокового вертикального паза, соответствующего стороне участка (14) ввода расплавленного металла (19).
24. Литейная форма (8) по любому из пп. 21-23, отличающаяся тем, что электромагнитное перемешивающее устройство (1) для перемешивания расплавленного металла (19) в виде алюминия или алюминиевых сплавов выполнено в соответствии с любым из пп. 1-20.
25. Способ перемешивания расплавленного металла (19) в виде алюминия или алюминиевых сплавов, содержащегося в форме (8) для литья алюминия или алюминиевых сплавов, причем способ включает в себя этап подачи питания на электромагнитное перемешивающее устройство (1) для перемешивания расплавленного металла (19) внутри формы (8), причем этап подачи питания электромагнитного перемешивающего устройства (1) представляет собой этап подачи питания на одну или несколько обмоток из проводника электромагнитного перемешивающего устройства (1), намотанных вокруг сердечника (6), имеющего тороидальную форму, причем одна или несколько обмоток намотаны в виде групп (7, 27, 28, 29, 30, 31, 32) токопроводящих витков, предназначенных для циркуляции тока, генерирующего электромагнитное поле для перемешивания расплавленного металла (19) в виде алюминия или алюминиевых сплавов внутри формы (8), отличающийся тем, что этап подачи питания на одну или несколько обмоток проводника, намотанного в виде групп (7, 27, 28, 29, 30, 31, 32) витков, представляет собой этап подачи сдвинутого по фазе синусоидального тока на пары групп (7, 27, 28, 29, 30, 31, 32) витков, намотанных на сердечник (6) в плоскости (23) намотки, которая расположена по существу в радиальном направлении (24) относительно центральной оси (22) симметрии тороидальной формы сердечника (6), при этом каждая пара групп (7, 27, 28, 29, 30, 31, 32) витков состоит из двух групп (7, 27, 28, 29, 30, 31, 32) витков, где
одна группа витков пары намотана на сердечник (6) вдоль первой дуги (42', 42'', 42''') тороидальной формы сердечника (6);
другая группа витков пары намотана на сердечник (6) вдоль второй дуги (43', 43'', 43''') тороидальной формы сердечника (6);
при этом первая дуга (42', 42'', 42''') и вторая дуга (43', 43'', 43''') являются взаимно противоположными дугами относительно центральной оси (22) симметрии тороидальной формы сердечника (6), причем упомянутая подача сдвинутого по фазе синусоидального тока генерирует вращающееся магнитное поле, индуцирующее перемешивание расплавленного металла (19) внутри формы (8).
26. Способ по п. 25, отличающийся тем, что группы (7, 27, 28, 29, 30, 31, 32) витков каждой из пар групп (7, 27, 28, 29, 30, 31, 32) витков соединены друг с другом в соответствии с конфигурацией последовательного соединения, в которой каждая пара групп (7, 27, 28, 29, 30, 31, 32) витков содержит первый соединительный конец, второй соединительный конец и промежуточное соединение относительно групп (7, 27, 28, 29, 30, 31, 32) витков соответствующей пары групп (7, 27, 28, 29, 30, 31, 32) витков.
27. Способ по п. 26, отличающийся тем, что второй соединительный конец каждой из пар групп (7, 27, 28, 29, 30, 31, 32) витков соединен с соответствующими вторыми концами других пар групп (7, 27, 28, 29 , 30, 31, 32) витков в общей точке соединения, составляющей общий центр звездообразного соединения (33).
28. Способ по п. 27, отличающийся тем, что сборка, состоящая из первого соединительного конца каждой из пар групп (7, 27, 28, 29, 30, 31, 32) витков, образует соединительный интерфейс с системой подачи синусоидальных токов со сдвигом фазы относительно общего центра звездообразного соединения (33), при этом ток каждой из пар групп (7, 27, 28, 29, 30, 31, 32) витков сдвинут по фазе относительно тока соседней пары групп (7, 27, 28, 29, 30, 31, 32) витков вдоль тороидальной формы сердечника (6) для создания вращающегося электромагнитного поля перемешивания расплавленного металла (19) в виде алюминия или алюминиевых сплавов внутри формы (8).
29. Способ по любому из пп. 25-28, отличающийся тем, что синусоидальные токи имеют частоту от 5 Гц до 50 Гц, при этом синусоидальные токи предпочтительно имеют значение Irms от 5 до 10 А.
30. Литейная машина для литья алюминия или алюминиевых сплавов для затвердевания ряда металлических прутков, получаемых из расплавленного (19) алюминия или алюминиевых сплавов, при этом литейная машина содержит литейный стол (17), имеющий основание (16) для установки ряда форм (8), в которые осуществляется подача расплавленного металла (19) в виде алюминия или алюминиевых сплавов через распределительный канал (18), отличающаяся тем, что по меньшей мере одна из форм (8) содержит электромагнитное перемешивающее устройство (1) для перемешивания расплавленного металла (19) в виде алюминия или алюминиевых сплавов, по любому из пп. 1-20.
31. Литейная машина для литья алюминия или алюминиевых сплавов для затвердевания ряда металлических прутков, получаемых из расплавленного (19) алюминия или алюминиевых сплавов, при этом литейная машина содержит литейный стол (17), имеющий основание (16) для установки ряда форм (8), в которые осуществляется подача расплавленного металла (19) в виде алюминия или алюминиевых сплавов через распределительный канал (18), отличающаяся тем, что по меньшей мере одна из форм (8) представляет собой форму по любому из пп. 21-24.
32. Установка для производства и обработки прутков из алюминия или алюминиевых сплавов, причем установка содержит литейную машину для литья алюминия или алюминиевых сплавов для затвердевания ряда металлических прутков, получаемых из расплавленного металла (19) в виде алюминия или алюминиевых сплавов, при этом литейная машина содержит литейный стол (17), имеющий основание (16) для установки ряда форм (8), в которые осуществляется подача расплавленного металла (19) в виде алюминия или алюминиевых сплавов через распределительный канал (18), отличающаяся тем, что литейная машина представляет собой литейную машину по п. 30.
33. Установка для производства и обработки прутков из алюминия или алюминиевых сплавов, причем установка содержит литейную машину для литья алюминия или алюминиевых сплавов для затвердевания ряда металлических прутков, получаемых из расплавленного металла (19) в виде алюминия или алюминиевых сплавов, при этом литейная машина содержит литейный стол (17), имеющий основание (16) для установки ряда форм (8), в которые осуществляется подача расплавленного металла (19) в виде алюминия или алюминиевых сплавов через распределительный канал (18), отличающаяся тем, что литейная машина представляет собой литейную машину по п. 31.