阅读说明：本技术 用于铸造铝或铝合金的铸模中的电磁搅拌装置，用于铸造铝或铝合金的铸模中的搅拌方法，用于铸造铝或铝合金的铸模和铸造机 (Electromagnetic stirring device for casting moulds for casting aluminium or aluminium alloys, stirring method for casting moulds for casting aluminium or aluminium alloys, moulds and casting machine f) 是由 塞布丽娜·斯特罗莱戈 斯特凡诺·德·蒙特 斯特凡诺·斯帕格努尔 克里斯蒂亚诺·珀斯 于 2019-08-28 设计创作，主要内容包括：用于铸造铝或铝合金的铸模中的电磁搅拌装置,其中,所述电磁搅拌装置包括用于使产生在铸模(8)内侧搅拌铝或铝合金的熔融金属(19)的电磁场的电流循环的导电线圈的绕组芯部,设置有这种电磁搅拌装置的铸模、铸造机以及铸造设备,在用于铸造铝或铝合金的铸模中的搅拌方法,所述方法包括在铸模中的电磁搅拌装置上相移电流的供电相。(Electromagnetic stirring device in a casting mould for casting aluminium or aluminium alloys, wherein the electromagnetic stirring device comprises a winding core of a conductive coil for circulating a current generating an electromagnetic field stirring a molten metal (19) of aluminium or aluminium alloys inside the casting mould (8), a casting mould, a casting machine and a casting apparatus provided with such an electromagnetic stirring device, a stirring method in a casting mould for casting aluminium or aluminium alloys, the method comprising phase shifting a supply phase of the current over the electromagnetic stirring device in the casting mould.)

具体实施方式

本发明涉及(图1、图2、图3、图4、图5、图6、图14)一种用于铸造呈铝或铝合金形式的熔融金属的铸模中的搅拌器(1)。搅拌器(1)可以安装在用于铸造呈铝或铝合金形式的熔融金属(19)的铸模(8)内侧(图7、图15)，特别地一种称为“热顶”的已知类型的铸造机的铸模，所述“热顶”包括(图8)铸造台(17)，所述铸造台设置有用于安装由呈铝或铝合金形式的熔融金属(19)的分配通道(18)进料的一系列铸模(8)的底座(16)。

本发明还涉及一种在用于铸造铝或铝合金的铸模中的搅拌方法，其能够产生(图9、图10)呈铝或铝合金形式的熔融金属熔液(19)的旋转，其中所诱导的旋转影响熔融金属熔液(19)的延伸区域，所述延伸区域包括至少(图7、图15)在弯液面位置对应的液位(15)与放置在与环(13)对应的凝固开始区域(20)以下的部分之间的部分，这促进了正在形成的铝或铝合金杆的外部凝固表层的形成。实际上，与环(13)相对应，形成了熔融金属(19)的凝固前部(41)(图7、图15)，其最初在环(13)上与铸模(8)的壁对应地凝固，这导致了围绕熔融金属(19)的周边凝固表层的形成，其凝固随着从铸模(8)中抽出正形成的杆而继续。

有利地，根据本发明的解决方案允许在铝或铝合金形式的熔融金属(19)的铸模中铸造时获得有效的搅拌作用，相对于在铝或铝合金铸模中的铸造，通过不同领域中使用的搅拌器的已知解决方案不能实现所述效果。

由于根据本发明的搅拌器及相关方法的特征的组合，可以在用于铸造铝或铝合金的铸造铸模(8)中将搅拌器(1)安装在一个在诱导搅拌方面特别有效的位置，并且相对于铸模(8)内侧的熔融金属(19)安装在封闭的位置。

在一个特别有利的实施例中，根据本发明的搅拌器(1)并不包括用于使感应电流通过的绕组的冷却系统，因此具有在铸造操作中更容易安装和简化管理的优势，以及在生产和安装成本方面的优势。事实上，搅拌器的已知解决方案通过液体循环利用冷却系统来冷却这些绕组，以使感应电流通过。该冷却作用的存在是个问题，因为有必要建立与冷却回路适当连接的铸模，能够在紧急情况下确保冷却的流体循环站，以及过滤系统。由于搅拌器(1)和/或其使用方法的特定特征，可以获得一种无感应绕组的冷却系统的搅拌器(1)的解决方案。

搅拌器(1)包括主体(2)，其中主体(2)优选地具有封闭的环形，使得搅拌器(1)可应用在铸模(8)上(图7、图8、图15)，从而环绕铝或铝合金的熔融金属熔液(19)的一部分。

主体(2)可具有圆形截面，或者跟如图所示的情况(图3、图4、图5)一样可具有多边形截面，例如包括彼此连接以形成一种构成搅拌器(1)的主体(2)截面的闭合多边形的下圆形部分和上四边形部分。

更详细地，主体(2)的上部优选地平坦，以便于组装并且能够布置用于电连接内部布线的连接(3)的端子板(40)，可选地采取多极连接器。另一方面，根据安装要求，主体(2)的侧面和下部可以是圆形、四边形或多边形。圆形或多边形形状通常是优选的，因为它更好地匹配内侧插入有搅拌器的耐火材料的形状，并且因此允许尽可能地接近在所安装铸模中容纳的熔融金属，使搅拌效果最大化。

搅拌器(1)安装在铸模(8)的壁附近(图7、图15)，例如在铸模(8)的耐火材料附近，使得能够更有效地作用在铝或铝合金的熔融金属熔液(19)上。优选地在与铸模(8)的壁非直接接触的状态下安装搅拌器(1)(图7、图15)，特别地在未冷却搅拌器的优选实施例中。事实上，在搅拌器没有冷却的情况下，搅拌器相对于壁(例如耐火材料壁)的间距条件，在两者之间没有接触时，减少了从壁到搅拌器的热传递的温度交换，这一因素有助于使用具有成本效益和安装简单性方面的所有优势的非冷却式搅拌器。

特别地，申请人已经发现一种最佳的安装位置，其允许相对于搅拌器的其他可能位置获得最好的搅拌效果。事实上，搅拌器在铸模(8)内侧的过低定位会在区域中诱导铝或铝合金的熔融金属熔液(19)的搅拌，在所述区域中正在形成的杆的固体表面表层的结构已经处于高级状态，其结果是搅拌器在期望减少表面上出现缺陷的方面不会有效。搅拌器在铸模(8)内侧的过高定位会在离正在形成的杆的固体表面表层的形成区域太远的区域中诱导熔融金属熔液(19)的搅拌，其结果是，除非增加搅拌器的功率，例如通过施加更大强度的电流，否则搅拌器在期望减少表面上出现缺陷的方面以及在减小球形晶粒的尺寸方面将不会有效，然而，所述施加更大强度的电流意味着相对于已发现的解决方案的有效性降低，除了不可避免地导致需要为搅拌器提供冷却系统以移除在产生搅拌电磁场的绕组中由高强度电流的通过所产生的热量之外。

太靠近弯液面的设备或搅拌器的过猛作用也可导致保护熔融合金的氧化膜破裂，结果引入氧化物到凝固金属杆内。

因此，本发明不仅涉及在铸模中制作搅拌器(1)以铸造呈铝或铝合金形式的熔融金属，而且也涉及一种方法，其中人们发现一个允许获得上述优势的最佳安装位置，在所述优势中，进而能够使用低强度电流的搅拌器的更大操作效能因此不需要搅拌器绕组的特定冷却系统。

特别地，一种最佳位置(图7)是在与铸模的截面变化区域对应的铸模(8)的区域附近，其中，通过相对于铸模(8)水平地和横向地布置(图8)的引入通道(21)的引入嘴部(11)，铸模的截面从构成铝或铝合金的熔融金属的引入部分(14)的直径更小的第一区域穿过到铸模内。该铝或铝合金的熔融金属的引入部分(14)可以由耐火材料制成引入容器的形式。另一最佳位置是(图15)在铸模(8)区域以下，其中存在促进表层形成的环(13)。

在搅拌器(1)的主体(2)内侧施加(图6)有绕组(7)，所述绕组包括根据由环形芯部(6)的平均半径(R)和环形芯部(6)的截面直径(D)所限定的环形绕组构造，在芯部(6)上缠绕的至少一个导线层。例如，可以呈多个线圈的形式制造该绕组(7)，所述多个线圈包括在50到200个线圈之间、优选地约100个线圈，其中这些线圈为缠绕在直径(D)在10mm到40mm之间的芯部上的漆包铜线的线圈。例如，绕组可以是直径在0.5mm到3mm之间的漆包铜线的绕组。

芯部(6)的环形优选地为一种直径在110mm到450mm之间的圆环形。

在一种优选的非限制性实施例(图11、图12)中，绕组(7)包括6组绕组线圈(27、28、29、30、31、32)，该线圈组(27、28、29、30、31、32)彼此均匀地间隔，并且每个线圈组(27、28、29、30、31、32)的线圈数与另一线圈组(27、28、29、30、31、32)相等。如前所述，绕组线圈组的绕组呈环形在芯部(6)周围。相对的线圈组(27、28、29、30、31、32)相对于搅拌器的对称中心轴线(22)串联连接。例如(图11、图12)，在具有6个线圈组(27、28、29、30、31、32)的构造中，沿芯部(6)的环形构造依次存在：

-第一线圈组(27)；

-第二线圈组(28)，其中第二线圈组(28)的第一线圈处于接近第一线圈组(27)的最后一个线圈的状态；

-第三线圈组(29)，其中第三线圈组(29)的第一线圈处于接近第二线圈组(28)的最后一个线圈的状态；

-第四线圈组(30)，其中第四线圈组(30)的第一线圈处于接近第三线圈组(29)的最后一个线圈的状态；

-第五线圈组(31)，其中第五线圈组(31)的第一线圈处于接近第四线圈组(30)的最后一个线圈的状态；

-第六线圈组(32)，其中第六线圈组(32)的第一线圈处于接近第五线圈组(31)的最后一个线圈的状态，并且第六线圈组(32)的最后一个线圈处于接近第一线圈组(27)的第一线圈的状态。

因此，通过连接以下(图11、图12)，相对的线圈组(27、28、29、30、31、32)相对于搅拌器的对称中心轴线(22)的串联连接发生：

-将第一线圈组(27)的最后一个线圈连接到第四线圈组(30)的第一线圈，实现了线圈组(27、30)的第一串联，该第一串联设置有第一串联的第一电源终端(34)和共同连接终端；

-将第二线圈组(28)的最后一个线圈连接到第五线圈组(31)的第一线圈，实现了线圈组(28、31)的第二串联，该第二串联设置有第二串联的第二电源终端(35)和共同连接终端；

-将第三线圈组(29)的最后一个线圈连接到第六线圈组(32)的第一线圈，实现了线圈组(29、32)的第三串联，该第三串联设置有第三串联的第三电源终端(36)和共同连接终端。

每个所述串联的共同连接终端，即，第一串联(27、30)、第二串联(28、31)、第三串联(29、32)的共同连接终端，在共同连接点处串联地连接到三对绕线管，使得形成三相电气连接的星形连接的共同中心(33)，其进一步包括第一串联线圈组(27、30)的第一电源终端(34)，第二串联线圈组(28、31)的第二电源终端(35)，第三串联线圈组(29、32)的第三电源终端(36)。

星形连接的共同中心(33)，第一串联线圈组(27、30)的第一电源终端(34)，第二串联线圈组(28、31)的第二电源终端(35)，第三串联线圈组(29、32)的第三电源终端(36)连接到三相供电配电盘(37)(图12)，所述配电盘在第一串联线圈组(27、30)、第二串联线圈组(28、31)和第三串联线圈组(29、32)上分别以第一串联电流(I₃₄)、第二串联电流(I₃₅)、第三串联电流(I₃₆)的形式提供搅拌器的电源电流(图13)，这些电流根据三相电源的相移进行往复式相移。由于搅拌器的电源电流，搅拌器产生旋转磁场。特别地，通过将这些串联之一的电气相移定义为0，例如以第一串联(27、30)为基准，在第二串联(28、31)上出现的连续相移将为240度，并且在第三串联(29、32)上出现的相移将为120度。

对本领域技术人员显而易见的是，尽管已经描述了一种绕组(7)包括6个绕组线圈组(27、28、29、30、31、32)的优选实施例(图11、图12)，但可以提供替代的解决方案，其中绕组(7)包括通过在连续的绕组线圈组之间施加顺序相移电流而适当受控的更多或更少数量的绕组线圈组。例如，人们可以提供具有5、7、8、9、10、11、12个连续的绕组线圈组的解决方案，所述绕组线圈组通过施加顺序相移电流以产生所需的旋转磁场而被驱动。

因此，该搅拌器(1)是一种包括(图6)环形芯部(6)的搅拌器(1)，在所述环形上制成有绕组(7)，产生在铸模内侧搅拌铝或铝合金的熔融金属熔液(19)的电磁场的电流在所述绕组(7)中循环，该绕组(7)呈至少一系列绕组线圈的形式制成，所述绕组线圈缠绕在绕组平面(23)上，根据基本径向方向(24)，相对于搅拌器(1)的对称中心轴线(22)或相对于芯部(6)的环形，布置(图6)所述绕组平面(23)。

因此，搅拌器(1)并非通常用于其它类型应用的具有凸极的已知类型的搅拌器。事实上，通过凸极技术，将不可能实现一种符合由铸造机的几何形状所施加的尺寸限制的高性能搅拌器。事实上，所提出的解决方案在安装紧凑性方面具有相当大的优势，因为凸极的存在极大地增加了搅拌器的外径。

此外，根据本发明的搅拌器(1)相对于产生斥力的搅拌器的已知解决方案是突出的，因为根据本发明的搅拌器在所有方面都是一种不具有凸极并且被构造和结构化用于产生在铸模内侧铝或铝合金的熔融金属熔液(19)的旋转电磁场(图9、图10)的旋转搅拌器。

芯部(6)由铁磁材料制成，例如碳钢、硅钢、铁氧体或类似材料。它可包括单一块，其分为几个彼此相邻地布置或固定以获得绕组支撑(7)的部分或片材。例如，芯部(6)可通过一组叠片制成。

在一个实施例中，电磁搅拌装置(1)可包括(图5)主体(2)，该主体(2)与呈线圈组(7、27、28、29、30、31、32)形式的一个或多个导体绕组一起构成芯部(6)的容纳壳体。芯部(6)和相应绕组(7)被定位在搅拌器(1)的主体(2)内侧。相对于主体(2)内侧限定的座部容积的以及相对于通过插入带绕组(7)的芯部(6)而对座部填充的剩余内部空间(5)可以填充有填充材料。该材料具有抗振功能，其因此制成了包括绕组的磁芯部(6)，所述磁芯部与由金属材料制成的搅拌器(1)的主体(2)集成。通过在搅拌器的外部传输由在绕组(7)中循环的电流所产生的热量，该填充材料还促进了温度交换。

在一个实施例中(图14)，主体(2)可制成耐火材料壳体(44)的形式，所述壳体在其内侧上容纳带一个或多个绕组的芯部(6)，也就是说，主体(2)将不包括构成芯部和绕组的容纳壳体的金属结构件，这种解决方案可以使由具有相同强度的驱动电流所产生的旋转磁场诱导的搅拌作用更有效。

搅拌器(1)优选地设置有(图7、图15)在铸模(8)内侧定位在搅拌器(1)的安装座(9)以上的支撑板(10)。支撑板(10)参考相对于铸模本身的定心状态能够更精确地装配，并且还允许减少任何可能振动的影响。

该紧固通过一种本身可集成在搅拌器(1)的主体(2)中的紧固系统(4)发生。例如，紧固系统(4)可包括一组螺钉，其从搅拌器主体(2)突出并且旨在应用支撑板(10)上用于紧固(10)的相应紧固螺母。作为替代方案，人们也可以在支撑板(10)上提供搅拌器(1)的锁定螺钉的一些螺纹座。

在设置有紧固系统(4)的解决方案中，所述紧固系统(4)包括一组从搅拌器的主体(2)突出的螺钉，螺钉焊接在内部环形芯部(6)上，这种解决方案很有利，因为其允许获得更大的机械稳定性以及对振动的更大阻力和不敏感性。可借助于紧固支架(26)进行焊接。

例如，人们可以提供一种搅拌器(1)，其主体(2)的内径约为300mm，外径约为390mm，其中该主体(2)的高度约为45mm。这些尺寸特别地适用于旨在铸造直径在300mm到380mm之间的铝或铝合金杆的铸模。

通常，搅拌器(1)可具有内径在100mm到400mm之间、外径在140mm到480mm之间主体(2)，其中主体(2)的高度在40mm到80mm之间。

在Vrms值在20V和100V之间的驱动电压下，旨在对搅拌器(1)供给频率在5Hz和50Hz之间的正弦电流以及Irms值在5A和10A之间的电流。特别地，可根据所制造金属杆的尺寸选择使用的最佳频率，也就是说，根据铸造规格。详细地，对于更小尺寸的铸造截面，使用的频率可以更高，并且对于更大尺寸的铸件截面，使用的频率可以更低。换句话说，随着铸造截面的减小，使用的频率增加。例如，对于直径为330mm的圆形规格人们可以提供10Hz的频率，并且对于直径为150mm的圆形规格可以提供30Hz的频率。

有利地，搅拌器(1)不需要专用的冷却电路。事实上，根据其特征，搅拌器不需要被冷却用于以先前表示的电流和频率值正常地工作。

事实上，缠绕材料的导线截面可以极大地降低焦耳效应损失，从而降低待耗散的热功率。该解决方案可以制成一种更紧凑的搅拌器，因为人们不必在搅拌器内侧提供通道以进行正确的冷却，也不必在接线端子板中提供用于连接冷却液管的所需空间。

以下是关于根据本发明的搅拌器(1)的电磁性能的指示值。特别地，人们可以看到分别用于7.5A和10Hz的驱动电流和频率值的由搅拌器在液铝上诱导的力。由搅拌器诱导的力显示在水平面上。搅拌器(1)在铸模(8)内侧的铝或铝合金的熔融金属(19)中诱导(图9、图10)旋转模式的力。由于搅拌器由闭合环组成，力沿铸模(8)的整个角延伸是恒定的，并且，因此沿铸模(8)内侧的铝或铝合金的熔融金属(19)的整个角延伸不变。

参考(图9)穿过与中心轴线(22)对应的搅拌器的环形主体(2)中心的水平面，人们获得了最大值在0.1m/s至1m/s之间，例如0.6m/s的铝或铝合金的熔融金属(19)的旋转速度，其中箭头表示熔融金属(19)的速度矢量，并且更长的箭头对应于更高的速度。

参考(图10)在铸模中与液位(15)的位置对应的水平面，人们获得了值等于0.5m/s的铝或铝合金的熔融金属(19)的旋转速度，其中箭头表示熔融金属(19)的速度矢量，并且较长的箭头对应于更高的速度。

从这两个图(图9、图10)人们可以看出，尽管远离由搅拌器强制搅拌的区域(图9)，所诱导的运动在这两个截面上是旋转的，并且速度在弯液面(图10)上也保持很高。

在截面变化区域或接合区域(12)中以及在与石墨环(13)对应的区域中获得了最大速度值。

应该注意的是，根据本发明的构造允许获得相对于具有已知构造的任何现有搅拌器应用的显著改进性能，现有已知构造将导致50％的较低转速值，所述转速值在任何情况下都不能在从弯液面(15)开始并且到达截面变化区域或接合区域(12)的如此宽区域上提供均匀的搅拌。

另一方面，如果人们分析了力沿铝或铝合金的熔融金属(19)的垂直截面的布置，由于在铸模(8)的引入部分(14)与对应石墨环(13)布置的凝固开始区域(20)之间存在接合区域(12)，因此力在发生截面变化的铸模区域中更剧烈，所述铸模区域的直径大于熔融金属(19)的引入部分(14)的直径。也就是说，力在对应于搅拌器(1)平面的平面上横向地布置的铸模区域中更剧烈。换句话说，与穿过对应于轴线(22)的搅拌器的环形主体(2)中心的平面相对应，在铸模内侧的铝或铝合金的熔液上诱导的搅拌(图9)更大。

所获得的结果使得获得朝最感兴趣区域放置的搅拌力，即，对应于石墨环(13)的区域，因此获得了关于使熔液均质化的期望搅拌效果并减少表面缺陷发生的最有利条件。

此外，分析了在改变搅拌器的驱动频率时搅拌器的效果，根据搅拌器本身的供给频率，观察了从搅拌器传输到铝或铝合金的熔融金属(19)的扭矩：人们获得了对于大致在5Hz和15Hz之间，优选地10Hz的驱动频率的最大值。对于更高的驱动频率值，传输扭矩在频率增加时降低。当以大致在5Hz至15Hz，优选地10Hz的驱动频率运行时，搅拌器的效果最大化，并且优化了耗电量。

尽管在铸造台(17)的图示实施例(图8)中参考了一种具有一系列六个铸模的解决方案，每个铸模都在其内侧上结合有一种根据本发明制造的搅拌器，但将会显而易见的是，本发明也可应用于具有更少或更多数量的铸模的铸造台。

例如，可以通过铸模(8)铸造的呈铝或铝合金杆形式的产品的规格可以是具有圆形横截面并且直径在100到400mm之间的杆，所述直径对应于铸模(8)的直径，与截面变化区域或接合区域(12)以下的凝固开始区域(20)对应。

搅拌器(1)设置有用于监测内部绕组温度的监测系统，这对于发送超温警报是必需的。用于例如，与至少一个内部绕组对应，人们可以例如(图12)以热电偶的形式固定一种温度测量系统(39)，所述热电偶连续地检测其温度。由控制单元(38)监测该温度测量系统(39)的信号，在超过给定的阈值时，所述控制单元(38)通过作用在搅拌器(1)的驱动逆变器上来中断该系统的操作。

优选地，通过具有位于铸模(8)附近的变压器和局域接线盒的相应逆变器配电盘对该搅拌器(1)供电，在设置有更多铸模(8)的铸造台(17)上安装时，所述局域接线盒可选地用于连接更多数量的搅拌器(1)。

总之，本发明涉及(图1、图2、图3、图4、图5、图6、图14)一种用于铸造铝或铝合金的熔融金属(19)的铸模(8)(图7、图8、图15)的电磁搅拌装置(1)，其中，所述电磁搅拌装置(1)包括绕组芯部(6)以及呈导电线圈组(7、27、28、29、30、31、32)形式的一个或多个导体绕组，所述导体绕组用于使产生在铸模(8)内侧搅拌铝或铝合金的熔融金属(19)的电磁场的电流循环。芯部(6)具有环形，所述环形根据一种构造，构成呈线圈组(7、27、28、29、30、31、32)形式的所述一个或多个绕组的支撑元件，在所述构造中呈线圈组(7、27、28、29、30、31、32)形式的所述一个或多个绕组的线圈环绕芯部(6)缠绕在绕组平面(23)上，根据基本径向方向(24)，相对于芯部(6)环形的对称中心轴线(22)布置所述绕组平面(23)。呈线圈组(7、27、28、29、30、31、32)形式的所述一个或多个绕组优选地包括成对的线圈组(7、27、28、29、30、31、32)，其中每对线圈组(7、27、28、29、30、31、32)由两个线圈组(7、27、28、29、31、32)组成，其中：

-该对的一个线圈组沿芯部(6)的环形伸展的第一弧(42'、42”、42”')缠绕在芯部(6)上；

-该对的另一线圈组沿芯部(6)的环形伸展的第二弧(43'、43”、43”')缠绕在芯部(6)上；

第一弧(42'、42”、42”')和第二弧(43'、43”、43”')为相对于芯部(6)环形的轴线(22)的彼此反向弧。

所述成对线圈组(7、27、28、29、30、31、32)每个的线圈组(7、27、28、29、30、31、32)根据一种串联连接构造彼此连接(图11、图12)，在所述构造中每对线圈组(7、27、28、29、30、31、32)包括相对于各个成对线圈组(7、27、28、29、30、31、32)的线圈组(7、27、28、29、30、31、32)的第一连接端和第二连接端，以及中间连接。在构成星形连接(33)的共同中心的共同连接点处，所述成对线圈组(7、27、28、29、30、31、32)每个的第二连接端连接到其他成对线圈组(7、27、28、29、30、31、32)的各个的第二连接端。这样，包括所述成对线圈组(7、27、28、29、30、31、32)每个的第一连接端的组件与相对于星形连接(33)的共同中心的往复式相移正弦电流的供电系统一起构成连接接口，其中所述成对线圈组(7、27、28、29、30、31、32)每个的电流相对于相邻的成对线圈组(7、27、28、29、30、31、32)的电流沿芯部(6)的环形产生相移，用于产生一种在铸模(8)内侧搅拌铝或铝合金的熔融金属(19)的旋转电磁场。

在一种优选的非限制性实施例中，该线圈组(27、28、29、30、31、32)包括六个线圈组(27、28、29、30、31、32)(图11、图12)，其包括先前限定的第一线圈组(27)、第二线圈组(28)、第三线圈组(29)、第四线圈组(30)、第五线圈组(31)，第六线圈组(32)。特别地，这六个线圈组(27、28、29、30、31、32)包括三对线圈组(7、27、28、29、30、31、32)，其中：

-第一对线圈组包括沿第一对线圈组的第一弧(42')缠绕的第一线圈组(27)以及沿第一对线圈组的第二弧(43')缠绕的第四线圈组(30)；

-第二对线圈组包括沿第二对线圈组的第一弧(42”)缠绕的第二线圈组(28)以及沿第二对线圈组的第二弧(43”)缠绕的第五线圈组(31)；

-第三对线圈组包括沿第三对线圈组的第一弧(42”')缠绕的第三线圈组(29)以及沿第三对线圈组的第二弧(43”')缠绕的第六线圈组(32)。

优选地，第一对线圈组的第一弧(42')的长度、第一对线圈组的第二弧(43')的长度、第二对线圈组的第一弧(42')的长度、第二对线圈组的第二弧(43')的长度，第三对线圈组的第一弧(42”)以及第三对线圈组的第二弧(43”)的长度相同。

每组线圈组(7、27、28、29、30、31、32)的绕组线圈数优选地与其它组线圈组(7、27、28、29、30、31、32)的绕组线圈数相等。

如前所述，由于所述特征，根据本发明的电磁搅拌装置(1)允许借助在电磁搅拌装置(1)内侧循环的流体而获得不具有冷却系统，并且也不具有凸极的搅拌器。

本发明还涉及(图7、图15)一种用于对由铝或铝合金的熔融金属(19)凝固的金属杆进行凝固的铸模(8)，其中，所述铸模(8)为设置有以下的类型：

-下开口，其打开用于抽出被凝固的金属杆；

-与用于抽出被凝固的金属杆的开口相对的熔融金属(19)的引入部分(14)；

-用于对铝或铝合金的熔融金属(19)进行凝固的凝固开始区域(20)，所述凝固开始区域(20)被放置在用于抽出被凝固的金属杆的开口以及熔融金属(19)的引入部分(14)之间；

-铝或铝合金的熔融金属(19)的电磁搅拌装置(1)，其中，所述电磁搅拌装置(1)被容纳在铸模(8)的座部(9)中，该电磁搅拌装置(1)包括具有环形的绕组芯部(6)以及呈导电线圈组(7、27、28、29、30、31、32)形式的一个或多个导体绕组，所述导体绕组旨在使在铸模(8)内侧产生搅拌铝或铝合金的熔融金属(19)的电磁场的电流循环，所述芯部(6)构成具有中心(C)的绕组截面的支撑元件，所述一个或多个绕组环绕所述中心(C)缠绕。

特别地，该设备可使搅拌器(1)相对于凝固开始区域(20)定位在特定距离处，以用于在铸模(8)内侧凝固铝或铝合金的熔融金属(19)。

特别地，考虑到(图7、图15)搅拌器的环形绕组芯部的中心(C)，构思了最佳安装，使得在如下位置中在铸模(8)内侧获得了用于容纳铝或铝合金的熔融金属(19)的电磁搅拌装置(1)的铸模(8)的座部(9)，在所述位置使得中心(C)被布置在与凝固开始区域(20)的一端一定距离(S)处，所述距离在+/-140mm之间，甚至更优选地在+/-100mm之间。

该铸模(8)优选地为进一步包括环(13)的类型，所述环(13)促进熔融金属(19)凝固，与凝固开始区域(20)对应地定位该环(13)。对于设置有促进凝固的环(13)的铸模，构想了最佳安装，使得在如下位置(图7、图15)中在铸模(8)内侧获得了用于容纳铝或铝合金的熔融金属(19)的电磁搅拌装置(1)的铸模(8)的座部(9)，在所述位置使得芯部(6)的绕组截面的中心(C)被布置在与环(13)的垂直延伸部的中间平面(25)的一定距离(U)处，所述距离+/-170mm之间，优选地在+/-150mm之间。

所述铸模(8)优选地为以下类型，其中凝固开始区域(20)相对于熔融金属(19)的引入部分(14)的总体宽度具有更大的总体宽度，凝固开始区域(20)和引入部分(14)通过接合部(12)彼此连接，所述接合部(12)包括倾斜部，该倾斜部连接具有不同宽度的凝固开始区域(20)和引入部分(14)。甚至更优选地，铸模(8)包括一种铝或铝合金的熔融金属(19)的进料嘴部(11)，与熔融金属(19)的引入部分(14)的一侧对应地呈侧面垂直槽口的形式获得所述进料嘴部(11)。

本发明还涉及一种在用于铸造铝或铝合金的铸模(8)中的搅拌方法，其中所述方法包括在铸模(8)内侧的熔融金属(19)的电磁搅拌装置(1)的供电相，电磁搅拌装置(1)供电相是缠绕在具有环形的绕组芯部(6)周围的一个或多个导体绕组的供电相，一个或多个导体绕组呈导电线圈组(7、27、28、29、30、31、32)的形式被缠绕，用于使产生在铸模(8)内侧搅拌铝或铝合金的熔融金属(19)的电磁场的电流循环，其中对呈线圈组(7、27、28、29、30、31、32)形式缠绕的一个或多个导体绕组的供电相是缠绕在绕组平面(23)上芯部(6)周围的成对线圈组(7、27、28、29、30、31、32)的往复式相移正弦电源电流的供电相，根据基本径向方向(24)，相对于芯部(6)的环形轴线(22)布置所述绕组平面(23)，其中每对线圈组(7、27、28、29、30、31、32)包括两个线圈组(7、27、28、29、30、31、32)，其中：

-该对的一个线圈组沿芯部(6)的环形伸展的第一弧(42'、42”、42”')缠绕在芯部(6)上；

-该对的另一线圈组沿芯部(6)的环形伸展的第二弧(43'、43”、43”')缠绕在芯部(6)上；

第一弧(42'、42”、42”')和第二弧(43'、43”、43”')为相对于芯部(6)的环形轴线(22)的彼此反向弧，所述具有往复式相移的正弦电源电流的供电相产生在铸模(8)内侧诱导熔融金属(19)的搅拌的旋转磁场。

构思了该方法，使得优选地，如前所述并且更详细地，根据串联连接的构造并且根据星形连接(33)的共同中心，该成对线圈组(7、27、28、29、30、31、32)每个的线圈组(7、27、28、29、30、31、32)彼此连接(图11、图12)。

本发明还涉及一种用于对由铝或铝合金的熔融金属(19)凝固的一系列金属杆进行凝固的铝或铝合金铸造机，其中所述铸造机包括设置有底座(16)的铸造台(17)，所述底座用于安装由呈铝或铝合金形式的熔融金属(19)的分配通道(18)进料的一系列铸模(8)，其中至少一个所述铸模(8)是如前所述的铸模(8)。

本发明还涉及一种用于对由铝或铝合金的熔融金属(19)凝固的一系列金属杆进行凝固的铝或铝合金铸造机，其中所述铸造机包括设置有底座(16)的铸造台(17)，所述底座用于安装由呈铝或铝合金形式的熔融金属(19)的分配通道(18)进料的一系列铸模(8)，其中至少一个所述铸模(8)包括一种根据先前所解释的内容制造的铝或铝合金的熔融金属(19)的电磁搅拌装置(1)。

本发明还涉及一种用于生产和加工铝或铝合金杆的设备，其中，所述设备包括如前所述的用于对由铝或铝合金的熔融金属(19)凝固的一系列金属杆进行凝固的铝或铝合金铸造机，其特别地包括设置有具有所述特征的电磁搅拌装置，或根据相对于凝固区域的布置安装，或根据所述方法操作的铸模。

已经参考优选实施例中的附图描述了本发明，但显而易见的是，根据先前描述，许多可能的改变、修改和变型对于本领域技术人员将立即显而易见。因此，应该理解的是，本发明不限于先前描述，但包含根据所附权利要求的所有这些改变、修改和变型。

使用的术语

参考附图中报告的附图标记，使用了以下术语：

1.搅拌器或电磁搅拌装置

2.主体

3.连接

4.紧固系统

5.内部空间

6.芯部

7.绕组

8.铸模

9.座部

10.支撑板

11.嘴部

12.接合部

13.环

14.耐火材料的引入部分或容器

15.液位

16.底座

17.铸造台

18.分配通道

19.熔融态金属

20.凝固开始区域

21.引入通道

22.轴线

23.绕组平面

24.径向方向

25.中间平面

26.支架

27.第一线圈组

28.第二线圈组

29.第三线圈组

30.第四线圈组

31.第五线圈组

32.第六线圈组

33.星形连接的共同中心

34.第一终端

35.第二终端

36.第三终端

37.三相电源配电盘

38.控制单元

39.温度测量系统

40.终端板或连接器

41.凝固前部

42'.第一对线圈组的第一弧

42”.第二对线圈组的第一弧

42”'.第三对线圈组第一弧

43'.第一对线圈组的第二弧

43”.第二对线圈组的第二弧

43”'.第三对线圈组的第二弧

44.耐火材料

C.搅拌器的芯部中心

D.直径

R.半径

S.与凝固开始区域的距离

U.与凝固促进环的距离