174849. lajstromszámú szabadalom • Induktor elektromágneses öntőkokillához
5 174849 6 1 vezetőgyűrűn h magasságban átfolyó Jh áramerősségtől, valamint a 9 olvadékfázisban uralkodó pm metallosztatikus nyomástól függ. Az induktor 1 vezetőgyűrűje tehát olyan keresztmetszettel van kialakítva, amely függőleges irányban felülről lefelé, azaz az olvadék felszínétől távolodva növekszik. A keresztmetszet növelését a 2. ábrán látható módon folyamatosan is el lehet végezni, gyártástechnológiai okokból azonban gyakran célszerű az 1. ábrán látható lépcsőzetes keresztmetszet-kialakítás. Ha a keresztmetszet változás folyamatos, az 1 vezetőgyűrű keresztmetszete célszerűen a négyzetes aránynál nagyobb mértékben változik, a csökkenés, illetve növekedés mértéke azonban mindig kisebb, mint az exponenciális függvénynek megfelelő változás. Az induktor 1 vezetőgyűrűjének keresztmetszete a legfelső és legalsó pontban 3:1 és 20 :1 arány között kell legyen. Az 1 vezetőgyűrű maximális vízszintes mérete azonban nem haladhatja meg az 1 vezetőgyűrű függőleges méretének egyharmadát. Ha az induktorban 2500 Hz-es váltóáramot alkalmazunk, az 1 vezetőgyűrűt célszerű olyan alumíniumötvözetből készíteni, amely legfeljebb 1,3 súly% szilíciumot és legfeljebb 1 súly% magnéziumot tartalmaz. A vezetőgyűrű keresztmetszet-csökkentésének meghatározásánál abból a feltételezésből indulunk ki, hogy a felülettől a vezetőgyűrű belseje felé haladva 1,9 mm távolságban az áramsűrűség a felületi érték mintegy 37%-ára csökken. A 3. ábrán a találmány egy olyan kiviteli alakját mutatjuk be, ahol a kokillához, illetve az induktorhoz tartozó hűtőrendszer külön van kialakítva. Ennél az elrendezésnél az 1 vezetőgyűrű az 1. vagy 2. ábrán bemutatotthoz hasonlóan van kialakítva, és anyagát is hasonló szempontok alapján választottuk ki. Az 1 vezetőgyűrű hűtőrendszere ennél a megoldásnál az 1 vezetőgyűrű anyagából kialakított 7 teret tartalmaz, amelyben a hűtőközeg áramlik. A 7 tér keresztmetszete célszerűen téglalap, négyzet vagy ötszög alakú. Az 1 vezetőgyűrű fölött külön hűtőrendszer van elhelyezve a tuskó hűtésére. Ez a hűtőrendszer 4 hűtőközeg-járatot tartalmaz, amelyből a hűtőközeg a tuskó 9 olvadékfázisára, illetve 10 szilárd fázisára omlik. A 4 hűtővízjárat itt is célszerűen négyszögletes kialakítású, és az 1 vezetőgyűrűtől függetlenül van elhelyezve. Az 5 hűtőközeg is az 1 vezetőgyűrű hűtésétől függetlenül van a hűtőrendszerbe bevezetve. A 4 hűtőközegjárat belső oldalán olyan 6 nyílások vannak kialakítva, amelyek az 5 hűtőközeget megfelelő szögben irányított 11 sugárként vezetik a tuskó palástfelületére. a 3. ábrán bemutatott kialakítás előnye, hogy az induktor és a kokilla hűtőrendszerei egymástól függetlenül vannak rögzítve, tehát egymástól függetlenül beszabályozhatok, cserélhetők vagy javíthatók és a hűtési rendszerekbe vezetett hűtőközeg mennyisége a követelményeknek megfelelően egymástól függetlenül változtatható. Az 1. és 2. ábrán bemutatott konstrukciónál az induktor stabilizálása érdekében célszerűnek bizonyult az 1 vezetőgyűrűnek szigetelőanyagból, előnyösen habosított ragasztóanyagból vagy laminált anyagból készített 2, illetve 3 közdarabokhoz történő csatlakoztatása. A 2 és 3 közdarabok másik oldala a 4 hűtőközegjárathoz van erősítve. A darabok összekapcsolása történhet ragasztással vagy mechanikus úton, például szigetelőanyagból készített csavarokkal. A 7 teret ily módon részben a 2 és 3 közdarabok határolják. Az 1. és 2. ábrán bemutatott megoldásoknál a működés során a hűtőközeg a 4 hűtőközegjáratban áramlik, és, onnan a 6 nyílásokon át lép a 7 térbe. A 7 térben közvetlen érintkezésbe kerül az 1 vezetőgyűrűvel, majd a 8 nyílásokon át hagyja el az induktort. A 8 nyílások úgy vannak kialakítva, hogy az 5 hűtőközeg megfelelő szögben áramlik a tuskó palástjára. A 4 hűtőközegjárat és a 7 tér keresztmetszetei előnyösen úgy aránylanak egymáshoz hogy a 2:1 és a 20 :1 érték között legyenek. A 4 hűtőközegjáratot gyártástechnológiai szempontból célszerű szögletesre készíteni, szükség esetén azonban tetszőleges keresztmetszetű lehet. Megjegyezzük, hogy bár a leírásban mindenütt vezetőgyűrűről beszéltünk, az induktor ezen eleme tetszőleges kialakítású lehet, és alakja a gyártandó tuskó keresztmetszetétől függ. A vezetőgyűrű tehát nem csupán kör alakú lehet, hanem négyzetes, hatszögletű vagy egyéb formájú is. A találmány szerinti induktor alkalmazásával tökéletesen sima palástfelületű tuskók készíthetők, ha az energiaellátás kellő stabilitását biztosítjuk. Az induktomak a találmány szerint történő kialakításával elmarad a költséges és gyártástechnológiai szempontból is nehézkes árnyékolóemyő felhasználása, így az öntéshez használatos kokillák gyártási költségei mintegy 50%-kal, üzemelési költségei pedig hosszú távon mintegy 20%-kal csökkennek. Szabadalmi igénypontok: 1. Induktor elektromágneses öntőkokillákhoz, azzal jellemezve, hogy vezetőgyűrűje (1) függőleges irányban felfelé csökkenő keresztmetszettel van kialakítva, és a vezetőgyűrű (1), illetve az öntendő tuskó hűtésére alkalmas hűtőrendszerrel van ellátva. 2. Az 1. igénypont szerinti induktor Kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a vezetőgyűrű (1) és a hűtőrendszer elektromosan szigetelő közdarabok (2, 3) segítségével van összekapcsolva. 3. Az 1. igénypont szerinti induktor kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a vezetőgyűrű (1) és a tuskó hűtőrendszere egymástól függetlenül vannak kialakítva. 4. Az 1—3. igénypontok bármelyike szerinti induktor kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a vezetőgyűrű (1) keresztmetszete a négyzetes aránynál nagyobb mértékben csökken, a csökkenés mértéke azonban mindig kisebb, mint az exponenciális függvénynek megfelelő csökkenés. 5. Az 1—4. igénypontok bármelyike szerinti induktor kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a vezetőgyűrű (1) keresztmetszet-csökkenése folyamatosan kifelé hajló palástfelülettel van megoldva. 5 10 15 20 25 3C 35 40 45 50 55 60 65 3
