183415. lajstromszámú szabadalom • Berendezés fémszalagok folyamatos öntésére
1 183 415 2 A találmány tárgya berendezés fémszalagok folyamatos öntésére, fémolvadékot tartalmazó és öntőnyilással ellátott öntűedénnyel, valamint az öntőnyílás előtt 60- 3000 m/perc sebességgel mozgatható öntőfelülettel. Vékony fémszalagoknak a hagyományos hengerlés!, illetve hidegalakítási technológiától eltérő öntéssel történő közvetlen előállításának számos nyilvánvaló műszaki és gazdasági előnye van. Az a tény, hogy a folyamatos szalagöntést igen nagy hűtési sebességgel lehet végezni és ezzel amorf szerkezetű anyag is előállítható, ugyancsak jelentős és ismert. Ugyanakkor azonban az is tudott, hogy a szalagöntés során rendkívül sok paramétert kell állandóan ellenőrizni és szabályozni annak érdekében, hogy megfelelő minőségű és egyenletes összetételű, illetve szerkezetű terméket nyerjünk. Az öntészet területén dolgozó szakemberek tehát tisztában vannak azzal, hogy a gyakorlatban jól alkalmazható folyamatos szalagöntő berendezések kialakítása, fejlesztése és gyártása rendkívül bonyolult tevékenység. Vékony fémtermékek, például lemezek, fóliák, szalagok és hasonlók folyamatos öntésének elmélete már az 1900-as évek elején ismert volt. Ilyen technológiákra vonatkozik például a 905 758 és a 993 904 sz. USA szabadalmi leírás. Ezekben már leírják, hogy a fémolvadékot mozgó, hűtött felületre kell juttatni és az anyagot ezen megdermesztve folyamatosan vékony fémtermék állítható elő. Az említett szabadalmak arról is írnak, hogy a fémolvadékot folyadékkal hűtött forgó vörösréz dob vagy tárcsa sima palástfelületére kell önteni, a szalag előállításához. Mindazonáltal, az elmélet ismertetése ellenére nincs nyoma annak, hogy a gyakorlatban ilyen megoldásokat a század első felében alkalmaztak volna. Nemrégen, a 3 522 836 és a 3 605 863 sz. USA szabadalmi leírásokban olyan eljárásokat hoztak nyilvánosságra, amelyek ugyancsak vékony fémtermékek, szalagok vagy huzalok folyamatos öntésére vonatkoznak. Ezekben a leírásokban a fémolvadékot valamilyen öntőnyílásból, illetve fúvókából ívelt felületre juttatják. A hőelvonó felület, amely például vízhűtéses dob lehet, a fűvóka, illetve öntőnyílás síkjával lényegében párhuzamosan mozog, és a kiömlő fémolvadékkal érintkezve azt folyamatosan kihúzva egyenletes terméket biztosít. Ezt a technológiát többnyire „húzott olvadék” technológiának nevezik, minthogy az ívelt felület mentén mozgó hőelvonó elem folyamatosan húzza le a fémolvadékot a kiömlőnyílásról és gyakorlatilag meghatározza a fémolvadék kiáramlásának sebességét. Ezután a fémszalagok folyamatos öntése már csak részmegoldásokban fejlődött tovább. A 4 142 571 sz. USA szabadalmi leírás például szalagöntő berendezések öntőnyílásának réskonstrukciójára vonatkozik és pontos méreteket ír elő. Egy másik USA szabadalmi leírás (4 077 462) a hűtött öntődob fölött elhelyezett burkolat kialakítására vonatkozik. A folyamatos öntés területén rendkívül sokféle hűtési technológia ismert. Az olvadékból történő szálképzésnél például a terméket úgy állítják elő, hogy vékony fémolvadék szálat bocsátanak ki egy fúvókából és azt szabad lebegés közben vagy hűtőfelülettel érintkeztetve hűtik a dermedési hőmérséklet alá. További ismert hűtési technológiák például a 3 838 185 sz. USA szabadalmi leírás szerinti tégelyes olvadékkihúzás, a 3 896 203 sz. USA szabadalmi leírásban ismertetett függőcseppes hőelvonás vagy a 3 297 436 sz. USA szabadalmi leírás szerinti ütköztető hűtési eljárás. Mindezen megoldások-2 kai azonban meglehetősen nehézkesen lehet egyenletes minőségű fémterméket előállítani. A termék vastagságát, minőségét és reprodukálhatóságát rendkívül sok tényező ' befolyásolja. Ilyenek például az öntési hőmérésklet és nyomás, a hőelvonás sebessége, az öntőfelület bevonatrétegének minősége és további számos tényező. A folyamatos öntés bemutatott viszonylag hosszú története és a közelmúltban lejátszódott fejlődés ellenére sem terjedt el a gyakorlatban ez a technológia mind a mai napig. Úgy tűnik, hogy az öntési eljárás számos részletének tökéletesítése, módosítása és továbbfejlesztése szükséges ahhoz, hogy a folyamatos szalagöntés gazdaságos és bevett módszerré váljék. A sikeres és gazdaságos fémszalag öntéshez pontosan kell meghatározni a különböző paraméterek viszonyát egymáshoz. Emellett ki kell dolgozni az öntőedények konstrukcióinak részleteit, a kiöntőnyílások méreteit és arányait, valamint távolságukat az öntőfelülettől, továbbá magának az öntőfelületnek a sebességét és az általa biztosított hűtési sebességet, a fémolvadék hőmérsékletével és adagolási sebességével összhangban. A gyakorlatban különösen az öntőnyílások konstrukciói és méretviszonyai bizonyultak problematikusnak. Tekintettel arra, hogy az öntőedényen alkalmazott öntőnyílás és a hűtött öntőfelület közötti viszony nyilvánvalóan kritikus, a korábbi folyamatos szalagöntő berendezésekben olyan öntőnyüásokat alakítottak ki, amelyek falai a fémolvadékot tartó öntőedény, illetve az abba beépített öntőelem részét képezték. Ezért, amikor az öntőnyílás mozgatása vagy változtatása vált szükségessé, ez az egész öntőedényt érintette. így az öntőnyílás és a hűtött öntőfelület közötti viszony biztonságos megtartása megakadályozta az egész öntőberendezés rugalmas kialakítását. Ezért a jelen találmánnyal olyan berendezés kialakítása a célunk, amelynek segítségével viszonylag széles és vékony fémszalagok állíthatók elő anélkül, hogy a fenti problémák jelentkeznének. Célunk a berendezéssel olyan megbízható, hatékony és gazdaságos konstrukció kialakítása, amellyel reprodukálható, egységes és jó minőségű termék állítható elő. A kitűzött feladatot a találmány szerint úgy oldottuk meg, hogy a berendezésben az öntőnyílást alkotó felületek az öntőnyílás teljes szélességében egymástól azonos távolságra vannak, a belső felületek egymástól mért távolsága legalább 0,25 mm, ahol legalább az egyik belső felület legalább egy része olyan betétlapból van kialakítva, amelynek elülső pereme az öntőfelülettől legfeljebb 3 mm-re van. Az így kialakított berendezésben a fémszalag teljesen egységes és állandó mérettel, valamint teljes hossza mentén azonos minőségben állítható elő. További előnye a találmány szerinti berendezésnek, hogy az öntőnyílás konstrukciója lehetővé teszi a fémszalagnak minimális turbulencia mellett történő öntését. A berendezéssel öntött szalagok minden paraméterük tekintetében reprodukálhatók, és a berendezésben hatékony és gyors hűtést lehet biztosítani, amellyel amorf fémszalagok alakíthatók ki. Ugyanakkor a berendezés alkalmas krisztallitos szerkezetű szalagok folyamatos előállítására is. Előnye a találmány szerinti megoldásnak még az is, hogy a berendezés, elsősorban az öntőnyílás méreteit úgy szabályozza, hogy a folyamatos és gyors szalagöntés állandó méretű és minőségű, reprodukálható termék 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
