183418. lajstromszámú szabadalom • Berendezés fémszalagok folyamatos öntésére
1 183418 2 A találmány tárgya berendezés fémszalagok folyamatos Öntésére fémolvadékot tartalmazó és öntőnyílással ellátott öntőedénnyel, ahol az öntőnyílás hossza megfelel az öntött szalag szélességének, az öntőnyílás szélessége pedig állandó, valamint az öntőnyílás előtt elhelyezett, annak geometriai tengelyére merőleges irányban mozgatható hűtött öntőfelülettel. Vékony fémszalagoknak a hagyományos hengerlési, 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 alkalmazták 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 fúvóka, 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 is 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 részkonstrukciójára 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 29 7 4 36 sz. USA szabadalmi leírás szerinti ütköztető hűtési eljárás. Mindezen megoldásokkal azonban meglehetősen nehézkesen lehet egyenletes minőségű fémterméket előállítani. A termék vastagságát, minőségét és reprodukálhatóságát rendkívül sok tényező befolyásolja. Ilyenek például az öntési hőmérséklet és nyomás, a hőelvonás sebessége és további számos tényező. A folyamatos fémöntés 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 cs az általa biztosított hűtési sebességet, a fémolvadék hőmérsékletével és adagolási sebességével összhangban. A gyakorlatban különösen az öntőnyílások konstrukciói és méretviszonyai bizonyultak problematikusnak, a különböző öntési paraméterek alkalmazása során. Ennek megfelelően a jelen találmánnyal olyan berendezés kialakítása a célunk, amelynek segítségével viszonylag széles fémszalagok állíthatók elő anélkül, hogy a korábbiakban ismertetett nehézségek 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 az öntőnyílás öntőelem alsó és felső nyúlványa között van kialakítva és olyan egymással szemben fekvő sík belső felületekkel van határolva, amelyek az öntőnyílás külső részén széttartóak, a hűtött öntőfelület pedig legfeljebb 3 mm távolságra van az öntőnyílástól. Az így kialakított berendezésben a fémszalag teljesen egységes és állandó mérettel, valamint teljes hossza mentén azonos minőségben állítható elő. A találmány szerinti berendezésnek további előnye az is, hogy az öntőnyílás kifelé bővülő konstrukciója gyors és hatékony szalagöntést tesz lehetővé. A berendezéssel öntött szalagok minden paraméterük tekintetében reprodukálhatók és a berendezésben olyan hatékony és gyors hűtést lehet biztosítani, amellyel amorf fémszalagok is előállíthatok. Természetesen a berendezés alkalmas hagyományos krisztallitos szerkezetű szalagok folyamatos előállítására is. A találmány további részleteit kiviteli példákon, rajz segítségével ismertetjük. A rajzon az 1. ábra fémszalagok folyamatos öntésére alkalmazott berendezés vázlata, a 2. ábra a találmány szerint kialakított öntőnyílás keresztmetszete, a 3. ábra az öntőnyílás kialakításának egy további változata, a 4. ábra ugyancsak az öntőnyílás egy kialakításának metszete és az 5. ábra még egy változat az öntőnyílás kialakítására. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
