185751. lajstromszámú szabadalom • Berendezés ötvözetek, főleg acélok elektrosalakos átolvasztására
1 185751 2 A találmány ötvözetek, de főleg acélötvözetek elektrosalakos villamos átolvasztására alkalmas berendezésre vonatkozik. Az elektrosalakos átolvasztásra szolgáló készülékeknél a kokillába helyezett salakot a belé mentett elektróda olvasztja meg ellenállásos hevítés segítségével. E közben a kokilla alatt lévő alaplapon folyamatosan alakul ki az öntecs. Ennek az eljárásnak a segítségével metallurgiailag különösen értékes acélt lehet előállítani, mivel a salak tisztító hatása különösen hatásos a lassan beolvadó olvadékban. A megszilárduló olvadék ily módon különösen nagy tisztaságú fokot ér el és ezáltal a kiválások és tisztátalanságok elkerülhetők. A különösen homogén öntecs további feltétele a fémolvadék különlegesen megvalósított egyenletes megszilárdulása. Az olvadéknak ezt a különlegesen megvalósuló megszilárdítását nem csak az egyenletesen hűtött kokilla határozza meg, hanem még további effektusok is hozzájárulnak. Ha a leolvadó elektróda nem pontosan központos, illetve, ha ezek a kokilla tengelyéhez képest nem szimmetrikusan helyezkedik el, akkor ez, vagy ezek az elektródák egyfelől aszimetrikusan olvadhatnak meg, másfelől pedig az öntecs nem szimmetrikus kristályosodása következhet be. Ez a jelenség azonban nem csak ezen a területen az elektródától a salakba és a fémolvadékba jutó megnövelt hőbevitelre vezethető közvetlenül vissza, hanem a kokillában a salak egyenetlen mozgássebességére is, aminek következtében a salak ott hűl le elsősorban, ahol a sebesség kicsi, vagy nulla. Ily módon a salak nagyobb mértékben meg is szilárdul, úgyhogy ezeken a részeken a merev salakból közvetlen bevonat jön létre a többi falfelülettől eltérően. Ebből az ismertetésből látható, milyen jelentősége van a salak mozgásának. A salak és az olvadék is paramágneses. A salak azonban elektromos vezetőként is szerepet játszik, és mint ilyet a létrejövő elektromágneses tér is befolyásolja, aminek következtében a salakban keverő mozgás jön létre. A salakban a keverőmozgásnak ez a tényezője tehát attól függ, hogy egyenáramot, illetve alacsony vagy nagy frekvenciás váltóáramot alkalmazunk. Megfigyelhető, hogy különösen nagy öntecsátmérőnél és különösképpen alacsony frekvenciás, például 3-10 Hz-es váltóáram alkalmazásánál a kokillában a salak aszimmetrikusan mozog. Feltételezték már azt, hogy ennek az aszimmetrikus mozgásnak az oka a Coriolis-erő. Ezen kívül megkísérelték az elektromos vezetés lehetőleg szimmetrikus kialakításával azt elérni, hogy az elektromágneses tér ne hasson. A fent ismertetett ilyen jellegű zavarok nagy frekvenciás váltóáram esetében a Skin - effektus és az árnyékolás következtében a kokillában gyengébbek lehetnek. A fent leírt jelenségek pontos természettudományos magyarázatát mindeddig nem tudták megadni, mivel az itt fellépő hatások egymást többszörösen átfedik. A salak mozgása nemcsak az áramerősség következménye, hanem olyan hatások is szerepet játszanak, amelyek például a salakban fennálló hőmérséklet gradiensre vezethetők vissza. Ezen kívül az elektromágneses teret az acélműkben mindig ott lévő ferromágneses szerkezeti elemek árnyékolják, illetve befolyásolják. Az elektromágneses mező ilyen jellegű árnyékolásával ugyan a zavarokat meg lehet szüntetni, vagy csökkenteni lehet, azonban'ezáltal a megolvasztandó ötvözet egységnyi mennyiségére jutó összes energiafelhasználás lényegesen megnövekszik. A jelen találmány célul tűzte ki ötvözetek, főleg acélok elektrosalakos villamos átolvasztásához olyan berendezés létrehozását, amely előnyösen alacsony frekvenciás, például 3-10 Hz-es berendezéseknél és különösen nagy, 1 méter, sőt adott esetben 2 méter feletti öntecsátmérő esetében lehetővé teszi az öntecs teljesen egyenletes megmerevedését már az öntecs alsó részében is. Meglepő módon megállapítást nyert, hogy ez az elektrosalakos villamos átolvasztáshoz alkalmas olyan berendezéssel érhető el, amelynek a keletkező öntecset tartó alaplapja jó elektromos vezetöképességű anyagból, például rézből van, továbbá, amelynek legalább egy központos, a folyadékhűtésű kokillában lévő olvasztó elektródája van az áramforrás legalább egy elektromos csatlakozásával az alaplemezen úgy, hogy a csatlakozásfok) a kokilla tengelyén kívül van(nak) és lényegében szimmetrikus(ak) arra a szimmetria síkra, amelyben a kokilla tengely elhelyezkedik, az elektromos vezető(k) pedig, amely(eíc) az áramforrást az alaplappal köti(k) össze, az alaplap peremrészétöl a szimmetriasiknak azon a normál síkján át vati(nak) vezetve, amely a kokillatengelynek megfelelően helyezkedik el. Bár az ilyen elrendezés esetében nem érhető el az elektromágneses erő szimmetriája, azonban az adódik, hogy az áramforrásnak az alaplaphoz a találmány szerinti csatlakoztatásánál a salak mozgása és ezzel a kokillában az acél kihűlése teljesen egyenletes módon érhető el még 3-10 Hz-es alacsony frekvenciás váltóáram és különösen nagy átmérőjű öntecs esetén is. Ennek a találmánynak egyik további ismérve szerint az elektromos vezetö(k) legalább a normálsíknál lejjebb, különösen az alaplap alatt vezct(nek). E mellett előnyös, ha az alaplap és a vezetőik) távolsága az alaplapon lévő csatlakozástól a normálsík felé növekszik. Az ilyen megoldás segítségével, az elektromos vezető lejtésével az alaplap felé elérhető a csatlakozások illesztése a helyi adottságokhoz, például a berendezés részeinek vagy hasonlóknak az. árnyékoló hatására tekintettel. Ha a vezető(k) legalább a normálsikig mélyebben, különösképpen az alaplap alatt vezel(nek), akkor az alaplapban folyó áramoktól származó elektromágneses tereket különösen egyszerű módon lehet kompenzálni az olvasztandó öntecs talpának a közelében helytakarékos megoldással. Ha az alaplapon legalább két csatlakozás van, amelyek a kokillatengely, illetve a normálsík közelében egyetlen vezetővel vannak összekötve, akkor az alaplapnál, amelynek kisebb elektromos vezetőképessége van, illetve a különösen nagy öntecsátmérőnél az öntecsből, illetve a kezdeti szakaszban a salakból egyenletes elektromos elvezetés is történhet úgy, hogy közben a nem szimmetrikus keverőmozgás nem kívánt jelensége egyidejűleg a salakban elkerülhető. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
