190461. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés fémek folyamatos öntéséhez
1 190 461 Az eljárás alkalmazása során célszerű a lebegtetést oly módon végezni, hogy a fémolvadék hidrosztatikus nyomása gyakorlatilag 0 legyen, azaz súlytalan állapotban mozogjon. A kihúzáshoz szükséges erőt, amellyel a fémoszlopot emeljük, a kihúzófej segítségével biztosítjuk. Ez lényegében egy egyszerű fémrúd, amelyet az öntés kezdetén a fémolvadékkal érintkezésbe hozunk és a ráfagyott anyaggal folyamatosan fölfelé mozgatunk. A kihúzófej mozgatását a vele együtt emelkedő szilárd tuskórésszel folyamatosan végezzük az erre a célra alkalmazott hajtómű segítségével. A kihúzás sebessége megfelel a fémoszlopban lévő fémolvadék dermedési sebességének. A találmány szerinti eljárás azon foganatosítási módjánál, amikor gyakorlatilag nem alkalmazunk elektromágneses lebegtetést, a fémoszlopot hosszának legnagyobb részén, de különösen a dermedési zónában az elektromágneses térrel formázzuk, azaz gyakorlatilag fal nélküli kokillát alkalmazunk. Ennek megfelelően a fémoszlop keresztmetszetét az elektromágneses térrel tetszőlegesen szabályozhatjuk. A fémoszlop magassága is tetszőlegesen választható meg, és ennek függvényében egyetlen elektromágneses tér vagy stacionárius elektromágneses terek sorozata alkalmazható. s Valamennyi foganatosítási módnál az elektromágneses tér hossza általában nagyobb, sőt célszerűen sokkal nagyobb, mint átmérője. Hasonlóképpen nagyobb a lebegtetett fémoszlop hosszúsága is átmérőjénél. Az eljárás foganatosítására szolgáló berendezésben függőleges krisztallizátor van lebegtető csőként kialakítva. Körülötte hűtőegység, valamint elektromágneses egység van elrendezve. A berendezés a megszilárdult anyagot kihúzó szerkezettel van ellátva. Az elektromágneses egység többfázisú villamos áramforráshoz csatlakoztatott tekercsekből áll és lehetővé teszi a fémoszlop „emelését”. A fémoszlop emelése ez esetben azt jelenti, hogy a fémolvadékból álló oszlopot állandóan érintkezésben tartjuk a kihúzófejen lévő megdermedt anyaggal. Ily módon üregek, repedések és egyéb anyaghibák kialakulása megelőzhető. A berendezés lényegében öntőedényből és krisztallizátorból, illetve kokillából áll. Az öntőedényben van a fémolvadék és e fölött helyezkedik el a kokilla, amelybe a fémolvadékból álló fémoszlop benyúlik. A fémolvadékból képzett oszlop mindig az elektromágneses egység alsó vége fölé nyúlik. Általában az elektromágneses egység lebegtető egységként van kialakítva, amely képes a folyadékoszlop súlytalan állapotban történő tartására. A találmány szerinti eljárással és berendezéssel előállítható termékek hosszú fémtestek: tuskók, rudak, illetve huzalok, amelyek átmérője hosszuk mentén teljesen egyenletes és összetételük is teljesen homogén minden részükön. A termék öntött állapotban is sima, enyhén hullámos palástfelülettel rendelkezik, minthogy a dermedés előtt, közben és utána a fémoszlop palástját célszerűen elektromágnesesen alakítjuk, azaz gyakorlatilag nem érintkezik a kokilla falával. Emellett a fellépő örvényáramok a fémolvadék állandó keverésével biztosítják a homogén eloszlást, akkor is, ha olyan tuskót öntünk, amely erősen hajlamos a fázis szétválásra. Az eljárással végzett kísérletek során azt tapasztaltuk, hogy a lebegtetéssel előállított termék átmérőszórása 0,02-0,05 mm, ami a különlegesen jó felületi minőséggel együtt azt bizonyítja, hogy a megdermedés során az anyag a hűtőfelülettel lényegében nem érintkezik. A találmány további részleteit kiviteli példákon, rajz segítségével ismertetjük. A rajzon az 1. ábra a találmány szerinti berendezés és a hozzákapcsolt meleghengerlc egység vázlata, a 2. ábra az 1. ábrán bemutatott berendezés vázlatos metszete, a 3. ábra a 2. ábrán bemutatott berendezés egy részének nagyított képe a lebegtető egység feltüntetésével, a 4. ábra a találmány szerinti berendezés egy másik kiviteli alakjának a 3. ábrához hasonló metszete, az 5. ábra az 1-4. ábrákon bemutatott berendezésekben alkalmazott lebegtető egység tekercselési sémája, a 6. ábra a találmány szerinti eljárással és berendezéssel készített réz rúd fényképe, a 7. ábra a 6. ábrán bemutatott réz rúd közelképe a felületi jellemzők bemutatására és a 8. ábra két különböző ellenállású fém görbéit ábrázolja, amelyek a lebegtetési hányados százalékában mért emelő erő variációját mutatják a növekvő frekvencia függvényében. Az 1. ábrán látható, hogy a billenthető öntőüstből, amelyet a rajzon nem tüntettünk fel, a fémolvadék 10 olvadék tartályba kerül. Ebben a fémolvadékot mindig a megfelelő szinten kell tartani ahhoz, hogy folyamatosan a 11 öntőedénybe jusson. Á 11 öntőedény a 10 olvadék tartályra van szerelve függőleges helyzetben. Felső részéről folyamatosan vezetjük el a 12 rudat, amely először a 13 hűtőkamrán halad át, majd a 14 és 15 hengerállványok közé kerül. A meleghengerlés után a huzalt hűtjük és a 16 tekercselőbe vezetjük. Ha a 12 rudat öntött állapotban kívánjuk felhasználni, a szaggatott vonallal jelölt módon vezetjük el a 17a késztermékként. A fémolvadék a 10 olvadéktartályból folyékony fémoszlopként kerül a 11 öntőedénybe, a közlekedő edények törvényének megfelelően. A 10 olvadéktartályban lévő fémolvadékot megfelelő időközönként öntőüstből kell feltölteni. Megvalósítható azonban a 10 olvadéktartály ellátása folyamatos olvadékbevitellel is. A 2. ábrán látható, hogy a találmány egy célszerű foganatosítása során a 20 fémoszlop a 10 olvadéktartályban lévő fémolvadék szintje fölé kerül az elektromágneses tér hatására. Az elektromágneses mozgóhullámok lebegésben tartják a fémoszlopot és közömbösítik annak hidrosztatikus nyomását. A 20 fémoszlopot tehát csupán a 11 öntőedény alsó részéig kell eljuttatni, aholis annak legalább egy részéig kell eljuttatni, aholis annak legalább egy része lényegében súlytalanná válik, amint a lebegtető egységet áram alá helyezzük. A 11 krisztallizátor 25 lebegtető csővel van ellátva. Ez célszerűen a 10 olvadéktartályhoz erősített hőálló cső, amelyben a fémolvadék megdermed és 7 5 IC 16 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
