197685. lajstromszámú szabadalom • Eljárás fémeknek elektromágneses krisztallizátorban való tuskóöntésére
197685 1 A találmány tárgya eljárás fémeknek elektromágneses krisztallizátorban való tuskóöntésére, amely eljárás elsősorban a kohászatban, különösen pedig a könnyűfémek, illetőleg könnyűfémötvözetek tuskóöntésénél alkalmazható. Alumíniumtuskókat, illetőleg az alumínium egyéb ötvözeteiből készített tuskókat általában elektromágneses krisztallizátorban állítják elő, és az itt elkészített féltermék kerül ezután további feldolgozásra a hengerművekben, leggyakrabban pedig a lemezhengermüvekben. A hengerelésnél a megbízható folyamatos üzemhez biztosítani kell egyrészt az üzemeltetési feltételeket, és ezen túlmenően biztosítani kell azt is, hogy a feldolgozandó féltermék ne koptassa feleslegesen a hengereket. Ennek egyik fő feltétele, hogy a tuskó teljes hossza mentén egyenletes és sima felületű legyen. Ezért az öntés során is a legfontosabb szempont az, hogy pontosan megadott sima és egyenletes felületű tüsköt hozzunk létre. Adott méretű és nagy simaságú felülettel ellátott tuskókat az ismert módon úgy állítanak elő, hogy a fém öntését egy elektromágneses krisztallizátorban végzik mégpedig úgy, hogy a fémolvadékot folyamatosan vezetik keresztül a krisztallizátor induktorán. Az induktorban folyó adott frekvenciájú és erősségű áram által létrehozott elektromágneses térerő alakítja a tuskó kristályszerkezetét. A tuskó merevedése és kristályosodása a krisztallizátorban a kokillafenéknél kezdődik. Ahogyan az olvadék fokozatosan kristályosodik, annak megfelelően vezetjük el a tüsköt a krisztallizátorból. Ily módon lehet a tuskónak annyira sima felületet biztosítani, hogy a hengerelés előtt semmiféle további megmunkálásra nincs szükség. A váltakozó áramú elektromágneses tér, amelyet az elektromágneses krisztallizátor induktorának, a tüsköt körülvevő tekercselése segítségével hozunk létre, a megolvadt fémben örvényáramokat hoz létre, amelyek a felülethatás következtében a tuskó felületén koncentrálódnak. A tuskó kerülete mentén egy rövidrezáró tekercs alakul ígyki.ésazezen atekercsen átfolyó áram az induktor erőterével kölcsönhatásba lépve a folyékony fémre összehúzó hatást fejt ki. A keletkező tuskó keresztmetszete így az induktor keresztmetszetéhez lesz hasonló. Ily módon lehet gyakorlatilag tetszőleges keresztmetszetű tuskókat folyamatos indukciós tuskóöntéssel előállítani. Általában az elektromágneses krisztallizátorokban elsősorban olyan nagyméretű alumínium vagy alumíniumötvözet tuskókat öntenek és állítanak elő, ahol a tuskó súly 6 t vagy még több. A krisztallizátor induktorának áramforrásaként általában 60—160 kW-os frekvencia-generátorokat alkalmaznak, amelyeknél a kimeneti áram 1000—24000 Hz frekvenciájú. Minél nagyobb keresztmetszetű tuskót kívánnak 2 önteni, annál nagyobb teljesítményű áramforrásra van szükség és annál kisebb lehet a fémöntéshez használt kimeneti áram frekvenciája. Ismeretes többek között egy olyan eljárás fémek öntésére elektromágreses krisztallizátorban, amelyet a SU 616051 sz. szerzői tanúsítvány ír le, és amely eljárásnak az a lényege, hog/ a fémolvadékot folyamatosan vezetik a krisztallizátor induktorán keresztül, és az áthaladó tuskó az induktor mágneses térereje által létrehozott áram erőterében van megvezetve úgy hogy a tuskó kristályosodása a kokillifenéknél kezdődik el, és a kristályosdás a tuskónak az induktorból való kivezetésével egyidejűleg megy végbe. Eközben természetesen a kokillafeneket is folyamatosan mozgatjuk lefelé. Az induktor kimeneti áramának a frekvenciáját az induktoron áthaladó olvadt fém ellenállásának figyelembevételével határozzuk meg. A kristályosodás kezdetekor a kokillafenéken lévő tuskóra az induktor mágneses térereje által kifejtett elektrodinamikus nyomást nagymértékben befolyásolja a kokillaíenék is, amelynek fajlagos ellenállása 3—5-szöröse a fémclvadék fajlagos ellenállásának. Ez egyúttal azt is jelenti, hogy egy adott frekvenciájú áram esetén a különböző fajlagos ellenállások következtében a tuskóra ható elekírodinamikts nyomások is különbözőek lesznek. Ez azt eredményezi, hogy a tuskó fejrészének a keresztmetszete, amely akkor alakul ki, amikor még a kokillafenék is az induktoron belül van, körülbelül 10%-aI kisebb lesz, mint a tuskó azon részeinek a keresztmetszete, amelyek akkor kristályosodnak ki, amikor a kokillafénék már az induktoron kívül van. A tuskónak ezt a fejrészét általában mechanikus úton végül a tuskóról eltávolítják, és ismételten beolvasztják. A fentiekben ismertetett eljárással öntött tüské k általában igen nagy súlyúak, többnyire 6 t körüli a súlyuk, ennek megfelelően utólag, a kisebb keresztmetszet miatt elválasztott rész amely ugyancsak 3—5%-a a teljes tuskónak, szintén viszonylag nagy súlyt képvisel, általában 200—300 kg. A találmánnyal feladatul tűztük ki egy olyan eljárás kidolgozását krisztallizátorban végzett tuskóöntéshez, ahol a tuskót formáló elekti omágneses térerőt olyan változó frekvenciájú árammal hozzuk létre, amely lehetővé teszi, hogy a tuskó teljes hosszában azonos legyen annak keresztmetszete, így ne kelljen a tuskónak a végét később eltávolítani, azaz lényegesen le lehessen csökkenteni a keletkező veszteséget. A találmány tárgya tehát eljárás fémeknek elektromágneses krisztallizátorban való tuskóöntásére, amely eljárás során a fémolvadékot folyamatosan vezetjük át a krisztallizátornak egy, adott frekvenciájú áram által elektromágneses erőteret létrehozó induktorán és ily módón képezzük a tuskót, amelynek a kristályosodása a krisztallizátorban a kokillafenéknél kezdődik, és megdermedt tuskót íolya-3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
