202641. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés hőálló anyagoknak indukciós úton való előállítására
3 HU 202641 B 4 lehetővé teszik a hőálló porkeverékeknek indukció útján való folyamatos közvetlen hevítését és az olvasztott tennék folyamatos csapolását. A találmány további feladata olyan eljárás és berendezés létrehozása, amelynél az olvasztást hideg tégelyben lehet végezni úgy, hogy az aránylag alacsony hőmérsékletű tégely anyaga még kismértékben sem vegyül az olvasztott keverék anyagával és az előállított ötvözet összetétele, összetevőinek aránya tetszés szerint választható meg, a hőálló anyagok olvasztása során jelentős megtakarítás érhető el. A csapolással egyidejűleg egymástól különálló anyagtestek, illetve idomok nyerhetők. A találmányi gondolat azon alapul, hogy a nagyfrekvenciás indukciós hevítéshez a váltakozó mágneses tér frekvenciáját, a villamos teljesítményt, valamint a tégelybe helyezett porkeverék ellenállását a különböző tényezők figyelembevételével optimálisan választjuk meg. A találmány szerint az olvasztásra fordított hőteljesítmény a tégelyben a lehető legnagyobb hatásfokkal érvényesüljön, míg a tégely fala a lehető legkisebb mértékben melegedjen. Ismert a nagyfrekvenciás indukciós hevítésnél egyrészt az, hogy a frekvencia növelésével az elérhető hőmérséklet is emelkedik, másrészt pedig az, hogy az áramsűrűség eloszlása nem egyenletes. Az igen nagy frekvenciák esetén az áram a vezető szélére húzódik ki, az ún. „szkinhatás, bőrhatás” érvényesül. Akülső mágneses tér hatására a vezető jellegű testben - esetünkben a tégelybe helyezett tömörített porkeverékben - örvényáram alakul ki, amelyet a hevítésre, olvasztásra és az ezzel együtt lejátszódó színterelésne hasznosítunk. Ugyanekkor célszerű a tégelyfalban a szkinhatás és az örvényáram csökkentése, azaz a tégelyfal melegedésének elkerülése. Ennek érdekében a találmány szerinti olvasztótégely jól vezető rézből készül, és hosszanti irányban szakaszokra van osztva, hogy az örvényáram okozta melegedés is csökkenjen. A feltalálói gondolathoz tartozik az is, hogy az olvasztótégelybe helyezendő, porszerű kiinduló anyagból hengeres testté való tömörítésnél nem csupán az összetartó kohéziós »őt kell figyelembe venni, hanem az előtömörített hengeres test ellenállását is. Az olvasztandó anyag fajlagos ellenállása (tp), ill. reciproka, a fajlagos vezetőképessége (y), a relatív mágneses permeabilitás (pr), valamint a választott frekvenciaérték (0 meghatározzák nagy frekvenciák esetén a vezető szélétől számított ún. behatolási mélységet (5). Egyik lehetséges tapasztalati képlet alapján:- 100 10 o = —— ------- cm-ben, vagy 2n pryf volframnál 11,9 cm VlíF értékű. Az idézett összefüggés többek között megtalálható Pattantyús Á. G.: Gépész- és villamosmérnökök kézikönyve 2. kötet, Műszaki Könyvkiadó, Bp. 1961., 1299- 1301. oldalakon további, más kifejtett formulákban is. Leírásunk végén ismertetjük az általunk meghatározott összefüggést a frekvencia, az ellenállás és a megolvadó rétegvastagság (behatolási mélység) között, amelynek alapján a henger alakú rúd előtömörítését képezzük. További feltalálói gondolat az is, hogy az általánosan alkalmazott szakaszos olvasztás és csapolás helyett folyamatos olvasztást és csapolást valósítunk meg alul nyílással rendelkező olvasztótégely segítségével. A találmány a kitűzött feladatot olyan eljárás létrehozásával oldja meg, amely eljárás révén kiinduló hőálló poranyagból ennek megolvasztásával hőálló anyagú testek állíthatók elő, oly módon, hogy a kiinduló por anyagot hordozható, mozgatható szilárdságúvá tömörítjük, és elektromos ellnállását a megolvasztásához szükséges belső hőfejlesztéshez alkalmassá téve testté alakítjuk, ezután az előkészített hőálló anyagú testeket hideg tégelybe helyezzük, majd a hideg tégelyben levő hőálló anyagú testeket indukciós úton az olvadási hőmérsékletüknél magasabb hőmérsékletre hevítjük, a fúziós folyamat lejátszódásáig. A hordozhatóvá tett testeket a hideg tégely fölső nyílásán át helyezzük a tégely belső üregébe és az olvadt anyagot a tégely alján kialakított alsó nyíláson keresztül folyamatosan kifolyatjuk a tégely belsejéből. A tégely alsó nyílásán kiömlő hőálló anyagot forgó, töm» réz anyagú hengerre folyatjuk és a hengerre folyt anyagból osztás révén anyagtesteket állítunk elő. Az eljárás előkészítő fázisában a kiinduló por anyagot önmagában hordozható és mozgatható alakú és a későbbi indukciós olvasztáshoz alkalmas nagyságú, hengeres alakú és a későbbi indukciós olvasztáshoz alkalmas elektromos ellenállású testté tömörítjük. Az előkészítés során a por állapotú kiinduló anyagot a kívánt kohéziójú és elektromos ellenállású testté nyomással, sajtolással tömörítjük. Az eljárás további jellemzője, hogy a por állapotú kiinduló anyagkeveréket előbb összenyomással, sajtolással tömörítjük, majd az összenyomott anyagkeverékből létrejött testet magas hőmérsékletre hevítjük, amelyen a testet a kellő kohéziójára és elektromos ellenállásúra színtereljük. A kiinduló por anyagot egy hozzá adagolt kötőanyaggal együtt tömörítjük. A por alakú kiinduló anyag és a kötőanyag keverékét előnyösen maghuzallal való extrudálás révén tömörítjük. Kötőanyagként magas hőmérsékleten eltávolítható kötőanyagot alkalmazunk. A kötőanyagot oldószerben oldott állapotban adagoljuk a kiinduló hőálló poranyaghoz és tömörítés után az oldószert szárítással legalább részben eltávolítjuk. A tömörítés utolsó fázisában a keveréket magas hőmérsékletre hevítjük és e magas hőmérsékleten a tömörített testet kívánt kohéziójú és elektromos ellenállású testté színtereljük. A tömörített anyagot olyan hengeres alakú anyagdarabokká, illetve anyagtestekké alakítjuk, amelyeknek egy metszete nagyobb a tégely alsó nyílásának keresztmetszeténél. A tömörített hőálló anyag elektromos ellenállását egy előre meghatározott maximális értéknél kisebbre állítjuk be, amely maximális értéknél és az indukciós hevítéshez alkalmazott frekvenciánál a hőálló anyagban a megolvadó rétegvastagság egyenlő az anyagtest közepes sugarának felével. Az olvasztás folyamán a tömörített anyagtestet a tégely alján szabadon fektetve tartjuk. Kötőanyagként egy poliszacharidot, mint galaktomannózt, karboxil-meülcellulózt, hidroxi-etil-metilcellulózt vagy egy alginátot alkalmazunk. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
