176245. lajstromszámú szabadalom • Eljárás folyamatos vagy félfolyamatos tuskóöntésre
3 176245 4 jük, a távolság a folyékony és a szilárd fázis határa, valamint a legfelső hűtőzóna között 80—160 mm-rel kell növekedjék. Minthogy a legfelső hűtőzóna közvetlenül az induktor alsó pereménél van elhelyezve, és a folyékony fázis magassága 50 mm-t általában nem haladhatja meg, a rekrisztalizációs front normális induktormagasság mellett meghaladja a folyékony fázis tükrének magasságát. Ennek eredményeképpen a dermedési zónába vezetett fémolvadék kifolyik az induktorból és lecsurog a tuskó már megdermedt palástjára. Ez azt jelenti, hogy a tuskóöntés ilyen körülmények között gyakorlatilag nem megvalósítható. Annak érdekében, hogy a tuskó kialakulásához kis lehúzási sebességek esetén is megfelelő körülményeket biztosítsunk, a legfelső hűtőzónát a folyékony és szilárd fázis közötti határnak a tuskó palástján levő szintjéhez képest lefelé kell eltolni. Ez úgy oldható meg, hogy az induktor magasságát növeljük, mégpedig 15-25 mm/perc lehúzási sebességet tekintve mintegy 140-300 mm értékre. Az induktomak ilyen nagy magassággal történő kialakítása azonban számos szempontból hátrányos. Ahhoz ugyanis, hogy a tuskóképződéshez optimális körülményeket biztosítsunk, és ugyanakkor viszonylag csekély energiafelhasználással dolgozzunk, az optimális induktormagasság 30-50 mm magasságú folyadékfázis esetében 30—70 mm. Ha az induktor magasságát növeljük, az egész öntőberendezés méreteit is növelni kell. Ez természetesen megnehezíti az amúgyis terjedelmes berendezés elhelyezését. Nagy magassággal kialakított induktort tartalmazó berendezést ezenkívül viszonylag kis lehúzási sebességgel nem lehet üzemeltetni, tehát kb. 50 mm/perc lehúzási sebességnél vagy annál nagyobb értékeknél gyakorlatilag nem használható. Ekkor ugyanis a folyékony fázis és a szilárd fázis közötti határ eltolódik az induktor alsó része felé, és a folyadékzóna teljes egészében az induktor tartományába kerül. Ez mind a tuskóképzés, mind az energiafelhasználás szempontjából megengedhetetlen. A jelen találmánnyal az ismertetett hátrányok kiküszöbölése és olyan eljárás kialakítása a célunk, amellyel megvalósítható a folyamatos vagy szakaszos tuskóöntés lehúzási sebességtartományának kibővítése, azaz különböző lehúzási sebességek megvalósítása ugyanazon öntőberendezésben, a technológia egyszerűsítése és a készített tuskó felületi minőségének javítása mellett. A kitűzött feladatot a találmány szerint úgy oldjuk meg, hogy a tuskóöntés során a hűtőzónákban a hűtőközeg hozzávezetést felülről kezdve sorban kikapcsoljuk a süllyedő tuskó fenékrészének segítségével, és az öntési folyamat végéig a hűtést csupán egyetlen hűtőzónában végezzük oly módon, hogy a szilárd és folyékony fázis határát a tuskó palástjánál mindig az induktor középvonalának szintjében tartjuk. A különböző szinten elhelyezett hűtőzónáknak egymás után történő kikapcsolásával elérhető, hogy a szilárd és folyékony fázis között a tuskó palástján megjelenő határvonal mindig az induktor középvonalának szintjében tartható, minthogy kisebb lehúzási sebességek esetén ez a határ nagyobb sebességgel mozog felfelé, mint a tuskó lehúzásának sebessége. A soronkövetkező hűtőzóna (vagy hűtőzónák) kikapcsolása ily módon kiegyenlíti a folyékony és szilárd fázis közötti határ elmozdulása és a lehúzási sebesség közötti változó különbséget. A találmányt a továbbiakban rajz alapján, kiviteli példa segítségével ismertetjük. A rajzon a találmány szerinti eljárás foganatosítására alkalmazott berendezés hosszmetszete látható a kialakuló tuskó metszetével együtt. A tuskóöntési eljárást a találmány szerint a következőképpen végezzük. Az öntés kezdetében a hűtőközeget az 1 hűtőegységből vezetjük a 2 tuskó palástjára. A hűtőközeg gyűrű alakú áramban folyik a 2 tuskó palástjára, különböző szinteken. A 3 felső hűtőzóna közvetlenül a 4 induktor alsó pereme alatt, középvonalától h távolságra van elhelyezve. Normál üzemelés mellett, a szilárd és folyékony fázis közötti határ a 2 tuskó palástján a 4 induktor ezen középvonalának szintjében helyezkedik el. A 3 felső hűtőzóna alatt levő 6, 7 és 8 hűtőzónák a 4 induktor középvonalától megfelelő h1, h2 és h3 távolságban vannak elhelyezve. A 4 induktor által létrehozott elektromágneses mező a fémolvadékot az 5 alj fölött meghatározott magasságú oszloppá formálja. Az oldalról áramló hűtőközeg hatására a fémolvadékból álló oszlopban megindul a dermedés, mégpedig alulról felfelé, és az oszlop palástjától befelé. A tuskónak ily módon történő kialakulásával párhuzamosan az 5 aljat lefelé mozgatjuk. A tuskóöntés első fázisában a hűtőközeget nem csupán a 3 felső hűtőzónából, hanem a többi 6, 7 és 8 hűtőzónából is a 2 tuskó palástjára vezetjük. A bemutatott példa szerint a 3 felső hűtőzóna a 4 induktor alsó peremétől 5—15 mm távolságra van elhelyezve. A berendezéssel lefolytatott vizsgálatok azt mutatják, hogy a folyékony és a szilárd fázis közötti határ vándorlásának sebességét lényegében a 3 felső hűtőzóna határozza meg. Nyilvánvaló, hogy a tuskóöntés során az az alapvető követelmény, hogy a 2 tuskó lehúzási sebessége, azaz a 4 induktor hatómezejéből történő kilépés sebessége és a folyékony fázis, valamint a szilárd fázis közötti határvonal mozgási sebessége között olyan viszonyt lehessen fenntartani, amelynél a 2 tuskó palástjánál a fémolvadék megdermed, mielőtt a 4 induktorból kilép, és azt elhagyva nem tud szétfolyni. Ezt az alapvető feltételt lehet a találmány szerint oly módon biztosítani, hogy a hűtőzónákat sorba egymás után kikapcsoljuk. Amikor a 2 tuskó fenékrésze eléri a második 6 hűtőzónát, a 3 felső hűtőzóna kikapcsol. Ily módon a határréteg és a hűtőközeg hozzávezetés között a távolság h1 lesz. A bemutatott megoldásnál a 2 tuskó palástját a továbbiakban a többi 6, 7 és 8 hűtőzónákból kivezetett hűtőközeggel hűtjük, mindaddig, amíg a szilárd fázis és a folyékony fázis között a 2 tuskó palástján megjelenő határvonal lényegében a 4 induktor középvonalának szintjében marad. Amikor azonban a 2 tuskó fenékrésze eléri a következő 7 hűtőzónát, amely a 4 induktor középvonalától h3 távolságra fekszik, a 6 hűtőzónát is lekapcsoljuk és ezzel megakadályozzuk, hogy a 2 tuskó palástján megjelenő határvonal a folyadékfázis felszínét elérje-Kisebb öntési sebességek esetén a stabil tuskóképzés oly módon érhető el, hogy a 2 tuskó palástjának 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
