177595. lajstromszámú szabadalom • Eljárás acél folyamatos öntésénél használt merülő kagyló előállítására
3 177595 4 biztosítsanak. Az acél folyamatos öntésének elterjedése és így a merülő kagylók iránti igény növekedése az utóbbi években fokozódott. így érthető, hogy egyre több próbálkozás született a kvarcüvegből és a grafitból készített drága merülő kagylók helyettesítésére. Szakemberek előtt felmerült a vegyikötésü alumínium-szilikát alapanyagú merülő kagylók előállítása. A vegyikötésű alumlnium-szilikát anyagú merülő kagylókat 1000 °C fölötti hőmérsékleten égetve készítették. A különféle alumlnium-szilikát alapanyagból az általában 380—420 mm hosszúságú, egyik végénél peremmel ellátott csőszerű testként felfogható merülő kagylókat a hossz-tengelyükkel párhuzamos, egymással szemben ható sajtolóerőkkel sajtolták, majd ezt követően égették. Az ilyen technológiával előállított merülő kagylók azonban nem váltak be. Ezek a merülő kagylók az acélba merítés során megrepedtek, leszakadtak, használhatatlanná váltak. A vegyikötésű alumlnium-szilikát anyagok 1000 °C fölötti hőmérsékleten égetett formáinak anyagi tulajdonságai, amelyek a merülő kagylók esetében fellépő igénybevételek szempontjából jelentősek, a következők: hővezetőképesség 0,5—0,7 kcal/m ó °C, és hőtágulási együttható (7—8) • 10-6 1/°C. Az anyagi tulajdonságok számszerű értékeiből látható, hogy a vegyikötésű alumlnium-szilikát anyagok hőtágulási együtthatója 1,5—2-szer nagyobb, mint a grafit merülő kagylóké és 10—15-ször nagyobb, mint a kvarcüveg esetében. A hővezetőképesség az alumínium-szilikátoknál 8—10-szer kisebb, mint a grafité. Az anyagi jellemzők számszerű értékeiből, valamint a vegyikötésű alumínium-szilikát alapanyagú égetett merülő kagylókkal végzett eredménytelen kísérletek alapján született olyan megállapítás, hogy a vegyikötésű alumínium-szilikátok alkalmatlanok merülő kagylók készítéséhez. Vizsgálataink alapján megállapítottuk, hogy a vegyikötésű alumínium-szilikát alapanyagú merülő kagylók is alkalmasak lehetnek acél folyamatos öntésénél való felhasználásra, ha nem égetjük azokat, hanem csak kiszárítjuk, továbbá ha nem hosszirányban — vagyis a merülő kagyló hossztengelyével párhuzamos irányú sajtolóerő alkalmazásával — sajtoljuk azokat, hanem a hossztengelyhez képest keresztirányú sajtolóerővel, ezenkívül ha a merülő kagylót az acélba történő bemerítés előtt vízzáró anyaggal látjuk el legalább a peremnél levő nyakrész környezetében. A szárított vegyikötésű alumínium-szilikát alapanyagú merülő kagylóknál jelentőséggel bíró anyagi jellemzők: hővezetőképesség 0,6—0,8 kcal./m ó °C, ■ hőtágulási együttható (7—8) • 10-6 1/°C. A részletesebb ismertetés érdekében a csatolt ábrán metszetben szemléltetett szerelési egység kapcsán magyarázzuk a merülő kagylók felépítését és beépítési helyzetét. Az ábrán az 1 merülő kagyló lényegében egy hengeres, csőszerű test, amelynek felső végénél perem vagy karima van kialakítva. Az 1 merülő kagyló a peremes végével csatlakozik a 3 öntőtölcsérhez. A 3 öntőtölcsér és az 1 merülő kagyló peremes vége a 4 fémköpennyel összetartott 2 tömítőmasszával van körülfogva. Az 1 merülő kagyló pereménél az 5 nyakrész ismerhető fel, amelynek környezetében övezi az 1 merülő kagylót a 4 fémköpeny. Az 1 merülő kagyló alsó végével a rajzon fel nem tüntetett kristályosító folyadékszintje alá merül A folyamatos öntés során a 3 öntőtölcséren, majd az 1 merülő kagyló belsejében folyik az acél a kristályosítóba. Mint már korábban utaltunk rá a találmány szerinti eljárás során az alumínium-szilikát alapanyagot nem égetjük ki. Égetés helyett 80—380 °C közötti hőmérsékleten szárítjuk. A szárítást addig folytatjuk, amíg az alapanyag nedvességtartalma 0,3%-nál kisebb értékre csökken. Az alumínium-szilikát alapanyag összetételét úgy választjuk meg, mint ahogy általában a korábbi próbálkozások esetében az égetett merülő kagylók előállításánál alkalmazott alapanyagot megválasztották. Ennek megfelelően 45—90 súlyrész alumlnium-szilikát tűzálló alapanyagot őrlemény formájában 10—15 súlyrész tűzálló agyag őrleménnyel és 0—20 súlyrész grafittal homogén anyaggá összekeverünk és ezt a homogén keveréket alumíniumdihidrogénfoszfát vagy foszforsav oldattal esetleg a kétféle oldat egyidejű használatával nedvesítjük. Az ilyen, szárított anyagból való merülő kagyló — annak ellenére, hogy anyagi tulajdonságai a hővezetőképesség és hőtágulási együttható tekintetében csaknem azonos az égetett merülő kagylóéval — sokkal kedvezőbb tulajdonságú mint az égetett. A szárított anyagú merülő kagyló szakítószilárdsága lényegesen kisebb, mint az égetett anyagú merülő kagylóé, de éppen emiatt a nagy hőmérséklet-gradiens okozta termikus feszültségek nem terjednek a merülő kagyló mélyebb anyagrészeibe, hanem a felületi zónákban koncentrálódnak és mikrorepedések formájában relaxálódnak. Mint korábban már utaltunk rá, a merülő kagylók égetett alumínium-szilikát anyagának égetett formája helyett szárított formában való alkalmazása mellett, a sajtolás módjában is változtatást eszközöltünk a találmány szerinti eljárás létrehozásánál az ismert korábbi sajtolási módokhoz képest. Megállapítottuk ugyanis, hogy a merülő kagylók szokásos 380—420 mm mérettartományba eső hosszúsága esetén a merülő kagylók hossztengelyével párhuzamos sajtoló erő kétoldalról történő kifejtése mellett már elkerülhetetlen, hogy a merülő kagylóknál a hosszirányban levő középrészen semleges zóna alakul ki, amely laza szerkezetű és kis szilárdságú. Ez a semleges zóna is nagyrészt okozója volt a vegyikötésű alumínium-szilikát merülő kagylók leszakadásának. Hosszabb merülő kagylókat emiatt nem is készítettek. A sajtolás ismert megoldásának vázolt hiányosságait kiküszöbölendő, a találmány szerint a merülő kagylók hossztengelyéhez képest keresztirányban végezzük a sajtolást. így a semleges zóna tulajdonképpen a merülő kagylók hossztengelye körzetébe esne, itt azonban amúgyis üreg van. Az ilyen — tehát a merülő kagylók hossztengelyéhez képest keresztirányú sajtolóerővel végrehajtott sajtolás lehetővé tette, hogy a merülő kagylók hosszát növeljük, ami mintegy 450—500 mm-ig történt. A merülő kagylók anyagának égetés helyett szárítással való kialakítása, valamint a sajtolás módjának a hosszirányú sajtolásról keresztirányú sajtolásra való megváltoztatása mellett szükséges volt a merülő kagylók leszakadásának még meglevő további okát is szüntetni. Megállapítottuk ugyanis, hogy a merülő kagylók leszakadásának mintegy 10—15%-ban az volt az oka, hogy a merülő kagylók beépítésénél a 2 tömítőmassza víztartalmának elgőzölgése folytán felszabaduló vízgőz fellazította az 5 nyakrész környezetében a merülő kagylók anyagát. Ezt a káros hatást a találmány érteit-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
