177768. lajstromszámú szabadalom • Öntőtölcsér és eljárás fémolvadékoknak öntőüstből történő öntéséhez
3 177768 4 ennél a megoldásnál fennáll a fémolvadék oxidálódásának veszélye, minthogy az fokozottan van a levegővel történő érintkezésnek kitéve. A jelen találmánnyal olyan öntőtölcsér kialakítása a célunk fémolvadékoknak öntőüstből történő öntéséhez, amellyel a fémolvadékok szintje a kokillában állandó értéken tartható, ugyanakkor biztonságosan és hosszú élettartammal működtethető. A kitűzött feladatot a találmány szerint úgy oldjuk meg, hogy a lefolyóblokkban kialakított csatornából álló öntőtölcsérben, ahol a csatornában azzal egytengelyű szűkítőelem van elhelyezve, a szűkítőelem a felső csatornarész falával együtt gátként kialakított gyűrűalakú peremként van elrendezve, amely a csatorna bemenő és kimenő oldala között középen van elhelyezve. A találmány további részleteit kiviteli példákon, rajz segítségével ismertetjük. A rajzon az 1. ábra a találmány szerinti öntőtölcsért tartalmazó üst alsó részének hosszmetszete, a 2. ábra az 1. ábrán bemutatott üst öntőtölcsérében elhelyezett szűkítőelem nagyított képe hosszmetszetben, a 3. ábra a 2. ábrán bemutatott szűkítőelem fölülnézetc, és a 4. ábra a találmány szerinti megoldás egy másik kiviteli alakjának metszete, ahol a szűkítőelemek tolózárban vannak elhelyezve. Az 1. ábrán 10 öntőüst alsó része látható metszetben. A metszet a 10 öntöüstnck a fémolvadék eltávolítására szolgáló részét mutatja a 20 lefolyóblokkal és 26 zárórúddal. A 10 öntőüst 12 fémköpenyből áll, amelybe 14 höálló bélés van beillesztve. Mind a 12 fémköpenyben, mind a 14 höálló bélésben 16, illetve 18 nyílások vannak kialakítva a féniolvadék eltávolítása érdekében. A 14 höálló bélésbe illesztett 20 lefolyóblokk behelyezését a 14 hőálló bélésben kialakított 18 nyílás teszi lehetővé. A 20 lefolyóblokk 22 csatornával van ellátva, oly módon hogy az átmenő 22 csatorna fölső részénél 24 kúpos bevezetőrész van kialakítva. A 22 csatorna a 10 öntőüst belsejéhez csatlakozik, és részét alkotja a fémolvadékot elvezető járatnak. A bemutatott megoldásnál a 22 csatorna zárása és nyitása a 26 zárórúddal történik az ismert módon. A 20 lefotyóblokk 22 csatornájába 28 lefolyóbetét van illesztve. Ennek kialakítása jól látható a 2. és 3. ábrákon. A 28 lefolyóbetét hengeres testként van kialakítva, belsejében furatokkal van ellátva. A 28 lefolyóbetét külső palástja 30 nyakrésszel van alul ellátva. A 30 nyakrész átmérője valamivel kisebb, mint a 32 felső rész átmérője. A 30 nyakrész és a 32 felső rész között ily módon 34 váll van kialakítva. Eza 34vállrész teszi Iehetővéa 28 lefolyóbetét elhelyezését a 20 lefolyóblokkban. Természetesen a 28 lefolyóbetét illesztése számos egyéb módon is megoldható. Általában célszerű a 28 lefolyóbetétet a 20 lefoiyóblokkban habarccsal rögzíteni. A 28 lefolyóbetét belső részében átmenő üreg van kialakítva. amely 36 alsó csatornarészből és 38 felső csatornarészböl áll. Ezek a 36 alsó és 38 felső csatornarészek alkotják a fémolvadék átáramlásához szükséges járatot. A 36 alsó csatornarész és 38 felső csatornarész között 40 perem van kialakítva. A 40 perem vékonyfalú tárcsaként van kialakítva, és egytengelyűén helyezkedik el a 36 alsó csatornarésszel, valamint a 38 felső csatornarészszel. A 40 perem mintegy válaszfalat alkot a 36 alsó csatornarész és a 38 felső csatornarész között, ugyanakkor 42 palástja a 28 lefolyóbetét járatának egy részét képezi. A 28 lefolyóbetét szűkítőelemként kialakított 40 peremét célszerű olyan vékonyra készíteni, amilyenre lehetséges. Vastagsága semmi esetre sem haladhatja meg a 42 palástrész átmérőjének kétszeresét. A 40 perem 44 felső lapja úgy van kialakítva, hogy a 42 palásttal 48 belépőélet alkot. Általában célszerű a 44 felső lapot a 42 palást geometriai tengelyére merőleges síkban kialakítani. A 42 palást szükség esetén lefelé bővülőén lehet kialakítva, ebben az esetben azonban a 48 belépőéi viszonylag erős eróziós hatásnak van kitéve, ami általában nem célszerű megoldás. Az öntőtölcsérnek a találmány szerint történő kialakítása számos előnyt biztosít. Előszöris a szűkítőelem, azaz a 40 perem 42 palástja vékony tárcsaszerü elemben van kialakítva, aminek eredményeképpen az átmenő nyílás oxidzárványokkal történő elzáródása gyakorlatilag kiküszöbölhető. Ez a hatás onnan adódik, hogy a 40 perem vastagsága mindenképpen kisebb, mint a 42 palást átmérője, azaz az L/D arány mindig kisebb, mint 2. A 48 belépőéi a kiáramló fémolvadékot a 40 perem alatt az 1. ábrán nyíllal jelölt módon leszűkíti, és a 10 öntőüstből ez a szűkített folyadéksugár (vena contracta) lép ki. A szűkítés annak eredménye, hogy a 40 perem 44 felső lapja a 42 palástra merőlegesen van kialakítva, és így amikor a fémolvadék a nyílás közelébe jut, áramlási sebességének egy összetevője sugárirányban befelé irányul. Minthogy a 40 perem vastagsága kisebb, mint az a távolság, ami a folyadéksugár újra történő kiszélesedéséhez szükséges, a leszűkített fémolvadék sugár nem léphet érintkezésbe a 28 lefolyóbetét falával. Ily módon nem alakulhat ki olyan felületi réteg, amelyben a falak mentén zárványok gyűlhetnek fel. Annak érdekében, hogy a szűkített folyadéksugarakat létre tudjuk, hozni, a 40 perem 44 felső lapját nagyobb átmérőjűre kell készíteni, mint a 42 palást átmérőjének 1,4-szerese. Általában célszerű, ha a 40 perem külső átmérője nagyobb, mint a 42 palást átmérőjének kétszerese. A 40 perem vékonysága a fentieken túlmenően még azzal az előnnyel is jár, hogy a nyílás fölött áramló fémolvadék gyorsan felmelegíti a 28 lefolyóbetétet, és különösen a 40 peremet, ami azt jelenti, hogy a hőátadási veszteségek is nagymértékben csökkenthetők. A lefagyás veszélye ugyanakkor teljesen kiküszöbölhető. A találmány szerinti kialakítás további előnye, hogy a perem fölött levő 38 fölső csatornarész hengeres palástja a 40 perem 44 felső lapjával együtt harangszerű teret alkot, közvetlenül a 42 palást fölött. Ez a harangszerű üreg kettős feladatot lát el. Először, ez a tér csillapítja a 10 öntőüstben kavargó fémolvadék turbulens áramlását a kiöntés során. Ennek különösen akkor van jelentősége, ha a 10 öntőüstben a fémolvadék erősen kavarog, például mert újabb adagot öntenek bele. A létrehozott csillapító hatás segíti a szűkített áramlás zavartalan lefolyását, és így a fémolvadék simán folyhat ki a 10 öntőüstből. A csillapító hatás biztosítható mindaddig, amíg a 38 felső csatornarész átmérője nem haladja meg mélységének háromszorosát. Általában a 38 felső csatornarész átmérő-mélység aránya célszerűen 2 körül van. A harangszerű rész további kedvező hatása, hogy a 38 felső csatornarésznek a 40 perem 44 felső lapjával alkotott metszésvonalában, illetve annak környezetében olyan tér alakul ki, amelyben a fémolvadék áramlása stagnál, így a benne levő esetleges zárványok a 42 palásttól viszonylag távol rakódhatnak le. Ha a 28 lefolyóbetét fölső harangszerű üregét a fen5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
