180686. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés nem-vas fémek közvetlen kokilla öntésére
7 180686 8 Ha nyomás aLatt álló gázt használunk a 9 résben levő megömlött fém szintjének szabályozásához, akkor a 9 rés előnyös szélességének 1 cm és 3 cm között kell lennie. Érthető, hogy az eddigiekben ismertetett valamennyi elrendezésnél a 4 bélés helyhezkötött is lehet. Ilyenkor olyan eszközöket kell alkalmazni, amelyek az 1 kokilla emelését és süllyesztését biztosítják. Azonban - miként ezt az 1. ábrával kapcsolatban már ismertettük - célszerű, ha a 4 bélés pneumatikus működtetésű hengerből és dugattyúból álló hidraulika-egység dugattyúira támaszkodik. Nyilvánvaló, hogy a 4 bélést részben a rá ható felhajtóerő is tarthatja, az öntvény felső részében levő, folyékony fémalkotta tócsában. Mind a mozgatható, mind pedig a fix 4 bélésnek gáznyomással kombinált alkalmazása lehetővé teszi, hogy az öntési művelet során változtatni lehessen a kokilla azon részének hosszát, amely a folyékony fémmel érintkezik, függetlenül attól, hogy miként változik a kokillában levő folyékony fém mennyisége, Ily módon ezen paraméterek külön ellenőrzése révén optimális kiindulási körülmények, optimális folyamatos-öntési körülmények, valamint optimális öntés-befejezési körülmények valósíthatók meg. Függőleges közvetlen kéregöntési művelet során azok a változók, amelyeknek folyamatos ellenőrzése szükséges, a hőmérsékleten kívül a fémkiáramlás mértéke, a vízáramlás mértéke, az öntési sebesség, valamint a fém szintje a kokillában. így a jelen találmány, amely lehetővé teszi ezen paraméterek egymástól független változtatását, különösen alkalmas arra, hogy beiktassuk valamely félautomatikus vagy teljesen automatikus rendszerbe. Ilyen rendszert mutat vázlatosan a 12. ábra, ahol a nyitott 1 kokilla 2 vízcsatornával rendelkezik, amelynek 3 szórónyílásai vannak. Ezek hűtővízzel való ellátásáról a 18 csővezeték gondoskodik. A mozgatható 4 bélés függőleges irányban mozoghat befelé, illetve kifelé az 1 kokillából és a 19 helyen csatlakozik a 20 hajtómechanizmushoz, amely például elektromos úton működtethető, hidraulikus csillapítással ellátott pneumatikus rendszer lehet. A folyékony fém bejuttatására szolgáló 21 vezetőcsatorna az 1 kokillán kívül helyezkedik el olyan magasságban, hogy a fémet az 1 kokillához „felülről való” öntéssel juttatja, nem ábrázolt eszközök segítségével. A 22 öntvénytartó a mozgó 23 nyomófejre van szerelve, ez pedig a 24 csatlakozási helyen kapcsolódik a 25 hajtómechanizmushoz. Ezen utóbbi lehet egy elektromos úton meghajtott csiga, de előnyösebb, ha elektromosan vezérelt hidraulikus dugattyúból és-hengerből álló mozgató-egységet alkalmazunk. A 25 hajtómechanizmusnak 26 kézi vezérlése van, amely a 27 kétállású szimmetrikus kapcsolón át van vele öszszekötve és hagyományos indítási, megállási, irányváltási és sebességvezérlő elemeket tartalmaz. Hasonló elemek találhatók elektromos meghajtásokkal együtt a 28 automatikus vezérlésben, amely a 25 hajtómechanizmushoz a 27 kapcsolón keresztül van csatlakoztatva. A 29 logikai kapcsolás tulajdonképpen egy megfelelő mikroprocesszor, amelyet úgy lehet beprogramozni, hogy irányítsa, illetve biztosítsa a kívánt sorrendben a munkaállásokat, s el van látva számos beépített, meghibásodással szembeni biztosítással. A 23 nyomófej helyzetére, a 4 bélés helyzetére, s ezáltal az 1 kokilla azon hosszára is, amely a folyékony fémmel érintkezik, valamint a 21 vezetőcsatomában levő megömlött fém szintjére vonatkozó információkat folyamatosan eljuttatjuk a 29 logikai kapcsoláshoz a megfelelő helyzetjelző 30 és 31 detektoroktól, valamint a szintjelző 32 detektortól, s a működtető jeleket folyamatosan juttatjuk a 29 logikai kapcsolástól a 20 hajtómechanizmushoz a 21 vezetőcsatornában levő 33 fémáramlás-szabályozóhoz, a 18 csővezetékben levő vízfigyelő 34 áramszabályozóhoz, valamint a 25 hajtómechanizmus 28 automatikus vezérléséhez ha alkalmazunk ilyet. A 13. ábrán grafikusan tüntettük fel a kísérleti úton meghatározott arányokat a 23 nyomófej sebessége, valamint az 4 1 kokilla folyékony fémmel érintkező hossza között annak érdekében, hogy biztosíthassuk az optimális öntési feltételeket. A szemléltetett feltételek optimális öntött tömb-minőséget szolgáltatnak 1200-as ötvözet öntésénél derékszögű kokillákba, melyeknek mérete: 68,6 cm X 25,4 cm. Erősebben ötvözött kompozíciókhoz az arány eltolódik az origó felé. Az ilyen csekély eltolódás mértékét előre meghatároztuk kísérletek útján valamennyi ötvözetosztályhoz. így kb. 9 cm-nyí hosszon érintkeztetett kokillával elérhetők az optimális feltételek a biztonságos és könnyű öntéskezdéshez. A gyors öntéshez, kb. 16,7 cm/perc nyomófej-sebesség mellett elérhetők az optimális öntési feltételek, ha a kokilla alsó részéből kb. 0,5 mm van érintkezésben a folyékony fémmel. Belátható, hogy a 4 bélés normális körülmények között nyugalmi helyzetben marad mindaddig, amíg a 23 nyomófej sebessége el nem éri a közelítőleg 3,75 cm/perc értéket. A gyakorlatban azonban, ha nincs szükség kb. 10 cm/percnél kisebb öntési sebességre és a működő kokilla hűtött hossza nem kisebb kb. 2,5 cm-nél, akkor a gyakorlati görbe követheti az „A”-val jelölt szaggatott vonalat és a 4 bélés csak akkor kezd el mozogni, ha a 23 nyomófej már lefelé süllyed. A 14. ábra a 23 nyomófej sebességének beállítási görbéjét mutatja az emelkedő öntött ingot hosszának függvényében, ugyanahhoz az öntési művelethez, amelyet a 13. ábrán szemléltettünk. A görbe első „B” görbeszakasza mutatja a 23 nyomófej mozgásának kezdeti gyorsulást tartalmazó periódusát. A változatlan, tehát állandó körülményeket jelző vonal vége felé a „C” pont jelzi azt a helyzetet, amelynél az 1 kokillához történő fémáramlást leállítjuk. Ez a helyzet vonatkozik azután a teljes öntési hosszra, valamint a rendszerben maradt megömledt fémmaradékra. A vízáramlást is csökkentjük a „C” ponttól kezdődően, de ezen a csökkentett szinten fenn kell azt tartani annak érdekében, hogy tovább hűtsük vele az ingotot. Amint a 13. és 14. ábrán szemléltetett görbék tanúsítják igen célszerű a 23 nyomófej sebességének ellenőrző paraméterként való felhasználása a félautomatikus, vagy automatikus öntőrendszereknél. A kokilla mélység és a vízáramlás mértéke szintén változtatható, a 23 nyomófej sebességével összhangban. így például a 12. ábrán bemutatott félautomatikus kivitelnél a 23 nyomófej sebességét kézi úton szabályozzuk a 26 kézivezérlés segítségével, míg a hűtési mélységet a 29 logikai kapcsolás útján ellenőrizzük és a 4 bélést az előre programozott helyzeteknek megfelelően mozgatjuk, amit a helyzetjelző 31 detektor kijelez. Ezzel egyidejűleg a fémáramlást és a vízáramoltatást is változtatjuk a 33 és 34 áramszabályozók útján, amikoris a fém áramlását a 32 detektor jelzi ki, előre meghatározott programmal összhangban. Amint ezt a 14. ábrán láthatjuk, célszerű ha a 23 nyomófej sebességét előre meghatározott programnak megfelelően változtatjuk, amely program az emelkedő öntött ingot hosszára van alapítva és a 12. ábra szerinti automatikus megoldásnál a 29 logikai kapcsolás gondoskodik megfelelő jelekről a 28 automatikus vezérlés számára a 23 nyomófej mindenkori helyzetével összhangban, amit a 30 detektor kijelez. Mivel a 23 nyomófej sebessége kivételével valamennyi műveleti paraméter kijelzése folyamatosan történik és a 29 logikai kapcsolás útján van szabályozva a kézi vezérlés során még akkor is, ha az utóbbi nem történik optimális módon az egyes öntvényeknél, az automatikus vezérlésmódra való átváltás azonnal és közvetlenül elvégzi valamennyi változtatható érték megváltoztatását úgy, hogy az optimális körülmények jöjjenek létre. Ez lehetővé teszi a kézi és az automatikus vezérlés közötti tetszés szerinti átkapcsolást. Magától értetődik, hogy az öntés normális befejezésekor a 4 bélés és a 23 nyomófej visszatér felső helyzetébe. A 29 logikai kapcsolásnál kívánatos meghibásodás elleni biztosítások alkalmazása annak érdekében, hogy alkalmazkodhassunk a vízáramlásában mutatkozó túl nagy változásokhoz, a fémáramlás megszakadásához és energiaellátási hibák5 10 Í5 20 75 30 35 40 45 50 55 60 65 70
