189279. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés fémek folyamatos szalagöntéséhez
1 189 279 2 A találmány a fémkohászat területére vonatkozik, különösképpen vas és nem vas alapú ötvözetek folyamatos szalagöntésére, azok ötvözeteire, elektromágneses térrel való szalagkialakítással, valamint berendezésre az eljárás megvalósítására. A találmány elsősorban lapos, kör és üreges szálak előállítására alkalmas, igen jó felületi tulajdonságokkal, amelyek nem teszik szügségessé a további gépi megmunkálást. Ha a szálak kialakítása elektromágneses térrel történik, a szálak folyékony állapotában, tehát az olvadékfürdőben, elkerülhetetlenül létrejön az olvadék körforgása az elektromágneses eredetű örvényerők folytán. Közismert tény, hogy az olvadékban végbemenő körforgás javítja a szálanyag alakíthatóságát. Ezzel párhuzamosan az is megállapítható, hogy bizonyos esetekben, az elektromágneses térrel történő szálkialakításnál a szálanyag szerkezete inhomogénné válik, amely váltakozó, az olvadékfürdő alakjára emlékeztető csíkokban, eltérő szemcsefelépítéssel jelentkezik. Kimutatható, hogy a nemkívánatos csíkos szerkezet közvetlenül összefügg az olvadékfürdőben létrejövő körforgás intenzitásával. Ha növekszik a haladási sebesség a fémfürdőben, nő annak a valószínűsége, hogy a szerkezet inhomogénné válik. Hogy tehát a csíkképződést megelőzzük, a fém körforgásának sebességét a fémfürdőben a minimumra kell lecsökkenteni, ami a szálak méreteihez, az öntvények összetételéhez és a szálanyag szerkezetével szemben támasztott követelményekhez igazodik. Ismeretes továbbá egy eljárás fémek folyamatos szalagöntésére, amelynek során a folyékony fémet megszakítás nélkül egy hűtőkokillába vezetik be, és a folyékony fémre egy elektromágneses tér hat, amelyet a hütőkokilla induktorában áramodavezetéssel hoznak létre ; a hütőkokilla stabilizálótekercsében létrejövő elektromágneses tér egy folyékony fémoszlopot hoz létre, ezt követően hűl le a fém a szálanyag előállítása céljából. Ilyen megoldást ismertet pl. az US 3 605 865 sz. szabadalmi leírás. Ismeretes továbbá egy berendezés fémek folyamatos szalagöntéséhez, amely egy hűtőkokillát tartalmaz; a kokillát egy elektromágneses induktor és egy nem-mágneses anyagból készült stabilizálótekercs képezi, a keresztmetszetét képező háromszög csúcsa a hütőkokilla belseje felé irányul és az induktorral koaxiálisán van az induktor homlokrészének közvetlen közelében elrendezve, továbbá, egy gyűrű alakú, az induktorral koaxiálisán elrendezett hűtője van a fém lehűtésére. Ilyen berendezést ismertet az US 3 605 865 sz. szabadalmi leírás. A stabilizálótekercs feladata abban áll, hogy csökkentse a mágneses tér erősségét a folyékony fémoszlop oldalfelülete mentén, hogy az említett fémoszlop keresztmetszete olyan alakot vegyen fel, amely már megközelíti a szálanyag alakját. Ezzel párhuzamosan a stabilizálótekercs az induktorral együtt egy elektrodinamikus kétfázisú rendszert alkot, amely létrehoz egy vándorló mágneses teret. Az elektromágneses, a fő körforgásra irányuló erők a térerősséget olyan értékekre korlátozzák, amelyek biztosítják az öntési folyamat stabilitását. Mindazonáltal a stabilizálótekercs nem alkalmas arra, hogy hatásos módon csökkentse a körforgást a fémfürdőben. Ilyen módon komoly nehézségekkel jár a homogén szerkezet biztosítása, különösképpen magasötvözetű alumíniumötvözetek esetében. A kapott szálanyagoknál jól látható sávosság keletkezik, ami káros hatással van az előállított szálak mechanikai tulajdonságaira. Találmányunk elé azt a célt tűztük ki, hogy egy eljárást dolgozzunk ki fémek folyamatos szalagöntésére, valamint egy berendezést a találmány szerinti eljárás foganatosítására, amelynek segítségével elkerülhető a fém körforgása a fémfürdőben és a stabilizálótekercs kialakítása biztosítja a homogén szerkezetű szálanyagok előállítását. A találmány elé kitűzött feladatot oly módon oldjuk meg, hogy az eljárás során - melynek célja a fémek folyamatos szalagöntése -, a folyékony fémet folyamatosan egy hűtőkokillába vezetjük be, és a folyékony fémre elektromágneses tér hat, melyet a hütőkokilla induktorában hozunk létre elektromos áram odavezetésével, továbbá a hütőkokilla stabilizálótekercsében keletkező elektromágneses tér hatására egy folyékony fémoszlop jön létre, majd ezt követően végbemegy a lehűtés, mikoris a találmány értelmében a stabilizáló tekercsbe olyan áramot vezetünk be, amelynek fázisa az induktoráram fázisához képest egy 95° és 165° közötti szöggel elmarad és amelynek amplitúdója - az induktoráram amplitúdójára vonatkoztatva - 0,1 és 0,4 között van. A kitűzött feladatot továbbá egy olyan berendezés segítségével oldjuk meg, amely a fémek folyamatos szalagöntéséhez egy hűtőkokillával van ellátva, amelyet egy elektromágneses induktor és egy nem-mágneses anyagból készült stabilizálótekercs alkot; a stabilizálótekercs háromszögletű keresztmetszetű és a háromszög csúcsa a hütőkokilla belseje felé irányul, és amely az induktorral koaxiálisán, annak homlokzata közvetlen környezetében van elrendezve, továbbá a fém lehűtéséhez egy gyűrű alakú, az induktorral koaxiálisán elrendezett hűtője van ; a találmány értelmé ben az arány a háromszög magassága - a stabilizálótekercs keresztmetszetében - és a háromszög nagyobb szára 0,7 és 0,96 között van, a háromszög magassága párhuzamos az induktor tengelyével és a háromszög csúcsa ebben a magasságban fekszik és az induktor homlokfelületéhez képest, a hütőkokilla belseje irányában az induktormagasság 0,1—0,5-tel el van tolva; a berendezés egy további hűtővel rendelkezik a stabilizálótekercs hűtésére és a stabilizálótekercs anyagának q elektromos fajlagos ellenállását a Q = — • f ■ 10~9 Ohm • m K. összefüggés alapján határozzuk meg, ahol f=az induktoron átfolyó áram áramfrekvenciája és K = 4 vagy 3. A fémek folyamatos szalagöntésére szolgáló találmány szerinti eljárás lehetővé teszi, hogy a körforgás intenzitását a fémfürdőben jelentősen lecsökkentsük és ugyanakkor homogén szerkezetű szálanyagot kapjunk. Ez arra vezethető vissza, hogy a hütőkokilla stabilizáló tekercsébe olyan áramot vezetünk be, amelynek fázisa az induktoráram 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
