197685. lajstromszámú szabadalom • Eljárás fémeknek elektromágneses krisztallizátorban való tuskóöntésére
197685 matosan vezetjük ki az induktorból a kokillafenék folyamatos mozgatásával. Az eljárás során úgy járunk el, hogy a tüsköt mindaddig, amíg a kokillafenék az induktorban van, olyan frekvenciájú áram erőterében tartjuk, ahol a fémolvadék hidrosztatikai nyomása és az induktor elektromágneses terének az adott tuskóhoz tartozó elektrodinamikus nyomása egyensúlyban van, és a, kokillafenéknek az induktorból való elvezetésekor az induktor áramának a frekvenciáját az induktorban lévő elektrodinamikus nyomás csökkenésével arányosan növeljük. A találmány szerinti eljárást alkalmazva, előállítható tehát, egy teljes hossz mentén azonos keresztmetszetű tuskó, és így mivel veszteség nincs, a teljesítmény és a termelékenység is 3—5%-al növelhető. Azáltal, hogy nő a termelékenység, csökken az energiafogyasztás is, mivel az elektromágneses krisztallizátort tápláló áramforrás teljesítménye felére vagy még alább csökkenthető. A találmány szerinti eljárást, valamint az eljárást megvalósító berendezést a továbbiakban példakénti kiviteli alakjai segítségével, a mellékelt ábrákon ismertetjük részletesebben. Az 1. ábrán látható a krisztallizátornak a keresztirányú metszete az öntés kezdetekor, amikor a kokillafenék még az induktoron belül van, a 2. ábrán látható a krisztallizátor. keresztmetszetének egy részlete az öntés egy olyan fázisában, amikor a kokillafenék az induktoron kívül van, a 3. ábrán látható a krisztallizátor induktora áramforrásának blokkvázlata. A továbbiakban ismertetjük tehát a találmány szerinti eljárást és az eljárást megvalósító berendezést. Az 1. ábrán látható az öntési folyamat kezdete. Ekkor az elektromágneses krisztallizátor 1 induktorában elhelyezzük a 2 kokillafeneket, amely 2 kokillafenék kiindulási felső véghelyzetébe 3 öntőgéppel van állítva. Ezt követően állítjuk elő az 1 induktorral az elektromágneses térerőt, és kezdjük el a 4 fémolvadéknak a bevezetését a 2 kokillafenékre. A4 fémolvadékot egy, az 1. ábrán nem szereplő adagoló berendezésből annak 5 nyakrészénél vezetjük az 1 induktoron belül elhelyezkedő 2 kokillafenékre. Az 1. ábrán az anyagvezeL tés irányát vastag nyíllal jelöltük. Az 1 induktor elektromágneses tere alakítja ki a 6 tuskót, amelynek a kristályosodása 2 kokillafenéknél kezdődik el. Ahogyan a 4 fémolvadék kristályosodása a 6 tuskóban fokozatosan végbemegy, úgy vezetjük a 6 tuskót a 2 kokillafenékkel együtt az 1 induktorból lefelé, és annak mágneses erőteréből kifelé. Folyamatosan adagoljuk tehát a fémolvadékot és a kristályosodásnak megfelelően mozgatjuk lefelé a 2 kokillafeneket. 3 (ú0 = p0o(úr| = \i0'j-2nír% - p0 4 Az 1 induktor mágneses térerejének és a 4 fémolvadékban keletkező örvényáramok kölcsönhatásának az eredője egy, a 6 tuskóra kifejtett taszító erő, aminek következtében az 1 induktor és a 6 tuskó között egy közbenső térrész alakul ki, azaz a 6 tuskó r sugara kisebb lesz, mint az 1 induktor rl belső sugara. Annak érdekében, hogy a keletkező 6 tuskó mindvégig egyenletes keresztmetszetű legyen, biztosítani kell, hogy a 4 fémolvadék hidrosztatikai Pl nyomása és az 1 induktor elektromágneses terének elektrodinamikus terének elektrodinamikus P2 nyomása egyenlő legyen, azaz P1=P2. A hidrosztatikai Pl nyomás a 4 fémolvadék hl magasságától függ, míg az 1 induktor elektromágneses tere által létrehozott elektrodinamikus P2 nyomás a következő képlet alapján határozható meg: / IW\* P2 ----J 0 (w0,a,ß) ahol I- az 1 induktorban folyó áram erőssége W- az 1 induktor tekercselésének a menetszáma 1- a , induktor magassága 0- tényező, amely az 1 induktor és a 4 fémolvadékot képező fém elektromos jellemzőiből függ. Ezek a jellemzők a következők: <úo- az 1 induktor áramának relatív frekvenciája, amely a következő képlet alapján határozható meg: Cű0 — PoOtóí 2 ahol- a vákuum villamos vezetőképessége a - a fém villamos vezetőképessége R - a fém ellenállása p - a fémnek az 1 induktorban mérhető fajlagos ellenállása S - a tuskó keresztmetszete íö - az 1 induktor áramának körfrekvenciája f - az 1 induktor áramának frekvenciája 1 a = — 4 rt P = - r2< ahol r, - az induktor sugara r2 - az 1 induktor méretezés sugara Az elektromágneses krisztallizátor méretezésénél az alábbi szempontokat kell figyelembe venni és megvalósítani: ß — r,/r2 = const (3) ct == l/r2 = const (4) 2nfr2 = Aí/p (5) 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 pz/s
