203387. lajstromszámú szabadalom • Közbenső üst és eljárás ötvözőelemek fémolvadékban történő elkeverésére
1 HU 203 387 B 2 A jelen találmány tárgya egy olyan közbenső üst, amelynek legalább egy kiöntőnyílása és annál magasabb szinten lévő bevetőzónája van. A találmány tárgya továbbá eljárás legalább egy olyan ötvözőelemek fémolvadékban történő elkeverésére, amelynek nagyobb a sűrűsége, mint az olvadékot alkotó fémé, ahol az eljárás során a fémolvadékot öntőüstből közbenső üstbe öntjük. A forgácsoló acélok, illetve gyorsacélok legyártása során általában ólomötvözés szükséges és meglehetősen nehézkes az olvadékban az ólom egyenletes eloszlatása. A nehézséget elsősorban az okozza, hogy az ólom sűrűsége lényegesen nagyobb a fémolvadékénál és igen gondos keverést igényel, mindamellett az ólom igen gyorsan leülepedik és kiválik, gyakran az acél megszilárdulása előtt. A fentiek elkerülése érdekében az ólmot általában megpróbálják a megszilárdulás előtt olyan rövid idővel beadagolni, amennyire csak lehetséges. Kokillaöntésnél például az ólmot az öntőüst és a kokillák közötti olvadéksugárba vezették be. Folyamatos öntésnél az ólmot közvetlenül a kristályosítóba adagolják, amint azt a 4 524 8191. számú US szabadalmi leírás ismerteti. Egy másik változat szerint az ólmot a közbenső üstbe lehet beadagolni. Ilyen megoldásokat ismertetnek például a 60 103 111,60 127 055,60 103 112, 60 103 113 és az 59 113 1561. sz. JP szabadalmi leírások. Ha azonban az ólmot közvetlenül a kokillába történő öntés előtt juttatjuk az olvadékba, rendkívül nehéz egyenletes keveredést elérni, míg ha a beadagolás a közbülső üstbe történik, a kiválás veszélye fenyeget A jelen találmánnyal ezért egy olyan eljárás kialakítása a célunk, amely lehetővé teszi, hogy a közbülső üstben hatékonyan keveredjék az ólom a fémolvadékkal. A hagyományos megoldásnál a közbenső üst falai meghatározott térfogatú fémolvadékot vesznek körül, ha a fémolvadék szintjét adoü magasságban tartjuk, miközben az öntőüstből a kokillába jut az olvadék. A közbenső üst kifolyónyílással vagy kifolyónyílásokkal van ellátva, a fémolvadéknak a kokillákba történő vezetésére. A közbenső üstben ezenkívül a fémolvadéksugarat fogadó belépőzóna van kialakítva. Ennek függőleges tengelye azon a ponton megy át, ahol a fémolvadék sugár a közbenső üstben lévő fémolvadékkal ütközik. Ez a pont a közbenső üst kiöntőnyílásainál magasabb szinten van. A találmány szerint a kitűzött feladatot úgy oldottuk meg, hogy a fémolvadékot olyan közbenső üstbe öntjük, amelynek a belépőzóna alatt kialakított keverőzónája van, ahol a keverőzónát egyik oldalról a közbenső üst fenékrészére az első kiöntőnyílás elé emelt függőleges fal határolja, ennek magassága legalább a közbenső üstben lévő fémolvadék magasságának 40%-a, felső peremének legalább egy része pedig olvadékátvezető nyílást határol, és ezen nyílás alsó pereme legalább a közbenső üstben lévő fémolvadék magasságának 40%a, keresztmetszete pedig legalább akkora, mint az első kiöntőnyílás keresztmetszete. A válaszfal a belépőzóna függőleges geometriai tengelyétől 20-65 cm távolságra van. A keverőzónát másik oldalról az első fallal párhuzamos és a keverőzóna tengelyétől azonos távolságra elhelyezett második fal határolja és az első és második falhoz a nyílások fölött terelők csatlakoznak, ahol az első válaszfal és az első terelő, valamint a második válaszfal és a második terelő azonos síkban vannak elrendezve oly módon, hogy a terelők az olvadékszint fölötti magasságból az olvadékszint alá nyúlnak és a nyílások felső peremét alkotják. A berendezésben a keverőzónának a nyílások szintje alatti térfogata célszerűen legalább akkora, amekkora a kiöntő nyílások 60 másodperc alatti olvadékátvezető képessége. Egy célszerű kiviteli alaknál az első és második válaszfal a belépőzóna függőleges geometriai tengelyétől 25- 50 cm távolságra van, az első és második válaszfal magassága legalább a közbenső üstben lévő fémolvadék magasságának 40-65%-a, továbbá a terelők alsó pereme és a válaszfalak felső pereme közötti távolság 5-15 cm. A találmány szerinti eljárás során az ötvözőelemet az öntőüst és a közbenső üst közötti olvadéksugár által létrehozott turbulencia segítségével egyenletesen elkeverjük. Az ötvözőelem ötvözését folyamatosan végezzük a kívánt koncentráció és a kifolyás által meghatározott mennyiségben. Ötvözőként célszerűen szemcsés ólmot vezetünk be a folyadéksugárba, amelyet zárt burkolattal veszünk körül és a burkolattal körülvett térbe inert gázt vezetünk. A közbenső üstbe időegység alatt célszerűen annyi olvadékot vezetünk be, amennyi a kiöntőnyíláson eltávozik. A keverőzónának az olvadékátvezető nyílások alatti térfogata célszerűen legalább akkora, mint az első olvadékkivezető nyíláson 60 másodperc alatt kiömlő fémolvadék térfogata. A keverőzónában azt az energiát használjuk ki, amelyet az öntőüstből kiömlő fémolvadék hordoz és ezzel, illetve az ezzel létrehozott turbulencia segítségével végezzük el az ötvözőelemnek az olvadékban történő egyenletes elkeveréséL A találmány további részleteit kiviteli példán, rajz segítségével ismertetjük. A rajzon az 1. ábra a találmány szerinti eljárás foganatosítására szolgáló egy lehetséges berendezés elölnézete, részben metszve, a 2. ábra pedig az 1. ábrán bemutatott berendezés II—II metszete. Az ábrákon látható folyamatos öntőberendezés 10 közbenső üstje 12, 14, 16 és 18 kokillák fölött van elhelyezve. A fémolvadékot tartalmazó 24 öntőüst a 10 közbenső üst fölött van felfüggesztve, és a fémolvadék a 26 belépőzónába a 24 öntőüst 28 tolózárján át ömlik. A fémolvadék sugár vastagságát a 28 tolózár állításával lehet szabályozni. A 26 belépőzóna lényegében a 24 öntőüstből kiáramló olvadéksugár geometriai tengelyének és a 10 közbenső üstben lévő fémolvadék felszínének metszéspontja körül helyezkedik el. Pontos határait a későbbiekben részletesen leírjuk. A 10 közbenső üst és a 24 öntőüst közötti fémolvadéksugarat 30 burkolat veszi körül. Fölötte 32 záróhenger van, ebbe adagoljuk be az ólomszemcséket. A 30 burkolathoz csatlakozó vezetéken át a fémolvadéksugarat körülvevő térbe argont vezetünk be. Ezzel megakadályozzuk a fémolvadék oxidálódását és a 30 burkolaton, illetve 32 záróhengeren belül a környezetnél valamivel nagyobb nyomást tartunk fönn. Az argon a 34 kivezetésen át távozik. A10 közbenső üstöt 36 és 38 oldalfalak határolják, a benne levő fémolvadék 44 magassága így meghatározott olvadéktérfogatot jelent A fémolvadékot a 10 köz5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
