HU180410B - Equipment for continuous casting of metal bands - Google Patents

Description

Battelle Development Corporation, Columbus, Ohio, Amerikai Egyesült Államok.

Berendezés fémszalagok folyamatos öntésére

2

A találmány tárgya berendezés fémszalagok folyamatos öntésére, fémolvadékot tartalmazó és öntőnyílással ellátott öntőedénnyel, valamint az öntőnyílás előtt elhelyezett, annak geometriai tengelyére merőleges irányban mozgatható hű- 5 tött öntőfelülettel, amelynek szélessége legalább akkora, mint az öntött szalag szélessége.

Vékony fémszalagoknak a hagyományos hengerlési, illetve hidegalakítási technológiától eltérő öntéssel történő közvetlen előállításának számos nyilvánvaló műszaki és gazdasági előnye van. Az a tény, hogy a folyamatos szalagöntést igen nagy hűtési sebességgel lehet végezni és ezzel amorf szerkezetű anyag is előállítható, ugyancsak jelentős és ismert. Ugyanakkor azonban az 15 is tudott, hogy a szalagöntés során rendkívül sok paramétert kell állandóan ellenőrizni és szabályozni annak érdekében, hogy megfelelő minőségű és egyenletes összetételű, illetve szerkezetű terméket nyerjünk. Az öntészet területén 20 dolgozó szakemberek tehát tisztában vannak azzal, hogy a gyakorlatban jól alkalmazható folyamatos szalagöntő-berendezések kialakítása, fejlesztése és gyártása rendkívül bonyolult tevékenység. 25

Vékony fémte’rmékek, például lemezek, fóliák, szalagok és hasonlók folyamatos öntésének elmélete már az 1900-as évek elején ismert volt. Ilyen technológiákra vonatkozik például a 905 758 és a 993 904 sz. USA szabadalmi leírás. Ezekben már leírják, hogy a fémolvadékot mozgó, hűtött felületre kell juttatni és az anyagot ezen megdermesztve folyamatosan vékony fémtermék állítható elő. Az említett szabadalmak arról is írnak, hogy a fémolvadékot folyadékkal hűtött forgó vörösréz dob vagy tárcsa sima palástfelületére kell önteni, a szalag előállításához. Mindazonáltal, az elmélet ismertetése ellenére nincs nyoma annak, hogy a gyakorlatban ilyen megoldá10 sokat a század első felében alkalmaztak volna.

Nemrégen, a 3 522 836 és a 3 605 863 sz. USA szabadalmi leírásokban olyan eljárásokat hoztak nyilvánosságra, amelyek ugyancsak vékony fémtermékek, szalagok vagy huzalok folyamatos öntésére vonatkoznak. Ezekben a leírásokban a fémoldvadékot valamilyen öntőnyílásból, illetve fúvókából ívelt felületre juttatják. A hőelvonó felület, amely például vízhűtéses dob lehet, a fúvóka, illetve öntőnyílás síkjával lényegében párhuzamosan mozog, és a kiömlő fémolvadékkal érintkezve, azt folyamatosan kihúzva egyenletes terméket biztosít. Ezt a technológiát többnyire „húzott olvadék” technológiának nevezik, minthogy az ívelt felület mentén mozgó hőelvonó elem folyamatosan húzza le a fémolvadékot a kiömlőnyílásról és gyakorlatilag meghatározza a fémolvadék kiáramlásának sebességét.

Ezután a fémszalagok folyamatos öntése már csak részmegoldásokban fejlődött tovább. A 30 4 142 571 sz. USA szabadalmi leírás például sza180 410 - 1 lagöntő berendezések öntőnyílásának réskonstrukciójára vonatkozik és pontos méréseket ír elő. Egy másik USA szabadalmi leírás (4 077 462) a hűtött öntődob fölött elhelyezett burkolat kialakítására vonatkozik.

A folyamatos öntés területén rendkívül sokféle hűtési technológia ismert. Az olvadékból történő szálképzésnél például a terméket úgy állítják elő, hogy vékony fémolvadékszálat bocsátanak ki egy fúvókából és azt szabad lebegés közben vagy hűtőfelülettel érintkeztetve hűtik a dermedési hőmérséklet alá. További ismert hűtési technológiák például a 3 838 185 sz. USA szabadalmi leírás szerint tégelyes olvadékkihúzás, a 3 896 203 sz. USA szabadalmi leírásban ismertetett függőcseppes hőelvonás vagy a 3 297 436 szí USA szabadalmi leírás szerinti ütköztető hűtési eljárás. Mindezen megoldásokkal azonban meglehetősen nehézkesen lehet egyenletes minőségű fémterméket előállítani. A termék vastagságát, minőségét és reprodukálhatóságát rendkívül sok tényező befolyásolja. Ilyenek például az öntési hőmérséklet és nyomás, a hőelvonás sebessége, az öntőfelület bevonatrétegének minősége és további számos tényező.

A folyamatos fémöntés bemutatott viszonylag hosszú története és a közelmúltban lejátszódott fejlődés ellenére sem terjedt el a gyakorlatban ez a technológia mind a mai napig. Ügy tűnik, hogy az öntési eljárás számos részletének tökéletesítése, módosítása és továbbfejlesztése szükséges ahhoz, hogy a folyamatos szalagöntés gazdaságos és bevett módszerré váljék. A sikeres és gazdaságos fémszalagöntéshez pontosan kell meghatározni a különböző paraméterek viszonyát egymáshoz. Emellett ki kell dolgozni az öntőedények konstrukcióinak részleteit, a kiöntőnyílások méreteit és arányait, valamint távolságukat az öntőfelülettől, továbbá magának az öntőfelületnek a sebességét és az általa biztosított hűtési sebességet, a fémolvadék hőmérsékletével és adagolási sebességével összhangban. A gyakorlatban különösen az öntőnyílások konstrukciói és méretviszonyai bizonyultak problematikusnak, a különböző öntési paraméterek alkalmazása során.

Ennek megfelelően a jelen találmánnyal olyan berendezés kialakítása a célunk, amelynek segítségével viszonylag széles fémszalagok állíthatók elő anélkül, hogy a korábbiakban ismertetett nehézségek jelentkeznének. Célunk a berendezéssel olyan megbízható, hatékony és gazdaságos konstrukció kialakítása, amellyel reprodukálható, egységes és jó minőségű termék állítható elő.

A kitűzött feladatot a találmány szerint úgy oldottuk meg, hogy a berendezésben az öntőnyílás az öntőelem alsó és felső része között van, kialakítva oly módon, hogy hossza megfelel az öntött szalag szélességének, és szélessége a hosztengely mentén állandó értékű. A berendezésben a hűtött öntőfelület az öntőnyílástól legfeljebb 3 mm távolságra lehet.

Az így kialakított berendezésben a fémszalag teljesen egységes és állandó mérettel, valamint teljes hossza mentén azonos minőségben állítható elő.

További előnye a találmány szerinti berendezésnek, hogy az öntőnyílás konstrukciója lehei tővé teszi a fémszalagnak minimális turbulencia mellett történő öntését.

A berendezéssel öntött szalagok minden paraméterük tekintetében reprodukálhatók, és a berendezésben hatékony és gyors hűtést lehet biz0 tosítani, amellyel amorf fémszalagok alakíthatók ki. Ugyanakkor a berendezés alkalmas krisztallitos szerkezetű szalagok folyamatos előállítására is.

A találmány további részleteit kiviteli példá5 kon, rajz segítségével ismertetjük. A rajzon az

1. ábra a fémszalagok folyamatos öntésére al- kalmazott jellegzetes berendezés vázlata, a

2. ábra a találmány szerint kialakított öntőnyí- ⁰ lás metszete, a

3. ábra a 2. ábrán bemutatott öntőnyílásban al- kalmazott öntőelem axonometrikus képe, a

4. ábra a 2. és 3. ábrán látható öntőelemben levő öntőnyílás környezetének metszete nagyítva, az

5. ábra a találmány szerinti berendezésben alkal- mazott öntőelem egy másik kiviteli alakjának részmetszete, a θ 6. ábra a találmány szerinti berendezésben alkalmazott öntőelem egy további kiviteli alakja, a

7. ábra az öntőelem egy további kialakításának metszete az öntőnyílás környezetében, és a

8. ábra ugyancsak egy további öntőelem öntőnyílás körüli részének metszete.

Az 1. ábrán látható egy jellegzetes szalagöntő berendezés. A berendezéssel 10 öntött szalag állítható elő. A 10 öntött szalagot — mint már korábban említettük — többféle felület segítségével lehet előállítani. Ez lehet dob, tárcsa, szalag stb. Célszerű az ábrán látható hengeres 12 öntődob alkalmazása, amikor is a 10 öntött szalag ennek 14 palástján alakul ki. Természetesen a 12 öntődob lehet hengerestől eltérő alakú is. A gyakorlatban alkalmaztunk például sima csonkakúp alakú palástú öntődobot is. Egy másik változat szerint ovális pályán mozgó szalagra öntöttük a fémolvadékot. Mindazonáltal, az alkalmazott öntőelem alakjától függetlenül, a 14 palástot olyan hőmérsékletre kell lehűteni, amely az öntött fém szolidusz hőmérséklete alatt van. Emellett a 14 palástfelületnek nyilvánvalóan legalább olyan szélesnek kell lennie, mint amilyen széles szalagot öntünk.

A találmány szerinti berendezés egy célszerű kiviteli alakjánál a 12 öntődob kiválásosan keményített rézötvözet, amely mintegy 98 súly% rezet és körülbelü 2 súly% krómot tartalmaz. Általában a réz és rézötvözetek jól alkalmazhatók ilyen célra, minthogy hővezető-képességük jó és a kopásnak is ellenállnak. Készíthetők azonban az öntőfelületek berilliumbronzból, acélból, sárgarézből, alumíniumból és alumíni umötvözetekből is, sőt egyéb anyagok is felhasználhatok erre a célra. Előállítható az öntőfelület például több darabból, oly módon, hogy külső felülete molibdénből vagy egyéb hasonló anyagból készül.

Az öntőfelületeket mindig erősen hűteni kell. Erre a célra legalkalmasabb a víz, minthogy többnyire könnyen hozzáférhető és olcsó. Természetesen felhasználhatunk egyéb hűtőközeget is adott esetben.

A találmány szerinti berendezés működése során a 12 öntődob 14 palástja kell elnyelje a fémolvadék hőmennyiségét az öntés 16 kezdőpontjában. Ez a nagy hőigénybevétel lényegében minden fordulatnál jelentkezik. Az öntés 16 kezdőpontja lényegében a 14 palástnak azt a felületrészét jelöli, ahol a 20 fémolvadék kiáramlik a 22 öntőedényből. A hűtés lényegében hővezetés útján történik, ezért megfelelő mennyiségű vizet kell vezetni a 12 öntődob palástjához. A vizet lehet a palást alatt futó hűtővíz járatokban keringetni vagy közvetlenül a hűtőfelületre fecskendezni. Adott esetben a hűtés intenzitásának fokozását, illetve csökkentését különböző hűtőaggregátokkal lehet elvégezni. Hasonlóképpen befolyásolható a 12 öntődob hőtágulása, illetve összehúzódása is a szalagöntés során.

Függetlenül attól, hogy hűtőfelületként dobot, tárcsát vagy szalagot alkalmazunk, az öntőfelületnek mindig simának és szimmetrikusnak kell lenni, hogy a szalagöntés során egyenletes terméket nyerjünk. Ha például az öntés alatt a 14 palást és az öntőnyílás között távolság változik, az öntött termék minősége jelentős mértékben romlik. A továbbiakban a fémolvadékot kive zető öntőnyílás és a fémolvadékot elterítő öntőfelület között távolságot öntési távolságnak, illetve résnek fogjuk nevezni. Nyilvánvaló, hogy a rés nagyságát az öntés során lehetőleg állandó értéken kell tartani, ha egyenletes vastagságú szalagot akarunk előállítani.

Nyilvánvaló az is, hogy ha az öntést forgó öntőelem, például a bemutatott 12 öntődob segítségével végezzük, ennek kellőképpen alaktartónak és kiegyensúlyozottnak kell lenni ahhoz, hogy az egyenletes vastagságot biztosíthassuk, a 12

0,5 mm méretálhogy a öntésére

Vizsgálataink azt mutatták, hogy ha döntődob excentricitása körülbelül vagy ennél nagyobb, a késztermék landósága oly mértékben romlik, berendezés megfelelő minőségű szalag alkalmatlan. Tapasztalataink szerint leginkább úgy érhető el a megfelelő szimmetria, valamint az anyag porozitásával kapcsolatos problémák kiküszöbölése, ha az öntőelemet, jelen esetben a 12 öntődobot, egyetlen darab hidegen hengerelt vagy kovácsolt rézötvözetből készítjük. Mindazonáltal, a korábban felsorolt egyéb megoldások is alkalmazhatók.

A 20 fémolvadékot a találmány szerinti berendezésben a 22 öntőedényből 24 öntőelemen keresztül juttatjuk a 12 öntődob 14 palástjára. A 24 öntőelem célszerűen, bár nem szükségszerűen, az 1. ábrán látható módon a 22 öntőedény alsó részén van elhelyezve. A későbbiekben részle tesen fogjuk ismertetni a 24 öntőelem konstrukcióját és elhelyezkedését a 22 öntőedényben.

A 2. ábrán látható, hogy a 24 öntőelem a 22 öntőedény alsó részén van elhelyezve. A 24 ön5 tőelem perspektivikus rajzát a 3. ábra mutatja.

A rajzon jól látható, hogy a 30 öntőnyílás célszerűen a 24 öntőelem középső részén van kialakítva. A 30 öntőnyílás ilyen központos elhelyezése teszi lehetővé, hogy a termék egyenletes 10 vastagságú legyen, minthogy a 22 öntőedényben levő fémolvadék nyomása ily módon kiegyenlítődik az egész öntési folyamat során. Természetesen nincs akadálya annak sem, hogy bizonyos körülmények között a 30 öntőnyílás a 24 öntő15 elem szélén helyezkedjék el.

A 30 öntőnyílás hossza célszerűen körülbelül azonos az öntendő szalag szélességével. A 30 öntőnyílás hosszát gyakorlatilag semmi nem korlátozza, és akár 150 mm vagy ennél hosszabb 30 20 öntőnyílás is kialakítható. Fontos, hogy a fémolvadék egyenletesen áramoljon a 30 öntőnyíláson keresztül, mert az egyenletes szalagminőség csak így biztosítható.

Kialakítható a találmány szerinti berendezés 25 úgy is, hogy a fémolvadék több, egymás folytatásaként kialakított 30 öntőnyíláson át jut a 12 öntődob 14 palástjára. Függetlenül attól, hogy a 30 öntőnyílás vagy öntőnyílások milyen hoszszúságban vannak elrendezve, a 30 öntőnyílás 30 szélessége teljesen azonos kell legyen mindenütt.

A találmány szerinti berendezésben a 12 öntődob hűtött 14 palástja a 30 öntőnyílás hossztengelyére merőleges irányban halad el a 30 öntőnyílás előtt.

A 4. ábrán látható, hogy a 30 öntőnyílást a 24 öntőelem 32 felső része és 34 alsó része határolja. A 32 felső rész a 12 öntődob haladási irányában határolja a 30 öntőnyílást. Ugyanez a rész alkotja a 30 öntőnyílás 36 belső felületét is, amely célszerűen sík felületként van kialakítva, és a '2 öntődob 14 palástja felé néző 38 külső felülethez csatlakozik. A 38 külső felület a 14 palást mozgásának irányában 40 vállrészben folytatódik és így lényegében a 30 öntőnyílás mellett 42 45 nyúlványt képez.

A 34 alsó rész a 30 öntőnyílás másik oldalán helyezkedik el, a 14 palást mozgásával ellenkező irányban. Ez a 34 alsó rész a 30 öntőnyílásnál 46 belső felületben folytatódik és ez a 46 belső 50 felület is általában sík felület. A 36 és 46 belső felületek célszerűen egymással párhuzamosan vannak elrendezve, legalább a 30 öntőnyílás külső szakaszán. A 34 alsó rész 48 külső felülete ugyancsak a 12 öntődob 14 palástja felé néz.

A találmány szerinti berendezés egy célszerű kiviteli alakjánál a 32 felső rész 38 külső felülete és a 34 alsó rész 48 külső felülete célszerűen úgy van kialakítva, hogy alkotóik párhuzamosak legyenek az alattuk mozgó 14 palást alkotói60 val. Amennyiben öntőelemként az 1. ábrán látható 12 öntődobot vagy hasonló elemet alkalmazunk, a tökéletes párhuzamosság úgy biztosítható, hogy csiszolóvásznat, ill. polírpapírt helyezünk a 14 palást és a 24 öntőelem felületei közé oly módon, hogy a csiszolófelület a 24 öntő-37 elem felé nézzen. A 24 öntőelemet ekkor érintkezésbe hozzuk a 14 palásttal, illetve az azon levő csiszolópapírral, majd az öntőelemet a csiszolópapírral együtt mozgásba hozzuk. Ekkor a csiszolófelület a 24 öntőelem 38 és 48 külső felületeit a 14 palásttal teljesen párhuzamosan csiszolja le. Az eljárás során rendkívül fontos, hogy a 24 öntőelem külső felülete és az öntőelem 14 palástja teljesen párhuzamosan legyen. A párhuzamosság beállítására a fent leírt módon célszerű 400 vagy 600 grit finomságú csiszolóvászon alkalmazása.

Azáltal, hogy a 24 öntőelem 38 külső felületét az öntőelem 14 palástjával teljesen párhuzamosra állítjuk be, a 24 öntőelem és a 14 palást közötti h rés nagyságát pontosan be tudjuk állítani a 42 nyúlvány teljes szélességében. Vizsgálataink során úgy találtuk, hogy a 24 öntőelem 38 külső felülete és az öntő- 14 palást közötti h rés nagysága célszerűen legfeljebb 3 mm lehet, ahhoz, hogy megfelelő minőségű anyagot tudjunk önteni. Előnyösen a h rés nagyságát célszerű 2 mm-nél is kisebb értéken tartani, sőt bizonyos vékony szalagok öntéséhez célszerű 0,25 mm-nél kisebb h rést hagyni. Ugyanakkor azt is tapasztaltuk, hogy a h rés mérete a 34 alsó rész 38 külső felülete és a 14 palást között nem kritikus. A 34 alsó rész kialakításánál ezen a részen általában arra kell ügyelni, hogy a 14 palást felé haladó 46 belső felület és a 32 felső rész 36 belső felülete legalábbis a 30 öntőnyílás külső részén egymással párhuzamos legyen, hogy a 24 öntőelem és a 14 palást között a fémolvadék kiáramlása akadálytalan és egyenletes legyen. Ennek megfelelően a 34 alsó rész 48 külső felülete elhelyezkedhet a 14 palást közvetlen közelében, amint az például a 7. ábrán látható, vagy attól fokozatosan távolodhat a 8. ábrán bemutatott kialakítás szerint. A 7. ábrán látható megoldásnál a 34 alsó rész 48 külső felülete és a 14 palást közötti távolság körülbelül 0,05 mm. Általában ennek a távolságnak elég kicsinynek kell lennie ahhoz, hogy megakadályozza fémolvadék viszszafolyását a 48 külső felület és a 14 palást közé az öntés során.

Az 5. ábrán a 24 öntőelem egy olyan kialakítását mutatjuk be, ahol a 32 felső rész 36 belső felülete 50 ívelt felület közbeiktatásával csatlakozik a 38 külső felülethez. Ez a kialakítás eltér a 4. ábrán bemutatott 90°-os töréstől, és bizonyos esetekben célszerűbbnek bizonyult annál. Az ilyen 50 ívelt felületek ugyanis csökkentik a fémolvadék turbulenciáját a szalagöntés során, és ezért egyenletesebb terméket biztosíthatnak. A vizsgálatok ezen túlmenően azt mutatták, hogy a 36 belső felület és a 38 külső felület közötti éles sarkok olyan nyomási és áramlási viszonyokat hoznak létre, amelyek magában a 24 öntőelemben belső feszültségekhez vezetnek. Ennek következtében a 24 öntőelem megrepedhet, eltörhet, vagy oly módon deformálódhat az öntés során, hogy az öntéshez szükséges egyensúlyi viszonyok megbomlanak. Az 5. ábrán bemutatott 50 ívelt felület ezeket a jelenségeket küszöböli ki és javítja a fémolvadéknak a 22 öntőedény ből a 30 öntőnyíláson át történő kiáramlása során az áramlási viszonyokat.

A turbulencia további csökkentése érdekében a találmány szerinti berendezésben alkalmazott 5 24 öntőelem 30 öntőnyílásában letörés, illetve kúpos szakasz alakítható ki. A rajzokon látható, hogy mind a 32 felső részben, mind a 34 alsó részben ferde letörések vannak kialakítva, amelyek együttesen V alakban helyezkednek el. Ez 10 a V alakú vagy adott esetben U alakú letörés bevezető szakaszként működik, és egyenletesebbé teszi a fémolvadék áramlását, azaz csökkenti a szabálytalan, illetve turbulens áramlási szakaszokat a szalagöntés során.

Tovább csökkenthető a turbulens áramlás mennyisége azáltal, ha a 24 öntőelemet olyan szögben helyezzük el, hogy a kiáramló fémolvadék jobban közelítse a 14 palást irányát. Ennek érdekében a 30 öntőnyílás 36 és 46 belső felüle20 teit a 14 palásthoz képest nem 90°-ban, hanem annál kisebb szögben, célszerűen 45°-os szögben kell kialakítani. Ezáltal az áramló fémolvadék nincs olyan nagy irányváltoztatásra kényszerítve, amikor elhagyja a 30 öntőnyílást és a 14 pa25 lástra ömlik.

A 22 öntőedényt célszerű olyan anyagból készíteni, amelynek kiváló szigetelő tulajdonságai vannak. Ha ugyanis az öntőedény anyaga nem rendelkezik kellő hőszigetelő-képességgel ahhoz, 30 hogy a fémolvadékot viszonylag állandó hőmérsékleten tárolja, külső fűtőelemeket, például indukciós tekercseket kell igénybe venni. Az indukciós fűtőtekercsek a 22 öntőedény körül vagy abban lehetnek elhelyezve. Hasonlóképpen 35 villamosellenállás-f ütés is alkalmazható.

A 22 öntőedény anyagául célszerű rostosított kaolint alkalmazni, amely a természetben található nagy tisztaságú alumíniumoxid-szilíciumoxid anyagból készül. Ilyen anyag a kereske40 delmi forgalomban Kaowool HS néven hozzáférhető. Hosszú idejű üzemeléshez vagy magasabb olvadáspontú ötvözetek öntéséhez azonban egyéb anyagokat kell alkalmazni, mind a 22 öntőedény, mind a 24 öntőelem anyagául. Ilyen 45 anyagok lehetnek például grafit, alumíniumoxidgrafit, szilíciumkarbid, bórkarbid, alumíniumoxid, cirkonoxid és ezek különböző kombinációi. Természetesen ezeket az anyagokat még szilárdíthatjuk is. A rostosított kaolint például szili50 kagéllel vagy hasonlóval történő impregnálással lehet nagyobb szilárdságúvá tenni.

A technológia szempontjából rendkívül fontos, hogy a 24 öntőelemben levő 30 öntőnyílást az öntés során mindig teljesen nyitva tartsuk és 55 alakja is állandó legyen. A 30 öntőnyílás tehát nem erodálhat vagy tömődhet el jelentősen a szalagöntés műveletei során, mert különben az öntés egyenletessége és a fémolvadék turbulens áramlásának kiküszöbölése nem tartható fenn. 60 Ezért nyilvánvaló, hogy számos szigetelőanyag nem felel meg a találmány szerinti berendezésben történő alkalmazás céljára, minthogy nem tartják meg pontosan méreteiket magas hőmérsékleten történő, hosszú üzemelés alatt. Ezen 65 probléma kiküszöbölésére a 24 öntőelem 30 ön tőnyílását alkotó 32 alsó rész cs 34 felső rész mindig olyan anyagból kell készüljön, amely hosszú időn át és rendkívül magas hőmérsékleten is formatartó marad. Ilyen anyagokból kell a 3. ábrán látható ívelt 24 öntőelemet készíteni. Készíthető azonban a 24 öntőelem két olyan betétdarabból is, amelyek a 22 öntőédénybe vannak erősítve és egymással szembe helyezve alkotják a 30 öntőnyílást. Ilyen megoldás látható például a 6. ábrán.

A 30 öntőnyílás 3. ábrán látható kiviteli alakja célszerűen ultrahangos megmunkálással készül, hogy a pontos méretek betarthatók legyenek. Ilyen típusú 24 öntőelemet lehet készíteni például kvarcból, grafitból, grafitagyagból, bórnitritből, alumíniumoxid-grafitból, szilíciumkarbidból, stabilizált cirkonoxid szilikátokból, cirkonoxidokból, magnéziumoxidból, alumíniumoxidból vagy egyéb hasonló anyagból. Az így készült 24 öntőelemet a 22 öntőedény tartja. A befogás többnyire mechanikus, ezen túlmenően alkalmazhatunk ragasztóelemeket, hőálló cementeket is.

A 14 palástot hordozó dob, kerék vagy egyéb elem meghajtását úgy kell kialakítani, hogy a mozgást teljesen mereven, bármiféle szerkezeti instabilitás nélkül tudja biztosítani. Éneikül a dob vagy hasonló elem megcsúszik vagy berezeg. Különös gondot kell fordítani a rezonanciafrekvenciák elkerülésére a 14 palást üzemi sebességén. A 14 palást lineáris sebessége mintegy 60 m/perc értéktől több mint 3000 m/perc értékig terjedhet. Ez azt jelenti, hogyha egy 2,4 m átmérőjű dobot alkalmazunk, annak forgási sebessége 25·—1250 fordulat/perc értékű lehet. Egy ilyen átmérőjű, körülbelül 50 mm falvastagságú dob meghajtására egy 3 lóerős változtatható sebességű, reverzibilis, dinamikus fékkel ellátott motor alkalmazható.

A találmány szerinti berendezés egy célszerű kiviteli alakjánál a 14 palást teljesen sima. Kí sérleteink során bebizonyosodott, hogy bizonyos alkalmazási területeken, például amorf anyagok készítésénél a 12 öntődob 14 palástjának 400 grit, előnyösen 600 grit finomságú csi5 szolóvászonnal történő finiselése nagymértékben javítja a termék egyenletességét.

A 2. ábrán látható célszerű kiviteli alaknál a 22 öntőedény Kaowool HS nevű anyagból készül, és a 24 öntőelem a 3. ábrán látható for10 májú. Anyaga agyaggrafit, amely jól ellenáll a folyékony fém hatásának. A 24 öntőelemet a 22 öntőedény falába erősítettük. A 30 öntőnyílást ultrahangos megmunkálással alakítottuk ki a 24 öntőelemben. A 24 öntőelem 32 felső ré15 sze és 34 alsó része határolja a 30 öntőnyílást.

Jó 24 öntőelem készíthető azonban egyéb anyagokból is, például kvarclemezből. Ez ugyancsak jól ellenáll a fémolvadék hatásának. A kvarclemez szélessége célszerűen körülbelül ²⁰ 38 mm, és a 3. áb'rán látható módon van meghajlítva.

Egy további változat szerint készülhet a 24 öntőelem öntött bórnitritből. A 30 öntőnyílást 25 ekkor is célszerű ultrahangos fúrással előállítani, hogy a kellő pontosságot biztosítsuk. A 2., 3., és 4. ábrán bemutatott alakú 24 öntőelemet lényegében félkör alakban készíthetjük. A bemutatott megoldásnál a 30 öntőnyílás b szé3θ lessége 0,2—2 mm lehet a 36 és 46 belső felületek között. A megmunkált 24 öntőelemet a

2. ábrán látható módon foglaljuk be a 22 öntőedénybe. Természetesen a 24 öntőelem széleit tetszés szerint lehet alakítani, hogy minél biztosabban 'rögzíthetők legyenek a 22 öntőedényben.

A 4. ábrán látható a 24 öntőelem 30 öntőnyílásának egy célszerű alakja keresztmetszetben és a méretek feltüntetésével. Az ábrán látható 40 jelölésekkel a célszerű méreteket az alábbi táblázatban mutatjuk be.

jelölés célszerű mérettarmeghatározás fomány, mm legelőnyösebb mérettartomány, mm

a	az alsó rész külső felütének hossza	legalább 0,02
b	az öntőnyílás szélessége	0,2—2
c	a nyúlvány külső felületének hossza	0,2—4
d	a nyúlvány magassága	legalább 0,2

6,3—13

0,6-0,9

0,5-1,5 legalább 1

Ha a berendezéssel amorf fémszalagot gyár- 60 tünk, a 30 öntőnyílás b szélessége általában 0,2 és 1 mm között van. Ha krisztallitos szalagot készítünk, például rozsdamentes acél, a 30 öntőnyílás b szélessége nagyobb lehet, akár a 2 mm-t is elérheti, minthogy a találmány sze rint egyenletes szélességű szalagot lehet előállítani.

Az ábrán e-vel jelöltük a 24 öntőelem vastagságát és f-fel a 30 öntőnyílás felső részének szélességét. A letörés mélységét g jelzi, ennek 65 értéke többé-kevésbé tetszőleges lehet. A letö-511 rés célja — mint már mondottuk — a fémolvadék turbulens áramlásának és az eltömődésnek a kiküszöbölése a 30 öntőnyílásban.

Ugyancsak a turbulencia kiküszöbölésére szolgál a 24 öntőelem öntési irányba néző részeinek lekerekítése. A lekerekítéseket, például az 5. ábrán látható 50 ívelt felületet úgy is előállíthatjuk, hogy a 24 öntőelemet erodáló anyagból, például Kaowool HS-ből készítjük, aminek következtében az üzemelés során rövid időn belül kialakulnak a lekerekített felületek. A 32 felső rész 42 nyúlványának lekerekítése a turbulenciát is csökkenti. A lekerekítés természetesen történhet a megmunkálás során is.

A találmány szerinti berendezés működtetésének egyik lehetséges változata a következőképpen történik. A fémolvadékot a fűtött 22 öntőedénybe vezetjük. Mint már mondottuk, a melegítés történhet indukciós tekercsek vagy ellenálláshuzalok segítségével a 22 öntőedény körül vagy fölött, az adott körülményektől függően. A lényeg mindig az, hogy a fémolvadékot viszonylag állandó hőmérsékleten lehessen tartani.

Egy másik változat szerint a fémolvadékot közvetlenül az előmelegített 22 öntőedénybe öntjük. Az előmelegítés megakadályozza a fémolvadék egy részének lefagyását és a 30 öntőnyílás bedugulását az öntés kezdetén. Az előmelegítéssel történt beindítás után a további beadagolt fémolvadék már a 22 öntőedényt és a 24 öntőelemet megfelelő hőmérsékleten tartja a további üzemelés során ahhoz, hogy az anyag akadálytalanul haladjon át a 30 öntőnyíláson. Bizonyos esetekben az ívelt 24 öntőelemet is fűthetjük az egész művelet során. A beadagolt fémolvadékot adott esetben túlhevíthetjük, hogy lehetővé tegyünk az első szakaszban bizonyos mértékű lehűlést anélkül, hogy a lefagyás veszélyével kellene számolni.

A hőmérsékleten kívül a 20 fémolvadék szintjét is állandó értéken kell tartani a műveletek során. Ez az érték előnyösen kisebb, mint a 30 öntőnyílástól mért 26 cm. Erre azért van szükség, hogy a 20 fémolvadék metallosztatikus nyomása állandó legyen az öntés során és így a 30 öntőnyíláson állandó mennyiségű fémolvadék kiáramlása váljék lehetővé. Állandó magasságot úgy lehet biztosítani, hogy a 20 fémolvadékot a 22 öntőedénybe mindjárt a kívánt magasságig öntjük be, azután pedig folyamatosan szabályozzuk a további fémolvadék beadagolásának sebességét. így a 22 öntőedényben állandó metallosztatikus nyomás biztosítható. Természetesen a 20 fémolvadéknak a 22 öntőedénybe történő bevezetését mindig arányban kell tartani a 30 öntőnyíláson kiáramló fémolvadék mennyiségével. A 20 fémolvadéknak a 22 öntőedényben állandó magasságon történő tartása biztosítja, hogy a 30 öntőnyíláson kiáramló fémolvadék mennyisége viszonylag állandó legyen, és a 12 öntődob 14 palástján kialakított 10 öntött szalag minősége is egyenletes maradjon. Megoldható azonban az állandó nyomáson történő kivezetés úgy is, hogy szabályozzuk a 22 öntőedényben levő 20 fémolvadék fölött levő gáz nyomását.

Ha az 1. ábrán látható 22 öntőedényhez ha5 sonló megoldást alkalmazunk, annak anyagául célszerű a Garnex nevű, ke'reskedelmi forgalomban kapható anyagot választani. Ez egy 304 jelű rozsdamentes acélanyag. A 30 öntőnyílás méretei a bemutatott megoldásnál 10 33 x 2 mm. A 30 öntőnyílás 38 külső felülete és a 14 palást közötti rés mérete 0,5 és 1 mm között van. A 12 öntődob vízhűtésű vörösréz dob, amelyet 283 méter/perc kerületi sebességgel mozgatunk és a fémolvadékot a 22 öntő15 edénybe ennek megfelelő mértékben adagoljuk kb. 1593 °C hőmérsékleten. Ezt a hőmérsékletet optikai pirométer segítségével határoztuk meg.

Az öntési művelet so'rán a 20 fémolvadék20 nak a 22 öntőedényben a 30 öntőnyílástól mért magassága kb. 152 mm volt. Az így előállított szalag vastagsága 0,15—0,2 mm volt és minősége az elvárásoknak megfelelt: keménysége és képlékenysége az öntött anyagminőségeknél 25 szokásos mértékű volt.

A szalagöntés során a 10 öntött szalag hajlamos volt a 14 palástra tapadni közvetlenül a 16 kezdőpont után. A letapadt szalag hossza akár az 1 m-t is elérte. Nyilvánvaló azonban, 30 hogy ha a 10 öntött szalag a forgó 12 öntődob palástján marad egy teljes fordulaton át, a öntőedény, de elsősorban a 30 öntőnyílást tartalmazó 24 öntőelem károsodása várható. Kísérleteink során a 10 öntött szalagnak a 14 pa35 lástra történő tapadását kapa'rókések alkalmazásával akadályoztuk meg. Ilyen kaparókéseket helyeztünk el a 14 palást felületének közelében, a 30 öntőnyílástól 75—180 cm távolságra. Ezzel a megoldással könnyen megakadá40 lyozható a szalagnak a leragadása. A kaparókések a 10 öntött szalagot folyamtosan leválasztják a 12 öntődob 14 palástjáról. Különösen jól beváltak ezek a szerkezetek vékony amorf szalagok öntése során, amelyeknek na45 gyobb a leragadási hajlama, mint a krisztallitos anyagoknak. Úgy gondoljuk, hogy az öntött anyag tapadása lényegében a 14 palást és a 10 öntött szalag közötti termikus kontaktus minőségének függvénye. A leragadás a bemuta50 tott megoldáson kívül egyéb eszközökkel is kiküszöbölhető: alkalmazhatók például légsugaras leválasztóelemek is.

A bemutatott berendezés alkalmas jó minőségű öntött szalagok előállítására, beleértve eb55 be az amo'rf öntött szalagokat is. Amorf öntött szalagnak nevezzük azokat a szalagokat, amelyek legalább 25%-ban amorf szerkezetűek. Természetesen ilyen anyagok öntése esetén a hűtési sebességnek nagyobbnak kell lenni, mint 60 a krisztallitos anyagok öntésekor. A hűtés sebességét fokozhatjuk például a 14 palást mozgási sebességének fokozásával.

A találmány szerinti megoldásnak két hatékony változata van. Az egyiknél a 30 öntő65 nyílást közvetlenül a 14 palást közelében he

-613 lyezzük el, azaz a 32 felső rész 38 külső felülete egymáshoz egészen közel van, és így 0,02— 0,08 mm vastagságú amorf vagy krisztallitos anyagot öntünk.

Ha a 30 öntőnyílást a 14 palásttól távolabb 5 helyezzük el, azaz a 32 fölső rész 38 külső felülete és a 14 palást közötti távolság nagyobb, 0,1—1,3 mm vastag szalagokat önthetünk. Ez esetben a 14 palást morzsolási sebességét csökkenteni kell az előző üzemmódhoz képest, ami 10 azt jelenti, hogy a hűtési sebesség is csökken.

Jóllehet a leírásban csupán néhány változatot mutattunk be a találmány szerinti megoldásra, nyilvánvaló, hogy a szakember ezek alapján a találmányt számtalan változatban tudja megvalósítani.

Claims (3)

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Berendezés fémszalagok folyamatos öntésére fémolvadékot tartalmazó és öntőnyílással ellátott öntőedénnyel, valamint az öntőnyílás előtt elhelyezett, annak geometriai tengelyére merőleges irányban mozgatható hűtött öntőfe- 25 lülettel, amelynek szélessége legalább akkora, mint az öntött szalag szélessége, azzal jellemezve, hogy — az öntőnyílás (30) ívelt öntőelem (24) alsó (34) és felső része (32) között van kialakít- 30 va oly módon, hogy hossza megfelel az öntött szalag (10) szélességének, és szélessége állandó;

— a hűtött öntőfelület pedig legfeljebb 3 mm távolságra van az öntőnyílástól (30). 35

2. Az 1. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az öntőelem (24) felső része (32) az öntőnyílás (30) egy részét alkotó sík belső felülettel (36) és az öntőfelület felé néző olyan külső felülettel (38) 40 van ellátva, amely legalább 0,25 mm hosszú nyúlvánnyal (42) és vállrésszel (40) van ellátva.

3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az öntőelem (24) alsó része (34) az öntőnyílás 45 (30) másik belső felületével (36) legalább egy szakaszon párhuzamos belső felülettel (46), valamint az öntőfelülettel szemben fekvő külső felülettel (48) van ellátva.

4. Az 1—3. igénypontok bármelyike szerinti berendezés kiviteli alakja azzal jellemezve, hogy az öntőnyílás (30) az öntőelemben (24) központosán van elhelyezve.

5. Az 1—4. igénypontok bármelyike szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a hűtött öntőfelületet alkotó palást (14) az öntőnyíláshoz (30) képest 60— 3048 m/perc kerületi sebességgel mozgathatóan van kialakítva.

6. Az 5. igénypont szerinti berendezés kivi- 60 teli alakja, azzal jellemeze, hogy a hűtött öntőfelületet alkotó palást (14) az öntőnyíláshoz (30) képest 548—1220 m/perc kerületi sebességgel mozgathatóan van kialakítva.

7. A 3. igénypont szerinti berendezés kivi- 65 teli alakja, azzal jellemezve, hogy az öntőnyílásnak (30) a belső felületének (36, 46) által alkotott járata felső részén a párhuzamos rész felé csökkenő keresztmetszettel van kialakítva.

8. A 2—7. igénypontok bármelyike szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezv e , hogy a felső rész (32) nyúlványa (42) és a hűtött öntőfelületet alkotó palást (14) közötti távolság legfeljebb 2 mm.

9. A 2—8. igénypontok bármelyike szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezv e, hogy az öntőelem (24) felső részének (32) nyúlványa, azaz az öntőnyílás (30) és a váll

15 (40) közötti távolság 0,5 mm.

10. A 2—9. igénypontok bármelyike szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezv e , hogy az öntőelem (24) felső részének (32) az öntőnyílás (30) belső felülete (36) és külső felülete (38) között ívelt felület van kialakítva.

11. A 8—10. igénypontok bármelyike szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal j ellemezv e, hogy az öntőelem (24) alsó részének (34) külső felülete (48) és a palástként (14) kialakított hűtött öntőfelűlet közötti távolság is kisebb, mint 2 mm.

12. Az 1—11. igénypontok bármelyike szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a hűtött öntőfelület palástja (14) vízhűtéses dob külső palástja.

13. A 12. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a hűtött öntődob (12) vörösrézből, vörösréz-ötvözetből, alumíniumból, alumíniumötvözetből, acélból, molibdénből vagy ezek tetszőleges kombinációjából van.

14. A 2—13. igénypontok bármelyike szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az öntőelem (24) felső részén (32) levő nyúlvány (42) külső felületének (48) legalább egy része párhuzamos a hűtött öntőfelületet alkotó palást (14) felületével.

15. A 3—14. igénypontok bármelyike szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az öntőelem (24) alsó részén kialakított külső felületnek (48) legalább egy része párhuzamos a palástként (14) kialakított hűtött öntőfelülettel.

16. Az 1—5. igénypontok bármelyike szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezv e, hogy az öntőelem (24) felső részén (32) levő nyúlvány (42) külső felülete (38) és a palástként (14) kialakított hűtött öntőfelület kö-

55 zötti távolság kisebb, mint 0,6 mm.

17. A 16. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az öntőelem (24) felső részén (32) levő nyúlvány (42) külső felülete (38) és a palástként (14) kialakított hűtött öntőfelület közötti távolság kisebb, mint 0,2 mm.

18. A 17. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az öntőelem (24) felső részén (32) levő nyúlvány (42) külső felülete (38) és a palástként (14) ki-715 alakított hűtött öntőfelület közötti távolság 0,08 és 0,15 mm között van.

19. A 3—18. igénypontok bármelyike szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemez- v e, hogy az öntőelem (24) öntőnyílásának (30) 5 belső felületei (36, 46) egymástól 0,2—0,9 mm távolságban vannak.

20. A 3—19. igénypontok bármelyike szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezv e, hogy az öntőelem (24) alsó részének (34) külső felülete (48) és a palástként (14) kialakított hűtött öntőfelület közötti távolság legfeljebb 0,05 mm.

21. Az 1—20. igénypontok bármelyike sze- 15 rinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az öntőelem (24) öntőnyílásának (30) belső felületei (36, 46) a palástként (14) kialakított hűtött öntőfelülettel 90 °-nál kisebb szöget zárnak be. »

22. A 21. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az öntőelem (24) öntőnyílásának (30) belső felületei (36, 46) a palástként kialakított hűtött öntőfelülettel 45°-os szöget zárnak be.

23. Az 1—22. igénypontok bármelyike szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az öntőelem (24) grafitból, alumíniumoxid-grafitból, agyaggrafitból, kvarcból, rostos kaolinból, bórnitritből, sziliciumnitritből, szilíciumkarbidból, bórkarbidból, alumíniumoxidból, cirkonoxidból, stabilizált cirkonoxidszilikátból, magnéziumoxidból vagy ezek tetszőleges kombinációjából van.

3 rajz, 8 ábra

A kiadásért felel: a Közgazdasági és Jogi Könyvkiadó igazgatója

B3. 32 199 Petőfi Nyomda, Kecskemét — Felelős vezető: Ablaka István igazgató

-8180410