HU222720B1 - Eljárás öntõcsatorna célzott temperálására, és öntõcsatorna az eljárás foganatosítására - Google Patents

Abstract

A találmány tárgya eljárás öntőcsatorna célzott temperálására, ésöntőcsatorna az eljárás foganatosítására. A rézből vagy rézötvözetbőlálló fémolvadékot (2) a tárolótartály (3) és legalább egy tuskóöntőkokilla (6) közé beiktatott öntőcsatorna (5) célzott temperálásavégett az öntőcsatorna (5) csatornafalát (13) és csatornafenekét (14)a belső oldalon legalább részben ellátják a fémolvadékkal (2) szembenhőálló bélésréteggel (15), amelynek a fajlagos villamos ellenállása10–1 ohm·m és 10–6 ohm·m között van. A bélésréteget (15) azöntőcsatorna (5) körül elhelyezett villamos fűtőkészülékkelindukciósan melegítik. ŕ

Description

A találmány tárgya eljárás öntócsatoma célzott temperálására, és öntőcsatoma az eljárás foganatosítására.

A rézből vagy rézötvözetekből álló fémolvadékok öntésére szolgáló tuskóöntő berendezésnél a munkahelyi terhelés legalább részben közvetlenül összefügg a tuskóöntő berendezés öntőcsatomájának felmelegítésével. Az öntőcsatoma a berendezésnek az a része, amelyben a fémolvadék egy tárolóedényből, így például olvasztókemencéből vagy öntőkemencéből, illetőleg üstből egy tuskóöntő kokillába folyik, ahol a fémolvadék fémtuskóvá dermed meg.

Az öntőcsatomát a tuskóöntési folyamat megkezdése előtt, vagyis fémolvadékkal való megtelés előtt intenzíven fel kell melegíteni. Csak ekkor biztosítható, hogy a fémolvadék anélkül jusson a tuskóöntő kokillába, hogy idő előtt megdermedne.

A technika állása szerint az öntőcsatomát rézből vagy rézötvözetekből álló fémolvadékok öntésekor gázégőkkel melegítik fel. Ezt a folyamatot elfogadható műszaki ráfordítással, viszonylag nagy felmelegítési sebességgel lehet végezni,

A gázégőkkel végzett felmelegítés azonban egy sor hátránnyal jár. Ezek közül először a jelentős zajt említjük, aminek oka az égőfejfuvókákból kilépő fűtőgáz nagy sebessége. Emellett a fűtőgáz nagy sebessége következtében - salakrészecskék, elrevesedett öntött fémrészecskék az öntőcsatomába tapadt olvadékmaradványok vagy por alakú fedőanyagok illékony összetevőinek alakjában - porrészecskék örvénylenek, majd legalább részben a tuskóöntő berendezés környezetébe kerülnek, ahol az ott dolgozó személyek egészségét károsíthatják. Ezenkívül a gázégők forró lángjai rendszerint kicsapnak az öntőcsatomából, és a hő révén jelentős munkahelyi terhelést idéznek elő.

Gázégők alkalmazásakor további problémát okoz az öntőcsatomafal hőmérséklet-szabályozásának pontossága.

A folyamat indítása előtt a melegítendő öntőcsatoma falának hőmérséklete nem mindig pontosan azonos a fal minden helyén, mert még az égők lángjainak maguknak sem mindenütt azonos a hőmérséklete. Ennek oka az, hogy az égők lángján belül helyileg különböző, egymástól eltérő hőmérsékletű égési övezetek vannak. Ennek következtében az öntőcsatoma falán helyileg különböző hőmérsékletek alakulnak ki. A különböző hőmérsékleti övezetek helyzete az égési téren belüli lángvezetéstől függ. A lángvezetés viszont jelentős részben az égési tér és a gázégők geometriájának a következménye. Öntőcsatorna esetében az égési teret az öntőcsatoma képezi, amelynek a profilja változó. Ezeket a változásokat a bélésnek vagy a csatomaköpenynek a hő és a fémolvadék hatására bekövetkező kopása, valamint fémsalakok és fémkérgek rásülései idézik elő. Az égőfejfűvókák a hőhatás következtében ugyancsak kopásnak vannak kitéve.

A fentebb vázolt helyi egyenetlenségek következtében tehát az öntőcsatoma falának hőmérsékletét nem lehet ismételhető biztonsággal pontosan úgy beállítani, hogy egészében valamennyi öntési folyamat során pontosan azonos közepes falhőmérsékletet kapjunk. Ennek következtében az öntési folyamat során az öntőcsatomában folyó fémolvadék az egyes öntéseknél különböző módon ad le hőt a falnak és/vagy vesz fel hőt a faltól.

A fémolvadék hőmérsékletét az öntőcsatomán belül nem lehet elég gyorsan szabályozni a fémolvadékra közvetlenül ható gázégőkkel sem, mert például a hőátadás az égők lángja és a fémolvadék határfelülete között nem elég nagy.

Ezért a gyakorlatban az öntőcsatomán átfolyó fémolvadék többnyire hőt ad le. A fémolvadék hűlésének mértéke az öntés kezdetén rendszerint nagyobb, mint később, amikor az öntőcsatoma falát a fémolvadéktól felvett hő egyenletesen felmelegítette. Ennek következtében a dermedési folyamat a tuskóöntő kokillában a fémolvadéknak az öntési folyamat alatt változó és egyszerű módon nem szabályozható hőmérsékleteinél indul.

Ez további hátrányos hatásokkal jár.

A lehűlés alatt a fémtuskóvá öntött fémolvadék térfogata természetszerűen csökken. Mivel a lehűlés a fémtuskó belsejében kényszerű módon másképpen megy végbe, mint a felülethez közeli részeken, ezért a fémtuskóban belső mechanikai feszültségek ébrednek, amelyek a fémtuskóból készített anyag feldolgozhatóságát különböző mértékben befolyásolják.

így az anyag szilárdságát meghaladó feszültségeknél a feldolgozandó anyagon belül repedések keletkezhetnek. Ez sok esetben gyártási problémákat idéz elő, vagy a végtermékekben hátrányos tulajdonságok fellépéséhez vezet. Az anyag képlékeny alakíthatósága sem marad egyenletes, mert függ a fémtuskóban fennálló belső feszültségektől. Emiatt a feldolgozási folyamatot a hibátlan végtermék érdekében úgy kell kialakítani, hogy olyan anyagot is fel lehessen dolgozni, amelynek kedvezőtlen feszültségállapotai vannak, illetőleg kisebb a képlékeny alakíthatósága. Ennek viszont a feldolgozás során gazdaságossági korlátái vannak.

A technika állásából ismertek további felmelegítési módszerek, amelyeket egyes esetekben kohászati öntőcsatornáknál alkalmazni lehet. Ezeknek a felmelegítési módszereknek az alkalmazásával elkerülhető a gázégőkkel végzett fűtés legalább némelyik problémája.

így például ismert a vákuumkemencék öntőcsatornáinak fűtése a felettük elhelyezett sugárzó fűtéssel. Ehhez izzó fémhuzalokat használnak, és ezt vákuumos olvasztó- és öntőberendezésekben szokták alkalmazni. A sugárzó fűtés teljesítménye azonban viszonylag kicsi, úgyhogy egy öntőcsatoma - mint egy tuskóöntő berendezés alkotóeleme - felmelegítése sokkal tovább tart, mint gázégők alkalmazásakor. Ezért ez elvileg kizárólag olyan esetekben alkalmazható, amelyeknél elegendő idő áll rendelkezésre a felmelegítéshez. Leszögezhető, hogy folyékony fémolvadék hőmérsékletének szabályozása ipari méretű termelési folyamat feltételei között - több tonna óránkénti termeléssel - a kis teljesítmény miatt nem lehetséges.

Más sugárzó fűtésekben izzó szilícium-szén rudakat alkalmaznak. Itt is fennáll a kis sugárzási teljesítmény hátránya, a fentebb leírt negatív hatásokkal. Minthogy a szilícium-szén anyag levegőn viszonylag gyorsan oxidálódik és tönkremegy, ezért emellett az ilyen fűtőrudak élettartama viszonylag rövid. Ehhez járul

HU 222 720 Bl még, hogy nagyon érzékenyen reagálnak a mechanikai igénybevételekre, és ezért könnyen törnek. Ezért tuskóöntő berendezések részét képező öntőcsatomák melegítésére nem alkalmasak.

Ezenkívül széles körben alkalmazott technika a fémek induktív melegítése. Ezt gyakran alkalmazzák indukciós olvasztókemencékben. Ismert továbbá fémolvadék induktív melegítése közvetlenül egy tuskóöntő berendezés öntőkokillája előtt.

így az FR 1,465,577 számú szabadalmi irat olyan berendezést ismertet, amelyben a fémolvadék a tuskóöntés során egy tárolótartályból egy légmentesen zárt, cső alakú tűzálló csatornán át egy tuskóöntő kokillába folyik, és a fémolvadékot közben indukciósán melegítik. A bevezetőcső zárt és csak a végein nyitott. Ezzel kívánják védeni a fémolvadékot attól, hogy a környezeti levegővel reagáljon.

Ilyen berendezés csak olyan különleges öntőberendezésekhez alkalmas, amelyekben légmentesen zárt összeköttetés van a fémolvadék bevezetése és a tuskóöntő kokilla között. Nem lehet alkalmazni a réz vagy rézötvözetek tuskóöntésekor szokásos öntési folyamatban, ahol a tuskóöntő kokilla külön van elhelyezve, és a töltési szintet a tuskóöntő kokillában vizuálisan kell ellenőrizni. Hátrányos ezenkívül, hogy a tuskóöntő kokillához nehezen lehet hozzáférni, mert légmentesen zártan csatlakozik a fémolvadék számára szolgáló zárt bevezetéshez. A kokilla falairól ugyanis öntés után időnként le kell tisztítani a nemkívánatos rátapadt salakot és egyéb szennyeződéseket.

Az FR 1.319.891 számú szabadalmi irat tuskóöntő berendezés, elsősorban acél tuskóöntésére szolgáló berendezés öntőkádját ismerteti, amely a kerülete mentén indukciós tekerccsel van ellátva. Ennek a tekercsnek egyidejűleg két funkciója van. Az egyik funkció az, hogy a tekercs a fémolvadékot jobb finomítás céljából pontosan meghatározott forgómozgásba hozza. Evégett az acélolvadékhoz még hozzáadnak bizonyos ötvözőelemeket, amelyek a folyékony acél feldolgozása szempontjából fontos kémiai reakciókat váltanak ki, és különböző reakciótermékeket hoznak létre. Az olvadéknak ezt az intenzív és jellegzetes forgómozgását 50-60 Hz frekvenciával hozzák létre. A másik funkció a fémolvadék melegítése a fémolvadékon belül keltett áramokkal.

A fenti francia szabadalmi irat szerinti megoldás nem alkalmas egy tárolóedény és egy tuskóöntő kokilla között lévő, még üres öntőcsatoma melegítésére. Mivel az öntőcsatoma nem tartalmaz fémolvadékot, ezért indukciós mezőket sem lehet benne létrehozni. Ez a javaslat továbbá nem alkalmazható ésszerűen olyan fémolvadékoknál, amelyeket egy öntőcsatomán való átfolyáskor nem kell intenzíven keverni. A rézből vagy rézötvözetekből álló fémolvadékok öntésekor azonban sok esetben lehetőleg nyugodt áramlásra van szükség, mivel ekkor a fémolvadék által magával ragadott részecskék lerakodhatnak, és elkerüljük a nemkívánatos reakciókat a környezeti levegővel.

Tuskóöntés során emellett egyes esetekben plazmafűtéssel melegítik az öntőcsatomákat, hogy a folyamat indításához előmelegítsék az üres öntőcsatomát, illetőleg előmelegítsenek egy öntőkádat. A plazma viszonylag magas hőmérséklete megfelelő felfűtési időket biztosít. A melegítésnek ez a módja az öntés közben is alkalmazható a fémolvadék hőmérsékletének pontosabb beállítására, amikor az öntőcsatomán átfolyik. Ennek az eljárásnak hátránya azonban, hogy a plazma nagyon magas hőmérséklete következtében fém párologhat el. A fémgőzök viszont - különösen fokozott gőznyomású fémeknél - problémát okozhatnak. Réz és rézötvözetek esetében ezért a plazmafűtés a réz és bizonyos könnyen elillanó ötvözőelemek, mint például horgany és ólom, elpárolgása miatt kedvezőtlen.

Végül a technika állásához tartozik még a fémolvadék mozgó erőtérrel történő szállítása egy csatornán át (DE 2 212 924 számú szabadalmi irat). Ez a szállítási mód a nehézségi erő ellenében is megvalósítható. Ahhoz, hogy a fémolvadékot szállítani lehessen, különleges lineáris induktorokat helyeznek el a szállítócsatoma alatt. Magának a szállítócsatomának villamosán nem vezető bélése van. Az ilyen, mozgó indukciós erőtér hatása alatt álló szállítócsatomák nagyon alkalmasak a szállítócsatomákon átfolyó fémolvadék melegítésére. Ez a melegítés mindig mellékhatása az olvadék szállításának. Ebből következik, hogy az ilyen szállítócsatomáknál a szállítási teljesítmény és a fémolvadék melegedése mindig meghatározott, az adott alkalmazásnál specifikus Összefüggésben van, amely például a szállítási magasságtól függ.

A találmányunk elé kitűzött feladat a technika állásából kiindulva olyan eljárás egy rézből vagy egy rézötvözetből álló fémolvadék számára szolgáló tárolóedény és legalább egy tuskóöntő kokilla közé beiktatott öntőcsatoma célzott temperálására, továbbá olyan öntőcsatoma az eljárás foganatosítására, amelyek révén az öntési folyamatot a lehetőség szerint állandó paraméterekkel, kedvező folyamatirányítással lehet megvalósítani, úgyhogy az öntött fémtuskóból álló anyag feldolgozásakor a gyártási problémákat és a végtermék ezzel kapcsolatos hátrányos tulajdonságait lényegében ki lehet zárni.

Ezt a feladatot az eljárás tekintetében a találmány értelmében úgy oldjuk meg, hogy az öntőcsatoma csatornafalát és csatomafenekét a belső oldalon legalább részben ellátjuk 10^_1 ohm-m és 10~⁶ ohm-rn közötti fajlagos villamos ellenállású, a fémolvadékkal szemben hőálló bélésréteggel, és a bélésréteget a bélésrétegen kívül elhelyezett villamos fűtőkészülékkel indukciósán melegítjük.

A találmány teszi először lehetővé az öntőcsatomáknak, mint rézből vagy rézötvözetekből álló fémolvadék öntésére szolgáló tuskóöntő berendezések részeinek üres állapotban történő indukciós melegítését.

A találmány szerinti eljárásban közömbös, hogy az öntőcsatoma a fémolvadékot egy tuskóöntő kokillához vagy csoportos tuskóöntő berendezésben több tuskóöntő kokillához vezeti. A fémolvadékot az öntőcsatomában nem kell szállítani, mert a fémolvadék felületének szintje áramlási irányban a nehézségi erő hatására csökken.

A bélésréteg kapcsolatban van az öntőcsatoma körül elhelyezett villamos fűtőkészülékkel.

HU 222 720 Bl

Erre a célra olyan bélésréteget választunk, amelynek elég nagy a vezetőképessége ahhoz, hogy az indukciósán létrehozott fűtőáramok kellőképpen folyhassanak, Ezenkívül a fűtőkészülékhez indukciósán kapcsolt bélésréteg geometriailag adott módon van kialakítva, hogy elegendő futóteljesítmény indukálódjon. Emellett a bélésréteget úgy választjuk meg, hogy az öntőcsatorna a fémolvadékot befogadó tér kellően nagy felületét takarja, és így biztosítsa az elégséges felmelegítést.

Ennek az eljárásnak egy sor előnye van. Indukciós melegítéskor a munkahely zaj-, por- és hőterhelése jóval kisebb, mint gázégős melegítéskor. Ugyanakkor lehetővé válik, hogy a fal hőmérséklete egyenletes legyen. Következőleg az üres öntőcsatoma hőmérsékletét melegítéskor ismételhetően jól lehet beállítani. Ennek az eljárásnak az eredményeként a fémolvadék és a fal közötti hőcsere az öntőcsatoma fémolvadékkal való ezt követő megtöltésekor és az öntés során jobban vezérelhető. Ennek megfelelően a folyamat optimális paramétereinek folyamatirányítása is ismételhetően biztosan valósítható meg.

Az üres öntőcsatoma célzott, egyenletes melegítésén kívül a találmány szerinti eljárás azt is lehetővé teszi, hogy az öntőcsatomának fémolvadékkal való megtelése után a fémolvadék hőmérséklet-ingadozásait kiegyenlítsük. Erre elsősorban azok a jellemzők szolgálnak, amelyek szerint a bélésréteg indukciós temperálását vezéreljük, illetőleg szabályozzuk.

Evégett például a fémolvadék hőmérséklete folytonosan mérhető hőmérséklet-érzékelőkkel, például a fémolvadékba bemerülő hőelemekkel. Ekkor az indukciós fűtőkészülék futóteljesítményét egy szabályozási körrel minden pillanatban úgy szabályozzuk be, hogy a fémolvadék hőmérséklete az öntőcsatomán való átfolyás után közel állandó legyen. Ennek eredményeként a folyamat lefolyása közel egyenletes lesz, és különösen kevés ingadozást mutat. Ez lehetővé teszi a fémtuskó rendkívül egyenletes dermedési szövetszerkezetének ismételhető beállítását, amihez így a fémtuskó-alapanyag későbbi képlékeny alakítási és megmunkálási folyamatait optimális módon hozzá lehet igazítani.

Rézből és rézötvözetekből álló fémolvadék tuskóöntésekor a technika állása szerinti, említett példáktól eltérően általában nemkívánatosak a fémolvadék erős turbulenciái az öntőcsatomán belül. A fémolvadék érintkezése a környezeti levegővel ugyanis kedvezőtlenül hat a fémolvadék tulajdonságaira. A turbulenciák azt is megnehezítik, hogy a fémolvadék által magával ragadott és nemkívánatos részecskék felússzanak. Következőleg a fűtőkészüléket ebből a célból úgy alakítjuk ki, hogy az 100 Hz és 15 000 Hz, előnyös módon 1000 Hz és 8000 Hz közötti frekvencián működik, és ezáltal az indukált teljesítmény túlnyomó része a bélésrétegen belül alakul át hővé. A fémolvadék ezután a falról a fémolvadékba irányuló hővezetés által hévül fel.

Felismertük továbbá, hogy az öntési folyamat indításakor a jó eredmény feltétele az öntőcsatoma egyenletesen magas öntési hőmérséklete, amelyet ismételhetően kell beállítani, és amelynek a lehető legközelebb kell lennie a szóban forgó fémolvadék olvadáspontjához. A bélésréteget az öntés megkezdése előtt indukciósán a fémolvadék °C-ban kifejezett likvidusz-hőmérsékletének kb. 50%-ánál magasabb, előnyös módon 80%-ánál magasabb hőmérsékletre melegítjük. Indukciósán melegíthető öntőcsatoma alkalmazásakor ezt az eljárásmódot biztosan az elfogadható felmelegítési időn belül lehet megvalósítani.

Ezenkívül kísérletek alapján megállapítottuk, hogy a találmány szerinti eljárás alkalmazásakor nagy időkéséssel meglepő módon további előnyök jelentkeznek. Ezek a következő tulajdonképpeni öntési folyamatban észlelhetők, ami a felmelegítési szakaszt és a folyamat indítását követi.

Az öntött tuskó minősége többek között az öntvényhibák, így pórusok, belső repedések, zárványok és egyéb szövethibák számától függ. Ezzel kapcsolatban a kísérletek tanúsága szerint az öntvény szövetének minősége meglepő módon közvetlenül az öntés után nemcsak a tuskó hosszának első 40 cm-én belül, hanem jóval távolabb is, például több mint egy további méter öntvényhosszon jobb, mint akkor, amikor az öntőcsatornát gázégőkkel melegítették. Ennek okát a találmány szempontjából abban látjuk, hogy az öntőcsatoma indukciós melegítése révén viszonylag korán elérjük a folyamat nagyobb stabilitású állapotát.

Bebizonyosodott az is, hogy a gyártási sebességet az indítási fázisban kb. 20%-kal is fokozni lehetett.

Az öntési folyamatot eddig kis csapolási sebességgel indították, mert - különösen a tuskótalpban - a szövetben hibák, így például pórusok vagy repedések lehetnek. Az öntési sebességet sok esetben az korlátozta, hogy lehűléskor a tuskóban belső mechanikai feszültségek lépnek fel, amelyek az öntési sebesség növekedésekor fokozódnak, és végül, egy meghatározott kritikus sebesség felett repedéseket idézhetnek elő, ha a belső feszültségek meghaladják az anyag szilárdságát.

A folyamat indulásakor a dermedés menete még viszonylag messze van a stacionárius állapottól, amely - az öntendő alaktól függően - gyakran csak 0,5-2 m után jön létre. Ezért a csapolási sebességet egyenletesen vagy fokozatosan növelik, hogy a kritikus sebességet ne érjék el.

A találmány értelmében az öntőcsatoma indukciós melegítése révén ez a kritikus sebesség az indulószakaszban magasabb értékek felé tolódik el. Ismereteink szerint ebben jelentős szerepe van annak, hogy egyrészt a fémolvadék szennyeződése indukciós melegítéskor kisebb, mint a gázokkal végzett fűtéskor, másrészt melegítéskor és öntéskor egyenletesebb a hőmérséklet eloszlása. Ezek révén ugyanis viszonylag biztosan érjük el a folyamat ismételhetően definiált állapotát. Emellett az öntőcsatoma falának az öntési folyamat alatti ellenőrzött indukciós melegítésével az optimális folyamatirányítást pontosabban lehet beállítani, ha ehhez szabályozási kört alkalmazunk, amely a fémolvadék hőmérsékletét folytonosan méri és indukciós fűtőkészülékkel szabályozza.

A feladatot a találmány értelmében az öntőcsatoma kialakítása tekintetében úgy oldjuk meg, hogy az öntőcsatoma hosszának a szélességéhez viszonyított aránya legalább 3, és a fémolvadékkal szemben hőálló bélésréteggel van ellátva, amelynek a fajlagos villamos ellenál4

HU 222 720 Β1 lása 10¹ ohm m és 10~⁶ ohm-m között van. Az öntőcsatorna bélésének vastagsága 9 mm és 150 mm között van, és a belső felülete az öntőcsatoma fémolvadékkal takart belső felületének legalább az egyharmada. A kerülete mentén a csatomafalnak legalább a hosszirányában egy fűtőkészüléknek a bélésréteggel kapcsolódó vezetői vannak elhelyezve, amelyekben villamos áram folyik.

A fal hőmérsékletének ingadozása vagy középértékének nem megfelelő volta különösen akkor hat zavaróan, ha a fal felületének a csatorna térfogatához viszonyított aránya viszonylag nagy. így a falhőmérsékletek különbözőségének befolyása például hosszú, keskeny öntőcsatoma esetén különösen nagy, és rövid, széles és mély öntőcsatoma esetén ennek megfelelően kisebb. Az öntőcsatoma hosszának a szélességéhez viszonyított aránya ezért legalább 3. Ezek a méretek az öntőcsatoma azon részének maximális méreteit jelentik, amely a fémolvadékkal érintkezik.

A villamos fűtőkészülék előnyös módon indukciós tekercs alakjában vízszintes síkban az öntőcsatoma körül van elhelyezve, és a tekercs mértani tengelye merőleges az öntőcsatoma hossztengelyére. Fontos azonban, hogy az öntőcsatomához felülről jól hozzá lehessen férni, mert a fémolvadékot fedőanyagokkal kell ellátni, és az öntőcsatomát öntés után többnyire meg kell tisztítani a fémmaradványoktól.

A fűtőkészülékkel indukciós kapcsolatban levő bélésrétegnél eleget kell tenni meghatározott geometriai követelményeknek, hogy elegendő fűtőteljesítményt lehessen indukálni. A találmány értelmében így a bélésréteg vastagsága 9 és 150 mm között van.

A találmány egyik jellemzője értelmében különösen előnyös, ha a bélésréteg vastagsága 20 és 80 mm között van.

A találmány egy másik jellemzője értelmében célszerűnek bizonyult, hogy a hőálló belső bélésréteg anyaga grafit, agyaggrafit, szén vagy szilícium-szén, illetőleg két vagy több ilyen összetevő keveréke.

Találmányunkat annak példaképpen! kiviteli alakjai kapcsán ismertetjük részletesebben ábráink segítségével, amelyek közül az

1. ábra egy tuskóöntő berendezés vázlatos függőleges hosszmetszete, a

2. ábra az 1. ábra szerinti tuskóöntő berendezés öntőcsatomájának vázlatos felülnézete, a

3. ábra a 2. ábra szerinti öntőcsatoma függőleges hosszmetszete a III-III metszésvonal mentén, a Illa nyilak irányában nézve, a

4. ábra a 2. ábra szerinti öntőcsatoma függőleges keresztmetszete a IV-IV metszésvonal mentén, a IVa nyilak irányában nézve, az

5-9. ábra az 1-3. ábra szerinti öntőcsatoma vázlatos keresztmetszetei az indukált villamos áram különböző irányaival.

Az 1. ábrán vázlatosan ábrázolt, rézből vagy rézötvözetből álló 2 fémolvadék öntésére szolgáló 1 tuskóöntő berendezés tartalmaz egy billenthető 3 kemencét, amely 4 öntőcsőrrel van ellátva. Az 1 tuskóöntő berendezés tartalmaz továbbá egy 5 öntőcsatomát, mint összekötő tagot a 3 kemence és egy 6 tuskóöntő kokilla között. Az 5 öntőcsatomának L belső hossza van, amelynek a B belső szélességéhez viszonyított aránya legalább 3, ahogyan ez részletesebben a 2. és 3. ábrán látható.

Az 5 öntőcsatomában van a 3 kemencéből leöntött 2 fémolvadék, amelyet a 8 környezettől 7 fedőanyag választ el.

Az 5 öntőcsatomának a 3 kemencétől távolabbi végén van egy 9 kifolyónyílás, amely egy 10 dugóval zárható. A 2 fémolvadékot a 9 kifolyónyílás és egy ehhez csatlakozó 11 bevezetőcső a 6 tuskóöntő kokillába vezeti, ahol 12 fémtuskóvá dermed.

Ahogyan ez továbbá az 1-4. ábrán látható, az 5 öntőcsatoma 13 csatomafala és 14 csatomafeneke a 2 fémolvadékkal szemben hőálló, belső 15 bélésréteggel van ellátva, amelynek az anyaga grafit, agyaggrafit, szén vagy szilícium-szén, illetőleg két vagy több ilyen összetevő keveréke lehet. A 15 bélésréteg D vastagsága előnyösen 20 és 80 mm között van. A 15 bélésréteg anyagának fajlagos villamos ellenállása 10¹ ohm m és 10~⁶ ohm m között van.

A 15 bélésréteg az 5 öntőcsatoma 2 fémolvadékkal érintkező belső felületének legalább egyharmadával megegyező felületen takaija a 13 csatomafalat és a 14 csatornafeneket. A 15 bélésréteg előnyös módon az 5 öntőcsatoma belső felületének több mint a felét takaija.

A 15 bélésréteget az 5 öntőcsatoma körül a 2-4. ábra szerint elhelyezett villamos 16 fűtőkészülék melegíti. A 16 fűtőkészülék vezetői, amelyeken áram folyik át, lényegében a 15 bélésréteg 17 oldalfalai, valamint 18 homlokfala mentén helyezkednek el.

A 16 fűtőkészüléket előnyös módon 1000 Hz és 8000 Hz közötti frekvenciával üzemeltetjük. Az üres 5 öntőcsatoma, valamint a 2 fémolvadék melegítését célzottan vezéreljük, illetőleg szabályozzuk, hogy ily módon gondoskodjunk az üres 5 öntőcsatoma egyenletes melegítéséről, és az 5 öntőcsatoma megtöltött állapotában arról, hogy a 2 fémolvadék az 5 öntőcsatomán belül minél kevésbé mozogjon.

Az üres 5 öntőcsatoma indukciós melegítése és a 2 fémolvadék melegítése szempontjából alárendelt jelentősége van annak, hogy az áram az áramvezető 15 bélésrétegben milyen irányban folyik.

Az 5. ábra szerint például a bal oldalon az indukált 19 áramot a 15 bélésrétegben úgy ábrázoltuk, hogy a szemlélőtől távolodva folyik. A jobb oldalon a 15 bélésrétegben indukált 19 áram a szemlélő felé folyik.

A 6. ábra szerinti kiviteli alakban az áram az ellenkező irányban folyik.

A 7. ábra szerinti kiviteli alakban az indukált 19 áram a 15 bélésréteg falain és fenekén át az óramutató járásával ellenkező irányban folyik, míg a 8. ábra szerinti kiviteli alakban az óramutató járásával megegyező irányban folyik.

A 9. ábra szerinti kiviteli alakban az indukált 19 áram csak a 15 bélésréteg falaiban folyik, mégpedig az ábra szerint az óramutató járásával megegyező irányban. Folyhat azonban az óramutató járásával ellenkező irányban, vagy a két falban átellenes irányban is.

Claims (7)

1. Eljárás rézből vagy rézötvözetből álló fémolvadék (2) számára szolgáló tárolóedény és legalább egy tuskóöntő kokilla (6) közé beiktatott öntőcsatoma (5) célzott temperálására, azzal jellemezve, hogy az öntőcsatoma (5) csatomafalát (13) és csatomafenekét (14) a belső oldalon legalább részben ellátjuk 10~' ohm-m és 10~⁶ ohm m közötti fajlagos villamos ellenállású, a fémolvadékkal (2) szemben hőálló bélésréteggel (15), és a bélésréteget (15) a bélésrétegen (15) kívül elhelyezett villamos fűtőkészülékkel (16) indukciósán melegítjük.

2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a bélésréteg (15) indukciós temperálását vezéreljük, illetőleg szabályozzuk.

3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a fűtőkészüléket (16) 100 Hz és 15 000 Hz, előnyös módon 1000 Hz és 8000 Hz közötti frekvencián működtetjük.

4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a bélésréteget (15) az öntés megkezdése előtt indukciósán a fémolvadék (2) °C-ban kifejezett likvidusz-hőmérsékletének 50%-ánál magasabb, előnyös módon 80%-ánál magasabb hőmérsékletre melegítjük.

5. Öntőcsatoma az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás foganatosítására, azzal jellemezve, hogy a hosszának (L) a szélességéhez (B) viszonyított aránya legalább 3;

a fémolvadékkal (2) szemben hőálló bélésréteggel (15) van ellátva, amelynek a fajlagos villamos ellenállása 10 ¹ ohm-m és 10^-6 ohm-m között van, a vastagsága (D) 9 mm és 150 mm között van, és a belső felülete az öntőcsatoma (5) fémolvadékkal (2) takart belső felületének legalább az egyharmada;

a kerületi oldalon a csatomafalnak (13) legalább a hosszirányában egy fűtőkészüléknek (16) a bélésréteggel (15) kapcsolatban levő vezetői vannak elhelyezve, amelyekben villamos áram (19) folyik.

6. Az 5. igénypont szerinti öntőcsatoma, azzal jellemezve, hogy a bélésréteg (15) vastagsága (D) 20 és 80 mm között van.

7. Az 5. vagy 6. igénypont szerinti öntőcsatoma, azzal jellemezve, hogy a bélésréteg (15) anyaga grafit, agyaggrafit, szén vagy szilícium-szén, illetőleg két vagy több ilyen összetevő keveréke.