HUT57099A - Method and apapratus for casting flat metal billets - Google Patents

Description

A találmány tárgya olyan eljárás lapos fémtuskók, első sorban acéltuskók folyamatos öntésére, amelynek során fémolvadékot áthúzó kokillába öntünk és a kokillából alul kihúzott, részben megdermedt tuskó vastagságát hengerekkel redukáljuk a megdermedt kérgen belül lévő fémolvadék kiszorításával. Ugyan69506-6091 Er ···· ···· ·· ·· • · ·· · · · ♦ • ····♦ · · • · · · · · ···· · ··· ·· ··♦·

- 2 csak a találmány tárgya egy olyan berendezés, amely hűtött áthúzó kokillát és ez alatt elhelyezett kihúzó görgőket, valamint a részben megdermedt tüskét redukáló hengereket tartalmaz.

A lapos fémtuskók folyamatos öntésére alkalmazott berendezések általában abban különböznek a szokásos (körülbelül 200 mm vastagságú) tuskókat folyamatosan öntő berendezésektől, hogy az áthúzó kokilla alatt legalább egy pár redukáló henger van elhelyezve. Általában a hagyományos tuskók öntésére tervezett áthúzó kokillák nem alkalmasak a 20-120 mm vastagságú lapos tuskók közvetlen folyamatos öntésére. Ezért alkalmazzák az említett redukáló hengereket, amelyek egymástól mért távolsága általában állandó az öntés során és ez a távolság azonos a termék kívánt vastagságával. A redukáló hengerek az áthúzó kokillából kijövő, részben megdermedt tuskó szembenfekvő kérgeit egymásra szorítják és ezáltal kipréselik a fémolvadékot közülük.

Ha ezeket a redukáló hengereket közvetlenül az áthúzó kokilla alatt helyezik el, akkor az a veszély áll fenn, hogy ha a kokillába beadagolt fémolvadék hőmérséklete a tervezettnél magasabb, a redukáló hengerek közé kerülő tuskó kérge nem elég vastag és a redukció során a fémolvadék nem préselhető ki teljes mértékben az összeszorított kérgek közül. Ebben az esetben általában a termék selejtes lesz: szegregációk alakulnak ki, a tuskő lapjai a síktól eltérőek lesznek.

Ha a redukáló hengereket távolabb helyezik el az áthúzó kokilláktól, akkor sem lehet a fenti veszélyt teljesen kiküszöbölni. Ugyanakkor viszont megjelenik annak a veszélye is, hogy a fémolvadék túlságosan hamar megdermed a tuskó teljes kereszt···· ·· ····

- 3 metszetében, mielőtt még az a redukáló hengerek közé érne. Ekkor viszont a redukáló hengereknek olyan erőt kell kifejteni, mint a hagyományos hengerlés során, méretezésük viszont nem erre az igénybevételre történik. Ha a hengereket mégis erre az igénybevételre tervezzük, az a berendezés méreteit és költségét jelentősen megnöveli.

A jelen találmánnyal ezért olyan megoldás kidolgozása a célunk, amellyel az áthúzó kokillából kijövő tuskó magrészében lévő fémolvadék mélysége szabályozható, annak érdekében, hogy túlságosan korai vagy késői dermedését megakadályozzuk.

A kitűzött feladatot olyan eljárással oldottuk meg, amelynek során fémolvadékot áthúzó kokillába öntünk és a kokillából alul kihúzott tuskó vastagságát hengerekkel redukáljuk a megdermedt kérgen belül lévő fémolvadék kiszorításával és ahol a találmány szerint mérjük a redukáló hengerekre ható erőt és a redukáló hengerek között és/vagy fölött, a még olvadt állapotban lévő fém körül változó mágneses teret alakítunk ki és úgy változtatjuk, hogy a hengerekre ható erő nem haladjon meg egy előre meghatározott értéket.

Ily módon a mágneses térrel tartjuk a fémolvadékot olyan helyzetben, hogy alsó pontja a redukáló hengerek között legyen. A mágneses térrel nem csupán melegítjük, hanem adott esetben keverjük is az olvadt fémből lévő magrészt.

A találmány szerinti eljárást olyan berendezéssel valósítjuk meg, amely hűtött áthúzó kokillát és ez alatt elhelyezett kihúzó görgőket, valamint a részben megdermedt tüsköt redukáló hengereket tartalmaz és ahol a találmány szerint a redukáló hengerek alatt és/vagy fölött olvadékérzékelők vannak el···· ···» ·· • · • · »···

- 4 helyezve, legalább egy olyan változó mágnesterű induktora van, amely a redukáló hengerek között van és az olvadékérzékelők, valamint az induktorok olyan vezérlőegységgel vannak összekapcsolva, amely biztosítja, hogy a fémolvadék alsó pontja a redukáló hengerek között kell legyen.

A berendezésben alkalmazott érzékelők lehetnek indukciós tekercsek vagy ultrahangos érzékelők. Az induktorok célszerűen a redukáló hengerekben vannak elrendezve.

A találmány szerinti megoldás lényege tehát az, hogy érzékeljük az áthúzó kokillából kijövő, részben megdermedt tuskóban a fémolvadék helyzetét a redukáló hengerekhez képest és szabályozzuk a termikus vagy kinetikus energiát a fémolvadékban az által, hogy mágneses mezőt alakítunk ki. Ezzel a mágneses mezővel tartjuk a fémolvadék alsó részét mindig a redukáló hengerek között.

A kohászatban már régóta alkalmaznak olyan berendezéseket, amelyek alkalmasak a tuskó belsejében lévő fémolvadék detektálására. Az ultrahanggal működő berendezések által produkált hullámok áthatolnak a tuskón és a kijövő hullámok energiáját mérve, valamint egy referencia értékkel összehasonlítva meghatározható a tuskóban lévő fémolvadék mennyisége. A referencia érték általában a teljesen megszilárdult tuskón áthatoló ultrahang energiája.

Az indukciós tekercsekkel működő berendezések hasonló elven regisztrálják a fémolvadék jelenlétét. Ezek a berendezések különösen alkalmasak vékony tüskök vizsgálatára, tehát a találmány szerinti megoldásnál történő alkalmazásra. Természetesen alkalmazhatók olyan berendezések is, amelyek eredetileg ·· · · · * ♦ · • «····· · • · · · · · ♦ ··· · ♦·· ·· ····

- 5 vastagabb termékek vizsgálatára készültek. Ilyen berendezés ismertetése található többek között a 2,352,611 sz. francia használatiminta bejelentésben. Ez a készülék eredetileg a hagyományos tuskók vastagságának változását érzékeli oly módon, hogy a még csak részben megdermedt tüsköt két hengerpár között vezetik át és a detektálás a tuskó haladási irányára merőleges alternáló mágneses mező differenciál abszorpciójának mérésével történik.

Az öntött termék megdermedésének a sebességét a hagyományos módon úgy lehet befolyásolni, hogy a magrészen lévő fémolvadékban konvekciós áramokat hozunk létre. Ezzel a fémolvadék mélységét lehet változtatni, különösen lapos tuskók esetében. Minél intenzívebb áramlásokat hozunk létre, a dermedés annál gyorsabb.

Ilyen áramlásokat lehet létrehozni például mozgó változó mágneses tér segítségével, amely mágneses teret induktorokkal lehet létrehozni. Az induktorokat - mint már mondottuk adott esetben magukban a redukáló hengerekben lehet elhelyezni.

A termék dermedési sebességét befolyásolhatjuk még olyan stacionárius mágneses mező segítségével, amely a terméket indukciós hevítéssel melegíti. Nyilvánvaló, hogy minél intenzívebb a hevítés, annál lassabb a dermedés.

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

1. ábra a találmány szerinti eljárás foganatosítására szolgáló berendezés vázlatos metszete, amikor a redukáló hengerek közvetlenül az áthúzó kokilla alatt vannak elhelyezve és a • · ···· ···· ··

2. ábra a berendezés vázlatos rajza, amikor a redukáló hengerek a kihúzó kokillától viszonylag távol vannak elhelyezve.

Az 1. ábrán látható, hogy az 1 tuskó 2 kokillából halad lefelé. A 2 kokillába a fémolvadék 3 bevezetőcsövön jut. A bemutatott megoldásnál a 4 és 4' redukáló hengerek a 2 kokilla közelében vannak elhelyezve és úgy szorítják össze az 1 tuskó 5 és 5' kérgeit, hogy közöttük még fémolvadék marad. A 4 és 4' redukáló hengerekben 6, illetve 6' induktor van elhelyezve. Ezekkel az induktorokkal változtatható mágneses teret hozunk létre. A 4 és 4' redukáló hengerek ennek megfelelően üregesek és az üregekben helyezkednek el a 67 753 számú luxemburgi szabadalomban részletesen ismertetett 6 és 6' induktorok.

Mint az ábrán látható és az előbbiekben említettük, a dermedés ennél a megoldásnál túlságosan lassú és a 4, 4' redukáló hengerek nem tudják eléggé összeszorítani az 1 tuskó 5 és 5' kérgét ahhoz, hogy teljesen kiszorítsák közülük a fémolvadékot. Ennek következtében a termék a 4 és 4' redukáló hengerekből kijőve szabálytalan felületű lesz. Ezt a deformációt érzékelik a 7 és 7' induktorok, amelyek a már korábban említett francia szabadalom szerint vannak kialakítva. A 7 induktor által létrehozott mágneses teret részben érzékeli a 7' induktor és az észlelt értéket továbbítja a 8 vezérlő egységbe, amely összehasonlítja az előre megadott kívánt vastagság értékével. Ha a vastagság nagyobb, mint a névleges méret, ez arra utal, hogy a fémfürdő túlnyúlik a 4 és 4' redukáló hengerek szintjén. Ennek megfelelően a 8 vezérlő egység jelt ad a 6 és 6' induktoroknak, amelyek a kívánt mágneses teret hozzák létre.

···· ··«· ·· · · ««·· • ····· · · • · · · * · ···· · ··· ·· ····

- 7 Ha a mágneses tér mozgó mágneses térként hat a fémolvadékra, keverő hatás jelentkezik a magrészben és a normál dermedés! folyamat részévé válik. Az említett esetben növelni kell a keverés intenzitását és ezzel a dermedés sebességét, annak érdekében, hogy a fémolvadék ne nyúljon túl a 4, 4' redukáló hengerek szintjén. Ha ez a helyzet beállt, megszűnik a 4 és 4' redukáló hengerek közül kijövő henger méreteltérése és további beavatkozás nem szükséges.

Üzemeltethető a berendezés oly módon is, hogy a mágneses térrel történő keverést csak abban az esetben indítjuk el, ha a fémolvadék a 4, 4' redukáló hengerek szintje alá kerül. A keverést azonban megszakítjuk, mihelyt a fémolvadék a kívánt szintre emelkedett.

Ha a mágneses terek rögzítettek, hatásukra a termék felmelegszik és ily módon csökkenti a dermedés sebességét. Annak érdekében, hogy a fémolvadék alsó szintjét emeljük, csökkenteni kell az említett melegítő hatást.

Az 1. ábrán bemutatott 7 és 7' érzékelőket természetesen nem csupán indukciós tekercsként lehet kialakítani, hanem bármilyen egyéb érzékelők, például ultrahangos érzékelők is alkalmazhatók.

Ha a folyamatos öntőberendezésben a 4 és 4' redukáló hengerek túlságosan távol vannak az 1 kokillától, ugyancsak alkalmazhatjuk az 1. ábrán bemutatott 7 és 7' érzékelőket. Ezt a helyzetet a 2. ábra szemlélteti, ahol a 4 és 4' redukóló hengerek az 1 kokillától körülbelül 1 m távolságra helyezkednek el. Ennél a megoldásnál a legfőbb veszély nem a fémolvadék lassú dermedése, ellenkezőleg félő, hogy az olvadási zóna bezárul,

- 8 még mielőtt az 1 tuskó eléri a 4 és 4' redukáló hengerek szintjét. Ebben az esetben olyan megoldás szükséges, amelynél nem csupán a 4 és 4' redukáló hengerek alatt figyeljük az olvadék helyzetét, hanem fölötte is.

Amint az a 2. ábrán látható, a berendezés 9 ultrahang generátorral és 10 érzékelővel van ellátva az 1 tuskó két oldalán. Ezek ugyancsak a 8 vezérlő egységhez vannak csatlakoztatva. Ezek segítségével érzékelhető, hogy a megolvadt magrész jelen van-e még a 4 és 4' redukáló hengerek fölött. Ha nem, a 8 vezérlő egység működésbe hozza a 4 és 4' redukáló hengerekben lévő 6 és 6' induktorokat, amelyek ekkor lelassítják a dermedési folyamatot. Ha a 6 és 6' induktorok a fémolvadék keverésére vannak beállítva, a keverés intenzitását csökkentjük vagy megszüntetjük, ha viszont a 6 és 6' induktorok az olvadékot melegítik, intenzitásukat növeljük, hogy lassítsuk a dermedési folyamatot és biztosítsuk, hogy a 4 és 4' redukáló hengerek között még olvadék legyen az 5 és 5' kérgek között.

Természetesen a bemutatott kiviteli alakok csupán példaként szolgálnak és a találmány szerinti megoldás még számos módon kivitelezhető. A fémolvadék regisztrálására számos egyéb ismert berendezés alkalmazható, az induktorok elhelyezhetők a redukáló hengereken kívül, sőt ha elég nagy teljesítményű induktorokat alkalmazunk, azok távolabb is elrendezhetők.

Adott esetben, ha a redukáló hengerek elegendő távolságra vannak a kokillától, a berendezés úgy is működtethető, hogy a detektáló egységeket egyáltalán nem alkalmazzuk.

Claims (4)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Eljárás lapos fémtuskók, elsősorban acéltuskók fo-

   lyamatos öntésére, amelynek során fémolvadékot áthúzó kokillába öntünk és a kokillából alul kihúzott tuskó vastagságát hengerekkel redukáljuk a megdermedt kérgen belül lévő fémolvadék kiszorításával, azzal jellemezve, hogy mérjük a redukáló hengerekre ható erőt és a redukáló hengerek között és/vagy fölött, a még olvadt állapotban lévő fém körül változó mágneses teret alakítunk ki és azt úgy változtatjuk, hogy a hengerekre ható erő ne haladjon meg egy előre meghatározott értéket.

   2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve,

   hogy a mágneses teret úgy változtatjuk, hogy a fémolvadék alsó pontja a redukáló hengerek között legyen.

   3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a mágneses térrel melegítjük a tüsköt. 4. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a mágneses térrel keverjük az olvadt fémből

   lévő magrészt.

   5. Berendezés lapos fémtuskók, elsősorban acéltuskók folyamatos öntésére, amely hűtött áthúzó kokillát és ez alatt elhelyezett kihúzó görgőket, valamint a részben megdermedt tus-

   kót redukáló hengereket tartalmaz, azzal jellemezve, hogy a redukáló hengerek (4, 4') alatt és/vagy fölött elrendezett olvadék érzékelőkkel (7', 10) van ellátva, legalább egy olyan változó mágnesterű induktora (6, 6') van, amely a redukáló henge rek (4, 4') között helyezkedik el és az olvadék érzékelők (7',

   10), valamint az induktorok (6, 6') vezérlő egységgel (8) van·· ···« ···« ·· ·· · * 0 · · 9

   9 9 999 9 99

   9 9 9 9 99

   9999 · 999 999999 nak összekapcsolva.
2. 6. Az 5. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az érzékelők ultrahang érzékelők (10).
3. 7. Az 5. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az érzékelők indukciós tekercsek (7').
4. 8. Az 5-7. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az induktorok (6, 6') a redukáló hengerekben (4, 4') vannak elrendezve.