NO964301L - Fremgangsmåte for fremstilling av en metallstreng med tiksotrope egenskaper - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for fremstilling av en metallstreng med tiksotrope egenskaper i en strengstøpekokille med en elektromagnetisk røreinn-retning for avskjæring av dendritter som dannes, ragende i hele størknesonen av støpe-metallsmelten, idet magnetfeltet som dannes av røreinnretningen forløper uten "nullsteder" i hele tverrsnittet av kokillen.

En fremgangsmåte av den innledningsvis angitte typen er beskrevet i DE-C-3006588. Den kjente fremgangsmåten medfører en støpestruktur med en finkornet mikrostruktur med tiksotrope egenskaper ved viderebearbeidingen. Den nødvendige avskjærings-hastigheten er imidlertid forholdsvis høy. Dessuten dannes det et forholdsvis tykt dendrittisk randskall, som kan ha negativ virkning på den fortsatte bearbeiding av metallstrengen ved smiing eller trykkstøping i tiksotrop tilstand.

På bakgrunn av disse forhold er det med den foreliggende oppfinnelse tatt sikte på å komme frem til en fremgangsmåte av den innledningsvis angitte typen, ved hvilken det med forholdsvis lave avskjæringshastigheter kan oppnås en finkornet mikrostruktur som forløper praktisk talt ut til strengoverflaten.

For løsning av denne oppgaven reguleres i henhold til oppfinnelsen magnetfeltet slik at avskjæringsraten ligger mellom 10 og 450 s'<1>. Et foretrukket område for avskjæringsraten ligger mellom 10 og 180 s'<1>.

Ved en foretrukket utførelsesform av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen forskyves under støpeprosessen røreinnretningen i en oscillasjonsbevegelse i et plan vinkelrett på kokilleaksen.

Røreprosessen i henhold til oppfinnelsen medfører et kontinuerlig magnetfelt som forandrer seg, idet dette på et hvert sted i det flytende metallet øker eller avtar kontinuerlig.

Ved en hensiktsmessig utførelse av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen skjer oscillasjonsbevegelsen i to akseretninger som er vinkelrett på hverandre.

Oscillasjonsfrekvensen til røreinnretningen ligger fortrinnsvis mellom 1 og 10 Hz, og oscillasjonsamplityden ligger fortrinnsvis mellom 1 og 5 mm.

Dersom røreinnretningen forskyves samtidig i en oscillasjonsbevegelse i to akseretninger, ligger forholdet mellom oscillasjonsfrekvensene og/eller oscillasjonsamplitydene for de to overlagrede oscillasjonsbevegelser fortrinnsvis mellom 1;1 og 3:1.

Fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen er ikke begrenset til fremstilling av en metallstreng av et bestemt materiale. Foretrukne materialer er imidlertid aluminium, magnesium, kobber, stål og dets legeringer, idet særlig aluminium- og magnesium-legeringer, som også kan være forsterket av fiber eller partikler, muliggjør at det kan oppnås utmerkede resultater.

For oppnåelse av et roterende magnetfelt kan det benyttes kjente flerfasestatorer i to-eller flerpolede induksjonsmotorer.

Fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen anvendes fortrinnsvis for fremstilling av metallstrenger med sirkelrundt tverrsnitt i et horisontalt eller vertikalt strengstøpeanlegg. Det er imidlertid også tenkelig å anvende fremgangsmåten for fremstilling av metallstrenger med andre tverrsnittsformer, f.eks. med rettvinklet tverrsnitt.

Optimaliseringen av parametrene i fremgangsmåten for et bestemt legeringssystem skjer på en enkel måte ved hjelp av rutineforsøk.

Andre fordeler, trekk og detaljer ved oppfinnelsen vil fremgå av den følgende beskrivelse av foretrukne utførelseseksempler, med henvisning til de skjematiske tegninger.

Fig. 1 viser strømningshastighetsfeltet i metallsmelten gjennom strengtverrsnittet.

Fig. 2 viser strømningshastigheten og avskjæringsraten i metallsmelten i avhengighet

av avstanden til strengaksen.

Fig. 3 viser eksempler på lissajousfigurer for overlagrede oscillasjonsbevegelser av

røreinnretningen.

Fig. 4 viser et snitt gjennom en røreinnretning, vinkelrett på strengaksen.

Fig. 5 viser stillingen til oscillasjonsplanet i forhold til støpeaksen.

Et ikke nærmere vist horisontalstrengstøpeanlegg omfatter som vist i fig. 4 og 5 en strengstøpekokille 12, i hvilken en flytende metallsmelte størkner til en metallstreng 10. Konsentrisk rundt kokille- og streng- eller støpeaksen z er anordnet en røreinnretning 14, som rager i hele størknesonen til støpemetallsmelten.

Røreinnretningen 14 kan ved hjelp av kjente svingningsinnretninger 16 forskyves i en oscillasjonsbevegelse i et plan E vinkelrett på strengaksen z i de to hovedakseretning-ene x, y, med en frekvens f tilordnet akseretningene x, y. Ved overlagrede oscillasjonsbevegelser av røreinnretningen 14 i begge akseretningene x, y beskriver hvert sted med en definert magnetisk induksjon i det flytende metallet en figur som er avhengig av forholdet fx: f mellom oscillasjonsfrekvensene. En sirkelformet figur er særdeles fordelaktig. I fig. 3 er det vist eksempler på disse såkalte lissajousfigurer.

Det som er angitt i fig. 2 gjelder for en metallstreng 10 med en diameter på 130 mm.

Særlig av fig. 1 og 3 fremgår klart at det med den foreliggende oppfinnelse oppnås et roterende, ikke-konstant magnetfelt uten "nullsteder" i hele strengtverrsnittet.

Claims (8)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av en metallstreng (10) med tiksotrope egenskaper i en strengstøpekokille (12) med en elektromagnetisk røreinnretning (14) for avskjæring av dendritter som dannes, ragende i hele størknesonen av støpemetallsmelten, idet magnetfeltet som dannes av røreinnretningen (14) forløper uten "nullsteder" i hele tverrsnittet av kokillen, karakterisert ved at magnetfeltet reguleres slik at avskjæringsraten ligger mellom 10 og 450 s' <1> .

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at avskjæringsraten ligger mellom 10 og 180 s" <1> .

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at under støpeprosessen forskyves røreinnretningen (14) i en oscillerende bevegelse i et plan (E) vinkelrett på kokilleaksen (z).

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 3, karakterisert ved at den oscillerende bevegelsen skjer i to innbyrdes vinkelrette akseretninger (x, y).

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 3 eller 4, karakterisert ved at oscillasjonsfrekvensen (fx , fy) til røreinnretningen (14) ligger mellom 1 og 10 Hz.

6. Fremgangsmåte som angitt i krav 3 - 5, karakterisert ved at oscillasjonsamplityden til røreinnretningen (14) ligger mellom 1 og 5 mm.

7. Fremgangsmåte som angitt i krav 3 - 6, karakterisert ved at forholdet mellom oscillasjonsfrekvensene, fx : fy, og/eller oscillasjonsamplitydene, ved overlagrede oscillasjonsbevegelser i de to akseretningene (x, y) ligger mellom 1 : 1 og 3 : 1.

8. Anvendelse av fremgangsmåten angitt i et av kravene 1 - 7 for fremstilling av en metallstreng av en evt. fiber- eller partikkelforsterket aluminium- eller magnesiumlegering.