Tài liệu Sản xuất dây kim loại màu theo quá trình đúc – cán liên tục properzi

Nội dung text: Tài liệu Sản xuất dây kim loại màu theo quá trình đúc – cán liên tục properzi

1. Bảng 4. Các dãy lượng ép của các máy cán Properzi 17 giá cán dùng để cán nhôm và hợp kim nhôm. Máy đúc 14/1800 – Máy cán A 8/17 Máy đúc 14/2000 – Máy cán B 8/17 Khuôn 3472 mm2 (5,382 in2) Khuôn 3712 mm2 (5,754 in2) Thanh đúc 3367 mm2 (5,219 in2) Thanh đúc 3600 mm2 (5,580 in2) Giá cán Cở dây Tiết diện Lượng Hình dạng Cở dây Tiết diện Lượng ép, Hình dạng No ra ép, % mặt cắt ra % mặt cắt ngang ngang 1 56,65 2519,24 25,17 Gần hình 62,62 3078,19 14,49 min. Gần hình mm mm2 min. thang mm mm2 thang 2,230 in 3,905 in2 2,465 in 4,771 in2 2 - 1783,25 28,81 Gần tam - 2394,42 22,21 Gần tam giác 2,764 giác 3,711 3 40,10 1262,28 29,21 Gần hình 48,71 1862,54 22,21 Gần hình 1,579 1,857 thang 1,918 2,887 thang 4 - 947,5 24,93 Tam giác - 1460,28 21,59 Gần tam giác 1,469 2,263 5 30,10 711,21 24,93 Lục giác* 38,19 1144,90 21,59 Gần tròn 1,185 1,102 1,504 1,775 6 - 562,83 20,86 Tam giác - 902,37 21,18 Tam giác 0,872 1,399 7 23,82 445,40 20,86 Lục giác* 30,10 711,21 21,18 Lục giác* 0,938 0,690 1,185 1,102 8 - 353,21 20,69 Tam giác - 562,83 20,86 Tam giác 0,647 0,872 9 18,89 280,11 20,69 Lục giác* 23,82 445,40 20,86 Lục giác* 0,744 0,434 0,938 0,690 10 - 223,91 20,06 Tam giác - 353,21 20,69 Tam giác 0,347 0,647 11 15,01 178,98 20,06 Tròn 18,89 280,11 20,69 Lục giác* 0,591 0,277 0,744 0,434 12 - 141,64 20,86 Tam giác - 222,57 20,54 Tam giác 0,220 0,345 13 11,95 112,0 20,92 Tròn 15,01 176,86 20,53 Tròn 0,470 0,174 0,591 0,277 14 - 89,39 20,18 Tam giác - 140,80 20,38 Tam giác 0,139 0,218 15 9,53 71,29 20,24 Tròn 11,95 112,09 20,39 Tròn 0,375 0,1105 0,470 0,174 16 - 56,85 20,25 Tam giác - 89,39 20,25 Tam giác 0,0881 0,139 17 7,60 45,34 20,24 Tròn 9,53 71,29 20,24 Tròn 0,300 0,0703 0,375 0,1105 Lượng ép tổng 98,65% Lượng ép tổng 98,01% * Bằng cách sử dụng các bánh cán đặc biệt, có thể sản xuất dây tròn khi giá cán ở vị trí cuối cùng. Các cỡ dây lục giác 0,744” và 0,938” có thể kéo được. 10
2. Fe, Si và Cu không bị xem là tạp chất, tuy nhiên hàm lượng các nguyên tố này phải được kiểm tra chặt chẽ đối với mục đích sử dụng. 5. Đồng và titan không thêm vào nhôm EC được gia công với các khuôn nhỏ trên các máy đúc 6B hay 6E. 4.4. Độ bền và độ dẫn điện Vài yếu tố ảnh hưởng đến giới hạn bền, độ dẫn điện của dây nhôm EC đúc – cán liên tục và tính chất của dây nhôn cán ảnh hưởng lớn đến tính chất của dây dây nhôm kéo. Các yêu cầu kỹ thuật của dây nhôm cán theo tiêu chuẩn ASTM B233-71. Dây nhôm cán được sản xuất từ thỏi đúc nhỏ, đúc bằng khuôn kim loại, có thời gian tiết pha từ dung dịch rắn giữa máy đúc và đầu vào máy cán tương đối nhỏ. Do vậy, độ sạch kim loại của dây nhôm liên tục phải cao hơn dây nhôm sản xuất không liên tục để đạt được độ dẫn điện phù hợp và độ sạch cao hơn lại yêu cầu độ bền của dây cán cao hơn để đạt giá trị giới hạn bền tối thiểu của dây H-19 sau khi kéo. Vấn đề phức tạp thêm ở chỗ, ở Mỹ gần một nửa (theo ước tính) dây EC-19 được kéo để đạt độ dẫn điện tối thiểu 62,0% IACS, nghĩa là độ dẫn điện của dây nhôm cán phải bằng 62,3- 62,4% IACS, phụ thuộc vào đường kính dây kéo hay độ dẫn điện cao hơn 61,4/61,3% IACS theo yêu cầu tiêu chuẩn B233 đối với dây nhôm cán EC-H14 và EC-H16. Mặc dù ở Mỹ tỷ lệ phần trăm dây dẫn điện cao có giảm xuống, ở Nhật, tất cả các dây cứng vẫn được kéo đến độ dẫn điện tối thiểu 62,0% và không chính thức là 62,1% IACS. Việc kiểm tra giới hạn bền và độ dẫn điện của dây nhôm cán EC phụ thuộc vài yếu tố như sau: 1) Kích cỡ khuôn kết tinh; 2) Thành phần hóa học; 3) Tốc độ đúc; 4)Tốc độ làm nguội tổng giữa bánh đúc và đầu vào máy cán; 5) Nhiệt độ vào máy cán; 6) Tốc độ quấn dây; 7) Thực tế xử lý và đúc kim loại, đó là vấn đề đầu tiên để sản xuất dây nhôm cán chất lượng. Hầu hết các biến số này phụ thuộc lẫn nhau và không có yếu tố nào thực sự đứng riêng rẽ. 4.5. Độ sạch của nhôm dây điện. Trên thế giới, độ sạch của nhôm biến đổi rộng, ví dụ từ 99,62% ở An Độ đến 99,84% ở Nhật. Trong bảng 5, thành phần hoá hóa học của 5 mức độ sạch từ độ sạch “rất cao” đến “trung bình thấp”. 16 nguyên tố được đưa ra, nhưng Bo, gali và thiếc không đưa vào trong xác định độ sạch tối thiểu. Rất khó khăn để lập bảng bao gồm đầy đủ các tình huống trên khắp thế giới và do vậy bảng 5 có dụng ý chỉ dẫn và được đưa vào chương này cho mục đích thảo luận. Độ sạch “thấp” không đưa vào, nhưng đặc trưng của loại nhôm này chứa gần 0,19% Fe; 0,085% Si; 0,01% Cu và 0,007% Mn với các nguyên tố khác trên phía hàm lượng cao để được độ sạch tối thiểu từ 99,60 đến 99,63%. 4.6. Ảnh hưởng của kích thước khuôn và độ sạch kim loại đến độ dẫn điện. Tốc độ làm nguội biến đổi theo tỷ lệ nghịch với kích thước khuôn trong quá trình đúc. Vì vậy, ngay lúc bắt đầu, dung dịch rắn ảnh hưởng trực tiếp đến độ dẫn điện của dây nhôm cán. Tốc độ làm nguội càng cao, thì độ dẫn điện của dây cán càng thấp. Hình 9 chỉ quan hệ của độ sạch kim loại trọng bảng 5. Kích thước khuôn từ No 6A (1,76 in2 = 11,35 cm2) đến No 14 (5,58 in2 = 35,99 cm2). Giới hạn bền tối thiểu đặc trưng cho từng loại dây nhôm cán cũng được đưa ra trên hình. 4.7. Ảnh hưởng của độ sạch nhôm lên giới hạn bền của dây nhôm cán. Giới hạn bền của dây cứng EC-H19 thay đổi theo đường kính và được quy định theo ASTM B230-72. Trong khoảng từ 23500 psi (162,069 MPa) (trung bình của lô) đối với đường kính lớn nhất đến 29000 psi (200 MPa) đối với dây nhỏ nhất (0,0501 in = 1,27 mm). Rõ ràng, để đạt được yêu cầu này, giới hạn bền của dây nhôm cán phải tăng theo độ sạch một cách hệ thống. Quan hệ này được đưa ra trên hình 10. từ quan điểm sản xuất, yêu cầu độ bền của dây nhôm cán không đơn gỉan đạt được, đặc biệt khi nhà sản xuất buột phải sản xuất dây nhôm cán cho cả loại dây không chính thức với yêu cầu độ dẫn điện tối thiểu của dây 62% IACS và cho loại dây độ dẫn điện thấp thường bằng 61,7% IACS ở Mỹ. Cách tốt nhất để giải quyết vấn đề là sản xuất dây cán độ dẫn điện cao hai cấp như các cột “A” và cột “B” trên hình 10. Dây cán có độ bền “A” được sử dụng để kéo kích cỡ dây lớn hơn 3,30/3,35 mm và dây cán “B” cho kích cỡ dây nhỏ hơn. Đường kính dây tới hạn thay đổi theo độ sạch nhưng 3,43 mm được sử dụng ở đây như ví dụ của dây độ sạch “cao”. 12
3. Hình 11. Các phạm vi nhiệt độ tối đa đối với dây nhôm cán EC 3/8 in (9,6 mm) có độ bền cao được quấn trong rổ thu hay trên máy quấn dây tự động O.T.T., phụ thuộc vào độ sạch kim loại. Nhiệt độ cao hơn phạm vi này làm cho các tính chất của dây quấn không đồng đều. Để đạt được các lớp quấn tốt trên máy quấn O.T.T., nhiệt độ của dây không được quá thấp so với nhiệt độ trên đường đứt quãng Khả năng đạt được các lớp quấn đẹp trên các cuộn của máy quấn O.T.T. phụ thuộc nhiều vào công nghệ đúc và cán liên tục, cộng thêm giới hạn đàn hồi (độ cứng). Sự biến đổi nhiệt độ thanh đúc dễ dàng nhận biết bởi máy cán và tiếp đến là bởi máy quấn dây, sự biến đổi khoảng 14 oC hay cao hơn. Công nghệ chế tạo nhũ tương cũng rất quan trọng, đặc biệt đối với các dây chuyền tốc độ cao như thay đổi hiệu quả làm nguội hay bôi trơn trong máy cán làm thay đổi tốc độ cán dây, nhận biết bởi máy quấn dây, làm rối loạn hoạt động quấn theo lớp. Cuối cùng nên để một lượng nhỏ nước nhũ tương trên dây cán khi vào cuộn dây quấn. 4.9. Anh hưởng của tốc độ làm nguội tổng. Từ thảo luận ở các phần trước, rõ ràng là chu kỳ thời gian đối với tốc độ làm nguội tổng bắt đầu từ lúc kim loại dẫn điện nóng chảy đi vào khuôn kết tinh và không hoàn toàn cho đến khi dây cán nguội đến nhiệt độ phòng. Nếu nhiệt độ dây cán được kiểm tra để đảm bảo mức thấp trước khi vào máy quấn dây, thì đối với tất cả mục đích thực tiễn, chu kỳ thời gian có thể xem như là hoàn toàn khi dây cán rời khỏi máy cán hay bộ phận làm nguội phụ dây cán. Do vậy, đối với thành phần hóa học kim loại đã cho, tốc độ làm nguội tổng ảnh hưởng cả độ dẫn điện dây cán và giới hạn bền. Các nguyên tố nằm lại trong dung dịch rắn (chủ yếu Si, Fe, Cu, Mn, Mg, Ni, Cr và Zn trong nhôm chứa bo) làm giảm độ dẫn điện. Các nguyên tố khó nóng chảy – Ti, V và Zr – được khử hoàn toàn bởi bo thêm vào. Do vậy, tốc độ đông đặc cao của các khuôn kết tinh nhỏ ảnh hưởng xấu đến độ dẫn điện như hình 9. Nhiệt độ dây cán quá cao ở đầu đối diện của dây chuyền làm tăng được độ dẫn điện nhưng mặt khác không được chấp nhận do hiệu ứng ổn định hóa, giới hạn bền của dây giảm không đồng đều từ bề mặt đến trung tâm của cuộn dây. Nhiệt độ dây nhôm cán đối với độ sạch kim loại trong hình 11 được áp dụng ở đây. Trong khoảng giữa máy đúc và đầu vào máy cán, các yếu tố phụ bắt đầu có hiệu lực, có thể có lợi hay có hại đến giới hạn bền và độ dẫn điện của dây cán. Các yếu tố đó là: 1) Tốc độ làm nguội tổng và mức độ làm nguội giữa bánh đúc và đầu vào máy cán. Cùng với kích thước thanh đúc, tốc độ làm nguội ảnh hưởng bởi: a) Tốc độ đúc; b) Khoảng cách giữa máy đúc và máy cán; c) Chiều dài máy cán; d) Nhiệt độ – độ ẩm môi trường; e) Điều kiện làm nguội bằng nước nhũ tương bên trong máy cán. 2) Theo quy tắc chung, khoảng cách càng dài (hay khoảng thời gian thanh đúc duy chuyển giữa máy đúc và máy cán càng dài), độ dẫn điện của dây cán càng cao mà vẫn đạt được giới hạn bền kéo. 3) Hơn nữa, tính nghiêm ngặt của điều kiện tôi giảm theo khoảng cách, nếu sử dụng hộp phun nước để tôi thì có ảnh hưởng có lợi đến độ dẫn điện. 4) Tính nghiêm ngặt của điều kiện tôi bên trong máy cán không nên cao hơn mức cần thiết để đạt được giới hạn bền của dây cán theo yêu cầu, nhưng thường thì với các dây chuyền năng 14
4. hs - bề mặt bên ngoài của khuôn kết tinh, là tất cả bề mặt bên ngoài làm nguội bằng nước của vành khuôn, biến đổi theo gia công tinh của khuôn, bề dày lớp oxit lúc bắt đầu và trong suốt quá trình vận hành, bản chất và bề dày của các màng khác như cặn canxi từ nước cứng. hs’- bề mặt bên ngoài của băng thép, chịu tác động của các yếu tố giống như trên. hs’' - tất cả các bề mặt làm nguội bằng nước, màng hơi nước bền vững tiếp giáp với khuôn và băng thép. Các điều kiện biên hm, hm’, hs và hs’ biến đổi trong suốt quá trình sản xuất và ảnh hưởng chung của chúng làm giảm hiệu quả truyền nhiệt. Điều quan trọng là làm sạch hệ thống khuôn trước khi bắt đầu sản xuất và sử dụng chất bôi trơn thích hợp như đã thảo luận ở trên. Anh hưởng của khe khí hg lên sự truyền nhiệt từ “không” khi kim loại lỏng đi vào khuôn đến “biểu hiện” khi bắt đầu hình thành lớp vỏ đông đặc, đến “nghiêm trọng” ở thời điểm khi sự đông đặc được 40%. Điều kiện biên hơi nước hs’’ cũng sẽ thay đổi theo suốt thành nóng của khuôn. Nhưng đối với tập hợp các điều kiện vận hành đã đưa ra, ảnh hưởng của nó đến truyền nhiệt mặc dù có biểu hiện cao nhưng khá ổn định. Từ quan điểm sản xuất, điều quan trọng là công nhận các điều kiện biên này tồn tại và luôn luôn hoạt động tích cực. Điều không kém quan trọng là hiểu rằng phương pháp làm nguội vành khuôn và băng thép cũng có ảnh hưởng rõ rệt lên hiệu qủa truyền nhiệt, kiểm soát chất lượng thanh đúc của cả nhôm EC và hợp kim nhôm và đặc tính chung của máy đúc. Vài vành khuôn bằng đồng của các máy đúc đầu tiên khá nặng nề, do vậy sự tản nhiệt chủ yếu dựa vào hiệu quả của bộ tản nhiệt. Với nhu cầu tăng năng suất, bề dày thành khuôn giảm đến mức mà toàn khối vành khuôn được làm nguội bằng nước chảy, còn băng thép được làm nguội bằng ống phân phối phun nước đơn giản. Các thiết bị năng suất cao đã được lên kế hoạch tăng dòng chảy của nước dọc theo đáy và thành khuôn. Các kênh làm nguội đặt chéo nhau với dòng chảy định hướng dọc theo đáy của các khuôn thế hệ đầu 6B và No 7 đặc trưng cho sự thay đổi. Mặc dù có cải tiến, kiểu làm nguội bằng nước chảy cải tiến tỏ ra không đạt năng suất thực tế của các máy đúc No 6B và No 7. Năm 1962/1963 hệ thống làm nguội được thay đổi bằng phun nước 100%, theo hướng dẫn của Nichols Wire & Aluminum Co., ở đó phun nước hoàn toàn đã được đưa vào trong giai đoạn 1955-1958. Sự thay đổi mang lại kết quả trong việc tăng năng suất của cả hai kiểu máy – từ 4400 đến 5200 lb/h (1996 đến 2358 kg/) đối với kiểu máy 6B và từ 8600 đến 10000 lb/h (3900 đến 4536 kg/h) đối với kiểu máy No 7 khi rót bằng vòi rót (lưu ý: chỉ có 3 máy đúc kiểu 6B được chế tạo với làm nguội bằng phun nước 100%, vì vậy con số 5200 lb/h cao hơn năng suất tối đa trong bảng 1). Nhưng làm nguội bằng phun nước 100% do Nichols Wire & Aluminum đưa ra đầu tiên để lại nhiều điều cần giải quyết đối với hợp kim nhôm và cũng không thỏa mãn hoàn toàn về mặt kỹ thuật đối với đúc nhôm dẫn điện. Nhu cầu điều chỉnh làm nguội ở vị trí lựa chọn trên bánh xe trở thành hiển nhiên vào năm 1957 khi nó trở nên hiển nhiên rằng làm nguội bằng phun thẳng với điều khiển đơn giản lưu lượng dòng chảy vào các ống phân phối bên trong và bên ngoài không có được tính linh hoạt cần thiết. Một trong những vấn đề chính là sự quá nguội trong khu vực phía trên của vùng nóng nhất, đó là vùng ngay dưới con lăn ép băng thép. Làm nguội quá nhanh trong khu vực này dẫn đến co ngót sớm, rời khỏi thành khuôn, sự hình thành lớp vỏ đông đặc và khe hở trong giai đoạn đầu này không đồng đều do việc làm nguội không thích hợp. Kết quả cuối cùng là sự truyền nhiệt thất thường, xuất hiện gợn sóng hình sin và những chỗ thắt nút trên thanh đúc, chất lượng bề mặt xấu và chất lượng bên trong biến đổi nhiều. Do vậy, điều quan trọng là khả năng kiểm tra cả tốc độ chảy và phân phối của nước lên bánh xe để đưa nước vào nơi cần thiết, với khối lượng thích hợp và bằng phương tiện tạo sự truyền nhiệt tốt với khối lượng nước tối thiểu. Yêu cầu đã được đáp ứng bằng cách điều chỉnh vô hạn theo vùng – đó là hệ thống mà nhờ đó dòng chảy qua mỗi vòi phun mù được đo bằng phương tiện van kim. Điều chỉnh áp lực nước của từng ống phân phối cũng là việc có ích. S.p.A Continuus đã cải tiến kỹ thuật của Nichols bằng thiết kế van kim đặc biệt, van kim được đặt bên trong ống bảo vệ và kết hợp với các vòi phun dạng uốn xuống, mỗi vòi phun ra một dải nước được uốn xuống gần 45o để đẩy màng hơi nước ra khỏi 16
5. thành khuôn xuống dưới). Sư co ngót tiếp tục xảy ra theo mặt bên của vành kết tinh và trong thời gian này, phôi đúc bắt đầu tách khỏi phần dưới của khuôn. Sự làm nguội trong các vùng 1, 2 và 3 bổ sung cho nhau. Làm nguội vùng 1 không đúng dẫn đến làm nguội các vùng 2, 3 cũng không đúng. Ngược lại, có thể làm nguội thích hợp ở vùng 1 nhưng không thích hợp trong các vùng sau đó cũng ảnh hưởng xấu đến chất lượng phôi đúc. Sự làm nguội không đúng ở các vùng này có thể dẫn đến một số vấn đề như trao đổi nhiệt không đồng đều, dao động nhiệt của phôi đúc lớn, bề mặt phôi đúc sần sùi, bị rỗ hình ống, nứt hay bị gãy. Sơ đồ làm nguội tương tự được thấy trong thang đo giảm như hình 13. Mỗi phương thức trong 6 phương thức A-F mô tả điều kiện làm nguội tối ưu đối với các loại nhôm và hợp kim nhôm dẫn điện khác nhau. Trong vài trường hợp, ví dụ, giữa phương thức 13A và 13B đối với các loại nhôm có độ sạch tương ứng 99,85% và 99,75%, sự khác nhau không dễ dàng trông thấy, nhưng sự khác nhau chủ yếu là phân phối nước và cường độ dòng chảy trong vùng 1A và trong khu vực phía trên của vùng 1B, đại diện chung cho vùng “nóng nhất”. Sự thay đổi được rõ ràng hơn đối với hợp kim 1100 (98,3% Al) trong phương thức 13 D, ở đó điểm bắt đầu làm nguội thấp hơn trên bánh xe và chiều dài khu vực làm nguội với cường độ thấp được kéo dài. Đối với hợp kim dẫn điện “A” dạng Al-Fe, bánh xe được làm nguội theo phương thức giống với hợp kim 1100, trong khi đối với hợp kim dẫn điện B, có thể đại diện cho các hợp kim 5005 hay 6201, sự thay đổi khá rõ ràng. D Hợp kim 1100 E Hợp kim A F Hợp kim B Hình 13. Sơ đồ làm nguội với thang đo giảm cho 3 cấp nhôm dẫn điện EC và 3 cấp hợp kim thấp thể hiện sự làm nguội giảm dần. Yêu cầu nước làm nguội giảm khi độ sạch giảm. Yêu cầu đối với hợp kim B gần bằng một nửa của nhôm 99,85%, giả thiết rằng thanh đúc và dây cán được sản xuất với chất lượng tối ưu. Phần dưới đây mô tả đầy đủ hơn bản chất của sơ đồ làm nguội giảm dần trên các hình vẽ A-F: * Trong phần trên của vùng làm nguội tới hạn, bề dày của đường thẳng đơn biểu thị làm nguội bằng dòng nhỏ, đó là một dải nước hẹp, tốc độ thấp, bề rộng khoảng 3/8 đến 5/8 in (9,65 đến 16 mm) rơi xuống tâm của băng thép hay bề mặt vành khuôn. Lượng làm nguội nhỏ như vậy sẽ tạo thành màng mỏng và ngăn ngừa sự quá nóng của băng thép (thể hiện bằng sự xuất hiện trên băng thép dải màu xanh da trời), khuyết tật đúc hay sự cong vênh của băng thép. * Bề dày đường thẳng đôi tượng trưng cho làm nguội nhẹ kiểu hình côn, ở đó bề rộng của mỗi dải nước từ vòi phun tăng từ 5/8 in (16 mm) đến bằng bề rộng băng thép hay bề mặt vành khuôn). Mặc dù tăng số vòng mở của các van, cường độ làm nguội khá thấp. * Trong cân bằng của chu kỳ làm nguội, cường độ làm nguội được tượng trưng gần đúng bằng bề rộng của dải màu tối. Đối với nhôm dẫn điện, cường độ làm nguội cao và thường là trong điều kiện dòng chảy lớn nhất chảy dọc theo mặt nóng của bánh xe. Sự điều biến được sử dụng gần điểm ra tiếp giáp của băng thép để kiểm soát nhiệt độ băng thép và nhiệt độ khuôn và sự làm 18
6. kính này là đường kính của hình tròn có diện tích bằng diện tích hình đang xét. Thông số (ED)2 cũng được sử dụng vì liên quan trực tiếp đến diện tích. Để khảo sát cặn kẽ hơn mối quan hệ này, một số kích thước khuôn và bánh xe đã được chọn từ bảng 1 và lập bảng lại trong bảng 6 có thêm ED, chiều dài khuôn có ích (EML - effective mold length) và thông số khuôn Mp. Mp chính là tỷ số EML/ED và không có thứ nguyên. Số nghịch đảo 1/Mp được đưa vào bảng để thuận tiện lập đồ thị số liệu. EML đối với kỹ thuật rót bằng vòi rót thông thường khoảng 12 đến 18% nhỏ hơn nửa chu vi của khuôn và 5 đến 8% nhỏ hơn đối với kỹ thuật rót ngang. Chiều dài khuôn có ích dài hơn và năng suất tương ứng cao hơn đối với kích thước bánh xe đã chọn là một ưu điểm của phương pháp rót ngang. Đối với rót bằng vòi, chiều dài khuôn có ích được chỉ ra theo chiều dài cung tròn giới hạn bởi các mặt phẳng A và E trong hình 12. Hình 14. Quan hệ đặc trưng giữa tốc độ đúc và Hình 15. Quan hệ giữa năng suất đúc trên các năng suất với kích cỡ khuôn khi đúc trực tiếp bánh xe đúc nhỏ với diện tích mặt cắt ngang, trong khuôn kim loại thông thường. đường kính tương đương (ED) và (ED)2. 20
7. Vấn đề nảy sinh là năng suất tối đa được mong đợi từ dây chuyền Properzi như thế nào. Giả sử kích thước khuôn không đổi thì đường kính của bánh xe trở thành một vấn đề. Vành khuôn lớn bằng hợp kim đồng, được gia công tinh, đắt tiền và có vấn đề về khuyết tật đúc có sẵn như lỗ rỗng hay bị thủng lỗ khi vành phôi làm khuôn lớn được rèn. Mặt khác, năng suất đơn vị của dây chuyền phải đủ cao để đảm bảo hoàn vốn đầu tư. Các kỹ sư của Properzi cho rằng 84 in (2133 mm) là đường kính bánh xe tối đa trong thực tế. Với đường kính này, Mp = 48,21 và 1/Mp = 0,0207, với rót ngang vào khuôn 5,58 in2 (36 cm2). Kéo dài đồ thị trên hình 19 đến điểm 0,0207 được tốc độ đúc tối đa là 84 fpm (25 m/min) hay 31900 lb/h (14470 kg/h). Với chuỗi 17 giá cán được sửa lại, thu được dây cán 3/8 in (9,65 mm) ra khỏi giá cán cuối cùng, kích thước khuôn hiện nay là 5,75 in2 (37,10 cm2) và năng suất gần bằng 32300 lb/h (14651 kg/h). Số liệu này là của các hợp kim nhôm EC thường dùng ở Bắc Mỹ, chứ không không phải kim loại độ sạch cao dùng ở Nhật. Để sử dụng đầy đủ khả năng của máy đúc này cho nhôm dẫn điện, sự lắp đặt dây chuyền phải tuân thủ đúng yêu cầu và hiển nhiên là tính đến làm nguội thanh đúc tốt và làm nguội bổ sung dây cán. Bảng 6. Số liệu của bánh xe đúc và các thông số khuôn Properzi Kiểu Năng suất Tiết Đường (ED)2 Đường Chiều dài khuôn Thông số 1 Tốc độ máy tối đa, diện kính kính có ích, EML, in khuôn đúc tối No lb/h khuôn, tương bánh xe Rót Rót Mp = Mp đa, fpm in2 đương, đúc, bằng ngang EML/ED ED, in in vòi D/2,12 D/2,05 3 700 0,275 0,592 0,35 39 57,79 - 97,62 0,0102 51,6 3A 1000 0,50 0,798 0,637 39 57,79 - 72,42 0,0138 29,4 4 1500 0,75 0,977 0,955 40 59,28 - 60,67 0,0164 29,5 5 2500 1,05 1,156 1,336 42 62,24 - 53,84 0,0185 34,9 5A 2700 1,23 1,253 1,57 43,1 63,87 - 50,97 0,0196 32,3 6 3800 1,50 1,382 1,91 43,5 64,46 - 46,64 0,0214 37,3 6A 4300 1,76 1,495 2,235 43,7 64,76 - 43,32 0,0230 35,8 6B 4800 1,87 1,542 2,378 43,7 64,76 - 42,0 0,0238 38,6 7s 5700 2,08 1,627 2,647 43,76 64,85 - 39,86 0,025 40,2 2.2x 5900 2,205 1,677 2,812 44,2 65,20 - 38,88 0,0257 39,3 7 6800 3,38 2,078 4,318 44,75 66,31 - 31,90 0,0313 29,5 6E 6700 1,95 1,562 2,44 55,1 81,65 - 52,27 0,019 49,9 7s 6900 2,08 1,637 2,68 55,1 81,65 - 49,88 0,02 48,6 7/7C 10500 3,36 2,070 4,285 55,4 82,1 84,9 39,66 0,025 45,7 (12000)* (41,01)* 0,0243 (52,3)* 8s 15000 4,84 2,480 6,15 55,4 82,1 - 33,10 0,03 45,6 8 16800 5,38 2,620 6,864 55,4 82,1 - 31,34 0,032 45,8 10 18500 5,00 2,523 6,365 71,6 106,1 - 42,05 0,0237 54,3 10 19000 5,58 2,670 7,129 72 106,7 110,34 39,96 0,025 51,6 (21000) (41,33) 0,024 (55,3) 14 19500 5,38 2,620 6,864 71 104,7 108,8 39,96 0,025 53,2 (21600) (41,53) 0,024 58,9 14 24500 5,38 2,620 6,864 78,7 116,6 120,6 44,50 0,0224 66,8 (26100) (46,03) 0,0217 (71,2) 14 25800 5,58 2,670 7,129 78,7 116,6 120,6 43,67 0,0228 67,9 (27300) (45,17) 0,0221 (71,9) * Số liệu trong ngoặc đơn là của kỹ thuật rót ngang Máy quấn dây tự động No 8 O.T.T. hiện nay đạt tốc độ 28000 lb/h (12700 kg/h) trên dây 3/8 in (9,65 mm). Tất nhiên, máy quấn dây được thiết kế cho năng suất cao, nhưng nhu cầu thực tế với năng suất cao trên 1 dây chuyền liên tục thực sự còn là ước đoán. Sự lựa chọn tốt là có một dây chuyền kiểu 14/1800-8/17 hay 14/2000-8/17 hoạt động dành riêng cho nhôm EC và dây chuyền thứ hai là kiểu 7C-8/13 có thể đặt ở vị trí khác để sản xuất dây cán EC và dây cán hợp kim dẫn điện. Sự sắp đặt này tạo ra tính linh hoạt và hiệu quả trong sử dụng thiết bị và khuôn nhỏ No 7C 22