173658. lajstromszámú szabadalom • Katódelem elektrolizáló, különösen aluminiumelektrolizáló cellákhoz
5 173658 6 ges az is, hogy az egymással szomszédos széntuskóktól eredő keresztirányú nyomást a cella kialakításának változtatásával csökkentsük. Mód van arra is, hogy a széntuskókat oly módon alakítsuk ki, hogy a belső tér oldalfalai kellő ellenállással rendelkezzenek ahhoz, hogy a széntuskó belseje felé irányúlóan táguljanak, ami végső soron az acélrudak elcsúszását képes megakadályozni. Az acélrudak azon végeinek, amelyek a széntuskók közepének a tartományába nyúlnak, minden körülmények között olyan helyzetben kell lenniök, hogy lényeges ellenállás nélkül tudjanak kitágulni vagy összehúzódni. Még az olyan, a tüskök belsejében lévő nem átmenő furatokban is kell — a széntuskó hideg állapotában meglévő — olyan szabad térnek rendelkezésre állni, amely két acélrúd végei vagy a széntuskó közepén lévő teret lezáró oldalfalak között van és arra szolgál, hogy az acélrúd hőokozta tágulása közben ebben a térben terjeszkedjék. Ha pedig több széntuskó van egymás mellett az elektrolizáló cellában, akkor hideg állapotban a nem átmenő furatok esetében, a félrudak végei és a középső teret határoló falak között, — mindenegyes széntuskóban — az egymással szemben lévő acélrudak tágulásából eredő elmozdulást biztosító szabad teret kell hagyni, melyet úgy kell méretezni, hogy a félrudak maximális hőokozta tágulásakor nem ütközzenek akadályba, vagy egymásba. Számítások igazolják, hogy olyan acélrúd esetében, amely egy 2 méter hosszú széntuskóban van, a hőtágulási együtthatók közötti különbségből eredően 20 mm-re van szükség, — ha az egész széntuskót kb. 900 °C hőfokra melegítik fel. A széntuskó belsejében, közel a széntuskó mértani közepéhez tehát egy olyan szabad térnek kell rendelkezésre állni, amely kb. 20 mm hosszú, s így a hőokozta tágulás nem fog belső feszültségeket okozni. Ez a 20 mm természetesen átmenő furat esetében 40 mm, vagy ennél több is lehet. Annak elkerülésére pedig, hogy ezt a szükségszerűen szabadon maradó teret a vasömledék ne tömje el a rögzítőanyaggal történő kiöntés alkalmával, mindenegyes acélrudnak a széntuskó közepe felé mutató végének közelében valamilyen tömítést, például azbeszttömítést kell alkalmazni, amely a félrúd és a szabadon hagyni kívánt tér fala között tömít. Szokásos az is, hogy hasonló tömítéseket a széntuskók végének közelében helyeznek el, hogy a vasömledék esetleges kifolyását megakadályozzák. A rögzítési helyeket, melyeket mindenegyes félrúdnál, a hozzátartozó széntuskó vége közeiében alakítják ki, sokféle módon ki lehet munkálni. Ennek egyik lehetséges módja az, hogy a széntuskón belüli tér falaiban szerszámmal egy vagy több lyukat alakítunk ki a megfelelő keresztmetszetben és mélységben. Ez a lyuk vagy lyukak fúró- vagy marógéppel egyaránt kialakíthatók. Átmérőjüket és mélységüket mindenesetre úgy kell megválasztani, hogy a vasömledékkel történő kiöntés és az ömledék dermedése után az acélrudat bevonó ömledékből kialakult kiugrások a lehűléssel járó összehúzódás következtében a lyukakból, ill. furatokból ne csússzanak ki. A lyukak, vagy furatok átmérőjének ezekívül olyannak kell lenniök, hogy a kiugrások, ill. nyúlványok repedés nélkül viseljék el a rájuk ható nyírófeszültségeket, melyek a széntuskók üzeme, vagyis az elektrolizálócella felmelegítése közben, a hőtágulás következtében keletkeznek. Általában szólva elegendő az, ha a lyukakat, ill. furatokat 10-50 mm nagyságrendbe tartozó mélységben alakítjuk ki. Annak érdekében, hogy a gépi megmunkálást megkönnyítsük, a lyukakat nem alakítjuk ki hengeresre, hanem előnyösen kívülről befelé szűkülő formában. A furatok a fenék közelében és felső szélükön le vannak kerekítve. Ez megkönnyíti a vasömledéknek a furatokba történő beömlését és így olyan nyúlványok jönnek létre, amelyeknek nincs éles szélük, de alkalmasak arra, hogy a rájuk ható igénybevételt elviseljék, ugyanakkor a félrudakat megbízhatóan rögzítik és elcsúszás ellen biztosítják. A furatokat a széntuskók végétől számítva kis távolságban alakítjuk ki, s így azt is elkerülhetjük, hogy azokat a belső tér végeinek közelében munkáljuk ki. A belső tér falán ugyanis könnyebben alakulhatnak ki repedések. A furatokat előnyösen a széntuskók végétől 50-200 mm távolságban lehet kimunkálni. Az acélrudak befogadására szolgáló belső tér oldalain a furatok helyett egy vagy több, hosszanti, vagy keresztirányú bevágást is lehet alkalmazni, tetszés szerinti profillal és hosszúsággal. Végül mód van arra is, hogy a belső tér falain különböző alakú és méretű nyúlványokat képezzünk ki. E nyúlványok szerepe és helyének megválasztása úgy történik, hogy olyan helyeken képezzük ki azokat, ahol nincs szükség különleges gépi megmunkálásra. Ezáltal elkerülhetjük azt, hogy a széntuskók bármely helyen gyengítve legyenek. Ha az acélrudat befogadó tér horony, akkor előnyös a horony keresztmetszetének profilját úgy kialakítani, hogy az acélrudak a horony aljára merőlegesen ható erő következtében ne legyenek kiszakíthatók, hanem csupán a horonyban elcsúszhassanak. Olyan hornyok kialakítása előnyös tehát, amelyeknek például fecskefarok vagy diaboló-alakja van. Amikor a vasömledéket kiöntjük, akkor a massza természetesen a horony alakját veszi fel, s így a vasömledék által körülfogott acélrúd-vég a horonyból többé nem szakítható ki anélkül, hogy a horony oldalfalain repedés ne keletkezzék. Ezzel szemben az acélrúd rögzítés nélküli vége a horony belsejében hosszanti irányban szabadon elmozdulhat, amint a hőokozta alakváltozás erre kényszeríti. Lehetséges az is, hogy a találmány szerinti rögzítést akkor alkalmazzuk, amikor és ahol a félrudak végei nem hornyokba, hanem furatokba illeszkednek, amelyek azonban a széntuskókban vannak kimunkálva és amelyeknél az acélrudakat a széntuskók homlokfelülete irányában illesztjük a széntuskóba. Az alkalmazás szempontjaihoz igazodva a széntuskó homlokfelületén egy vagy több ilyen furat alakítható ki. Mindegyik furat a széntuskó hosszirányával lényegében párhuzamos és átmenő furat lehet. E furatok a széntuskók közepének a közelében megszakadhatnak annak érdekében, hogy ebben a tartományban a mechanikus igénybevételekkel szemben maximális ellenállást tanúsíthasson. Jóllehet a furatok átmérője tetszőleges lehet, legtöbb esetben az előnyös, ha a furatok körkörös alakúak. A furatokba illesztett acélrudak keresztmetszete szintúgy lehet tetszőleges alakú, alőnyös azonban az, ha körkeresztmetszetüek, vagy parallelepipedon-alakúak. Az acélrúd és a furat között megfelelő hézagnak kell lenni, hogy a vasömledék beönthető legyen. Ezt a játékot biztosító hézagot úgy kell előre méretezni hogy pontosan akkora legyen, mint amekkora teret ha-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
