182983. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és kapcsolási elrendezés igen nagy áramerősségű elektrolizáló kemencék villamos táplálására
1 182 983 2 jelent, hogy a függvénynek az adott síkra szimmetrikus két pontban azonos nagyságú, de ellentétes előjelű értékei vannak. Az 1. ábra függőleges, az előbb definiált 0 ponton átmenő keresztmetszetben a sorozat tengelyére merőlegesen elhelyezett egyik elektrolizáló kemencét mutatja. Ennek megfelelően az x-tengely merőleges a rajz síkjára. A bal oldali térfélen látható a központi tápvonal és az oldalcsatlakozók által indukált mágneses tér vektorait mutatja be. A jobb oldali térfélen az a félhosszúságű anódrendszer keresztmetszetét mutatjuk be. Ab félszélesség a 2. ábrán látható, ahol a katód 1 —4-ig terjedő számokkal jelzett négy negyedre oszlik (ez a számozás a további ábrákon is ugyanolyan). A mért és a számított mágneses indukció közötti különbséget mágnesezési térnek fogjuk nevezni. Ennek erőssége a katód minden pontjában eltérő és a kísérletek szerint a kemencék végein maximális értéke a középpont felé haladva csökken és a középpontban értéke zérus. A mágneses indukció függőleges Bz összetevőjére ez az eltérés általában pozitív előjelű a pozitív y-tengely irányába eső katódrészeken és antiszimmetrikusan negatív előjelű a negatív y-tengely oldalán. Ezt azzal magyarázzuk, hogy a függőleges Bz összetevő a kemencét körülvevő különböző vezetékek által létrehozott elemi indukció eredője. Ezek a vezetékek a következők (1. ábra): — 1, illetve 1’ oldalcsatlakozók a kemencék között a pozitív, illetve negatív y-tengely oldalán, amelyek mindig negatív Bz (1), illetve pozitív Bz (1’) függőleges összetevőt adnak, ezt az indukciót a katódnak a pozitív, illetve a negatív y-tengely oldalán fekvő pon tjai hozzák létre ; — 2, 2’ középcsatlakozók, amelyek 3 anódsínt táplálnak az indukció függőleges Bz (2), illetve Bz (2’) összetevőit határozzák meg; ezek összege mindig pozitív. A következőkben az anódsín kifejezést általában annak a rendszernek a megjelölésére használjuk, amelynek tagjai az anódfelfüggesztés és az anódrendszert villamosán tápláló elemek, a találmány szempontjából azonban nem lényeges, hogy felépítése milyen. Az anódrendszer például tartalmazhat egyszerű kereszthuzalt, két villamosán szigetelt kereszthuzalt vagy ekvipotenciális kapcsolatban hozott két villamos szigetelt kereszthuzalt. Az 1 és 1’ oldalcsatlakozóktól eredő függőleges irányú tér indukciója mindig negatív értékű és jelentős mértékben függ a fémedény 4 + 4’ fejrészeinek árnyékoló hatásától, habár ez kisebb, mint a 2 és 2’ középcsatlakozók által keltett tér indukciója, amely mindig pozitív. Ez pozitív nagyságú eltérést hoz létre a pozitív y-tengely oldalán a függőleges Bz összetevő mért értékében a számított értékhez viszonyítva. A középponthoz közel fekvő pontokra vonatkozó hasonló meggondolás azt mutatja, hogy az árnyékoló hatás gyenge, mivel minden vezetékre a helyzet teljesen ugyanolyan. A vezetékek végül is Bz indukciójú tér forrásai. Továbbá, mivel a különböző terek is igyekeznek egymást kiegyenlíteni, csak kis különbség észle Illető a mért és a számított érték között, aminek következménye, hogy az eredő indukció függőleges Bz összetevőjének értéke kicsi. Az elméletet mérésekkel ellenőriztük, és ennek alapján megállapítható a kemencét tápláló különböző vezetékekben folyó áramok hatása és eloszlása. Ennek alapján lehetséges az értékek olyan választása, hogy a mágneses hatások lecsökkenjenek. A fémben kialakuló ún. Laplace-erők a fürdő és a fém közötti átmenet deformációját okozzák. Az y-tengely mentén az erő: f(y) = jz®x — jxBzí az x-tengely mentén az erő pedig: f(x)=jyBz -jzBy, ahol a Bx, By és Bz összetevők a B mágneses indukciónak az X-, y- és z-tengely mentén mért összetevői, amelyek mért értéke mindenkor a számított értékből és a mágnesezési tér adott irányú indukció összetevőjének értékéből tevődik össze, mígjx, jy és jz a fémben folyó áram sűrűségének összetevői. A 2. ábra egy keresztirányú kemence vízszintes keresztmetszetét mutatja a katódsík középpontjának magasságában, és ezt az x- és y-tengely négy részre osztja. Az y-tengellyel párhuzamosan az x abszcisszára megállapított f 1 (y) erők összege az első negyedbe 0 0 0 Fi(y) = f fi(y)dy=jz / Bxdy-jx / Bzdy, (1) ♦a <-a +a mivel minden az y-tengellyel párhuzamos tengelyre teljesül, hogy: jz állandó, mivel a tekintett kemencében értéke nem változik, továbbá jx állandó, tekintettel a katódsínek szokásos elrendezésére. Hasonlóan, a negyedik negyedben, és ugyanarra az y-tengellyel párhuzamos tengelyre: F4(y)= / f4(y)dy=jz/ Bxdy-jx/ Bzdy. (2) 0 0 0 Ha Fi (y) egyenlő a -F4(y) értékkel, az y-tengellyel párhuzamos minden vonalon az erők egyenlőek és ellenkező előjelűek. Ebben lényeges, hogy 0 -a / Bxdy = - / Bxdy, (3) ♦a 0 valamint, hogy / Bzdy = - / Bzdy. (4)-a o Ez a két egyenlet teljesül, ha a Bx és Bz összetevők az xz-síkhoz viszonyítva antiszimmetrikus értékeloszlást mutatnak. Vízszintes Bx összetevő: a keresztirányú kemencében a vezetékek általában az y- és a z-tengely mentén az xz síkhoz viszonyítva szimmetrikusan vannak elhelyezve, a számított Bx összetevő antiszimmetrikus. Ugyanez mondható el a ferromágneses tömegekről az xz-síkra vonatkoztatva, és itt a mágnesezési tér indukciójának x-irányú összetevője antiszimmetrikus. Ez annyit jelent, hogy az aktuálisan mért Bx összetevő antiszimmetrikus az x-tengelyre vonatkoztatva. A függőleges Bz összetevő: a keresztirányú kemencében a vezetők általában az x- és a z-tengely mentén szimmetrikusan vannak az xz-síkhoz viszonyítva elhelyezve, a számított Bz összetevő antiszimmetrikus. Ugyanez mondható el a ferromágneses tömegekről az xz-síkra vonatkoztatva, és itt a Bz mágnesezési tér induk dójának z-irányú összetevője antiszimmetrikus. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
