186006. lajstromszámú szabadalom • Elektróda ívkemencékhez
1 136 006 2 A találmány tárgya elektróda ívkemencéhez, amely elektróda egy felső fémből készült szelvényből, és egy alsó szénből készült elfogyó szelvényből áll, amely szelvények lényegében hengeralakúra vannak kiképezve és egymással vagy közvetlenül vagy pedig csavarozható csőkapcsoló vagy hasonló kötőelem segítségével vannak összekapcsolva. A felső szelvénybe egy folyadékkal működtetett hűtőszerkezet is el van helyezve, amely tartalmaz egy előremenő és egy visszafutó csatornát, továbbá a felső szelvény előnyösen annak alsó tartománya egy további hőálló réteggel van védve. ívkemencékben egészen a legutóbbi időkig elektroacél, réz, korund, kobalt, szilícium stb. előállításához grafitelektródát alkalmaztak az áram megfelelő vezetésére. Általában egy ilyen elektródasor több, egymással csavarozható csőkapcsoló vagy valamilyen hasonló kötőelem segítségével összekapcsolt elektróda egységből van kialakítva. Gyakran három ilyen elektródasort is el kell helyezni kemencénként a nagy hőmérsékleten lejátszódó olvasztó eljárásoknál. Ismeretes olyan összetett elektróda is, amely tartalmaz egy fémrészt, amelyre csavarozahtóan, például csőkapcsolóval vagy hasonlóval egy elemi szénből készült csúcs van kiképezve, olyan, amely ívkemencékben is működtethető. A DE 1 565 751 sz. közrebocsátási iratban egy olyan elektróda van ismertetve villamos ívkemencékhez, amely egy felső fémből készült fejrészből és egy alsó fémből készült fejrészből áll, és ezek villamos vezetékek segítségével vannak egymással összekapcsolva, továbbá tartalmaz még az elektróda egy ezekre a vezetékekre és az alsó fejrészre csatlakoztatott kerámia réteget és egy, az alsó fejrészre kicserélhetően felerősített elektróda-csúcsot. A DE 2845 367 sz. közrebocsátási irat egy olyan elektródát ismertet, amely magába foglal egy, egy elektróda tartókarra felerősített hengeres alakú befogó elemet, egy erre a befogó elemre erősített, az elektróda áramát vezető hűtőrendszert, amely hűtőrendszer szabad végén egy menetes rész van kiképezve, amelyre az elektróda felcsavarozható, továbbá tartalmaz az elektróda még egy hőárnyékoló elemet is, amely a hűtőrendszer a kemence hőhatásának erősen kitett részét védi azáltal, hogy azt a térben a megfelelő helyzetben tartja. A 12573 sz. Európa-bejelentésben egy olyan elektródakombináció van leírva, ahol a fémrész oldalt kívül elhelyezett érintkezői a fém hűtőrendszertől szigeteken vannak csapágyazva. A fém hűtőrendszer alsó részében egy horgokkal biztosított kerámia védőréteg van kiképezve, amely körülbelül a csavarozható csőkapcsoló magasságáig van kialakítva, amely csavarozható csőkapcsoló egy elemi szénből készült résszé! van összekapcsolva. Az ezen az elven működő összetett elektródák már régóta ismeretesek. Erről ad hírt például az 1912-ben bejelentett DE 268660 sz. szabadalmi leírás részletesen. A ma szokásos kombinációs elektródáknál jelentős veszteségek lépnek fel a szénben, többek között az oldaloxidáció miatt is. Ott ahol a teljes elektróda szén bői van kiképezve, próbálkoztak azzal is, hogy az elektródára védőréteget vittek fel kerámiából vagy fémből, hogy ezt a nemkívánatos jelenséget megelőz zék. Ezeknek a megoldásoknak azonban a tapasztalatok alapján a hatásfoka csak korlátozott és ezen belül meglehetősen megdrágítja az elektródát. Az előbbiekben már említett összetett elektródánál 5 amely fémrészből és a fémrészre csavarozott szén részből áll, az elektróda konstrukciójától és a fémrésznek a kemencébe benyúló hosszától függően bizonyos mértékig elkerülhető az oldaloxidáció. De ez az elektróda kialakítás is további minőségjavításra szo- 10 rul, mind az oldaloxidáció, mind pedig a csúcson keletkező oxidációs veszteségek következtében. További igény van arra is, hogy javulást lehessen elérni a fémrész és a szénrész optimális üzemi viszonyaiban, valamint abban, hogy az elektróda kevésbé legyen töré- 15 kény és zavarérzékeny. A találmány feladatát abban látja, hogy egy olyan elektródát valósítson meg ívkemencékhez, ahol a fémrész és a szénanyag úgy van egymáshoz illesztve, hogy az elektróda zavarérzékenysége lényegesen lecsökken- 2fj jen. Különösen arra kívánunk a találmány szerinti elektródával súlyt helyezni, hogy az oldaloxidáció következtében jobban fogyó szén mennyiségét valamint a nagy törési hányadot még különleges nagy áramra igénybevett elektródák esetében is lecsökkentsük. 25 Ezáltal lecsökken az elektród kiesési ideje, egyszerűsödik a szén rész előállítási módja, amely szén az elektróda alsó részében van elhelyezve. A találmány szerinti elektróda lényege abban van, hogy az alsó szelvény egy finomszemcsés, hőálló nagy 30 grafittartalmú szénből van kiképezve, amely szénnek a sűrűsége legalább 1,7-103 kg/m3 Az alsó szelvény a felső, általában fémből készült szelvénnyel egy csavarozható csőkapcsoló segítségével van összekapcsolva, amely fémből, előnyösen öntött- 35 vasból vagy rézből, de leginkább grafitból van kiképezve. A csavarozható csőkapcsoló helyett más kötési mód is alkalmazható a felső fémszelvény összekapcsolására az alsó szelvénnyel. A felső fémrész általában egy folyadékkal működtetett hűtőrendszerrel is el 40 van látva, amely legalább egy előremenő és egy visszafutó csatornát foglal magába. A hűtőberendezésnek legalább a bevezető csatornája egészen a csavarozható csőkapcsoló felső tartományáig elér, amely megoldás különösen előnyösnek mutatkozott. Adott esetben 45 azonban lehetőség van arra is, hogy a hűtőközeget a csavarozható csőkapcsolón is átáramoltassuk. A találmány szerinti elektróda egyik előnyös kiviteli alakját az jellemzi, hogy az elektróda teljes hosszának a 40—80%-a, előnyösen a 60—80%-a képezi a felső 50 szelvényt. A találmány szerinti elektróda által nyújtott előnyös tulajdonságok tovább növelhetők, ha az alsó szelvényt finomszemcsés, hőálló, nagy grafittartalmú legalább 1,7 •. 103 kg/m3 sűrűségű szénből állítjuk elő. 55 A szén sűrűsége előnyösen 1,75-.103 kg/m3 és 1,92-. 103 kg/m3 között legyen. Ez utóbbi szén alkalmazása a gyakorlatban különösen előnyösnek mutatkozott. A találmány szerinti elektródánál előnyösnek mu- 60 tatkozott továbbá az is, ha az alsó szelvényként alkalmazott szén úgy van kiválasztva, hogy fajlagos ellenállása 6-. 10-6 ohm kisebb. További előnyként vehető figyelembe az is, ha olyan szénanyagot alkalmazunk, amelynek a hőveze- 65 tőképessége több, mint 200 W/mK. Végül célszerű, 2
