189911. lajstromszámú szabadalom • Összetett elektróda ívkemencékhez
3 189911 4 A találmány tárgya általánosságban elektromos ívkemencékhez használatos elektróda, közelebbről meghatározva: összetett elektróda, amely egy folyadékhűtéses, hosszú élettartamú, de elégő, elfogyó felső részből áll, hozzácsatlakoztatva egy hagyományos elektródához (vagy egy elégő csúcsrészhez), mely a felső részhez folyadékhűtésű összekőtóelemekkel kapcsolódik. Az elektromos ívkemencék elektródáihoz alkalmazott hagyományos anyag a grafit. Ezek a grafitelektródák használatkor elégnek, elfogynak - például a villamos acélgyártó ívkemencékben, - azon erózió és korrózió következtében, amelyet az oxidáció, szublimáció, lepattogzás és más tényezők hatása idéz elő. Ez az elektródafogyás magában foglalja a csúcsveszteségeket, az ivoszlopszakadásból adódó veszteségeket, de különösen a felületi oxidáció veszteségeit. Egy villamos ivkemence átlagos elektródafogyasztása négy-nyolc kg grafit, egy tonna előállított acélra számítva. Az ivkemencék grafitelektródáinál a fogyás csökkentésének egyik módja egy védőbevonat vagy burkolóanyag alkalmazása az elektródán, amelynek anyaga ellenáll az oxidációnak. Ezek a bevonatok rendszerint növelik az érintkezési ellenállást az elektródabefogó felé, és számos közülük korrozív is, mivel foszforsav-alapúak. Ennek következtében nem terjedt el alkalmazásuk széles körben. Egy másik módja a grafitelektródák fogyásának csökkentésének, hogy nem-fogyó elektródaszer keze te két, elektródarendszereket alkalmaznak. Ezek a rendszerek teljes hosszúságukban folyadékhűtéssel ellátott elektródákat használnak, külön kiválasztott berendezéssel, amely megvédi az elektródát a villamos ív igen magas hőmérsékletétől. Jóllehet a szabadalmi irodalomban le vannak Írva ilyen rendszerek, azonban ez a típus kereskedelmileg nem volt eredményes. Javasolták azt is, hogy olyan összetett elektródákat használjanak, amelyek szénvagy grafitrészeket tartalmaznak, vízhűtéses fémrészekhez csatlakoztatva, s ezek alkalmasak lennének az ívkemencék elektródafogyasztásának csökkentésére. Számos szabadalmi leírás vonatkozik ilyen különleges, összetett elektródákra, mint például a 986.429 sz. USA (Becket); a 2,471.521 sz. USA (Mc Intyre és társai); a 3,392.227 sz. USA (Ostberg); a 4,121.042 és 4,168.392 sz. USA (Premi); a 4,189.617 és 4,256.918 sz. USA (Schwabe), valamint a 4,287.381 sz. USA-szabadalmi leírás (Montgomery), amelyek folyadékhűtéses összetett elektródákat ismertetnek ívkemencékhez. Hasonlóképpen az 50.682; 50.583 és 53.200 sz. Európa-szabadalmak leírásai (C. Conradty, Nurnburg) is különféle kialakítású összetett elektródákra vonatkoznak. A fentiekben vázolt hiányosságok nagy részéi kiküszöböli a 77 513 sz. Európa-szabadalom, amely egy grafitból kialakított felső részű összetett elektródára vonatkozik, amely kettő vagy több, a felső rész teljes hosszán átnyúló, hosszanti fémcsővel van ellátva, amelyen keresztül a hűtőközeg áramlik. Ennek a megoldásnak azonban gyártástechnológia szempontból vannak hiányosságai, amennyiben az ilyen struktúrájú grafit csőtest megmunkálása nehézségekbe ütközik, ráadásul, a több átfúrás miatt egy esetleges meghibásodás esetén már nehezen lehet használni fogyóelektródaként a hibás grafitrudal. Találmányunk a fentiekben vázolt hiányosságok kiküszöbölését célozza. A feladatot a találmány értelmében úgy oldjuk meg, hogy lényegileg egy vízhűtéses összetett elektródát alkalmazunk, amelynek vastagfalú grafit csőteste van központi belső furattal, ezen belső furatban elhelyezkedő hűtőközeg bevezelőcsővel. Rendelkezik még egy üreges fém közdarabbal, mely a grafit csötestnek a kemence felőli végén helyezkedik el, és egy hagyományos grafitelektródához való csatlako7,ásra szolgál. Van továbbá egy fém elosztószerelvénye a grafit csótest felső végénél, végül egy hűtőfolyadék-ellátó rendszere, ezen grafit csótest hűtésére. A csóalakú grafit fő szerkezeti elem - a grafit csőtest - egy grafit ivkemence-eleklródából készült, két végénél menetes persellyel. A központi furat fala előnyösen szigetelve, illetve tömítve van annak érdekében, hogy megakadályozzuk a víz befolyását vagy beszivárgását a grafitfalba vagy a grafitfalon át. A grafit csótest külső felületét valamilyen oxidációgállószerrel kezelhetjük, vagy bevonattal, illetve impregnélással láthatjuk el, ez azonban nem minden esetben szükséges. Az elektróda ki van fúrva, s a központi furat átmérője nem nagyobb, mint a perselyek kisebb átmérője, ilymódon nagy falvastagság marad meg, ami előnyösen legalább 1/l-e a grafit csótest külső étmérőméretének. A fém közdarab belül üres. Egy hűtőközeg bevezetöcső, amelynek külső átmérője kisebb, mint az elektróda grafit csötestének belső furatátméröje, bevezet az üregbe egy elosztószerelvénylől indulva. Ez bevezeti a hűtőközeget az üreges közdarabba, a grafit csőtest közepén keresztül. A hűtőközeg ezután, innen felfelé haladva visszatér az elosztószerelvényben lévő kivezetócBÓhöz, mégpedig azon a körgyűrű-keresztmetszetű járaton keresztül, ami a hűtőközeg bevezetöcső, valamint az elektróda grafit csötestének belső fala között alakul ki. Az elosztószerelvény rendesen a grafit csótest felső végéhez csatlakozik az ezen grafit csótest felső végénél lévő persely menetei révén. A hűtőközeg bevezetöcső el is hagyható, és magának a grafit csötestnek a középső furatát lehet erre a célra felhasználni. Ebben az esetben a középső furat körül sugár5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
