191423. lajstromszámú szabadalom • Eljárás széntartalmú tömörítvények gyártására használt masszák gyúrási energiájának folyamatos szabályozására
1 191 423 2 A találmány tárgya eljárás szántaitnInni tömörítvények gyártására használt masszák gyúrási energiájának folyamatos szabályozására. A széntartalmú tömörítvények valamely széntartalmű massza formázott darabjainak kiégetésével készülnek, amely széntartalmű massza szerves kötőanyag és meghatározott szemcse eloszlású, széntartalmű termék összegyúrásával jön létre. A tömörítvények rendeltetése szerint a kötőanyag (kőszénszurok, kőolajszurok, folyékony vagy szilárd szurok) illetve a széntartalmú szemcsék (kőszénkoksz, kőolajkoksz, antracit stb.) jellege lényegesen változhat, de minden esetben sor kerül egy hosszabb keverési-összegyúrási folyamatra a kötőanyag és a széntartalmú szemcsék között (mely utóbbiak szemcseeloszlását gondosan ellenőrzik), mégpedig olyan hőmérsékleten, hogy a kötőanyag kellőképpen folyékony állapotú legyen (például 60-180 °C-on) és olyan időtartammal, amely biztosítja a széntartalmű szemcsék minél tökéletesebb kötőanyaggal való átitatódását. Például az elektródák kiégetés utáni minősége (adott esetben a sűrűség, a fajlagos villamos ellenállás és az összenyomási szilárdság mérése alapján értékelve) szorosan összefügg a gyúrás hatékonyságával. A széntartalmú tömörítvények gyártására szolgáló modern üzemekben — különösen az alumíniumgyártásban, a timföld kriolitban való. Hall—Héroult eljárás szerinti elektrolíziséhez használt anódok gyártásánál — a kötőanyag — széntartalmú szemcsekeverék összegyúrását folyamatos gyúróláncban végzik, amely egy, vagy néha két sorba kapcsolt gyúrógépet tartalmaz. A jelenleg használt gyúrógépek egy tipikus példakénti kiviteli alakját tünteti fel vázlatos hosszmetszetben a csatolt rajz 1. ábrája, amely kiviteli alak esetében a találmány szerinti megoldás különösen jól alkalmazható. A rajz 2. és 3. ábrája a találmány szerinti eljárás menetét mutatja be adiagramok segítségével, amelyekre a későbbiekben még visszatérünk. Az 1. ábrán látható, elterjedten használt gyúrógépnek csőszerű, belső felületén fix 2 fogakkal ellátott 1 alapteste van, ahol a 2 fogak a csőszerű 1 alaptest 3 tengelyvonalához képest ferdén helyezkednek el, és amely alaptest belsejében egy forgó mozgással szinkronizált alternáló mozgással egy 4 tengely mozog, amely maga is el van látva 5 fogakkal, amelyek együttműködnek a csőszerű 1 alaptest 2 fogaival, hogy biztosítsák a széntartalmú massza átgyúrását és továbbítását. A fix 2 fogak, csavarvonal mentén vannak elrendezve, és a 4 tengely alternáló mozgásának amplitúdója a fix 2 fogak beépítési távolságához (menetemelkedéséhez) van igazítva. A gyúrógép(ek) kimeneténél motoros 7 zárószerelvényekkel, például tolózárakkal lezárható 6 kiömlőnyílás van kialakítva. Ezen 7 zárószerelvények nyitását és zárását a pillanatnyi teljesítmény szélső küszöbértékeinek függvényében lehet szabályozni, hogy biztosítsák a massza megfelelő átgyúrását és elkerüljék a berendezés „túltöltó'dését”, vagyis annak elakadását túlzott mértékű adaggal való feltöltés miatt. A fentiekben ismertetett típusú gyúrógép ismerhető meg például az 515 061 és 606 498 sz. svájci, és a 2 038 173 sz. francia szabadalmi leírásból. A kimeneti zárószerelvények nyitásának mértékét meghatározó szabályozást lehet kézzel végezni, de többnyire olyan szabályozást alkalmaznak, amely a motor által egy rövidebb időszakasz alatt felvett átlagos teljesítmény értékén alapul (P1D típusú analóg szabályozás). 2 lia megfigyeljük az áramerősség-görbe menetét az idő függvényében (ahol az áramerősség ez esetben egyenesen arányos a teljesítménnyel, lévén, hogy a gyúrógép egyenáramról működik), azt állapíthatjuk meg, hogy a görbének pszeudoszinuszos alakja van, amelynek amplitúdója különböző paraméterek függvényében változik (a zárószerelvények helyzete, a gyúrógép feltöltésének mértéke, a massza jellemzői, stb. . . .). Ennek a pszeudoszinuszos görbének egy periódusa egyenlő a gyúrógép-tengely alternáló mozgásának periódusával, amely körülbelül egy másodperc nagyságrendű vagy valamivel nagyobb. E kettős mechanikai mozgásra való tekintettel az analóg P1D szabályozás alkalmazása esetén egy RC időállandó-szűrő beépítését látták szükségesnek, hogy nivellálják a gyűr ógép ciklusainak (a főtengely előrelöketének és visszafutásának) megfelelő rövid periódusű rezgéseket. A zárószerelvények helyzetét tehát egy átlagos áramerősség-érték szabályozza, amely az, RC-tag időállandójától függ. Az RC-tag T időállandóját előnyösen úgy választják meg, hogy legalább egyenlő legyen a gyúrógép-tengely alternáló mozgásának periódusával. Ennek az egyszerű szabályozásnak azonban az a hátránya, hogy bizonyos esetekben nem elég gyors a készülék túltöltődésének elkerülésére, különösen, ha viszonylag magas átlagos gyúrási teljesítménnyel próbálnak üzemelni, amely közel van a motor teljesítőképessége maximumához. Mindamellett az alkalmazó biztonsági meggondolásokból a gyúrógépet lényegesen annak kapacitás-maximuma alatt használja, hogy túltöltődés esetén a motor rendelkezzen annyi teljesítmény-tartalékkal, hogy legyőzze az elakadást, és ismét elindítsa a gyúrógépet. Bizonyos gyártmányoknál, amelyeknél a széntartalmú tömörítvények szigorú szabályszerűsége és kiváló minősége alapvető követelmény, mint például az alumínium elektrolitikus előállításához használatos anódok esetén, a gyúrás analóg szabályozási folyamata nem teszi mindig lehetővé a minőség és a szabályszerűség olyan optimális szintjének az elérését, amelyet a felhasználók megkövetelnek, ugyanakkor a rendelkezésre álló kapacitás kihasználatlansága is kellemetlen kényszer. Egyébként az is megállapításra került, hogy szükséges volna az anódok optimális minőségének elérése érdekében optimálni és/vagy maximálni a gyúrási teljesítményt kilowattóra per tonnában, és ezt a teljesítményt kellene egységesen alkalmazni minden gyúrógépből vagy gyúróláncból távozó masszánál. A találmány által megoldandó feladat értelmében tehát igen finom gyúrási szabályozáshoz kell folyamodni, vagyis gyakorlatilag a gyúrógép kimeneti zárószerelvényérek nyitási mértékét kell nagyon finoman szabályozni a motor által felvett pillanatnyi teljesítmény függvényében, amelyet az analóg szabályozás csak tökéletlen módon biztosít, miután az integrálja a gyúrógép-tengely egy vagy több fogási ciklusára jutó áramerősség-változásokat. A találmány a gyúrógép működésének elemzésén és a motor által a forgó tengely alternáló mozgásának egymást követő ciklusai során felvett áramerősség 2. ábrán látható változásainak megfigyelésén alapszik. A találmány értelmében ahelyett, hogy folyamatosan mérnénk az áramerősséget, mint az analóg szabályozás-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
