147630. lajstromszámú szabadalom • Kitérőfalú rugós kivitelű katódkád alumíniumkohászati célra

Megjelent 1960. október lo. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 147.630. SZÁM 40. c. 1-6. OSZTÁLY — Sí—735. ALAPSZÁM Kitérőfalú, rugós kivitelű katódkád — alumíniumkohászat céljára Orbán Tibor oki. gépészmérnök és Szirti Károly főmérnök, mindkettő Miskolc ' A bejelentés napja: 1959. március 23. A kitérőfalú, rugós kivitelű katódkád eredménye az acélszerkezet maradó alakváltozásának a teljes kiküszöbölése. Fontos célja a találmánynak, hogy a katódkád részei jól méretezhetők legyenek. A katódkádat kitöltő döngölt massza ugyanis az üzembehelyezéskor hő hatására kitágul, majd ezt követően üzemközben is folyamatosan duzzad, térfogata megnövekszik. A massza kockaszilárdsága figyelemmel arra, hogy kiterjedését a katódkád acélszerkezete akadályozni törekszik, fokozatosan nő. Akkor, amikor a kockaszilárdság annyira megnövekedett, hogy az acélszerkezet további tömörödést nem képes előidézni, inert az acélszerkezet teherbírása ezt már nem teszi lehetővé, a bélés tömörödése és kockaszilárdságának növekedése helyett az acélszerkezet deformációja következik be. A 'gyakorlatban jelenleg használt megoldásoknál tehát üzemközben először az acélszerkezet rugalmas, ezt követően pedig maradó alakváltozása következik be. Fenti folyamat okozza, hogy az acélszerkezetet a belső nyomások felvételére gyakorlati okokból méretezni nem lehet. A korábban, tisztán (

műszaki érzésekre épülő tervezés folytán állandóan robosztusabb és súlyosabb szerkezetek nyertek kialakítást, melyek .mint ez most már kiderült, ugyancsak gyengék, mert ezeket a szerkezeteket is a belső erők az anyag folyási határain túl terhelik. További célja a találmánynak, hogy az átlagosan 2 évenként ismétlődő béléscserék alkalmával a katódkád az eredeti alakját nyerje vissza. Korábban ugyanis á folyási határon túlterhelt szerkezet a béléscserék alkalmával már deformált volt, újabb üzemibehelyezése után ez a deformáció folytatódott és a szerkezet szakadásával ért véget. Célja a találmánynak, hogy az alumíniumkohászat szakembereinek véleménye szerint szükséges, a bélést állandó erővel megtámasztó kád szerkezetet biztosítsa. További és fontos célja a találmánynak, hogy a bélés duzzadásakor előálló geometriai viszonyokkal a kád acélszerkezete összhangban legyen. A találmány céljai és előnyei részletesebben a következő leírásból tűnnek ki, amelyben a találmányt hivatkozással a rajzokra, ismertetjük. 1., 2. és 3. ábra a találmány alapelveit rögzíti. A massza duzzadásából eredő belső erőket az önmagában véve merev —1— keretszerkezet veszi fel. A —6— 'oldalfalak -—3— előíeszített rugókon keresztül támaszkodnak a keretszerkezetre:' A keretszerkezet meghatározott nagyságrendű belső erő felvételére méretezhető. Ugyanezen erőnek megfelelően a rugók előfeszíthetek a —4— feszítőcsavarokkal. A kád teljesen azonosan viselkedik a korábban alkalmazott kádakkal. Amikor azonban a belső erők hatására a kádak acélszerkezetének folyási határon túli igénybevétele és deformációja következnék be, a beépített előfeszített rugók összenyomódnak, a szerkezet egyetlen elemének folyási határon túli terhelése és deformációja nem következhet be. A szerkezet maradó alakváltozása helyett az oldalfalak kitérnek, de a bélésre kismértékben lineárisan növekvő és állandó nyomást fejtenek ki. A kádak bélésének felújítása alkalmával, amikor is a duzzadt masszát a kádból teljesen eltávolítják, a kád eredeti szabályos alakját nyeri vissza, mert a rugók a belső nyomástól felszabadulva az oldalakat eredeti helyzetükbe visszaviszik. Jelentős geometriai hibát is kiküszöböl a találmány. A belső massza ugyanis úgy a hő, mint az üzomközfoen előálló duzzadás hatására minden irányban igyekszik kiterjedni. Ezt az; acélszerkezet korábbi 'kialakítása; mellett követni nem tudta, mert az átlók hossza az összefüggő oldalfal kialakítás miatt nem növekedhetett. Ennek folytán a sarokpontokhoz közeli mezőkben keletkező belső feszültségcsúcsok az oldalakat nagymérvű deformációra kényszerítették. Az elméleti meggondolások arra mutatnak, hogy az oldalfalak a régi megoldásoknál a szerkezet deformációjának bekövetkezése után a középső' szakaszon a bélést meg sem támasztották. Példaképpen javasolatunknak két kiviteli formáját kívánjuk leírni. Az 5. ábra egy kádfal metszetét mutatja. Alsó és felső —1— keretszerkezet nyer alkalmazást, amelyek gerinclemezekből, belső és külső övlemezekből vannak hegesztve. A bordákkal merevített —6— oldalfal a —4— csavarokkal és —5—