160816. lajstromszámú szabadalom • Eljárás ívfényes elektromos kemencék grafit, vagy amorfszén elektródáinak oxidáció elleni védelmére alkalmas elektromosan vezető védőbevonat fémszórással történő előállítására
10#816 Az amorf-szónelektródákat, ill. grafitelektródákat különböző típusú kokszgranulátumokból (kalcinált antracit, petrolkoksz, stb.) és kötőanyagból (kátrány, szurok, stb.) állítják elő. E két elektródaminőség gyártástechnológiájában meglevő legnagyobb eltérés a préselést követő izzítási hőmérséklet megválasztásában mutatkozik. Általános tapasztalat az, hogy elektródáknál a gyenge pontot a kötőanyag elkokszosodott maradványa jelenti. Bizonyos értelemben ez annak a következménye, hogy a kötőanyagként használt koksznak nagyobb a porozitása, mint az elektróda- anyagnak. Szuroknál a kdkszmaradyány 1—1,2 g/cm3 látszólagos fajsúlyú, ezzel szeiaben amorf-szénelektródánál ez az érték átlagosan 1,5; grafitelektródánál pedig fcb. 1,62. Elektródák esetén az az előnyös, ha a reakcióképesség csekély, vagyis az oxidálódással szembeni ellenállás nagy. Végeredményben az- elektródák oxidálódása, ill. a kipergés okozta veszteség a felhasználási módtól, ill. kemencetípustól függően az alábbi helyeken következik be: a) Ívfényes acélgyártó elektrökemenoéknél a kemencetérben és közvetlen a boltozat felett, oxidáló hatású atmoszféra következtében. b) Ferroötvözetgyártó, ill. nyitott típusú kemencéknél az elegyszint felett, szintén oxidáló hatású atmoszféra következtében. . Mindkét kemencetípusnál az elektródák oxidáció elleni védelmére alkalmas bevonatnak, ill. eljárásnak az alábbi feltételeket kell kielégíte-1. Nagyfokú hőállóképesség 2. Gázzáró kéoesség 3. Az elektróda anyagával megegyező, vagy aranál jobb elektromos vezetőképesség 4. Az elektróda anyagával megegyező, vagy közel azonos hőtágulási együttható 5. Az elektróda anyaga és a bevonat közötti diffúziós úton kialakuló kémiai kötés. A találmány tárgyát kéoező eljárás szerint az elektródák felületére felvitt védőréteg a fentebb említett követelményeknek messzemenően megfelel. Az elektródák felületére fémszórással felvitt védőréteg lényegében egy olyan alumínium-bázisú bevonat, melyben a felszóráskor az alumíniumban igen rosszul, vagy egyáltalában nem oldódó nagy hőállóságú, rácsszerű szerkezet alakul ki. A rácsszerkezet hézagait alumínium tölti ki. Az ilyen védőréteggel ellátott elektróda üzemelése során fokozatosan egyre magasabb hőmérsékletnek van kitéve, melynek hatására a védőréteg rácsszerkezetének hézagait kitöltő alumínium 660 °C-on megolvad, az elektróda felületén gázzáró, de egyben elektromosan jól vezető réteget alkot, mely megakadályozza az elektróda- karbon-anyagának az atmoszféra oxir dáló hatására bekövetkező leégését, sőt ezen túl-» menően a kipergésből adódó mechanikus veszte-r ségeket is. A védőréteg oxidáló hatású atmosz-5 férával érintkező oldalán — hevítés közben — vékony, de tömör oxidréteg keletkezik, mely a réteg belsejében létrehozott rácsszerkezet hézagait kitöltő olvadt fémfázist védi a további oxidációtól. A védőréteg elektródával érintkező ot-10 dalán — ugyancsák a magas hőmérséklet hatására — diffúziós folyamat indul meg, melynek következtében az elektróda anyagához kapcsolódó karbidvegyületek keletkeznek. 15 Találmányunk lényege tehát egyrészt az a fel; ismerés, hogy fémszórással az elektróda felületére olyan — több kompónansű, Al bázisú — fémes védőbevonat vihető fel, melynek magas olvadáspontú, Al-ban kismértékben, vagy egyál-c 20 tálában nem oldódó komponensei a védőrétegben rács-, ill. vázszerű szerkezetben helyezkednek el és az így kialakult váz-szerű szerkezet hézagait— az elektróda üzemszerű használata esev tén — folyékony, tehát gázzáró Al fázis tölti kij 25 másrészt a váz-szerű szerkezetet alkotó fázis, valamint az Al fázis levegővel érintkező részén — oxidáció révén — 'magas olvadáspontú —• spinell csoportba tartozó — vegyületekből álló kompakt réteg keletkezik, mely a fémes védőré-S0 téget a további öxMációtól anegvédi. A védőrétegben váz-szerű hatást kifejtő magas' olvadáspontú komponensek a Cr, Mo, V, W, Ti, Zr, B, Si, karbidjai, a Cr, Mo, V, W, Ti, Zr, 35 szilícidjei, ill. boridjai vagy ezek keverékei lehetnek. Eljárásunk szerint a védőbevonatot az elektróda felületére fémszórással visszük fel. E cél-» ból — erre a célra alkalmas berendezés segítsé-40 gével — alumínium szalagból és a találmány tárgyát képező védőbevonat összetételének megfelelő arányban összekevert karbidokból, boridokból, ill. szilícidekből portöltésű huzalt készítünk. Az ilyen módon elkészített, ún. „csűhuzal" 45 képezi a fémszórás alapanyagát, melyet bármilyen rendszerű, ill. típusú fémszóró pisztolyból a forgató mechanizmus által forgatott elektróda felületére szórhatunk. A csőhuzal töltetét alkotó porelegy szemcséiből keletkezik a védőbevonat-B„ ban váz-szerű szerepet betöltő fázis, melynek hézagait a porkeverékkel egyidejűleg felszórt Al tölti ki. Az elektróda felületére felszórt fémes védőbe* vonatot ezután hidrolizált etilszilikátból és SiC-ból, ill. B^C-bol készült szuszpenzióval fújjuk be. Ez utóbbi kezelés egyrészt megakadályozza a ;; i Jkissé porózus fémes védőbevonat túl korai oxidációját, másrészt a Védőbevonat felületén megtapadó SiC, ill. B4C bizonyos mértékű védelmet nyújt a kemence atmoszférában jelenlevő vasoxid, ill. bázikus oxidok pora okozta elsalakító hatással szemben. 60 — Eljárásunk szerint készített fémes védőbevoe>5; nat használata ívfényes elektroimos kemencében 3
