186657. lajstromszámú szabadalom • Elektróda befogó szerkezet villamos ívkemencékhez
1 186 65 7 2 A találmány tárgya elektróda befogó szerkezet villamos ívkemencékhez, célszerűen az elektróda megfogására és tartására, valamint a villamos energiának az elektródafoglalatról az elektródára történő átvitelére. ívkemencéknél igen sokféle kialakítású és anyagú elektródafoglalatot alakítottak már ki. Kisméretű villamos ívkemencéknél a grafit vagy szén elektródához csatlakozó érintkező felület rézből vagy rézötvözetből van kialakítva, és ezeknél a kemencéknél az a fajta konstrukció kellő biztonsággal és tartóssággal üzemeltethető. ívkemencéknél az elektródafoglalatnak az a feladata, hogy amellett hogy tartósak, az árarnátmeneteknél minimális legyen az energiaveszteség, és kedvező legyen a foglalatban keletkező hő elvezetése. Ezeknek a feltételeknek az együttes teljesítésére igen sokféle anyagot és konstrukciós kialakítást próbáltak már ki. Egyik ismert foglalat például acélból van öntéssel vagy hegesztéssel kiképezve. Ennek a megoldásnak hiányossága, hogy a rézvezetékek és az acélfogialat, valamint az acélfogialat és az elektróda között az áramátmeneteknél kialakuló viszonyok az áramvezetés szempontjából rendkívül kedvezőtlenek, és ezek a foglalatok csak kisteljesítményű berendezésekben alkalmazhatók. Az US 2 477 077 számú valamint a DE 1 440 979 számú szabadalmi leírások olyan elektróda befogó szerkezeteket ismertetnek, amelyek rézből vannak kialakítva és bennük öntött hűtőrendszer van elhelyezve. Ezeknek a hiányossága, hogy mind anyagukat, mind előállítási módjukat tekintve költségesek, a körbeöntött csőrendszer miatt nehezen javíthatók, továbbá hátrányuk az is, hogy az acél és a réz egymással rosszul hegeszthető. Vannak olyan elektróda befogó szerkezetek is, amelyek rézből vannak hegesztve. Ennek a megoldásnak az a hiányossága, hogy vastagfalú rézelemeket kell egymással hegeszteni, és ezzel a szerkezet javíthatósága romlik különös tekintettel a réz hegesztésre való alkalmasságára, mivel az idők folyamán a kemence atmoszférából víz és oxigén diffundál a hegesztési varratba. Még egy további ismert megoldást az jellemez, hogy az elektróda befogó szerkezet acélból öntött vagy hegesztett alaptestet tartalmaz, amelybe rézlemezek vannak hegesztve, vagy pedig ömlesztő hegesztéssel, forrasztással vagy fémszórással rézréteget visznek fel az elektródát befogó felületre. Hiányossága ezeknek a megoldásoknak, hogy az acél és a réz közötti átmeneti tartományban a forrasztott kötés szövetszerkezete olyan, hogy az könynyen bereped, és ezáltal a berendezés megfelelő időállósága nem valósul meg. Hasonló módon az áramátmenefoé! is hasonló probléma jelentkezik. A fémszórás hátrányai is hasonlóak. A találmány célja, hogy olyan elektróda befogó szerkezetet valósítson meg villamos ívkemencékhez, amely megfelelően időtálló és könnyen javítható, és amely befogó szerkezet az acél igen jó mechanikai tulajdonságait és a réz igen jó villamos tulajdonságait egyesíti. A találmány szerinti elektróda befogó szerkezet lényege abban van, hogy önmagcában ismert hűtéssel kiképezett alaptestre az elektródát befogó felület és az áramcsatlakozó felület acél- és réz kombinációjából álló rétegként fémszórással van kiképezve, és a rézréteg vastagsága maximum 10 nim és a rézréteg és a réz-acél átmeneti tartomány fajlagos villamos ellenállásának az aránya 2:1. A találmány egyik előnyös kiviteli alakját az jellemzi, hogy az acél-rcz anyagkombináció villamos átmeneti ellenállása célszerűen körülbelül 2,5 • 10 6 ohm. A találmány egy másik előnyös kiviteli alakját az jellemzi, hogy az acél-réz snyagkombináció ötvözetlen 5 szerkezeti acélból van kiképezve. A találmány még egy további előnyös kiviteli alakját az jellemzi, hogy a hűtött alaptesten belül a hűtőközeg intenzívebb hőelvezetésére kiképezett választófal van elhelyezve. 10 A találmány szerinti elektróda befogó szerkezetet a továbbiakban példaként! kiviteli alakja segítségével ábrán ismertetjük részletesebben. A mellékelt ábra a találmány szerinti elektróda befogó szerkezet részben metszett térbeli rajzát mutatja. 15 Az elektróda befogó szerkezet acélból készült 1 alaptestből és az alaptestre felvitt elektróda 2 befogó felületből és áramcsatlakozó 3 felületből áll, amely 2 befogó felület és 3 csatlakozó felület az 1 alaptestre rögzítetten van felvive. Ahogyan ez az ábrán jól látható, a 2 befogó 20 felület és a 3 csatlakozó felület anyaga 2a, és 3a rétegként szórással felvitt acél-réz kombináció, ahol a réz rétegvastagsága előnyösen kb. 10 mm. A teljes elektróda befogó szerkezet vízhűtéssel van ellátva, A víz a hűtőközegbevezető 4 nyíláson áramlik befelé az elektródába, 26 és az 5 nyíláson lép ki. A pozíciószám a stilizált hutőközegáramlási irányt mutatja az ábrán, amely hűtőközeg egy közbenső 7 választófallal két részre van osztva, aminek következtében a hűtőközeg kényszeráramban halad tovább, és ennek eredményeképpen a keletkező hőel- 30 vezetés sokkal intenzívebb lesz. Az árambevezetés a 3 csatlakozó felületen keresztül történik az erre a célra kiképezett 8 furaton keresztül. A találmány szerinti befogó szerkezetnél a kísérletek során különösen előnyösnek mutatkozott az, hogy a rézréteg az acéllemezzel 35 olyan szoros kötésben van, ugyanis az elvégzett próbavizsgálatok során nem lehetett rézleválást tapasztalni. Ez annak is köszönhető, hogy a találmány szerinti elektróda befogó szerkezet egyik előnyös kiviteli alakjánál a rézacél anyagkombináció egymással való kapcsolata fogazás- 40 sál kialakított 2a, 3a rétegként van kiképezve. A találmány szerinti befogó szerkezet további előnye, hogy az átmeneti tartományban igen jó az anyag villamos vezetőképessége, amely gyakorlatilag megközelíti a tiszta réz vezetőképességét, ha az átmeneti tartományban az acél *5 és a réz aránya 2:1 -re van megválasztva. A találmány szerinti elektróda befogó szerkezet viszonylag könnyen szerelhető és állítható elő, és 2:1 acél, réz aránynál célszerűen ötvözetlen építészeti acél alkalmazható, amely lényegesen olcsóbb a többi acélnál. Iiyen acél lehet péidául az St 38 b-2 acél. A találmány szerinti befogó szerkezet az ismert megoldásoknál tartósabbnak bizonyult és olcsóbban elő is állítható azoknál. 55 SZABADALMI IGÉNYPONTOK 1. Elektróda befogó szerkezet villamos ívkemencékhez önmagában ismert hűtéssel kiképzett alaptesttel és 6° elektromos befogó felülettel, azzal jellemezve, hogy önmagában ismert hűtéssel kiképezett alaptestre (1) az elektródát befogó felület (2) és az áramcsatlakozó felület (3) acél és réz kombinációjából álló rétegként (2a, 3a) fémszórással van kiképezve, és a rézréteg vastag- 65 sága maximum 10 mm és a rézréteg és a ré2-acél átme2
