189458. lajstromszámú szabadalom • Kemencefenék, különösen egyenáramú ívkemenmcékhez
1 189 458 2 A találmány tárgya kemèncefenék, különösen egyenáramú ívkemencékhez a kemence fémgyűjtőterébe benyúló központos grafitelektródával és a kemencefenékbe beültetett több, koaxiálisán elhelyezkedő fém-, illetve acélrúddal, melyeknek külső vége a fémből lévő kemenceköpeny alap-acéllapjában van ágyazva. Ennél a kemencetípusnál, melyet a legutóbbi időkben üzemszerűen alkalmaznak, a kemencefenék lemezköpenye központi acéllappal van ellátva, abba beültetett acélrudakkal, melyek a kemencefenék tűzálló anyagán egészen a tűzoldalig átnyúlnak. Az acélrudak anódokként működnek, míg a felülről lelógó központi elhelyezésű, szokásos grafitelektróda katódként van kapcsolva. Emellett a villamos ív úgyszólván a kemencefenékhez ér, ami ezáltal rendkívüli igénybevételnek van kitéve, s ilyen igénybevételnek az ismert kemencefenekek, így például a háromfázisú ívkemencéknél szokásos fenékkialakítás nem tud kielégítően ellenállni. A találmány feladata egyenáramú ívkemencékhez olyan kemencefenék létrehozása, amely a gyakorlatban kielégítő élettartamú. A feladatot a találmány értelmében úgy oldjuk meg, hogy a kemencefenék legalább az acélrudak, illetve az acéllap környezetében egy felső, krómoxid-tartalmú tűzálló magnéziaréteggel, továbbá egy alsó, szerves kötésű grafitréteggel, valamint ezen két anyag keverékéből álló közbenső réteggel van ellátva. A találmány szerint ily módon kialakított kemencefenék különösen kitűnik jó hővezetésével és a rétegekkel párhuzamos jó villamos vezetőképességével. Míg a magnéziaréteg a legjobban betölti a szokásos tűzállósági feladatokat az acélolvadék erózív támadásával és a termikus igénybevételekkel szemben, addig a grafittartalmú, s termikusán még viszonylag erős terhelésű közbenső réteg hőkiegyenlítőként hat és különösen a villamos áramlás egyenletes eloszlását segíti elő a kemencefenékbe beágyazott acélrudakhoz, melyeknek egyenletes villamos terhelését végül is az alsó grafitréteg hozza létre, amely az anódbázist alkotó acéllappál közvetlenül érintkezik. A találmány szerinti rétegelrendezés, illetve kemencefenék, mint egység, kiváló termomechanikai viselkedésű, tartóssága pedig ki emelkedő értékű. A továbbiakban a találmány értelmében az is célszerű, hogyha a tűzoldalon lévő magnéziaréteg legalább 90 súlyszázalékban MgO-ból, valamint legalább 1,5 súlyszázalékban zöld, finom szemcséjű Cr203-ból és a szerves kötésű grafitréteg pedig legalább 95 súlyszázalékban grafitot tartalmazó grafitmasszából áll, miközben a grafitmasszának a közbenső rétegben való részaránya 20 és 80 súlyszázalék között van, előnyösen azonban 40 súlyszázalék. A találmány szerint javasolt magnéziamassza fizikai tulajdonságai alapján a legjobban ellenáll a kemence tűzoldalán fellépő üzemviszonyoknak. Ugyancsak elmondható a találmány szerinti grafitmasszáról, hogy vezetőképessége igen jó, a találmány szerint javasolt keverékmassza pedig, amely nehézség nélkül összekeverhető, a masszák bedöngölésekor rétegmentes lépcsőzést tesz lehetővé, mint a magnéziamassza, mind a grafitmassza felé. Ami a kemencefenék szerkezeti kialakítását illeti, a találmány értelmében a tűzoldali magnéziaréteg a fenék vastagságnak legalább a felét teszi ki. Ez célirányos méreteket biztosít a kemencefenék maszszarétegei számára, melyek statikai okokból is előnyösen, a kemencének a központi fémalapig lépcsőzetesen ereszkedő tűzálló bélésén belül helyezkednek el. A találmányt a továbbiakban annak az ábrán bemutatott példaképpeni kiviteli alakja kapcsán ismertetjük részletesebben. Az ábrán az 1 egyenáramú ívkemencének 2 lemezköpenye és tűzálló 3 bélése van. A 4 olvasztótérben a 3 bélés lépcsőzetes 5 kerületi rézsűként van kialakítva, amely a 6 lemezfenékben elhelyezkedő 7 acéllap külső kerületéig ér. A 7 acéllapba egy körfelületen elosztva függőleges, a tűzoldali 8 fenékfelület fölé nyúló 9 acélrudak vannak beerősítve. Ezek a 9 acélrudak képezik az elektródakapcsolásban az anódokat, míg a kemencefedélen keresztül benyúló 10 grafitelektróda katódként van kapcsolva. A tulajdonképpeni 11 kemencefenék, amelybe a 9 acélrudak be vannak ültetve, egy vagy több 12 magnéziarétegből, egy magnéziát és grafitot tartalmazó 13 közbenső rétegből, valamint egy 14 grafitrétegből áll. A 12, magnéziaréteget, 13 közbenső réteget és 14 grafitréteget nem formázott tűzálló masszákból készítjük, aminek során a 4 olvasztótér 5 kerületi rézsűjén belülre először a 14 grafitréteget döngöljük be olyan tömörséggel, amely a lapocskákból álló grafit irányítottságát vízszintes irányúvá teszi, ami azután mindenekelőtt a 14 grafitréteg, villamos vezetőképességére hat kedvezően. Ezt követően a 13 közbenső réteg és a 12 magnéziaréteg bedöngölése következik, ügyelve arra, hogy az anyag a határfelületeken megfelelően illeszkedjék, amit a 12 magnéziaréteg, valamint a 14 grafitréteg jellemzőit egyaránt felmutató 13 közbenső réteg kellően elősegít. Ilyen módon a 11 kemencefenék egészének üzemközbeni viselkedése szempontjából rendkívül előnyös, kitűnő összekötés jön létre a 12 magnéziaréteg, 13 közbenső réteg és 14 grafitréteg között, rétegeződések képződése nélkül. Nyilvánvaló, hogy a kemence üzeme során a villamos ív közvetlenül hat a berakott adagra, ami például felül még nem megolvadt fémdarabokat tartalmaz, s ezek különböző kontaktusba kerülnek a 9 acélrudakkal. Az ily módon feltételes, eltérő áramfolyamat az anód-keresztmetszetben a 13 közbenső réteg és 14 grafitréteg villamos vezetőképessége messzemenően megakadályozza, mivel azok villamos összeköttetést jelentenek a 9 acélrudak között. A villamosán alig vezető 12 magnéziaréteg a hőt a 2 lemezköpeny irányában elvezeti, úgyhogy az alatta elhelyezkedő, kevésbé hőálló 13 közbenső rétegtől és 14 grafitrétegtől a káros hőmérsékleti hatásokat távol tarthatjuk. 5 10 15 20 25 3C 35 40 45 50 55 60 2
