189909. lajstromszámú szabadalom • Összetett elektróda ívkemencékhez
3 189909 4 A találmány tárgya általánosságban villanykemencékhez való elektróda, közelebbről meghatározva ún. összetett elektróda, amely egy folyadékhűtéses, hosszú élettartamú, de elfogyó felsőrészből áll, s ez egy hagyományos elektródához csatlakozik (vagy annak elfogyó csúcsréBzéhez), s amelynél a felső részhez folyadékhűtéses csatlakozóelemek tartoznak. A villamos ívkemencéknél az elektródák anyagául hagyományosan grafitot alkalmaznak. Ezek az elektródák elfogynak, leolvadnak használat közben, például villamos ivkemoncókben acélgyártás során az erózió és a korrózió következtében, amit oxidáció, szublimáció, leválások és más tényezők okoznak. Ez az elektródafogyás csúcsveszteségeket, ívoszlop-megszakadási veszteségeket, s különösen felületi oxidációs veszteségeket jelent. Egy átlagoB villamos ivkemencéknél az elektródafogyás 4-8 kg grafit, az előállított acél tonnájára számítva. Egy ismert módszer a grafitelektródák fogyásának csökkentésére villamos ívkemencéknél az elektróda védőbevonattal vagy burkolóanyaggal való ellátása, oxidációnak jól ellenálló anyagokból. Ezek a bevonatok általában megnövelik az érintkezési ellenállást az elektróda ób az elektródfogó között, továbbá némelyikük korrozlv hatású, mivel foszforsav-alapanyagúak. Ennek következtében ez a módszer nem talált széleskörű alkalmazásra. Másik módszer a grafitelektródák fogyásának csökkentésére az, amikor teljes egészében nemfogyó eleklródarendszert alkalmaznak. Ezek az elektródarendszerek teljes hosszában folyadékhűtéses elektródát használnak, külön berendezéssel, amely védi az elektródái a villamos ív rendkívüli hőmérsékletével szemben. Jóllehet ilyen rendszerek megtalálható a szabadalmi irodalomban, azonban a gyakorlati, kereskedelmi éleiben nem bizonyultak sikeresnek. Javasolták ezen túlmenően azt is, hogy szén vagy grafilrészeket tartalmazó összetett elektródákat csatlakoztassanak vízhűtéses fémalkalrészekhez, s ily módon csökkenthető a villamos ívkemencékben az eleklródfogyás. Számos szabadalmi leírás jelent meg ilyen speciális összetett elektródákra. így például a 896 429 sz. USA (Becket); a 2 471 531 sz. USA (Mc Intyre és társai); a 3 392 227 sz. USA (Ostberg); a 4 121 042 bz. USA és a 4 168 392 sz. USA (Prenn); a 4 189 617 és a 4 256 918 sz. USA (Schwabe); végül a 4 287 381 sz. USA (Montgomery) szabadalmi leírások ivkemencékhez javasolt folyadékhűtéses összetett elektródákat ismertetnek. Hasonlóképpen az 50 682, az 50 683 és 53 200 sz. Európa-szabadalmak leírásai (C. Conradly, Nurnburg) is összetett elektródák különféle kialakítására vonatkoznak. A fentiekben vázolt hiányosságok nagyrészét kiküszöböli a 77 513 sz. Európa-szabadalom, amely egy grafitból kialakított felső részű összetett elektródára vonatkozik, amely kettő vagy több, a felső rész teljes hosszán átnyúló, hosszanti fémcsővel van ellátva, amelyen keresztül a hűtőközeg áramlik. Ennek a megoldásnak azonban gyártástechnológiai szempontból vannak hiányosságai, amennyiben az ilyen struktúrájú grafit csötest megmunkálása nehézségekbe ütközik, ráadásul a több átfúrás miatt egy esetleges meghibásodás esetén mér nehezen lehet használni a fogyóelektródaként a hibás grafilrudat. Találmányunk a fentiekben vázolt hiányosságok kiküszöbölését célozza. Végül még egy feladat, hogy olyan öszszetett elektródát hozzunk létre, amely kihasználja a grafit nyomószilárdságának valamennyi előnyét. A feladatot a találmány értelmében úgy oldjuk meg, hogy lényegileg vízhűtéses öszszetett elektródának van egy vastagfalú grafit csőteste központi furattal, ebben a furatban egy vlzbevezetőcsö helyezkedik el, a csőtestnek a kemence felöli végén üreges fém közdarab van egy hagyományos grafitelektródához való csatlakoztatás céljából, a grafit csőtest felső végén fém eloBzlószerelvény helyezkedik el, van továbbá egy folyadékhűlési rendszere, ezen csőtest és a közdarab hűtésére, végül egy tarlórendszere a grafit csőtest hordozására, mégpedig nyomás alatt, ily módon megnövelve a grafit töréssel szembeni ellenállását. A grafit csőtest az Ivkemencéknél szokásos grafitból készült, mindkét végén menetes persellyel. A központi furat fala előnyösen tömítve van, hogy megakadályozzuk a vizszivárgást és filtrációt a grafitfalba vagy azon ét. A grafit csötest külső felületét kezelhetjük valamely oxidációellenes szerrel vagy bevonattal, vagy ímpregnélással. Ez azonban nem feltétlenül és nem mindig szükséges. Az elektróda csőtestét úgy állítjuk elő, hogy kifúrjuk középütt hosszában, éspedig nem nagyobb átmérőre, mint a perselyok kisebb átmérője. Ily módon marad egy olyan falvastagság, amely legalább 1/4-e a csötest külső átmérőjének. A fém közdarab üreges. A vízbevezetőcső külső átmérője kisebb, mint a grafit csötest belső átmérője; a vízbevezetőcső az elosztó szerelvénytől a központi furaton át a közdarabig vezet, így bejuttatja a hűtőközeget a közdarabhoz. Ezt követően a hűtőfolyadék felfelé áramolva visszatér az elosztószerelvényhez, éspedig azon a körgyűrű-keresztmetszetű járaton át, amely a vízbevezetőcső külső átmérője, valamint a csőtest központi furatának belső átmérője között van. Az elosztó szerelvény rendesen a grafit csötest felső végéhez van csatlakoztatva a grafit csötest perselymenetei útján, melyek annak felső végén találhatók. A vízbevezetőcső egyúttal arra is használható, hogy a grafit csőtestre összenyomó5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
