190717. lajstromszámú szabadalom • Hőálló védőburkolat elektroacélgyártás elektródjainak fémrészéhez
190 71' 2 A találmány szerint különösen előnyös a védőbevonat, ha a burkolóanyag össztömegére vonatkoztatva mintegy 30-50 tömeg%-nyi grafitos szenet tartalmaz. Mindemellett az üzemi körülményektől az elektród fajtájától stb. függően — az előzőekben leírtak értelmében — gyakran kielégítő eredmény érhető el, ha a grafithányad a burkolóanyagra vonatkoztatva a megadott előnyös határokon kívül van. A keramikus összetevő általában a burkolóanyag menynyiségére vonatkoztatva mintegy 20-80 tömeg %-nyi lehet, ezen belül különösen kedvező eredményt ad, ha ez az érték 40-65 tömeg % tartományban van. A burkolóanyag mind a szénösszetevőt, mind a keramikus összetevőt akár darabos vagy szálas alakban, akár réteges szerkezetben is tartalmazhatja homogén vagy inhomogén eloszlásban. Ezáltal rendszerint egy keramikus ,,mátrix" érhető el, amelybe a szénösszetevő irányított eloszlásban van beágyazva. Ezáltal az összetevők kedvező módon egészítik ki egymást és így meglepően hosszú használati idő érhető el. Egyes esetekben azonban az is lehetséges, hogy a burkolóanyag előállítása során az egyes összetevők burkolóanyagon belüli célzott inhomogenitására törekedjünk, még ha ez csupán különleges felhasználási célok esetén jöhet csak számításba. A találmány szerinti védőbevonat a legkülönbözőbb módokon állítható elő, mikoris rendesen a burkolóanyagok előállítására való szokásos módszerek használhatók a keramikus összetevő és a szénösszetevő tűzállóságának figyelembevételével. A burkolóanyag előállítására szolgáló tipikus eljárás szerint a kiindulási anyagokat, azaz a szénösszetevőt, valamint a keramikus összetevőt — adott esetben a víz és kötőanyag hozzáadásával — összekeverjük, ezt követően formázzuk, majd kiégetjük. Víz hozzáadása gyakran kedvező, mert ez a massza elkeverését — mindaddig, míg teljesen homogén nem lesz — könnyebbé teszi. Egyes esetekben a keramikus összetevő anyagi minőségétől valamint mennyiségétől függően érlelési periódus is alkalmazható, amelynek során az anyagok óráktól egészen néhány hétig tartó ideig, adott esetben páradús atmoszférában pihennek. A keverés vagy az esetleges ,,érés” után általában formatestet készítünk a masszából, például préseléssel, döngöléssel vagy öntéssel. A találmány szerint különösen előnyös, ha a védőbevonatot a kombinált elektród fémrészére oldhatóan felhelyezhető formaelemként alakítjuk ki. Ilyen formaelem pl. a cső, a csodarab, a gyűrű és ezek elemei. Ezeket a formatesteket speciális módon célszerű kialakítani, hogy a fémrészeket különösen jól fedjék le. Az ilyenfajta formatestek konstrukciós kialakítását tekintve utalunk a bejelentő más találmányát ismertető 31 02 776 számú NSZK-beli közrebocsátási iratára, amelynek idevonatkozó tartalma szintén a jelen bejelentésre is vonatkoztatható. Az ilyenfajta oldhatóan felhelyezhető formatestek, mint már említettük, különleges technikával, például vibrációs formázással és extrudálással állíthatók elő. A találmány szerint különösen előnyös, ha a burkolóanyag a szénrészecskéket túlnyomórészt inhomogén, így anizotrop elrendezésben tartalmazza. Kedvező hosszirányú orientáció érhető el a következő alakítási eljárásokkal: extrudálás, folyamatos vibráltatás, izosztatikus préselés eltolható formával, kézi alakítás és a centrifugál - öntés. Általános az ily módon készített, a szénrészecskéket túlnyomórészt hosszirányban tartalmazó és példaként smertetett burkolóanyagoknál, hogy az elektród középvonalával párhuzamos irányban nagy az oxidációval ^embeni ellenállóképességük, csekély mértékben tapad -ájuk a salak, és ha mégis feltapadt, könnyen leolvad foluk. A találmány szerinti burkolóanyag azonban a szénré- Æecskéket keresztirányban is tartalmazhatja, keresztirányú orientáció érhető el például a következő alakítási eljárásokkal : tömbpréselés, döngölés, iszapolás, hideg és meleg izopréselés, vibráltatás, öntés és szórás. Különö■-en kedvező orientáció érhető el iszapolással vagy vibrál'atással, és a kedvező orientáció következtében a formapestek hővezetőképessége növekszik. A találmány előnyös megvalósítási esetében a burkolóanyag hővezető képessége kisebb, mint 210 kJ/mhK. A burkolómassza általában egészen 1600 °C-ig terjedő, előnyösen 1200-1400 °C közötti hőmérsékleten égethető ki. melynek során mintegy 500 °C feletti égetési és szinterelési hőmérsékletek felett általában ügyelnünk kell arra, hogy friss levegő'ne jusson az égőtérbe vagy a levegő cirkuláljon ott. Egyes esetekben a kiégetés több lépésben történik, amelynek során egy első alacsonyabb hőmérsékletű — adott esetben magasabb hőmérsékletű — második égetés követhet. Például grafitból és magnéziam-oxidból álló burkolóanyag előállításánál 900-1400 °C tartományú előégetést alkalmazunk, amelyet a magnézium-oxid tömeghányadától függően magasabb hőmérsékletű utóégetés követhet. Általában kívánatos, az égetési folyamat előtt egy lényegesen alacsonyabb hőmérsékletű előszárítást is alkalmazni az esetlegesen még meglévő nedvességtartalom kihajtására, továbbá a hőnérsékletet hosszabb időközönként növelni az égetési hőmérséklet eléréséig. A találmány szerinti burkolóanyag keramikus összetevői tűzálló vegyületek, általában hőálló oxidok, sziliká•ok, karbidok, valamint ezek keverékei. Példaként említhetjük A1 vagy Mg oxidjait vagy szilikátjait, illetve a SiC-t. A találmány szerinti burkolóanyag keramikus összetevőjeként különösen az agyag, szilícium-oxid, \1203, szilícium-karbid, titán-dioxid, és ezekből képzett keverékek bizonyultak ked-vezőeknek. Ezek között is különösen előnyösek az MgO-t és szilícium-karbidot tartalmazó anyagok. Amennyiben kívánatos a keramikus és/vagy szénösszerevő legalább részben szálformájú is lehet, mint például: kaolinit-szál, a szén-szál stb. A keramikus valamint szenes összetevőket fajta és mennyiség szerint úgy kombináljuk, hogy a kompozícióból megfelelő préseléssel és szintereléssel előnyösen olyan burkolóelemet állítunk elő, amelynek hőtágulási együtthatója kisebb, mint 15xlO'6/K. A találmány szerinti előnyös burkolóelemek hőtágulási együtthatója 12-12)x 10_6/K tartományban van. Ezen értékek betartása esetén rendszerint egyszerű az acélolvasztási üzem közben az elektródra jutó hőmennyiségnek az elektród hűtőrendszerével való elvezetése, mégpedig úgy, hogy a védőbevonat hőmérséklete viszonylag alacsony értéken tartható, anélkül, hogy a hűtőfolyadékot a hűtőrendszerben nyomással kellene áramoltatni. Ezáltal a burkolóelemek különösen hosszú ideig használhatók. Célszerű a burkolóelemeket úgy kialakítani, hogy 8 bar alatti nyomású áramló vízzel hűtött vörösréz-szár hőmérséklete ne érje el a 300 °C hőmérsékletet. A találmány szerinti kompozíciók használhatók, az elektród fémszárára helyezhető védőelemek, így pl. csö-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
