JPH0113637B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、個々の電極部分を直接に、またはテ
ーパー状ねじ部の形の中間の連結ピンを用いて、
接合することにより構成される炭素と黒鉛の少く
とも一方の材料より成る電極柱を構成するために
物品を独特のやり方で用いる改良した方法に関す
るものである。

本発明が向けられている問題を解決するために
従来提案されている方法は、互いにねじ合わされ
る電極部分に位置合せマークをつけるものであ
る。この方法の実施においては適切に行われれば
優れた結果を達成できるが、電極部分を接合させ
るためにねじ部分が互いに接近させられる時に同
軸状にしなければならない。これは接合作業時に
ねじ部分を見ながら手作業で行わなければならな
いが、その作業は困難であり、精密に行わなけれ
ば信頼度が低くなり、電極部分を接合するのに必
要な同軸配列を確保するために、作業現場（炉）
において、スリーブを用いて機械的な固定を行
い、作業が終つてからそのスリーブを取り外さな
ければならない。

前記問題を解決する別の先行技術が米国特許第
3795753号明細書と第3976818号明細書に開示され
ている。それらの米国特許明細書においては、一
方の電極部分が他方の電極部分へ接近させる場合
にその一方の電極部分を導くために用いる面倒で
高価な機械が開示されている。また、ドイツ特許
第1076845号明細書に開示されている発明は、電
極柱部材を整列させる目的を有するが、電極柱部
材が締付けられている間にその目的を達成するも
のであるから、電極柱の一方の部分が他方の部分
に接近する時にそれらの電極柱部材が損傷を受け
ないようにするために必要なねじにより整列させ
るという問題は生じない。

そのような方法と装置はれそぞれの所期の目的
を達成するために通常受け容れることができるも
のであるが、構成が複雑であつたり、使用もしく
は操作に不便であるために全面的に満足できるも
のではない。そのような先行技術の諸欠点のため
に、前記したような方法と装置に対する需要が絶
えずあつた。そして、多くのひとびとの努力にも
かかわらず、その需要を満す全面的に満足できる
方法と装置はいままで完成されなかつた。

本発明の目的は、構成が極めて簡単で、操作が
容易であり、かつ実施に費用があまりかからな
い、前記したような種類の方法と装置を得ること
である。

本発明は、接合される２つの電極柱部材が、一
方の電極柱部材のテーパーねじ部を有する接合要
素のくぼみまたは孔の中に挿入させられるように
なつている、他方の電極柱部材から延びてテーパ
ーねじ部を有する軸線方向に配置されるピンのテ
ーパーねじ部と、前記接合要素のテーパーねじ部
が接触する位置にくるような相対的関係にされる
前に、前記ピンのテーパーねじ部が前記孔の中に
挿入させられるように構成されたピンを設けるも
のである。

アーク炉の正常な運転の結果、熱源として用い
られている炭素電極または黒鉛電極が消耗する。
最少限の運転停止で炉を連続運転させるために
は、炉内に設けられている電極に新しい電極を連
続して接合できることが必要である。従来は、そ
の電極連結接合は、一方の電極に他の電極を直接
ねじこむか、中間の二重端部ねじソケツトまたは
ピンを用いることにより行われていた。直接に接
合され、または連結ピンを用いて接合された２本
またはそれ以上の接合電極のことを電極柱と呼
び、個々の電極を電極部分と呼ぶことにする。

炭素電極部分と黒鉛電極部分に共通の問題は、
電極柱のねじ部が損傷を受けることである。損傷
を受けたねじ部からとれた破片が、ねじ部自体の
損傷よりおそらくもつと重大な問題をひき起す。
その破片がねじの荷重を支える面に残つている
と、その破片のために大きなストレスが加えられ
る部分や、ねじ合わされている部分の間の隙間な
どが生じ、局部的に電流密度が高くなつて「高温
度の点」が生じ、そのために接合部分が破壊され
ることがある。

電極部分自体のねじこみによる接合と、連結ピ
ンにはまつすぐなねじ部またはテーパーねじ部を
設けることができる。隣り合う電極部分に互いに
はめ込まれる雄型ニツプルと雌型くぼみをそれぞ
れ設けることにより、一つの電極部分を他の電極
部分に直結できることが当業者にはわかるであろ
う。または、隣り合う電極部分を適切に接合させ
るために、２つのニツプル端部または２つの雌型
くぼみを場合に応じて有する連結ピンを用いるこ
とにより、２つの電極部分を接合できる。

電極部分にテーパーねじ部が設けられ、連結ピ
ンが設けられる場合には、一方の部材は、ねじ部
をねじ合わせることができるようになる前に、接
合部材を挿入せねばならず、本発明が向けられて
いるのはその種のねじ接合である。先に一般的に
説明したように、テーパーねじによる電極接合の
１つの態様は、電極柱に付加され電極部分のニツ
プルと、炉内に設けられている電極部分の前記ニ
ツプルが挿入される雌型くぼみとの間の直接雄―
雌関係を含む。もちろん、炉内に設けられている
電極部分にニツプルを設け、電極柱に付加される
電極部分に雄型部分を設けることもできる。ま
た、別の態様は、１つのニツプルと１つの雌型く
ぼみをそれぞれ有する２本の連結ピンを用いるこ
と、または、１本の連結ピンの両端にそれぞれニ
ツプルと雌型くぼみを設け、他方の連結ピンの対
応する雌型ピンとニツプルをはめ合わせることも
含む。連結ピンを用いる時は、炉内に設けられて
いる電極部分または電極柱にまずその連結ピンを
連結でき、またはその連結ピンを、最初の電極部
分または電極柱に接合する電極部分に最初に結合
できる。

炉内部の電極部分に付加する電極部分を運ぶた
めに何らかの手段、通常はクレーン、が用いられ
る。一方の電極部分の雄ねじ部は、テーパーねじ
をねじ合わせることができるようになる前に、他
方の電極部分の雌ねじくぼみの中に挿入せねばな
らない。この場合には、ソケツトの壁のために作
業員の視界が妨げられるために、接合させる電極
部分の位置を定めるために、それらの電極部分を
満足に見ることが阻止される。この点で、電極部
分を下降させると、一方の電極部分のねじ部（ま
たは、適切な位置にある任意の連結ピン）を他方
の電極部分のねじ部に接触させることができる。
電極柱に付加される、クレーンにより吊り下げら
れている電極を振り子運動により、２組のねじ部
に側面から衝撃を与えることができる。

炭素と黒鉛はもろい物質であり、接触によつて
破片が生ずることがしばしばある。

ねじの山と溝の間は非常に狭く、かつ迷路状と
なるから、破片がねじ部から出ることが阻害され
る。ねじ溝の中に捕えられている破片のために適
正なねじ合わせが妨げられ、端面の圧力が低下す
るか、完全になくなるために、電極部分の端面を
通じての導電度が低下するか、なくなつてしま
う。更に、ねじ部の荷重を支える表面の間に捕え
られている破片が所期の導電路を破壊し、捕えら
れている破片を通じる導電路のみを通つて電流が
流れることになる。そのためにその破片の場所に
おける電流の密度が高くなるから、その場所の温
度が局部的に非常に高くなつて、構造的な損傷し
たがつて接合部を破壊するのに十分な熱応力が生
ずることになる。本発明の方法以外の方法で作ら
れた炭素または黒鉛製の電極柱では、そのような
破片が接合部に捕えられることがしばしば見られ
る。

テーパーねじを有する上昇キヤツプまたは上昇
プラグがとりつけられているクレーンのような上
昇装置が電極部分の一端のねじ部に連結されて、
その電極部分を炉内の電極、またはそれに関連す
る連結ピンへ送る場合に、同様な問題が起ること
にも注意すべきである。

本発明においては、電極柱の一方のテーパーね
じ部と他方のテーパーねじ部が互いにねじ合わさ
れるほど十分に接近する前に、前記一方のテーパ
ーねじ部から延びて他方のテーパーねじ部の接合
くぼみの中に入る軸線方向のピンを用いることに
より、前記したような種類のねじ部の破損は減少
し、または全く解消される。以上の説明からわか
るように、一方の電極部分のニツプルまたは電極
連結ピンのニツプルにはめ合わせるために、他方
の電極部分の雌型くぼみから心出しピンを延長さ
せることができる。それらのニツプルには連結ピ
ンを受けるためのくぼみが設けられる。また、先
に説明したように、心出しピンは、もし十分に長
ければ、雌型くぼみの底の孔の中に入れるため
に、いずれかの電極部分のニツプルから延長させ
ることができる。重い電極部分が動くと、その動
きが小さくても、多少もろいねじ部に大きな衝撃
力が加えられることがある。本発明は、破片を生
ずる場所に設けられる犠牲としての消耗心出しピ
ンにより、そのようなねじ衝撃が接合相手の孔に
加えられることを阻止して、周囲のねじ部に妨害
を与えないようにする。

以下、図面を参照して本発明を詳しく説明す
る。

連結ピン１２の一端部に、ねじ軸と同軸の孔１
０があけられる。連結ピン１２は電極部分１６の
雌型くぼみ１４の中にねじ込まれる。心出しピン
１８が、第２の電極部分２２の雌型くぼみ２８の
底２６を越して設けられている孔２４の中にきつ
ちり挿入される。心出しピン１８の長さは、なる
べく、第２の電極部分２２の端面２０より突き出
る長さにする。心出しピン１８がゆるく挿入され
る孔１０は、心出しピン１８が十分に入れる深さ
にする。

図示のように、孔２４の中に挿入されている心
出しピン１８は電極部分２２の端面２０から突き
出る。電極部分１６と連結ピン１２がクレーンに
より下降させられるにつれて心出しピン１８は孔
１０の中に入る。これにより、電極部分１６と連
結ピン１２が振り子のように揺れることが阻止さ
れる。心出しピン１８により２つの要素が軸線方
向に整列させられるから、２つの要素は物理的に
接触することなしに、ねじ合わせ部まで接近でき
る。

雌型くぼみの深さより短い心出しピンを用いる
こともできるが、ピンは電極部分の端面から突き
出る長さが好ましいことが見出されている。

また、第２図に示すように、テーパー孔３０を
設けることにより、心出しピン１８の挿入を容易
にできる。心出しピン１８にもテーパー端部３２
を設けることができる。

本発明の目的のために、上昇プラグまたは上昇
キヤツプは、雄型または雌型の接合部が機械加工
されている電極部分と同一であると考える。

本発明においては、電極柱部材を機械加工する
時に心出しピンを作るための用意が行われる。心
出しピンは重力により孔の中に保持することもで
きれば、摩擦、接着剤またはねじなどにより保持
することもできる。

要約すれば、心出しピンは付加される電極部分
または炉内の電極部分に設けることができ、電極
柱が組立てられる時または電極部分の製作時にと
りつけることができる。雌型くぼみを有する電極
部分にとりつけられた場合は心出しピンはあまり
損傷を受けないが、雄型ニツプルを有する電極部
分にとりつけてもあまり機能は変らない。露出し
ている心出しピン部材の長さは接合される相手側
の要素の長さと同じにする必要はない。心出しピ
ンを最初に挿入する時に十分に見ることができ
て、接触することを防ぐことができるのであれ
ば、急なテーパーの、粗いねじ溝による接合にお
いては心出しピンを短くした方が有利である。ま
た、心出しピンを電極部分ではなくて、連結ピン
に設けた場合にも心出しピンは短い方が有利であ
る。

電極柱がアーク炉内で消費される間、接合要素
は所定位置に保持されるから、運転中の炉の内部
で問題をひき起さない材料であれば、心出しピン
の材料の種類は大して重要ではない。また、心出
しピンの材料は、構造上の用途に対する諸要求に
耐えられるほどに十分強くなければならない。こ
れらのことを考慮して、金属、炭素または黒鉛は
全て満足できる材料である。しかし、心出しピン
が少しでも残ることが望ましくないのであれば、
プラスチツクまたは木のような完全に消耗する他
の多くの材料で心出しピンを作ることもできる。

本発明の方法と装置を実際の使用条件の下で試
験した結果、本発明の前記諸目的の達成は完全に
成功したことが判明している。

【図面の簡単な説明】

第１図は消耗心出しピンが設けられている１つ
の電極部分を含む２つの電極部分と連結ピンを示
す部分電極柱の分解断面図、第２図は電極連結ピ
ンと、その連結ピンの相手方となる消耗心出しピ
ンの分解断面図である。 １０，２４…孔、１２…連結ピン、１４，２８
…雌型くぼみ、１６，２２…電極部分、１８…心
出しピン、３０…テーパー孔、３２…テーパー端
部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ それぞれ一端部に接合用の雄型ニツプル１２
   が設けられ、他端部に雌型くぼみ２８が設けられ
   ている２つの電極部分を接合して炭素電極柱また
   は黒鉛電極柱を形成する方法において、第１の電
   極部分２２にはその中心線に沿つて消耗心出しピ
   ン１８を軸線方向に予め配設すると共に、前記第
   １の電極部分２２に雌雄接合関係で接合される第
   ２の電極部分１６にはその中心線に沿つて前記心
   出しピン１８を挿入させる軸線方向の孔１０を予
   め形成しておき、前記心出しピン１８は互いにね
   じこまれる両電極部分をねじ合わせるべく両端面
   を当接させたとき前記孔１０の中に延びる長さを
   持つており、互いにねじこまれる両電極部分のね
   じ部を、前記孔１０と前記心出しピン１８とを係
   合させてからねじ合わせることを特徴とする、２
   つの電極部分を接合して炭素電極柱または黒鉛電
   極柱を形成する方法。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の方法であつて、
   前記心出しピン１８は、互いに接合される両電極
   部分の第１の電極部分２２の雌型くぼみ２８の中
   に挿入され、前記心出しピン１８が挿入される前
   記孔１０は、前記第１の電極部分２２に互いにね
   じ合わされる第２の電極部分１６の雄型ニツプル
   １２に設けることを特徴とする方法。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の方法であつて、
   前記心出しピン１８の端部は、そのピンが設けら
   れている電極部分２２の横方向端面２０をこえて
   延びることを特徴とする方法。 ４ 特許請求の範囲第１、２または３項記載の方
   法であつて、前記心出しピン１８の端部と前記孔
   １０の開口部は逆向きに傾斜させられた端部３
   ２，３０を有することを特徴とする方法。 ５ 特許請求の範囲第１、２または３項記載の方
   法であつて、前記心出しピン１８の端部には傾斜
   をつけ、または丸くすることを特徴とする方法。 ６ 特許請求の範囲第１項記載の方法であつて、
   前記孔１０は前記心出しピン１８を受けるための
   傾斜端部３０を有することを特徴とする方法。 ７ ２つの電極部分を接合して炭素電極柱または
   黒鉛電極柱を形成する方法であつて、各電極部分
   １６，２２のそれぞれの向き合う端部に雌型くぼ
   み２８が設けられ、前記両電極部分は二重雄型端
   部の炭素または黒鉛製の連結ピン１２により互い
   に物理的に接合され、その連結ピンの一端は第１
   の電極部分２２に接合される第２の電極部分１６
   の雌型くぼみ１４の中にねじこまれ、前記各雌型
   くぼみと前記二重雄型端部連結ピンとにはテーパ
   ーねじ部３２，３０が設けられる、２つの電極部
   分を接合して炭素電極柱または黒鉛電極柱を形成
   する方法において、第１の電極部分２２の雌型く
   ぼみ２８にその電極部分の中心線に沿つて消耗心
   出しピン１８を軸方向に予め設けると共に、前記
   雌型くぼみ２８にねじこまれる連結ピン１２の端
   部にその連結ピンの中心線に沿つて軸方向の孔１
   ０を予め形成しておき、前記心出しピン１８は互
   いにねじこまれる両電極部分をねじ合せるべく両
   端面を当接させたとき前記孔１０の中に延びる長
   さを持つており、互いにねじこまれる両電極部分
   のねじ部を、前記孔１０と前記心出しピン１８と
   を係合させてからねじ合わせることを特徴とす
   る、２つの電極部分を接合して炭素電極柱または
   黒鉛電極柱を形成する方法。 ８ 特許請求の範囲第７項記載の方法であつて、
   前記心出しピン１８の端部は、そのピンが設けら
   れている電極部分２２の横方向端面２０をこえて
   延びることを特徴とする方法。 ９ 特許請求の範囲第７項または第８項記載の方
   法であつて、前記心出しピン１８の端部と前記孔
   １０の開口部は逆向きに傾斜させられた端部３
   ２，３０を有することを特徴とする方法。 １０ 特許請求の範囲第７項または第８項記載の
   方法であつて、前記心出しピン１８の端部には傾
   斜をつけ、または丸くすることを特徴とする方
   法。 １１ 特許請求の範囲第７項または第８項記載の
   方法であつて、前記孔１０は前記心出しピン１８
   を受けるための傾斜端部を有することを特徴とす
   る方法。 １２ ２つの炭素または黒鉛製の電極部分１６，
   ２２を備え、各電極部分の両端部には雄型ニツプ
   ル１２と雌型くぼみ２８が設けられ、それらの電
   極部分は、雄型ニツプル１２に設けられているテ
   ーパーねじ部が雌型くぼみ２８にねじこまれて、
   互いに接合される、アーク炉に使用する電極柱に
   おいて、一方の電極部分２２の中心軸に沿つて配
   置される消耗心出しピン１８を備え、その心出し
   ピン１８は、他方の電極部分１６の中心軸に沿つ
   て配置される孔１０の中に挿入されていることを
   特徴とする、アーク炉に使用する電極柱。 １３ ２つの炭素または黒鉛製の電極部分１６，
   ２２を備え、各電極部分の両端部には雌型くぼみ
   ２８が設けられ、それらの電極部分は炭素または
   黒鉛製の二重端部雄型ニツプル連結ピン１２によ
   り互いに接合される、アーク炉に使用する電極柱
   において、電極部分の端部の中心軸に沿つて配置
   される消耗心出しピン１８を備え、その心出しピ
   ンの中に連結ピン１２が最後にねじこまれ、前記
   心出しピン１８は連結ピン１２の中心軸に沿つて
   配置されている孔１０の中に挿入され、その孔１
   ０は、電極部分に最初にねじこまれる連結ピンの
   端部とは反対の側の連結ピンの端面に開放端部を
   有することを特徴とする、アーク炉に使用する電
   極柱。