JPH0722036B2 - 中空黒鉛電極の製造方法 - Google Patents
中空黒鉛電極の製造方法Info
- Publication number
- JPH0722036B2 JPH0722036B2 JP2023385A JP2338590A JPH0722036B2 JP H0722036 B2 JPH0722036 B2 JP H0722036B2 JP 2023385 A JP2023385 A JP 2023385A JP 2338590 A JP2338590 A JP 2338590A JP H0722036 B2 JPH0722036 B2 JP H0722036B2
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- Japan
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- hollow
- electrode
- sectional area
- graphite electrode
- cylindrical
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電気製鋼炉に用いる人造黒鉛製の中空電極を
製造する方法に関する。
製造する方法に関する。
電気製鋼炉においては、通常の円柱状の人造黒鉛電極の
ほかに電極の長手方向に中心軸に沿った貫通孔を穿設し
てアーク安定用の不活性ガスや成分調整用の鉱物を吸き
込むようにした中空電極が使用される。
ほかに電極の長手方向に中心軸に沿った貫通孔を穿設し
てアーク安定用の不活性ガスや成分調整用の鉱物を吸き
込むようにした中空電極が使用される。
従来、中空電極を製造するためには、一旦、製品形態と
して形成された通常の円柱状電極に旋盤により孔を機械
加工する２次的工程を付加しておこなわれていた。とこ
ろが、製鋼用の電極は直径が400mm以上、長さが500mmを
越える大型材料であるうえに孔径が電極全断面積／中空
断面積の空隙比として30以上の比較的小さなものである
ため、孔加工に著しい手数を要するうえ材料の加工ロス
も大量に発生するという生産性、作業性および経済面上
の問題点があった。
して形成された通常の円柱状電極に旋盤により孔を機械
加工する２次的工程を付加しておこなわれていた。とこ
ろが、製鋼用の電極は直径が400mm以上、長さが500mmを
越える大型材料であるうえに孔径が電極全断面積／中空
断面積の空隙比として30以上の比較的小さなものである
ため、孔加工に著しい手数を要するうえ材料の加工ロス
も大量に発生するという生産性、作業性および経済面上
の問題点があった。
〔発明が解決しようとする課題〕 本発明は、上記の問題点を解消した中空黒鉛電極の製造
方法を提供するもので、電極全断面積／中空断面積の比
が30以上の空隙比を有する比較的小さな中空孔を押出成
形の過程で同時に形成することによって生産性、作業性
等を向上させる点に第１の目的がある。
方法を提供するもので、電極全断面積／中空断面積の比
が30以上の空隙比を有する比較的小さな中空孔を押出成
形の過程で同時に形成することによって生産性、作業性
等を向上させる点に第１の目的がある。
従来、パイプ状の全断面積に対する中空断面積の比が１
〜20の空隙比をもつ黒鉛パイプを製造する場合、パイプ
状に成形された中空孔にコークスパッキング材を充填し
た状態で焼成すると溶融により中空内に流出するバイン
ダー成分が吸収され、また中空孔の収縮、材料の変形な
どが防止されることが知られている。ところが、中空黒
鉛電極のように電極直径が大きく、かつ中空孔の径が小
さい（全断面積／中空断面積の空隙比が30以上）場合に
前記の方法を採ると、溶融バインダーの流出量が多くな
る割合に中空孔中のパッキング材量が少ない関係でパッ
キング材の焼結固着（コークス化）に基づく孔の閉塞、
縮小、変形等を招く。本発明の第２の目的は、電極全断
面積／中空断面積の空隙比が30以上のような場合であっ
ても中空孔の閉塞、縮小、変形等を伴うことがない焼成
処理を施すところにある。
〜20の空隙比をもつ黒鉛パイプを製造する場合、パイプ
状に成形された中空孔にコークスパッキング材を充填し
た状態で焼成すると溶融により中空内に流出するバイン
ダー成分が吸収され、また中空孔の収縮、材料の変形な
どが防止されることが知られている。ところが、中空黒
鉛電極のように電極直径が大きく、かつ中空孔の径が小
さい（全断面積／中空断面積の空隙比が30以上）場合に
前記の方法を採ると、溶融バインダーの流出量が多くな
る割合に中空孔中のパッキング材量が少ない関係でパッ
キング材の焼結固着（コークス化）に基づく孔の閉塞、
縮小、変形等を招く。本発明の第２の目的は、電極全断
面積／中空断面積の空隙比が30以上のような場合であっ
ても中空孔の閉塞、縮小、変形等を伴うことがない焼成
処理を施すところにある。
上記の目的を達成するための本発明による中空黒鉛電極
の製造方法は、原料ペーストを軸心マンドレルを有する
円筒ノズルを介して中空状に押出成形し、成形体の中空
孔にその孔径より稍小さい外径をもち、かつ400℃以上
の温度で揮散もしくは一部が炭化する材質からなる円筒
または円柱状の充填杆材を挿入したのち焼成炭化および
黒鉛化することを構成上の特徴としている。
の製造方法は、原料ペーストを軸心マンドレルを有する
円筒ノズルを介して中空状に押出成形し、成形体の中空
孔にその孔径より稍小さい外径をもち、かつ400℃以上
の温度で揮散もしくは一部が炭化する材質からなる円筒
または円柱状の充填杆材を挿入したのち焼成炭化および
黒鉛化することを構成上の特徴としている。
通常、黒鉛電極はコークス粉粒の原料フィラーをタール
ピッチからなるバインダーと共に捏合した原料ペースト
を所定の直径に押出成形したのち焼成炭化および黒鉛化
処理を施して製造されるが、本発明は前記押出成形時に
中空孔を同時に形成する。中空状の押出成形は、第１図
（横断面図）および第２図（正面図）に示すような押出
ノズルを用いておこなわれる。すなわち、この押出ノズ
ルは原料ペーストを押し込む挿入部が湾曲開口した円筒
ノズル１の開口部側（湾曲部分）にスパイダー５を介し
てノズル中心を先端まで延長する所定直径のマンドレル
２が装着された構造に設計されている。マンドれる２は
複数片のスパイダー５で支持されており、該スパイダー
５は通常の円柱成形との併用が可能なように開口部位に
沿ったリング６を介して着脱自在な状態に取り付けられ
ている。成形にあたっては、蓋３を被せた状態で押出装
置のコンテナから押し出された原料ペーストを円筒ノズ
ル１の開口部側からノズル内に圧入する。原料ペースト
は圧入過程でマンドレル２により中空孔が形成されなが
ら進行するが、この際スパイダー５で一旦分割されたペ
ースト組織はノズルの狭径化に基づく圧縮作用によって
強固に結合して円筒ノズル１の先端部に差しかかった
ら、蓋３を外しそのまま押し出しを継続して中空成形体
を得る。
ピッチからなるバインダーと共に捏合した原料ペースト
を所定の直径に押出成形したのち焼成炭化および黒鉛化
処理を施して製造されるが、本発明は前記押出成形時に
中空孔を同時に形成する。中空状の押出成形は、第１図
（横断面図）および第２図（正面図）に示すような押出
ノズルを用いておこなわれる。すなわち、この押出ノズ
ルは原料ペーストを押し込む挿入部が湾曲開口した円筒
ノズル１の開口部側（湾曲部分）にスパイダー５を介し
てノズル中心を先端まで延長する所定直径のマンドレル
２が装着された構造に設計されている。マンドれる２は
複数片のスパイダー５で支持されており、該スパイダー
５は通常の円柱成形との併用が可能なように開口部位に
沿ったリング６を介して着脱自在な状態に取り付けられ
ている。成形にあたっては、蓋３を被せた状態で押出装
置のコンテナから押し出された原料ペーストを円筒ノズ
ル１の開口部側からノズル内に圧入する。原料ペースト
は圧入過程でマンドレル２により中空孔が形成されなが
ら進行するが、この際スパイダー５で一旦分割されたペ
ースト組織はノズルの狭径化に基づく圧縮作用によって
強固に結合して円筒ノズル１の先端部に差しかかった
ら、蓋３を外しそのまま押し出しを継続して中空成形体
を得る。
ついで第３図に示すように、成形体７の中空孔の全長に
その孔径より稍小さい直径、好ましくは１〜5mm程度小
さい直径をもつ円筒または円柱状の充填杆材８を挿入す
る。該充填杆材８は40℃以上の温度で揮散もしくは一部
が炭化する材質からなり、成形体の焼成時に生ずる膨張
圧に対して抵抗性のある材料で構成することが好適であ
る。この要件を満足する材料としては、例えば紙、パル
プまたは炭化残留率の少ない熱硬化性樹脂などを挙げる
ことができる。したがって、これら材料から形成された
円筒または円柱が好適に使用されるが、紙円筒を用いる
場合にはある程度肉厚のものを用いることが望ましい。
その孔径より稍小さい直径、好ましくは１〜5mm程度小
さい直径をもつ円筒または円柱状の充填杆材８を挿入す
る。該充填杆材８は40℃以上の温度で揮散もしくは一部
が炭化する材質からなり、成形体の焼成時に生ずる膨張
圧に対して抵抗性のある材料で構成することが好適であ
る。この要件を満足する材料としては、例えば紙、パル
プまたは炭化残留率の少ない熱硬化性樹脂などを挙げる
ことができる。したがって、これら材料から形成された
円筒または円柱が好適に使用されるが、紙円筒を用いる
場合にはある程度肉厚のものを用いることが望ましい。
中空孔に充填杆材を挿入した成形体は焼成炉に移し、コ
ークスパッキング材を被包した状態で1000〜1300℃の温
度により焼成炭化する。この際、充填杆材が紙円筒であ
る場合には円筒内部にパッキング材を充填することもで
きる。
ークスパッキング材を被包した状態で1000〜1300℃の温
度により焼成炭化する。この際、充填杆材が紙円筒であ
る場合には円筒内部にパッキング材を充填することもで
きる。
焼成処理後の中空孔には若干の炭化物が残留することが
あるが、中空孔をケレン棒で差し込んで往復させること
により容易に掻き落とすことができる。
あるが、中空孔をケレン棒で差し込んで往復させること
により容易に掻き落とすことができる。
焼成炭化した成形体は、引き続き黒鉛化炉に入れ2800℃
以上の温度で黒鉛化処理をして中空黒鉛電極を得る。
以上の温度で黒鉛化処理をして中空黒鉛電極を得る。
上記の工程によれば、原料ペーストの押出過程で外径成
形と同時に正常な中空孔が形成されるから、円柱状の黒
鉛材料について煩雑な孔加工を施す必要はなくなる。つ
いで、次工程の焼成段階においては、中空孔に挿入され
た充填杆材が成形体組織で溶融する温度域（200〜350
℃）において中空内へ流出する事態を阻止するとともに
その１部を吸収する。さらに成形体の熱膨張による中空
孔の収縮現象および変形化を防止するために有効機能す
る。充填杆材はバインダー成分が安定化する400℃以上
の温度になると揮散もしくは一部が炭化残留する。この
際に炭化残留する充填杆材成分は、中空孔の内面に容易
に剥離する状態に付着しているから、ケレン棒を往復さ
せることにより簡単に除去することができる。
形と同時に正常な中空孔が形成されるから、円柱状の黒
鉛材料について煩雑な孔加工を施す必要はなくなる。つ
いで、次工程の焼成段階においては、中空孔に挿入され
た充填杆材が成形体組織で溶融する温度域（200〜350
℃）において中空内へ流出する事態を阻止するとともに
その１部を吸収する。さらに成形体の熱膨張による中空
孔の収縮現象および変形化を防止するために有効機能す
る。充填杆材はバインダー成分が安定化する400℃以上
の温度になると揮散もしくは一部が炭化残留する。この
際に炭化残留する充填杆材成分は、中空孔の内面に容易
に剥離する状態に付着しているから、ケレン棒を往復さ
せることにより簡単に除去することができる。
このような工程作用を介して縮小、変形などのない高精
度の中空孔を有する中空黒鉛電極が生産性よく製造され
る。
度の中空孔を有する中空黒鉛電極が生産性よく製造され
る。
以下、本発明の実施例を比較例と対比して説明する。
実施例 粒度調整したコークス粉粒フィラーにバインダーとして
タールピッチを配合し捏合処理した原料ペーストを、コ
ンテナの前面に第１図に示す円筒ノズルをセットした押
出ノズルを介して押出成形して電極の外径374mm、長さ1
818mm、中空孔の直径43mm、電極全断面積／中空断面積
の空隙比75.8の中空成形体を成形した。
タールピッチを配合し捏合処理した原料ペーストを、コ
ンテナの前面に第１図に示す円筒ノズルをセットした押
出ノズルを介して押出成形して電極の外径374mm、長さ1
818mm、中空孔の直径43mm、電極全断面積／中空断面積
の空隙比75.8の中空成形体を成形した。
次に成形体の中空孔全長に外径40mm、厚さ5mmの厚紙円
筒からなる充填杆材を挿入し、これを焼成炉に入れて周
囲をコークスパッキング材で被包した状態で1300℃まで
の温度で焼成処理した。
筒からなる充填杆材を挿入し、これを焼成炉に入れて周
囲をコークスパッキング材で被包した状態で1300℃まで
の温度で焼成処理した。
冷却後に焼成電極の中空孔をケレン棒を挿入して軽く往
復させ、内面に付着している炭化成分を除去した。この
状態で中空孔を検査したところ、コークス固着物による
閉塞、縮小、変形等のない孔径８〜40mmの正常な貫通孔
が形成されていることが確認された。
復させ、内面に付着している炭化成分を除去した。この
状態で中空孔を検査したところ、コークス固着物による
閉塞、縮小、変形等のない孔径８〜40mmの正常な貫通孔
が形成されていることが確認された。
上記の焼成電極を黒鉛化炉に移し、2800℃で黒鉛化処理
を施すことにより良好な中空黒鉛孔電極が製造された。
を施すことにより良好な中空黒鉛孔電極が製造された。
比較例１ 実施例と同様にして中空孔を成形した成形体をそのまま
焼成炉に入れ、中空孔になにも充填しないで焼成処理を
おこなった。この場合には成形体組織から流出したピッ
チがコークス化して中空孔を閉塞し、ケレン棒で掻き落
とすことができない状態に固着していた。
焼成炉に入れ、中空孔になにも充填しないで焼成処理を
おこなった。この場合には成形体組織から流出したピッ
チがコークス化して中空孔を閉塞し、ケレン棒で掻き落
とすことができない状態に固着していた。
比較例２ 実施例と同様にして中空成形した成形体の中空孔に粒度
３〜10mmのコークス粒を充填した状態で焼成処理をおこ
なった。この場合には、組織内から流出したピッチ成分
がコークス粒に吸収されて焼結固着し、孔の大部分が閉
塞した。固着物は極めて強固で、ケレン棒で掻き落とす
ことができなかった。
３〜10mmのコークス粒を充填した状態で焼成処理をおこ
なった。この場合には、組織内から流出したピッチ成分
がコークス粒に吸収されて焼結固着し、孔の大部分が閉
塞した。固着物は極めて強固で、ケレン棒で掻き落とす
ことができなかった。
本発明によれば下記のような効果がもたらされる。
（１）電極成形工程において円滑に精度のよい中空孔を
形成することができる。したがって、２次的な機械加工
による中空電極を製造する従来技術に比べて工程数が減
少するとともに材質の加工ロスがなくなるから、生産
性、作業性が向上し、製造原価を低減化することができ
る。
形成することができる。したがって、２次的な機械加工
による中空電極を製造する従来技術に比べて工程数が減
少するとともに材質の加工ロスがなくなるから、生産
性、作業性が向上し、製造原価を低減化することができ
る。
（２）電極全断面積／中空断面積の空隙比が30以上の比
較的小径の中空孔をもつ成形体であっても、中空孔の閉
塞、縮小、変形などの事態を伴うことなく焼成処理をお
こなうことが可能となる。したがって、常に正常な中空
黒鉛電極が生産性よく製造することができる。
較的小径の中空孔をもつ成形体であっても、中空孔の閉
塞、縮小、変形などの事態を伴うことなく焼成処理をお
こなうことが可能となる。したがって、常に正常な中空
黒鉛電極が生産性よく製造することができる。
第１図は本発明に用いる中空電極成形用の押出ノズルを
例示した横断面図、第２図はその正面図である。第３図
は本発明の実施状態を示す中空成形体の断面図である。 １……円筒ノズル、２……マンドレル ３……蓋、４……尖端部 ５……スパイダー、６……リング ７……成形体、８……充填杆材
例示した横断面図、第２図はその正面図である。第３図
は本発明の実施状態を示す中空成形体の断面図である。 １……円筒ノズル、２……マンドレル ３……蓋、４……尖端部 ５……スパイダー、６……リング ７……成形体、８……充填杆材
Claims (2)
- 【請求項１】原料ペーストを軸心マンドレルを有する円
筒ノズルを介して中空状に押出し成形し、成形体の中空
孔にその孔径より稍小さい外径をもち、かつ400℃以上
の温度で揮散もしくは一部が炭化する材質からなる円筒
または円柱状の充填杆材を挿入したのち焼成炭化および
黒鉛化処理することを特徴とする中空黒鉛電極の製造方
法。 - 【請求項２】電極全断面積／中空断面積の比が30以上の
空隙比を有する請求項１記載の中空黒鉛電極の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2023385A JPH0722036B2 (ja) | 1990-02-01 | 1990-02-01 | 中空黒鉛電極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2023385A JPH0722036B2 (ja) | 1990-02-01 | 1990-02-01 | 中空黒鉛電極の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03230492A JPH03230492A (ja) | 1991-10-14 |
| JPH0722036B2 true JPH0722036B2 (ja) | 1995-03-08 |
Family
ID=12109057
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2023385A Expired - Lifetime JPH0722036B2 (ja) | 1990-02-01 | 1990-02-01 | 中空黒鉛電極の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0722036B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101365268A (zh) * | 2008-09-11 | 2009-02-11 | 南通扬子碳素股份有限公司 | 抗热冲击性石墨电极及其生产方法 |
| CN102249680B (zh) * | 2010-12-20 | 2014-01-08 | 福建兴朝阳硅材料股份有限公司 | 中空石墨电极的制备方法 |
-
1990
- 1990-02-01 JP JP2023385A patent/JPH0722036B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03230492A (ja) | 1991-10-14 |
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