JPH11345685A - 電極用ニップル - Google Patents
電極用ニップルInfo
- Publication number
- JPH11345685A JPH11345685A JP10155525A JP15552598A JPH11345685A JP H11345685 A JPH11345685 A JP H11345685A JP 10155525 A JP10155525 A JP 10155525A JP 15552598 A JP15552598 A JP 15552598A JP H11345685 A JPH11345685 A JP H11345685A
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- JP
- Japan
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- electrode
- nipple
- socket
- screwed
- face
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- Granted
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- Discharge Heating (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電極ポールの端部に形成したソケットに螺合
して電極ポールを相互に接続する電気製鋼炉用黒鉛電極
のニップルにおいて、ソケットとニップルとの螺合部の
最終端に発生する応力を緩和し、電極とニップルとの熱
膨張差を吸収して、電極接続部における折損事故を防止
できる電極用ニップルを提供する。 【解決手段】 ソケットに螺入したときソケットの底面
に対向するニップルの円形端面の最外周縁部に、好まし
くは円形端面の直径の１〜３０％の端面肉厚を有する周
壁部が立上がり形成されている。
して電極ポールを相互に接続する電気製鋼炉用黒鉛電極
のニップルにおいて、ソケットとニップルとの螺合部の
最終端に発生する応力を緩和し、電極とニップルとの熱
膨張差を吸収して、電極接続部における折損事故を防止
できる電極用ニップルを提供する。 【解決手段】 ソケットに螺入したときソケットの底面
に対向するニップルの円形端面の最外周縁部に、好まし
くは円形端面の直径の１〜３０％の端面肉厚を有する周
壁部が立上がり形成されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電極用ニップル、詳し
くは、電気製鋼炉用黒鉛電極を相互に接続し、電気製鋼
炉の操業中において、黒鉛電極の接続部の破損を防止す
るための電極用ニップルの改良に関する。
くは、電気製鋼炉用黒鉛電極を相互に接続し、電気製鋼
炉の操業中において、黒鉛電極の接続部の破損を防止す
るための電極用ニップルの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】電気製鋼炉においては黒鉛電極が使用さ
れ、電極先端と炉内に装入された製鋼原料との間にアー
クを飛ばして原料を溶解する。黒鉛電極はアークによ
り、例えば３０００℃にも達するため消耗が激しく、そ
の消耗を補うため、一般には、黒鉛電極を炉外上部から
順次接続して補給している。
れ、電極先端と炉内に装入された製鋼原料との間にアー
クを飛ばして原料を溶解する。黒鉛電極はアークによ
り、例えば３０００℃にも達するため消耗が激しく、そ
の消耗を補うため、一般には、黒鉛電極を炉外上部から
順次接続して補給している。
【０００３】黒鉛電極の接続は、図４に示すように、電
極ポール１の両端部にテーパー状のソケット（雌ねじ
部）２を形成し、ソケット２に、両端部に向けてテーパ
ーを付け、テーパー部に雄ねじ部を形成したニップル
（黒鉛継手）３を螺入することにより行われる。
極ポール１の両端部にテーパー状のソケット（雌ねじ
部）２を形成し、ソケット２に、両端部に向けてテーパ
ーを付け、テーパー部に雄ねじ部を形成したニップル
（黒鉛継手）３を螺入することにより行われる。
【０００４】このように連結された黒鉛電極の接続部は
強度が弱いため、操業中、原料スクラップの崩れ落ちな
どにより衝撃（機械的応力）が負荷されると、ソケット
のねじ山谷底部、とくに応力集中の大きいニップルとソ
ケットの螺合部の終端部（図５のＡ部）が起点となって
折損が生じることが経験されている。
強度が弱いため、操業中、原料スクラップの崩れ落ちな
どにより衝撃（機械的応力）が負荷されると、ソケット
のねじ山谷底部、とくに応力集中の大きいニップルとソ
ケットの螺合部の終端部（図５のＡ部）が起点となって
折損が生じることが経験されている。
【０００５】また、とくに大径の電極においては、半径
方向に温度差が生じ易く、熱応力による電極破損も問題
となる。電極の接続部においては、ニップルは電極ポー
ルに比べて大幅に温度が高くなり、電極ポールより熱膨
張係数が大きいこともあって、内部に位置するニップル
が熱膨張してソケット部を破壊する破損事故が発生する
ことがある。
方向に温度差が生じ易く、熱応力による電極破損も問題
となる。電極の接続部においては、ニップルは電極ポー
ルに比べて大幅に温度が高くなり、電極ポールより熱膨
張係数が大きいこともあって、内部に位置するニップル
が熱膨張してソケット部を破壊する破損事故が発生する
ことがある。
【０００６】接続部が操業中に破損すると、その下部の
電極が溶鋼中に落下して作業を遅延させ、ときには炉の
操業を休止させることもあって生産性を低下させ、また
落下した電極が溶鋼中に混入して鋼の品質を劣化させる
などの問題が生じるため、電極の折損事故を防止するた
めに、電極接続部の改良について、これまで多くの提案
がなされている。
電極が溶鋼中に落下して作業を遅延させ、ときには炉の
操業を休止させることもあって生産性を低下させ、また
落下した電極が溶鋼中に混入して鋼の品質を劣化させる
などの問題が生じるため、電極の折損事故を防止するた
めに、電極接続部の改良について、これまで多くの提案
がなされている。
【０００７】例えば、機械的応力に基づく電極接続部の
破損を防止するために、図６に示すように、ニップル３
の端部に、その直径の５０〜８０％の径を有する肉ぬす
み部９を設けるとともに、この肉ぬすみ部９を電極ポー
ル１のソケット２の底部に螺合する構造の電極継手が提
案されている。（実公昭５６−７１１５号公報）この構
造のものは、ニップルとソケットの螺合部の終端部の応
力集中を緩和し、電極の長さ方向に直角な面に生じる割
れ（横割れ）を防止するのにかなり有効であるが、最近
のように、電気炉を複数設けて交互に操業を行う方式で
は、黒鉛電極の加熱冷却サイクルが頻繁に行われる関係
から十分な対策とはなっていない。
破損を防止するために、図６に示すように、ニップル３
の端部に、その直径の５０〜８０％の径を有する肉ぬす
み部９を設けるとともに、この肉ぬすみ部９を電極ポー
ル１のソケット２の底部に螺合する構造の電極継手が提
案されている。（実公昭５６−７１１５号公報）この構
造のものは、ニップルとソケットの螺合部の終端部の応
力集中を緩和し、電極の長さ方向に直角な面に生じる割
れ（横割れ）を防止するのにかなり有効であるが、最近
のように、電気炉を複数設けて交互に操業を行う方式で
は、黒鉛電極の加熱冷却サイクルが頻繁に行われる関係
から十分な対策とはなっていない。
【０００８】熱応力による電極破損を防止するために、
図７に示すように、ニップル３の端面から長手方向に切
込み溝１０を設けることも提案されている。（実公昭５
９−１３５７号公報）この構造は、電極接続部の円周方
向の熱応力を緩和し、長さ方向に対して平行な面に生じ
る割れ（縦割れ）を防止するには有効であるが、電極の
長さ方向に直角な面に生じる横割れを防止するには効果
がない。
図７に示すように、ニップル３の端面から長手方向に切
込み溝１０を設けることも提案されている。（実公昭５
９−１３５７号公報）この構造は、電極接続部の円周方
向の熱応力を緩和し、長さ方向に対して平行な面に生じ
る割れ（縦割れ）を防止するには有効であるが、電極の
長さ方向に直角な面に生じる横割れを防止するには効果
がない。
【０００９】図８、図９に示すように、ニップル３の端
面３Ａと対向するソケット２の底面に、ソケット３のテ
ーパー面と連続した球面を有する空所１１を設け、且つ
ニップル３の端面３Ａからその内部に向けて斜めの切り
溝１２を複数本設けるものも提案されている。（実公昭
６２−２４９５７号公報）
面３Ａと対向するソケット２の底面に、ソケット３のテ
ーパー面と連続した球面を有する空所１１を設け、且つ
ニップル３の端面３Ａからその内部に向けて斜めの切り
溝１２を複数本設けるものも提案されている。（実公昭
６２−２４９５７号公報）
【００１０】この構造は、電極接続部で発生した応力を
切り溝１２および空所１１で吸収、分散させて、電極ポ
ールの折損を防止することを目的とするものであるが、
この構造においても、電極の長さ方向に直角な面に生じ
る横割れを防止するには不十分である。
切り溝１２および空所１１で吸収、分散させて、電極ポ
ールの折損を防止することを目的とするものであるが、
この構造においても、電極の長さ方向に直角な面に生じ
る横割れを防止するには不十分である。
【００１１】発明者らは、電気製鋼炉に使用する黒鉛電
極の接続部における上記従来の問題点を解消できる接続
構造を開発するために、従来から提案されているニップ
ルの構造について再検討を加えた結果、ソケットの底面
に対向するニップルの端面に肉ぬすみ部９（図６）を設
ける構造が、肉ぬすみ部の形状によっては、電極の長さ
方向に直角な面に生じる横割れの防止のみでなく縦割れ
の防止に対しても有効に機能し得ることを見出した。
極の接続部における上記従来の問題点を解消できる接続
構造を開発するために、従来から提案されているニップ
ルの構造について再検討を加えた結果、ソケットの底面
に対向するニップルの端面に肉ぬすみ部９（図６）を設
ける構造が、肉ぬすみ部の形状によっては、電極の長さ
方向に直角な面に生じる横割れの防止のみでなく縦割れ
の防止に対しても有効に機能し得ることを見出した。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の知見
に基づいて、肉むすみ部の形状と割れ発生との関連につ
いてさらに実験、検討を重ねた結果としてなされたもの
であり、その目的は、ニップルとソケットの螺合部の終
端部に生じる応力を緩和するとともに、ニップルとソケ
ットの熱膨張差を吸収して、電極の横割れおよび縦割れ
を効果的に防止することを可能とする電気製鋼炉用黒鉛
電極の電極用ニップルを提供することにある。
に基づいて、肉むすみ部の形状と割れ発生との関連につ
いてさらに実験、検討を重ねた結果としてなされたもの
であり、その目的は、ニップルとソケットの螺合部の終
端部に生じる応力を緩和するとともに、ニップルとソケ
ットの熱膨張差を吸収して、電極の横割れおよび縦割れ
を効果的に防止することを可能とする電気製鋼炉用黒鉛
電極の電極用ニップルを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明による電極用ニップルは、電極ポールの端部
に形成したソケットに螺入して電極ポールを相互に接続
する電気製鋼炉用黒鉛電極のニップルにおいて、ソケッ
トに螺入したときソケットの底面と対向するニップルの
円形端面に溝部が周設され、該溝部とニップルの端部側
面とによって立ち上がり周壁部が形成されていることを
第１の特徴とする。
めの本発明による電極用ニップルは、電極ポールの端部
に形成したソケットに螺入して電極ポールを相互に接続
する電気製鋼炉用黒鉛電極のニップルにおいて、ソケッ
トに螺入したときソケットの底面と対向するニップルの
円形端面に溝部が周設され、該溝部とニップルの端部側
面とによって立ち上がり周壁部が形成されていることを
第１の特徴とする。
【００１４】また、電極ポールの端部に形成したソケッ
トに螺入して電極ポールを相互に接続する電気製鋼炉用
黒鉛電極のニップルにおいて、ソケットに螺入したとき
ソケットの底面と対向するニップルの円形端面に溝部が
周設され、該溝部とニップルの端部側面との間が円形端
面の直径の１〜３０％の端面肉厚を有する立ち上がり周
壁部に形成されていることを第２の特徴とする。
トに螺入して電極ポールを相互に接続する電気製鋼炉用
黒鉛電極のニップルにおいて、ソケットに螺入したとき
ソケットの底面と対向するニップルの円形端面に溝部が
周設され、該溝部とニップルの端部側面との間が円形端
面の直径の１〜３０％の端面肉厚を有する立ち上がり周
壁部に形成されていることを第２の特徴とする。
【００１５】さらに、上記の構造において、周壁部が連
続して形成されていること、および周壁部の１個所また
は複数個所に切欠きが形成されていることを第３および
第４の特徴とする。
続して形成されていること、および周壁部の１個所また
は複数個所に切欠きが形成されていることを第３および
第４の特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面によっ
て説明する。なお、従来技術と同じ部材については同一
の符号を付した。本発明においては、図１、図２に示す
ように、ソケット２の底面２Ａと対向するニップル３の
円形端面３Ａの外周部に溝部５が周設され、溝部５とニ
ップル３の端部側面６との間が立ち上がり周壁部４に形
成されている。この構成により、ソケットとニップルと
の螺合部の最終端に発生する応力を緩和するとともに、
電極とニップルとの熱膨張差も吸収して、電極接続部に
おける折損を効果的に減少させることができる。
て説明する。なお、従来技術と同じ部材については同一
の符号を付した。本発明においては、図１、図２に示す
ように、ソケット２の底面２Ａと対向するニップル３の
円形端面３Ａの外周部に溝部５が周設され、溝部５とニ
ップル３の端部側面６との間が立ち上がり周壁部４に形
成されている。この構成により、ソケットとニップルと
の螺合部の最終端に発生する応力を緩和するとともに、
電極とニップルとの熱膨張差も吸収して、電極接続部に
おける折損を効果的に減少させることができる。
【００１７】立ち上がり周壁部４の端面肉厚ｔは、円形
端面３Ａの直径Ｄの１〜３０％とするのが好ましく、１
〜３０％の厚さとすることにより、操業条件にかかわら
ず、電極の横割れおよび縦割れを確実に防止することが
できる。周壁部４の端面肉厚ｔが円形端面３Ａの直径Ｄ
の１％未満では、立ち上がり部分が破壊される現象を招
き、３０％を越えると、電極の横割れや縦割れを防止す
る効果が低下する。
端面３Ａの直径Ｄの１〜３０％とするのが好ましく、１
〜３０％の厚さとすることにより、操業条件にかかわら
ず、電極の横割れおよび縦割れを確実に防止することが
できる。周壁部４の端面肉厚ｔが円形端面３Ａの直径Ｄ
の１％未満では、立ち上がり部分が破壊される現象を招
き、３０％を越えると、電極の横割れや縦割れを防止す
る効果が低下する。
【００１８】溝部５の深さは、とくに規定しないが、ニ
ップル３の強度を考慮すると、実用上はニップル３の半
長Ｌ／２の半分以下の長さとするのが好ましい。また、
溝部５の底部は丸みを付けるのが好ましい。さらに、溝
部５の幅は５〜５０ｍｍとするのが好ましい。図１〜２
において、溝部５は、ニップル３に軸方向と平行に形成
されているが、ニップルとソケットの螺合の終端部の応
力集中を低下させるという目的を達成することができれ
ば、必ずしも平行に形成されなくてもよい。
ップル３の強度を考慮すると、実用上はニップル３の半
長Ｌ／２の半分以下の長さとするのが好ましい。また、
溝部５の底部は丸みを付けるのが好ましい。さらに、溝
部５の幅は５〜５０ｍｍとするのが好ましい。図１〜２
において、溝部５は、ニップル３に軸方向と平行に形成
されているが、ニップルとソケットの螺合の終端部の応
力集中を低下させるという目的を達成することができれ
ば、必ずしも平行に形成されなくてもよい。
【００１９】ニップル３の円形端面３Ａの中央部７は、
ニップルの端面強度を保持するために機能するととも
に、ニップルの取扱いを容易にする。中央部７には、電
極使用中の応力の緩和度を調整するために、必要に応じ
て孔開け、スリット形成などの加工を行ってもよい。
ニップルの端面強度を保持するために機能するととも
に、ニップルの取扱いを容易にする。中央部７には、電
極使用中の応力の緩和度を調整するために、必要に応じ
て孔開け、スリット形成などの加工を行ってもよい。
【００２０】ソケットの円形端面の周壁部４は、図１〜
２に示すように、連続的に形成することもできるが、図
３に示すように、応力の吸収度、分散度を調整するため
に、周壁部４の１個所または複数個所に切欠き８を設け
ることもできる。複数個所に切欠き８を設ける場合には
放射状に設けるのが好ましい。
２に示すように、連続的に形成することもできるが、図
３に示すように、応力の吸収度、分散度を調整するため
に、周壁部４の１個所または複数個所に切欠き８を設け
ることもできる。複数個所に切欠き８を設ける場合には
放射状に設けるのが好ましい。
【００２１】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。 実施例１ 外径７６２ｍｍ（３０インチ）の電極ポールの両端に、
深さが３１０ｍｍのソケットを形成し、図１、図２に示
すように、端面３Ａに連続的に溝部５を周設したニップ
ル（端面径２９２ｍｍ）を螺入して電極ポールを接続し
た。
深さが３１０ｍｍのソケットを形成し、図１、図２に示
すように、端面３Ａに連続的に溝部５を周設したニップ
ル（端面径２９２ｍｍ）を螺入して電極ポールを接続し
た。
【００２２】溝部５の幅は２０ｍｍ、深さは１００ｍｍ
とし、ニップルの円形端面の最外端縁部には、端面肉厚
（ｔ）３０ｍｍの連続的な周壁部を形成した。
とし、ニップルの円形端面の最外端縁部には、端面肉厚
（ｔ）３０ｍｍの連続的な周壁部を形成した。
【００２３】１５０トン電気製鋼炉に、上記のように接
続方式の黒鉛電極を装着し、１か月の連続操業を行った
ところ、電極接続部の折損事故率はいずれも３％以下で
あった。
続方式の黒鉛電極を装着し、１か月の連続操業を行った
ところ、電極接続部の折損事故率はいずれも３％以下で
あった。
【００２４】これに対して、外径７６２ｍｍ（３０イン
チ）の電極ポールの両端に，深さＨが３００ｍｍのソケ
ットを形成し、端面に溝部を形成しない通常のニップル
（端面径３８０ｍｍ）を螺入して接続した電極ポールを
使用して、同じ炉中で１か月の連続操業を行った結果、
電極接続部の折損事故率は１０％を越えた。
チ）の電極ポールの両端に，深さＨが３００ｍｍのソケ
ットを形成し、端面に溝部を形成しない通常のニップル
（端面径３８０ｍｍ）を螺入して接続した電極ポールを
使用して、同じ炉中で１か月の連続操業を行った結果、
電極接続部の折損事故率は１０％を越えた。
【００２５】また、溝部の幅２０ｍｍ、深さ１００ｍ
ｍ、端面肉厚（ｔ）が３０ｍｍで、３箇所に放射状に幅
５ｍｍの切欠きを設けた周壁部を形成した電極ポールに
ついても、上記と同様に電気製鋼炉に装着、１か月の連
続操業を行ったが、電極接続部の折損事故率は３％以下
であった。
ｍ、端面肉厚（ｔ）が３０ｍｍで、３箇所に放射状に幅
５ｍｍの切欠きを設けた周壁部を形成した電極ポールに
ついても、上記と同様に電気製鋼炉に装着、１か月の連
続操業を行ったが、電極接続部の折損事故率は３％以下
であった。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、電気製鋼炉用黒鉛電極
において、電極ポールの両端部に形成したソケットにニ
ップルを螺入して電極ポールを相互に接続して操業する
場合、ソケットとニップルとの螺合部の最終端に発生す
る応力を緩和し、且つ電極とニップルとの熱膨張差も吸
収して、電極接続部における折損事故を防止することを
可能とする電極用ニップルが提供される。
において、電極ポールの両端部に形成したソケットにニ
ップルを螺入して電極ポールを相互に接続して操業する
場合、ソケットとニップルとの螺合部の最終端に発生す
る応力を緩和し、且つ電極とニップルとの熱膨張差も吸
収して、電極接続部における折損事故を防止することを
可能とする電極用ニップルが提供される。
【図１】本発明の電極用ニップルの一実施例を示す縦断
面図である。
面図である。
【図２】図１の電極用ニップルの端面図である。
【図３】本発明の電極用ニップルの他の実施例を示す斜
視図である。
視図である。
【図４】従来の黒鉛電極の接続を示す一部断面図であ
る。
る。
【図５】従来の黒鉛電極の接続部における割れ発生状況
を示す一部断面図である。
を示す一部断面図である。
【図６】従来の黒鉛電極の接続部を示す一部断面図であ
る。
る。
【図７】従来の電極用ニップルの一例を示す斜視図であ
る。
る。
【図８】従来の黒鉛電極の接続部を示す一部断面図であ
る。
る。
【図９】図８のニップルの端面図である。
１ 電極ポール ２ ソケット 2A ソケットの底面 ３ ニップル 3A ニップルの端面 ４ 周壁部 ５ 溝部 ６ 端部側面 ７ 中央部 ８ 切欠き ９ 肉ぬすみ部 10 切込み溝 11 空所 12 切り溝
Claims (4)
- 【請求項１】 電極ポールの端部に形成したソケットに
螺入して電極ポールを相互に接続する電気製鋼炉用黒鉛
電極のニップルにおいて、ソケットに螺入したときソケ
ットの底面と対向するニップルの円形端面に溝部が周設
され、該溝部とニップルの端部側面とによって立ち上が
り周壁部が形成されていることを特徴とする電極用ニッ
プル。 - 【請求項２】 電極ポールの端部に形成したソケットに
螺入して電極ポールを相互に接続する電気製鋼炉用黒鉛
電極のニップルにおいて、ソケットに螺入したときソケ
ットの底面と対向するニップルの円形端面に溝部が周設
され、該溝部とニップルの端部側面との間が円形端面の
直径の１〜３０％の端面肉厚を有する立ち上がり周壁部
に形成されていることを特徴とする電極用ニップル。 - 【請求項３】 周壁部が連続して形成されていることを
特徴とする請求項１または２記載の電極用ニップル。 - 【請求項４】 周壁部の１個所または複数個所に切欠き
が形成されていることを特徴とする請求項１または２記
載の電極用ニップル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15552598A JP3672220B2 (ja) | 1998-06-04 | 1998-06-04 | 電極用ニップル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15552598A JP3672220B2 (ja) | 1998-06-04 | 1998-06-04 | 電極用ニップル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11345685A true JPH11345685A (ja) | 1999-12-14 |
| JP3672220B2 JP3672220B2 (ja) | 2005-07-20 |
Family
ID=15607981
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15552598A Expired - Fee Related JP3672220B2 (ja) | 1998-06-04 | 1998-06-04 | 電極用ニップル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3672220B2 (ja) |
-
1998
- 1998-06-04 JP JP15552598A patent/JP3672220B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3672220B2 (ja) | 2005-07-20 |
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