JPS5946792A - 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およびア−ク炉で使用する電極柱 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、個々の電極部分を直接に、またはチー・ぞ−
状ねじ部の形の中間の連結−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苛のやり方で用い
る改良した方法に関するものである。

本発明が向けもね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げねばならな
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併くなり、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
終ってからそのスリーブを取り外さなけＪ］ばならない
。

＠記問題を解決する別の先行技術が米国特許第３７９５
７５３号！ＪＡ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１ｆＪｉ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
その一力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、ｒイツ特訂第１０７６８４
５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、電極柱部材が締利けもれている
間にその目的を達成するものであるから、電極柱の一方
の部分が他力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’ｔ’！、それぞわ、の所期の目
的を浸酸するために通常受は容れることができるもので
あるが、構成が被雑であったり、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った。そして、多くのυ
・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−ｉ：まで完成されなかっ
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、接合さ灼る２つの電極柱部材が、一方の電極
柱部材のチー・ξ−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っている、他方の
電極柱部材から延びてチー・ξ−ねじ部を有する軸線方
向に配置されるビンのテーノξ−ねじ部と、前記接合要
素のチー・ξ−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、前記ビンのチー・ξ−ねじ部が前
記孔の中に挿入させられるように構成さｈたビンを設け
るものである。

アーク炉の王宮な運転の結果、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
ねじソケットまたはビンを用いることにより行われてい
た。直接に接合され、または連結ビ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１１ま、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
もつと重太な問題をひき起す。

その破片がねじの荷重を支える面に残っていると、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
流密度が高くなって［高塩度の点」が生じ、そのために
接合部分が破壊されることがある。

電接部分自体のねじこみによる接合と、連結ぎンにはま
っすぐなねじ部またはチー、ｅ−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
ッ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つのニップル端部また）１１２つ
の雌型くぼみを場合に応じて有する連結ビンを用いるこ
とにより、２つのｔｔＭ部分を接合できろ。

電極部分にチー・ξ−ねじ部が設けら＋１、連結ビンが
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、チー・ξ−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
経部分のニップルと、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
分にニップルを設け、電極柱に付加される電極部分に雌
型部分を設けることもできる。また、別の態様は、１つ
のニップルと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本の連結ビンの両端
にそれぞれニップルと雌型くぼみを設け、他方の連結ビ
ンの対応する雌型ビンとニップルをはめ合わせることも
含む。

連結ビンを用いる時は、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ビンを連結でき、またはそ
の連結ビンを、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、チー・ξ−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、ソケット
の壁のために作業最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
な滴足に見ることが阻止さ灼、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ビン）が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４辰っ子運動により、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、接触によって破片が生
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−）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、捕えら才している破片を
通じる導電路のみを通っ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塵が高くなる
から、その場所の温度が局部的に非常に高くなって、構
造的な損傷したがっ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
接合部に捕えらねることがしばしば見られる。

テーノξ−ねじを有する上昇キャッ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′淑朽、またはそれｒこ関連する連結ビンへ送る場合
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、電極柱の一力のテーノξ−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、前記一方のチー・ξ−ねじ部から延び
て他方のチー・ξ−ねじ部の接合くぼみの中に入る軸線
方向のビ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（旧１減少し、または全く解消される。以上
の説明かられかるように、一方の電極部分のニップルま
たは電極連結ぎンのニッ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ビンを延長させる
ことができる。それらのニップルには連結ビンを受ける
ためのくぼみが設けられる。また、先に説明したように
、心出しビンは、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ップ
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石川しビンにより、
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の詳細な説明する。

連結ビン１２の一端部に、ねじ軸と同軸の孔１０があけ
られる。連結ビン１２は電極部分１６の雌型くぼみ１４
の中にねじ込まれる。心出しビン１８が、第２の電極部
分四の雌型くぼみ四の底２６に設けられて（・る孔冴の
中にきっちり挿入される。心出しビン１８の長さ１１ま
、なるべく、第２の電蓚部分２２の端面２０より突き出
る長さにする。心出しビン１８がゆるく挿入される孔１
０は、心出しビン１８が十分に入れる深さにする。

図示のように、孔Ｕの中に挿入されている心出しビン１
８は電極部分２２の端面２０から突き出る。電極部分１
６と連結ぎン１２がクレーンにより下降させられるにつ
れて心出しビン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が撮り子のよ
うに揺れろことが阻止される。心出しビン１８により２
つの要素が軸線力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ビンを用いているが、
ビンはソケットの端面より突き出る長さが好ましし・こ
とが見出されている。

また、第２図に示すように、チー・ぐ一孔３０を設ける
ことにより、Ｉｂ出しぎ７１８の挿入を答易にできる。

心出しビン１８にもチー・ξ一端部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ギャップ
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
しビンを作るための用意が行われる。心出しビンは重力
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、心出しビ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ろ
。雌型くぼみを有する電極部分にとりつけられた場合は
心出しビンはあまり損傷を受けないが、雄型ニラゾルを
有する電極部分にとりつけてもあまり機能は変らない。

露出しでいる心出しビ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。心出しビンを最
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、急なテーノξ−の、
粗いねじ溝による接合においては心出しビンを卸くした
方が有利である。また、心出しビンを電極部分ではなく
て、連結ビンに設けた場合にも心出しビンは短い方が有
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υ・き起
さない材料であれば、心出しビンの材料の種類は太して
重要で１１まない。また、心出しビンの材料は、構造上
の用途に対する諸要求に耐えも七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、金量、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
ビンが少しでも残ることが望ましくないのであれば、プ
ラスチックまたは木のような完全に消耗する他の多くの
材料で心出しビ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Φ件の下で試）険した
結果、本発明の前記諸口的の達成は完全に成功したこと
が判明して−・る。

【図面の簡単な説明】

第１図は消耗６出しビ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ぎンを示す部分電極柱の
分解断面図、第２図（ｔ′喝極連結ビンと、その連結ビ
ンの相手方となる消耗６出しビンの分解断面図である。 １０　、２４・・・孔、１２・・・連結ピン、１．４　
、２８・・・雌型くを「み、１６　、２２・・・電４一
部分、１８・・・心出しビン、３０・・・チー・ξ一孔
、３２・・・テーパ一端部。 出願人代理人　　　猪　　股　　　　　清図面の？’ｆ
＋書（内容に変更なし） 手続補正書（方式） ％式％ １、事件の表示 昭和お年渦許願第１１６２５８号 ２、発明の名称 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 ユニオン、カーパイＰ、コーポレーション昭和５８年　
９月７日 （発送１ヨ　昭和閏年　９月２７１０ ６、−補＋１休；→−−−丼逼溌４升の徹−７、補正の
対象 図　　　面

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ップルが設けられ
   、他瑞部に雌型くぼみが設けられている２つの電極部分
   を接合して炭素電極柱を形成する方法において、前記電
   極部分の一方の中心線に清って心出し消耗ピンを軸線方
   向に配置して設ける工程と、第１の電極部分へ雌雄接合
   関係で接合させられる第２の電極部分の中心線に治って
   孔を設ける工程とを備え、心出しピンの全長は孔の深さ
   に等しいか、それより短く、その孔の中には前記心出し
   ビンが挿入され、互いにねじこまれる前記電極部分を、
   それらの電極部分のねじ部分が実際にねじ合わされる前
   に互いに合わせることを特徴とする２つの電極部分を接
   合して炭素電極柱を形成する方法。 ２、特Ｆｉ″Ｆ請求の範囲第１項記載の方法でｋ）つて
   、前記心出しビンは、互いに接合される電極部分の一方
   の電ＧＭ部分の雌型くぼみの中に挿入され、前記心出ピ
   ンが挿入される前記孔は、前記第１０′眠衡部分に互い
   にねじ合わされる第２の電極部分の雄型ニップルに設け
   ることを特徴とする方法。 ３、特許請求の範囲第１項記載の方法であって、前記心
   出しピンの端部は、そのピンが設けられている電極部分
   の横方向端面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
   って、前記心出しビンの端部と前記孔の開口部は逆向き
   に傾斜させられた端部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
   って、前記心出しビンの四部には傾斜をつけ、または丸
   くすることを特徴とする特許６、特許請求の範囲第１項
   記載の方法であって、前記孔？１↓前記心出しビンを受
   けるための傾斜端部を有することを特徴とする方法。 ７、２つの電極部分を接合して炭素電極柱または黒鉛電
   極柱を構成する方法であって、各電極部分のそれぞれの
   向き合う端部に雌型くぼみが設けられ、前記電極部分は
   二重雄型端部の炭素すなわち黒鉛製の連結ピンにより互
   いに物理的に接合さね、その連結ぎンの一端１，１第２
   の電極部分に接合される第１の電極部分の雌型くぼみの
   中にねじこまれ、前記各雌型くぼみと前記二車雄型端部
   連結ピンとにはチー・ξ−ねじ部が設げもねる、２つの
   電ｆｉ！部分を接合して炭素電極柱を形成する方法にお
   い−Ｃ１第２の電極部分の雌型くぼみにその電極部分の
   中心線に沿って消耗心高しビンを設ける工程と、前記雌
   型くぼみにねじこまれる連結ビンの端部にその連結ビン
   の中心線に浴って孔を設け、６出しビンの全長は孔の深
   さに等しく、またはそれより短く、その孔は、前記連結
   ビンがねじこまれる時に前記６出しビンを受けるように
   され、第２の電極部分は、前記連結ビンのねじ部が設け
   うわている部分と前記第２の電極部分が実際に接合され
   る前に互いに合わせることを特徴とする２つの電極部分
   を接合して炭素電稜柱を形成する方法。 ８、特許請求の範囲第７項記載の方法であって、前記６
   出しぎンの岸部は、そのビンが設けられている電極部分
   の横方向端面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３項記載の方法であ
   って、前記６出しビンの端部と前記孔の開口部は逆向き
   に傾斜させられた端部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１１ま第３項記載の方
   法であって、前記６出しビン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
   あって、前記孔は前記６出しビン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を備え、各電
   極部分の両娼部には雄型ニップルと＋’ｄＩ型くぼみが
   設けられ、そ、ｈもの電極部分は、雄型ニップルに設け
   られているチー・ξ−ねじ部が雌型くぼみのねじこまれ
   て、互いに接合される、アーク炉に使用する電極柱にお
   （・て、一方の電極部分の中心軸に活って配置される消
   耗心高しビンを備え、その６出しビンは、他方の７１極
   部分の中心軸に？６つて配置される孔の中に挿入されて
   いることを特徴とするアーク炉に使用する電イヴ柱。 １３．２つの炭素または黒鉛製の電極部分を備え、各電
   極部分の両端部には雌型くぼみが設けられ、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ップル連結
   ピンにより互いに接合されるアーク炉に使用する’Ｋ　
   ％柱において、電極部分の端部の中心軸に清って配置さ
   れる消耗心高しビンを備え、その６出しビンの中に連結
   ビンが最後にねじこまれ、前記６出しビンは連結ビンの
   中心軸に清って配置されている孔の中に挿入され、その
   孔は、電極部分に最初にねじこまれる連結ビンの端部と
   は反対の側の連結ビ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。