CN1720421A - 电弧炉的石墨电极 - Google Patents

电弧炉的石墨电极 Download PDF

Info

Publication number
CN1720421A
CN1720421A CNA038257939A CN03825793A CN1720421A CN 1720421 A CN1720421 A CN 1720421A CN A038257939 A CNA038257939 A CN A038257939A CN 03825793 A CN03825793 A CN 03825793A CN 1720421 A CN1720421 A CN 1720421A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrode
graphite electrode
graphite
groove
cooling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA038257939A
Other languages
English (en)
Other versions
CN100420347C (zh
Inventor
白石千鹤浩
灰野和义
土屋正胜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokai Carbon Co Ltd
Original Assignee
Tokai Carbon Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokai Carbon Co Ltd filed Critical Tokai Carbon Co Ltd
Publication of CN1720421A publication Critical patent/CN1720421A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100420347C publication Critical patent/CN100420347C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B7/00—Heating by electric discharge
    • H05B7/02—Details
    • H05B7/06—Electrodes
    • H05B7/08—Electrodes non-consumable
    • H05B7/085—Electrodes non-consumable mainly consisting of carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/52—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbon, e.g. graphite
    • C04B35/522—Graphite
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D11/00—Arrangement of elements for electric heating in or on furnaces
    • F27D11/08—Heating by electric discharge, e.g. arc discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B7/00—Heating by electric discharge
    • H05B7/02—Details
    • H05B7/12—Arrangements for cooling, sealing or protecting electrodes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/94—Products characterised by their shape
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/94—Products characterised by their shape
    • C04B2235/945—Products containing grooves, cuts, recesses or protusions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
    • F27B3/08—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces heated electrically, with or without any other source of heat
    • F27B3/085—Arc furnaces

Abstract

本发明提供一种用于炼钢的电弧炉的石墨电极，其可以有效抑制操作过程中用于电气炼钢炉的石墨电极的氧化和消耗，并减小电极消耗率。石墨电极用于在通过喷溅冷却液体到石墨电极的表面冷却从炉顶向上突出的石墨电极的同时工作的电气炼钢炉，其中非平滑的表面结构形成在石墨电极的表面上。

Description

电弧炉的石墨电极
技术领域
本发明涉及用于电弧炉的石墨电极。尤其是，本发明涉及在冷却从炉顶突出的石墨电极的同时进行工作的用于炼钢的电弧炉的石墨电极的改进。
背景技术
用于炼钢的电弧炉的石墨电极产生电弧并引起原料熔化。因为由于电弧石墨电极达到高温，石墨电极发生氧化作用和升华作用。此外，由于芯熔蚀(slug corrosion)等电极尖部迅速消耗。因此，为补偿磨损，通过连续地连接石墨电极，石墨电极从电炉外部被补充。
这样，由于电极温度的增加，石墨电极的外表面被氧化和消耗，由此，电极消耗率增加。这可能导致在工作中的破裂事故。因此，为抑制电极外表面的氧化和消耗，通过喷溅冷却液体到位于炉顶上的石墨电极表面来冷却石墨电极的方法被提出(美国专利号4852120)。
为增加上述方法中通过喷溅冷却液体到位于炉顶上的位置的石墨电极表面来冷却石墨电极的冷却效果，相对于水平线在-10°的向下倾角和+10°的向上倾角的范围内扩展喷溅冷却液体的方法也已被提出(美国专利号4941149和5795539)。
发明内容
用于炼钢的电弧炉的人造石墨电极通过向原料焦炭增加粘结剂，并搅拌混合物，然后挤压、初次烘烤、沥青浸渍、再烘烤、石墨化并机械加工成预定形状而制成。石墨电极随着石墨化的进行显示更优良的特性。然而，随着石墨化的进行，电极表面的亲水性趋于降低。因此，在通过喷溅冷却液体到石墨电极的表面来冷却用于炼钢的石墨电极的情况下，由于电极表面排斥冷却液体，冷却效果被降低，由此，不能充分获得防氧化效果。
本发明人进行了许多关于获得充分石墨化并具有优良的使用特性的用于炼钢的电弧炉的石墨电极表面的亲水性的电极的结构的实验和研究，并且发现亲水性可以通过在电极表面形成非平滑的结构而获得，由此冷却效果可被提高。
本发明基于上述发现而获得。本发明的一个目的是提供用于在冷却从具有炉顶突出的石墨电极时工作的电气炼钢炉的用于炼钢的电弧炉的石墨电极，其具有大的水分保持特性，提供了充足的冷却效果，并通过防止氧化和消耗降低电极的消耗率。
为达到上述目的，本发明提供用于在通过喷溅冷却液体到石墨电极表面而冷却从炉顶突出的石墨电极的同时工作的炼钢的电弧炉的石墨电极，其中非平滑结构形成在石墨电极的表面上。
附图说明
图1为本发明石墨电极例子的局部正面示意图。
图2为图1所示部分A的扩大视图。
图3为说明非平滑结构另一例子的视图。
图4为说明非平滑结构再另一例子的视图。
图5为根据本发明说明供水量和电极水分保持量之间的关系的曲线图。
图6为说明本发明电极非平滑结构突出高度和水分保持量之间的关系的曲线图。
具体实施方式
在本发明中，非平滑结构包括任何可以给电极表面提供水分保持特性的非平滑结构，例如其中沿垂直或平行于电极轴方向的方向在电极表面上形成凹槽的结构，形成螺旋凹槽的结构，通过使凹槽相交形成不均匀度的结构，及形成浅凹的结构。
在上述非平滑结构中，优选通过机械加工例如车床加工在垂直或几乎垂直于被喷溅到电极表面的冷却液体流动的方向上形成凹槽来形成非平滑结构。从易于加工的角度来看，如图1和图2中所示的在石墨电极1的表面上形成螺旋凹槽2的结构实际上是最优选的。非平滑结构可以形成在电极的整个表面上。非平滑结构可以形成在除支承部分外的电极表面上。
这样，螺旋凹槽2的螺旋角β优选在等于或大于45°但小于90°的范围中。在非平滑结构之间的间距(pitch)P优选在0.2到10mm的范围中。如果螺旋角小于45°，水分保持效果将被降低。如果间距P小于0.2mm，水分保持效果不充分。如果间距P超出10mm，电极不能被适当地支持。在形成V-型凹槽(如图1和图2中所示的凹槽)的情况下，凹槽的深度被增加，由此电极的有效强度被降低。
非平滑结构的突出部的高度(高度差)h优选为0.2到5mm，并且更优选0.3到2mm。如果高度h小于0.2mm，水分保持效果不充分。如果高度h超出5mm，电极的有效强度降低，因而电极易于破裂。在电极的全部表面上形成非平滑结构的情况下，非平滑间距的上限和突出部的高度根据电极的大小进行选择，使得电极不会由于有效强度的降低而破裂或电极可以适当地支持。
在流过通过在电极表面形成非平滑结构获得的电极表面时，从喷雾器或喷淋管喷溅到电极表面的冷却液体如下所述发挥功能，因此有利于提高电极冷却功效。
(1)由于电极表面上的非平滑结构，冷却液体的流速被降低。这使冷却液薄膜均匀地分布在电极表面。此外，由于薄膜的厚度增加，水分保持效果增加。这有利于提高冷却效果。
(2)电极的表面面积，特别地，冷却液体的热传递面积被增加。
(3)因为普通沸腾面积增加，由于蒸发热量的排热效果提高。
此外，由于由非平滑结构引起的冷却液体的搅动效果，从电极表面到冷却液体薄膜表面的热传递系数显著增加。
作为冷却液体，水(工业用水)通常被应用。电极表面的水分保持效果可以通过给水添加表面活化剂而被增加。水分保持效果也可以通过给电极表面应用表面活化剂而增加。抗氧化剂的水溶液可以代替水被使用。
当例子时，本发明的实施例描述如下，同时与具有光滑表面而不具有非平滑结构的传统石墨电极的例子(比较实施例)相比较。然而，下述实施例仅说明本发明的一个实施方式，不应解释为限制本发明。
实施例和比较实施例
通过使石墨电极在如表1所示的条件下进行螺旋凹槽加工，在具有4英寸直径和350mm长度的石墨电极的表面上形成螺旋凹槽的非平滑结构。电极通过负载传感器(load cell)被悬置，且冷却水从排列在电极周围的喷嘴以4L/min的喷水速率喷溅到电极表面上并且使得其在电极的表面流动。通过使用负载传感器测量电极重量的增加来计算水分保持量(水分保持量＝喷溅冷却水前的电极重量-喷溅冷却水并使其流动后的电极重量)。
图5说明在实施例和比较实施例中供水量和水保持量之间的关系。图6说明在突出部的高度(槽深h)和水保持量之间的关系。
如图5中所示，在形成螺旋槽的实施例中，与其中电极表面没有被提供螺旋槽而光滑的比较实施例相比较，水保持量在1.0mm或更大的凹槽间距p时增加。尤其，良好的水保持效果在其中凹槽间距p为2mm或更大的实验实施例3、4和5中获得。
如图6中所示，与其中电极表面没有被提供螺旋槽而光滑的比较例相比较，水保持量在形成螺旋槽的实施例中被增加。尤其，良好的水保持效果在其中槽深为0.8mm或更大的实验实施例3到7中获得。在其中槽深为1.75mm或更大的实验实施例4和5中，水保持效果被提高到较大程度。
工业实用性
根据本发明，在操作中氧化和消耗可以被有效抑制并且可以减小电极消耗率的制钢用石墨电极可以被提供。
表1
  实验例                                      螺旋槽
槽型   槽角α(°) 凹槽间距p(mm) 槽深h(mm) 槽角β(°) 槽数 水保持量(kg)
例子   123456789101112  v-型槽v-型槽v-型槽v-型槽v-型槽锯齿型槽(图3)锯齿型槽(图4)v-型槽v-型槽v-型槽v-型槽v-型槽   909090906060609090909090   0.51.02.04.02.02.02.05.05.05.05.05.0   0.250.501.002.001.750.700.701.001.001.001.001.00   89.989.889.689.289.689.689.689.080.070.060.045.0   1111111110213257   0.0550.0750.1010.1500.1290.0940.0860.0850.0850.0820.0780.060
    比较例 平滑表面处理 0.045

Claims (3)

1、石墨电极用于炼钢电炉，当通过喷溅冷却的液体到石墨电极的表面冷却从炉顶突出的石墨电极时，炼钢电炉进行工作，其特征在于，非平滑的表面结构形成在石墨电极的表面上。
2、根据权利要求1的石墨电极，其特征在于，非平滑结构为螺旋槽。
3、根据权利要求1的石墨电极，其特征在于，非平滑结构为螺旋槽，螺旋槽具有等于或大于45°但小于90°的螺旋角β，0.2到10mm的凹槽间距p和0.2到0.5mm的槽深h。
CNB038257939A 2003-01-10 2003-04-30 电弧炉的石墨电极 Expired - Fee Related CN100420347C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4029/2003 2003-01-10
JP2003004029A JP2004220826A (ja) 2003-01-10 2003-01-10 製鋼用黒鉛電極

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1720421A true CN1720421A (zh) 2006-01-11
CN100420347C CN100420347C (zh) 2008-09-17

Family

ID=32708936

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB038257939A Expired - Fee Related CN100420347C (zh) 2003-01-10 2003-04-30 电弧炉的石墨电极

Country Status (11)

Country Link
US (1) US20060193364A1 (zh)
EP (1) EP1591738B1 (zh)
JP (1) JP2004220826A (zh)
CN (1) CN100420347C (zh)
AT (1) ATE408794T1 (zh)
AU (1) AU2003235986A1 (zh)
DE (1) DE60323683D1 (zh)
ES (1) ES2314197T3 (zh)
MY (1) MY141517A (zh)
TW (1) TWI285679B (zh)
WO (1) WO2004063651A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103384013A (zh) * 2010-07-01 2013-11-06 格拉弗技术国际控股有限公司 石墨电极
CN103791717A (zh) * 2012-10-30 2014-05-14 连云港桃盛熔融石英有限公司 一种双体导电棒熔融石英电熔炉
CN111683906A (zh) * 2018-02-06 2020-09-18 信越石英株式会社 碳电极及石英玻璃坩埚的制造方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
RU2559832C2 (ru) * 2010-07-01 2015-08-10 Графтек Интернэшнл Холдингз Инк. Графитовый электрод
US11979968B2 (en) * 2018-10-15 2024-05-07 Chemtreat, Inc. Spray cooling furnace electrodes with a cooling liquid that contains surfactants
PT3815465T (pt) 2018-10-15 2023-05-24 Chemtreat Inc Métodos de proteção de elétrodos de forno com líquido de refrigeração que contém um aditivo

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE901221C (de) * 1943-06-30 1954-01-07 Siemens Planiawerke Ag Elektrodenverbindung mit konischem Gewindezapfen
US4161619A (en) * 1977-11-11 1979-07-17 Republic Steel Corporation Electrode socket design
US4698543A (en) * 1982-01-29 1987-10-06 Colt Industries Inc. Electrode for electrical discharge machining
DE3347069A1 (de) * 1983-12-24 1985-07-04 Sigri Elektrographit Gmbh, 8901 Meitingen Elektrode fuer lichtbogenoefen
DE8716883U1 (zh) * 1987-12-23 1988-03-24 Vereinigte Aluminium-Werke Ag, 1000 Berlin Und 5300 Bonn, De
KR970016508A (ko) * 1995-09-26 1997-04-28 다이타 히로시 전기아크용광로와 레이들내에서 금속용융과 정련에 사용되는 그래파이트전극 냉각 방법
EP0827365A3 (en) * 1996-08-30 1998-08-19 Nippon Carbon Co., Ltd. Method for cooling graphite electrodes used for metal melting and refining in an electric arc furnace and a ladle
DE29811517U1 (de) * 1998-06-27 1998-10-01 Walther Glas Gmbh Elektrodenhalterung für Glasschmelzöfen, mit zweitem Kühlwasserkreislauf

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103384013A (zh) * 2010-07-01 2013-11-06 格拉弗技术国际控股有限公司 石墨电极
CN103415466A (zh) * 2010-07-01 2013-11-27 格拉弗技术国际控股有限公司 石墨电极
CN103384013B (zh) * 2010-07-01 2015-09-02 格拉弗技术国际控股有限公司 石墨电极
CN103415466B (zh) * 2010-07-01 2015-09-16 格拉弗技术国际控股有限公司 石墨电极
US9253827B2 (en) 2010-07-01 2016-02-02 Graftech International Holdings, Inc. Graphite electrodes
US9497804B2 (en) 2010-07-01 2016-11-15 Graftech International Holdings Inc. Graphite electrode
CN103791717A (zh) * 2012-10-30 2014-05-14 连云港桃盛熔融石英有限公司 一种双体导电棒熔融石英电熔炉
CN103791717B (zh) * 2012-10-30 2015-10-07 连云港桃盛熔融石英有限公司 一种双体导电棒熔融石英电熔炉
CN111683906A (zh) * 2018-02-06 2020-09-18 信越石英株式会社 碳电极及石英玻璃坩埚的制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP1591738A1 (en) 2005-11-02
EP1591738B1 (en) 2008-09-17
ES2314197T3 (es) 2009-03-16
CN100420347C (zh) 2008-09-17
DE60323683D1 (de) 2008-10-30
TW200413542A (en) 2004-08-01
MY141517A (en) 2010-05-14
TWI285679B (en) 2007-08-21
AU2003235986A1 (en) 2004-08-10
WO2004063651A1 (ja) 2004-07-29
US20060193364A1 (en) 2006-08-31
EP1591738A4 (en) 2006-08-09
ATE408794T1 (de) 2008-10-15
JP2004220826A (ja) 2004-08-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1720421A (zh) 电弧炉的石墨电极
CN1236085C (zh) 铜基合金
CN1266293C (zh) 高强度钛铜合金及其制造方法与采用该合金的接插件
WO1999021675A1 (en) Electrode wire for use in electric discharge machining and process for preparing same
JP4161652B2 (ja) セラミックス構造体の製造方法およびセラミックスハニカム構造体の製造方法
CN1298889C (zh) 镍基自熔性合金－稀土复合涂层材料及其制备方法
CN1572413A (zh) 电极材料及其制造方法
CN1420094A (zh) 玻璃带的支承装置
CN1230138A (zh) 无缝钢管轧制用的顶头、芯棒及无缝钢管的制造方法
CN1043197A (zh) 玻璃熔炉的电极
CN100363511C (zh) 一种超高强度抽油杆制造工艺
CN1248820C (zh) 无镀层焊丝
CN2793069Y (zh) 玻璃液鼓泡管
CN100343395C (zh) 冷却元件
CN1928142A (zh) 具有优异可拉拔性和疲劳性能的钢线材及其制造方法
CN212615051U (zh) 发动机汽缸套及发动机
CN204701208U (zh) 一种增加铝合金复合板结合强度的结构
CN114769349B (zh) 一种超宽幅大尺寸钛包铜复合型材的制备方法
CN1286388A (zh) 冷却元件
JP5249600B2 (ja) ピンホールの占有割合を調整したスパッタリングターゲットおよびその製造方法
CN216838120U (zh) 一种具有高度适用性的环形薄片件热处理工装
JP4025523B2 (ja) 圧延用ロールの放電加工方法
KR100625840B1 (ko) 전기 전자용 동 소재 제조를 위한 동 빌렛 압출방법
CN1416577A (zh) 氧化物超导线材的制造方法
JP2001179720A (ja) コージェライト質ハニカム構造体の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20080917

Termination date: 20150430

EXPY Termination of patent right or utility model