CN202713678U - 一种风冷却石墨电极 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种风冷却石墨电极，包括石墨电极和石墨电极接头，风冷却石墨电极由具有中心通孔的石墨电极、具有中心通孔的石墨电极接头和钢质石墨电极端盖构成，钢质石墨电极端盖的结构为圆台形钢质端盖其大端端面上设置着圆台形内孔，在圆台形内孔上设置着与电极接头相配合的螺纹，在钢质端盖的顶端端面上设置着中心通孔，在通孔上固接着进风管，钢质石墨电极端盖的圆台形螺孔中配合安装着电极接头，电极接头通过螺纹连接着石墨电极，使钢质石墨电极端盖、电极接头和石墨电极的通孔相互连通。本实用新型冷却石墨电极的冷却效果好，可以降低石墨电极的温度，减少石墨电极的表面氧化，既可节水，又可以降低石墨电极的消耗，缩短冶炼时间，降低冶炼电耗，降低炼钢成本。

Description

一种风冷却石墨电极

技术领域

 本实用新型属于炼钢电弧炉石墨电极冷却结构的改进，特别是一种风冷却石墨电极。

背景技术

石墨电极是电弧炉炼钢必不可少的重要原料，一般分为普通功率石墨电极（YB/T 4088）、高功率石墨（YB/T4089）、超高功率石墨电极（YB/T 4090）。标准对石墨电极的外形尺寸及允许偏差、技术要求、表面质量、试验方法、检验规则、包装等均有明确规定，用户可以在国内外市场直接采购。

为了达到实际使用所需要的长度，一般将2～3节石墨电极通过电极接头连接起来使用。石墨电极的作用是把电流导入炉内，电极与炉内的金属炉料之间产生高温电弧，将电能转化为热能，熔化炉料形成钢液，并提高钢液的温度至工艺要求的范围。

石墨电极的价格很贵，电极的消耗直接影响着钢的生产成本。石墨电极消耗的主要原因是折断、氧化，炉渣和炉气的侵蚀，以及在电流作用下的剥落和升华。电极的氧化消耗约占总消耗的55%～75%。石墨电极从550℃开始氧化，在750℃以上急剧氧化。目前减少石墨电极氧化的主要措施是：主要方式有两种，一种是水冷石墨电极，另一种是水淋石墨电极。

1、水冷复合电极。该电极由上下两部分组成，上部为钢制水冷电极柄，下部为普通石墨电极。上下部分之间由水冷钢质接头连接。

2、水淋式电极。在电极夹持器的下方采用环形喷水器向电极表面喷水，使水沿着电极表面下流，并在电极孔上方用环形管（风环）向电极表面吹压缩空气使水雾化。

存在的问题：

以上两种减少电极氧化表面氧化的措施存在一定的局限性：

（1）图2所示的水冷复合电极，其水冷端在电极的上端。但实际上电极表面氧化严重的是电极的下端。因为电极的下端，特别是炉内部分，电极表面的温度非常高，电极呈现红亮颜色，温度在750℃以上。石墨电极属于非金属材料，热传导性能很差。仅仅依靠电极上端的接触式冷却不可能使整根电极（约4m长）的温度冷却下来。因此，这种降低电极表面氧化的措施，效果不明显。

(2) 图3所示的水淋式电极，其能够有效冷却的电极部位仍然是电极炉盖以上的部位。实际上该部位的表面温度并不是很高，温度在550℃左右，减少电极表面氧化的效果并不明显。另外，水淋式电极消耗大量水，浪费珍贵的水资源。当水的喷淋量过大时，会有部分水分进入炉内，影响钢的质量。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种风冷却石墨电极，冷却石墨电极的冷却效果好，可以有效地降低石墨电极的温度，减少石墨电极的表面氧化，既可节水，又可以降低石墨电极的消耗，缩短冶炼时间，降低冶炼电耗，降低炼钢成本。

本实用新型的目的是这样实现的：一种风冷却石墨电极，包括石墨电极和石墨电极接头，风冷却石墨电极由具有中心通孔的石墨电极、具有中心通孔的石墨电极接头和钢质石墨电极端盖构成，钢质石墨电极端盖的结构为圆台形钢质端盖其大端端面上设置着圆台形内孔，在圆台形内孔上设置着与电极接头相配合的螺纹，在圆台形钢质端盖的顶端端面上设置着中心通孔，在通孔上固接着进风管，钢质石墨电极端盖的圆台形螺孔中配合安装着电极接头，电极接头通过螺纹连接着石墨电极，使钢质石墨电极端盖、电极接头和石墨电极的通孔相互连通。

风冷石墨电极的冷却原理：石墨电极、石墨电极接头的芯部有一上下贯通的中心孔，通过风冷石墨电极端盖将氮气接入。氮气在流通过程中将整根石墨电极的热量带走，从而起到良好的冷却作用，降低石墨电极的温度，减少石墨电极的表面氧化。

风冷电极端盖的材质为普通碳素结构钢或优质碳素结构钢，圆台形内孔带有螺纹，通过风冷石墨电极接头与风冷石墨电极连接在一起。主要作用是将氮气导入石墨电极进行冷却及吊装。每种规格的石墨电极，配套对应一种风冷电极端盖。

石墨电极接头的形状为圆台形，实芯，表面是螺纹。通过接头可以将石墨电极连接起来。风冷石墨电极接头与现在使用的石墨电极接头的区别是风冷石墨电极接头的中心有一条上下贯通的中心孔，冷却介质氮气由此通过。

石墨电极的形状为圆柱形，实芯，两端带有螺纹孔。风冷石墨电极与现在使用的石墨电极的区别是风冷石墨电极的中心有一条上下贯通的中心孔，冷却介质氮气由此通过。

风冷石墨电极的优点

风冷石墨电极与水冷石墨电极及水淋石墨电极相比，具有以下三方面优点：

（1）冷却效果好。由于风冷式石墨电极的冷却气体贯通整根电极，其整体性冷却效果明显好于其他两种方式。

（2）节约资源。在钢铁企业，氮气作为制氧厂的副产品往往直接放散到大气中。在本项技术中将氮气作为冷却介质使用，变废为宝，可节约宝贵的水资源。

（3）良好的冶金效果。电炉冶炼过程中，通过氮气对钢水、钢渣的搅拌，有利于泡沫渣的形成，缩短冶炼时间，降低冶炼电耗。

本实用新型冷却石墨电极的冷却效果好，有效地降低了石墨电极的温度，减少了石墨电极的表面氧化，既节约了水，又降低了石墨电极的消耗，缩短了冶炼时间，降低了冶炼电耗，降低了炼钢成本。

附图说明

下面将结合附图对本实用新型作进一步的描述,

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为钢质石墨电极端盖剖视结构示意图；

图3为石墨电极接头的结构示意图；

图4为石墨电极的剖视结构示意图。

具体实施方式

一种风冷却石墨电极，如图1、图2、图3、图4所示，包括石墨电极和石墨电极接头，风冷却石墨电极由具有中心通孔7的石墨电极4、具有中心通孔的石墨电极接头5和钢质石墨电极端盖2构成，钢质石墨电极端盖2的结构为圆台形钢质端盖其大端端面上设置着圆台形内孔，在圆台形内孔上设置着与电极接头5相配合的螺纹，在圆台形钢质端盖2的顶端端面上设置着中心通孔，在通孔上固接着进风管1，钢质石墨电极端盖2的圆台形螺孔中配合安装着电极接头5，电极接头5通过螺纹连接着石墨电极4，使钢质石墨电极端盖2、电极接头5和石墨电极4的通孔相互连通。石墨电极夹持器3夹持着石墨电极4，石墨电极4从炉盖6的电极孔伸入电弧炉内。

本实用新型风冷却石墨电极的石墨电极端盖、石墨电极接头、石墨电极包括了普通石墨电极、高功率石墨电极、超高功率石墨电极。可应用于国内普通功率、高功率、超高功率的交流电炉、直流电炉冶炼；也可用于LF精炼炉精炼所有对氮含量没有特殊要求的钢种。

Claims (1)

1.一种风冷却石墨电极，包括石墨电极和石墨电极接头，其特征是：风冷却石墨电极由具有中心通孔（7）的石墨电极（4）、具有中心通孔的石墨电极接头（5）和钢质石墨电极端盖（2）构成，钢质石墨电极端盖（2）的结构为圆台形钢质端盖（2）其大端端面上设置着圆台形内孔，在圆台形内孔上设置着与电极接头（5）相配合的螺纹，在圆台形钢质端盖的顶端端面上设置着中心通孔，在通孔上固接着进风管（1），钢质石墨电极端盖（2）的圆台形螺孔中配合安装着电极接头（5），电极接头（5）通过螺纹连接着石墨电极（4），使钢质石墨电极端盖（2）、电极接头（5）和石墨电极（4）的通孔相互连通。

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