JP2639413B2 - Method for preventing breakage of graphite electrode socket during electric melting and refining of metal in arc furnace and breakage prevention device provided for the method - Google Patents

Method for preventing breakage of graphite electrode socket during electric melting and refining of metal in arc furnace and breakage prevention device provided for the method

Info

Publication number
JP2639413B2
JP2639413B2 JP62184206A JP18420687A JP2639413B2 JP 2639413 B2 JP2639413 B2 JP 2639413B2 JP 62184206 A JP62184206 A JP 62184206A JP 18420687 A JP18420687 A JP 18420687A JP 2639413 B2 JP2639413 B2 JP 2639413B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
graphite electrode
end surface
electrode
arc furnace
breakage
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP62184206A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS6430195A (en
Inventor
文良 桜井
康典 野々田
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.)
Nippon Carbon Co Ltd
Original Assignee
Nippon 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 Nippon Carbon Co Ltd filed Critical Nippon Carbon Co Ltd
Priority to JP62184206A priority Critical patent/JP2639413B2/en
Publication of JPS6430195A publication Critical patent/JPS6430195A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2639413B2 publication Critical patent/JP2639413B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25Process efficiency

Landscapes

  • Discharge Heating (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 <発明の目的> 産業上の利用分野 本発明はアーク炉精錬操業時の黒鉛電極折損事故防止
方法ならびにそれに供する折損事故防止装置に係る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Object of the Invention> The present invention relates to a method for preventing a graphite electrode from being broken during an arc furnace refining operation and a device for preventing a broken electrode from being used for the method.

従来の技術 最近、鉄鋼その他の金属の電気アーク溶解および精錬
において、電極原単位の低下の上から黒鉛電極外周面の
酸化消耗抑制のために、上部電極を内部が冷却水により
冷却される水冷式非消耗電極として構成し、この非消耗
電極の下端にニップルを介して黒鉛電極を消耗電極とし
て接続し、上部の非消耗電極によって下部の黒鉛電極を
冷却しつつ、精錬する方法やその装置が提案されてい
る。
2. Description of the Related Art Recently, in electric arc melting and refining of steel and other metals, a water-cooled type in which the inside of an upper electrode is cooled by cooling water in order to suppress oxidation consumption of a graphite electrode outer peripheral surface due to a decrease in electrode unit consumption. A non-consumable electrode is constructed, a graphite electrode is connected to the lower end of the non-consumable electrode via a nipple as a consumable electrode, and a method and a device for refining while cooling the lower graphite electrode by the upper non-consumable electrode are proposed. Have been.

しかし、この場合には、使用により消耗した黒鉛電極
を取り外して新しい黒鉛電極を接続するときには、アー
ク電気炉からオフラインに移し、消耗した黒鉛電極をニ
ップルから取り外す。その後、新しい黒鉛電極を接続す
るときには、非消耗電極から成る上部電極にニップルを
取付け、このニップルに新しい黒鉛電極を取付け、オフ
ラインからアーク電気炉に移すことになる。この交換時
のオフラインとの間の移送がきわめて重筋労働であるた
め、黒鉛電極の酸化消耗が防止されても、現在のとこ
ろ、上記の非消耗電極方式はあまり実用に供されていな
い。
However, in this case, when the graphite electrode consumed by use is removed and a new graphite electrode is connected, the graphite electrode is moved off-line from the arc electric furnace and the consumed graphite electrode is removed from the nipple. Thereafter, when a new graphite electrode is connected, a nipple is attached to the upper electrode composed of the non-consumable electrode, a new graphite electrode is attached to the nipple, and the nipple is transferred from the off-line to the arc electric furnace. Since the transfer between the off-line and the off-line at the time of this exchange is extremely heavy labor, even though the oxidative consumption of the graphite electrode is prevented, the above-mentioned non-consumable electrode method is not practically used at present.

これに対し、従来から、一般には、上部から黒鉛電極
を順次に接続して、製鋼等の金属精錬されている。この
場合であると、電極の接続はアーク電気炉上で行なうこ
とができ、オフラインに移送するはん雑さもない。ま
た、この場合であっても、上部の黒鉛電極の外周面に冷
却水を連続的に吹付けて冷却し、これによって下部の黒
鉛電極の酸化消耗をおさえて、電極原単位の低減をはか
ることも提案されている。しかしながら、このように黒
鉛電極を順次に上部から接続し、黒鉛電極の表面に冷却
水を吹付ける場合には、黒鉛電極には冷却水が吹付けら
れて冷却されているのに対し、接続に供せられるニップ
ルはそのまま高温状態にあるため、このような温度条件
の差からニップルやソケット部の底部において少なから
ず折損事故が発生する。このため、このような事故を防
止することが望まれている。
On the other hand, conventionally, metal electrodes such as steelmaking are generally refined by sequentially connecting graphite electrodes from above. In this case, the connection of the electrodes can be performed on an electric arc furnace, and there is no complexity of transferring off-line. Even in this case, cooling water is continuously sprayed to the outer peripheral surface of the upper graphite electrode to cool it, thereby suppressing oxidation consumption of the lower graphite electrode and reducing the unit consumption of the electrode. Has also been proposed. However, when the graphite electrodes are sequentially connected from the top and the cooling water is sprayed on the surface of the graphite electrode, the cooling water is sprayed on the graphite electrode and the graphite electrode is cooled. Since the nipple to be provided is in a high temperature state as it is, such a difference in the temperature conditions causes not a few breakage accidents at the nipple and the bottom of the socket. Therefore, it is desired to prevent such an accident.

なお、黒鉛電極の表面に冷却水を吹付けない場合で
も、黒鉛電極とニップルの温度差にもとずく熱膨脹率の
差によってソケット部等の折損事故が起り易い。
Even when the cooling water is not sprayed on the surface of the graphite electrode, a breakage accident of the socket portion or the like easily occurs due to a difference in thermal expansion coefficient based on a temperature difference between the graphite electrode and the nipple.

発明が解決しようとする問題点 まず、互いに接続される黒鉛電極の接続部に対応する
ソケット部における折損の発生メカニズムは従来では応
力集中係数による応力集中によって説明されている。
Problems to be Solved by the Invention First, the mechanism of occurrence of breakage in a socket portion corresponding to a connection portion of graphite electrodes connected to each other has been conventionally described by stress concentration by a stress concentration coefficient.

しかし、発生メカニズムがこの応力集中では説明でき
ないところがあることに着目し、本発明は、このメカニ
ズムを別の観点から解明し、その解明結果にもとずいて
成立したものである。
However, paying attention to the fact that the mechanism of occurrence cannot be explained by this stress concentration, the present invention has elucidated this mechanism from another point of view, and has been established based on the elucidated results.

すなわち、その解明した結果によると、はじめにクラ
ックが発生するのは一対の黒鉛電極のうちで上部の黒鉛
電極であり、とくに、上部の黒鉛電極において、下部の
黒鉛電極の上端面に接触する下端面であって、下部の黒
鉛電極の上端面には発生しない。このところから、上部
の黒鉛電極の下端面に発生するはじめのクラックを防止
するために、上部の黒鉛電極の外周部で下端面を含む位
置に締付けリングをはめ合わせるとともに、この締付け
リングに冷却媒体を吹付け冷却して、上部の黒鉛電極の
下端面に半径方向に指向する圧縮力を与える。これによ
って、折損事故を防止する方法ならびにその防止装置を
提案する。
That is, according to the clarified results, cracks first occur in the upper graphite electrode of the pair of graphite electrodes, and in particular, in the upper graphite electrode, the lower end surface in contact with the upper end surface of the lower graphite electrode. And does not occur on the upper end surface of the lower graphite electrode. From this point, in order to prevent initial cracks occurring on the lower end surface of the upper graphite electrode, a fastening ring is fitted to a position including the lower end surface on the outer peripheral portion of the upper graphite electrode, and a cooling medium is attached to the fastening ring. To give a radially compressive force to the lower end surface of the upper graphite electrode. Thus, a method for preventing a breakage accident and a device for preventing the same are proposed.

<発明の構成> 問題点を解決するための手段ならびにその作用 すなわち、本発明は、アーク電気炉の金属精錬の際に
ニップルを介して接続される一対の上部ならびに下部黒
鉛電極のうち、この上部の黒鉛電極の下端部においてそ
の下端面を含む外周面にのみ締付けリングをはめ合わ
せ、この締付けリングに冷却媒体を吹付け、締付けリン
グにより上部黒鉛電極の下端面において中心に向って半
径方向に指向する圧縮力を与えることを特徴とする。
<Structure of the Invention> Means for Solving the Problems and Their Actions That is, the present invention provides a method for refining a metal in an electric arc furnace, which includes a pair of upper and lower graphite electrodes connected via a nipple. At the lower end of the graphite electrode, a tightening ring is fitted only to the outer peripheral surface including the lower end surface, and a cooling medium is sprayed on the tightening ring, and the lower end surface of the upper graphite electrode is directed radially toward the center by the tightening ring. It is characterized by applying a compressive force to

そこで、これら手段たる構成ならびにその効果につい
て図面によって具体的に説明すると、次の通りである。
The configuration of these means and their effects will be specifically described below with reference to the drawings.

なお、第1図は本発明を実施する際に使用する防止装
置の一例の正面図であり、第2図(a)はそのA−A線
上の縦断面図であり、第2図(b)はそのB−B線上の
横断面図であり、第3図(a)、(b)ならびに(c)
は折損事故発生機構の説明図であって、第3図(a)は
ニップルによって接続された黒鉛電極の縦断面図、第3
図(b)は第3図(a)のC−C線上の横断面図、第3
図(c)は第3図(a)のD−D線上の横断面図であ
り、第4図ならびに第5図は他の実施例に係る防止装置
の一部を断面で示す正面図である。
FIG. 1 is a front view of an example of a prevention device used in carrying out the present invention, FIG. 2 (a) is a longitudinal sectional view taken along line AA, and FIG. 2 (b). FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIGS. 3 (a), (b) and (c).
FIG. 3 (a) is an explanatory view of a breakage accident occurrence mechanism. FIG. 3 (a) is a vertical sectional view of a graphite electrode connected by a nipple, and FIG.
FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line CC of FIG.
FIG. 3 (c) is a cross-sectional view taken along line DD of FIG. 3 (a), and FIGS. 4 and 5 are front views showing a part of a protection device according to another embodiment in cross section. .

まず、第1図、第2図(a)ならびに(b)において
符号1は上部黒鉛電極を示し、この上部黒鉛電極1の上
端部は従来例と同様に電極ホルダ(図示せず)によって
把持されている。電極の接続に当っては、予め、上部黒
鉛電極1の下端部のソケット部にニップル(第1図、第
2図(a)、第2図(b)では示していないが、第3図
(a)では符号5として示す。)が螺合され、このニッ
プルが下部黒鉛電極2の上端部のソケット部に螺合さ
れ、このようにして両黒鉛電極1、2はニップル5を介
して接続される。
First, in FIGS. 1, 2A and 2B, reference numeral 1 denotes an upper graphite electrode, and the upper end of the upper graphite electrode 1 is gripped by an electrode holder (not shown) as in the conventional example. ing. For connection of the electrodes, a nipple (not shown in FIGS. 1, 2 (a) and 2 (b) but previously shown in FIG. 3 ( In a), the nipple is screwed into a socket at the upper end of the lower graphite electrode 2, and thus the two graphite electrodes 1 and 2 are connected via the nipple 5. You.

このように接続する際に、上部黒鉛電極1の下端部に
おいて、接続されるべき下部黒鉛電極2に当接する下端
面を含む外周面上に切欠き1aを環状に形成し、切欠き1a
に締付けリング3を嵌合し、第2図(a)に示すよう
に、締付けリング3の下端面と上部黒鉛電極1の下端面
と一致させて、この締付けリング3によって下部黒鉛電
極2の上端部の外周は包囲しないようにして、上部黒鉛
電極1の下端面を含ませて下端部のみを締付けリング3
によって包囲する。
At the time of such connection, a notch 1a is formed in an annular shape on the outer peripheral surface including the lower end surface in contact with the lower graphite electrode 2 to be connected at the lower end of the upper graphite electrode 1, and the notch 1a is formed.
2A, the lower end surface of the lower ring electrode 3 is aligned with the lower end surface of the upper graphite electrode 1 by aligning the lower end surface of the lower ring electrode 3 with the lower end surface of the upper graphite electrode 1 as shown in FIG. The outer periphery of the portion is not enclosed, and only the lower end portion of the upper graphite electrode 1 is tightened with the tightening ring 3 including the lower end surface.
Besieged by.

すなわち、締付けリング3は上部黒鉛電極1の下端部
の外周面にのみ嵌合する。この場合、第2図(a)なら
びに(b)に示す通り、上部黒鉛電極1の下端部の外周
面上には、下端面に達する切欠き1aを環状に形成し、環
状切欠き1aのところに締付けリング3を嵌合する。
That is, the fastening ring 3 is fitted only on the outer peripheral surface of the lower end of the upper graphite electrode 1. In this case, as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), a notch 1a reaching the lower end is formed in an annular shape on the outer peripheral surface of the lower end of the upper graphite electrode 1, and the annular notch 1a is formed. Is fitted with the tightening ring 3.

このとき、予め締付けリング3を高温加熱して膨脹さ
せ、締付けリング3を環状切欠き1aのところに着座さ
せ、その後、締付けリング3を急速に冷却させて嵌合す
る。
At this time, the tightening ring 3 is heated at a high temperature and expanded in advance, and the tightening ring 3 is seated at the annular notch 1a. Thereafter, the tightening ring 3 is rapidly cooled and fitted.

このように締付けリング3を上部黒鉛電極1の下端部
のみに嵌合し、この締付けリング3には冷却水を散水し
て、締付けリング3の熱膨脹をおさえ、これによって、
上部黒鉛電極1の上端部、なかでも下端面に対し、半径
方向から中心に指向する力、つまり、圧縮力を加え、こ
れによって上部黒鉛電極の下端面に発生するクラックを
防止する。
In this manner, the fastening ring 3 is fitted only to the lower end of the upper graphite electrode 1 and cooling water is sprinkled on the fastening ring 3 to suppress the thermal expansion of the fastening ring 3, thereby
A force directed from the radial direction toward the center, that is, a compressive force is applied to the upper end portion of the upper graphite electrode 1, especially the lower end surface, thereby preventing cracks generated on the lower end surface of the upper graphite electrode.

なお、このように上部黒鉛電極1の下端部に嵌合した
締付けリング3を冷却水により冷却すると、下部黒鉛電
極2の上端面が締付けリング3の下面に当接しているこ
ともあって、下部黒鉛電極2の上端面も更に、締付けリ
ング3に向って散水した冷却水が下部黒鉛電極2の外周
面に沿って下降するため、下部黒鉛電極2は冷却され、
これによっても、下部黒鉛電極2の酸化消耗が防止でき
る。
When the tightening ring 3 fitted to the lower end of the upper graphite electrode 1 is cooled by cooling water, the upper end surface of the lower graphite electrode 2 may be in contact with the lower surface of the tightening ring 3, and The upper end surface of the graphite electrode 2 further cools down the cooling water sprayed toward the tightening ring 3 along the outer peripheral surface of the lower graphite electrode 2, so that the lower graphite electrode 2 is cooled,
This also prevents the lower graphite electrode 2 from being oxidized and consumed.

従来から、黒鉛電極の接続部を補強する手段は多数報
告されている。しかし、これら報告では、上記の如く、
電極ソケット部の折損のメカニズムは全般的に解明され
ておらず、なかでも、接続部が高温にさらされて熱的影
響が顕著にあらわれるのにも拘らず、この点が考慮され
ていない。このため、接続部の補強手段が数多く提案さ
れていても、それらは提案段階にとどまって未だ実用化
に到っていない。
Hitherto, many means for reinforcing a connection portion of a graphite electrode have been reported. However, in these reports, as noted above,
The mechanism of breakage of the electrode socket has not been elucidated in general, and in particular, this point has not been taken into account, despite the fact that the connection is exposed to high temperatures and the thermal effect is remarkable. For this reason, even if many means for reinforcing the connecting portion have been proposed, they remain in the proposal stage and have not yet been put to practical use.

このところから、本発明者等はソケット部折損のメカ
ニズムを応力集中面からの検討にとどまらず、根本的に
検討したところ、次の通りである。
From the above, the present inventors conducted a fundamental study of the mechanism of the breakage of the socket portion, not only from the viewpoint of stress concentration, and found that the mechanism is as follows.

すなわち、第3図(b)において、酸化消耗防止の上
から、上部黒鉛電極1の外周面が冷却されても、ニップ
ル5は高温状態にある。このため、このニップル5によ
って、上部黒鉛電極1において、その下端面は半径方向
中心から外側に押され、上部黒鉛電極1の下端面では、
その半径方向で外側に指向する引張り応力が働く。この
引張り応力は、上部黒鉛電極1の下端面において(イ)
のところで、上部黒鉛電極1の許容引張り強度(一般
に、黒鉛材は圧縮強度が大きいが引張り強度がきわめて
小さい。)をこえると、(イ)から(ロ)の方向にはじ
めにクラック4が発生する。このはじめのクラック4
は、上部黒鉛電極1において下端面から順次上昇し、そ
の上昇とともに順次に上部黒鉛電極の中心軸の方向に向
って伝播し、ニップル5の最終ネジ山と接触する部分に
達する。このところに達すると、更に、第3図(c)に
示すように、(ハ)ならびに(ニ)で示すところにおい
ても、水平方向にクラック4aが発生し、ソケット部の折
損事故となってあらわれる。
That is, in FIG. 3 (b), the nipple 5 is at a high temperature even if the outer peripheral surface of the upper graphite electrode 1 is cooled in order to prevent oxidation and consumption. For this reason, the lower end surface of the upper graphite electrode 1 is pushed outward from the center in the radial direction by the nipple 5, and the lower end surface of the upper graphite electrode 1
A tensile stress directed outward in the radial direction acts. This tensile stress is generated at the lower end surface of the upper graphite electrode 1 (a).
When the allowable tensile strength of the upper graphite electrode 1 is exceeded (generally, the graphite material has a large compressive strength but a very low tensile strength), cracks 4 are first generated in the directions from (a) to (b). This first crack 4
Rises sequentially from the lower end surface of the upper graphite electrode 1, propagates in the direction of the central axis of the upper graphite electrode sequentially with the rise, and reaches a portion in contact with the final thread of the nipple 5. When this point is reached, further, as shown in FIG. 3 (c), cracks 4a are generated in the horizontal direction also in the places shown in (c) and (d), and a breakage of the socket portion appears. .

このように解明されたソケット部折損事故の発生機構
に基いて、本発明では、この事故を防止するためには、
上部黒鉛電極の下端面において、一次的に、つまりはじ
めに発生するクラック4を防止し、これによって折損事
故を防止する。
Based on the mechanism of occurrence of the broken socket part accident thus clarified, in the present invention, in order to prevent this accident,
On the lower end surface of the upper graphite electrode, the cracks 4 that occur temporarily, that is, initially, are prevented, thereby preventing a breakage accident.

この防止手段として、締付けリング3によって、上部
の黒鉛電極1に対し、上部の黒鉛電極の半径方向におい
てその外側に向かう引張り応力に打勝つために、半径方
向において中心に向かう圧縮応力を発生させる。
As a means for preventing this, a compressive stress toward the center in the radial direction is generated by the tightening ring 3 on the upper graphite electrode 1 in order to overcome the tensile stress toward the outside in the radial direction of the upper graphite electrode.

この場合、圧縮応力が引張り応力と必ずしも等しくな
らなくとも、発生する引張り応力より大きくなっても、
黒鉛材は引張り強度に較べて圧縮強度が大きいため、全
く支障がない。
In this case, even if the compressive stress is not always equal to the tensile stress, even if it becomes larger than the generated tensile stress,
The graphite material has no problem because it has a higher compressive strength than a tensile strength.

すなわち、締付けリング3によって圧縮応力を操業中
に与えるには、黒鉛電極の使用条件が1000℃以上でも、
高温下において、 (i)熱膨脹差により締付けリング3と黒鉛電極1の間
に隙間生じないこと、 (ii)熱間強度が十分あること、 が必要である。
That is, in order to apply compressive stress during operation by the tightening ring 3, even if the use condition of the graphite electrode is 1000 ° C. or more,
At a high temperature, it is necessary that (i) there is no gap between the fastening ring 3 and the graphite electrode 1 due to the difference in thermal expansion, and (ii) the hot strength is sufficient.

この点、本発明では高温下での熱膨脹差を考慮し、予
め締付けリング3を加熱して焼ばめし、黒鉛電極1の切
欠き部1aを冷却して熱膨脹をおさえ、とくに、締付けリ
ング3が金属材等から成るときは、電極使用時に締付け
リング3に散水し冷却する。
In this regard, in the present invention, in consideration of the difference in thermal expansion under high temperature, the tightening ring 3 is heated and shrink-fitted in advance, and the notch 1a of the graphite electrode 1 is cooled to suppress the thermal expansion. When it is made of a metal material or the like, water is sprayed on the tightening ring 3 when the electrode is used, and cooled.

このような操業であると、上記(i)ならびに(ii)
の条件が十分に保持できる。
With such an operation, the above (i) and (ii)
Condition can be sufficiently maintained.

また、このときに、締付けリング3の嵌合時の加熱温
度は200〜700℃、とくに500〜600℃が好ましい。
At this time, the heating temperature at the time of fitting the fastening ring 3 is preferably 200 to 700C, particularly preferably 500 to 600C.

また、上記の通り、上部黒鉛電極1のソケット部近傍
に設けた締付けリング3の熱膨脹をおさえるために散水
して冷却すると、その冷却水の下降によって下部黒鉛電
極2も冷却でき、これによって電極原単位の大巾低減が
達成できる。
Further, as described above, when the fastening ring 3 provided near the socket portion of the upper graphite electrode 1 is sprayed and cooled to suppress thermal expansion, the lower graphite electrode 2 can also be cooled by the cooling water falling, and thereby the electrode base can be cooled. A large unit reduction can be achieved.

すなわち、上部ならびに下部の両黒鉛電極1、2は黒
鉛という、極めて熱伝導性の良好な材料から成ってい
る。このため、締付けリング3に散水した冷却水は、下
部黒鉛電極2の外周面に沿って降下することによって相
当冷却され、締付けリング3によって端面からも冷却さ
れ、先端の酸化消耗は相当おさえられる。例えば、上部
黒鉛電極1において、長さの10%程度が黒色状態を保っ
ているときは、下部黒鉛電極2の酸化消耗は相当抑制さ
れており、低減される電極原単位の割合は12%以上に達
し、大巾に改善される。
That is, the upper and lower graphite electrodes 1 and 2 are made of graphite, a material having extremely good thermal conductivity. For this reason, the cooling water sprinkled on the tightening ring 3 is considerably cooled by descending along the outer peripheral surface of the lower graphite electrode 2, is also cooled from the end surface by the tightening ring 3, and the oxidation consumption at the tip is considerably suppressed. For example, when about 10% of the length of the upper graphite electrode 1 is maintained in a black state, the oxidative consumption of the lower graphite electrode 2 is considerably suppressed, and the ratio of the reduced electrode basic unit is 12% or more. And greatly improved.

なお、締付けリング3は十分な耐熱性と相当の強度を
持つものであれば何れの材料からも構成できる。例え
ば、鉄、鋼、アルミニウム、これら金属の合金等の金属
材料から構成でき、これら材料のときには、操業中に膨
脹し、締付け効果が失なわれるため、冷却水を散水する
ことが必要である。これに反し、炭素繊維、シリコンカ
ーバイト繊維、更に、これら繊維によって強化された材
料、例えば、CCM(炭素−炭素複合材)、CFRP(炭素繊
維強化プラスティック)、FRM(繊維強化金属材)等か
ら構成する場合には、FRMを除き他の材料は、温度上昇
に伴って締付け効果がほとんど損なわれない。
The fastening ring 3 can be made of any material having sufficient heat resistance and considerable strength. For example, it can be composed of metal materials such as iron, steel, aluminum, and alloys of these metals. In the case of these materials, they expand during operation and lose the fastening effect, so that it is necessary to spray cooling water. In contrast, carbon fibers, silicon carbide fibers, and materials reinforced with these fibers, such as CCM (carbon-carbon composite), CFRP (carbon fiber reinforced plastic), FRM (fiber reinforced metal), etc. In the case of construction, other than the FRM, the tightening effect of the other materials is hardly impaired as the temperature increases.

更に、締付けリング3は、上記の通り嵌合させること
なく、第4図または第5図に示す通り、設けることがで
きる。
Further, the fastening ring 3 can be provided as shown in FIG. 4 or FIG. 5 without being fitted as described above.

すなわち、第4図に示す例はニップルを介して接続し
た両黒鉛電極1、2において、その上部黒鉛電極1の下
端面を含む外周に、締付けリング3を嵌合し、この締付
けリング3によって上部黒鉛電極1の下端面をおおう。
この場合は切欠き部を形成しないが、締付けリング3に
よって嵌合の程度を高めれば十分に上部黒鉛電極1に圧
縮応力を与えることができる。
That is, in the example shown in FIG. 4, in the two graphite electrodes 1 and 2 connected via a nipple, a tightening ring 3 is fitted to the outer periphery including the lower end surface of the upper graphite electrode 1, and the upper part is Cover the lower end surface of the graphite electrode 1.
In this case, a notch is not formed, but if the degree of fitting is increased by the tightening ring 3, a sufficient compressive stress can be applied to the upper graphite electrode 1.

第5図に示す例は、上部黒鉛電極1の下端面を含む下
端部で外周面をテーパ状に形成し、そこに、逆テーパ状
の内面を持つ締付けリング3を嵌合させ、締付けリング
3によって上部黒鉛電極1の下端面をおおう。この例で
あると、締付けリング3は上部黒鉛電極1に対して隙間
なく円滑に嵌合でき、くさび効果によって、圧縮応力を
均一かつ無理なく黒鉛電極に与えることができる。
In the example shown in FIG. 5, an outer peripheral surface is formed in a tapered shape at a lower end portion including a lower end surface of the upper graphite electrode 1, and a tightening ring 3 having an inversely tapered inner surface is fitted therein, and the tightening ring 3 is formed. Covers the lower end surface of the upper graphite electrode 1. In this example, the tightening ring 3 can be smoothly fitted into the upper graphite electrode 1 without any gap, and a compressive stress can be uniformly and reasonably applied to the graphite electrode by the wedge effect.

実 施 例 外径20インチの黒鉛電極を用い、4種類の締付けリン
グ3によって、第1図、第2図(a)ならびに(b)に
示す通りに、上部黒鉛電極1の下端部に切欠き部1aを形
成し、そこに4種類の締付けリングを嵌合した。
EXAMPLE A graphite electrode having an outer diameter of 20 inches was used, and four types of tightening rings 3 were used to cut out the lower end of the upper graphite electrode 1 as shown in FIGS. 1, 2 (a) and 2 (b). A part 1a was formed, and four types of tightening rings were fitted therein.

これら例について、常温での黒鉛電極ソケット部の抗
折力を、締付けリングを用いない比較例のそれを100%
とし、これを基準として示したところ、第1表の通りの
結果が得られた。
For these examples, the flexural strength of the graphite electrode socket at room temperature was 100% higher than that of the comparative example without the tightening ring.
The results shown in Table 1 were obtained based on the above.

なお、締付けリングは、ことごとく炭素鋼管であっ
て、形状は次の2つの形に分けて構成した。
In addition, the tightening rings are all carbon steel pipes, and the shapes are divided into the following two forms.

締付けリングA:外径510mm、内径504mm、高さ40mm 締付けリングB:外径516mm、内径507mm、高さ30mm また、比較のために締付けリングを用いない場合も比
較例として合せて示した。
Tightening ring A: outer diameter 510 mm, inner diameter 504 mm, height 40 mm Tightening ring B: outer diameter 516 mm, inner diameter 507 mm, height 30 mm For comparison, a case where no tightening ring is used is also shown as a comparative example.

以上の結果から、締付けリングをはめると、何れの場
合においても、常温における抗折力は比較例に較べて約
50%程度向上していることがわかった。
From the above results, when the tightening ring is installed, the transverse rupture strength at room temperature is about
It turned out that it improved by about 50%.

なお、この抗折力は、上部黒鉛電極のソケット部にお
いてニップルの最終ネジ山が接触するところを支点と
し、下部黒鉛電極との接触端面を含めて、曲げモーメン
トをかけて求めた値である。すなわち、締付けリングが
ない比較例について曲げモーメントをかけてゆき、ニッ
プルが折れたときの曲げモーメントの値を求める。この
値を100%とし、この比較値として他の場合を示してい
る。
The bending strength is a value obtained by multiplying a bending moment including a contact end face with the lower graphite electrode, with a fulcrum at a point where the final thread of the nipple contacts the socket portion of the upper graphite electrode. That is, a bending moment is applied to the comparative example having no tightening ring, and the value of the bending moment when the nipple is broken is determined. This value is set to 100%, and the other values are shown as the comparison values.

次に、第1表に示す結果から、締付けリングA(構造
用炭素鋼管)を用い、実際の製鋼用アーク炉で50本の実
用テストを行なった。
Next, based on the results shown in Table 1, 50 practical tests were carried out in an actual steelmaking arc furnace using the fastening ring A (structural carbon steel pipe).

このときには、締付けリング3には冷却水を散水して
操業したところ、従来例では3%程度の折損率が発生し
たのに対し、本発明によると、全く折損事故が発生しな
かった。
At this time, when the cooling water was sprayed on the tightening ring 3 for operation, a breakage rate of about 3% occurred in the conventional example, but according to the present invention, no breakage accident occurred.

<発明の効果> 以上詳しく説明した通り、本発明は、接続される一対
の黒鉛電極のうち、上部黒鉛電極の下端部においてその
下端面を含む外周上にのみ締付けリングをはめ合わせ、
この締付けリングに冷却媒体を吹付け、これにより、上
部黒鉛電極の下端面において中心に向って半径方向に指
向する圧縮力を与える。従って、アーク炉において一次
的に発生する上部黒鉛電極ソケット部端面附近のクラッ
クが完全に防止でき、黒鉛電極の折損事故は完全に防止
できる。
<Effects of the Invention> As described above in detail, the present invention, among a pair of graphite electrodes to be connected, fits a tightening ring only on the outer periphery including the lower end surface at the lower end portion of the upper graphite electrode,
A cooling medium is sprayed on the tightening ring, thereby applying a compressive force directed radially toward the center at the lower end surface of the upper graphite electrode. Therefore, cracks near the end surface of the upper graphite electrode socket, which occur temporarily in the arc furnace, can be completely prevented, and breakage of the graphite electrode can be completely prevented.

更に、締付けリングの冷却水の吹付けによる冷却によ
って、下部の黒鉛電極の酸化消耗をおさえることもでき
る。
Further, the cooling of the tightening ring by spraying the cooling water can suppress the oxidative consumption of the lower graphite electrode.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明を実施する際に使用する防止装置の一例
の正面図、第2図(a)はそのA−A線上の縦断面図、
第2図(b)はそのB−B線上の横断面図、第3図
(a)、(b)ならびに(c)は折損事故発生機構の説
明図であって、第3図(a)はニップルによって接続さ
れた黒鉛電極の縦断面図、第3図(b)は第3図(a)
のC−C線上の横断面図、第3図(c)は第3図(a)
のD−D線上の横断面図であり、第4図ならびに第5図
は他の実施例に係る防止装置の一部を断面で示す正面図
である。 符号1、2……黒鉛電極 3……締付けリング
FIG. 1 is a front view of an example of a prevention device used in practicing the present invention, FIG. 2 (a) is a longitudinal sectional view taken along the line AA,
FIG. 2 (b) is a cross-sectional view taken along the line BB, and FIGS. 3 (a), (b) and (c) are explanatory views of a breakage accident occurrence mechanism, and FIG. FIG. 3 (b) is a longitudinal sectional view of a graphite electrode connected by a nipple, and FIG.
FIG. 3 (c) is a cross-sectional view taken along line CC of FIG.
FIG. 4 and FIG. 5 are front views showing a part of a preventive device according to another embodiment in cross section. Symbols 1, 2 ... graphite electrode 3 ... fastening ring

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】アーク電気炉の金属精錬の際にニップルを
介して接続される一対の上部ならびに下部黒鉛電極のう
ち、この上部の黒鉛電極の下端部においてその下端面を
含む外周面にのみ締付けリングをはめ合わせ、この締付
けリングに冷却媒体を吹付け、前記締付けリングにより
前記上部黒鉛電極の下端面において中心に向って半径方
向に指向する圧縮力を与えることを特徴とするアーク炉
精錬操業時の黒鉛電極折損事故防止方法。
1. A pair of upper and lower graphite electrodes connected via a nipple during metal refining in an electric arc furnace, and tightened only to the outer peripheral surface including the lower end surface at the lower end of the upper graphite electrode. At the time of an arc furnace refining operation, a ring is fitted, a cooling medium is sprayed on the tightening ring, and a compressive force is applied radially toward the center at the lower end surface of the upper graphite electrode by the tightening ring. How to prevent graphite electrode breakage accident.
【請求項2】アーク電気炉の金属精錬の際にニップルを
介して接続される一対の上部ならびに下部黒鉛電極のう
ち、この上部の黒鉛電極の下端部においてその下端面を
含む外周上にのみ、環状であって冷却媒体が吹付けら
れ、しかも前記上部黒鉛電極の下端面において中心に向
って半径方向に指向する圧縮力を与える締付けリングを
はめ合わせて成ることを特徴とするアーク炉精錬操業時
の黒鉛電極折損事故防止装置。
2. A pair of upper and lower graphite electrodes connected via a nipple during metal refining of an electric arc furnace, only on the outer periphery including the lower end surface at the lower end of the upper graphite electrode. An arc furnace refining operation characterized by fitting a clamping ring which is annular and to which a cooling medium is sprayed and which applies a compressive force radially directed toward the center at the lower end face of the upper graphite electrode. Graphite electrode breakage accident prevention equipment.
JP62184206A 1987-07-23 1987-07-23 Method for preventing breakage of graphite electrode socket during electric melting and refining of metal in arc furnace and breakage prevention device provided for the method Expired - Fee Related JP2639413B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62184206A JP2639413B2 (en) 1987-07-23 1987-07-23 Method for preventing breakage of graphite electrode socket during electric melting and refining of metal in arc furnace and breakage prevention device provided for the method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62184206A JP2639413B2 (en) 1987-07-23 1987-07-23 Method for preventing breakage of graphite electrode socket during electric melting and refining of metal in arc furnace and breakage prevention device provided for the method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6430195A JPS6430195A (en) 1989-02-01
JP2639413B2 true JP2639413B2 (en) 1997-08-13

Family

ID=16149214

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62184206A Expired - Fee Related JP2639413B2 (en) 1987-07-23 1987-07-23 Method for preventing breakage of graphite electrode socket during electric melting and refining of metal in arc furnace and breakage prevention device provided for the method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2639413B2 (en)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4036049Y1 (en) * 1964-01-16 1965-12-21
JPS5124144A (en) * 1974-12-13 1976-02-26 Sharp Kk DENSHISHIKITAKUJOKEISANKI
JPS5923357Y2 (en) * 1982-09-28 1984-07-11 株式会社ニツコ− Electric furnace electrode cooling device

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6430195A (en) 1989-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS6128914B2 (en)
US4121042A (en) Composite electrode with non-consumable upper section
US3149176A (en) Hydrodealkylation process
US4566108A (en) Bottom-electrode arrangement for a direct-current arc furnace
JP2639413B2 (en) Method for preventing breakage of graphite electrode socket during electric melting and refining of metal in arc furnace and breakage prevention device provided for the method
JPS60231493A (en) Device for pulling crystal from melt in melting crucible
JPS6036877A (en) Furnace body of direct current arc furnace
JPH043640B2 (en)
JPH0467756B2 (en)
JP2704395B2 (en) Method of cooling graphite electrode for electric arc refining and cooling device for graphite electrode
JP2530083B2 (en) DC electric arc furnace lining
KR100219386B1 (en) Self-baking carbon electrode
US4451926A (en) Composite electrode for arc furnace
JPH0464155B2 (en)
JP3468495B2 (en) Lance pipe for molten steel processing
US1735936A (en) Process in the manufacture of electrodes
US20210410242A1 (en) Self-baking electrode
US4720838A (en) Contact connection between a contact electrode and a cooling medium and a current supply lines for an electrical melting furnace
CN219656580U (en) Brass crucible thick bottom pad and crucible for vacuum consumable arc melting
NZ201106A (en) Refining molten metal using rotating gas distribution device
JP2566667B2 (en) Method for cooling refractory wall of metallurgical furnace and heating stirring gas, and metallurgical furnace
CN212457885U (en) Graphite ware difficult to crack
CN216745445U (en) Refractory furnace cover for protecting water cooling system
JPS61201719A (en) Construction of skid button for heating furnace
JP6953256B2 (en) Consumable electrode type arc melting furnace

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees