JP3079759B2 - 電極接続方法 - Google Patents

電極接続方法

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JP3079759B2
JP3079759B2 JP04084784A JP8478492A JP3079759B2 JP 3079759 B2 JP3079759 B2 JP 3079759B2 JP 04084784 A JP04084784 A JP 04084784A JP 8478492 A JP8478492 A JP 8478492A JP 3079759 B2 JP3079759 B2 JP 3079759B2
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  • Discharge Heating (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は電気炉に用いられる電
極の接続方法に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】炉内に
挿入した電極と原料との間にアークを発生させて原料溶
解を行うアーク炉においては、操業を続けているうちに
電極が消耗していく問題があり、そこでかかるアーク炉
においては、電極を炉蓋の電極孔より内部に入り込ませ
るようにするとともに、これを保持体にて保持するよう
にし、そしてその電極に対して新たな電極を継ぎ足して
いくといったことが行われている。
【0003】この電極の接続方法として従来行われてい
る方法は、新たに継ぎ足すべき電極を吊持しつつモータ
にて回転させて回転慣性力を与え、この回転慣性力によ
って下端に形成したねじ部を炉に保持されている電極の
上端のねじ部にねじ込み、締め付けるといったものであ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこの接続
方法の場合、ねじ部の僅かな製作精度によって慣性力の
吸収の度合いが異なるため、最終的な締付トルクは一定
ではなく、締付不足や締付過ぎが起こる問題がある。
【0005】而して締付不足の場合、ねじ部に抵抗発熱
が生じ、また締付けが過大になるとねじ部のねじ山等が
折損し、電極の脱落や寿命低下の原因となる。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解決するためになされたものであり、その要旨は、互
いに接続すべき一対の電極の一方をモータにて回転さ
せ、その一端部に形成したねじ部を他方の電極の対応す
るねじ部にねじ込んで締め付けることによりそれら電極
を接続する電極接続方法において、前記モータのストー
ル運転時における出力トルクが設定した適正締付トルク
となるように該モータの運転を制御し、該ストール運転
時の出力トルクにて前記一対の電極のねじ部を締め付け
ることにある。
【0007】
【作用及び発明の効果】ここでストール運転とは次のよ
うな状態での運転を言う。モータにて一方の電極を回転
させ、そのねじ部を他方の電極の対応するねじ部にねじ
込んで締付けを行う際、モータを無制御に回転させると
モータはある時点で過負荷状態となって、回転停止して
しまう。
【0008】ストール運転とはこの過負荷状態での運転
を意味するもので、このとき電流値は一定となり、また
出力トルクも一定値となる。
【0009】ところでモータを商用電源に直接つないで
運転した場合、モータをこのようなストール運転させる
と過大電流が流れ、数秒間でモータの焼付きを起こして
しまう。
【0010】そこで従来の方法では、ストール状態にな
ると同時に電源を切ることによってモータの焼付きを防
止するようにしている。しかしながらこの方法では、前
述したように安定した電極の締付トルクを得ることはで
きない。
【0011】このストール電流は、モータに供給される
電圧・周波数が低くなる程減少し、従って電圧・周波数
を制御することによってモータが焼付きを起さない電流
レベルまでストール電流を下げることができる。
【0012】而して同一ストール電流の下においては、
周波数が低くなるにつれて締付トルクは大きくなる。
【0013】そこで本発明においては、一定のストール
電流の下で所望の出力トルクが得られるように、またス
トール電流がモータの焼付きを起こさないような低い電
流値となるようにモータの運転を制御し、そのストール
運転時の出力トルクを以て締付トルクとし、一対の電極
を締付け・接続するようにした。
【0014】かかる本発明によれば、確実に適正な締付
トルクを得ることができ、ひいては電極の脱落を防止
し、またその寿命を長寿命化することができる。
【0015】
【実施例】次に本発明の実施例を図面に基づいて詳しく
説明する。図1は電気炉(アーク炉)と電気炉に装着さ
れている電極に対して新たな電極を継ぎ足すための装置
を概略的に示している。
【0016】この図において10は電気炉、12a,1
2bは人造黒鉛から成る電極で、14は電極を継ぎ足す
ための接続装置、16は電極12bを接続装置14とと
もに吊り下げて搬送するクレーンである。
【0017】電気炉10に装着された電極12aは、図
2に示していているように把持アーム18の先端の把持
孔20において把持されている。
【0018】この電極12aには上端部に雌ねじ穴22
が形成されており、新たに継ぎ足すべき電極12bに予
め装着されているニップル24がこの雌ねじ穴22にね
じ込まれることによって、電極12a,12bが接続さ
れる。
【0019】ニップル24は電極12a,12bと同材
質の黒鉛から成るもので、外周面に雄ねじが形成されて
おり、そして軸方向の半分が一方の電極12bの雌ねじ
穴26に、残る半分が他方の電極12aの雌ねじ穴22
にねじ込まれるようになっている。
【0020】電極接続装置14は、図2に詳しく示して
いるように外筒28,中間筒30,内筒32を有してお
り、このうち外筒28,中間筒30は、減速機付モータ
34によるワイヤ36の巻上げ,巻下げによって昇降さ
せられるようになっている。
【0021】即ちワイヤ36の巻上げ,巻下げによって
外筒28,中間筒30が図2(B)に示す状態に収納さ
れ、また(A)に示す状態に突き出されるようになって
いる。
【0022】この接続装置14は、電極12bを回転駆
動するための減速機付モータ38と、駆動力を伝導する
ための伝導軸40とを有している。
【0023】伝導軸40の下端には擬似ニップルとして
のニップル金具42が取り付けられており、このニップ
ル金具42の電極12bにおける雌ねじ穴22へのねじ
込みによって伝導軸40が電極12bに連結され、電極
12bが伝導軸40を介して吊持される。
【0024】一方、伝導軸40の上端にはねじ軸44が
設けられており、このねじ軸44が、位置固定に配設さ
れた雌ねじ部材46に螺合されている。
【0025】ねじ軸44の上端には断面四角形状の大径
の頭部47が形成されており、図3にも示しているよう
にこの頭部47が、モータ38と一体回転する断面四角
形状の筒体48に相対回転不能且つ軸方向に相対移動可
能に嵌合されている。
【0026】尚、この接続装置14の外筒28の下端に
は下向きに係合凸片50が設けられており、この係合凸
片50が、把持アーム18の外周面に設けられた縦向き
の係合溝52内に入り込んで係合するようになってい
る。
【0027】これら係合凸片50と係合溝52とは、把
持アーム18に把持されている電極12aと接続装置1
4にて吊持された電極12bとを芯合せするためのもの
である。
【0028】次にこの装置を用いて電極を継ぎ足す(接
続する)ための方法を詳述する。
【0029】電気炉10に装着されている電極12aが
一定量消耗したところで、図1に示しているように接続
装置14とともに吊り下げた電極12bを下降させ、こ
の電極12bを接続装置14の減速機付モータ38にて
回転させる。
【0030】これにより電極12b下端のニップル24
が電極12a上端の雌ねじ穴22にねじ込まれ、一対の
電極12aと12bとが接続される。
【0031】このときモータ38は、図4に示すように
当初高速で回転され、そしてニップル24と雌ねじ穴2
2とがある程度緩やかに噛み合うようになったところ
で、低速運転に切り替えられる。そしてそのまま運転が
続行される。
【0032】するとある時点でニップル24が雌ねじ穴
22に充分に締り込み、ここでモータ38に加わる負荷
が急激に増大して過負荷状態となり、モータ38が回転
停止状態となる。
【0033】図4はこのときの電流値の変化を示したも
ので、図に示しているように当初の高速運転ではモータ
38に殆ど負荷は作用していないので電流値は低く、次
の低速運転時においても負荷はそれ程大きくならず、電
流値は若干増大する程度である。
【0034】他方ねじが充分に締り込んだ後の高負荷
(過負荷)状態では電流値が急激に増大し、電流曲線が
立ち上がって一定値を示す状態となる。この状態での運
転がストール運転であり、モータ38には高い電流が流
れる。
【0035】このストール運転を、モータ38に対して
商用電源をそのまま直接的に加えた状態で行った場合、
モータ38の出力トルクは過大な値となり、また過大な
電流がモータ38に流れることとなって、モータ38の
焼付きを起こす。
【0036】この出力トルクはストール電流の低下とと
もに減少すること、またストール電流は電圧の低下とと
もに減少すること、更に同一ストール電流の下において
得られる出力トルクは周波数の低下によって変化する
(高くなる)ことが確認されており、そこで本例の方法
ではモータ38に加える電圧,周波数をインバータによ
り制御し、適正なものとする。
【0037】図5はこれら出力トルク(締付トルク)と
ストール電流,周波数等との関係を示した図である。
【0038】尚この図において同一周波数の下でストー
ル電流が変化しているのは、電圧の変化に基づくもので
ある。即ち電圧が高くなればストール電流は増大し、ま
た電圧が低くなればストール電流は減少する。
【0039】本例の方法は7.5kwモータ(減速機減
速比1/59)を以て締付トルク250kg・mを適正
トルクとするものであり、而してこの締付トルクは10
〜30Hzの何れの周波数の下においても得ることがで
きる。但しストール電流はこれに応じて変化する。
【0040】そこで本例ではストール電流をモータ38
が焼付きを起こさないような充分に低い値とするため、
モータ38に対して周波数15Hzで電力を供給する。
そしてストール電流が約72Aとなるように電圧を制御
する。
【0041】このような条件でモータ38をストール運
転すると、締付トルクは250kg・mで一定し、この
締付トルクを以て電極12bが他方の電極12aに対し
てねじ込まれ・接続される。
【0042】以上のように本例の方法によれば、確実に
一定の適正締付トルクを以て電極12a,12bのねじ
部の締付けを行うことができる。
【0043】従ってねじ部の締付不足や過大な締付けは
起こらず、電極の寿命も長寿命化する。
【0044】尚、モータ38を回転させてねじ込みを行
う際の電極12bの回転速度は低くすることが望まし
い。高い回転数(回転速度)で電極12bを回転させる
と、電極12bの回転慣性力の影響によってねじ込みの
程度がばらつくようになるからである。この回転数は2
0rpm程度ないしそれ以下が望ましい。
【0045】以上本発明の実施例を詳述したがこれはあ
くまで一例示であり、本発明はその主旨を逸脱しない範
囲において、当業者の知識に基づき様々な変更を加えた
態様で実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例方法の実施装置と電気炉の概
略図である。
【図2】電極接続装置の詳細構成図である。
【図3】図2の要部断面図である。
【図4】モータの運転状態と電流値との関係を示す図で
ある。
【図5】ストール電流値,周波数と締付トルクとの関係
を示す図である。
【符号の説明】
10 電気炉(ア−ク炉) 12a,12b 電極 24 ニップル 38 減速機付モ−タ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−144040(JP,A) 特開 昭49−34634(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05B 7/14 F27D 11/10

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 互いに接続すべき一対の電極の一方をモ
    ータにて回転させ、その一端部に形成したねじ部を他方
    の電極の対応するねじ部にねじ込んで締め付けることに
    よりそれら電極を接続する電極接続方法において前記モ
    ータのストール運転時における出力トルクが設定した適
    正締付トルクとなるように該モータの運転を制御し、該
    ストール運転時の出力トルクにて前記一対の電極のねじ
    部を締め付けることを特徴とする電極接続方法。
  2. 【請求項2】 前記電極の最終締付時の回転数を20回
    転/分以下とすることを特徴とする請求項1に記載の電
    極接続方法。
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