JPH0449760B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、閉鎖中空輪郭部から構成され且つ電
流導体として用いられ且つ炉タンクの外側に配設
された案内柱上に支持され且つほぼ水平に延びる
液冷電極支持アームを少なくとも一個有した電気
炉用大電流伝導装置であつて、当該電極支持アー
ムが下方に延びる横断面外形のほぼ同一構造の垂
直部分を有し、この部分の下端部に、これとほぼ
同じ横断面外形を持つ電極が交換可能に固定さ
れ、当該垂直部分がその下端部で、電極のねじ部
を収容するための円錐形ねじを備えた接続部固定
用手段を有している大電流伝導装置に関する。

公知の電気炉では大電流線路は、通常支持アー
ムの範囲においてこのアームを通過してこのアー
ムに対し平行に設けられる。鋼あるいは非磁性材
料から成る支持アームは、誘導電流により発生す
る熱のために銅管と同様に水冷されている。この
種の装置は、装置技術上および操業において高価
となる。したがつて電流導体として支持アームを
使用しかつこのため導体を取り囲む良伝導率材料
製スリーブを備えることが既に提案されている
（ドイツ連邦特許出願公開第1565382号明細書）。
この種の支持アームは、そのとき炉側に公知の電
極締付け部を備えており、この締付け部が電極を
保持しかつ電極の修復の際にこれを釈放しなけれ
ばならない。この電極締付け部は、電流伝導装置
の主要な弱点である。なぜならばこの締付け部で
同時に秀れた電流伝達を行いかつその際この電極
を損傷しないことが困難であるからである。さら
に電極の頻繁な修復が好ましくない長期の操業中
断を余儀なくする。

したがつて本発明の課題は、迅速かつ確実に電
極をとりつけかつ電気導電装置の損失を減少する
ことができる前述の種類の大電流伝導装置を提供
するにある。

上記の課題は本発明により、電極を固く保持し
た接続部が、電極支持アームとしつかりと接続さ
れた垂直部分に配設さればねの力により附勢され
た締付け装置と接続可能であり、この締付け装置
がそのばね力の附勢により電極を垂直部分の下方
環状外面に対して押圧することによつて解決され
る。

本発明で達成される長所は、先ず新規電流伝導
装置の経済的製造方法およびその場所をとらない
設計にある。したがつて通常電極案内柱によつて
行われる装置全体の垂直方向行程を拡大し、その
ため電極修復期間を延長することができる。

電極締付け部を用いるこの修復は、この新規の
装置では焼損電極の交換によつて行われる。この
ため強固な固着と、したがつて結合個所の秀れた
電流伝達ができる。電極支持アームの同一横断面
外形の垂直部分が炉の蓋を通過して炉の内部へ届
くことによつてほぼ完全に電極を消耗し尽くすこ
とができる。

電極がねじ込みニツプルを介して締付け装置の
固定手段用接続部分を備える場合特に有利であ
り、この締付け装置は特許請求の範囲第２項ない
し第６項の対象である、この接続部分は、前もつ
て用意した新規な電極へねじ込まれかつ締付け装
置の拡張円錐によつて最短時間に固定締付けら
れ、したがつて電極が締付け装置で固着されてい
る。外される残余電極の除去は、同様簡単かつ迅
速に行われる。残余電極上にある接続部分は、再
び使用できる。

本発明の別の好ましい構成は、別の従属特許請
求の範囲に記載されている。

以下詳細に示される図面において本発明の多数
の実施例が概略的に示されている。

第１図および第２図で示されるように、電極案
内柱１上に固定されている支持アーム２は、縦に
配置された矩形断面を有し、その四隅は曲線にな
つている。支持アーム２の閉鎖中空輪郭部は、そ
の全長にわたつて延在する銅−鋼複合材料の二枚
板から組立られていて、それぞれの側面で長手方
向継目３は、内部にある支持成分４としての鋼の
みが溶接されるように形成されている。複合材料
の外側にある成分５は銅から成り、単に導電機能
を有するのみなので、電極支持アーム２の長さの
主要な部分にわたつて溶接されるには及ばない。
複合材料は、機械的支持及び電気伝導挙動にとつ
てとりわけ好ましい組合せとすることができる。

第２図から、支持アーム２と電極案内柱１との
間の固定及び絶縁がどのようになつているかを知
ることができる。電極案内柱１は上端部に絶縁板
５と内張り部材６とを有し、これらの二個の垂直
孔７を貫いて、絶縁スリーブ８で被われたハンマ
ボルト９が上から差し込まれている。孔７に対す
る中心に、電極支持アーム２の下板１０中での長
孔１１が設けられ、当該長孔を介しハンマボルト
９の頭部が公知のやり方で嵌合されて、次いで公
知のように固定のために90度回される。ハンマボ
ルトの頭部と板１０との間に同様に長孔を備えた
絶縁材のデイスク１２が設けられている。当該ハ
ンマボルトは電極支持アームの内部で密封ハウジ
ング１３に被われている。

開放側で支持アーム２は、横断面外形のほぼ同
一構造の垂直部分１４を備え、この部分は下がつ
た状態で炉（図示せず）に達している。当該垂直
部分１４は支持アーム２にフランジ付けされ、電
流の伝達が保証されることとなる。このことは、
例えば、別の実施態様としての垂直部分が支持ア
ーム２に溶接される場合にも常に事情は同じであ
る。部分１４は、締付けニツプル１６のための締
付け装置１５を備えている。このニツプルは黒鉛
電極１７を固定しており、垂直部分１４の下側環
状外面２８を押圧し、そこで電極１７への電導が
概ねなされる（第４図）。

電極支持アーム２と同じように垂直部分１４も
水冷されている。冷却水は、接続部１８を介し
て、炉から遠い側で支持アーム２の内部へ導入さ
れ、バイパス管１９を介して垂直部分１４の内部
へ達し、ここから締付けニツプル１６の中央管２
０を通つて別の管２１，２２及び２３を介して再
び支持アーム２へ戻り、そこで管２４を通つて案
内され、炉から遠い端部で外へ出る。垂直部分１
４の複合材料は、第４図に示されるように、外側
が耐火材料のジヤケツト２５で被われている。垂
直部分１４は、黒鉛電極の長さを短くしてもよ
く、それによつて、本装置の振動挙動が改良さ
れ、また電極の取り外しが締付け装置１５によつ
て容易になる。

炉から遠い支持アーム２端部に、可撓性大電流
ケーブル２７用の接続フランジ２６が電導的に良
好に固定されている（第３図）。

複数の支持アーム２が異なる長さの場合、例え
ば、一般に三角形状に配設された電極における際
のように、比較的長い二の支持アームは、短い支
持アームよりも大きい慣性−又は抵抗モーメント
を有する。これは公知のように最も容易に、支持
アームの断面の高さを増やすことで実現する。

第５図には、支持アーム２が輪郭体の隅部で溶
接されている四枚の板から組合わされている実施
態様が示されている。この場合、第６図の円い断
面の支持アームの場合と同様に内部に存するフエ
ライト乃至オーステナイト鋼製支持成分のみが溶
接されている。自明のことながら、目的に合わせ
て、例えば、くびれたような別の輪郭体の断面形
状が支持アーム２および垂直部分１４として選択
されることもある。

第７図の実施例では、電極支持アームは、支持
アーム３０が別の二の支持アーム３１，３２より
も高位になるように設けられている。この三相−
大電流伝導装置の場合、複合材料は、支持アーム
の相互に向き合つた壁にのみ用いられる。なぜな
らば、これらの壁が、主として電流によつて負荷
されるからである。こうすることによつて、高価
な材料が節約される。すなわち、支持アーム３０
では、下半体のみが複合材料から成り、一方、支
持アーム３１，３２では、それぞれ、内側及び上
側壁が複合材料から作られている。これら複合材
料部分は、それぞれの鋼成分が、接続する壁部分
の鋼材と溶接されている折り曲げ部分からなつて
いる。

第８図は、垂直部分１４の一実施例を示してい
る。この部分は、フランジ３３を介して電極支持
アームと繋がつており、水を装入できる冷却ジヤ
ケツトを有している。当該冷却ジヤケツトは、外
管３４と内管３５との間に形成された垂直環状空
間３６によつて形成されている。環状空間３６内
で、周囲に均等に８本の供給管路３７が全長にわ
たつて垂直に設けられている。当該供給管路３７
は、その上端部で、支持アーム２を介して冷却水
を導入するバンパス管路１９と繋がつている。下
端部で、供給管路は側方出口開口３８を有してお
り、これを介して導入された冷却水が環状空間３
６へ流れ込み、これに上で接続された管路２３及
び支持アームを介する管路２４を経て再び導出さ
れる。

垂直部分１４の上部分に、同軸でシリンダ３９
が設けられ、この中に、これから下方に出ていて
上端部でピストン４０を備えた引つ張り棒４１が
移動可能に案内されている。上端部で、シリンダ
３９はねじ締めしたフランジ蓋４２で閉鎖されて
いて、孔４３を介して圧油供給部に繋がつてい
る。ピストン４０の下方にあるシリンダ３９の環
状空間は、下でシリンダに上でピストンに支持さ
れる皿ばね４４を有している。引つ張り棒４１
は、その下端部に上向きに先細りの拡張円錐４５
を有し、周囲に均等に配された複数のセグメント
４６から成る環状拡張円錐によつて取り巻かれて
いる。当該セグメント４６は、ホルダとして用い
られる管４７に溶接結合されている。当該管４７
は引つ張り棒４１と同軸に設けられその上端部で
フランジ４８を介してシリンダ３９にねじ締めさ
れている。管４７の下端部は、円錐状に拡げら
れ、個々のセグメント４６の間に長手方向スリツ
トを備え、セグメント４６の半径方向弾性運動が
可能なようになつている。

第９図に示されるように、電極１７はその接続
端部で円錐状の雌ねじ５０を有し、当該雌ねじ
に、二重円錐形状にして充分に雄ねじを備えるニ
ツプル５１がねじ込まれている。当該ニツプル５
１の突出端部に、垂直部分１４に電極１７を固定
するための、雌ねじを備えたニツプル鐘部５２が
ねじ込まれる。ニツプル鐘部５２は回転対称部分
であり、雌ねじを備えない他端部に、外に向かつ
て先細りとなる中央円錐孔５３を有する。ニツプ
ル鐘部５２はさらにその外側に、相互に対向し、
昇降具用付属手段として用いる二個の有底孔５８
を有している。

電極の交換は、次のようになされる。すなわ
ち、使用済みの電極１７を除くために、引つ張り
棒４１は、その端面及びピストン４０に圧力を作
用させることによつて、下方へ移動され、それに
よつてセグメント４６を解放し、当該セグメント
が、管４７の下端の舌状部分の固有弾性によつ
て、少なくとも孔５３の最狭箇所が自由になる程
度まで内側へ移動する。当該使用済みの電極は、
ニツプル５１及びニツプル鐘部５２と共に下方へ
引き出される。その代わりに、ニツプル５１及び
ねじ締められたニツプル鐘部５２を同様に備えた
新しい電極が垂直部分の接続端部に導入され、そ
の結果、電極１７の上方環状端面は下方環状外面
２８に接するようになる。その際、同時に孔５３
は拡張円錐４５及び複数のセグメント４６の上へ
押し進められる。引き続きなされる油圧軽減と同
時に引つ張り棒４１は皿ばね４４の圧力によつて
再び上方へ移動され、先ずセグメント４６を媒介
としてニツプル鐘部５２の円錐孔５３に向けて拡
張円錐４５を押圧し、その後、外面２８に向けて
電極１７の環状端面を押圧する。これによつて交
換工程は完了する。環状の拡張円錐の万一の調整
移動のために管４７の長手方向補償部材５４が用
いられる。外面２８に実際上汚染が発生せず、ま
た締付け装置で電極１７の確実な締め付けを実現
することによつて、優れた電流伝達が保証され
る。垂直部分において、電流は全体或いは一部が
複合材料から構成されている外管３４を介して基
本的に流れ、内管３５を介して僅かに通じる。締
め付け装置は、通電している管３４と３５とに対
して環状絶縁体５５によつて絶縁されている。当
該絶縁体は、一方では蓋４２とシリンダ３９との
間に、他方では蓋と保持フランジ５６との間に配
設されている。外管３４は下部領域で概ね支持ア
ーム２にまで達し、絶縁材から成るジヤケツト５
７によつて囲まれている。当該ジヤケツトは耐衝
撃性セラミツクから成る複数の交換性リングから
組立られている。このような絶縁によつて、冷却
水の消費量が減少する。

第１０図は、新規の装置の実施態様を示してお
り、電極支持アーム２は炉から遠いその端で別の
環状垂直部分６０を有しており、この部分は支持
アームの下側に溶接されている。その下端部に垂
直部分６０は外側に、大電流ケーブル２７の接続
のための溶接フランジブラケツト５９を有してい
る。この別の垂直部分は比較的短時間の実施の際
にも装置のリアクタンス対称のさらなる改善をも
たらし、その結果、合目的的長さは、それぞれ局
部的および構造上の状態、例えば、炉の大きさ、
ケーブル及び変圧器又は操作盤の位置にしたがつ
て修正されうる。

電極支持アーム及び両垂直部分にとつて、それ
ぞれ使用される材料乃至複合材料は、所望の支持
挙動のほか、先ず第一に直流か、単相交流乃至三
相交流が使用されるかどうかに左右される。直流
の場合、既に単純な構造用鋼（炭素鋼）が度々適
しているのに対して、交流の使用では、アルミニ
ウムと鋼、或いは特に銅と鋼からなるような複合
材料のほか、特に耐磁性クローム合金の不銹鋼が
好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は電極支持アームの正面図、第２図は第
１図の−線に沿つて見た断面図、第３図は第
１図の−線に沿つて見た断面図、第４図は第
１図の細部の拡大断面図、第５図および第６図
はそれぞれ別の実施の態様の電極支持アームのそ
れぞれ横断面図、第７図は三角形に設けられる３
個の支持アームの配置の垂直断面図、第８図は電
極支持アームの中間平面における垂直断面図、第
９図は垂直部分へ接続される電極の垂直断面図、
第１０図は炉に遠い端において別の垂直部分を設
けた電極支持アームの正面図である。 図中符号は、２…電極支持アーム、１７…電
極。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 閉鎖中空輪郭部から構成され且つ電流導体と
   して用いられ且つ炉タンクの外側に配設された案
   内柱上に支持され且つほぼ水平に延びる液冷電極
   支持アームを少なくとも一個有した電気炉用大電
   流伝導装置であつて、当該電極支持アームが下方
   に延びる横断面外形のほぼ同一構造の垂直部分を
   有し、この部分の下端部に、これとほぼ同じ横断
   面外形を持つ電極が交換可能に固定され、当該垂
   直部分がその下端部で、電極のねじ部を収容する
   ための円錐形ねじを備えた接続部固定用手段を有
   している大電流伝導装置において、電極１７を固
   く保持した接続部１６，５２が、電極支持アーム
   ２；３０，３１，３２としつかりと接続された垂
   直部分１４に配設さればね４４の力により附勢さ
   れた締付け装置１５と接続可能であり、この締付
   け装置１５がそのばね力の附勢により電極１７を
   垂直部分１４の下方環状外面２８に対して押圧す
   ることを特徴とする装置。 ２ 接続部５２が、その一端に電極ニツプル５１
   の収容のための円錐形雌ねじを有し、他端に当該
   ねじと同軸で外側に向かつて先細りとなる円錐形
   孔５３を有し、当該孔へ締付け装置１５の拡張円
   錐が固定手段として係合していることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載の装置。 ３ 締付け装置１５が、軸方向に移動可能な引つ
   張り棒４１の下端部に設けられ、環状拡張円錐を
   内側から外側に向かつて押圧する拡張円錐４５を
   有することを特徴とする特許請求の範囲第２項に
   記載の装置。 ４ 引つ張り棒４１がその上端部に同軸シリンダ
   ３９内で移動可能なピストン４０を備えており、
   当該ピストンが両側で圧力負荷されることを特徴
   とする特許請求の範囲第３項に記載の装置。 ５ ピストンが下からばね力によつて負荷され、
   上から圧力媒体によつて負荷されていることを特
   徴とする特許請求の範囲第４項に記載の装置。 ６ 環状拡張円錐が複数のセグメント４６から成
   り、これらが縦方向補償装置５４を備え且つシリ
   ンダ３９に固定された少なくとも一個の環状ホル
   ダ（管４７）に設けられていることを特徴とする
   特許請求の範囲第４項又は第５項に記載の装置。 ７ 垂直部分１４が冷却ジヤケツトを有してお
   り、この冷却ジヤケツトにおいて、上端部で冷却
   剤供給部と接続され、下端部で出口開口３８を備
   える複数の流入管路３７が下方へ案内されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第６項
   のいずれか一項に記載の装置。 ８ 一または複数の支持アーム２が、概ね内部に
   ある支持成分と概ね外側にある通電成分とを有す
   る複合材料から成ることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項〜第７項のいずれか一項に記載の装
   置。 ９ 一または複数の電極支持アーム２が鍍金され
   た薄板から構成されており、少なくとも概ね支持
   アーム２の長手方向にのみ延在する継目が備えら
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第８項
   に記載の装置。 １０ 外側にある成分の長手方向継目が溶接され
   ていないことを特徴とする特許請求の範囲第９項
   に記載の装置。 １１ 一または複数の支持アームが銅−鋼複合材
   料から成ることを特徴とする特許請求の範囲第８
   項〜第１０項のいずれか一項に記載の装置。 １２ 一または複数の支持アームが概ね電流を主
   として負荷する範囲でのみ複合材料を備えること
   を特徴とする特許請求の範囲第８項〜第１１項の
   いずれか一項に記載の装置。 １３ それぞれ矩形断面を有する支持アームの軸
   が三角形状に且つ中央の支持アームに関し対称に
   配設されている三個の電極を有する電気炉用装置
   にして、横断面に関し支持アーム３０，３１，３
   ２の片壁がそれぞれ対向した面で複合材料から構
   成されており、即ちそれは、中央支持アーム３０
   では上側半体か下側半体が複合材料で、両外側支
   持アーム３１，３２では該当対角線によつて分け
   られた内側半体が複合材料で構成されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１２項に記載の装
   置。 １４ 三角形に配設された電極を有する電気炉用
   装置にして、一または複数の長めの支持アームが
   短めの支持アームよりも大きい慣性をもつことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項〜第１３項のい
   ずれか一項に記載の装置。 １５ 電極支持アーム２が炉から遠いその端で下
   方に延びる横断面外形がほぼ同一構造の別の垂直
   部分６０を有することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項〜第１４項のいずれか一項に記載の装
   置。 １６ 別の垂直部分６０が炉側の垂直部分１４よ
   りも短いことを特徴とする特許請求の範囲第１５
   項記載の装置。