JPH097760A - 黒鉛電極の接続部 - Google Patents
黒鉛電極の接続部Info
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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
- H05B7/14—Arrangements or methods for connecting successive electrode sections
-
- 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
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- H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
-
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 黒鉛電極の接続部における折損を防止するこ
と。 【構成】 黒鉛電極とニップルの接続部のねじ面に電気
絶縁材を塗布し、ニップルを流れる電流を抑制した黒鉛
電極の接続部である。
と。 【構成】 黒鉛電極とニップルの接続部のねじ面に電気
絶縁材を塗布し、ニップルを流れる電流を抑制した黒鉛
電極の接続部である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電気製鋼炉等に使用され
る黒鉛電極の接続部に関し、特に接続部を流れる電流を
少なくして接続部の発熱を抑制することによりニップル
の折損防止を図った黒鉛電極の接続部に関する。
る黒鉛電極の接続部に関し、特に接続部を流れる電流を
少なくして接続部の発熱を抑制することによりニップル
の折損防止を図った黒鉛電極の接続部に関する。
【０００２】
【従来の技術】電気炉において、黒鉛電極を接続するに
は表面にねじが刻設されたニップルを用い、これを黒鉛
電極のソケットねじ部と螺合させる手段が一般に採用さ
れている。この状態を図１に示す。黒鉛電極１と２はそ
のソケット部４にニップル３を螺合することにより接続
される。電気炉の高負荷操業が進むに伴ない、使用され
る黒鉛電極および接続部にかかる電気的、機械的負荷が
高くなっている。このために黒鉛電極にしばしば折損事
故が発生するが、折損事故の殆どは接続部で起る。
は表面にねじが刻設されたニップルを用い、これを黒鉛
電極のソケットねじ部と螺合させる手段が一般に採用さ
れている。この状態を図１に示す。黒鉛電極１と２はそ
のソケット部４にニップル３を螺合することにより接続
される。電気炉の高負荷操業が進むに伴ない、使用され
る黒鉛電極および接続部にかかる電気的、機械的負荷が
高くなっている。このために黒鉛電極にしばしば折損事
故が発生するが、折損事故の殆どは接続部で起る。
【０００３】近年の直流電気炉においては、従来の交流
電気炉よりも電極中心部の温度が高くなることが知られ
ており、接続部の中心部に位置するニップルがより高温
となり、折損事故が発生し易い。さらに事故発生を詳し
く説明すると、図２にように接続されている場合、電極
の荷重による機械的負荷や電極の先端に原材料等から横
方向に力が加わった場合の曲げモーメントによる機械的
負荷が大きいｂ接続部のニップルよりもａ接続部のニッ
プルが圧倒的に多く折損すること、及び電極外周面が酸
化消耗し、弱くなっているにも拘らずニップルが折損す
ることから、折損は機械的負荷よりは熱的な作用に大き
な原因があると考えられる。
電気炉よりも電極中心部の温度が高くなることが知られ
ており、接続部の中心部に位置するニップルがより高温
となり、折損事故が発生し易い。さらに事故発生を詳し
く説明すると、図２にように接続されている場合、電極
の荷重による機械的負荷や電極の先端に原材料等から横
方向に力が加わった場合の曲げモーメントによる機械的
負荷が大きいｂ接続部のニップルよりもａ接続部のニッ
プルが圧倒的に多く折損すること、及び電極外周面が酸
化消耗し、弱くなっているにも拘らずニップルが折損す
ることから、折損は機械的負荷よりは熱的な作用に大き
な原因があると考えられる。
【０００４】従来接続部の折損防止対策としては、接続
部における応力集中を緩和するためニップルやねじの形
状を工夫したもの（実公昭５７−４５６７６、同５８−
９５８）、局部電流を避けるため電極ソケット底部とニ
ップル端面との間に導電性物質を介在させたもの（実公
昭６３−３６６３９）、ニップルの熱膨張を吸収し易い
構造としたもの（実公昭５９−１３５７）などがある。
部における応力集中を緩和するためニップルやねじの形
状を工夫したもの（実公昭５７−４５６７６、同５８−
９５８）、局部電流を避けるため電極ソケット底部とニ
ップル端面との間に導電性物質を介在させたもの（実公
昭６３−３６６３９）、ニップルの熱膨張を吸収し易い
構造としたもの（実公昭５９−１３５７）などがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の折損事故防止対
策は、ニップルの形状を種々工夫したり、ニップルに局
部電流が発生しないように接続部に導電性物質を介在さ
せたりしているが、これらはニップルを流れる電流を少
なくしようとするものではない。ところが最近の直流電
気炉によるとニップルの温度が特に高くなるため、上記
した従来の方法では十分満足した結果が得られない。直
流電源の場合、例えば３０インチの電極ではニップル部
と電極端面部に夫々５０％ずつの電流が流れると言われ
ている。特にニップルは高密度で比抵抗が小さいため電
流が流れ易い。本発明の目的は、従来には全く見られな
いニップル部に流れる電流を減じて、ニップルの過熱を
抑制し、折損を防止した電極の接続部を提供することに
ある。
策は、ニップルの形状を種々工夫したり、ニップルに局
部電流が発生しないように接続部に導電性物質を介在さ
せたりしているが、これらはニップルを流れる電流を少
なくしようとするものではない。ところが最近の直流電
気炉によるとニップルの温度が特に高くなるため、上記
した従来の方法では十分満足した結果が得られない。直
流電源の場合、例えば３０インチの電極ではニップル部
と電極端面部に夫々５０％ずつの電流が流れると言われ
ている。特にニップルは高密度で比抵抗が小さいため電
流が流れ易い。本発明の目的は、従来には全く見られな
いニップル部に流れる電流を減じて、ニップルの過熱を
抑制し、折損を防止した電極の接続部を提供することに
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者は黒鉛電極の折
損事故の原因を究明し、その対策を種々研究した結果、
ニップルに流れる電流を抑制しても接続部の通電には支
障ないことを見出し本発明に至ったものである。
損事故の原因を究明し、その対策を種々研究した結果、
ニップルに流れる電流を抑制しても接続部の通電には支
障ないことを見出し本発明に至ったものである。
【０００７】すなわち、本発明は黒鉛電極とニップルの
接続部のねじ面に電気絶縁材を塗布してニップルを流れ
る電流を抑制した黒鉛電極の接続部である。電気絶縁材
としては電気絶縁性で５００℃以上の耐熱性があれば使
用でき、ＢＮ、Ｃａ（ＯＨ）2 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2
等の粉末が適する。なかでもＢＮは潤滑性があり、ねじ
面に塗布すればニップルの接続が円滑になり、また電気
絶縁性や耐熱性も高く最も好ましい。
接続部のねじ面に電気絶縁材を塗布してニップルを流れ
る電流を抑制した黒鉛電極の接続部である。電気絶縁材
としては電気絶縁性で５００℃以上の耐熱性があれば使
用でき、ＢＮ、Ｃａ（ＯＨ）2 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2
等の粉末が適する。なかでもＢＮは潤滑性があり、ねじ
面に塗布すればニップルの接続が円滑になり、また電気
絶縁性や耐熱性も高く最も好ましい。
【０００８】絶縁材の塗布はニップルのねじ面又は電極
のソケットねじ面あるいはこの両者に行なう。塗布の方
法は、例えば絶縁材の粉末を水や有機溶剤等で懸濁ある
いは溶解させ、これをスプレーや刷毛塗りするのが最も
容易である。水の場合界面活性剤を加えるのが好まし
い。有機溶剤にはメチルエチルケトン、ジメチルエーテ
ル等が使用できる。ニップルの上、下の端面は接続の
際、通常隙間があり通電しないので塗布しなくてもよ
い。絶縁材塗膜の厚さは絶縁の程度にもよるが、一般的
には１〜１０μｍが適当である。塗布はニップル又はソ
ケットのねじの全面に行なうことが好ましいが、絶縁性
を緩らげる場合はニップル又はソケットの上下の片面だ
けとしてもよい。ニップル部に流れる電流を抑制するこ
とは接続部全体の電気抵抗を高めることになるため、通
電に支障がないかどうかを確かめる必要がある。
のソケットねじ面あるいはこの両者に行なう。塗布の方
法は、例えば絶縁材の粉末を水や有機溶剤等で懸濁ある
いは溶解させ、これをスプレーや刷毛塗りするのが最も
容易である。水の場合界面活性剤を加えるのが好まし
い。有機溶剤にはメチルエチルケトン、ジメチルエーテ
ル等が使用できる。ニップルの上、下の端面は接続の
際、通常隙間があり通電しないので塗布しなくてもよ
い。絶縁材塗膜の厚さは絶縁の程度にもよるが、一般的
には１〜１０μｍが適当である。塗布はニップル又はソ
ケットのねじの全面に行なうことが好ましいが、絶縁性
を緩らげる場合はニップル又はソケットの上下の片面だ
けとしてもよい。ニップル部に流れる電流を抑制するこ
とは接続部全体の電気抵抗を高めることになるため、通
電に支障がないかどうかを確かめる必要がある。
【０００９】
【実施例】次にその実験結果を示す。電極にはＪＩＳ６
インチ電極（長さ６０インチ）を使用した。その接続用
ニップルのねじ全面に石灰を塗布した。塗布は消石灰を
水で溶液とし、スプレーする方法で行なった。塗布量は
ニップル１個に対し消石灰３ｇである。塗布後２０℃で
乾燥した。このニップルを用いて６インチ電極を図３の
ように接続した。電極の両端から交流電圧を印加し、電
流密度３７．６Ａ／ｃｍ2 にして通電した。このときの
電圧は３６．０Ｖである。比較のため石灰を塗布しない
ニップルを用いて電流密度を上記と同じになるように電
圧を印加し通電した。このときの電圧も３６．０Ｖであ
った。通電時間中図３に示すニップルの中心点ＣとＣか
らニップルの長さ分だけ離れた電極の中心点ｄの温度を
熱電対により測定した。その結果を図４に示す。
インチ電極（長さ６０インチ）を使用した。その接続用
ニップルのねじ全面に石灰を塗布した。塗布は消石灰を
水で溶液とし、スプレーする方法で行なった。塗布量は
ニップル１個に対し消石灰３ｇである。塗布後２０℃で
乾燥した。このニップルを用いて６インチ電極を図３の
ように接続した。電極の両端から交流電圧を印加し、電
流密度３７．６Ａ／ｃｍ2 にして通電した。このときの
電圧は３６．０Ｖである。比較のため石灰を塗布しない
ニップルを用いて電流密度を上記と同じになるように電
圧を印加し通電した。このときの電圧も３６．０Ｖであ
った。通電時間中図３に示すニップルの中心点ＣとＣか
らニップルの長さ分だけ離れた電極の中心点ｄの温度を
熱電対により測定した。その結果を図４に示す。
【００１０】実験の結果は、接続部に電気絶縁材を塗布
しても電圧はほとんど高くならず通電には支障がなかっ
た。そして測定温度はニップルに石灰を塗布した場合は
塗布しない場合に較べニップル中心温度と電極中心温度
が低く、かつこれらの温度差が小さい。石灰を塗布した
場合に中心温度は低いが、表面温度は高くなっていると
思われる。
しても電圧はほとんど高くならず通電には支障がなかっ
た。そして測定温度はニップルに石灰を塗布した場合は
塗布しない場合に較べニップル中心温度と電極中心温度
が低く、かつこれらの温度差が小さい。石灰を塗布した
場合に中心温度は低いが、表面温度は高くなっていると
思われる。
【００１１】これらの実験をもとに東京製鐵（株）岡山
工場において実際の試験を行なった。直流電気炉で使用
電極は直径３０インチ、長さ１１０インチである。六方
晶窒化ホウ素粉末（ＢＮ）をメチルエチルケトン及びジ
メチルエーテル混合溶剤中に分散させ（窒化ホウ素含有
率２．６重量％）、ニップルの接続部となる下半分にス
プレーして塗布した。塗布量はニップル１個当りＢＮ約
１ｇである。試験は合計６２個のニップルについて行な
い、このうち初めの２９個はニップルのみに塗布し、後
半の３３個は接続部の下半分のソケットねじにもほぼ同
量ＢＮを塗布した。比較のためＢＮを塗布しないものに
ついても試験した。以上の場合において電気炉の運転条
件は同一とした。
工場において実際の試験を行なった。直流電気炉で使用
電極は直径３０インチ、長さ１１０インチである。六方
晶窒化ホウ素粉末（ＢＮ）をメチルエチルケトン及びジ
メチルエーテル混合溶剤中に分散させ（窒化ホウ素含有
率２．６重量％）、ニップルの接続部となる下半分にス
プレーして塗布した。塗布量はニップル１個当りＢＮ約
１ｇである。試験は合計６２個のニップルについて行な
い、このうち初めの２９個はニップルのみに塗布し、後
半の３３個は接続部の下半分のソケットねじにもほぼ同
量ＢＮを塗布した。比較のためＢＮを塗布しないものに
ついても試験した。以上の場合において電気炉の運転条
件は同一とした。
【００１２】 これらの試験において折損はすべて図２のａ接続部で発
生した。
生した。
【００１３】
【発明の効果】本発明によれば、ニップルの折損を大幅
に減少させることができる。これはニップルを流れる電
流を抑制することにより、ニップルと電極間の温度差が
小さくなり、良好な接続状態が維持されたためと考えら
れる。また、ニップルと電極の温度差が小さくなったこ
とにより、従来電極の先端部付近でしばしば発生する接
続部のソケット割れによる脱落の防止効果も考えられる
など本発明は実用上多大な効果を有する。
に減少させることができる。これはニップルを流れる電
流を抑制することにより、ニップルと電極間の温度差が
小さくなり、良好な接続状態が維持されたためと考えら
れる。また、ニップルと電極の温度差が小さくなったこ
とにより、従来電極の先端部付近でしばしば発生する接
続部のソケット割れによる脱落の防止効果も考えられる
など本発明は実用上多大な効果を有する。
【図１】黒鉛電極とニップルの接続部を示す概略図であ
る。
る。
【図２】黒鉛電極がニップルにより接続され、把持され
ている状態を示す概略図である。
ている状態を示す概略図である。
【図３】黒鉛電極とニップルの接続部における温度測定
位置を示す概略図である。
位置を示す概略図である。
【図４】図３における通電時間と温度との関係を示すグ
ラフである。
ラフである。
１ 電極 ２ 電極 ３ ニップル ４ 電極のソケット部 ５ 電極把持器 ａ 接続部 ｂ 接続部 ｃ ニップルの中心点 ｄ 電極の中心点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 深井 孝行 長野県大町市大字大町6850昭和電工株式会 社大町工場内 (72)発明者 関口 儀重 長野県大町市大字大町6850昭和電工株式会 社大町工場内 (72)発明者 金沢 修 長野県大町市大字大町6850昭和電工株式会 社大町工場内 (72)発明者 山下 裕行 岡山県倉敷市南畝４丁目１番１号東京製鐵 株式会社岡山工場内
Claims (2)
- 【請求項１】 黒鉛電極とニップルの接続部のねじ面に
電気絶縁材を塗布してなる黒鉛電極の接続部。 - 【請求項２】 電気絶縁材が窒化ホウ素である請求項１
記載の黒鉛電極の接続部。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07178085A JP3135821B2 (ja) | 1995-06-21 | 1995-06-21 | 黒鉛電極の接続部 |
| DE69623868T DE69623868T2 (de) | 1995-06-21 | 1996-06-19 | Graphitelektrode mit Verbindung |
| EP96109814A EP0750446B1 (en) | 1995-06-21 | 1996-06-19 | Graphite electrode having joints |
| US08/667,797 US5870424A (en) | 1995-06-21 | 1996-06-20 | Graphite electrode having joints |
| CN96110967A CN1110226C (zh) | 1995-06-21 | 1996-06-21 | 具有接头的石墨电极 |
| KR1019960022845A KR100222284B1 (ko) | 1995-06-21 | 1996-06-21 | 접속부를 가진 흑연전극 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07178085A JP3135821B2 (ja) | 1995-06-21 | 1995-06-21 | 黒鉛電極の接続部 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH097760A true JPH097760A (ja) | 1997-01-10 |
| JP3135821B2 JP3135821B2 (ja) | 2001-02-19 |
Family
ID=16042371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07178085A Expired - Lifetime JP3135821B2 (ja) | 1995-06-21 | 1995-06-21 | 黒鉛電極の接続部 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5870424A (ja) |
| EP (1) | EP0750446B1 (ja) |
| JP (1) | JP3135821B2 (ja) |
| KR (1) | KR100222284B1 (ja) |
| CN (1) | CN1110226C (ja) |
| DE (1) | DE69623868T2 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100396092B1 (ko) * | 2001-06-05 | 2003-08-27 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 카본 발열체 및 그 제조 방법 |
| US7103083B2 (en) * | 2004-04-23 | 2006-09-05 | Ucar Carbon Company Inc. | Optimized graphite electrode pin configuration |
| US7016394B2 (en) * | 2004-04-23 | 2006-03-21 | Ucar Carbon Company Inc. | Male-female electrode joint |
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