JPS59194392A - 高温法用電極およびその使用法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、炉内部に伸びる作動部および冷却部からなる
高温法用電極およびその使用に関する。

近年、作動部および、これと独立した冷却部からなる電
極が知られている。ずなわち、液体で冷却された金属製
の上部と、該上部に取付けられた、消耗材料、好ましく
は、グラファイト製の下部からなる電極は、一般に、結
合電極（ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ
）と呼ばれている。ヨーロッパ特許出願第８０１０６５
８１．４号は、このタイプの結合電極を開示している。

これらの電極は、都合よく使用できるため、かなりの割
合で従来のグラファイトカラム電極と置ぎかえられてい
る。

電極は、工業用の炉、とくに電極アーク炉において使用
される場合、高度の応力にざらされる。

溶融金属への電極の浸漬、電極の非浸漬部分を打撃する
溶融金属およびスラッグの飛散、望ましくないアークの
移動により生ず運転の乱れなどから生ずる機械向応ノ〕
に加えて、熱応力の問題が、とくに重要である。

電極の作動部は高い作業温度、特にアーク炉作業におい
て高い作業温度にて頻繁に運転されるので、該作動部に
取付けた部分もかなりの熱量を吸収する。しかしながら
、この部分は、比較的低融点の物質、例えば銅からなる
ことが多い。このため、冷却および所望により、断熱材
が必要とされる。

結合電極の上部の冷却は、通常、供給および回収ダクト
を有する冷却剤室をを介して例えば、ヨーロッパ特許出
願第８０１０６５５７９．８号に記載の形のものにより
達成される。該金属製シャツ１〜Ｊなわら、冷却ダクト
が、機械的な損傷を受けたり、冷に１剤の供給が妨げら
れた場合、実際の運転においては、ごく普通の冷却媒体
、すなわち水を電極の冷り］＋ｌイクルの中へ、少なく
とも炉内部に位置゛りる部分へ導入ターることは困難と
なる。

他の解決法は、米国特許？ＸＳ４１４　！＝＋　５６４
号によって提案されており、ここには置換可能なグラフ
ァイト部を金属製シャフトの下端部に連結することが開
示されている。該金属製シャフトの熱からの保護は、強
制的な冷却を行なわず、金属製シャフト上に備えられた
耐火性のセラミックリングによって行なわれる。しかし
ながら、溶融しやすい金属製シャフトの熱的な保護は不
十分なものにすぎないのでこの解決法では種々の適用に
あたって実際的でなく、全く好ましくないことが実験に
よりわかった。

米国特許第４２８７０４５号には、溶融金属浴での使用
を意図した冷却電極が記載されている。

この電極は、側面から挿入され、直接電力供給が行なわ
れる溶融金属に達する金属製部位からなる。

この金属製部位には熱パイプ（ｈｅａｔ　ｐｉｐｅ　）
が組込まれている。実際の運転において、この電極は多
くの欠点を有する。これらの欠点は、部分的に溶解して
いる金属製部位にかなりの距離にわたって熱パイプの直
接的な導入を行なっていること、熱の方向による熱の拡
散がなくなること、および金属製部位に加わる熱が高く
なりずぎた場合熱パイプの［乾燥（ｄｒｙｉｎｇ　ｏｕ
ｔ）　Ｊが容易に生じることに起因する。この電極は、
その感度に応じて炉壁にしっかりと設置される。したが
って、たとえ、各区域が、高温や熱の強度並びに熱量の
変動にさらされた場合においても、広範囲に適用でき、
しかも、該作動部位へ安全にかつエネルギーを節約して
電流の供給ができる電極を設計することが常に要望され
ていた。

したがって、本発明の目的は、運転条件が変更された場
合でも、安全な運転が可能であるとともに、作動部に取
付けられた冷却部の保護が、効率的かつ柔軟性を有する
ことを保証する高温法用電極を提案゛づることである。

この課題は、最初に述べたタイプの電極をつくることに
よって解決される。この電極の冷却部は、熱を付加的な
冷却システムによって拡散する炉内部のポリトロープ的
熱交換器を備えた少なくとも１本の熱パイプからなる。

すなわら、冷却部の冷却システムは、冷却δ（Ｓ内の熱
パイプ並びに付加冷却システムからなり、該システムは
さらに別の熱パイプ、ガス冷却サイクル、液体冷却サイ
クルまたはこれらのうちの２つの組合せからなっていて
もよい。

種々の研究の内、とくに、本発明は、従来の冷却システ
ムを適当な方法で結合すると、作動部に取付けられた部
分の効果的な保護がなしうるとの知見に基づくものであ
る。驚くべきことに、本発明により、高度の融通性、非
常に大きな運転上の安全性および非常に好ましいエネル
ギー供給という結果が得られた。

本発明の一具体例によれば、電極の冷却部は、２つの区
域、しばしば、３つまたは４つの区域に配置された熱パ
イプのシステムからなる。下方に位置した熱パイプの凝
縮域と、隣接する熱パイプの蒸発域との間で熱交換が存
在することが、とくに有利である。かかる装置は、種々
の方法で達成でき、ある熱パイプからつぎの熱パイプへ
の所定の熱伝導を保証覆る。これは、凝縮の結果放散さ
れる熱が、つぎの熱パイプの冷却媒体の蒸発に用いられ
ることによる。このような部品は、種々の方法で得られ
る。例えば、２つの熱パイプの接触凝縮域および蒸発域
は、できるだけ大きい熱交換面積を得るだの、拡大した
接触表面からなっているのがよい。軸方向に平行な熱パ
イプは、１つの熱パイプにとりつけられた１種のスリー
ブを有していてよく、該熱パイプには蒸発および／また
は凝縮域において第２の熱パイプが導入され、これによ
って大きな表面積が与えられる。

本発明の構成において好ましい他の具体例によれば、異
なる区域の熱パイプが他のパイプの上に配置され、かつ
上方の熱パイプが、帽子をかぶじるようにつぎ゛の下プ
フの熱パイプを取り囲む。

本発明の構成で用いられる［熱パイプ（ｈｅａｔｐｉｐ
ｅ）　ｊなる語は、よく知られたものである。熱パイプ
におＥプる熱の移動は、冷却剤の相変化にもとづくもの
であり、その循環は、例えば、毛管作用寸なわら月；ド
この作用で、流体の表面張力に助【プられて、得られる
。しかし、「熱パイプ」なる詔は、また、重力の法則に
基づく熱パイプ、すなわち、装入芯を有しない、いわゆ
る、「重力的熱パイプ（ｇｒａｖｉｔａｔｉｏｎａｌ　
ｈｅａｔ　ｐｉｐｅ　）　Ｊをも包含する。

２つあるいはしばしば、それ以上の区域に配置された熱
パイプ装置は、これらの区域の熱パイプ中に異なる冷却
媒体を使用することも可能とする。

一般に、最も低い区域、すなわち、作動部と隣接した区
域で用いる冷却剤は、例えば、ナトリウム、セシウム、
リチウムまはた水銀であってよい。また、これらの冷却
剤は、つぎの区域の熱パイプ中で用いることもできるが
、媒体の湿度範囲に応じて、公知の冷ノＪ］剤で置きか
えてもよい。

本発明の好ましい具体例では、冷却部は、軸方向に平行
で、径方向に配列された熱パイプからなり、該パイプは
、電極の軸に沿った複数の区域にわたって配置されてい
てよい。軸方向と平行であり、かつ径方向に配置された
熱パイプ装置は、熱が電極の軸方向に電極の周辺区域か
ら拡散することを確実に覆る。鋼製造に用いる結合電極
の場合、熱は種々の方向から入ってくるａｌつは、電気
アークが発生づる前部の作動部の白熱先端から軸方向に
入るものである。また、他方は、電極が、炉雰囲気、側
面酸化などの結果として側面域で熱を吸収するものであ
る。しかし、冷却される部分の軸方向および径方向の区
域での温度は、その全体の長さにわたってかなり異なる
。径方向に配列した熱パイプも、軸方向に平行な熱パイ
プの安全な運転を保障覆る。これは、側面の熱による過
剰な応力が存在する場合、回収される液体が速やかに蒸
発して、その冷却剤の循環を妨げるからである。

したがって、本発明の構成では、電極の冷却部が、径方
向の熱を放散りる付加的な冷却システムと組み合せｌζ
少なくとも１つの軸に平行な熱パイプからなることが特
に好ましい。前記のごとく、このイ」加的な冷却システ
ムは、液体冷却サイクル。ガス冷却サイクル、または径
方向に配列した熱パイプあるいはそれらの組合せである
。この付加的な冷却システムは、また、熱を絶縁覆る性
質を有し、断熱材でもある。

特に安全で柔軟性を有するシステムは、本発明の２つの
好ましい具体例によって、提供される。

電極の冷却部が、軸方向と平行に配列された熱パイプの
システムおよび径方向に配列された熱パイプのシステム
からなる場合、この装置は、相互に、異なる熱パイプの
完全な運転を保証覆る。金属の液体などの使用により、
望ましくない冷却剤、例えば、水が、冷却した電極のシ
ャフトの挿入される電気アーク炉の中に入るのを防止す
る。本発明の他の好ましい具体例、すなわち、軸方向ど
平行な熱パイプと、径方向の区域での付加的な液体また
はガス冷却サイクルとの組合せも、特別な利点を生ずる
。通常運転の場合は、電極の冷却は、例えば、熱パイプ
だけで行なうことができ、一方、特別な応力の生じた場
合には、公知の液体またはガス冷却サイクルが、冷却媒
体用の供給および回収ダクトを用いて付加される。本発
明の構成において、「液体冷却」または「ガス冷却」な
る詔は、冷却システムの循環がポンプによって達成され
るような公知のシステムを記述するために用いられてお
り、一方、熱パイプの密閉システムでの対応する循環は
、表面張力あるいは重力によって生じるものである。本
発明の好ましい具体例によれば、熱パイプは、所定のガ
ス流によって冷却され、制御されて熱放散がなされる。

本発明の好ましい具体例によれば、電極は、その蒸発域
が作動部の近くで軸方向の端部に達する熱パイプと、そ
の蒸発域が、冷ム１１部の側面域に位置する熱パイプと
から冷却部位がなるように設計されてよい。

径方向に配置された熱パイプは、冷却部の径方向の区域
からの熱の放散を意図したものであり、まっづぐであっ
ても曲げられていてもよい。後者のタイプはとくに、電
極の末端部分からの熱の放散に有用でおる。したがって
、軸方向に平行な熱パイプと半径方向の熱パイプとを１
区別」することは、必要でない。

最適な熱放散および／または熱吸収を得るためには、凝
縮域および／または蒸発域において熱パイプは、公知の
方法でフラット形とするか、あるいはその端を複数のリ
ム部で終了させてよい。これにより、熱が広い面積に、
とくに効果的な方法で吸収されることが確保される。

熱パイプ、または熱パイプと付加的な液体またはガス冷
却サイクルとの組合せは、電極に適当な冷却部を構成し
うる。この場合、熱パイプは、スペサーによって、ある
いは周縁域にて連結されるが、時には、連通状態にて連
結してもよい。この種の熱パイプ装置および、所望によ
り設けられる付加的な液体冷却サイクル（ガス冷却サイ
クル）の供給および回収ダクト装置は、低部位での作動
部の取付けを容易にし、一般に、電極の上端部位におけ
る熱の拡散を改善する。例えば、特殊な鋼板または中間
層などによるある部位でのこのフラット連結の結果、外
部断熱層は、好ましい支持および／または取付が可能と
なる。

軸方向と平行な熱パイプと径方向に配置された熱パイプ
の組合せであつも、ポンプを用いる強制的な循環冷却と
熱パイプとの組合せであっても、また、熱パイプと外部
的断熱材とのシステムのいずれであっても、これらの組
合せの各々は、適当な冷却部を構成し、また、シャフト
に結合あるいは組込むことができる。少なくとも、冷却
部および／または熱パイプが作動部への電流供給部であ
ることが好ましい。

本発明の好ましい具体例では、冷却部の冷却システムは
、耐熱プレートによって作動部から分離されていてよい
。このプレートは、例えば、高融点の炭化物および／ま
たは窒化物、例えば、ケイ素、ジルコン酸化物などを含
浸したグラファイトからなっていてよく、機械的および
熱的な応力に対しである種の付加的な緩衝を提供する。

本発明電極の適用にあたっては、打抜いた耐熱プレート
を用いることが好ましい。これは、ガスが、電極の１ま
たは複数の作動部を通過する場合にはとくに重要ζなる
。ガスの流通は種々の理由から必要で゛ある。１つは、
作動部の挙動の「観察」に用いうろことであり、何らか
の破損箇所や他の変化が、圧力降下として表われる。ま
た、電極の運転の効率を向上さじたり、副反応による酸
化を低減するなどのためにガスか供給されてもよい。こ
の目的のためには、アルゴンのような不活性ガス、炭化
水素成分のような活性ガス、またはプラズマ流が、アー
クの安定に適している。

さらに、複数の耐熱プレートが、例えば、冷却部の個々
の冷却域を分離するために存在してもよい。この場合、
各区域の熱パイプは、プレートに取付けてもよく、また
、打抜きディスクのようなプレートに通してもよい。

一般に、本発明による電極の冷却システムからなる冷却
部は、ニップルによって、作動部に連結される。このニ
ップルは、グラファイトまたは電導性金属からなってい
てよい。耐熱性プレートを用いる場合、該プレートは、
作動部への取付けのために、例えば、ニップルのように
設計された連結部品を有していてもよい。

本発明による電極を鋼の製造または他の目的に使用する
場合、熱パイプまたは冷却部の冷却装置の組合せが、イ
」加的な外部耐熱性断熱体によって保護されていること
が好ましい。この断熱体は、冷却部の全域を覆ってもよ
く、用いられる型式によってその一部だけが覆われてい
てもよい。電気アーク操作を意図した電極の場合は、一
般に、少なくとも、電極の作動部に隣接する部分および
運転中、炉中にとどまる部分を保護する必要がある。

「断熱体」は、冷却部に対する電気的アークの望ましく
ない側面からの攻撃、例えば、冷却部と炉との間でアー
クが発生ずる場合に対する「熱的な遮蔽」でもあって、
種々の材料からなっていてよい。本発明の電極に関して
は、被覆されたグラファイト、および／または炭素部分
とセラミック部分とからなる配合材料の、断熱体がとく
に好ましい。しかしながら、セラミック材料を用いても
よい。

本発明において、断熱体は、脱着可能な成形品であるこ
とが好ましい。最も好ましい解決法（、Ｌ冷却部と断熱
体との間に空気の間隙を設けておくことである。しかし
ながら、また、該成形品を冷却部に直接配置すること、
および／またはガイド、例エバ、タッチイルカイド（ｄ
ｏｖｅｔａｉｌ　ｇｕｉｄｓ）または他の方法（例えば
、内部圧縮リング）番こよってこれを取付けることも可
能である。

本発明の他の具体例によれば、冷却システム（ま、直接
断熱材にはめ込まれてもよい。

本発明電極の好ましい具体例は、冷却部に取付けられた
活性グラフ１イト製部位に関するものではあるが、グラ
ファイトの代りに、セラミック、導電性物質、例えば、
酸化ジルコニウム、炭化ケイ素、炭化タンタルなどを、
作動部として用いてもよい。

最後に、電極の冷却部と作動部が互いの方向へ移動でき
る場合、好ましい本発明の構成の適用が可能である。こ
の場合、冷却部は、それを介して作動部に電力を供給す
るジャケットシステムからなっている。電極への電力供
給は、冷却部へ、ついで冷Ｍ１部から接触ポイントを介
して作動部へ送られるのが好ましい。該接触ポイントは
、例えば、グラフ１イトからなってもよい。

本発明において、ジャケットシステムは、例えば、軸方
向に配置した熱パイプと外面上の断熱体との組合せから
なる。しかし、ジャケットシステムにば、付加的な、径
方向に配列した熱パイプ、および／または冷却媒体をポ
ンプによって送る冷却システムを組込むことも可能であ
る。

つぎに、本発明の電極の好ましい具体例を、添付の図面
によって説明する。

第１図は、電極の冷却部に、軸方向と径方向に配列した
熱パイプを水冷ザイクルと組合せて組込んだ本発明の電
極の垂直断面図、第２図および第３図は、軸方向おＪ：
び径方向に配列した熱パイプのシステムを有する本発明
電極の垂直断面図、第４図は、結合電極の冷却部の垂直
断面図、第５図は本発明電極の冷却部の上端部分の垂直
断面図、第６図は、第５図に示した冷却部の部分の横断
面図、第７図は、本発明電極の冷却部上部の垂直断面図
、第８図は第７図に示す冷却部の横断面図、第９図は、
異なった高さからはじまり、その端が複数のリム部で終
る、熱吸収を改善した熱パイプのシステムを有する冷却
部の横断面図、第１０図は、冷却部と作動部が、お互い
の方向に移動できる本発明電極の垂直断面図である。

第１図は、本発明電極の一興体例をを示１−概略図であ
って、軸方向に配置された熱パイプ５は、供給ダクト１
０と回収ダクト４からなる流体冷却ナイクルを備えた径
方向に配列した熱バイブロと組合わされている。該電極
は、支持部１によって保持され、該支持部１は、電流供
給部１２も備える。

電極は耐熱性断熱体２によって保護されており、該断熱
体２は、冷却部３の外側にぎちんと載置されている。熱
パイプ５および６は、冷ｆｉｆＪ部の上部に位置する流
体冷却サイクルから耐熱プレート９によって分離されて
いる。冷却部３と作動部７との連結は、ニップル１１に
よって行なわれ、該ニップルは、例えば、グラファイト
、高導電性材料または合金からなっていてよい。該電極
は、冷却部３の一部が炉内部にとどまるように、炉やね
８の中へ導入される。電極は、運転のため支持部１によ
って調節される。

第１図に示した電極は、例えば、グラファイトからなる
作動部７を有し、電気アーク炉において鋼の製造に適し
ている。

第２図に示す電極は、複数の作動部７を有し、該作動部
７は、いずれも電極の冷却部３にニップル１１によって
連結されている。この電極は、ガスが中央タクトを通っ
て作動部７０区域の導入されるよう設計されている。図
中に示した窒素の代りに、他のガス、例えば、空気、ア
ルゴン、反応性ガスなども、当然に導入されつる。軸方
向および径方向に配列した熱パイプ５および６は、また
、冷却部の異なる高さに据えられた複数のプレート９に
よって一定の距離が維持されている。断熱体２は、例え
ば、被覆したグラファイトおよび／またはセラミック材
料またはセラミック部分を含むグラファイトでできてお
り、各々脱着可能な成形品からなっていて、電極の修理
を容易とする。熱パイプ装置にＪ、って、熱を冷却部３
の上部に移動させ、そこから水冷サイクルにより熱を拡
散させる。炉の運転中、電極は、水冷り゛イクルを有す
る冷ｋｊ部の上部９が炉やわの外部に残るように動かす
ことができる。水の代りに他の液体も同様に用いること
ができる。

該電極は、例えば、プラズマアーク操作において使用で
きるたりてなく、還元炉における材料の製造にも使用で
きる。この場合、作動部７は、公知のセラミック材料か
らなってもよい。

第３図も、本発明による結合電極の冷却部３の一部を示
すものである。該冷却部は、軸方向に配列された熱パイ
プ５並びに径方向に配列された熱バイブロからなり、そ
れを電極の種々の高さに配置し、制御条件下に冷却部に
おける熱の拡散を確保°ツる。

第４図は、下部熱パイプの凝縮域と、隣接した熱パイプ
蒸発域との間での熱交換を伴なう、径方向に配列した冷
却部３の熱パイプを示す。熱交換を促進するため、上方
の熱パイプは、各下方の熱パイプに帽子のようにかぶせ
られる。この方法で上方に運ばれた熱は、冷却ダクト１
０（詳細図省略）を介して拡散することができる。この
図は、単に、本発明による熱パイプと断熱体２の組合せ
を示すもので、該断熱体は、さらに、取付り可能な成形
品からなる。

第５図および第６図は、本発明電極の冷却部３上部の一
興体例を示すものであり、熱パイプの端はリング状とな
っている。熱は、該リングから流体冷却サイクル、すな
わち、熱パイプの凝縮域の内側と外側を覆う流体冷却ダ
クトにより拡散される。熱の移動を改善するためには、
熱パイプ５および６の間の空間を高い熱伝導性を有する
物質で囲むのがＪ：い。第７図および第８図は、熱パイ
プから、電極の炉やねの外側に配置された流体冷却サイ
クルへの伝熱の他の具体例を示ず。その上部において、
熱パイプは、「ループ型」に曲げられ、より大きな熱交
換面積を得ている。第９図は、冷り部３内の熱バイブロ
の端が複数のリム部で終る場合を示す。

第１０図は本発明の供給型（ｆｅｅｄ−ｔｈｒｏｕｇｈ
ｖｅｒｓｉｏｎ　）電極を示し、その作動部７および冷
却部３は、炉の運転中、別々に調整することができる。

寸なわら、冷却部３用の独立した支持部１と作動部７用
の別の支持部があり、該作動部は、多数の炭素部材から
なっていてよい。各炭素部材は、例えば、ニップルで連
結することができる。この場合、冷却部３は、例えば、
セラミック被覆を行なったねじ止めグラファイトリング
よりなる断熱体２と組合され、軸方向に配置した熱パイ
プ５からなる。特に明示はされていないが、この形式の
電極においても、電流は、支持部１を介して冷却部３に
供給される。冷却部３から作動部７への電流の移動は、
作動部７の下部に略図的に示した１または数個の接触点
１４によって達成される。該接触点がない場合は、供給
型電極の冷却部３の内部を絶縁層１３で覆うのが有利で
ある。

図面に示した電極および電極の部分は、本発明の好まし
い具体例をなすものである。したがって、これらに相当
する構成およびこれら具体例の変形も明らかに本発明に
包含される。

また、本発明の電極を、還元炉にお（プる物質の還元生
産に使用することも、有利である。これらの炉において
は、例えば、フェロアロイの生産だけでなく、例えば、
昇化工程（例えば、黄リン）などの清浄工程（ｃｌｅａ
ｎｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ）にも用いることができ
る。

しかしながら、本発明の電極は、電気アーク炉での鋼製
造にとくに適している。本発明の構成およびその用途−
には、付加的なガスの導入も包含される。ガスの供給に
より、一方では、電極保護が行ないえ、他方では、例え
ば、電気アークの安定化などによる電極運転の効率が確
保される。従来の運転とは異なり、まず、電気アークが
通常の方法で放たれ、ついで、プラズマ電流によって維
持されるとともに、さらに、交流の重ね合せが同時に生
じつる。電気アークプラズマ運転と最初の熱パイプとの
組合せにより、電極から拡散されるべき熱のほぼ完全な
利用が可能となる。これは、同一または他の工程、例え
ば、再生工程において種々の方法で達成することができ
る。

プラズマ導入を伴なう電気アーク炉での電極の使用は、
本発明の椙成においてとくに好ましい。

これに関連して、プラズマのパルス状の導入が好ましい
ことは明示のとおりであり、明らかに本発明の範囲内で
ある。

本発明は、種々の利点を有するが、これは、実際の運転
において、その安全性と、軸方向ならびに径方向から入
る変動する熱量の選択的な放散とを可能としている特に
柔軟性を備えた電極運転により生ずる。軸方向および径
方向に配列した熱パイプ、およびナトリウムやリチウム
のような冷却媒体を使用するのは、炉本体へ水を導入す
る必要がないからである。炉外部の電極端部へ伝達され
た熱は、水冷された端部によって安全に放散される。さ
らに、該熱パイプに、特別な応力が存在するときはいつ
でもスイッチの入るポンプ輸送による液体冷却ザイクル
を加え得ることによって安全性が６められる。最後に、
このｆ＝Ｊ加的なポンプによる流体サイクルも、熱パイ
プの完全な運転を保証し、径方向から入る熱が該パイプ
の運転を妨げたり、妨害す″ることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、電極の冷却部に、軸方向と径方向に配列され
た熱パイプを水冷ザイクルと組合けて組込んだ本発明の
電極の垂直断面図、第２図および第３図は、軸方向およ
び径方向に配列された熱パイプシステムを有する本発明
の電極の垂直断面図、第４図は、本発明の結合電極の冷
却部の一具体例を示す垂直断面図、第５図は、本発明電
極の冷却部上端部分の他の具体例の垂直断面図、第６図
は、第５図に示した冷却部の部分の横断面図、第７図は
本発明電極の冷却部上部の他の具体例の垂直断面図、第
８図は、第７図に示す冷却部の横断面図、Ｍ９図は、異
なった高さからはじまり、その端が複数のリム部で終る
熱吸収を改善した熱パイプ、システムを有する冷却部の
横断面図、第１０図は、冷ＭＩ部と作動部が互いの方向
に移動できる、本発明の電極の垂直断面図である。 図面中の符号は、つぎのことを意味する。 １・・・支持部、２・・・断熱体、３・・・冷却部、４
・・・回収ダクト、５．６・・・熱パイプ、７・・・作
動部、８・・・炉やね、９・・・プレート、１０・・・
供給ダクト、１１・・・ニップル、１２・・・電流供給
部、１３・・・電気絶縁層、１４・・・接触点。 特　許　出　願　人　アーク・テクノロジイズ・システ
ムズ・リミテッド 代　理　人　弁理士　青白　　葆　　ほか２名第１図 第２図 第５図　−第 第１０１！１ ドイツ連邦共和国アーチエン− リチェリッチ・リチェリチェル ストラーセ３６番 ０発　明　者　クルト・ケーゲル ドイツ連邦共和国エッセンース テーμ・ヘルウエク１８番

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）炉内に伸びる作動部および冷却部からなっていて
   、該冷却部が、炉内部にポリトロープ的熱交換器を有す
   る少なくとも１本の熱パイプからなり、かつ付加的な熱
   拡散用冷却システムを有することを特徴とする高温法用
   電極。 （２）該付加的な冷却システムが、別の熱パイプ、ガス
   または液体冷却サイクル、あるいは、それらの２つから
   なる１）１ｊ記第（１）頂の電極。 （３）該冷却部が、下方の熱パイプの凝縮域と、これに
   隣接づる区域の熱パイプの蒸発域との間で熱交換が生ず
   るｊ：うに少なくとも２つの区域における熱パイプシス
   テムからなる前記第（１）項または第（２）項の電極。 （４）該冷却部が、軸と平行に配列された熱パイプおよ
   び径方向に配列された熱パイプのシステムからなる前記
   第（１）〜（３）項のいずれか１つの電極。 （５）該冷却部が、少なくとも１つの軸方向と平行な熱
   パイプと、径方向から入る熱の拡散のための付加的な冷
   却システムとを組合せてなる前記第（１）〜（４）項の
   いずれか１つの電極。 （６）該付加的な冷却システムが、径方向区域における
   液体またはガス冷却サイクルを構成している前記第（５
   ）項の電極。 （７）その蒸発部が作動部と隣接した軸方向の端部に位
   置する熱パイプと、その蒸発部が冷却部の側面域に位置
   する熱パイプからなる冷却部を有する前記第（１）〜（
   ６）項のいずれか１つの電極。 （８）径方向に配列されたパイプの少なくとも−ｆｌｌ
   ｌが曲がっている前記第（１）〜（７）項のいずれか１
   つの電極。 （９）蒸発域および／または凝縮域における単数まはた
   複数の熱パイプが、フラット形である前記第（１）〜（
   ８）項のいずれか１つの電極。 （１０）凝縮域および／または蒸発域における単数また
   は複数の熱パイプが、複数のリム部で終っている前記第
   （９）項の電極。 （１１）付加的な冷却システムと組合せた単数または複
   数の熱パイプが、冷却部を構成する前記第（１）〜（１
   ０）項のいずれか１つの電極。 （１２）付加的な冷却システムと組合せた単数または複
   数の該熱パイプが、構造域で組立てられる前記第（１）
   〜（１１）項のいずれか１つの電極。 （１３）該熱パイプおよび／または該冷却部が、作動部
   への電流供給部をなす前記第（１）項の電極。 （１４）冷ＮＪ部の冷却システムが、耐高温性プレート
   （９）によって作動部から保護されている前記第（１）
   項の電極。 （１５）該耐高湿性プレート（９）が、打抜き成形され
   たｂのである前記第（１４）項の電極。 （１６）該耐高温性プレートが、作動部の取イ」け用連
   結部品を有覆る前記第（１）項、（１４）項または（１
   ５）項のいずれか１つの電極。 （１７）冷却システムと一体となった冷却部が、ニップ
   ル（１１〉によって作動部と連結している前記第（１）
   項の電極。 （１８）該イ」加冷却システムが、外部耐高温性断熱体
   を構成づる前記第（１）項の電極。 （１９）該断熱体が、被覆された炭素、セラミックおよ
   び／ま１〔は炭素とセラミック部分を有する配合物かな
   らる前記第く１）〜（１８）項のいずれか１つの電極。 （２０）冷却部と断熱体との間に空気の間隙が存在する
   ように、断熱体が脱着可能な成形品からなる前記第〈１
   ９）項の電極。 （２１）冷却システムが、断熱体に直接組み込まれてい
   る前記第（１９）項の電極。 （２２）電極上端部の熱バイブ凝縮部が、流体冷却サイ
   クルと連結されており、所望により電流供給部を構成し
   ている前記第く１）〜（２１）項のいずれか１つの電極
   。 （２３）末端部が、冷却部の上端と、側面域の一部から
   なる水冷システムの内部に配置されたパイプを有するキ
   ャップからなる前記第（２２）項の電極。 （２４）冷却部に取付けた作動部が、グラファイトまた
   は導電性のセラミック材料からなる前記第（１）〜（２
   ３）項のいずれか１つの電極。 （２５）単数または複数の熱パイプが、重力熱パイプお
   よび／または灯芯型熱パイプである前記第（１）−（２
   ４＞項のいずれか１つの電極。 （２６）熱パイプが、所定量のガス流によって冷却され
   る前記第（１）〜（２５）項のいずれか１つの電極。 （２７）冷却部が、ジＶケットシスデムからなり、これ
   を通って作動部が供給される前記第（１）〜（２６）　
   Ｉｊ’ｉのいずれか１′つの電極。 （２８）アーク炉またはプラズマ炉において鋼製造を行
   なう前記第（１）〜（２７）項のいずれか１つの電極の
   使用法。 く２９）ガスが同時に供給される、アーク炉またはプラ
   ズマ炉において鋼製造を行なう前記第（２８）項の方法
   。 （３０）還元炉において材料の製造を行なう前記第（１
   ）項の電極の使用法。