WO2013069334A1 - 自焼成電極上端検出装置及び自焼成電極上端管理方法 - Google Patents

自焼成電極上端検出装置及び自焼成電極上端管理方法 Download PDF

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WO2013069334A1
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self
baking
tube
baking electrode
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恭一 谷村
隼平 鎌本
隆 七沢
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電気化学工業株式会社
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    • H05B7/10—Mountings, supports, terminals or arrangements for feeding or guiding electrodes
    • H05B7/109—Feeding arrangements

Definitions

  • the present invention relates to a self-fired electrode upper end detection device and a self-fired electrode upper end management method, and more specifically, automatically determines the vertical position (also called the firing position or hardness point) of the upper end of the self-fired electrode used in an electric furnace or the like.
  • the present invention relates to a device for automatically detecting and a method for keeping the vertical position of the upper end of such a self-baking electrode within a predetermined management range.
  • self-fired electrodes In an electric furnace for producing calcium carbide, generally 1 to 3 self-fired electrodes are used to heat a mixture of lime and coke to 2000 ° C. or higher.
  • the self-fired electrode supplies electrode raw material into a cylindrical electrode case arranged vertically on the electric furnace, and this electrode raw material is generated by Joule heat of current and conduction heat from the electric furnace near the lower end of the electrode case. It is formed by self-baking and solidifying.
  • the electrode raw material is a massive solid paste obtained by kneading coke, anthracite, graphite, conductive carbon and the like and a binder such as pitch tar.
  • the self-baking electrode is projected from the opening of the ceiling wall of the electric furnace into the furnace, and is energized from an electrode energizing portion that is in contact with the vicinity of the lower end of the outer peripheral surface of the electrode case. Since the self-baking electrode is gradually consumed due to arc heat or the like from the operation of the electric furnace, an operation of sliding the self-baking electrode downward according to the consumption amount is appropriately performed. When the self-fired electrode is slipped down, the electrode raw material (solid paste) is replenished from above into the electrode case. Further, in the electrode case, there is a layer of molten paste in which the solid paste is melted by the Joule heat and conduction heat between the already solidified lower self-baking electrode and the upper solid paste.
  • the paste solidifies and becomes a self-baking electrode. Therefore, the self-baking electrode grows upward, and accordingly, the upper end (upper end surface) of the self-baking electrode also moves upward. Further, the upper end of the self-baking electrode moves downward as the self-baking electrode slides down.
  • the vertical position of the upper end of the self-baking electrode that moves upward with growth and moves downward with sliding down is set based on the lower end position of the electrode case and the upper and lower end positions of the electrode energizing portion. It is necessary to keep it within a certain management range. This is because when the vertical position of the upper end of the self-fired electrode falls below the control range, the self-fired electrode falls out of the electrode case, and solid paste or the like flows into the electric furnace, or from the electrode energizing section to the electrode case. Electrode accidents such as current flowing and electrode case melting may occur. It takes two to three months to recover from such an electrode accident.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to detect and manage the upper end of the self-baking electrode automatically, accurately and safely, and a self-fired electrode upper-end detection device. It is to provide a self-baking electrode upper end management method.
  • a self-fired electrode is formed by firing an electrode material supplied from above into a vertically arranged cylindrical electrode case.
  • a self-fired electrode upper end detection device for detecting the position of the upper end of the self-fired electrode that is energized from an electrode energizing portion that is in contact with the vicinity of the lower end of the outer peripheral surface of the outer peripheral surface of the self-fired electrode. Is stopped from the initial position when the lower end of the measuring tube hits the self-fired electrode, the protective tube positioned above the upper end of the electrode energizing section, the measuring tube disposed through the protective tube, and the measuring tube.
  • a self-baking electrode upper end detection device is provided, which includes a measurement tube driving means for lowering the pressure at a constant pressure.
  • the measurement tube driving means lowers the measurement tube from the initial position at a constant pressure, and grasps the upper end or upper end surface of the self-fired electrode from the position where the lower end of the measurement tube hits the self-fired electrode and stops.
  • the position of the upper end of the self-baking electrode can be calculated from the amount of descent of the measuring tube.
  • the measuring tube driving means may be any device or mechanism capable of lowering the measuring tube at a constant pressure. Specific examples include an actuator such as an air cylinder and a hydraulic cylinder, a lifting machine, and an electric motor. However, it is not limited to these.
  • the position of the upper end of the self-fired electrode can be measured directly by measuring the amount of descent of the measuring tube by an encoder or by a level meter.
  • the position of the upper end of the self-baking electrode can be measured by detecting the position where the descent of the measuring tube stops from the change in the power value or the current value.
  • the protective tube serves to protect the measuring tube from an impact when the electrode raw material is charged into the electrode case and to guide the measuring tube up and down.
  • the protective tube is fixedly disposed in the electrode case, but the position can be changed as necessary.
  • the lower end of the measurement tube in the initial position, may be positioned at a fixed position that is set below the upper end of the electrode energization unit and above the intermediate point between the upper end and the lower end of the electrode energization unit.
  • the fixed position is a position where the lower end of the measuring tube is set in the initial state.
  • the measurement tube lowered for detecting the upper end of the self-baking electrode is raised by the measurement tube driving means, and the lower end of the measurement tube is returned to a fixed position.
  • the constant pressure that lowers the measuring tube from the initial position is a pressure at which the measuring tube can descend in the solid paste and molten paste of the electrode raw material, but stops when it strikes the self-baking electrode, and this pressure is kept constant. Thereby, the measurement precision of the upper end of a self-baking electrode can be improved.
  • the constant pressure is 2.0 MPa to 6.0 MPa, and about 4.0 MPa is considered to be particularly preferable.
  • the measuring tube includes a temperature sensor for measuring the temperature at the lower end of the measuring tube.
  • Preferred examples of the temperature sensor include a thermocouple, but are not limited thereto.
  • the temperature sensor of the measuring tube can measure the temperature of the upper end of the self-baking electrode stopped when the lower end of the measuring tube hits the self-baking electrode, and the temperature at a fixed position can be measured.
  • means for detecting the amount of descent from the initial position of the measuring tube include a position detection sensor such as an encoder, but are not limited thereto.
  • the amount of descent from the initial position of the measurement tube can be converted to the position of the lower end of the measurement tube based on the position and the fixed position of the lower end of the electrode energization unit grasped in advance.
  • the protective tube has a gas seal for preventing upward passage of gas through the protective tube.
  • Gas seal gas in an electric furnace-produced, for example CO flows back through the toxic gas and combustible gas protection tube such as H 2, a cap or the like for preventing the flowing out of the upper end of the protective tube to the outside It is.
  • a self-fired electrode is formed by firing an electrode material supplied from above into a vertically arranged cylindrical electrode case, and is in contact with the vicinity of the lower end of the outer peripheral surface of the electrode case.
  • a self-baking electrode upper end management method for managing the position of the upper end of the self-baking electrode energized from the electrode energization unit, wherein the lower limit is not less than the lower end of the electrode energization unit and the upper limit is not more than the upper end of the electrode energization unit Set the control range, position one or more measuring tubes at the initial position, and lower the measuring tube from the initial position with a constant pressure until the lower end of the measuring tube hits the self-baking electrode and stops.
  • the self-baking electrode upper-end management method for determining whether or not the stop position of the lower end of the measuring tube is within the management range is provided.
  • the measurement tube is lowered at a constant pressure from the initial position, the upper end of the self-baking electrode is grasped from the position where the lower end of the measurement tube hits the self-baking electrode and stopped, and the upper end of the self-baking electrode is in a predetermined control. It is determined whether it is within the range.
  • the management range is set such that the lower limit is not less than the lower end of the electrode energization part and the upper limit is not more than the upper end of the electrode energization part. If the upper end of the self-baking electrode is below the lower limit of the control range, the self-baking electrode may fall off, the solid paste may flow down, the electrode case may melt, etc.
  • the load on the electric furnace is reduced to suppress the consumption of the self-baking electrode, and the growth of the self-baking electrode is promoted so that the upper end of the self-baking electrode falls within the control range. If the upper end of the self-baking electrode is above the upper limit of the control range, expansion of the self-baking electrode due to over-baking, deformation of the electrode case, etc. may occur. If it is too long to slide down immediately, the wear of the self-baking electrode is promoted and then sliding down is performed) so that the upper end of the self-baking electrode falls within the control range. Further, by using a plurality of measuring tubes, it is possible to detect the unevenness of electrode firing more accurately and improve the management accuracy.
  • the lower end of the measuring tube can be positioned at a fixed position that is set below the upper end of the electrode energization part and above the intermediate point between the upper end and the lower end of the electrode energization part.
  • the fixed position is a position where the lower end of the measuring tube is set in the initial state.
  • the preferable range of the constant pressure is 2.0 MPa to 6.0 MPa, and about 4.0 MPa is considered to be particularly preferable.
  • the temperature at the position of the lower end of the measuring tube stopped when the measuring tube hits the self-baking electrode is measured. By measuring this temperature, it can be confirmed whether or not the stop position of the lower end of the measuring tube is truly the upper end of the self-baking electrode.
  • the temperature at the upper end of the self-baking electrode is usually between the temperature at which the molten paste starts to fire (for example, 300 ° C.) and the temperature at which the molten paste starts to solidify (for example, 450 ° C.).
  • the temperature at the fixed position is measured. This can be done continuously, for example, when the measuring tube is in the initial position and the lower end of the measuring tube is in place.
  • the fixed temperature is usually between the temperature at which the solid paste begins to soften (eg, 110 ° C.) and the temperature at which the molten paste begins to fire (eg, 300 ° C.). Therefore, when the temperature at the fixed position is not within the above temperature range, the self-baking electrode may not be solidified normally. Therefore, the upper end of the self-baking electrode is measured to check whether the electrode is normal. If the self-baking electrode is out of the control range and insufficient solidification appears, control the upper end position of the self-baking electrode by taking measures such as suppressing the sliding of the electrode or reducing the load on the electric furnace. Adjust within the width.
  • the present invention it is possible to grasp the upper end of the self-baking electrode from the position where the measurement tube is lowered by a constant pressure from the fixed position by the measurement tube driving means and the lower end of the measurement tube hits the self-baking electrode and stops. Therefore, the upper end of the self-baking electrode can be automatically and accurately detected and managed.
  • FIG. 1 is a cross-sectional explanatory view schematically showing a state in which a self-baking electrode is applied to an electric furnace for producing calcium carbide, and shows a self-baking electrode upper end detection device according to an embodiment of the present invention. The part is shown in the electrode case.
  • FIG. 2 is an explanatory cross-sectional view schematically showing an enlarged view of the vicinity of the lower end of the electrode case.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the configuration of the self-fired electrode upper end detection device.
  • FIG. 4 is a control configuration diagram of the self-fired electrode detection device.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram schematically showing the internal structure of the measurement tube.
  • FIG. 6 is an explanatory cross-sectional view showing an example in which a plurality of measurement tubes are used in an electrode case where a hollow pipe is not arranged.
  • FIG. 1 is a cross-sectional explanatory view schematically showing a state in which a self-baking electrode 10 is applied to an electric furnace 1 for producing calcium carbide.
  • the electric furnace 1 is a furnace having a circular horizontal cross section.
  • the ceiling wall 2 of the electric furnace 1 is provided with a circular opening 3 for projecting the self-baking electrode 10 into the electric furnace 1, and the self-baking electrode is provided at a position corresponding to the opening 3 on the ceiling wall 2.
  • a cylindrical electrode case 20 made of rolled steel for forming 10 is arranged so that its axis is along the vertical direction.
  • the electrode case 20 has an inner diameter of 1.5 m and an overall length of about 14.5 m.
  • the electrode case 20 is fastened and supported by an annular upper membrane 23a and a lower membrane 23b to which air is applied at the upper end side portion thereof.
  • three electrode cases 20 and self-baking electrodes 10 are applied to the electric furnace 1 at intervals of 120 degrees in the circumferential direction, only one of them is shown in FIG.
  • a hollow pipe 4 is disposed in the center of the electrode case 20, and a powder raw material that is a part of the raw material in the electric furnace 1 is introduced into the electric furnace 1 through the hollow pipe 4.
  • a solid solid paste 11 formed by kneading coke, anthracite, graphite, conductive carbon, and the like, which are electrode materials, and a binder such as pitch tar is introduced into the electrode case 20.
  • the solid paste 11 is self-baked near the lower end of the electrode case 20 by Joule heat of current and conduction heat from the electric furnace 1, thereby forming the self-baking electrode 10.
  • the self-baking electrode 10 is held so as not to fall out of the electrode case 20 by a large number of ribs (not shown) provided on the inner peripheral surface of the electrode case 20.
  • a clamp 30 as a ring-shaped electrode energizing portion made of copper contacts.
  • the clamp 30 is fixed by an outer pressure ring 33.
  • the clamp 30 may be formed from a metal such as copper, a copper alloy, aluminum, or an aluminum alloy.
  • the self-baking electrode 10 gradually grows upward, and accordingly, the upper end 10a of the self-baking electrode 10 is also raised (when the vertical position of the self-baking electrode 10 is constant).
  • the self-baking electrode 10 is gradually consumed from the lower end due to arc heat or the like. Therefore, it is necessary to appropriately slide down the self-baking electrode 10 in accordance with the consumption amount.
  • the slip-down operation of the self-baking electrode 10 is performed about 40 times per day with a single descent amount of 8 mm. By this slip-down operation, the lower end of the self-baking electrode 10 is lowered and the upper end 10a of the self-baking electrode 10 is also lowered.
  • An object of the present invention is to detect the vertical position of the upper end 10a of the self-baking electrode 10 and keep it within a predetermined management range described later.
  • FIG. 2 is an explanatory cross-sectional view schematically showing an enlarged view of the vicinity of the lower end of the electrode case 20.
  • the self-baking electrode 10 is energized from a clamp 30 that contacts the vicinity of the lower end of the outer peripheral surface of the electrode case 20. Therefore, when the upper end (hereinafter also referred to as “electrode upper end”) 10a of the self-fired electrode 10 is positioned below the lower end 31 of the clamp 30, a large current flows from the clamp 30 to the electrode case 20, and the electrode case 20 is melted.
  • the self-baking electrode 10 may fall out of the electrode case 20 and the solid paste 11 or the like may flow out into the electric furnace 1.
  • the self-baking electrode 10 may be overfired and expanded, and the electrode case 20 may be deformed to prevent the self-fired electrode 10 from sliding down. Therefore, it is necessary to keep the electrode upper end 10a within the management range with the maximum management range between the lower end 31 and the upper end 32 of the clamp 30. Furthermore, in order to further improve safety and the like, it is desirable to use a narrower range between the lower end 31 and the upper end 32 of the clamp 30 as a management range and keep the electrode upper end 10a within this management range.
  • Reference numeral 40 in FIGS. 1 and 2 indicates a self-baking electrode upper end detection device (hereinafter also simply referred to as “detection device”) according to an embodiment of the present invention for grasping the vertical position of the electrode upper end 10a.
  • the detection device 40 is disposed in the electrode case 20 in a fixed and vertical manner, a cylindrical protection tube 50, a measurement tube 60 that is longer than the protection tube 50, and is fixed to the measurement tube 60. And an air cylinder 70 (refer to FIG. 3) as a measuring tube driving means for lowering at a pressure of 2 mm.
  • the protective tube 50 is a steel tube having an inner diameter of 47.8 mm and a length of about 12.9 m, and its lower end 51 is above the upper limit of the management range, and in the example of FIG. Is positioned slightly above.
  • the upper end 52 of the protective tube 50 is above the upper end opening 21 of the electrode case 20.
  • the measuring tube 60 is a steel tube having an inner diameter of 23 mm and a length of about 14 m, and is arranged such that the lower end and the upper end thereof are exposed to the outside from the lower end 51 and the upper end 52 of the protective tube 60.
  • the lower end 61 of the measurement tube 60 is positioned at a “fixed position” set as an upper limit position of the management range as an example.
  • the upper end 62 of the measuring tube 60 is connected to the air cylinder 70 as will be described later.
  • the protective tube 50 and the measuring tube 60 are arranged approximately in the middle between the center of the electrode case 20 and the inner peripheral surface (radially outer end) of the electrode case 20 in the horizontal direction in the electrode case 20.
  • the upper end surface of the self-fired electrode 10 is not flat, for example, is raised on the side of the hollow pipe 4 disposed at the center compared to the outside in the radial direction, and is for detecting a vertical position close to the average of the upper end surface. .
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the configuration of the detection device 40.
  • the detection device 40 includes the air cylinder 70 described above.
  • the air cylinder 70 has a cylinder pressure of 0.3 MPa and a cylinder diameter of 100 mm.
  • the air cylinder 70 has a cylinder rod 71 that can move up and down, and the lower end of the cylinder rod 71 is connected to the upper flange 63a of the connecting body 63 by pinning.
  • the upper end portion of the measuring tube 60 is connected to the lower flange 63b of the connecting body 63.
  • FIG. 4 is a control configuration diagram of the detection device 40.
  • the detection device 40 includes a control unit 80 including a CPU, a ROM, a RAM, an input / output interface (including an A / D converter, a D / A converter, an amplifier, and the like).
  • the start of air supply / air venting to the air cylinder 70 is controlled by the control unit 80 via the cylinder drive circuit 73.
  • the controller 80 is previously input with the position of the lower end 31 of the clamp 30, the upper and lower limits of the management range, the fixed position, and the like, and from the encoder 72 via the pulse converter 74 when detecting the electrode upper end 10a.
  • the descending amount of the cylinder rod 71 is input.
  • the control unit 80 converts the descending amount of the cylinder rod 71 into a distance from the lower end 31 of the clamp 30 to the lower end 61 of the measuring tube 60 based on the above-mentioned pre-input value, and causes the display unit 81 to display the display unit driving circuit 82. Display through. A temperature measurement value from a thermocouple 64 to be described later is also input to the control unit 80 via the temperature converter 67, and this is also displayed on the display unit 81.
  • the protective tube 50 is supported by a protective tube support 41 having one end connected to the upper side thereof, and the other end of the protective tube support 41 is connected to the main frame 42.
  • the air cylinder 70 is supported by a cylinder support 43 including a cylinder support 44, and the cylinder support 43 is also connected to the main frame 42.
  • a gas produced as a by-product in the electric furnace 1 for example, a toxic gas such as CO or H 2 or a combustible gas flows back through the protective tube 50. There is a risk of flowing out from the upper end 52.
  • a gas seal 53 such as a cap is provided at the upper end of the protective tube 50.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram schematically showing the internal structure of the measuring tube 60.
  • a sheath thermocouple (hereinafter simply referred to as “thermocouple”) 64 as a temperature sensor is disposed inside the measurement tube 60.
  • thermocouple 64 a sheath thermocouple (hereinafter simply referred to as “thermocouple”) 64 as a temperature sensor is disposed.
  • a connector male 65 b of a thermometer lead wire (compensation lead wire) 66 is connected to a connector female 65 a provided on the lower flange 63 b of the connection body 63.
  • the thermocouple 64 can measure the temperature of the solid paste 11, the molten paste 12, or the self-baking electrode 10 with which the lower end 61 of the measuring tube 60 is in contact.
  • the other end of the thermometer lead 66 is connected to the control unit 80 described above via the temperature converter 67, and the temperature measurement value of the thermocouple 64 is input to the control unit 80 in real time and displayed on the display unit
  • the vertical length between the lower end 31 and the upper end 32 of the clamp 30 is 1000 mm
  • the lower limit is the management range R that maintains the upper end 10a of the self-baking electrode 10.
  • the upper limit was set to 200 mm upward from the lower end 31 of 30 and the upper limit was set to 550 mm upward from the lower end 31 of the clamp.
  • the lower end 51 of the protective tube 50 is disposed at a position of 800 mm upward from the upper limit of the management range R (a position of 1350 mm upward from the lower end 31 of the clamp 30).
  • the fixed position P where the lower end 61 of the measurement tube 60 is placed in the initial state before the measurement tube 60 is lowered is set to the upper limit position of the management range R (a position 550 mm above the lower end of the clamp 30).
  • This fixed position P is near the upper end of the layer of molten paste 12.
  • the temperature at the fixed position P is continuously measured by the thermocouple 64 of the measuring tube 60. This is for confirming that the temperature of the home position P is between 110 ° C. at which the solid paste 11 begins to soften and 300 ° C. at which the molten paste 12 begins to fire.
  • the measurement tube 60 at the initial position descends at a constant pressure of 4.0 MPa, and thereby the lower end 61 of the measurement tube 60 moves downward from the fixed position P. .
  • the vertical position of the lower end 61 is measured as the distance from the lower end 31 of the clamp 30, and this is displayed on the display unit 81 by the control unit 80.
  • the operator checks whether or not the position where the lower end 61 of the measuring tube 60 is stopped is within the management range R. When the stop position of the lower end 61 of the measuring tube 60 is within the management range R, it is assumed that this stop position indicates the position of the upper end 10a of the self-baking electrode 10.
  • the stop position of the lower end 61 of the measuring tube 60 is outside the management range R, it is assumed that the upper end 10a of the self-baking electrode 10 is not within the management range R.
  • the stop position is lower than the lower limit of the management range R, the sliding down of the self-baking electrode 10 is suppressed, and when the stop position is higher than the upper limit of the management range R, the self-baking electrode 10 slips.
  • a countermeasure is taken such that the upper end 10a of the self-baking electrode 10 falls within the control range R by performing a lowering operation or the like.
  • the temperature of this stopped position is continuously measured by the thermocouple 64. It is confirmed that this temperature is within the range of 300 ° C. at which the molten paste 12 begins to be fired and 450 ° C. at which the molten paste 12 begins to solidify. If the temperature at the stop position of the lower end 61 of the measurement tube 60 is within the above range, it is assumed that the stop position is the upper end 10a of the self-baking electrode 10 from the viewpoint of temperature, and the detection work of the electrode upper end 10a is performed. The measurement tube 60 is raised by the air cylinder 70, and the lower end 61 of the measurement tube 60 is returned to the home position P.
  • the monitoring is continued by continuous temperature measurement at the home position P. If the temperature at the stop position of the lower end 61 of the measuring tube 60 is outside the range of 300 ° C. to 450 ° C., the stop position may not be the upper end 10a of the self-baking electrode 10, so the detection work for the electrode upper end 10a is repeated. Measures are taken. The detection operation and the temperature measurement operation as described above can be performed simultaneously on the three self-baking electrodes 10 applied to the electric furnace 1 via the control unit 80, and are wired or connected to the control unit 80. Execution by remote control through wireless is also possible. This eliminates the risk of electric shock during work. Further, since the measuring tube 60 can be lowered at a constant pressure by the air cylinder 70, the measurement accuracy of the position of the electrode upper end 10a is also improved.
  • FIG. 6 is a cross-sectional explanatory diagram illustrating an example in which a plurality of the detection devices 40 (40a, 40b) described above are used in the electrode case 20 in which the hollow pipe 4 is not disposed.
  • the upper end surface of the self-fired electrode 10 protrudes on the radially outer side compared to the center side. This is because Joule heat transfer from the clamp 30 to the center portion of the self-fired electrode 10 is slow, and the center portion is difficult to receive radiant heat in the electric furnace 1, so that firing of the center portion is suppressed. It is believed that there is.
  • FIG. 6 is a cross-sectional explanatory diagram illustrating an example in which a plurality of the detection devices 40 (40a, 40b) described above are used in the electrode case 20 in which the hollow pipe 4 is not disposed.
  • the first detection device 40 a including the protective tube 50 a and the measurement tube 60 a is approximately in the middle between the center of the electrode case 20 and the inner peripheral surface of the electrode case 20, as in the example of FIG. 2.
  • the second detection device 40b including the protective tube 50b and the measurement tube 60b is disposed at the center of the electrode case 20 while being disposed.
  • the usage method of the detection devices 40a and 40b is basically the same as the above-described method, and is driven simultaneously by the control unit 80 (not necessarily simultaneously).

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Abstract

　自焼成電極の上端を自動的、正確かつ安全に検出することができる自焼成電極上端検出装置を提供する。自焼成電極上端検出装置（４０）は、電極ケース（２０）内に固定的に配置され、下端が電極通電部（３０）の上端よりも上方に位置付けられる保護管（５０）と、保護管（５０）内を通じて配置される測定管（６０）と、測定管（６０）を、初期位置から、測定管（６０）の下端（６１）が自焼成電極（１０）に突き当たって停止するまで一定の圧力で降下させるためのエアーシリンダー（７０）とを備える。エアーシリンダー（７０）を作動させて、測定管（６０）を停止するまで降下させ、測定管（６０）の下端（６１）の停止位置が管理範囲（Ｒ）内か否かを判定する。

Description

自焼成電極上端検出装置及び自焼成電極上端管理方法
　本発明は、自焼成電極上端検出装置及び自焼成電極上端管理方法に関し、更に詳しくは、電気炉等で使用される自焼成電極の上端の上下方向位置（焼成位置もしくは硬度点とも呼ばれる）を自動的に検出するための装置と、そのような自焼成電極の上端の上下方向位置を所定の管理範囲内に保つための方法に関する。
　カルシウムカーバイド製造用の電気炉には、石灰とコークスの混合物を２０００℃以上に加熱するために自焼成電極が一般に１～３本使用される。自焼成電極は、電気炉上に鉛直に配置された円筒状の電極ケース内に電極原料を供給し、この電極原料が電極ケースの下端付近で電流のジュール熱及び電気炉内からの伝導熱によって自焼成し固化することにより形成される。電極原料は、コークス、無煙炭、黒鉛、導電性カーボン等と、ピッチタール等の結合剤とを混練してなる塊状の固形ペーストである。自焼成電極は、電気炉の天井壁の開口から炉内部に突出させられ、電極ケースの外周面の下端付近に接触する電極通電部から通電される。電気炉の操業より、自焼成電極は下端からアーク熱等により次第に消耗していくため、消耗量に応じて自焼成電極を下方に滑り下げる作業が適宜行われる。自焼成電極の滑り下げ作業を行った場合は、電極ケース内に電極原料（固形ペースト）が上方から補給される。また、電極ケース内には、既に固化した下方の自焼成電極と上方の上記固形ペーストとの間に、固形ペーストが上記ジュール熱及び伝導熱で溶融している溶融ペーストの層が存在し、溶融ペーストが固化して自焼成電極となっていく。そのため、自焼成電極は上方へと成長し、これに伴い自焼成電極の上端（上端面）も上方に移動する。また、自焼成電極の滑り下げ作業に伴い、自焼成電極の上端も下方に移動する。
　上述したように成長に伴い上方に移動し、滑り下げに伴い下方に移動する自焼成電極の上端の上下方向位置は、電極ケースの下端位置や電極通電部の上下端位置に基づいて設定される一定の管理範囲内に保つ必要がある。これは、自焼成電極の上端の上下方向位置が管理範囲より下になると、自焼成電極が電極ケースから抜け落ちて、固形ペースト等が電気炉内に流出したり、電極通電部から電極ケースに大電流が流れ、電極ケースが溶損する等の電極事故が生じ得る。このような電極事故の復旧には２～３ヶ月を要する。他方、自焼成電極の上端の上下方向位置が管理範囲より上になると、自焼成電極が過焼成して膨張し、電極ケースが変形して自焼成電極の滑り下げができなくなるおそれがある。そのため、従来は、人力作業により丸太等を固形ペーストを介して自焼成電極に対し上方から突き当てて、自焼成電極の上端の上下方向位置を測定していた。しかしながら、人力作業では、丸太等を固形ぺースト中に押し下げる圧力がばらつき、自焼成電極の上端の測定精度が悪かった。また、電気炉の操業中に測定作業を行うため、感電等の保安リスクが大きかった。特願平９－２６３６７８号公報や特願平１０－３３１０６３号公報には、自焼成電極の下端の位置を測定する装置等が開示されているが、上述したように自焼成電極の上端の位置を管理することも重要である。
特願平９－２６３６７８号公報 特願平１０－３３１０６３号公報
　本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、自焼成電極の上端を自動的、正確かつ安全に検出して管理することができる自焼成電極上端検出装置及び自焼成電極上端管理方法を提供することにある。
　上記のような課題を解決するため、本発明によれば、鉛直に配置された筒状の電極ケース内に上方から供給された電極原料が焼成して形成される自焼成電極にして、電極ケースの外周面の下端付近に接触する電極通電部から通電される自焼成電極の上端の位置を検出するための自焼成電極上端検出装置であって、前記電極ケース内に固定的に配置され、下端が前記電極通電部の上端よりも上方に位置付けられる保護管と、前記保護管内を通じて配置される測定管と、前記測定管を、初期位置から、測定管の下端が自焼成電極に突き当たって停止するまで一定の圧力で降下させるための測定管駆動手段とを備える自焼成電極上端検出装置が提供される。
　本発明では、測定管駆動手段により、測定管を初期位置から一定の圧力で降下させ、測定管の下端が自焼成電極に突き当たって停止した位置から自焼成電極の上端もしくは上端面を把握する。自焼成電極の上端の位置は、測定管の降下量等から算出され得る。測定管駆動手段としては、一定圧で測定管を降下可能な装置、機構等であればよく、具体的には、エアーシリンダー、油圧シリンダー等のアクチュエータ－、揚重機、電動機等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。アクチュエータ－や揚重機を使用する場合、自焼成電極の上端の位置は、エンコーダーによる測定管の降下量の測定を介して、もしくはレベル計により直接測定することができる。電動機を使用する場合、測定管の降下が停止する位置を電力値や電流値の変化から検出することにより、自焼成電極の上端の位置を測定することができる。保護管は、電極ケース内への電極原料の投入時の衝撃から測定管を保護したり、測定管を上下に案内する役割を果たす。保護管は電極ケース内に固定的に配置されるが、必要に応じて位置は変更され得る。
　本発明では、前記初期位置において、前記測定管の下端は、前記電極通電部の上端以下でかつ電極通電部の上端と下端間の中間点以上に設定される定位置に位置付けられ得る。定位置は、測定管の下端を初期状態においてセットする位置である。自焼成電極の上端の検出のために降下された測定管は、測定管駆動手段により上昇され、測定管の下端は定位置に戻される。
　測定管を初期位置から降下させる一定の圧力は、測定管が電極原料の固形ペースト及び溶融ペースト中を降下可能である一方、自焼成電極に突き当たって停止する圧力であり、この圧力を一定にすることにより、自焼成電極の上端の測定精度を高めることができる。本発明において、前記一定の圧力は２．０ＭＰａ～６．０ＭＰａであり、約４．０ＭＰａ程度が特に好ましいと考えられる。
　本発明の一実施形態において、前記測定管は、その下端の位置の温度を測定するための温度センサーを含む。温度センサーとしては、熱電対等を好ましく挙げることができるが、これに限定されるものではない。測定管の温度センサーにより、測定管の下端が自焼成電極に突き当たって停止した自焼成電極の上端の温度を測定することができ、また、定位置の温度を測定することができる。
　本発明の一実施形態において、前記測定管の初期位置からの降下量を検出する手段を備える。この手段としては、例えばエンコーダー等の位置検出センサーを挙げることができるが、これに限定されるものではない。測定管の初期位置からの降下量は、事前に把握した電極通電部の下端の位置や定位置に基づいて測定管の下端の位置に変換され得る。
　本発明の一実施形態において、前記保護管は、保護管を通じてガスの上方への通過を防ぐためのガスシールを有する。ガスシールは、電気炉内で副生したガス、例えばＣＯ、Ｈ2等の有毒ガスや可燃ガスが保護管を通って逆流し、保護管の上端から外部に流出することを防ぐためのキャップ等である。
　別の本発明によれば、鉛直に配置された筒状の電極ケース内に上方から供給された電極原料が焼成して形成される自焼成電極にして、電極ケースの外周面の下端付近に接触する電極通電部から通電される自焼成電極の上端の位置を管理するための自焼成電極上端管理方法であって、下限が前記電極通電部の下端以上で上限が前記電極通電部の上端以下の管理範囲を設定し、一本又は複数本の測定管を初期位置に位置付け、前記測定管を、前記初期位置から、測定管の下端が自焼成電極に突き当たって停止するまで一定の圧力で降下させ、前記測定管の下端の停止位置が前記管理範囲内か否かを判定する自焼成電極上端管理方法が提供される。
　本発明では、測定管を初期位置から一定の圧力で降下させ、測定管の下端が自焼成電極に突き当たって停止した位置から自焼成電極の上端を把握し、自焼成電極の上端が所定の管理範囲内か否かを判定する。管理範囲は、下限が電極通電部の下端以上で上限が電極通電部の上端以下に設定される。自焼成電極の上端が管理範囲の下限より下にあると、自焼成電極の抜け落ち、固形ペースト等の流下、電極ケースの溶損等が生じるおそれがあるため、自焼成電極の滑り下げを抑制したり、電気炉の負荷を下げて自焼成電極の消耗を抑制しつつ、自焼成電極の成長を促して、自焼成電極の上端が管理範囲内に入るようにする。自焼成電極の上端が管理範囲の上限より上にあると、自焼成電極の過焼成による膨張、電極ケースの変形等が生じるおそれがあるため、自焼成電極の滑り下げ作業を行い（自焼成電極が長すぎて直ちに滑り下げができない場合は自焼成電極の消耗を促進した後に滑り下げを行う）、自焼成電極の上端が管理範囲内に入るようにする。また、測定管を複数本使用することにより、電極焼成のムラをより正確に検出することができ、管理精度を高めることができる。
　本発明では、前記初期位置において、前記測定管の下端を、前記電極通電部の上端以下でかつ電極通電部の上端と下端間の中間点以上に設定される定位置に位置付けることができる。定位置は、測定管の下端を初期状態においてセットする位置である。また、前記一定の圧力の好ましい範囲は２．０ＭＰａ～６．０ＭＰａであり、約４．０ＭＰａ程度が特に好ましいと考えられる。
　本発明の一実施形態において、前記測定管が自焼成電極に突き当たって停止した測定管の下端の位置の温度を測定する。この温度を測定することにより、測定管の下端の停止位置が真に自焼成電極の上端であるか否かを確認することができる。自焼成電極の上端の温度は、通常、溶融ペーストが焼成し始める温度（例えば３００℃）と溶融ペーストが固化し始める温度（例えば４５０℃）の間にある。そのため、測定管が自焼成電極に突き当たって停止した測定管の下端の位置の温度が上記温度範囲にない場合は、停止した測定管の下端の位置が自焼成電極の上端に一致していないと考えられるため、測定管による測定作業を再度行う等の対策がとられる。
　本発明の一実施形態において、前記定位置の温度を測定する。これは、例えば、測定管が初期位置にあって測定管の下端が定位置にある時に連続的に行うことができる。定位置の温度は、通常、固形ペーストが軟化し始める温度（例えば１１０℃）と溶融ペーストが焼成し始める温度（例えば３００℃）との間にある。そのため、定位置の温度が上記温度範囲にない場合、自焼成電極が正常に固化できていない可能性がある為、自焼成電極上端測定を行い、電極が正常にできているか確認を行う。自焼成電極が管理範囲から外れ、固化不足が発生しているようであれば、電極の滑り下げを抑制させたり、電気炉の負荷を下げる等、対応を行い、自焼成電極の上端位置を管理幅内に調整する。
　本発明によれば、測定管駆動手段により、測定管を定位置から一定の圧力で降下させ、測定管の下端が自焼成電極に突き当たって停止した位置から自焼成電極の上端を把握することができるため、自焼成電極の上端を自動的、正確かつ安全に検出して管理することができる。
図１は、カルシウムカーバイド製造用の電気炉に対して自焼成電極が適用されている状態を概略的に示す断面説明図であり、本発明の一実施形態に係る自焼成電極上端検出装置の一部が電極ケース内に示される。 図２は、電極ケースの下端部付近を拡大して概略的に示す断面説明図である。 図３は、自焼成電極上端検出装置の構成説明図である。 図４は、自焼成電極検出装置の制御構成図である。 図５は、測定管の内部構造を概略的に示す説明図である。 図６は、中空パイプが配置されない電極ケース内で複数本の測定管を使用する例を示す断面説明図である。
　以下、本発明の好適な実施形態を図面を参照しつつ説明するが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。図１は、カルシウムカーバイド製造用の電気炉１に対して自焼成電極１０が適用されている状態を概略的に示す断面説明図である。電気炉１は、水平断面が円形状の炉である。電気炉１の天井壁２には、自焼成電極１０を電気炉１の内部に突出させるための円形の開口３が設けられると共に、天井壁２上の開口３に対応する位置に、自焼成電極１０を形成するための圧延鋼材からなる円筒状の電極ケース２０が、その軸線が上下方向に沿うように配置される。本実施形態において、電極ケース２０は、内径が１．５ｍ、全長が約１４．５ｍである。電極ケース２０は、その上端側部分において、エアーが加えられた環状の上部メンブレン２３ａ及び下部メンブレン２３ｂにより締め付けられて支持される。なお、電気炉１には３本の電極ケース２０及び自焼成電極１０が周方向１２０度間隔で適用されるが、図１ではそのうちの１本のみが示される。電極ケース２０内の中央には中空パイプ４が配置され、電気炉１内の原料の一部である粉原料が中空パイプ４を通じて電気炉１内に導入される。電極ケース２０内には、その上端開口部２１から電極原料である、コークス、無煙炭、黒鉛、導電性カーボン等と、ピッチタール等の結合剤とを混練してなる塊状の固形ペースト１１が導入される。固形ペースト１１は、電極ケース２０の下端付近で電流のジュール熱及び電気炉１内からの伝導熱によって自焼成し、これにより自焼成電極１０が形成される。自焼成電極１０は、電極ケース２０の内周面に多数設けられたリブ等（図示せず）により電極ケース２０から抜け落ちないように保持される。電極ケース２０の外周面の下端付近には、銅製で環状の電極通電部としてのクランプ３０が接触する。クランプ３０は、外側のプレッシャーリング３３によって固定される。クランプ３０は、銅、銅の合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属から形成され得る。自焼成電極１０と、固形ペースト１１との間には、固形ペースト１１が上記ジュール熱及び伝道熱で溶融した状態の溶融ペースト１２の層が存在し、この溶融ペースト１２が固化して自焼成電極１０となっていく。そのため、自焼成電極１０は次第に上方へと成長し、これに伴い自焼成電極１０の上端１０ａも（自焼成電極１０の上下方向位置が一定の場合）上昇する。その一方、電気炉１の操業より、自焼成電極１０はアーク熱等により下端から次第に消耗していく。そのため、消耗量に応じて自焼成電極１０を下方に滑り下げる作業が適宜必要となる。自焼成電極１０の滑り下げ作業は、一例として、１回の降下量が８ｍｍで１日当たり約４０回行われる。この滑り下げ作業により、自焼成電極１０の下端が降下すると共に自焼成電極１０の上端１０ａも低下する。本発明は、自焼成電極１０の上端１０ａの上下方向位置を検出して後述する所定の管理範囲内に保つことが目的の一つである。
　図２は、電極ケース２０の下端部付近を拡大して概略的に示す断面説明図である。自焼成電極１０は、電極ケース２０の外周面の下端付近に接触するクランプ３０から通電される。そのため、自焼成電極１０の上端（以下「電極上端」ともいう）１０ａがクランプ３０の下端３１より下方に位置すると、クランプ３０から電極ケース２０に大電流が流れ、電極ケース２０が溶損したり、自焼成電極１０が電極ケース２０から抜け落ちて、固形ペースト１１等が電気炉１内に流出するおそれがある。他方、電極上端１０ａがクランプ３０の上端３２より上方に位置すると、自焼成電極１０が過焼成して膨張し、電極ケース２０が変形して自焼成電極１０の滑り下げができなくなるおそれがある。そのため、クランプ３０の下端３１と上端３２の間を最大の管理範囲として、電極上端１０ａを管理範囲内に保つ必要がある。更に、安全性等をより高めるため、クランプ３０の下端３１と上端３２間のより狭い範囲を管理範囲として、この管理範囲内に電極上端１０ａを保つことが望ましい。図１及び２における参照番号４０は、電極上端１０ａの上下方向位置を把握するための、本発明の一実施形態に係る自焼成電極上端検出装置（以下単に「検出装置」ともいう）を示す。
　検出装置４０は、電極ケース２０内に固定的に鉛直に配置される円筒状の保護管５０と、保護管５０内を通じて配置され、保護管５０よりも長い測定管６０と、測定管６０を一定の圧力で降下させるための測定管駆動手段としてのエアシリンダー７０（図３参照）とを備える。保護管５０は、内径が４７．８ｍｍで長さが約１２．９ｍの鋼製の管であり、その下端５１は、上記管理範囲の上限よりも上方、図２の例ではクランプ３０の上端３２よりも若干上方に位置付けられる。保護管５０の上端５２は、電極ケース２０の上端開口部２１よりも上方にある。測定管６０は、内径が２３ｍｍで長さが約１４ｍの鋼製の管であり、その下端部及び上端部が保護管６０の下端５１及び上端５２から外部に露出するように配置される。測定管６０の下端６１は、初期状態において、一例として上記管理範囲の上限位置に設定される「定位置」に位置付けられる。測定管６０の上端６２は、後述するようにエアーシリンダー７０に連結される。なお、保護管５０及び測定管６０は、電極ケース２０内の水平方向において、電極ケース２０の中心と電極ケース２０の内周面（半径方向外側端）との間のほぼ中間に配置される。これは、自焼成電極１０の上端面が半径方向外側に比べ中心に配置された中空パイプ４側で隆起する等、平坦ではなく、該上端面の平均に近い上下方向位置を検出するためである。
　図３は、検出装置４０の構成説明図である。検出装置４０は、上述したエアーシリンダー７０を含む。本実施形態において、エアーシリンダー７０は、シリンダー圧が０．３ＭＰａで、シリンダー径が１００ｍｍである。エアーシリンダー７０は、上下動可能なシリンダーロッド７１を有し、シリンダーロッド７１の下端部が連結体６３の上方フランジ６３ａにピン止めにより連結される。連結体６３の下方フランジ６３ｂには、測定管６０の上端部が連結される。エアーシリンダー７０は、図示しないエアー供給部からエアーが内部に供給されることにより、シリンダーロッド７１が降下し、これにより、連結体６３を介して測定管６０が一定圧（４．０ＭＰａ）で降下する。また、エアーシリンダー７０からエアーを抜くことにより、シリンダーロッド７１が上昇し、これに伴い測定管６０も上昇する。エアーシリンダー７０には、シリンダーロッド７１の降下量すなわち測定管６０の降下量を検出するための手段としてのエンコーダー７２が付加されている。図４は、検出装置４０の制御構成図である。検出装置４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェース（Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器、増幅器等を含む）等を含む制御部８０を備える。エアーシリンダー７０に対するエアー供給／エアー抜きの開始等は、制御部８０によりシリンダー駆動回路７３を介して制御される。制御部８０には、クランプ３０の下端３１の位置、管理範囲の上限及び下限の位置、定位置等が事前に入力されると共に、電極上端１０ａの検出時にエンコーダー７２からパルス変換器７４を介してシリンダーロッド７１の降下量が入力される。制御部８０は、上記事前入力値に基づいて、シリンダーロッド７１の降下量を、クランプ３０の下端３１から測定管６０の下端６１までの距離に変換して表示部８１に表示部駆動回路８２を介して表示する。制御部８０には、後述する熱電対６４からの温度測定値も温度変換器６７を介して入力され、これも表示部８１に表示される。
　図３を参照して、保護管５０は、その上方側部に一端部が連結される保護管支持部４１によって支持され、保護管支持部４１の他端部は、主フレーム４２に連結する。エアーシリンダー７０は、シリンダー支持台４４を含むシリンダー支持部４３によって支持され、シリンダー支持部４３も主フレーム４２に連結する。主フレーム４２に対する保護管支持部４１の連結位置を調整することにより、保護管５０の上下位置等を変更することができる。また、シリンダー支持部４３におけるシリンダー支持台４４の高さを調整することにより、エアーシリンダー７０の上下位置等を変更することができる。保護管５０は、下端が開放しており、そのため、電気炉１内で副生したガス、例えばＣＯ、Ｈ2等の有毒ガスや可燃ガスが保護管５０を通って逆流し、保護管５０の上端５２から外部に流出するおそれがある。これを防ぐため、保護管５０の上端部には、キャップ等によるガスシール５３が設けられる。
　図５は、測定管６０の内部構造を概略的に示す説明図である。測定管６０の内部には、温度センサーとしてのシース熱電対（以下単に「熱電対」という）６４が配置される。熱電対６４は、連結体６３の下方フランジ６３ｂに設けられたコネクターメス６５ａに対し、温度計リード線（補償導線）６６のコネクターオス６５ｂが連結される。熱電対６４は、測定管６０の下端６１が接する固形ペースト１１、溶融ペースト１２又は自焼成電極１０の温度を測定することができる。温度計リード線６６の他端は温度変換器６７を介して上述した制御部８０に接続し、熱電対６４の温度測定値が制御部８０にリアルタイムで入力され、表示部８１で表示される。
　次に、自焼成電極上端検出装置４０の使用方法として、本発明に係る自焼成電極上端管理方法の一実施形態を説明する。図２を参照して、本実施形態において、クランプ３０の下端３１と上端３２との間の上下方向長さは１０００ｍｍであり、自焼成電極１０の上端１０ａを保つ管理範囲Ｒを、下限がクランプ３０の下端３１から上方に２００ｍｍで、上限がクランプの下端３１から上方に５５０ｍｍに設定した。電極ケース２０内において、保護管５０の下端５１を、管理範囲Ｒの上限から上方に８００ｍｍの位置（クランプ３０の下端３１から上方に１３５０ｍｍの位置）に配置した。更に、測定管６０を降下させる前の初期状態において測定管６０の下端６１を置く定位置Ｐを、管理範囲Ｒの上限の位置（クランプ３０の下端から上方に５５０ｍｍの位置）に設定した。この定位置Ｐは溶融ペースト１２の層の上端付近である。初期状態において、測定管６０の熱電対６４により、定位置Ｐの温度が連続的に測定される。これは、定位置Ｐの温度が、固形ペースト１１が軟化し始める１１０℃と溶融ペースト１２が焼成し始める３００℃との間にあることを確認するためである。
　オペレーターが制御部８０を介してエアーシリンダー７０を作動させると、初期位置の測定管６０は一定圧４．０ＭＰａで降下し、これにより、測定管６０の下端６１は定位置Ｐから下方に移動する。そして、測定管６０の下端６１が停止したら、その下端６１の上下方向位置をクランプ３０の下端３１からの距離として測定し、これを制御部８０が表示部８１に表示する。オペレーターは、測定管６０の下端６１が停止した位置が管理範囲Ｒ内にあるか否かを確認する。測定管６０の下端６１の停止位置が管理範囲Ｒ内の場合、この停止位置が自焼成電極１０の上端１０ａの位置を示している推認される。測定管６０の下端６１の停止位置が管理範囲Ｒ外の場合は、自焼成電極１０の上端１０ａが管理範囲Ｒ内にないと推認される。この際、停止位置が管理範囲Ｒの下限より下の場合は、自焼成電極１０の滑り下げを抑制する等し、停止位置が管理範囲Ｒの上限より上の場合は、自焼成電極１０の滑り下げ作業を行う等して、自焼成電極１０の上端１０ａが管理範囲Ｒ内に入るような対策がとられる。
　測定管６０の下端６１が停止した位置が管理範囲Ｒ内にあることを確認したら、引き続き、この停止位置の温度を熱電対６４で測定する。この温度が溶融ペースト１２が焼成し始める３００℃と溶融ペースト１２が固化し始める４５０℃との範囲内であることを確認する。測定管６０の下端６１の停止位置の温度が上記範囲内にあれば、停止位置が自焼成電極１０の上端１０ａであることが温度の観点からも裏付けられたものとして、電極上端１０ａの検出作業は終了し、エアーシリンダー７０により測定管６０は上昇され、測定管６０の下端６１は定位置Ｐに戻される。ここでまた定位置Ｐの連続的温度測定により監視は続けられる。測定管６０の下端６１の停止位置の温度が３００℃～４５０℃の範囲外の場合、停止位置が自焼成電極１０の上端１０ａではない可能性があるため、電極上端１０ａの検出作業をやり直す等の対策がとられる。以上のような検出作業及び温度測定作業は、電気炉１に適用される３本の自焼成電極１０に対して制御部８０を介して同時に実行可能であり、また、制御部８０に対し有線又は無線を通じて遠隔操作による実行も可能となる。そのため、作業時の感電リスクが解消される。また、エアーシリンダー７０により一定圧で測定管６０を降下できるため、電極上端１０ａの位置の測定精度も向上する。
　図６は、中空パイプ４が配置されない電極ケース２０内において、上述した検出装置４０（４０ａ、４０ｂ）を複数使用する例を示す断面説明図である。中空パイプ４が無い場合、自焼成電極１０の上端面は、中心側に比べ半径方向外側で隆起する。これは、自焼成電極１０の中心部へのクランプ３０からのジュール熱の伝達が遅く、かつ該中心部が電気炉１内の輻射熱を受け難いため、該中心部の焼成が抑制されるためであると考えられる。図６の例では、保護管５０ａ及び測定管６０ａを備える第１の検出装置４０ａが、図２の例と同様に電極ケース２０の中心と電極ケース２０の内周面との間のほぼ中間に配置されると共に、保護管５０ｂ及び測定管６０ｂを備える第２の検出装置４０ｂが電極ケース２０の中心部に配置される。検出装置４０ａ、４０ｂの使用方法は上述した方法と基本的には同じであり、制御部８０により同時に駆動される（必ずしも同時でなくてもよい）。複数の測定管６０ａ、６０ｂを使用することにより、電極焼成のムラをより正確に検出することができ、電極上端１０ａの管理精度を高めることができる。そのため、例えば、自焼成電極１０の上端１０ａの位置を検出する際、上述した定位置Ｐや測定管６０の下端６１の停止位置での温度測定作業を省くことができる。なお、図６では、二機の検出装置４０ａ、４０ｂを示したが、三機以上を使用することができる。
　１　電気炉
　１０　自焼成電極
　１０ａ　自焼成電極の上端
　１１　固形ペースト
　１２　溶融ペースト
　２０　電極ケース
　３０　クランプ（電極通電部）
　４０、４０ａ、４０ｂ　自焼成電極上端検出装置
　５０、５０ａ、５０ｂ　保護管
　６０、６０ａ、６０ｂ　測定管
　６１　測定管の下端
　６４　シース熱電対
　７０　エアーシリンダー
　７２　エンコーダー
　８０　制御部
　Ｐ　定位置
　Ｒ　管理範囲

Claims (12)

  1. 　鉛直に配置された筒状の電極ケース内に上方から供給された電極原料が焼成して形成される自焼成電極にして、電極ケースの外周面の下端付近に接触する電極通電部から通電される自焼成電極の上端の位置を検出するための自焼成電極上端検出装置であって、
    　前記電極ケース内に固定的に配置され、下端が前記電極通電部の上端よりも上方に位置付けられる保護管と、
    　前記保護管内を通じて配置される測定管と、
    　前記測定管を、初期位置から、測定管の下端が自焼成電極に突き当たって停止するまで一定の圧力で降下させるための測定管駆動手段とを備える自焼成電極上端検出装置。
  2. 　前記初期位置において、前記測定管の下端は、前記電極通電部の上端以下でかつ電極通電部の上端と下端間の中間点以上に設定される定位置に位置付けられる請求項１に記載の自焼成電極上端検出装置。
  3. 　前記一定の圧力は２．０ＭＰａ～６．０ＭＰａである請求項１又は２に記載の自焼成電極上端検出装置。
  4. 　前記測定管は、その下端の位置の温度を測定するための温度センサーを含む請求項１～３のいずれか１項に記載の自焼成電極上端検出装置。
  5. 　前記測定管の初期位置からの降下量を検出する手段を備える請求項１～４のいずれか１項に記載の自焼成電極上端検出装置。
  6. 　前記保護管は、保護管を通じてのガスの上方への通過を防ぐためのガスシールを有する請求項１～５のいずれか１項に記載の自焼成電極上端検出装置。
  7. 　前記測定管駆動手段はエアシリンダーを含む請求項１～６のいずれか１項に記載の自焼成電極上端検出装置。
  8. 　鉛直に配置された筒状の電極ケース内に上方から供給された電極原料が焼成して形成される自焼成電極にして、電極ケースの外周面の下端付近に接触する電極通電部から通電される自焼成電極の上端の位置を管理するための自焼成電極上端管理方法であって、
    　下限が前記電極通電部の下端以上で上限が前記電極通電部の上端以下の管理範囲を設定し、
    　一本又は複数本の測定管を初期位置に位置付け、
    　前記測定管を、前記初期位置から、測定管の下端が自焼成電極に突き当たって停止するまで一定の圧力で降下させ、
    　前記測定管の下端の停止位置が前記管理範囲内か否かを判定する自焼成電極上端管理方法。
  9. 　前記初期位置において、前記測定管の下端を、前記電極通電部の上端以下でかつ電極通電部の上端と下端間の中間点以上に設定される定位置に位置付ける請求項８に記載の自焼成電極上端管理方法。
  10. 　前記一定の圧力は２．０ＭＰａ～６．０ＭＰａである請求項８又は９に記載の自焼成電極上端管理方法。
  11. 　前記測定管が自焼成電極に突き当たって停止した測定管の下端の位置の温度を測定する請求項８～１０のいずれか１項に記載の自焼成電極上端管理方法。
  12. 　前記定位置の温度を測定する請求項９に記載の自焼成電極上端管理方法。
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