JPH09184686A - 炭素電極ボディの縦方向黒鉛化（ｌｗｇ）装置 - Google Patents
炭素電極ボディの縦方向黒鉛化（ｌｗｇ）装置Info
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- JPH09184686A JPH09184686A JP8309763A JP30976396A JPH09184686A JP H09184686 A JPH09184686 A JP H09184686A JP 8309763 A JP8309763 A JP 8309763A JP 30976396 A JP30976396 A JP 30976396A JP H09184686 A JPH09184686 A JP H09184686A
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Classifications
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- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
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- F27D99/0006—Electric heating elements or system
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- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/52—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbon, e.g. graphite
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 炭素ボディの縦方向黒鉛化（ＬＷＧ）用炉装
置および黒鉛化法の提供。 【解決手段】 炭素電極ボディおよびそれを取り巻く熱
絶縁充填材を収容するための、固定リブ支持体上に据え
付けられたＵ字形金属炉部分を利用する。装置および方
法は黒鉛化電極ボディの冷却を促進するためのＵ字形金
属炉部分の平行列の間に縦煙道が設けられ、かつ他の１
つの実施態様では水滴が金属炉部分上にさらにスプレー
される。
置および黒鉛化法の提供。 【解決手段】 炭素電極ボディおよびそれを取り巻く熱
絶縁充填材を収容するための、固定リブ支持体上に据え
付けられたＵ字形金属炉部分を利用する。装置および方
法は黒鉛化電極ボディの冷却を促進するためのＵ字形金
属炉部分の平行列の間に縦煙道が設けられ、かつ他の１
つの実施態様では水滴が金属炉部分上にさらにスプレー
される。
Description
【０００１】発明の背景 公知ＬＷＧ法では、典型的には円筒形の、炭素電極ボデ
ィの両端を突き合わせて導電性カラムを形成させ、炉内
で、このカラムを熱絶縁性充填媒体、例えば炭素小粒、
上に支持すると同時にこの媒体でカバーする。この炉に
より、カラムの各端に電気接点が設けられる。例えば整
流器からの電流は複数炭素ボディからなるカラムを通じ
て流れ、ジュール効果により黒鉛化温度、例えば２５０
０℃〜３５００℃、まで炭素ボディが加熱される。黒鉛
化以前の炭素電極ボディは、非晶質炭素、例えばコーク
スおよびバインダーから成形し、かつ予め公知方法によ
り７００℃〜１０００℃で焼成しておく。次の黒鉛化の
過程では、５０，０００Ａ〜１５０，０００Ａ範囲の極
めて大きな典型的な直流電流（ＤＣ）を用いて３５００
℃までの高温で上記非晶質炭素電極ボディを黒鉛化す
る。このＬＷＧ法では、時には２つの炉を並立配置し、
一方の炉中の電極カラムを通じて黒鉛化電流を流し、次
いでクロスオーバーさせて他方の炉中のカラムを通じて
戻す。米国特許第１，０２９，１２１号明細書の主題は
上記ＬＷＧ法を実施するための装置に関する。このＬＷ
Ｇ法を実施するための可動装置は、例えば米国特許第
４，０１５，０６８号、同第４，３９４，７６６号およ
び同第４，９１６，７１４号各明細書、に開示がある。
シリコンカーバイト製造用の同様の装置が米国再発行特
許Ｒｅ２７，０１８号明細書に開示されている。このＬ
ＷＧ法の共通方法では、炭素電極を黒鉛化温度（２５０
０℃〜３５００℃）に加熱する時間は典型的には８−１
８時間であり、その後電流を止めて黒鉛化電極および充
填材の安全取り扱い温度までの冷却を続行する。黒鉛化
期間中に熱絶縁体として有益に機能する上記炉充填物質
は、黒鉛の酸化が実質的に避けられる温度、例えば９０
０℃〜１１００℃、で黒鉛化電極ボディが急冷するのを
抑制し、かつまた充填材を通じての黒鉛電極からの熱気
の通過を妨げる。その結果、長い冷却期間が必要とな
り、この期間中、炉の操業は事実上休止される。
ィの両端を突き合わせて導電性カラムを形成させ、炉内
で、このカラムを熱絶縁性充填媒体、例えば炭素小粒、
上に支持すると同時にこの媒体でカバーする。この炉に
より、カラムの各端に電気接点が設けられる。例えば整
流器からの電流は複数炭素ボディからなるカラムを通じ
て流れ、ジュール効果により黒鉛化温度、例えば２５０
０℃〜３５００℃、まで炭素ボディが加熱される。黒鉛
化以前の炭素電極ボディは、非晶質炭素、例えばコーク
スおよびバインダーから成形し、かつ予め公知方法によ
り７００℃〜１０００℃で焼成しておく。次の黒鉛化の
過程では、５０，０００Ａ〜１５０，０００Ａ範囲の極
めて大きな典型的な直流電流（ＤＣ）を用いて３５００
℃までの高温で上記非晶質炭素電極ボディを黒鉛化す
る。このＬＷＧ法では、時には２つの炉を並立配置し、
一方の炉中の電極カラムを通じて黒鉛化電流を流し、次
いでクロスオーバーさせて他方の炉中のカラムを通じて
戻す。米国特許第１，０２９，１２１号明細書の主題は
上記ＬＷＧ法を実施するための装置に関する。このＬＷ
Ｇ法を実施するための可動装置は、例えば米国特許第
４，０１５，０６８号、同第４，３９４，７６６号およ
び同第４，９１６，７１４号各明細書、に開示がある。
シリコンカーバイト製造用の同様の装置が米国再発行特
許Ｒｅ２７，０１８号明細書に開示されている。このＬ
ＷＧ法の共通方法では、炭素電極を黒鉛化温度（２５０
０℃〜３５００℃）に加熱する時間は典型的には８−１
８時間であり、その後電流を止めて黒鉛化電極および充
填材の安全取り扱い温度までの冷却を続行する。黒鉛化
期間中に熱絶縁体として有益に機能する上記炉充填物質
は、黒鉛の酸化が実質的に避けられる温度、例えば９０
０℃〜１１００℃、で黒鉛化電極ボディが急冷するのを
抑制し、かつまた充填材を通じての黒鉛電極からの熱気
の通過を妨げる。その結果、長い冷却期間が必要とな
り、この期間中、炉の操業は事実上休止される。
【０００５】発明の要約 ２５００℃〜３５００℃から、電極を掘り出してＬＷＧ
炉から安全に取り出せる温度、例えば９００℃〜１１０
０℃、で黒鉛化電極を冷却するのに必要な時間を低減さ
せるための本発明は、電気絶縁された１群のＵ字形連続
金属部分から形成された炉からなり、これらの連続金属
部分は両側を突き合わせて緊密に隣接し、かつ間隔をお
いた列として配列し、この列は非導電性固定プラットホ
ーム、例えばコンクリート、上に間隔をおいて固定され
た非導電性リブにより支持されている。この金属部分は
スチール、例えばプレーン炭素鋼、であるのが適当であ
る。高合金鋼、例えばステンレス鋼、も適する。粒子状
熱絶縁媒体により取り囲まれてカラム中に配列された炭
素電極ボディは上記金属炉部分内に支持され、かつ慣用
の方法でパワーヘッドとの電気接触が保たれる結果、炭
素電極ボディを通じて黒鉛化電流が流れ、ジュール効果
により炭素ボディが黒鉛化温度に加熱される。金属炉部
分は固定ベースプラットホーム上方でプラットホームか
ら間隔をおいているので、金属炉部分の下方には空気が
流通できる。金属炉部分の相対向する両側面はリブ支持
体の中間部と共に、並立して緊密に隣接する金属炉部分
の各対間に縦煙道を区画し、この煙道を通じて金属炉部
分下方から上向きに周辺空気が加速されながら通過す
る。空気の加速は放射による空気の加熱および金属炉部
分との接触による加熱、ならびに煙道のベンチュリー形
に起因する。煙道形成側部と金属炉部分底部とは周辺空
気の流れにより冷却されて、これにより炉中の充填材か
らの熱、および黒鉛化電極ボディから熱絶縁充填材を通
じて金属炉部分への熱前線が持ち去られる。複数の分離
した縦煙道を設けることにより、冷却空気の横流れが最
少になり、かつ冷却空気が各煙道に均一に上昇する結
果、炉の長さ方向に沿った均一な冷却ができる。その結
果、黒鉛化電極ボディが一層急速に安全温度（例えば９
００℃〜１１００℃）に達し、その温度で電極を充填剤
および炉から取り除くことができる。
炉から安全に取り出せる温度、例えば９００℃〜１１０
０℃、で黒鉛化電極を冷却するのに必要な時間を低減さ
せるための本発明は、電気絶縁された１群のＵ字形連続
金属部分から形成された炉からなり、これらの連続金属
部分は両側を突き合わせて緊密に隣接し、かつ間隔をお
いた列として配列し、この列は非導電性固定プラットホ
ーム、例えばコンクリート、上に間隔をおいて固定され
た非導電性リブにより支持されている。この金属部分は
スチール、例えばプレーン炭素鋼、であるのが適当であ
る。高合金鋼、例えばステンレス鋼、も適する。粒子状
熱絶縁媒体により取り囲まれてカラム中に配列された炭
素電極ボディは上記金属炉部分内に支持され、かつ慣用
の方法でパワーヘッドとの電気接触が保たれる結果、炭
素電極ボディを通じて黒鉛化電流が流れ、ジュール効果
により炭素ボディが黒鉛化温度に加熱される。金属炉部
分は固定ベースプラットホーム上方でプラットホームか
ら間隔をおいているので、金属炉部分の下方には空気が
流通できる。金属炉部分の相対向する両側面はリブ支持
体の中間部と共に、並立して緊密に隣接する金属炉部分
の各対間に縦煙道を区画し、この煙道を通じて金属炉部
分下方から上向きに周辺空気が加速されながら通過す
る。空気の加速は放射による空気の加熱および金属炉部
分との接触による加熱、ならびに煙道のベンチュリー形
に起因する。煙道形成側部と金属炉部分底部とは周辺空
気の流れにより冷却されて、これにより炉中の充填材か
らの熱、および黒鉛化電極ボディから熱絶縁充填材を通
じて金属炉部分への熱前線が持ち去られる。複数の分離
した縦煙道を設けることにより、冷却空気の横流れが最
少になり、かつ冷却空気が各煙道に均一に上昇する結
果、炉の長さ方向に沿った均一な冷却ができる。その結
果、黒鉛化電極ボディが一層急速に安全温度（例えば９
００℃〜１１００℃）に達し、その温度で電極を充填剤
および炉から取り除くことができる。
【０００３】追加的熱除去、および安全な電極の取り除
き温度へのより迅速な接近は、金属炉部分の内面に接触
する充填材に相対向する金属炉部分の側部外面を水滴で
ノズルスプレーすることにより達成できる。水滴の量は
スプレーする側面およびまた金属炉部分付近の底部面に
水被覆層が形成され得る量である。この水スプレーによ
り、金属炉部分上に水層が維持されて金属炉部分の温度
が１００℃未満、例えば４０〜５０℃、に保持される
と、リブ支持体上にスライド可能なように置かれた金属
炉部分の熱膨張が最小限に抑制されることも追加され、
かつ重要なことである。
き温度へのより迅速な接近は、金属炉部分の内面に接触
する充填材に相対向する金属炉部分の側部外面を水滴で
ノズルスプレーすることにより達成できる。水滴の量は
スプレーする側面およびまた金属炉部分付近の底部面に
水被覆層が形成され得る量である。この水スプレーによ
り、金属炉部分上に水層が維持されて金属炉部分の温度
が１００℃未満、例えば４０〜５０℃、に保持される
と、リブ支持体上にスライド可能なように置かれた金属
炉部分の熱膨張が最小限に抑制されることも追加され、
かつ重要なことである。
【０００４】好ましい実施態様の説明 炭素ボディの黒鉛化に使用する本発明の炉装置１を図１
に示すが、この炉装置は第１列Ａ中にインラインで配列
した１２またはそれより多くであってよい、開口Ｕ字形
金属炉部分１０の２群からなる。各金属炉部分の１０の
縦方向に相対向するＵ字形周縁端１２、１２’は、非導
電性耐火材例えばコンクリートから作られた垂直配向リ
ブ支持体１６の各対応Ｕ字形開き口１４中にスライド可
能なように置かれている。図２に示すように、金属炉部
分１０は実質的球形の丸底部分２１０を有し、かつ実質
的に直線で僅かに外方にテーパーした側部２１５を有す
るのが好ましい。金属炉部分１０はリブ支持体１６には
固定されずに、容易に挿入可能であり、また炉部分１０
の補修または置換のために容易に取外すことができる。
垂直で縦方向に間隔をとったリブ支持体１６は炉室床１
８上、典型的には非導電性コンクリートプラットホーム
上に固定して支持され、かつリブ支持体１６は金属炉部
分１０を炉床上方から、例えば１／２ないし２フイー
ト、離して位置するように保持して周囲空気が自由に流
れるようにさせる。非導電性合わせピン２０、好ましく
は適所に打ったコンクリート、を金属炉部分１０の直接
下部および底部に沿って間隔をおいて設けてもよく、こ
れにより金属炉部分下の空間を実質的にオープンに維持
して空気の自由な流れを許容してもよい。金属炉部分１
０は合わせピン２０には固定しない。合わせピン２０は
直径約６インチで３〜４インチの間隔をおくのが好まし
く、これにより金属炉部分１０の底部の実質的全てが周
囲空気に曝される。金属炉部分１１０の第２列Ｂは、金
属炉部分１０からなる第１列Ａに対して平行かつ横向に
隣接して設けられる。列Ｂの金属炉部分１１０は第１列
Ａの金属炉部分１０と横向に正しくそろって、かつＵ字
形開き口１４に横向に近接して隣接し、かつ間隔をおい
たリブ支持体１６のＵ字形開き口１１４中に置かれてい
る。開き口１４および１１４はリブ支持体１６の一体的
中心部分であるポスト２２により間隔をおかれている。
ポスト２２は金属炉部分１０、１１０の隣接側部２４、
２６と共に、すそ広がりのベンチュリー形底部開口３２
を有する各縦煙道３０（図２参照）を区画しており、こ
のベンチュリー形底部開口３２を通じて周囲空気が上方
に加速されて引き抜かれ、金属炉部分１０、１１０の相
対向側部および近接底部の冷却を行う。固定金属炉部分
１０、１１０は、金属炉部分の幅（Ｗs ）の約１０％〜
２０％に相当する幅（Ｗp ）の分離ポスト２２（および
同時に端ポスト２２２）と共に比較的近接している。煙
道３０の上開口３１は底開口３２よりも幅が実質的に小
さく、これにより煙道３０のベンチュリー効果が強化さ
れる。
に示すが、この炉装置は第１列Ａ中にインラインで配列
した１２またはそれより多くであってよい、開口Ｕ字形
金属炉部分１０の２群からなる。各金属炉部分の１０の
縦方向に相対向するＵ字形周縁端１２、１２’は、非導
電性耐火材例えばコンクリートから作られた垂直配向リ
ブ支持体１６の各対応Ｕ字形開き口１４中にスライド可
能なように置かれている。図２に示すように、金属炉部
分１０は実質的球形の丸底部分２１０を有し、かつ実質
的に直線で僅かに外方にテーパーした側部２１５を有す
るのが好ましい。金属炉部分１０はリブ支持体１６には
固定されずに、容易に挿入可能であり、また炉部分１０
の補修または置換のために容易に取外すことができる。
垂直で縦方向に間隔をとったリブ支持体１６は炉室床１
８上、典型的には非導電性コンクリートプラットホーム
上に固定して支持され、かつリブ支持体１６は金属炉部
分１０を炉床上方から、例えば１／２ないし２フイー
ト、離して位置するように保持して周囲空気が自由に流
れるようにさせる。非導電性合わせピン２０、好ましく
は適所に打ったコンクリート、を金属炉部分１０の直接
下部および底部に沿って間隔をおいて設けてもよく、こ
れにより金属炉部分下の空間を実質的にオープンに維持
して空気の自由な流れを許容してもよい。金属炉部分１
０は合わせピン２０には固定しない。合わせピン２０は
直径約６インチで３〜４インチの間隔をおくのが好まし
く、これにより金属炉部分１０の底部の実質的全てが周
囲空気に曝される。金属炉部分１１０の第２列Ｂは、金
属炉部分１０からなる第１列Ａに対して平行かつ横向に
隣接して設けられる。列Ｂの金属炉部分１１０は第１列
Ａの金属炉部分１０と横向に正しくそろって、かつＵ字
形開き口１４に横向に近接して隣接し、かつ間隔をおい
たリブ支持体１６のＵ字形開き口１１４中に置かれてい
る。開き口１４および１１４はリブ支持体１６の一体的
中心部分であるポスト２２により間隔をおかれている。
ポスト２２は金属炉部分１０、１１０の隣接側部２４、
２６と共に、すそ広がりのベンチュリー形底部開口３２
を有する各縦煙道３０（図２参照）を区画しており、こ
のベンチュリー形底部開口３２を通じて周囲空気が上方
に加速されて引き抜かれ、金属炉部分１０、１１０の相
対向側部および近接底部の冷却を行う。固定金属炉部分
１０、１１０は、金属炉部分の幅（Ｗs ）の約１０％〜
２０％に相当する幅（Ｗp ）の分離ポスト２２（および
同時に端ポスト２２２）と共に比較的近接している。煙
道３０の上開口３１は底開口３２よりも幅が実質的に小
さく、これにより煙道３０のベンチュリー効果が強化さ
れる。
【０００５】列Ａの各縦方向インライン金属炉部分１０
間、および列Ｂの各縦方向インライン金属炉部分１１０
間の電気絶縁を確立するために、リブ支持体１６上に置
かれた金属炉部分１０、１１０の隣接相対向端４０、４
２および１４０、１４２には間隔（それは４３、１４３
で示されている）がおかれている。
間、および列Ｂの各縦方向インライン金属炉部分１１０
間の電気絶縁を確立するために、リブ支持体１６上に置
かれた金属炉部分１０、１１０の隣接相対向端４０、４
２および１４０、１４２には間隔（それは４３、１４３
で示されている）がおかれている。
【０００６】図４を参照するに、操業に際しては金属炉
部分１０、１１０はオーバーヘッドクレーンから導入さ
れた充填材５０、例えば炭素小粒、を含有し、この物質
は金属炉部分１０および１１０中でカラム形に接触配列
している炭素ボディ５２、１５２を支持および被覆して
いる。５４に略図で示すように電流は整流器から簡便に
供給され、５１で炭素ボディ５２（金属炉部分１０中に
設けられた）を、５６で略示した慣用のクロスオーバー
機構を、さらに金属炉部分１１０中に設けた炭素ボディ
１５２を通じて流れ、かつ整流器５４に戻る。５３で概
略を示したように、ボディ５２からボディ１５２へと流
れる電流に加えて、クロスオーバー機構５６によりカラ
ム（５２、１５２）上の電圧を調整して維持できる。各
カラムと上記整流器５４との間には慣用ヘッド電極（図
示せず）が配置される。
部分１０、１１０はオーバーヘッドクレーンから導入さ
れた充填材５０、例えば炭素小粒、を含有し、この物質
は金属炉部分１０および１１０中でカラム形に接触配列
している炭素ボディ５２、１５２を支持および被覆して
いる。５４に略図で示すように電流は整流器から簡便に
供給され、５１で炭素ボディ５２（金属炉部分１０中に
設けられた）を、５６で略示した慣用のクロスオーバー
機構を、さらに金属炉部分１１０中に設けた炭素ボディ
１５２を通じて流れ、かつ整流器５４に戻る。５３で概
略を示したように、ボディ５２からボディ１５２へと流
れる電流に加えて、クロスオーバー機構５６によりカラ
ム（５２、１５２）上の電圧を調整して維持できる。各
カラムと上記整流器５４との間には慣用ヘッド電極（図
示せず）が配置される。
【０００７】電流は典型的には約５０，０００Ａ〜１５
０，０００Ａで約８〜１８時間供給して、炭素ボディ５
２、１５２を黒鉛化し、この時点で電流を遮断する。電
流遮断時の黒鉛化電極ボディ５２の温度は２５００℃〜
３５００℃であり、したがって被覆充填材を安全に取り
除き、かつ際立った酸化の危険を伴うことなく黒鉛化電
極ボディを炉から取り出すに先立って、例えばオーバー
ヘッドクレーンからの吸引により、黒鉛化電極を約９０
０℃−１１００℃まで冷却する必要がある。炉の運転再
開は、例えば吸引による、充填材の取り除き後に行う。
０，０００Ａで約８〜１８時間供給して、炭素ボディ５
２、１５２を黒鉛化し、この時点で電流を遮断する。電
流遮断時の黒鉛化電極ボディ５２の温度は２５００℃〜
３５００℃であり、したがって被覆充填材を安全に取り
除き、かつ際立った酸化の危険を伴うことなく黒鉛化電
極ボディを炉から取り出すに先立って、例えばオーバー
ヘッドクレーンからの吸引により、黒鉛化電極を約９０
０℃−１１００℃まで冷却する必要がある。炉の運転再
開は、例えば吸引による、充填材の取り除き後に行う。
【０００８】黒鉛化炭素ボディを空にし得るまで、炉の
再操業ができないので、黒鉛化電極を９００℃〜１１０
０℃へ冷却するまでの時間の長さ、すなわち冷却時間、
は商業的に考慮すべき重要な点である。長年用いられて
いる現行技術のＷＧ炉（図６）の場合、長さ７０フイー
トのカラム、直径２２インチの炭素ボディに対し、９０
０℃に達するまでの冷却時間は約８５時間である（図７
のカーブＡ参照）。図６の先行技術の炉は電気絶縁材
６、例えばＫａｏｗｏｏｌ、により分離された移動式金
属側壁５を有するコンクリート製炉シェル３、囲み充填
材７および炭素電極ボディ５２’、１５２’からなる。
複数の中央煙道３０およびベンチュリー入り口３２を有
する図１および図４の本発明の炉装置では、図７のカー
ブＢに示すように５５時間という実質的に短縮された冷
却時間となった。
再操業ができないので、黒鉛化電極を９００℃〜１１０
０℃へ冷却するまでの時間の長さ、すなわち冷却時間、
は商業的に考慮すべき重要な点である。長年用いられて
いる現行技術のＷＧ炉（図６）の場合、長さ７０フイー
トのカラム、直径２２インチの炭素ボディに対し、９０
０℃に達するまでの冷却時間は約８５時間である（図７
のカーブＡ参照）。図６の先行技術の炉は電気絶縁材
６、例えばＫａｏｗｏｏｌ、により分離された移動式金
属側壁５を有するコンクリート製炉シェル３、囲み充填
材７および炭素電極ボディ５２’、１５２’からなる。
複数の中央煙道３０およびベンチュリー入り口３２を有
する図１および図４の本発明の炉装置では、図７のカー
ブＢに示すように５５時間という実質的に短縮された冷
却時間となった。
【０００９】図８に示す装置の金属炉部分１０、１１０
の側部は、図９にみられるように充填材５０の相対向す
る金属炉部分１０、１１０の側面と底面に乱れた液状水
被覆層が形成されるような量と速度で、スプレーノズル
７６から金属炉部分１０、１１０の側部上に液状水滴を
連続スプレーすることにより冷却する。このスプレー冷
却は、金属炉部分１０、１１０の外側壁に隣接して平行
に伸長する供給導管７０、７０’、７０”からの水によ
り提供される。液状水滴７５は水供給導管上のノズル７
６により、充填材５０の反対側の位置の金属炉部分１
０、１１０の外側面７９に向けられ、図９の６３で示す
乱れた水流の被覆層を金属炉部分１０、１１０の側壁７
９および底面８９上に形成させて黒鉛化電極５２、１５
２と金属炉部分１０、１１０との間の温度勾配を高め
る。これにより電極５２、１５２の冷却速度が早まる。
水は自重により炉室床プラットホーム１８に流れ、図９
にみられるように床ドレン７８を経由してリサイクル用
に取り出される。図８の装置では図７のカーブＣにみら
れるように黒鉛化電極冷却時間はかなり短縮される。図
７のＤにみられるように空気冷却により５００℃および
それ未満に冷却される金属炉部分（１０、１１０）温度
は、図７のＥにみられるように著しく低下し、かつ４０
〜５０℃未満まで最小限に抑えられ、これにより金属炉
部分１０、１１０の熱膨張による逆効果が本質的に取り
除かれる。電流を電極に通じながら黒鉛化期間の間（−
１０〜０時間）水を金属炉部分上にスプレーすることも
できるが、実際問題としては黒鉛化電極からの熱波は数
時間（図７のＩ参照）は金属炉部分には到達しないはず
なので、水スプレーは黒鉛化が完了するまで（図７のＩ
参照）遅延させることかできる。電極温度が９００℃に
達したら（図７のＩＩＩ参照）水スプレーを中止するこ
とができる。図７のカーブＡ、Ｂ、Ｃの場合の温度は電
極表面で測定し、ＤおよびＥの場合の温度は金属炉部分
の内面で測定した。
の側部は、図９にみられるように充填材５０の相対向す
る金属炉部分１０、１１０の側面と底面に乱れた液状水
被覆層が形成されるような量と速度で、スプレーノズル
７６から金属炉部分１０、１１０の側部上に液状水滴を
連続スプレーすることにより冷却する。このスプレー冷
却は、金属炉部分１０、１１０の外側壁に隣接して平行
に伸長する供給導管７０、７０’、７０”からの水によ
り提供される。液状水滴７５は水供給導管上のノズル７
６により、充填材５０の反対側の位置の金属炉部分１
０、１１０の外側面７９に向けられ、図９の６３で示す
乱れた水流の被覆層を金属炉部分１０、１１０の側壁７
９および底面８９上に形成させて黒鉛化電極５２、１５
２と金属炉部分１０、１１０との間の温度勾配を高め
る。これにより電極５２、１５２の冷却速度が早まる。
水は自重により炉室床プラットホーム１８に流れ、図９
にみられるように床ドレン７８を経由してリサイクル用
に取り出される。図８の装置では図７のカーブＣにみら
れるように黒鉛化電極冷却時間はかなり短縮される。図
７のＤにみられるように空気冷却により５００℃および
それ未満に冷却される金属炉部分（１０、１１０）温度
は、図７のＥにみられるように著しく低下し、かつ４０
〜５０℃未満まで最小限に抑えられ、これにより金属炉
部分１０、１１０の熱膨張による逆効果が本質的に取り
除かれる。電流を電極に通じながら黒鉛化期間の間（−
１０〜０時間）水を金属炉部分上にスプレーすることも
できるが、実際問題としては黒鉛化電極からの熱波は数
時間（図７のＩ参照）は金属炉部分には到達しないはず
なので、水スプレーは黒鉛化が完了するまで（図７のＩ
参照）遅延させることかできる。電極温度が９００℃に
達したら（図７のＩＩＩ参照）水スプレーを中止するこ
とができる。図７のカーブＡ、Ｂ、Ｃの場合の温度は電
極表面で測定し、ＤおよびＥの場合の温度は金属炉部分
の内面で測定した。
【００１０】本発明の実施に際しては、水スプレーを調
節して不連続な水滴７５を供給して金属炉部分外面に衝
撃を与え、かつ合流させて金属炉部分の側面と底面上に
水流のシートまたは層６３を形成させ、この水流層は図
９の６８にみられるように自重で排出されるまで金属炉
部分の表面および底面を湿潤して離れない。このように
して供給された水は、図７に示すように金属炉の温度を
約４０〜５０℃に冷却し、かつ金属炉部分下方の空気は
依然として十分に加熱されて縦煙道３０を通じての空気
の上昇を生起させて金属炉部分の冷却に寄与し、かつ冷
却の均一性を維持させる。
節して不連続な水滴７５を供給して金属炉部分外面に衝
撃を与え、かつ合流させて金属炉部分の側面と底面上に
水流のシートまたは層６３を形成させ、この水流層は図
９の６８にみられるように自重で排出されるまで金属炉
部分の表面および底面を湿潤して離れない。このように
して供給された水は、図７に示すように金属炉の温度を
約４０〜５０℃に冷却し、かつ金属炉部分下方の空気は
依然として十分に加熱されて縦煙道３０を通じての空気
の上昇を生起させて金属炉部分の冷却に寄与し、かつ冷
却の均一性を維持させる。
【００１１】図１の１０、１１０にて示す金属炉部分を
用いたＬＷＧ炉の操業中には、リブ支持体１６のＵ字形
開き口１４、１１４中に置かれている末端部１２、１
２’の温度は極めて高くなりうる。図１に示す実施態様
では、末端部１２、１２’はリブ支持体１６と接してい
るので、図８で与えたようなノズル７６からの液状水ス
プレーは末端部１２、１２’と完全には接触し得ない。
金属炉部分１０、１１０の末端部１２、１２’における
冷却を完遂するために、金属炉部分には特殊形状の末端
支持要素が設けられている。
用いたＬＷＧ炉の操業中には、リブ支持体１６のＵ字形
開き口１４、１１４中に置かれている末端部１２、１
２’の温度は極めて高くなりうる。図１に示す実施態様
では、末端部１２、１２’はリブ支持体１６と接してい
るので、図８で与えたようなノズル７６からの液状水ス
プレーは末端部１２、１２’と完全には接触し得ない。
金属炉部分１０、１１０の末端部１２、１２’における
冷却を完遂するために、金属炉部分には特殊形状の末端
支持要素が設けられている。
【００１２】図１０、１１および１２参照するに、開口
Ｕ字形金属炉部分１０、１１０がリブ支持体４１６中に
置かれており、隣接する各末端部１２、１２’は垂直耐
火性リブ支持体４１６のＵ字形開き口４１４、５１４と
噛み合っている。Ｕ字形金属炉部分１０、１０のそれぞ
れの末端部１２、１２’には末端部１２、１２’とリブ
支持体４１６間に開口周縁外部チャンネル４５０が設け
られる。金属炉部分１０、１１０の各チャンネル４５０
には金属炉部分に対し横方向に伸長している周縁Ｕ字形
チャンネル金属クロ−ジャー部材４６０が設けられる。
周縁金属チャンネル側壁すなわちスリーブ４７０が各チ
ャンネルクロージャー部材４６０に対して横方向に一体
として設けられ、金属炉部分（１０、１１０）の末端部
１２、１２’から間隔をおいて平行に伸長し、金属炉部
分（１０、１１０）の末端部１２、１２’を包囲する開
口周縁チャンネル４５０を画成しており、これがノズル
７６からスプレーされた水に曝されてこれを受け、かつ
図１１の６３で概略を示すような液状の冷却水を受け
る。冷却水スプレー滴７５は合流して、末端部１２、１
２’ならびにチャンネル側壁４７０およびクロージャー
部材４６０の外面上に乱流として流れる層６３を形成
し、末端部１２、１２’、チャンネルクロージャー要素
４６０およびチャンネル側壁４７０の温度を１００℃未
満に維持する。周縁フランジ要素４７２がリブ支持体１
６にしっかり噛み合うようにチャンネル側壁４７０と一
体に取り付けられる。５９０で示すように、周縁シール
を設けてリブ支持体１６における金属炉部分（１０、１
１０）の強固なシールを形成させることができる。不測
の機械的衝撃を受けた場合でもチヤネル４５０が開口し
たまま存続するのを確実にするために、金属炉部分（１
０、１１０）およびチャンネル側壁４７０に溶接され
た、好適にはスチール製の、スペーサーピン５９５を採
用することができる。
Ｕ字形金属炉部分１０、１１０がリブ支持体４１６中に
置かれており、隣接する各末端部１２、１２’は垂直耐
火性リブ支持体４１６のＵ字形開き口４１４、５１４と
噛み合っている。Ｕ字形金属炉部分１０、１０のそれぞ
れの末端部１２、１２’には末端部１２、１２’とリブ
支持体４１６間に開口周縁外部チャンネル４５０が設け
られる。金属炉部分１０、１１０の各チャンネル４５０
には金属炉部分に対し横方向に伸長している周縁Ｕ字形
チャンネル金属クロ−ジャー部材４６０が設けられる。
周縁金属チャンネル側壁すなわちスリーブ４７０が各チ
ャンネルクロージャー部材４６０に対して横方向に一体
として設けられ、金属炉部分（１０、１１０）の末端部
１２、１２’から間隔をおいて平行に伸長し、金属炉部
分（１０、１１０）の末端部１２、１２’を包囲する開
口周縁チャンネル４５０を画成しており、これがノズル
７６からスプレーされた水に曝されてこれを受け、かつ
図１１の６３で概略を示すような液状の冷却水を受け
る。冷却水スプレー滴７５は合流して、末端部１２、１
２’ならびにチャンネル側壁４７０およびクロージャー
部材４６０の外面上に乱流として流れる層６３を形成
し、末端部１２、１２’、チャンネルクロージャー要素
４６０およびチャンネル側壁４７０の温度を１００℃未
満に維持する。周縁フランジ要素４７２がリブ支持体１
６にしっかり噛み合うようにチャンネル側壁４７０と一
体に取り付けられる。５９０で示すように、周縁シール
を設けてリブ支持体１６における金属炉部分（１０、１
１０）の強固なシールを形成させることができる。不測
の機械的衝撃を受けた場合でもチヤネル４５０が開口し
たまま存続するのを確実にするために、金属炉部分（１
０、１１０）およびチャンネル側壁４７０に溶接され
た、好適にはスチール製の、スペーサーピン５９５を採
用することができる。
【００１３】図１２（図１および４においても）に示す
縦方向に隣接する金属炉部分１０、１０’の対向する縁
１２、１２’間には電気的断路を設けることが重要であ
る。この目的を達成するための本発明の１実施態様（図
１２、１３、１４参照）中には、Ｕ字形開き口（１６、
１１６）と共延在性である、各リブ支持体１６のＵ字形
開き口１４、１１４に設けられたＵ字形くぼみ溝８００
が包含される。例えばアルミナ製の、予備成形耐火セラ
ミック煉瓦８２０を上記くぼみ溝８００中に配設し、８
３０で示すように、金属炉部分１０、１０’（および１
１０、１１０’）を越えて外方に溝８００から伸長し
て、金属炉部分１０、１０’（および１１０、１１
０’）間に電流が流れるのを阻止するための絶縁部とす
る。
縦方向に隣接する金属炉部分１０、１０’の対向する縁
１２、１２’間には電気的断路を設けることが重要であ
る。この目的を達成するための本発明の１実施態様（図
１２、１３、１４参照）中には、Ｕ字形開き口（１６、
１１６）と共延在性である、各リブ支持体１６のＵ字形
開き口１４、１１４に設けられたＵ字形くぼみ溝８００
が包含される。例えばアルミナ製の、予備成形耐火セラ
ミック煉瓦８２０を上記くぼみ溝８００中に配設し、８
３０で示すように、金属炉部分１０、１０’（および１
１０、１１０’）を越えて外方に溝８００から伸長し
て、金属炉部分１０、１０’（および１１０、１１
０’）間に電流が流れるのを阻止するための絶縁部とす
る。
【００１４】本発明の好ましい１実施態様における上記
予備成形耐火煉瓦は図１５、１６の１８２０にみられる
ように一般にＴ字形をなし、かつ金属炉部分１０、１
０’（および１１０、１１０’）の外面に置かれた上部
十字部分１８２２、および溝８００中に伸長して溝中に
取り付けられて十字部分１８２２に垂直な基部１８２４
を有している。図１６に示すように、予備成形煉瓦１８
２０（８２０）は上記開き口の形状に適合するように形
成される。
予備成形耐火煉瓦は図１５、１６の１８２０にみられる
ように一般にＴ字形をなし、かつ金属炉部分１０、１
０’（および１１０、１１０’）の外面に置かれた上部
十字部分１８２２、および溝８００中に伸長して溝中に
取り付けられて十字部分１８２２に垂直な基部１８２４
を有している。図１６に示すように、予備成形煉瓦１８
２０（８２０）は上記開き口の形状に適合するように形
成される。
【００１５】炭素ボディーの黒鉛化の間、典型的には５
０，０００Ａ〜１５０，０００Ａの高電流を、比較的低
電圧、例えば約１００ボルトＤＣ、で炭素電極を通じて
流す。図１７を参照するに、金属炉部分１０、１１０
（電極は１１０には図示せず）中に配列した炭素電極ボ
ディ５２へ整流器５４からの約１００ボルトの電流を流
す。炭素電極ボディが整流器５４から加えられた電圧を
有する場合、すなわち電極ボディと金属炉部分との間に
電圧差が存在する場合には、黒鉛化中に金属炉部分１
０、１１０を炭素電極ボディ５２から電気的に遮断する
ことが重要である。所望の電気的遮断を遂行するため
に、ボール紙材類似の段ボールライナー９００を金属炉
部分１０、１１０中に、これに隣接して配設し、かつ炭
素充填材５０をこの段ボールライナ−９００の内部に閉
じ込め、さらに炭素電極ボディ５２を炭素充填材５０で
カバーする。黒鉛化中に炭素電極ボディ５２に加えられ
た電圧すなわち電気ポテンシャルは例えば１００ボルト
Ｄ．Ｃ．で比較的低いので、この段ボールは炭素電極ボ
ディと金属炉部分１０、１１０間に適切で実質的に完全
な電気的遮断を行い、金属炉部分１０、１１０の温度は
中間に存在する炭素充填材（図７のＩ参照）によって黒
鉛化期間中２００℃以下の温度に維持される。黒鉛化期
間中、ジュール効果により生じた熱、すなわち電極ボデ
ィからの熱波は、黒鉛化が完了し、ボディ５２に加える
電圧が止められてからの数時間までは（図７のＩ参
照”）金属炉部分１０、１１０には到達しない。黒鉛化
ボディ５２からの「熱波」が最終的に金属炉部分１０、
１１０に到達した際には、段ボールライナー９００は本
質的に燃えて炭化する。しかし、この段階ではボディ５
２と金属炉部分１０、１１０間の電気遮断の必要は最早
ない。
０，０００Ａ〜１５０，０００Ａの高電流を、比較的低
電圧、例えば約１００ボルトＤＣ、で炭素電極を通じて
流す。図１７を参照するに、金属炉部分１０、１１０
（電極は１１０には図示せず）中に配列した炭素電極ボ
ディ５２へ整流器５４からの約１００ボルトの電流を流
す。炭素電極ボディが整流器５４から加えられた電圧を
有する場合、すなわち電極ボディと金属炉部分との間に
電圧差が存在する場合には、黒鉛化中に金属炉部分１
０、１１０を炭素電極ボディ５２から電気的に遮断する
ことが重要である。所望の電気的遮断を遂行するため
に、ボール紙材類似の段ボールライナー９００を金属炉
部分１０、１１０中に、これに隣接して配設し、かつ炭
素充填材５０をこの段ボールライナ−９００の内部に閉
じ込め、さらに炭素電極ボディ５２を炭素充填材５０で
カバーする。黒鉛化中に炭素電極ボディ５２に加えられ
た電圧すなわち電気ポテンシャルは例えば１００ボルト
Ｄ．Ｃ．で比較的低いので、この段ボールは炭素電極ボ
ディと金属炉部分１０、１１０間に適切で実質的に完全
な電気的遮断を行い、金属炉部分１０、１１０の温度は
中間に存在する炭素充填材（図７のＩ参照）によって黒
鉛化期間中２００℃以下の温度に維持される。黒鉛化期
間中、ジュール効果により生じた熱、すなわち電極ボデ
ィからの熱波は、黒鉛化が完了し、ボディ５２に加える
電圧が止められてからの数時間までは（図７のＩ参
照”）金属炉部分１０、１１０には到達しない。黒鉛化
ボディ５２からの「熱波」が最終的に金属炉部分１０、
１１０に到達した際には、段ボールライナー９００は本
質的に燃えて炭化する。しかし、この段階ではボディ５
２と金属炉部分１０、１１０間の電気遮断の必要は最早
ない。
【００１６】炭素ボディ５２と金属炉部分１０、１１０
間の電気遮断を行うための他の１実施態様を図１９に示
すが、ここでは金属炉部分１０、１１０の内面上の密着
性ペイント被膜９５０の形で示されている。乾燥被膜の
厚さは０．００５インチ〜０．０５０インチであり、か
つアルミナおよび／またはシリカベース、すなわち、５
０重量％またはそれを超えるシリカおよび／またはアル
ミナからなり、かつ電気絶縁性である。被膜９５０は極
めて薄いが、負荷電圧が１００Ｖ．Ｄ．Ｃ．のように比
較的低いので金属炉部分１０、１１０から炭素ボディ５
２を電気絶縁するには十分である。このアルミナおよび
／またはシリカ系被膜は熱絶縁性でもあるが、０．００
５〜０．０５０インチと比較的薄いので金属炉部分１
０、１１０内の電極ボディまたは充填材冷却には際立っ
た影響は与えない。したがって、この被膜は本質的には
熱非干渉であるが、電気絶縁性がある。
間の電気遮断を行うための他の１実施態様を図１９に示
すが、ここでは金属炉部分１０、１１０の内面上の密着
性ペイント被膜９５０の形で示されている。乾燥被膜の
厚さは０．００５インチ〜０．０５０インチであり、か
つアルミナおよび／またはシリカベース、すなわち、５
０重量％またはそれを超えるシリカおよび／またはアル
ミナからなり、かつ電気絶縁性である。被膜９５０は極
めて薄いが、負荷電圧が１００Ｖ．Ｄ．Ｃ．のように比
較的低いので金属炉部分１０、１１０から炭素ボディ５
２を電気絶縁するには十分である。このアルミナおよび
／またはシリカ系被膜は熱絶縁性でもあるが、０．００
５〜０．０５０インチと比較的薄いので金属炉部分１
０、１１０内の電極ボディまたは充填材冷却には際立っ
た影響は与えない。したがって、この被膜は本質的には
熱非干渉であるが、電気絶縁性がある。
【００１７】適当な市販ペイントの具体例は次の通りで
ある。 ＺＹＰ ＶＩＴＲＡＧＵＡＲＤ （ＺＹＰ Ｃｏａｔｉｎｇ Ｉｎｃ．） ＺＹＰ ＳＥＡＬＭＥＴ （ＺＹＰ Ｃｏａｔｉｎｇ Ｉｎｃ．） ＰＹＲＲＨＯＳ−１６００ ＯＲＰＡＣ Ｉｎｃ． ＰＹＲＯＭＡＲＫ−２１００ Ｔｅｍｐｉｌ Ｄｉｖ．，Ｂｉｇ Ｔｈｒｅｅ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ ＭＩＮＴＥＱ−ＱＳＩＬ ＭＩＮＴＥＣ Ｉｎｃ． ＭＩＮＴＥＱ−ＱＣＯＡＴ ＭＩＮＴＥＣ Ｉｎｃ． ＶＨＰ Ｆｌａｍｅ Ｒｏｏｆ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｐａｃｋａｇｉｎｇ ａｎｄ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｃｏ． Ｆｏｒｒｅｓｔ Ｓｔｏｖｅ Ｂｒｉｔｅ Ｆｏｒｒｅｓｔ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏａｔｉｎｇｓ
ある。 ＺＹＰ ＶＩＴＲＡＧＵＡＲＤ （ＺＹＰ Ｃｏａｔｉｎｇ Ｉｎｃ．） ＺＹＰ ＳＥＡＬＭＥＴ （ＺＹＰ Ｃｏａｔｉｎｇ Ｉｎｃ．） ＰＹＲＲＨＯＳ−１６００ ＯＲＰＡＣ Ｉｎｃ． ＰＹＲＯＭＡＲＫ−２１００ Ｔｅｍｐｉｌ Ｄｉｖ．，Ｂｉｇ Ｔｈｒｅｅ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ ＭＩＮＴＥＱ−ＱＳＩＬ ＭＩＮＴＥＣ Ｉｎｃ． ＭＩＮＴＥＱ−ＱＣＯＡＴ ＭＩＮＴＥＣ Ｉｎｃ． ＶＨＰ Ｆｌａｍｅ Ｒｏｏｆ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｐａｃｋａｇｉｎｇ ａｎｄ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｃｏ． Ｆｏｒｒｅｓｔ Ｓｔｏｖｅ Ｂｒｉｔｅ Ｆｏｒｒｅｓｔ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏａｔｉｎｇｓ
【００１８】図２１、２２に示す本発明のさらなる１実
施態様では、金属製サイドパネル１６０をリブ支持部材
１６の外側ポスト２２２に固定して、金属炉部分１０、
１１０の最外面３０５、３０７とリブ支持体１６により
区画される煙道３００を設け、この際、煙道３００の最
上部よりも一層広い低部開口３２０を設ける。このよう
にしてベンチュリー効果が与えられて、金属炉部分１
０、１１０の底部における空気が煙道３００を通じて上
方に加速されながら引き抜かれて追加的冷却効果を与え
る。
施態様では、金属製サイドパネル１６０をリブ支持部材
１６の外側ポスト２２２に固定して、金属炉部分１０、
１１０の最外面３０５、３０７とリブ支持体１６により
区画される煙道３００を設け、この際、煙道３００の最
上部よりも一層広い低部開口３２０を設ける。このよう
にしてベンチュリー効果が与えられて、金属炉部分１
０、１１０の底部における空気が煙道３００を通じて上
方に加速されながら引き抜かれて追加的冷却効果を与え
る。
【図１】熱絶縁充填材および炭素電極ボディを炉中に装
填する以前の、本発明の縦方向黒鉛化（ＬＷＧ）炉の１
部を示す図。
填する以前の、本発明の縦方向黒鉛化（ＬＷＧ）炉の１
部を示す図。
【図２】熱絶縁充填材および炭素電極ボディを炉中に装
填する以前の、本発明の縦方向黒鉛化（ＬＷＧ）炉の１
部を示す図。
填する以前の、本発明の縦方向黒鉛化（ＬＷＧ）炉の１
部を示す図。
【図３】熱絶縁充填材および炭素電極ボディを炉中に装
填する以前の、本発明の縦方向黒鉛化（ＬＷＧ）炉の１
部を示す図。
填する以前の、本発明の縦方向黒鉛化（ＬＷＧ）炉の１
部を示す図。
【図４】熱絶縁充填材上に支持されて熱充填材により被
覆された炭素電極ボディを伴う、図１の炉部分を示す
図。
覆された炭素電極ボディを伴う、図１の炉部分を示す
図。
【図５】熱絶縁充填材上に支持されて熱充填材により被
覆された炭素電極ボディを伴う、図１の炉部分を示す
図。
覆された炭素電極ボディを伴う、図１の炉部分を示す
図。
【図６】公知ＬＷＧ炉の一般的配列を示す図。
【図７】公知ＬＷＧ炉の操業から得られたデータ、およ
び本発明の方法で得られたデータにもとづくグラフ。
び本発明の方法で得られたデータにもとづくグラフ。
【図８】本発明の炉を水スプレー冷却するための手段を
伴う、図１の炉を示す図。
伴う、図１の炉を示す図。
【図９】本発明の炉を水スプレー冷却するための手段を
伴う、図１の炉を示す図。
伴う、図１の炉を示す図。
【図１０】図８の炉の金属炉部分が特定臨界位置におい
て水冷却を受けるように構成された、本発明の１実施態
様を示す図。
て水冷却を受けるように構成された、本発明の１実施態
様を示す図。
【図１１】図８の炉の金属炉部分が特定臨界位置におい
て水冷却を受けるように構成された、本発明の１実施態
様を示す図。
て水冷却を受けるように構成された、本発明の１実施態
様を示す図。
【図１２】ＬＷＧ炉のインライン金属炉部分間の電気絶
縁を強化するための配列を示す図。
縁を強化するための配列を示す図。
【図１３】ＬＷＧ炉のインライン金属炉部分間の電気絶
縁を強化するための配列を示す図。
縁を強化するための配列を示す図。
【図１４】ＬＷＧ炉のインライン金属炉部分間の電気絶
縁を強化するための配列を示す図。
縁を強化するための配列を示す図。
【図１５】ＬＷＧ炉のインライン金属炉部分間の電気絶
縁を強化するための配列を示す図。
縁を強化するための配列を示す図。
【図１６】ＬＷＧ炉のインライン金属炉部分間の電気絶
縁を強化するための配列を示す図。
縁を強化するための配列を示す図。
【図１７】金属炉部分からの炭素電極ボディーを電気絶
縁するための配列を示す図。
縁するための配列を示す図。
【図１８】金属炉部分からの炭素電極ボディーを電気絶
縁するための配列を示す図。
縁するための配列を示す図。
【図１９】金属炉部分からの炭素電極ボディーを電気絶
縁するための配列を示す図。
縁するための配列を示す図。
【図２０】金属炉部分からの炭素電極ボディーを電気絶
縁するための配列を示す図。
縁するための配列を示す図。
【図２１】図１の炉の冷却をさらに強化するための配列
を示す図。
を示す図。
【図２２】図１の炉の冷却をさらに強化するための配列
を示す図。
を示す図。
１０，１１０ 金属炉 ５０ 炭素充填材 ５２，１５２ 炭素電極ボディ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フランシス、エドワード ワイス アメリカ合衆国オハイオ州、メディナ、バ ーガンディー、ベイ、ノース、4935 (72)発明者 デイビッド、アーサー、レイアー アメリカ合衆国オハイオ州、メディナ、フ ォレスト、レイク、ドライブ、3425
Claims (19)
- 【請求項１】下記（ａ）〜（ｃ）を具備してなる、炭素
ボディ黒鉛化炉。 （ａ） 非導電性固定ベースプラットホーム上に間隔を
おいて固定された複数の非導電性耐火リブ支持部材。た
だし、上記耐火リブ支持部材の各々は１対の並立頂部開
口Ｕ字形開き口を有し、この１対の開き口はそのような
耐火リブ支持部材のポスト形一体部分により上記ベース
プラットホームから間隔をおいて相互に分離されてお
り、上記複数の互いに間隔をおいた耐火リブ支持部材は
個々の整合した（in register ）Ｕ字形開き口と平行に
隣接して配列してある。 （ｂ） 電気絶縁された複数のＵ字形連続金属炉部分。
ただし、上記連続金属炉部分は、外面、内面、および隣
り合った耐火リブ支持部材間に伸長するベースプラット
ホームから間隔をおいた底面を、ならびに近接して横向
に隣合った相対向側面を有する並立連続金属炉部分の第
１および第２平行列を形成させるための、耐火リブ支持
部材のＵ字形開き口中に置かれた末端部を、有してお
り、上記並立連続金属炉部分は、この隣り合った耐火リ
ブ支持部材のポスト形部分、ベースプラットホームの１
部および上記耐火リブ支持部材中に置かれた並立Ｕ字形
金属炉部分の横向きに隣接して相対向する側面により形
成された縦煙道により分離されており、上記縦煙道は頂
部と底部が開口すると同時に底部開口が頂部開口よりも
実質的に広いベンチュリー形をなして、金属炉部分底面
からの熱に曝された周囲空気を、煙道を通じて上方に加
速しながら底部から頂部へと自由に通過させて並立金属
炉部分の相対向側面の冷却を生起させるようになってい
る。 （ｃ） 金属炉部分の上記第１および第２列の各々中に
端接触している炭素ボディからなるカラム。ただし、上
記カラムの各々は、Ｕ字形金属炉部分の内部に収容さ
れ、かつその内面により支持されている粒状熱絶縁媒体
により取り巻かれており、かつ上記カラムはパワーヘッ
ドと電気接触が保たれていて、電流が上記炭素ボディを
通じて直列に流れ、ジュール効果による加熱によりこの
ような炭素ボディが黒鉛に転換されるようになってい
る。 - 【請求項２】耐火リブ支持部材のＵ字形開き口には開き
口と実質的に共延在する溝が設けてあり、かつ共通Ｕ字
形開き口中に置かれたＵ字形連続金属炉部分にそのよう
な溝により分離された端部を有し、さらに互いに接触し
ている複数の分離された予備成形耐火要素がこの溝中に
設けられ、その１部がそのような溝から外方に、かつ共
通Ｕ字形開き口中に置かれたＵ字形連続金属炉部分の端
部間で伸長している、請求項１の炉。 - 【請求項３】上記耐火要素が一般的にＴ字形をなし、こ
の耐火要素が、上記溝により分離された金属炉部分端部
の少なくとも１部分の上を覆って伸長した頂部交差部分
およびこの交差部分に垂直に伸長して上記溝中に取り付
けられたベース部分を有している、請求項２の炉。 - 【請求項４】上記Ｕ字形連続金属炉部分の少なくとも１
つに、その相対向両端に末端部が一体構造として設けて
あり、この末端部が、各相対向両端の金属炉部分に隣接
して外方へ間隔をとったＵ字形スリーブ部材と、各上記
スリーブ部材を金属炉部分の相対向両端で金属炉部分に
接合して金属炉部分の相対向両端に開口チャンネルを画
成して冷却液を受けさせるためのＵ字形クロージャー部
材とからなる、請求項１の炉。 - 【請求項５】Ｕ字形フランジ手段が上記スリーブ部材に
接合され、かつこのＵ字形フランジ手段が上記リブ支持
部材のＵ字形開き口に噛み合うようにスリーブ部材に対
して横方向に伸長している、請求項４の炉。 - 【請求項６】少なくとも１つの上記金属炉部分の側部の
外面に隣接して水スプレーノズルが設けられて、上記側
部の上記外面に水滴スプレーが指向され、かつ上記側部
および底部の上記外面上に流水層が形成されるようにな
っている、請求項１の炉。 - 【請求項７】上記金属炉部分の外側面に隣接して上記金
属炉部分に平行して伸長する水導管を設けてあり、かつ
上記金属部分の上記外側面に向けて水スプレーノズルが
上記水導管から伸長して上記外側面上に水滴スプレーを
指向させるようになっている、請求項１の炉。 - 【請求項８】上記金属炉部分が、実質的にまっすぐな垂
直側部および曲がった底部を有し、かつ上記側部の上記
外面に向けて水滴スプレーを指向させて上記側部および
底部の上記外面上に水層を形成させるために、少なくと
も１つの上記金属炉部分の側部の外面に隣接して水スプ
レーノズルが設けられている、請求項１の炉。 - 【請求項９】Ｕ字形金属炉部分の内面には、熱絶縁媒体
と上記内面との中間に、ボール紙被覆層が設けられてい
る、請求項１の炉。 - 【請求項１０】Ｕ字形金属炉部分の内面には、熱絶縁媒
体と上記内面との中間に、アルミナおよび／またはシリ
カからなる被覆用ペイント被膜が設けられている、請求
項１の炉。 - 【請求項１１】上記金属炉部分の外面に隣接して、上記
金属炉部分に平行して伸長する水導管が設けてあり、か
つ水スプレーノズルが上記水導管から上記金属炉部分の
上記外面に向けて伸長して、金属炉部分の内側面中に含
まれる熱絶縁媒体に相対向する複数の位置で上記外側面
上に水滴スプレーを指向させるようになっている、請求
項１の炉。 - 【請求項１２】上記リブ支持部材が、間隔をとった１対
の最外側ポスト形部分で終了し、かつその他のポスト形
部分間は金属炉部分の外側面に相対向して金属板を固定
して、横向き縦煙道を画成してなる、請求項１の炉。 - 【請求項１３】下記（ａ）〜（ｄ）を具備してなる、炭
素ボディの黒鉛化炉。 （ａ） 非導電性固定ベースプラットホーム上に間隔を
おいて固定された複数の非導電性耐火リブ支持部材。た
だし、上記耐火リブ支持部材の各々は、１対の並立頂部
開口Ｕ字形開き口を有し、この１対の開き口はそのよう
な耐火リブ支持部材のポスト形一体部分により上記ベー
スプラットホームから間隔をおいて相互に分離されてお
り、上記複数の互いに間隔をおいた耐火リブ支持部材
は、個々の整合したＵ字形開き口と平行に隣接して配列
してある。 （ｂ） 電気絶縁された複数のＵ字形連続金属炉部分。
ただし、上記連続金属炉部分は、外面、内面、および隣
り合った耐火リブ支持部材間に伸長するベースプラット
ホームから間隔をおいた底面を、ならびに近接して横向
に隣合った相対向側面を有する並立連続金属炉部分の第
１および第２平行列を形成させるための、耐火リブ支持
部材のＵ字形開き口中に置かれた末端部を、有してお
り、上記並立連続金属炉部分は、この隣り合った耐火リ
ブ支持部材のポスト形部分、ベースプラットホームの１
部および上記耐火リブ支持部材中に置かれた並立Ｕ字形
金属炉部分の横向きに隣接して相対向する側面により形
成された縦煙道により分離されており、上記縦煙道は頂
部と底部が開口すると同時に底部開口が頂部開口よりも
実質的に広いベンチュリー形をなして、金属炉部分底面
からの熱に曝された周囲空気を、煙道を通じて上方に加
速しながら底部から頂部へと自由に通過させて並立金属
炉部分の相対向側面の冷却を生起させるようになってい
る。 （ｃ） 上記側部の上記外面に水滴スプレーを指向させ
て上記側部および底部の上記外面上に水層を形成させる
ための上記金属炉部分の側部の外面に隣接して設けられ
た複数の水スプレーノズル。 （ｄ） 金属炉部分の上記第１および第２列の各々中に
端接触している炭素ボディからなるカラム。ただし、上
記カラムの各々は、Ｕ字形金属炉部分の内部に収容され
かつその内面により支持されている粒状熱絶縁媒体によ
り取り巻かれており、かつ上記カラムはパワーヘッドと
電気接触が保たれていて、電流が上記炭素ボディを通じ
て直列に流れ、ジュール効果による加熱によりそのよう
な炭素ボディが黒鉛に転換されるようになっている。 - 【請求項１４】下記（ａ）〜（ｄ）を具備してなる、炭
素ボディの黒鉛化炉。 （ａ） 非導電性固定ベースプラットホーム上に間隔を
おいて固定された複数の非導電性耐火リブ支持部材。た
だし、上記耐火リブ支持部材の各々は、上記ベースプラ
ットホームから間隔をおいたＵ字形開き口を有し、上記
複数の互いに間隔をおいた耐火リブ支持部材がそれら個
々のＵ字形開き口は整合して配列してある。 （ｂ） 外面、内面、および隣り合った耐火リブ支持部
材間に伸長するベースプラットホームから間隔をおいた
底面、ならびに連続金属炉部分からなる列を形成させる
ために、耐火リブ支持部材のＵ字形開き口中に置かれた
末端部を有する、電気絶縁された複数のＵ字形連続金属
炉部分。 （ｃ） 上記側部の上記外面に水滴スプレーを指向させ
て上記側部および底部の上記外面上に水層を形成させる
ための上記金属炉部分の側部の外面に隣接して設けられ
た複数の水スプレーノズル。 （ｄ） 金属炉部分の上記第１および第２列の各々中に
端接触している炭素ボディからなるカラム。ただし、上
記カラムの各々は、Ｕ字形金属炉部分の内部に収容され
かつその内面により支持されている粒状熱絶縁媒体によ
り取り巻かれており、かつ上記カラムはパワーヘッドと
電気接触が保たれて、電流が上記炭素ボディを通じて直
列に流れ、ジュール効果による加熱によりそのような炭
素ボディが黒鉛に転換されるようになっている。 - 【請求項１５】下記（ａ）〜（ｄ）を具備してなる、炭
素ボディの黒鉛化用炉。 （ａ） 非導電性固定ベースプラットホーム上に間隔を
おいて固定された複数の非導電性耐火リブ支持部材。た
だし、上記耐火リブ支持部材の各々は１対の並立頂部開
口Ｕ字形開き口を有し、この１対の開き口はそのような
耐火リブ支持部材のポスト形一体部分により上記ベース
プラットホームから間隔をおいて相互に分離されてお
り、上記複数の互いに間隔をおいた耐火リブ支持部材は
個々の整合したＵ字形開き口と平行に隣接して配列して
ある。 （ｂ） 電気絶縁された複数のＵ字形連続金属炉部分。
ただし、上記連続金属炉部分は、外面、内面、および隣
り合った耐火リブ支持部材間に伸長するベースプラット
ホームから間隔をおいた底面を、ならびに近接して横向
に隣合った相対向側面を有する並立連続金属炉部分の第
１および第２平行列を形成させるための、耐火リブ支持
部材のＵ字形開き口中に置かれた末端部を有しており、
上記並立連続金属炉部分はこの隣り合った耐火リブ支持
部材のポスト形部分、ベースプラットホームの１部およ
び上記耐火リブ支持部材中に置かれた並立Ｕ字形金属炉
部分の横向きに隣接して相対向する側面により形成され
た縦煙道により分離されており、上記縦煙道は頂部と底
部が開口すると同時に底部開口が頂部開口よりも実質的
に広いベンチュリー形をなして、金属炉部分底面からの
熱に曝された周囲空気を、煙道を通じて上方に加速しな
がら底部から頂部へと自由に通過させて並立金属炉部分
の相対向側面の冷却を生起させるようになっている。そ
して上記Ｕ字形連続金属炉部分が、金属炉の対向する端
部で、外側に隣接して間隔をおかれたＵ字形スリーブ部
材と、金属炉の対向する端部で上記各スリーブ部材と接
合したＵ字形クロージャー部材を具備してなり、金属炉
の対向する端部で水の形態である冷却液を受けるための
開口チャンネルを画成している。 （ｃ） 上記側部の上記外面に水滴スプレーを指向させ
て上記側部および底部の上記外面上に水層を形成させる
ために、上記金属炉部分の側部の外面に隣接して設けら
れた複数の水スプレーノズル。 （ｄ） 金属炉部分の上記第１および第２列の各々中に
端接触している炭素ボディからなるカラム。ただし、上
記カラムの各々は、Ｕ字形金属炉部分の内部に収容され
かつその内面により支持されている粒状熱絶縁媒体によ
り取り巻かれており、かつ上記カラムはパワーヘッドと
電気接触が保たれていて、電流が上記炭素ボディを通じ
て直列に流れ、ジュール効果による加熱によりそのよう
な炭素ボディが黒鉛に転換されるようになっている。 - 【請求項１６】下記（ａ）〜（ｄ）を具備してなる、炭
素ボディ類の黒鉛化炉。 （ａ） 非導電性固定ベースプラットホーム上に間隔を
おいて固定された複数の非導電性耐火リブ支持部材。た
だし、上記耐火リブ支持部材の各々は１対の並立頂部開
口Ｕ字形開き口を有し、この１対の開き口はそのような
耐火リブ支持部材のポスト形一体部分により上記ベース
プラットホームから間隔をおいて相互に分離されてお
り、上記複数の互いに間隔をおいた耐火リブ支持部材は
個々の整合したＵ字形開き口と平行に隣接して配列して
ある。 （ｂ） 電気絶縁された複数のＵ字形連続金属炉部分。
ただし、上記連続金属炉部分は、外面、内面、および隣
り合った耐火リブ支持部材間に伸長するベースプラット
ホームから間隔をおいた底面を、ならびに近接して横向
に隣合った相対向側面を有する並立連続金属炉部分の第
１および第２平行列を形成させるための、耐火リブ支持
部材のＵ字形開き口中に置かれた末端部を有しており、
上記並立連続金属炉部分はこの隣り合った耐火リブ支持
部材のポスト形部分、ベースプラットホームの１部およ
び上記耐火リブ支持部材中に置かれた並立Ｕ字形金属炉
部分の横向きに隣接して相対向する側面により形成され
た縦煙道により分離されており、上記縦煙道は頂部と底
部が開口すると同時に底部開口が頂部開口よりも実質的
に広いベンチュリー形をなして金属炉部分底面からの熱
に曝された周囲空気を、煙道を通じて上方に加速しなが
ら底部から頂部へと自由に通過させて並立金属炉部分の
相対向側面の冷却を生起させるようになっている。そし
て上記耐火リブ支持部材のＵ字形の開き口が、上記開き
口と実質的に共延在する溝と共に供され、Ｕ字形連続金
属炉部分が、そのような溝により分離された末端部を有
するＵ字形開き口と同様に組み合わさっており、複数の
隣接した個々の、あらかじめ形成された耐火性要素が、
そのような溝の中に、そのような溝から外側に伸張した
部分と共に、Ｕ字形開き口同様に組み合わされたＵ字形
連続金属炉部分の末端部の間に配置されている。 （ｃ） 上記側部の上記外面に水滴スプレーを指向させ
て上記側部および底部の上記外面上に水層を形成させる
ために、上記金属炉部分の側部の外面に隣接して設けら
れた複数の水スプレーノズル。 （ｄ） 金属炉部分の上記第１および第２列の各々中に
端接触している炭素ボディからなるカラム。ただし、上
記カラムの各々は、Ｕ字形金属炉部分の内部に収容され
かつその内面により支持されている粒状熱絶縁媒体によ
り取り巻かれており、かつ上記カラムはパワーヘッドと
電気接触が保たれていて、電流が上記炭素ボディを通じ
て直列に流れ、ジュール効果による加熱によりそのよう
な炭素ボディが黒鉛に転換されるようになっている。 - 【請求項１７】下記（ａ）〜（ｄ）を含んでなる、炭素
ボディの縦方向黒鉛化法。 （ａ） 非導電性固定ベースプラットホーム上に間隔を
おいて固定された複数の非導電性耐火リブ支持部材を設
ける。ただし、上記耐火リブ支持部材の各々は１対の並
立頂部開口Ｕ字形開き口を有し、この１対の開き口はこ
の耐火リブ支持部材のポスト形一体部分により上記ベー
スプラットホームから間隔をおいて相互に分離されてお
り、上記複数の互いに間隔をおいた耐火リブ支持部材は
個々の整合したＵ字形開き口と平行に隣接して配列して
ある。 （ｂ） 電気絶縁された複数のＵ字形連続金属炉部分を
設ける。ただし、上記連続金属炉部分は、外面、内面、
および隣り合った耐火リブ支持部材間に伸長するベース
プラットホームから間隔をおいた底面を、ならびに近接
して横向に隣合った相対向側面を有する並立連続金属炉
部分の第１および第２平行列を形成させるための、耐火
リブ支持部材のＵ字形開き口中に置かれた端部を、有し
ており、上記並立連続金属炉部分はこの隣り合った耐火
リブ支持部材のポスト形部分、ベースプラットホームの
１部および上記耐火リブ支持部材中に置かれた並立Ｕ字
形金属炉部分の横向きに隣接して相対向する側面により
形成された縦煙道により分離されており、上記縦煙道は
頂部と底部が開口すると同時に底部開口が頂部開口より
も実質的に広いベンチュリー形をなして、金属炉部分底
面からの熱に曝された周囲空気を、煙道を通じて上方に
加速しながら底部から頂部へと自由に通過させて並立金
属炉部分の相対向側面の冷却を生起させるようになって
いる。 （ｃ） 金属炉部分の上記第１および第２列の各々中に
端接触している炭素ボディからなるカラムを設ける。た
だし、上記カラムの各々は、Ｕ字形金属炉部分の内部に
収容されて、かつその内面により支持されている粒状熱
絶縁媒体により取り巻かれており、かつ上記カラムはパ
ワーヘッドと電気接触が保たれていて、電流が上記炭素
ボディを通じて直列に流れ、ジュール効果による加熱に
よりそのような炭素ボディが黒鉛に転換されるようにな
っている。 - 【請求項１８】下記（ａ）〜（ｄ）を含んでなる、炭素
ボディの縦方向黒鉛化法。 （ａ） 非導電性固定ベースプラットホーム上に間隔を
おいて固定された複数の非導電性耐火リブ支持部材を設
ける。ただし、上記耐火リブ支持部材の各々は１対の並
立頂部開口Ｕ字形開き口を有し、この１対の開き口はそ
のような耐火リブ支持部材のポスト形一体部分により上
記ベースプラットホームから間隔をおいて相互に分離さ
れており、上記複数の互いに間隔をおいた耐火リブ支持
部材が個々の整合したＵ字形開き口を正しくそろえて平
行に隣接して配列してある。 （ｂ） 電気絶縁された複数のＵ字形連続金属炉部分を
設ける。ただし、上記連続金属炉部分は、外面、内面、
および隣り合った耐火リブ支持部材間に伸長するベース
プラットホームから間隔をおいた底面を、ならびに密接
に横向に隣合った相対向側面を有する並立連続金属炉部
分の第１および第２平行列を形成させるための、耐火リ
ブ支持部材のＵ字形開き口中に置かれた端部を有してお
り、上記並立連続金属炉部分はこの隣り合った耐火リブ
支持部材のポスト形部分、ベースプラットホームの１部
および上記耐火リブ支持部材中に置かれた並立Ｕ字形金
属炉部分の横向きに隣接して相対向する側面により形成
された縦煙道により分離されており、上記縦煙道は頂部
と底部が開口すると同時に底部開口が頂部開口よりも実
質的に広いベンチュリー形をなして、金属炉部分底面か
らの熱に曝された周囲空気を、煙道を通じて上方に加速
しながら底部から頂部へと自由に通過させて並立金属炉
部分の相対向側面の冷却を生起させるようになってい
る。 （ｃ） 上記側部の上記外面に水滴スプレーを指向させ
て上記側部および底部の上記外面上に水層を形成させる
ために、上記金属炉部分の側部の外面に隣接して設けら
れた複数の水スプレーノズルを設ける。 （ｄ） 金属炉部分の上記第１および第２列の各々中に
端接触している炭素ボディからなるカラムを設ける。た
だし、上記カラムの各々は、Ｕ字形金属炉部分の内部に
収容されかつその内面により支持されている粒状熱絶縁
媒体により取り巻かれて、かつ上記カラムはパワーヘッ
ドと電気接触が保たれていて、電流が上記炭素ボディを
通じて直列に流れ、ジュール効果による加熱によりこの
ような炭素ボディが黒鉛に転換されるようになってい
る。 - 【請求項１９】下記（ａ）〜（ｄ）を含んでなる、炭素
ボディの縦方向黒鉛化法。 （ａ） 非導電性固定ベースプラットホーム上に間隔を
おいて固定された複数の非導電性耐火リブ支持部材を設
ける。ただし上記耐火リブ支持部材の各々は、上記ベー
スプラットホームから間隔をおいたＵ字形開き口を有し
上記複数の互いに間隔をおいた耐火リブ支持部材は個々
のＵ字形開き口を正しくそろえて配列してある。 （ｂ） 電気絶縁された複数のＵ字形連続金属炉部分を
設ける。ただし、上記連続金属炉部分が、内面、および
隣接した耐火リブ支持部材間に伸長するベースプラット
ホームから間隔をおいた底面、ならびに連続金属炉部分
の１列を形成させるための、耐火リブ支持部材のＵ字形
開き口中に置かれた末端部を有している。 （ｃ） 上記側部の上記外面に水滴スプレーを指向させ
て上記側部および底部の上記外面上に水層を形成させる
ために、上記金属炉部分の側部の外面に隣接して設けら
れた複数の水スプレーノズルを設ける。 （ｄ） 金属炉部分の上記第１および第２列の各々中に
端接触している炭素ボディからなるカラムを設ける。た
だし、上記カラムの各々は、Ｕ字形金属炉部分の内面部
に収容され、かつ内面により支持されている粒状熱絶縁
媒体により取り巻かれており、かつ上記カラムはパワー
ヘッドと電気接触が保たれていて、電流が上記炭素ボデ
ィを通じて直列に流れ、ジュール効果による加熱により
そのような炭素ボディが黒鉛に転換されるようになって
いる。
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