JPH0922777A - 電極継手の緩みを防止するための固着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電極継手の緩みを防止するための固着装置を
提供する。 【解決手段】 ニップル３０を介して互いに隣接し連結
される上部電極部分１０、下部電極部分２０からなる電
極継手に固定ピン１５０が設けられている。固定ピン１
５０は、上部電極部分１０の通路１００内にペースト１
５４により解放可能に保持されている。電気アーク炉が
稼働し、温度が上昇した場合、ペースト１５４は固定ピ
ン１５０を解放し、固定ピン１５０は下部電極部分２０
に形成された溝１２０に係合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、互いに隣接し炭素
（黒鉛を含む）からなる上部電極部分および下部電極部
分を連結する、ネジが切られたニップルにより形成され
た電極継手を確実なものとするための固着装置に係り、
電気アーク炉に使用するための長手方向に延びる柱状電
極を提供するものである。

【０００２】とりわけ、本発明は、テーパが付けられた
炭素（黒鉛を含む）製の固定ピンを有し、この固定ピン
が下部電極部分内の溝に部分的に沈み込めるように上部
電極部分内に解放可能に配置され、これにより上部電極
部分および下部電極部分間のネジ締結が緩まないように
互いに固定されるようになっている電極継手の締結装置
に関する。

【０００３】

【従来の技術】一般的な炭素電極の技術分野の技術水準
において、垂直方向を向いてその長手方向が同軸的に一
直線上に配置された互いに隣接する一対の電極部分はネ
ジが切られた黒鉛製のニップルにより連結されている。
このニップルは、各電極部分を相互に回転させることに
より、ネジが切られ互いに対向する対応する各電極部分
に形成されたソケットに捩じ込まれ、その結果、垂直方
向に配置された電極部分の互いに相対する突合せ面が隣
接し接触するようになる。電極部分は炉の運転に従って
消耗してゆくため、炉の作動が継続できるように新しい
電極部分が同様の方法で直列に連結される。すなわち、
（電極部分からなる）柱の下側端面が炉中で消耗し、炉
の作動を維持するため、柱全体が下方に下げられ、かつ
消耗した柱を補充するため電極部分が柱の頂部に連結さ
れる。

【０００４】しかしながら、電極部分がネジの緩み方向
に回転することによりネジ締結された継手が緩むことが
ある。この緩みは、電気抵抗の増加につながり、また機
械的な故障、すなわちネジが切られたニップルの破壊に
つながり、これにより電気炉の操業を停止しなければな
らなくなる。

【０００５】初期からこの技術分野において、この問題
に対処するため水平方向に配置された電極部分に関する
努力がされてきており、米国特許第１，５７２，５３４
号（ヒンクレー）に開示されている。ヒンクレー特許に
は、電極部分に押し込まれ、継手の緩みを防止するため
のキーとして作用する様々な刃形状の金属製の用具が記
載されている。しかし、最近の電気アーク炉の温度環境
のため、金属製のキーは溶けてしまい作用しなくなる。
電極継手が高温の電極アークに接近しているためであ
る。また、米国特許第４，８１３，８０５号（ダガタ）
には、上部電極部分と下部電極部分との間に延在しコー
クスピッチにより所定位置に保持された釘を使用する旨
開示されている。

【０００６】連結された炭素（黒鉛を含む）製の電極部
分および／またはニップルが緩み、堅固な接触が確保さ
れない場合、ネジが切られたニップル継手の破壊が必ず
発生する。炉の操業中のこのような電極部分を観察し、
ニップル継手において、破損したネジが切られた電極部
分を数多く研究した結果、緩み、すなわちネジ継手の回
転と、これによりもたらされる炉の作動中の電極部分の
相互の動きにより、連結された電極部分が分離してしま
うことが判明した。このような状態になると継手の破損
にしばしばつながる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従って本発明の目的
は、継手の破損を防止するために、炭素（黒鉛を含む）
製の電極部分用のネジが切られた継手を安定した状態に
確実に維持するための手段を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的および他の目的
は、下方に向かってテーパが付けられた炭素（黒鉛を含
む）製の固定ピンを、下部電極部分内の溝形状を有する
通路上に配置された上部電極部分の通路内に設けること
により達成される。この固定ピンは上部電極部分の通路
内に解放可能に保持されている。固定ピンが解放された
場合、固定ピンは通路内を下方に向かって滑り落ち、そ
の一部が下部電極部分内の溝に達し、固定ピンは溝内に
クサビ止めされ、上部および下部電極部分のネジ締結の
緩みを抑制する。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図１乃至図７は本発明の一
実施の形態を示す図である。

【００１０】図１は、炭素または黒鉛製の上部電極部分
１０と下部電極部分２０とを結合するための、通常の炭
素または黒鉛製の電極継手の配置を示している。対向し
て配置された上部電極部分１０および下部電極部分２０
は、同軸的に一直線上に配置されるとともにネジが切ら
れたニップル３０によりネジ締結されており、これによ
り横断方向の環状の突合せ面４０、５０の間に形成され
た接触界面３５において隣接するようになっている。ま
た、上部電極部分１０および下部電極部分２０はそれぞ
れ、ネジが切られたソケット６０、７０を有しており、
これらのソケット６０、７０の長手方向の軸７５、８５
は図１に示すように一致している。また、ソケット６
０、７０の長手方向の軸７５、８５は、図１に示すよう
に２方向にテーパーが付けられたネジが切られたニップ
ル３０の中心の長手方向の軸９５とも一致している。

【００１１】炉が作動している間、ネジが切られたニッ
プル３０および対向する電極部分１０、２０からなる継
手が緩んだり電極部分１０、２０が破壊してしまうよう
な応力が発生する。このような状態は、電極継手の機械
的な故障、すなわち破壊をもたらす応力発生の重大な一
因となる。

【００１２】図１、図３（ａ），図３（ｂ）および図３
（ｃ）を参照すれば、この問題は上部電極部分１０に長
手方向に延びる通路１００を設けることにより回避する
ことができる。通路１００は上部電極部分１０の環状の
突合せ面５０に形成された開口１１０から上方に向かっ
て延びている。通路１００は、図３（ｂ）において７６
により示すように、長手方向の軸７５と上部電極部分１
０の外表面１１５との間の放射方向の距離の略１／４〜
３／４の位置に設けるのが適切である。また、溝１２０
が、下部電極部分２０の環状の突合せ面４０に設けられ
ており、この溝１２０は前述した上部電極部分１０の通
路１００の下方に配置されている。

【００１３】ニップル３０およびソケット７０のネジ部
の形状寸法は、国際的に遵守されている規格であるＮＥ
ＭＡ（米国電機製造者協会）規格公報ＣＧ１−１９９３
（ＮＥＭＡ ＳＴＡＮＤＡＲＤＳ ＰＵＢＬＩＣＡＴＩ
ＯＮ ＣＧ１−１９９３）に準拠しており、図２に示さ
れているようなものである。これにより、図３（ａ）示
されたソケット６０のネジ端部１３０を、突合せ面４０
上の円弧部分１４０に示された位置と一致させ、図３
（ｂ）示されたソケット７０のネジ端部１３２を、突合
せ面５０上の通路１００、１４２に示された位置と一致
させれば、溝１２０の上方に通路１００を常に配置する
ことが可能となる。ニップル３０を上側のソケット６０
にねじ込み、次いで下側のソケット７０にねじ込むこと
により、位置１４０、１４２が一列に並び、図５に示す
ように、通路１００が溝１２０の一部分の上方に位置す
るようになる。

【００１４】図４、図５、図６（ａ）、図６（ｂ）とと
もに図１をさらに参照すると、炭素製（黒鉛を含む）の
長く延びた固定ピン１５０が、上部電極部分１０の通路
１００内に配置されている。固定ピン１５０のうち上側
の直線形状側面部分１５２は通路１００内に挿着されて
おり、固定ピン１５０は通路１００内で、温度に反応す
る材料（温度反応部材）により解放可能な状態で保持さ
れている。温度に反応する材料は、例えばワックスまた
はペースト１５４からなり、ワックスまたはペースト１
５４は、電気炉が稼働し接続された電極部分１０、２０
に電流が伝わった場合に固定ピン１５０を解放するよう
になっている。

【００１５】また、固定ピン１５０を解放可能に保持す
る機械的手段として、図７に示すようなピンを使用して
もよい。この場合、金属製のピン２０２が、上部電極部
分１０に形成された穴２０４および固定ピン１５０の穴
２０６を通過し、上部電極部分１０に形成された通路２
０８と摩擦係合している。金属製のピン２０２のハンド
ル２１０を引張れば、金属製のピン２０２は通路２０８
および穴２０６から除去され、固定ピン１５０が解放さ
れる。固定ピン１５０が解放されれば、固定ピン１５０
の直線形状側面を有する部分１５２は挿着された通路１
００に導かれ、固定ピン１５０が下方に向かって滑り落
ちてゆく。

【００１６】固定ピン１５０の下側の部分１５６は、下
方に向かって先細となっており、固定ピン１５０の下側
の先細形状部分１５６が下方の溝１２０の下方に向かっ
てすぼまった側壁１６０、１６２にぴったりと組合わさ
れクサビ止めされたとき、固定ピン１５０は溝１２０に
寄掛かる。これにより固定ピン１５０はその一部が溝１
２０内に位置し、また一部が通路１００内に位置するよ
うになる。

【００１７】また、図３（ａ）に示すように、溝１２０
は湾曲しており、かつ図中１６６に示すように下部電極
部分２０の長手方向の軸８５から放射方向に対して等し
い距離に位置している。また、溝１２０は、その側面１
６０、１６２において、下方に向かってすぼまっており
（先細となっており）、これにより固定ピン１５０の下
側部分１５６の先細形状に対応するようになっている。
溝１２０の幅ｗは、いずれの部位においても、固定ピン
１５０の直線形状側面部分１５２の幅１７０（図４参
照）より小さくなっており、また、溝１２０の幅ｗは、
下部電極部分のネジの緩み回転方向（図３（ａ）（ｃ）
において矢印１７５で示される方向）に向かって減少し
ている。従って、固定ピン１５０が解放されれば、固定
ピン１５０の先細形状部分１５６が、溝１２０のテーパ
が付けられ先細となった側壁１６０、１６２にクサビ止
めされる。また、万一、電極部分１０、２０のネジ締結
がわずかに緩んだ場合には、図６において１７８で示さ
れるように、固定ピン１５０の上側部分１５２は近接す
る通路１００の側壁１０３に当接する。

【００１８】通路１００´が溝１２０のうちより幅広の
部分の上に位置する場合には、固定ピン１５０´は、図
６に示すように、より低い位置までまで食い込む。この
場合、溝１２０を極めて高精度に配置する必要が無いよ
うに、溝１２０はその長手方向において湾曲し十分長い
全長を有している。図３（ａ）において円弧部分１４０
に示される溝１２０の長さは、通路１００の直径４７
（図６（ａ）参照）の３倍から１０倍とするのが適当で
あり、また溝１２０の深さ１０２は、固定ピン１５０の
先細形状部分１５６の長さ１０７より１０％から２０％
大きくするのが適当である。そうすれば固定ピン１５０
の底部１８０は溝１２０の底部１８５より上方に位置す
る。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電極部分の緩み方向への回転が防止されるため、ねじ締
結の緩みに起因した継手の破損を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示す図であって、接続
された電極部分を示す部分断面図。

【図２】図１に示す接続された電極部分の垂直方向断面
を示す分解組立図。

【図３】図１に示す接続された電極部分の環状の突合せ
面を示す平面図。

【図４】本発明の噛み合わせ配置の詳細を示す部分断面
図。

【図５】図４における５−５に沿った底面図。

【図６】本発明の噛み合わせ配置のさらなる詳細を示す
図。

【図７】固定ピンの保持方法の変形例を示す図。

【符号の説明】

１０ 上部電極部分 ２０ 下部電極部分 ３０ ニップル ４０、５０ 突合せ面 ６０、７０ ソケット ７５ （上部電極部分の）長手方向の軸 ８５ （下部電極部分の）長手方向の軸 １００ 通路 １１０ 開口 １２０ 溝（溝形状通路） １５０ 固定ピン １５２ 直線側面形状部分 １５４ 温度反応部材（保持手段） １５６ 先細形状部分 ２０２ ピン

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】垂直方向を向いてその長手方向が同軸的に
   一直線上に配置された互いに隣接する上部電極部分と下
   部電極部分であって、この上部電極部分と下部電極部分
   の各々が、その長手方向の軸を横切る方向の環状の突合
   せ面と、前記環状の突合せ面内に設けられるとともにネ
   ジが切られたソケットと、を有する上部電極部分と下部
   電極部分と、 その長手方向が前記上部電極部分および下部電極部分と
   同軸的に一直線上に配置されるとともにネジが切られた
   ニップルであって、このニップルは前記各々の電極部分
   をネジの締付方向に回転させることにより、前記各々の
   電極部分を互いに隣接させ環状の接触界面を形成するよ
   うに接続するニップルと、を有する炭素電極継手におけ
   る固着装置において、 前記上部電極部分内に設けられ、前記上部電極部分の環
   状の突合せ面内に形成された開口から延在するととも
   に、前記上部電極部分の長手方向の軸と平行にかつ前記
   上部電極部分の長手方向の軸から所定の距離をおいて配
   置された通路と、 前記上部電極部分の前記通路に配置され、前記通路に対
   して摺動自在に係合する幅を有する上側の直線側面形状
   部分と、下側の下方に向かって先細となる先細形状部分
   とを有する先細形状の炭素製の固定ピンと、 前記固定ピンを前記上部電極部分の前記通路内で解放可
   能に保持する手段と、 前記下部電極部分内に設けられ、前記下部電極部分の環
   状の突合せ面内に形成された開口から延びる溝形状を有
   するとともに、前記固定ピンの直線側面形状部分の幅よ
   り小さい幅を有する溝形状通路と、を備え、 前記開口の少くとも一部は、前記上部電極部分の環状の
   突合せ面内に形成された前記溝形状形通路の開口の直下
   部に配置され、 前記溝形状通路は、前記下部電極部分の長手方向の軸か
   ら放射方向に等しい距離をおいて延在し、 前記下部電極部分の環状の突合せ面内の前記溝形状通路
   の開口の幅は、前記下部電極部分のネジの緩み回転方向
   に向かって減少し、かつ前記溝形状通路は、前記固定ピ
   ンが解放された場合に備えて前記固定ピンの先細形状部
   分の形状に対応して深さ方向に向かって先細形状とな
   り、 前記固定ピンの下方へ先細となる先細形状部分が前記溝
   形状通路に入り、かつ前記固定ピンの先細形状部分が前
   記溝形状通路の先細形状部分に係合することを特徴とす
   る固着装置。
2. 【請求項２】前記固定ピンは、電気アーク炉が稼働し、
   前記上部電極部分および前記下部電極部分に電流が流れ
   た場合に前記固定ピンを解放する温度反応部材により前
   記通路内に解放可能に保持されていること特徴とする、
   請求項１記載の固着装置。
3. 【請求項３】前記固定ピンは、前記上部電極部分および
   固定ピンを通過する除去自在のピンにより前記通路内に
   解放可能に保持されていること特徴とする、請求項１記
   載の固着装置。
4. 【請求項４】前記溝形状通路の深さは、前記固定ピンの
   先細形状部分の長さより１０％ないし２０％大きくなっ
   ていることを特徴とする、請求項１記載の固着装置。