JPS5922359B2 - 電極取付構造体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は金属製錬用電気炉に使用される電極の取付構造
体に関するものであり、特に亜鉛蒸留製錬炉に黒鉛電極
を取付けるのに極めて適した電極取付構造体に関するも
のである。

従来、金属製錬業界においては金属製錬等のために諸々
の電気炉が使用されている。

電気炉は通常複数本の、特に亜鉛製錬にて使用される亜
鉛蒸留製錬炉（セントジヨセフ炉）は上部及び下部電極
として夫々六本の黒鉛電極を使用する。該電極は作業時
間経過と共に電極先端部から消耗する。電極の消耗が許
容範囲以上に進行すると、電流が、炉壁部を流れること
と、炉壁レンガ等を損耗し炉の寿命を著しく短くするこ
とになる。又電極の消耗による電極の位置変動を修正し
ない場合にはアーク又は電流通路が変動し、良好な操業
を達成し得ない。従つて、電気炉における電極の位置調
整は必須のものであり、一般には作業者が電極の消耗程
度を常時監視し、手作業にて各電極の位置調整を行なつ
ていた。

しかしながら、複数個の電極を炉内に押込んだり、炉内
から引抜くことにより行なう電極の調整作業は極めて煩
雑であり、迅速に短時間にて作業を終えるためには多く
の作業者を必要とした。又電極位置調整作業は極めて危
険であり、作業の度毎に炉の操業を中止せざるを得なか
つた。又、炉内に挿入される電極は、特に亜鉛蒸留製錬
炉等においては大型であり且つ炉内に突出した電極先端
部には炉内物の荷重がかかり、従つて電極の支持は強固
に行なうことが重要である。この為に、従来の電極取付
構造体は一般には複雑な構造とされる場合が多く、延い
ては人作業による電極位置調整作業を更に煩雑なものと
した。更に又、従来の電極取付構造体にあつては電極と
炉壁電極挿入口との間のシールは湿式方式が用いられて
いた。

該シール部は手作業による電極押込時に電極によつて損
傷を受け易く、シールの完全性が損なわれる。シールが
損傷すると炉内の金属蒸気その他の有毒ガスが外部へと
漏洩することとなり極めて危険であり、シール部の補修
及び保守は必須のことである。従来の装置においては、
頻繁なシール部の補修が余儀なくされた。このことは又
炉の操業中止を意味し好ましいことではない。さらに炉
内に空気を吸引することにより電極の酸化消耗を招き電
極折損の最も大きな原因となる。従つて、本発明の主た
る目的は、現在手作業にて行なわれている電極位置調整
作業を完全に機械化することにより省力化を図り且つ迅
速な調整作業を可能とした電極取付構造体を提供するこ
とである。

本発明の目的は、炉の操業を中断することなく安全に電
極の押込、引抜作業を遠隔作動にて行なうことのできる
電極取付構造体を提供することである。

本発明の他の目的は、炉に対する電極のシール部分を湿
式から乾式とすることにより電極押込時のシール部の補
修或は保守を無くすると共に、シール部を水冷ジヤケツ
ト構造として電極の昇温及び酸化を防止するようにした
電極取付構造体を提供することである。

次に、本発明に係る電極取付構造体の一実施態様につい
て図面に即して説明する。

図面には亜鉛蒸留製錬炉の上部電極のための取付構造体
に本発明を実施した態様が例示されている。

亜鉛蒸留製錬炉の上部電極は通常炉周辺に等間隔にて六
個設けられるが全て同一の構造とされるため一個の電極
についてのみ説明する。電極、即ち人造黒鉛電極２は亜
鉛蒸留製錬炉の炉壁４の電極挿入開口６を貫通して炉内
へと規定長さＬだけ挿入される。

開口６は電極２より相当大きくされる。開口６と電極２
との間の空隙をシールし且つ炉壁４に隣接した電極部分
の昇温及び酸化を防止するための密封冷却手段８が炉壁
開口６と該開口６に隣接した電極部分との間に配設され
る。密封冷却手段８は電極２を囲包して設けられた水冷
ジヤケツト１０を備える。該水冷ジヤケツト１０の炉壁
４に面した一端にはフランジパツキング１２が設けられ
、該フランジパツキング１２は電極を囲包し且つ炉壁４
の外面に密着して配置された不定形炉材１４に圧着され
る。水冷ジヤケツト１０の内周面と電極２との環状空間
には角形パツキング１６、丸形パツキング１８及びアス
ベストシート２０から成る乾式の３段シール構造とされ
る。水冷ジヤケツト１０の炉壁４から遠い方の他端には
乾式３段シール構造体と電極との摺動面に塵埃が進入す
るのを坊止し、さらに内部シール不良時の吹出し防止を
するために環状塵埃進入防止部材２２が取付具２４によ
つて取外し自在に取付けられる。水冷ジヤケツト１０は
炉上部に設けられた上部マンセル枠２６に固定フレーム
２８にて固着される。

又水冷ジヤケツト１０の外周面と炉壁外面との間にはス
テンレス銅製のエキスパンシヨン２９が設けられ、水冷
ジヤケツト１０と炉壁外面との可撓追従性を向上せしめ
る。上記の如き構成の密封冷却手段８により電極２は炉
壁開口６を貫通して炉内へと摺動案内され且つ炉壁開口
６に対しては完全に密封されているために該開口６を介
して炉内の気体等が外部に漏出するのが防止される。

又電極の炉壁近傍の高温になり易い部分は水冷方式によ
り冷却され、電極の昇温及び酸化も回避することができ
る。電極２は摺動自在に、実質的にクランプ手段によつ
て支持される。

該クランプ手段は、上部マンセル枠２６に固定された絶
縁架台２７に取付けたクランプ架台３０から成る。該ク
ランプ架台３０は互いに離間し且つ各々電極２を囲包し
て設けられた支持腕３２及び３４を具備する。支持腕３
２及び３４は電極２が貫通する孔３６及び３８を備え、
該孔と電極との間には電極２を摺動自在に支持するため
のライナ４０及び４２が設けられる。該ライナ４０及び
４２は好ましくは銅で作られ且つ両端面４０ａ，４０ｂ
及び４２ａ，４２ｂは、電極２の押込及び引抜時に起る
電極の欠け落ち、削れを防止するために面取りが施され
る。前記クランプ架台３０の両支持腕３２及び３４の間
に給電ホルダ４４が配置され、支持腕３２に取付けられ
る。

給電ホルダ４４は通常の構造のものであり、既設ストラ
ンドケーブル端子より給電される。該給電ホルダ４４に
ついて第４図を参照して簡単に説明すると、給電ホルダ
４４は電極２は囲包して設けられた給電ライナ４６を外
方より押圧するために一端にてピン４８に枢着された第
１及び第２押圧部材５０及び５２を具備する。第１押圧
部材５０は給電ライナ４６の長手方向両端部を概略半円
周領域にわたつて押圧する左右押え板５０ａ，５０ｂか
ら成り、該左右押え板５０ａ，５０ｂの一端がピン４８
に枢着され、該押え板の他端は横板５４によつて一体的
に連結される。同様に第２押圧部材５２も前記第１押圧
部材５０と対向配置されそして給電ライナ４６の長手方
向両端部を概略半円周領域にわたつて押圧する左右押え
板５２ａ，５２ｂから成り、該左右押え板５２ａ，５２
ｂの一端がピン４８に枢着され、該押え板の他端は横板
５６によつて一体的に連結される。第１及び第２押圧部
材５０及び５２の下端に設けた横板５４及び５６の間に
は引張ばね５８が取付けられる。引張ばね５８の一端は
直接横板５４に掛止されるが、他端は調整ねじ軸６０を
介して横板５６に取付けられる（第４図）。従つてねじ
軸６０をナツト６２によつて出し入れすることによつて
引張ばね５８の張力が調整され、従つて給電ホルダ４４
が電極２を保持する力が制御され、給電は一定圧力下に
て行なわれる。給電ホルダ４４への給電は給電ライナ４
６に一体的に連結された給電端子６４を介して行なわれ
る。又給電ホルダ４４は第２押圧部材５２に固着された
支持腕６６及び該支持腕６６に枢着された連結腕６８に
よつてクランプ架台３０の支持腕３２に枢着される。従
つて引張りばね５８を一方の押圧部材から外すことによ
り給電ホルダ４４は電極２から外方へと解放することが
可能である。前記給電ホルダ４４及びクランプ架台支持
腕３２に隣接して電極押込装置７０が配設される。

電極押込装置７０は電極把持手段７２及び押込手段７４
から成る。電極把持手段７２は、第３図に最もよく図示
されるように、第１及び第２把持ジヨー７６及び７８を
備える。

第１把持ジヨー７６は電極２の概略半円周領域に当接す
る内面を有し、一端は枢動軸８０に枢着される。第２把
持ジヨー７８は前記第１把持ジヨー７６に対向して配置
され、電極２の概略半円周領域に当接する内面を有し、
そして一端は枢動軸８０に枢着される。第１及び第２把
持ジヨー７６及び７８の他端は油圧シリンダ８２によつ
て相互に連結される。従つて油圧シリンダ８２が作動す
ると第１及び第２把持ジヨー７６及び７８は枢動軸を中
心として互いに離接して枢動し、電極２を把持したり又
は解放したりする。電極把持手段７２に隣接して押込手
段７４が設けられる。該押込手段はライナ８４を介して
電極２の周囲に摺動自在に設けられた環状フレーム８６
を備える（第１図）。該環状フレーム８６は電極把持手
段７２の枢動軸８０の突出部８０ａに一体的に取付けら
れる。環状フレーム８６にはその外周囲に適当に、例え
ば３ケ所にブラケツト８８が設けられる。該ブラケツト
８８と、クランプ架台支持腕３２に設けられたブラケツ
ト９０とは油圧シリンダ９２によつて連結される。従つ
て、油圧シリンダ９２が作動し第２図でＡ方向に移動す
ると、押込手段７４は、第２図に想像線で表わされるよ
うに番号７４′位置へと運動し、と同時に電極把持手段
７２も該押え手段７４に押されて想像線で表わされた番
号７７位置へと距離Ｓだけ運動することとなる。油圧シ
リンダ９２がＢ方向に作動すると、押込手段７４及び電
極把持手段７２は実線位置へと復帰して移動する。以上
の説明にて理解されるように、電極押込装置７０におい
て、電極把持手段７２は電極押込時に電極２を側面より
把持して押込力を電極に伝達する作用をなし、又押込手
段７４は押込力を電極把持手段７２に伝達する機能をな
す。

例示される実施態様において、押込手段７４は電極把持
手段７２に枢動軸８０にて連結されるに過ぎないが、更
に適当箇所にて押込手段７４と電極把持手段７２とを各
把持ジヨー７６及び７８が枢動軸８０のまわりにわずか
に揺動運動できるような態様で連結軸（図示せず）にて
連結することにより、押込手段７４の押込力を電極把持
手段７２の全周により等分に伝達するように構成するこ
ともできる。次に以上の如くに構成される本発明に係る
電極取付構造体を作動させる場合には、先ず電極把持・
手段７２の油圧シリンダ８２が作動し第１及び第２把持
ジヨー７６及び７８が電極２をしつかりと把持する。次
で油圧シリンダ９２が第２図でＡ方向に作動して押込手
段７４をもＡ方向に移動せしめる。該押込手段７４の運
動により電極把持手段７２もＡ方向に距離Ｓだけ移動す
る。この時電極把持手段７２は電極２をしつかりと把持
しているために電極２も密封冷却手段８のシール抵抗、
電極支持ライナ４０，４２の抵抗及び給電ホルダライナ
４６の抵抗に打ち勝つて炉内へと距離Ｓだけ押し込まれ
る。次に、電極把持手段の油圧シリンダ８２は原位置に
復帰し、第１及び第２把持ジヨー７６及び７８の電極把
持力はなくなる。電極２はシール部分及び諸々のライナ
との摩擦抵抗によりその場に保持される。押込手段の油
圧シリンダ９２が第２図でＢ方向に移動し原位置へと復
帰運動をする。これにより押込手段７４は電極２上を摺
動して原位置へと戻り、同時に電極把持手段７２も原位
置へと復帰し電極押込作動の一サイクルが完了する。該
サイクルを所望回数行なうことにより電極は炉内に所望
長さだけ挿入される。電極２を炉内から引抜く場合には
、電極把持手段７２の油圧シリンダ８２の作動を押込作
動の場合と逆にすることにより達成することができる。
即ち、電極把持手段７２が第２図でＢ方向に移動すると
き油圧シリンダ８２を作動させ、把持ジヨー７６及び７
８が電極をしつかりと把持し、電極把持手段７２がＡ方
向に移動するとき油圧シリンダ８２の作動を停止し把持
ジヨー７６及び７８の電極把持力をなくするようにする
。電極取付構造体を複数個備えた例えば亜鉛蒸留製錬炉
においては、各電極構造体は各々独立して製御されるが
、所望に応じて各電極構造体を同時に作動するべく油圧
回路を構成することも可能である。

本発明に係る電極取付構造体は以上の如くに構成されそ
して作用するので、電極の支持を強固に行なうことがで
き、又電極の押込及び引抜作業を人手を要さず正確に且
つ遠隔操作にて行なうことができ、更に電極シール部の
補修の必要をなくし且つ電極の昇温及び酸化を防止する
ことができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電極取付構造体の概略断面図であ
る。 第２図は第１図の電極取付構造体の正面図である。第３
図は第２図の線一にみた電極把持手段の断面図である。
第４図は第２図の線−にみた給電ホルダの断面図である
。２：電極、４：炉壁、６：炉壁電極挿入開口、８：密
封冷却手段、１０：水冷ジヤケツト、１６，１８，２０
：乾式シール構造体、４４：給電ホルダ、３０：クラン
プ架台、３２，３４：支持腕、４０，４２：銅ライナ、
７０：電極押込装置、７２：電極把持手段、７４：押込
手段、７６，７８：把持ジヨ一、８０：枢着軸、８２：
油圧シリンダ、９２：往復運動油圧シリンダ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一端部が炉壁の電極挿入開口を貫通して炉内へと挿
   入された電極を摺動自在に、実質的に支持するクランプ
   手段と；前記電極を炉内へと選択的に押込むための電極
   押込装置と；を具備し、前記電極押込装置は、（ａ）前
   記電極を囲包しそして把持するために、一端が共通の軸
   に枢着された第１及び第２把持ジヨーと、前記第１及び
   第２把持ジョーの他端に連結され、該第１及び第２把持
   ジョーの電極把持作動を選択的に行なうための駆動手段
   とを有した電極把持手段と；（ｂ）前記電極把持手段に
   隣接して設けられそして該電極把持手段に連結された押
   込手段と、前記押込手段を電極に沿つて往復運動させ、
   従つて前記電極把持手段を往復運動せしめるための駆動
   手段とを有した往復運動駆動手段と；を有すること特徴
   とする電極取付構造体。 ２ クランプ手段は、電極の運動を可能とするようにし
   て該電極を囲包して設置された支持腕を備えたクランプ
   架台から成り、押込手段は、前記電極を囲包し且つ該電
   極に対し摺動自在に設けられた環状フレームであり、押
   込手段を駆動する駆動手段は、一端が前記環状フレーム
   に接続され、他端は前記支持腕に取付けられた油圧シリ
   ンダである特許請求の範囲第１項記載の電極取付構造体
   。 ３ 電極把持手段の駆動手段は油圧シリンダである特許
   請求の範囲第２項記載の電極取付構造体。 ４ 一端部が炉壁の電極挿入開口を貫通して炉内へと挿
   入された電極を摺動自在に、実質的に支持するクランプ
   手段と；前記電極を炉内へと選択的に押込むための電極
   押込装置と；前記炉壁電極挿入開口に隣接し且つ前記電
   極を囲包して設けられた乾式密封水冷冷却手段と；を具
   備することを特徴とする電極取付構造体。 ５ 電極押込装置は、 （ａ）電極を囲包しそして把持するために、一端が共通
   の軸に枢着された第１及び第２把持ジョーと、前記第１
   及び第２把持ジョーの他端に連結され、該第１及び第２
   把持ジョーの電極把持作動を選択的に行なうための駆動
   手段とを有した電極把持手段と；（ｂ）前記電極把持手
   段に隣接して設けられそして該電極把持手段に連結され
   た押込手段と、前記押込手段を電極に沿つて往復運動さ
   せ、従つて前記電極把持手段を往復運動せしめるための
   駆動手段とを有した往復運動駆動手段と；を有して成る
   特許請求の範囲第４項記載の電極取付構造体。 ６ クランプ手段は、電極の運動を可能とするようにし
   て該電極を囲包して設置された支持腕を備えたクランプ
   架台から成り、押込手段は、前記電極を囲包し且つ該電
   極に対し摺動自在に設けられた環状フレームであり、押
   込手段を駆動する駆動手段は、一端が前記環状フレーム
   に接続され、他端は前記支持腕に取付けられた油圧シリ
   ンダである特許請求の範囲第５項記載の電極取付構造体
   。 ７ 電極把持手段の駆動手段は油圧シリンダである特許
   請求の範囲第６項記載の電極取付構造体。 ８ 乾式密封水冷冷却手段は電極を囲包して設けられた
   水冷ジャケット、該水冷ジャケットと電極とにより形成
   された環状空間に設けられた乾式バッキングとから成る
   特許請求の範囲第４項記載の電極取付構造体。 ９ 乾式パッキングは角形、丸形アスベスト及びアスベ
   ストシートの乾式３段シール構造体とされる特許請求の
   範囲第８項記載の電極取付構造体。 １０ 水冷ジャケットの外周面と炉壁との間にステンレ
   ス鋼製のエキスパンシヨンが配設されて成る特許請求の
   範囲第８項記載の電極取付構造体。