專利名稱：一種電極聯(lián)結(jié)接頭和一種石墨電極聯(lián)結(jié)組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及冶煉行業(yè)的電極連接結(jié)構(gòu)，特別涉及一種電極聯(lián)結(jié)接頭 和一種石墨電極聯(lián)結(jié)組件。
背景技術(shù)：
目前在冶煉行業(yè)廣泛采用石墨電極作為導(dǎo)電元件，如電弧爐、LF鋼包精 煉爐、電熔鎂冶煉爐等。通常，這些冶煉爐都采用實心石墨電極，但近年來， 隨著冶煉技術(shù)的發(fā)展，人們開始研制在這些冶煉爐上使用的空心石墨電極來 代替?zhèn)鹘y(tǒng)的實心石墨電極的技術(shù)，并開始利用這些石墨電極的中空管路向爐 內(nèi)噴吹氣體或利用氣體進(jìn)行物質(zhì)噴吹。
1956年，Schwabe W E首先在15t、 70t和130t電弧爐上進(jìn)行了采用中
空電極的試驗，獲得了更穩(wěn)定的電弧，還表現(xiàn)出降低電弧閃爍的趨勢。后來， 他又發(fā)明了通過電極中心孔內(nèi)導(dǎo)入氣體或固體物質(zhì)來使電弧更穩(wěn)定而且降低 電極消耗的方法。Charles J A在一個45kg雙電極的直接電弧爐中采用一個 內(nèi)孔直徑為13mm、電極直徑為65mm的中空電極噴吹氬氣，結(jié)果使電爐熔化 時間節(jié)約22%，電能消耗下降13%。 Maddever W J等在實驗室和Dofasco的 3t三相直接電弧爐上研究了通過電極孔噴吹氬氣等氣體對電弧功率的影響， 發(fā)現(xiàn)噴吹氬氣后電弧電壓呈正弦規(guī)律變化，采用氣體噴吹可以使電極壽命延 長超過50%,年電極消耗降低14%。中空電極可以提供更穩(wěn)定的電弧，提高耐 材壽命，提供更好的電能利用水平，但是電極消耗的結(jié)果卻出現(xiàn)了不同的研 究結(jié)果。在某些情況下消耗增加，有些情況減少或不變。
國內(nèi)范光前等人申請了通過中心開孔的石墨電極通入氬氣或其他氣體形 成電弧的直流鋼包爐的專利(ZL97121807.2)。胡志高對在實驗室和0. 3t的 熔煉爐上噴吹N2-Ar-(V混合氣體形成的等離子電弧對含氮的鉻錳鎳合金和不 銹鋼中氮的行為進(jìn)行了研究。羅廷和申請了通過石墨電極孔噴吹氬氣的交流 等離子鋼包爐的專利(ZL02278125.0)，并對直流氬等離子弧感應(yīng)爐中用等離子體促進(jìn)釩和錳在鐵渣間的還原及用合金元素Mn02和V20s對鐵液和鋼液進(jìn)行 還原合金化的研究，并提出用經(jīng)裂化的焦?fàn)t煤氣或石油液化氣代替氬氣作為 等離子體載體，從而獲得還原性等離子體，以保證還原合金化過程所需要的 還原性氣氛的觀點，但目前經(jīng)文獻(xiàn)檢索未査到其后續(xù)的研究文獻(xiàn)。
為促進(jìn)中空石墨電極在電弧爐、LF鋼包精煉爐等領(lǐng)域應(yīng)用，保證中空石 墨電極與供氣管路的聯(lián)結(jié)，并將與石墨電極連接的爐內(nèi)供電電路與供氣系統(tǒng) 絕緣，有必要研制一種中空石墨電極供氣聯(lián)結(jié)件，以解決中空石墨電極與供 氣之間連接用的聯(lián)結(jié)件。
在電弧爐、LF鋼包精煉爐的使用過程中，石墨電極都是連續(xù)使用，即當(dāng) 舊電極長度消耗到一定程度時，需要采用電極聯(lián)結(jié)接頭，使新電極和舊電極 聯(lián)結(jié)起來保證總電極長度，以更充分地利用舊電極的剩余部分。這樣就可以 減少電極的浪費，從而節(jié)約生產(chǎn)成本。目前，傳統(tǒng)使用的電極接頭是實心接 頭，由于很多冶煉裝備上開始使用中空石墨電極，為了保證兩根相鄰中空電 極間的管路暢通，無法用傳統(tǒng)電極接頭進(jìn)行聯(lián)結(jié)。
綜上可知，現(xiàn)有技術(shù)的缺陷在于使用不方便，不能靈活的替換中空電 極，造成材料浪費，必需研制一種結(jié)構(gòu)簡單、使用方便的電極連接結(jié)構(gòu)來滿 足生產(chǎn)中的使用需要。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種電極聯(lián)結(jié)接頭和一種石墨電極 聯(lián)結(jié)組件，它能夠?qū)崿F(xiàn)中空石墨電極與供氣管路的連接，能夠滿足中空石墨 電極的連續(xù)操作。
為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種電極聯(lián)結(jié)接頭，其特征在 于所述電極聯(lián)結(jié)接頭沿其長度方向為中空管狀，且具有雙頭外螺紋。
優(yōu)選地，所述電極聯(lián)結(jié)接頭為中間鼓、兩端窄的雙圓臺結(jié)構(gòu)。
本實用新型還提供了一種石墨電極聯(lián)結(jié)組件，包括至少二個石墨電極， 其特征在于還包括至少一個電極聯(lián)結(jié)接頭，所述電極聯(lián)結(jié)接頭沿其長度方 向為中空管狀，且具有雙頭外螺紋；石墨電極端部設(shè)有與電極聯(lián)結(jié)接頭相匹 配的螺紋孔，電極聯(lián)結(jié)接頭分別與依次連接的兩個石墨電極上的螺紋孔連接。
優(yōu)選地，所述電極聯(lián)結(jié)接頭為中間鼓、兩端窄的雙圓臺結(jié)構(gòu)。
4優(yōu)選地，所述石墨電極為中空石墨電極。
優(yōu)選地，還包括一中空供氣聯(lián)結(jié)件，所述中空供氣聯(lián)結(jié)件下端固定連接 在第一個中空石墨電極頂部，上端設(shè)有中空絕緣端頭。
優(yōu)選地，所述中空供氣聯(lián)結(jié)件具有外螺紋，該外螺紋與第一個中空石墨 電極頂部所設(shè)的螺紋孔嚙合。
優(yōu)選地，所述電極聯(lián)結(jié)接頭、中空絕緣端頭以及中空石墨電極四者的中 心孔同心同徑。
優(yōu)選地，所述電極聯(lián)結(jié)接頭連接實心石墨電極時，電極聯(lián)結(jié)接頭的中心
孔直徑為實心石墨電極直徑的1/50 3/5。
本實用新型由于改進(jìn)了結(jié)構(gòu)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點-
1) 采用電極聯(lián)結(jié)接頭；接頭兩端為圓臺型，圓臺周圍的螺紋構(gòu)成階梯型 結(jié)構(gòu)。電極內(nèi)部氣體向外泄漏或外部氣體進(jìn)入的路徑增加，氣體通過螺紋部 位的運行阻力增大，這樣不僅使本接頭具有更好的氣密性，而且由于外部氣 體向螺紋內(nèi)進(jìn)入量的減少，螺紋氧化量降低，使電極接頭松動情況減輕，電 極消耗下降。此外，該接頭既可以用于聯(lián)結(jié)普通石墨電極，又可以用于聯(lián)結(jié) 中空石墨電極，保證了石墨電極的連續(xù)使用。
2) 采用了供氣聯(lián)結(jié)件；能使石墨電極與供氣管路連接，確保噴吹管路暢 通，同時將石墨電極上的電路與供氣管路絕緣。當(dāng)供氣聯(lián)結(jié)件聯(lián)結(jié)中空電極 時，實現(xiàn)向中空石墨電極的連續(xù)供氣或噴吹操作。


此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的 一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu) 成對本實用新型的不當(dāng)限定。
在附圖中
圖1為本實用新型的電極聯(lián)結(jié)接頭示意圖。
圖2為本實用新型連接兩根實心石墨電極的示意圖。
圖3為本實用新型連接兩根中空石墨電極的示意圖。
圖4為本實用新型與兩根中空石墨電極構(gòu)成噴吹氣路的示意圖。圖5為本實用新型與三根中空石墨電極構(gòu)成噴吹氣路的示意圖。 附圖標(biāo)號-中空絕緣端頭 [2]中空供氣聯(lián)結(jié)件 [3]中空石墨電極第一個中空石墨電極[4]電極聯(lián)結(jié)接頭 [5]實心石墨電極
具體實施方式
以下結(jié)合附圖1-5來介紹本實用新型的較佳實施方式
如圖1所示，電極聯(lián)結(jié)接頭4沿其長度方向為中空管狀，且中間鼓、兩
端窄的雙圓臺結(jié)構(gòu)，圓臺外圍設(shè)置階梯型螺紋。
如圖2、 3所示，在電弧爐、LF鋼包精煉爐的使用過程中，石墨電極都 是連續(xù)使用，即當(dāng)舊電極長度消耗到一定程度時，需要采用電極聯(lián)結(jié)接頭4， 使新電極和舊電極聯(lián)結(jié)起來保證總電極長度，以更充分地利用舊電極的剩余 部分，這樣就可以減少電極的浪費。
如圖2所示，電極聯(lián)結(jié)接頭4通過雙頭外螺紋，分別與上下兩根實心石 墨電極5的端頭連接。實心石墨電極5的端頭的內(nèi)螺紋與電極聯(lián)結(jié)接頭4的 外螺紋嚙合，防止電極聯(lián)結(jié)接頭4松動。當(dāng)電極聯(lián)結(jié)接頭4連接實心石墨電 極時，電極聯(lián)結(jié)接頭4的內(nèi)孔的直徑大小為實心石墨電極直徑的1/50 3/5。
如圖3所示，電極聯(lián)結(jié)接頭4通過雙頭外螺紋，分別與上下兩根中空石 墨電極3的端頭連接。中空石墨電極3的端頭的內(nèi)螺紋與電極聯(lián)結(jié)接頭4的 外螺紋嚙合，防止電極聯(lián)結(jié)接頭4松動。電極聯(lián)結(jié)接頭4與上下兩根中空石 墨電極3三者的中心孔同心同徑，以此保證兩根相鄰中空石墨電極3間的氣 路暢通。
如圖4所示，在電極聯(lián)結(jié)接頭4上下螺紋連接兩根中空石墨電極后，在 第一個中空石墨電極31的頂部設(shè)置中空供氣聯(lián)結(jié)件2，形成局部通氣管路。 中空供氣聯(lián)結(jié)件2呈中空螺栓型，其上部為中空肩臺，中空肩臺的中央設(shè)有 采用絕緣材料制成的中空絕緣端頭1;其下部為中空圓柱體，環(huán)繞圓柱體外 壁設(shè)有外螺紋。中空供氣聯(lián)結(jié)件2的絕緣端頭1、中空肩臺和中空圓柱體三 者的中心孔同心同徑。第一個中空石墨電極31上端設(shè)有帶內(nèi)螺紋的圓柱型空 槽，其螺紋與中空供氣聯(lián)結(jié)件2的外螺紋完全嚙合，中空供氣聯(lián)結(jié)件2的肩臺壓蓋在第一個中空石墨電極31的上端。第一個中空石墨電極31的中心孔 與中空供氣聯(lián)結(jié)件2的中心孔同心；中空供氣聯(lián)結(jié)件2的中心孔的內(nèi)徑小于 等于第一個中空石墨電極31的中心孔，故而中空絕緣端頭1連接供氣管路后， 整個通氣管路的氣路暢通，同時將石墨電極上的電路與供氣管路絕緣。顯而 易見，這種供氣管路使用方便、簡潔，可以實現(xiàn)向第一個中空石墨電極31 的連續(xù)供氣或噴吹的操作。
如圖5所示，在連接電極聯(lián)結(jié)接頭4、中空供氣聯(lián)結(jié)件2、中空石墨電 極3形成供氣管路的基礎(chǔ)上，還可以通過電極聯(lián)結(jié)接頭4來繼續(xù)連接中空石 墨電極3，增加整個供氣管路的長度，更好應(yīng)對實際使用中的各種情況。其 中，每增加一根中空石墨電極3就必須使用一個電極聯(lián)結(jié)接頭4，且需保證 所有中空石墨電極3同心，新增加的中空石墨電極3的內(nèi)徑大于等于上一中 空石墨電極3。
實施例1
在一個電熔鎂冶煉爐上使用的是外徑為350mm、內(nèi)孔為18mm的第一中空 石墨電極31，其電極端部內(nèi)螺紋直徑為150腿，長度為150mm。為了聯(lián)結(jié)石 墨電極和供氣管路，采用的中空電極供氣聯(lián)結(jié)件2與第一中空石墨電極31 端部嚙合的外螺紋直徑為150mm，長度為150mm，中空電極供氣聯(lián)結(jié)件2的內(nèi) 孔直徑為18mm。通過旋轉(zhuǎn)中空電極供氣聯(lián)結(jié)件2，將螺紋擰緊，使中空電極 供氣聯(lián)結(jié)件2與第一中空石墨電極31聯(lián)結(jié)起來，然后將供氣管路接到中空電 極供氣聯(lián)結(jié)件2的另一端的絕緣端頭1上。
實施例2
在一個LF爐上使用的是外徑為600mm，內(nèi)孔直徑為22隱的第一中空石 墨電極31。電極端部內(nèi)螺紋直徑為280ram，長度為200mm。為了聯(lián)結(jié)石墨電 極和供氣管路，采用的中空電極供氣聯(lián)結(jié)件2與第一中空石墨電極31端部嚙 合的外螺紋直徑為280mm，長度為200mm，中空電極供氣聯(lián)結(jié)件2的內(nèi)孔直徑 為22ram。通過旋轉(zhuǎn)中空電極供氣聯(lián)結(jié)件2，將螺紋擰緊，使中空電極供氣聯(lián) 結(jié)件2與第一中空石墨電極31聯(lián)結(jié)起來，然后將供氣管路接到中空電極供氣 聯(lián)結(jié)件2的另一端的絕緣端頭1上。實現(xiàn)了供氣氣路暢通，并保證了供氣系統(tǒng)的絕緣要求。
實施例3
在一個新型電弧爐上使用的是外徑為550mm，內(nèi)徑為20mm的中空石墨電 極3。電極端部內(nèi)螺紋直徑為260mm，長度為200mm。為了聯(lián)結(jié)石墨電極和供 氣管路，采用的中空電極供氣聯(lián)結(jié)件2與第一中空石墨電極31端部嚙合的外 螺紋直徑為260mm，長度為200mm，中空電極供氣聯(lián)結(jié)件2的內(nèi)孔直徑為20mm。 通過旋轉(zhuǎn)中空電極供氣聯(lián)結(jié)件2，將螺紋擰緊，使中空電極供氣聯(lián)結(jié)件2與 第一中空石墨電極31聯(lián)結(jié)起來，然后將供氣管路接到中空電極供氣聯(lián)結(jié)件2 的另一端的絕緣端頭l上。實現(xiàn)了供氣氣路暢通，并保證了供氣系統(tǒng)的絕緣 要求。
實施例4
在一個120 t的LF爐上使用的是外徑為550mm，內(nèi)徑為28mm的中空石 墨電極3。為了聯(lián)結(jié)新舊電極，在電極聯(lián)結(jié)接頭4的軸向中心處加工出內(nèi)徑 為28mm的？L，然后垂直置于兩根待聯(lián)結(jié)上下中空石墨電極3端部之間，旋轉(zhuǎn) 電極聯(lián)結(jié)接頭4和上下中空石墨電極3，將螺紋擰緊。這樣，通過螺紋聯(lián)結(jié)， 就可以實現(xiàn)兩根新舊電極的聯(lián)結(jié)、同時通氣的目的。
實施例5
在一個70t的電弧爐上使用的是外徑為400mm的實心石墨電極5。為了 聯(lián)結(jié)新舊兩根電極，在電極聯(lián)結(jié)接頭4的軸向中心處加工出內(nèi)徑為18mm的孑L， 然后垂直置于上下實心石墨電極5端部之間，旋轉(zhuǎn)電極聯(lián)結(jié)接頭4和上下中 空石墨電極3，將螺紋擰緊。這樣，通過螺紋聯(lián)結(jié)，就可以實現(xiàn)兩根新舊電 極的聯(lián)結(jié)。
實施例6
在一個50t的電弧爐上使用的是外徑為550mm，內(nèi)徑為20mm的中空石墨 電極3。為了聯(lián)結(jié)新舊電極，在電極聯(lián)結(jié)接頭4的軸向中心處加工出內(nèi)徑為 20ram的孔，然后垂直置于上下待聯(lián)結(jié)中空石墨電極3端部之間，旋轉(zhuǎn)電極聯(lián)
8結(jié)接頭4和上下待聯(lián)結(jié)中空石墨電極3，將螺紋擰緊。這樣，通過螺紋聯(lián)結(jié)， 就可以實現(xiàn)兩根新舊電極的聯(lián)結(jié)、同時通氣的目的。
最后應(yīng)當(dāng)說明的是以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非
對其限制；盡管參照較佳實施例對本實用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域
的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對本實用新型的具體實施方式
進(jìn)行修改
或者對部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而不脫離本實用新型技術(shù)方案的精神， 其均應(yīng)涵蓋在本實用新型請求保護的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1. 一種電極聯(lián)結(jié)接頭，其特征在于所述電極聯(lián)結(jié)接頭(4)沿其長度方向為中空管狀，且具有雙頭外螺紋。
2. 如權(quán)利要求l所述的電極聯(lián)結(jié)接頭，其特征在于所述電極聯(lián)結(jié)接頭(4) 為中間鼓、兩端窄的雙圓臺結(jié)構(gòu)。
3. —種石墨電極聯(lián)結(jié)組件，包括至少二個石墨電極，其特征在于還包括至 少一個電極聯(lián)結(jié)接頭(4)，所述電極聯(lián)結(jié)接頭(4)沿其長度方向為中空 管狀，且具有雙頭外螺紋；石墨電極端部設(shè)有與電極聯(lián)結(jié)接頭(4)相匹 配的螺紋孔，電極聯(lián)結(jié)接頭(4)分別與依次連接的兩個石墨電極上的螺 紋孔連接。
4. 如權(quán)利要求3所述的石墨電極聯(lián)結(jié)組件，其特征在于所述電極聯(lián)結(jié)接頭(4)為中間鼓、兩端窄的雙圓臺結(jié)構(gòu)。
5. 如權(quán)利要求4所述的石墨電極聯(lián)結(jié)組件，其特征在于所述石墨電極為中空石墨電極(31,3)。
6. 如權(quán)利要求5所述的石墨電極聯(lián)結(jié)組件，其特征在于還包括一中空供氣 聯(lián)結(jié)件(2),所述中空供氣聯(lián)結(jié)件(2)下端固定連接在第一個中空石墨 電極(31)頂部，上端設(shè)有中空絕緣端頭(1)。
7. 如權(quán)利要求6所述的石墨電極聯(lián)結(jié)組件，其特征在于所述中空供氣聯(lián)結(jié) 件(2)具有外螺紋，該外螺紋與第一個中空石墨電極(31)頂部所設(shè)的 螺紋孔嚙合。
8. 如權(quán)利要求7所述的石墨電極聯(lián)結(jié)組件，其特征在于所述電極聯(lián)結(jié)接頭(4)、中空絕緣端頭(1)以及中空石墨電極(3)四者的中心孔同心同徑。
9. 如權(quán)利要求3所述的石墨電極聯(lián)結(jié)組件，其特征在于所述電極聯(lián)結(jié)接頭(4)連接實心石墨電極(5)時，電極聯(lián)結(jié)接頭(4)的中心孔直徑為實 心石墨電極(5)直徑的1/50 3/5。
專利摘要本實用新型公開了一種電極聯(lián)結(jié)接頭和一種石墨電極聯(lián)結(jié)組件，包括至少二個石墨電極，還包括至少一個電極聯(lián)結(jié)接頭和一中空供氣聯(lián)結(jié)件，所述電極聯(lián)結(jié)接頭沿其長度方向為中空管狀，且具有雙頭外螺紋，所述電極聯(lián)結(jié)接頭為中間鼓、兩端窄的雙圓臺結(jié)構(gòu)；石墨電極端部設(shè)有與電極聯(lián)結(jié)接頭相匹配的螺紋孔，電極聯(lián)結(jié)接頭分別與依次連接的兩個石墨電極上的螺紋孔連接；所述中空供氣聯(lián)結(jié)件下端固定連接在第一個中空石墨電極頂部，上端設(shè)有中空絕緣端頭。本實用新型通過采用中空電極接頭和供氣聯(lián)結(jié)件，使用方便，能靈活的替換中空石墨電極，同時節(jié)約了生產(chǎn)材料。
文檔編號H05B7/10GK201270602SQ20082015330
公開日2009年7月8日 申請日期2008年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月22日
發(fā)明者戈 張, 陳兆平 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司