專利名稱:噴流內(nèi)冷式導(dǎo)電電極的制作方法
本實(shí)用新型屬于炭素制品石墨化電爐或生產(chǎn)碳化硅電爐用的導(dǎo)電電極。
炭素制品石墨化電爐或生產(chǎn)碳化硅電爐所用的導(dǎo)電電極一般采用石墨材料制作，在電爐的工作過程中，導(dǎo)電電極因通過強(qiáng)大電流而發(fā)熱，而且由于爐內(nèi)的高溫使相當(dāng)數(shù)量的熱量沿導(dǎo)電電極向外傳遞。結(jié)果導(dǎo)電電極外端的溫度升高，致使用石墨材料制作的導(dǎo)電電極燒損。為了延長(zhǎng)導(dǎo)電電極的使用壽命，應(yīng)設(shè)法降低導(dǎo)電電極外端的溫度。傳統(tǒng)的辦法有通水內(nèi)冷法。采用通水內(nèi)冷法制造的導(dǎo)電電極是將導(dǎo)電電極外端的端面上沿其縱向開一孔道，并其中通水冷卻。如附圖1所示，進(jìn)水管(17)插入導(dǎo)電電極(16)的孔道內(nèi)，出水管(13)安裝在蓋板(15)上，導(dǎo)電電極的另一端固定于爐體(14)上。這種通水內(nèi)冷式導(dǎo)電電極的缺點(diǎn)是冷卻不充分，電極外端部溫度高達(dá)200℃左右，致使導(dǎo)電銅板發(fā)生氧化變形。其次，冷卻水流動(dòng)阻力比較大，流水不暢時(shí)孔道內(nèi)積水沸騰，所產(chǎn)生的蒸汽憋在孔道內(nèi)，阻礙水的流動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)水流中斷產(chǎn)生“氣阻”現(xiàn)象。第三，孔道深入到爐體內(nèi)，少量的水經(jīng)導(dǎo)電電極本身所存在的孔隙滲漏到爐體端墻內(nèi)，其嚴(yán)重后果使導(dǎo)電電極埋入到爐體端墻內(nèi)的部位產(chǎn)生斷裂。因此，這種傳統(tǒng)的通水內(nèi)冷式導(dǎo)電電極的使用壽命比較短，有時(shí)只經(jīng)過幾個(gè)爐期導(dǎo)電電極的外端處就產(chǎn)生斷裂。
基于已有的通水內(nèi)冷式導(dǎo)電電極存在上述的不足，減少冷卻水流動(dòng)阻力，避免冷卻水在孔道內(nèi)發(fā)生“氣阻”現(xiàn)象，從而改善導(dǎo)電電極外端的冷卻效果、延長(zhǎng)導(dǎo)電電極的使用壽命是本實(shí)用新型所要達(dá)到的目的。
為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本實(shí)用新型提供了一種噴流內(nèi)冷式導(dǎo)電電極。用于炭素制品石墨化電爐或生產(chǎn)碳化硅電爐用的噴流內(nèi)冷式導(dǎo)電電極含有冷卻系統(tǒng)，其特征在于導(dǎo)電電極的一端設(shè)有一個(gè)或一個(gè)以上貫通的孔道，孔道的軸線與導(dǎo)電電極上的導(dǎo)電銅板平行，并且孔道沿導(dǎo)電電極的橫向貫通；在孔道的軸線部位設(shè)置一根兼有進(jìn)水、噴水、排水功能的芯管，芯管的兩端分別設(shè)有蓋板和壓蓋。
對(duì)本實(shí)用新型按照下列附圖予以詳盡的描述。
附圖1為已有的通水內(nèi)冷式導(dǎo)電電極的冷卻系統(tǒng)示意圖。
附圖2為噴流內(nèi)冷式導(dǎo)電電極的主視圖。
附圖3為噴流內(nèi)冷式導(dǎo)電電極A－A剖面視圖。
按照附圖2所示，噴流內(nèi)冷式導(dǎo)電電極將伸出爐外的一端采用冷卻系統(tǒng)，其冷卻系統(tǒng)(1)設(shè)置在導(dǎo)電電極(2)上下兩個(gè)導(dǎo)電銅板(3)之間。為了保證電極與銅板之間接觸良好，電極上鉆有若干個(gè)供螺栓貫穿的孔，電極和上下兩個(gè)導(dǎo)電銅板直接用螺栓(4)緊固。螺母與銅板之間墊有墊板(5)。
按照附圖3所示，兩個(gè)園形水冷孔道(9)開設(shè)在導(dǎo)電電極的上下兩個(gè)銅板之間，孔道的軸線與導(dǎo)電銅板平行，而且孔道沿導(dǎo)電電極的橫向貫通。對(duì)導(dǎo)電電極的水冷孔道個(gè)數(shù)，視其孔道的直徑、導(dǎo)電電極的粗細(xì)程度而定，一般為一個(gè)或一個(gè)以上均可?？椎?9)的軸心部位設(shè)置一根芯管(12)芯管兩端分別以帶扣的蓋板(10)及壓蓋(11)配合，把孔道封閉成水冷空腔。這里芯管起聯(lián)接兩塊蓋板的拉桿作用。為了使蓋板與導(dǎo)電電極之間緊密接觸?？椎赖闹車_園形凹槽，園形凹槽的直徑略大于園形蓋板的直徑，園形凹槽的園心與孔道的軸心相重合。蓋板的中心設(shè)有一個(gè)園孔，其園孔略大于或等于芯管直徑。這樣芯管兩端分別套住帶園孔的蓋板，其上面用帶扣的壓蓋固定蓋板。壓蓋與芯管之間可用螺紋結(jié)構(gòu)，即壓蓋為螺母，芯管為螺桿。這樣避免水冷孔道里的水從壓蓋與電極之間、芯管與壓蓋園孔之間往外滲露。
按照附圖3所示，上述的噴流內(nèi)冷式導(dǎo)電電極中安裝在水冷孔道軸心處的芯管，除了可以起到上述的拉桿作用以外，在電極的冷卻系統(tǒng)中還可以起到進(jìn)水、噴水及排水的作用。若芯管(12)的一端為進(jìn)水口，則另一端為出水口。位于孔道內(nèi)的兩個(gè)蓋板之間的芯管分為噴水段和排水段，噴水段和排水段之間用堵塞(7)封閉芯管，堵塞(7)的位置靠近芯管的出水口。芯管的噴水段均勻地鉆有一些小噴孔(8)，芯管的排水段開若干個(gè)排水孔(6)。冷卻水由管路送入芯管的進(jìn)水口，經(jīng)噴水段的小噴孔(8)噴出，形成一些噴水流股射向?qū)щ婋姌O孔道內(nèi)壁，然后經(jīng)排水段的排水孔(6)由芯管的出水口流出。由于噴水流股沖擊導(dǎo)電電極孔道內(nèi)壁的流速大、噴水均勻，而且噴水破壞了孔道內(nèi)壁附近冷卻水的附面層，因而強(qiáng)化了對(duì)流傳熱，改善導(dǎo)電電極的冷卻效果。
本實(shí)用新型與傳統(tǒng)的通水內(nèi)冷式導(dǎo)電電極相比，具有明顯的冷卻效果。噴流內(nèi)冷式導(dǎo)電電極的外端表層溫度降低到40～60℃左右，致使導(dǎo)電銅板避免了氧化變形，保證導(dǎo)電銅板和導(dǎo)電電極接觸良好、降低兩者間的接觸電阻。使銅板與電極的壓降由原來的400～600MV降低到50～100MV。由于本實(shí)用新型水冷孔道內(nèi)的芯管兼有進(jìn)水、噴水及排水功能，改善了冷卻水的流動(dòng)路線，從而減少了冷卻水的流動(dòng)阻力，克服了冷卻水在孔道內(nèi)發(fā)生“氣阻”現(xiàn)象。噴流內(nèi)冷式導(dǎo)電電極的水冷孔道由于開設(shè)在伸出爐外的一端，而且孔道沿電極的橫向貫通，因而完全避免了電極孔道內(nèi)的冷卻水向爐墻滲透現(xiàn)象。噴水內(nèi)冷式導(dǎo)電電極可連續(xù)使用30～40爐次，大大提高了電極的使用壽命。
本實(shí)用新型的實(shí)施例之一。
按照附圖2、附圖3所示，在導(dǎo)電電極的一端沿電極的橫向開兩個(gè)園形孔道，孔道的軸線與上下兩個(gè)導(dǎo)電銅板的中心線呈同一平面，并且該平面與導(dǎo)電電極的中心線呈垂直。每個(gè)水冷孔道的軸心處各設(shè)芯管，每個(gè)芯管的兩端分別用蓋板和壓蓋緊固。每個(gè)芯管中嵌入堵塞把芯管分成噴水段和排水段，噴水段均勻地鉆有一些小噴孔，排水段鉆有四個(gè)排水孔。實(shí)際使用時(shí)每個(gè)水冷孔道的冷卻水彼此獨(dú)立供應(yīng)。
權(quán)利要求
1.一種炭素制品石墨化電爐或生產(chǎn)碳化硅電爐用的噴流內(nèi)冷式導(dǎo)電電極含有冷卻系統(tǒng)，其特征在于a導(dǎo)電電極的一端設(shè)有一個(gè)或一個(gè)以上貫通的孔道，孔道的軸線與導(dǎo)電電極上的導(dǎo)電銅板平行，并且孔道沿導(dǎo)電電極的橫向貫通；b在孔道的軸線部位設(shè)置一根兼有進(jìn)水、噴水、排水功能的芯管，芯管的兩端分別設(shè)有蓋板和壓蓋。
2.按照權(quán)利要求
1所述的導(dǎo)電電極的冷卻系統(tǒng)，其特征在于芯管的噴水段均勻地鉆有一些小噴孔，芯管的排水段開有排水口，芯管的噴水段與排水段之間設(shè)有堵塞。
專利摘要
本實(shí)用新型提供了一種炭素制品石墨化電爐或生產(chǎn)碳化硅電爐用的噴流內(nèi)冷式導(dǎo)電電極。該電極在伸出爐外的一端采用冷卻系統(tǒng)，其水冷孔道沿電極的橫向布置，并且在水冷孔道里設(shè)置一根兼有進(jìn)水、噴水、排水功能的芯管。由于在冷卻系統(tǒng)中改善了冷卻水的流動(dòng)方式，該電極具有明顯的冷卻效果，因而大大提高了電極的使用壽命。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于加工制造等特點(diǎn)，在所屬領(lǐng)域里可廣泛推廣應(yīng)用。
文檔編號(hào)H05B7/12GK86209427SQ86209427
公開日1987年7月15日 申請(qǐng)日期1986年11月17日
發(fā)明者郭茂先 申請(qǐng)人:東北工學(xué)院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan