[其他]装有电极断裂安全装置的电弧炉电极

说明书

本发明是电弧炉用的电极。它由下部分石墨，上部分套管形金属和信号发送器所组成。石墨部分和金属部分的端面借助夹紧装置呈闭合电路形式相互挤压在一起。夹紧装置有一个拉杆，在夹紧状态时，拉杆通过弹簧元件来固定，为了松弛它，可以通过压力加载的油缸-活塞体将拉杆移起，在石墨部分出现断裂时，信号发送器发出电极发生紧急事故的信号。

为了降低电弧炉中的石墨消耗量，在很大范围内使用了水冷的金属电极。这种结构类型的电极有一个水冷的套管，该套管由一个支架固定。在套管的下端装上由石墨组成的电极尖它是所谓的易磨损件。采用这种结构，石墨消耗量明显下降，特别是减轻了由于炉子内部热而引起的上部分电极范围的磨损。这种磨损导致了作为电极尖的石墨电极呈现典型锥形缩小，因而有尖部容易断的缺点。使用水冷的电极也隐藏着危险，即在金属套管损坏时水会进到炉子里，其后果可能会发生爆炸，从而使整个炉子设备损坏，并且操作人员也会受到很大的危害。

采用通常所使用的电极控制方式，特别容易使水冷的电极段损坏。在电弧炉中，电极与熔池液面的高度调节是由对电极电流和电极电压进行比较的阻抗调节器控制的。电极夹烧损会加大到熔池液面的距离，从而改变阻抗。阻抗调节器可以添补电极，使电极达到规定的至熔池距离。假如石墨电极尖突然有损，阻抗调节器就会尽力使电极金属部分的顶端点与熔池保持一定距离，如同以前的磨损部分一样。但在金属电极和熔池之间可能产生电弧，而使金属套管损坏。

为了避免出现上述水冷电极损坏而产生的严重后果，采用了与阻抗调节无关的电极断裂安全装置。例如，在出废料时，由于电极振动，造成一侧的压力或材料疲劳，磨损部分会自动产生损耗。

通过GB-OS    20    37    549号专利，已知有一种水冷的电极，在这种电极中装有一个气动的断裂安全装置。通过适当的管子（这些管子基本上轴向地安装在金属电极的内部），将惰性气体送到金属套管和磨损部件之间的正面连接处，建立稳定的压力。压力下降被用来作为磨损部分损坏的信号。

这种大家熟悉的方法有这样一个缺点，即在电极内部需要附加压力管。另一方面，管子和连接系统总要保持压力，这就需要附加能源和维修费用。因此，没有一种方式下信号是可靠的。还有，当输送媒介不密封的情况下，磨损部分没有损坏也会自动出现压力下降。而且当压力系统前部分发生堵塞时，既使磨损部分已经坏了，监控系统的压力也仍然能够保持稳定。

通过1984年3月1日公布的西德专利申请书P32    31    740了解到一种水冷电极，其中至少要配置一个光敏感元件用来获取冷却的外套部分和磨损部分连接区内的信号。玻璃透镜可以用来做光敏感元件。有一个光波导体，例如：玻璃纤维导体，与玻璃透镜相连接。玻璃纤维导体通过电极金属部分的内部引入，并且在电极外部与一个光检波器相接。在电极断裂时，熔化的光强度作为光检波器的信号。

这种电极也有缺点，即从金属电极顶部到电极外部的光检波器要安装玻璃纤维导体或相应的光波导体，要花费甚高的结构和制造费用。

光学式电极断裂安全装置的另一个缺点是它对玻璃透镜的脏污很敏感。在炉内弥漫着含灰尘的大气涂满了光电装置，并阻碍了明显信号的接收。此外，恶劣的炉子运行状况，特别是由电极引起的振动，会使光波导体的玻璃纤维损坏，这就大大地阻碍了信号的传送。

在电极磨损部分部分断裂时，甚至当石墨的一小部分与金属电极端面或电极接头处粘住时，就会导致电极供电中断和电极撤回指令的延迟或消失。后果是金属电极损坏，并引起冷却水进入炉内，从而发生上面提到的危险。

本发明的任务基础是，制造一种开头所提到的那种电极。其电极断裂安全装置不需要附装可靠的测量值接收器，并且采用便于维修的结构类型就能清楚地了解到电极的损坏，特别是石墨电极段凹槽两端处的断裂，并且发出快速提起电极和/或关闭炉子的信号。

权利要求1中提到的特征可以解决这个任务。从下面资料中可以看出这种优越的结构。

在本发明的电极中，装有电极断裂安全装置。当拉杆在拉伸方向中松弛时将利用拉杆的运动作为电极断裂的信号。这个拉杆将磨损部分与金属电极连接在一起形成闭合电路。这个信号直接从安装在电极中的元件获取，因此不需要单独的测量值接收器。其优点是：在本发明的电极中，接收测量值的元件是夹紧装置，这种结构牢靠，适于在恶劣的炉子运行状况下使用。因此，由拉杆运动获取的信号是清晰可靠的。