サブマージアーク炉の電極システム
電極システムは、電極、電極ホルダー、電極昇降機構、電極押圧解除装置から構成されます。
ほとんどの電極は、電極シェルとその中に充填された電極ペーストからなる連続自己焼成方式を採用しています。
電極ホルダーは、導電性電極クランプ、導電性銅管、圧力リングで構成されています。通常、ホルダーは炉カバーまたは低排気フード内に延長され、ガイドウォータージャケット (大きなスリーブ) で密閉されます。すべてのコンポーネントは高温および強い磁場の条件下で動作するため、冷却し、耐磁性を持たせる必要があります。
ボルトジャッキタイプの電極ホルダーは中小型炉でよく使用されます。電極クランプ リングは、水で冷却される 2 つのハーフ リングで構成されます。磁気絶縁の役割を果たすために、半リングの材料として非磁性鋼を使用することができます。セミリングには電極クランプを締め付けるためのボルトが装備されており、ボルトの数は電極クランプの数と同じです。電極クランプの裏面には凹溝があり、溝内に絶縁材が入っており、ボルトをジャッキすることで電極クランプと電極クランプリングが絶縁されます。
大型炉と密閉炉では油圧駆動の円錐リング型電極ホルダーを使用し、電極クランプの背面には傾斜したパッドアイロンが付いており、電極クランプ間は絶縁されています。加圧装置は内円を備えた先細スリーブで、円錐の角度は電極クランプの傾斜したパッドアイロンの角度と同じです。円錐リングを駆動する油圧シリンダーは保持ホルダーに固定されています。円錐形リングが引き上げられると、円錐形スリーブと電極クランプ上の傾斜したパッドアイロンとがしっかりと係合し、電極クランプが締め付けられる。逆に、油圧シリンダーが円錐リングを下に駆動すると、電極クランプが緩みます。
一部の大型炉や密閉炉では複合電極ホルダーを使用しています。その主な技術的特徴は次のとおりです。構造が簡単で、電極ホルダーと押圧および解放機構が簡素化されており、信頼性が高く使用できます。接触装置とスライド&リリース装置は、さまざまな直径の自己焼成電極に適用できます。電極シェルは変形しません。電極が制御不能に陥ることがないため、高電力消費の製錬プロセスにおける安全な電極のスリップ率が向上します。電極の冷却が低下すると、電極の焙煎位置が増加します。電極破損事故が軽減されます。
電極クランプは、電気エネルギーを電極に供給する主要なコンポーネントです。銅瓦は赤銅で鋳造されており、内部に冷却水のパイプが入っています。電極クランプと電極間の接触面の許容電流密度は {{{{10}}}}.9~2.5A/cm² の範囲内、電極クランプの高さは約電極直径は電極直径に等しく、電極クランプの数は各相の電極の電流に応じて計算できます。実機では、小型炉の電極クランプは 4 個、中型炉は 6 ～ 8 個、大型炉は 8 個です。2 つの電極クランプ間の距離は 25 ～ 30mm です。電極クランプの電極への保持力は0.05～0.15MPaで、接触圧は電極ホルダーからの圧力となります。電極ホルダーを組み合わせた電極は、電極の焼結を改善するのに役立ちます。
電極ホルダーは高温環境下で使用される部品のため、水冷が必要です。電極クランプリング、電極クランプ、集電リング、導電性銅管、コニカルリング、保護リングはすべて水冷されています。電極クランプは通常 2 つのループで構成され、中央にはブリッジ銅パイプ接続が付いています。半密閉炉、全密閉炉の炉蓋、ドラフト、操作扉の鉄骨梁構造は水冷にも採用されています。出口水温は通常45度程度に制御されます。
電極昇降機構の構造には、ホイストと油圧シリンダの2つの形式があります。ホイストは中小型の電気炉でよく使用されます。大型電気炉は油圧シリンダーで駆動するのが一般的です。油圧シリンダはピストン吊り下げシリンダとプランジャ形シートシリンダの2種類があります。電極の上昇には、より速く上昇し、よりゆっくりと下降することが必要です。昇降速度はサブマージアーク炉の能力と昇降機構により異なります。一般に、電極直径 1m を超える電極の上昇速度は 0.2 ～ 0.5m/min、直径 1m 未満の電極の上昇速度は 0.4 ～ 0.8m/分
合金鉄の精錬プロセスでは、自己焼成電極は常に消耗するため、電極の作業端の長さに合わせて電極を定期的に降下させる必要があります。小型炉には、ほとんどの場合、電極ホルダーの上部電極シェルに電極圧延ヘッドまたは鋼ストリップが装備されています。電極ホルダの加圧・解除動作により電極クランプが若干緩み、電極ホイストによる電極ホルダの上昇により電極の加圧・解除動作が完了する。電極押圧解除装置の構造形式は数多くありますが、ブロック式、ベルト式、エアバッグ式の３つの形式が一般的です。電極の押し下げ方法には、手動制御と自動プログラム制御の 2 つの機能が必要です。炉容量20000kVA以上のサブマージアーク炉にはブロックタイプやベルトタイプのブレーキが主に使用されます。エアバッグ式ブレーキは主に容量20000kVA以下のサブマージアーク炉の電極圧着解除装置に使用されています。
