一种石墨电极的制作方法

本实用新型涉及冶金生产设备制造技术领域，尤其是涉及一种石墨电极。

背景技术：

石墨电极主要是以石油焦、针状焦为原料，煤沥青作结合剂，经煅烧、配料、混捏、压型、焙烧、石墨化、机加工而制成，主要用于炼钢电弧炉及钢包精炼炉。石墨电极耐高温、加工容易、价格较便宜，而且具有较高的电阻，在2500℃以下机械强度随温度的上升而提高，可做为大断面加热体的低压高电流电源。在炼钢电弧炉及钢包精炼炉中，电极处于末端位置，其作用是把大电流引导至熔炼室或钢水，在电极与炉料之间或电极与钢水之间产生电弧来达到加热炉料及钢水的目的。

在炼钢电弧炉及钢包精炼炉炼钢过程中，电极的接续采用的是螺纹接头，对接头螺纹的加工要求十分严格，生产成本较高，而且在使用过程经常发生续接后的电极松扣脱落现象。电极松脱发生后，轻则加大接缝，增加电阻，破坏电极和接头的电流正常分配，致使交接处发热发红，氧化加速使电极变细，最终下段脱落；重则拉断电极和接头螺纹，或震断接头导致报废，使企业成本消耗增大。如果电极落入钢水中，如果捞取不顺利或更换不及时，会造成生产事故，给企业带来更大的经济损失。另外由于石墨电极的电阻与温度成反比，温度越高电阻越小，因此电流会越来越集中到电极的中心部分，从而造成电极径向温差越来越大，最终导致电极开裂。

授权公告号为CN 202818670 U的中国专利公布了一种新型石墨电极，包括两端均设有螺纹孔的上部石墨电极本体和下部石墨电极本体，上部石墨电极本体和下部石墨电极本体通过两端具有螺纹的连接头相连。使用独立的连接头连接上部石墨电极本体和下部石墨电极本体，使连接可靠，可有效增大石墨电极直径，以提高其电流承载能力，并可有效防止石墨电极掉入炉中，降低合金废品率。该专利提供的为传统锥形螺纹接头，在正常情况下可方便接续电极，但是螺纹容易损坏或者松动造成生产事故。

授权公告号为CN 205510453 U的中国专利公布了一种新型自修复式石墨电极，包括铜芯、石墨电极本体、石墨电热膜、SiC涂层、金属导体、SiC石墨棒和连接接头；所述石墨电极本体的上端两侧设有凸型对接槽，石墨电极本体的中间设有生料垫片，石墨电极本体的下端两侧设有凹形连接槽，所述石墨电极本体的中间设有SiC石墨棒， SiC石墨棒的上表面上设有石墨电热膜，所述石墨电热膜的上表面上设有SiC涂层，所述SiC涂层的上表面上设有金属导体。本实用新型在电极主体中设有SiC涂层，使电极的组织十分致密，机械强度高，质量稳定，具有良好的导电性能，耐磨，耐高温性能；电流分布更均匀，能够在大电流下获得良好的导电性，导电性会更稳定。该专利在电极内设置铜芯，改善了电流分布情况，但只设置三根铜芯设置不太合理，电流分布仍然会集中到中心部位。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种石墨电极，通过改进电极接头结构达到了快速稳定接续电极的目的，通过在石墨电极内部埋设铁芯解决了电流分布不均的问题。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种石墨电极，包括石墨电极本体、铁芯、碳纤维棒，所述电极本体上端设置接头凹槽，所述接头凹槽内底面的两端和侧壁顶面设置生料槽，所述生料槽内设置生料块，所述石墨电极本体中心设置通气孔，所述石墨电极本体靠近边缘设置铁芯，所述石墨电极本体下端设置接头凸块，所述接头凸块与所述接头凹槽相互卡合，密切接触，所述电极本体上端接头凹槽的两侧壁和所述接头凸块上设置固定孔，所述固定孔内设置碳纤维棒。

作为本实用新型的进一步改进，所述石墨电极本体为圆柱形，长径比为4.5-6。

作为本实用新型的进一步改进，所述生料块为长方体形，高度比生料槽高两毫米。

作为本实用新型的进一步改进，所述通气孔为圆形通孔。

作为本实用新型的进一步改进，所述铁芯沿圆周分布在所述石墨电极本体靠近边缘位置，所述铁芯密封包埋在所述石墨电极内部。

作为本实用新型的进一步改进，所述接头凸块、所述接头凹槽与所述电极本体为一体式结构，所述电极本体上端接头凹槽的两侧壁上和所述电极本体下端接头凸块侧壁上设置齿槽。

作为本实用新型的进一步改进，所述接头凸块、所述接头凹槽截面为长方形。

作为本实用新型的进一步改进，所述接头凸块、所述接头凹槽截面为梯形，梯形斜边坡度为8：1。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型提供了一种石墨电极，通过将传统螺纹连接的锥形电极接头进行改进，采用齿槽扣合和碳纤维棒固定的方式接续电极，达到了快速稳定接续电极的目的，防止使用中电极接头松动脱扣，通过在石墨电极内部埋设铁芯解决了电流分布不均的问题。

2、所述石墨电极本体为圆柱形，长径比为4.5-6，既保证了单根电极的长度，减少使用中电极的接续次数，又减少了发生电极折断的危险。

3、所述生料块为长方体形，高度比生料槽高两毫米，当电极通电使用时，生料块加热融化，进一步增加电极接头的密封性能，使电极接触更紧密。

4、所述石墨电极本体中心设置通气孔，所述通气孔内吹入冷却惰性气体，一方面对所述石墨电极起到冷却作用，减缓电极的氧化速率，减少电极损耗，降低成本，另一方面通过吹入的气体对钢水、钢渣进行搅拌。

5、所述铁芯沿圆周分布在所述石墨电极本体靠近边缘位置，铁芯可将电流引导至石墨电极的表面，防止电极内部温度过高、内外温差过大导致的电极开裂；所述铁芯密封包埋在所述石墨电极内部，即使铁芯融化以后仍然不会流出石墨电极，继续发挥作用。

6、所述电极本体上端接头凹槽的两侧壁上和所述接头凸块侧壁上设置相互啮合的齿槽，接续电极时将新电极的接头凸块对准老电极的接头凹槽一侧，缓缓推入，齿槽相互啮合，接头贴合紧密。

7、所述电极本体上端接头凹槽的两侧壁和所述接头凸块上设置固定孔，所述固定孔内设置碳纤维棒，碳纤维棒相当于销钉，使电极接头的连接更稳固，防止发生接头松动或者脱落。

8、所述接头凸块、所述接头凹槽截面为梯形，梯形斜边坡度为8：1，梯形截面的接头使接续后的电极在悬吊时接头能够承受更大的拉力，新老电极的接续更加稳固。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的结构示意图。

图2为本实用新型实施例一的俯视结构示意图。

图3为本实用新型实施例一的左视结构示意图。

图4为本实用新型实施例二的结构示意图。

石墨电极本体1，铁芯2，碳纤维棒3，接头凹槽4，生料槽5，生料块6，通气孔7，接头凸块8，侧壁9，固定孔10，内齿槽11，外齿槽12。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。

实施例一

如图1-3所示，一种石墨电极，包括石墨电极本体1、铁芯2、碳纤维棒3，所述电极本体1上端设置接头凹槽4，所述接头凹槽4内底面和侧壁9顶面设置生料槽5，所述生料槽5内设置生料块6，所述石墨电极本体1中心设置通气孔7，所述石墨电极本体1靠近边缘设置铁芯2，所述石墨电极本体1下端设置接头凸块8，所述接头凸块8与所述接头凹槽4相互卡合，密切接触，所述电极本体1上端接头凹槽4的两侧壁9和所述接头凸块8内设置横向固定孔10，所述固定孔10内设置碳纤维棒3。

所述石墨电极本体1为圆柱体，其长径比为4.5-6，在保证单根电极合适的长度的同时减少了发生电极折断的危险。所述接头凸块8、所述接头凹槽4与所述电极本体1为一体式结构，所述接头凸块8和所述接头凹槽4分别设置在所述电极本体1的上下两端，所述接头凸块8、所述接头凹槽4的横截面为长方形，所述电极本体1上端接头凹槽4的侧壁9内表面设置内齿槽11，所述接头凸块8外表面设置外齿槽12，所述内齿槽11和所述外齿槽12相互啮合，贴合紧密。

所述接头凹槽4的两端沿中轴线各设置一个所述生料槽5，所述两个侧壁9的顶面靠近外侧各设置一个所述生料槽5，所述生料槽5为长方体形，所述生料槽5内放置所述生料块6，所述生料块6的厚度比所述生料槽5高出两毫米。

所述石墨电极本体1中心设置通气孔7，所述通气孔7为圆形通孔，所述通气孔7设置在所述石墨电极本体的中心，接续电极后可保持气孔的连通状态，在所述通气孔7内吹入冷却惰性气体，一方面对所述石墨电极起到冷却作用，而且能够降低电极周边氧气浓度，减缓电极的氧化速率，减少电极损耗，降低成本，另一方面通过吹入的气体对钢水、钢渣进行搅拌。

所述铁芯2沿圆周分布在所述石墨电极本体1靠近边缘位置，所述铁芯2密封包埋在所述石墨电极本体1内部，每根石墨电极内埋设10根所述铁芯2，所述铁芯2可将电流均匀引导至所述石墨电极本体1的外周，防止电流集中到所述石墨电极本体1内部引起电极内部温度过高，所述石墨电极本体1内外温差过大时会导致电极开裂；所述铁芯2密封包埋在所述石墨电极本体1内部，即使在高温下所述铁芯2融化也不会流出石墨电极，继续发挥导电作用。

当使用中需要进行电极接续时，首先使新电极的所述接头凸块8与老电极的所述接头凹槽4的长轴位于一条直线上，将新电极的所述外齿槽12和老电极的所述内齿槽11对齐，然后将新电极的所述接头凸块8推入所述老电极的接头凹槽4内，对齐所述固定孔10，插入所述碳纤维棒3进行固定既完成电极的接续工作。

实施例二

如图4所示，本实施例和实施例一的结构基本相同，其区别在于：所述石墨电极本体1下端的所述接头凸块8和上端的所述接头凹槽4横截面为梯形，梯形斜边坡度为8：1。梯形截面的接头使接续后的电极在悬吊时接头能够承受更大的拉力，新老电极的接续更加稳固，同时电极接头齿槽部分的贴合也更加紧密，从而减小接头处的电阻值，防止接头过热造成的接头损耗和损坏。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。