一种电弧炉石墨电极的制作方法

本实用新型涉及冶金新材料技术领域，具体为一种电弧炉石墨电极。

背景技术：

电弧炉(electric arc furnace)利用电极电弧产生的高温熔炼矿石和金属的电炉。气体放电形成电弧时能量很集中，弧区温度在3000℃以上。对于熔炼金属，电弧炉比其他炼钢炉工艺灵活性大，能有效地去除硫、磷等杂质，炉温容易控制，设备占地面积小，适于优质合金钢的熔炼。

石墨电极，主要以石油焦、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，是在电弧炉中以电弧形式释放电能对炉料进行加热融化的导体，根据其质量指标高低，可分为普通功率(YB/T4088)、高功率(YB/T4089)和超高功率(YB/T4090)。

电炉炼钢生产中，在冶炼过程中石墨电极被连续消耗，电极消耗主要涉及三个方面：一是尖端起弧温度达3000℃，造成高温升华；二是石墨电极侧面与空气发生氧化消耗；三是机械损耗。其中侧面氧化消耗占总消耗量的50％-70％。

石墨电极的作用是把电流导入炉内，电极与炉内金属炉料之间产生高温电弧，石墨电极的消耗直接影响钢冶炼生产成本，目前实际生产中通常将2-3节石墨电极通过电极接头连接起来进行使用，现有技术提供了电极单元上设置通孔利用惰性气体风冷降温的技术方案，以减少石墨电极表面氧化，延长石墨电极使用寿命。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种电弧炉石墨电极，解决现有技术中电弧炉石墨电极不同石墨电极单元间降温效果不平衡的问题，提高石墨电极整体降温效果，更好地延长石墨电极使用寿命。

为了解决上述技术问题，本实用新型公开了如下技术方案：

一种电弧炉石墨电极，包括石墨电极单元、电极接头2和电极端盖3，石墨电极单元中心设置有通孔；

石墨电极单元组合形成石墨电极本体1，相邻两个石墨电极单元具有不同直径的通孔，

石墨电极单元通过石墨电极接头连接，石墨电极接头上设置有通孔，石墨电极接头上的通孔至少与一个相连接的石墨电极单元具有一样的直径。

可选地，石墨电极单元为两个，分别为第一石墨电极单元和第二石墨电极单元，第一石墨电极电源与电极端盖连接，第二石墨电极单元通过石墨电极接头与第一石墨电极单元连接；第一石墨电极单元的第一通孔直径小于第二石墨电极单元的第二通孔直径，石墨电极接头的通孔直径与第一通孔直径相同。

可选地，石墨电极单元为两个，分别为第一石墨电极单元和第二石墨电极单元，第一石墨电极电源与电极端盖连接，第二石墨电极单元通过石墨电极接头与第一石墨电极单元连接；第一石墨电极单元的第一通孔直径小于第二石墨电极单元的第二通孔直径，石墨电极接头的通孔直径与第二通孔直径相同。

前述电极接头的通孔直径设置为与其相连的一个石墨电极单元通孔直径一样的尺寸，保持电极接头内通孔直径不变，降低电极接头制造成本。

可选地，石墨电极单元为两个，分别为第一石墨电极单元和第二石墨电极单元，第一石墨电极电源与电极端盖连接，第二石墨电极单元通过石墨电极接头与第一石墨电极单元连接；第一石墨电极单元11的第一通孔直径117小于第二石墨电极单元12的第二通孔直径127；石墨电极接头的通孔具有直径不同的两端，两端分别为上端和下端，上端的通孔直径271与第一通孔直径相同，下端的通孔直径272与第二通孔直径相同，上端至下端为直线过渡。

可选地，石墨电极单元为两个，分别为第一石墨电极单元和第二石墨电极单元，第一石墨电极电源与电极端盖连接，第二石墨电极单元通过石墨电极接头与第一石墨电极单元连接；第一石墨电极单元的第一通孔直径小于第二石墨电极单元的第二通孔直径；石墨电极接头的通孔具有直径不同的两端，两端分别为上端和下端，上端的通孔直径与第一通孔直径相同，下端的通孔直径与第二通孔直径相同，上端至下端为弧线过渡，弧线朝石墨电极接头的中心通孔弯曲。

前述弧线或直线过渡，是当石墨电极单元间具有不同通孔直径时一个优选的电极接头内通孔结构设计方式，能更好促进衔接部位的气流流通。

可选地，石墨电极本体上包括加持部和非夹持部。

现有电弧炉石墨电极内通孔上下孔径相同用于通入冷却气体，提高石墨使用寿命,由以上技术方案可见，本实用新型提供的通过改变石墨阳极内通孔孔径差值，增加内部气体湍流，提高换热效率，延长石墨电极整体使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种电弧炉石墨电极结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种电弧炉石墨电极的电极接头侧视图；

图3为本实用新型实施例提供的一种电弧炉石墨电极的电极接头剖视图；

图4为本实用新型实施例提供的一种电弧炉石墨电极的电极接头孔径线性变化剖视图；

图5为本实用新型实施例提供的一种电弧炉石墨电极的电极接头孔径弧线过渡剖视图；

其中，符号表示为：1-石墨电极本体，11-第一石墨电极单元，12-第二石墨电极单元，117-第一通孔直径，127-第二通孔直径；2-电极接头，271-上端的通孔直径，272-下端的通孔直径；3-电极端盖；7-进风口。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，为本实用新型实施例提供的一种电弧炉石墨电极结构示意图，包括电极单元，该电弧炉石墨电极点电极本体使用两个石墨电极单元，即第一石墨电极单元11和第二石墨电极单元12，两个石墨电极单元上分别设置第一通孔直径117和第二通孔直径127；

两个石墨电极单元通过电极接头2连接，连接两个石墨电极单元的电极接头内通孔设置为分为上下端的通孔，包括上端的通孔直径271和下端的通孔直径272，其中上端的通孔直径271与第一石墨电极单元的第一通孔直径117直径相同，上端的通孔直径272与第二石墨电极单元的第二通孔直径127直径相同；

电极接头的外表面可以设置螺纹，同时石墨电极单元和电机端盖也设置相应的螺纹，配合后，电极接头可以将端盖和各石墨电极单元相连，通过端盖上连接的进风口7，输入冷却气体如氮气后，冷却气体进入石墨电极内部。石墨电极本体上根据实际需要设置加持部和非夹持部，配合电弧炉进行使用。

本实施例提供的第一石墨电极单元内通孔直径小于第二石墨电极单元内通孔直径，当冷却气体通过进风口7进入石墨电极内部时，因两节石墨电极单元内空间差，有利于气体在石墨电极内形成更大的湍流，从而提高整体换热效率，达到更好的冷却效果，从而延长石墨电极使用寿命。

如图2和图3所示，分别为本实用新型实施例提供的一种电弧炉石墨电极的电极接头侧视图和剖视图；本实施例提供了电解接头内通孔直径不同的附图，根据实际情况，也可以选择具有通孔直径不变或者具有线性递进变化呈放射状的电极接头通孔。

一般采用通孔直不变的电极接头加工比较方便，采用通孔直径不变的电极接头时，电极接头的通孔直径可以制作为与其相连的石墨电极单元通孔直径相同的尺寸，比如连接两个石墨电极单元的电极接头，与其中一个石墨电极单元通孔直径相同即可，通常可以选择第一节石墨电极单元，如将该第一节石墨电极单元与进风口、电极端盖尺寸匹配，可以减少电极接头加工难度，提高产品适配性。

如图4所示，为本实用新型实施例提供的一种电弧炉石墨电极的电极接头孔径线性变化剖视图；电极接头上端至下端为直线过渡。

如图5所示，为本实用新型实施例提供的一种电弧炉石墨电极的电极接头孔径弧线过渡剖视图；电极接头上端至下端为弧线过渡，弧线朝石墨电极接头的中心通孔弯曲。

同时根据石墨电极单元尺寸和应用场景，可以选择两个以上石墨电极单元进行组合，或者在加工条件包括成本、质量可靠的前提下使用一个具有内部通孔直径变化的石墨电极。本实用新型实施例提供的石墨电极单元间组合方法简单，不会给制造以及使用过程中增加过多成本，充分考虑到现有设备有效利用的基础上，对石墨电极间和电极接头部分结构进行改进，达到更好的风冷却效果。

现有电弧炉石墨电极内通孔上下孔径相同用于通入冷却气体，提高石墨使用寿命,通过以上技术方案可知，本实用新型实施例提供的电弧炉石墨电极，通过设置石墨阳极内通孔直径差，增加不同石墨电极单元间内部气体湍流，提高换热效率，延长石墨电极整体使用寿命。

需要说明的是，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。