专利名称:喷流内冷式导电电极的制作方法
本实用新型属于炭素制品石墨化电炉或生产碳化硅电炉用的导电电极。
炭素制品石墨化电炉或生产碳化硅电炉所用的导电电极一般采用石墨材料制作，在电炉的工作过程中，导电电极因通过强大电流而发热，而且由于炉内的高温使相当数量的热量沿导电电极向外传递。结果导电电极外端的温度升高，致使用石墨材料制作的导电电极烧损。为了延长导电电极的使用寿命，应设法降低导电电极外端的温度。传统的办法有通水内冷法。采用通水内冷法制造的导电电极是将导电电极外端的端面上沿其纵向开一孔道，并其中通水冷却。如附图1所示，进水管(17)插入导电电极(16)的孔道内，出水管(13)安装在盖板(15)上，导电电极的另一端固定于炉体(14)上。这种通水内冷式导电电极的缺点是冷却不充分，电极外端部温度高达200℃左右，致使导电铜板发生氧化变形。其次，冷却水流动阻力比较大，流水不畅时孔道内积水沸腾，所产生的蒸汽憋在孔道内，阻碍水的流动，严重时水流中断产生“气阻”现象。第三，孔道深入到炉体内，少量的水经导电电极本身所存在的孔隙渗漏到炉体端墙内，其严重后果使导电电极埋入到炉体端墙内的部位产生断裂。因此，这种传统的通水内冷式导电电极的使用寿命比较短，有时只经过几个炉期导电电极的外端处就产生断裂。
基于已有的通水内冷式导电电极存在上述的不足，减少冷却水流动阻力，避免冷却水在孔道内发生“气阻”现象，从而改善导电电极外端的冷却效果、延长导电电极的使用寿命是本实用新型所要达到的目的。
为了实现上述的目的，本实用新型提供了一种喷流内冷式导电电极。用于炭素制品石墨化电炉或生产碳化硅电炉用的喷流内冷式导电电极含有冷却系统，其特征在于导电电极的一端设有一个或一个以上贯通的孔道，孔道的轴线与导电电极上的导电铜板平行，并且孔道沿导电电极的横向贯通；在孔道的轴线部位设置一根兼有进水、喷水、排水功能的芯管，芯管的两端分别设有盖板和压盖。
对本实用新型按照下列附图予以详尽的描述。
附图1为已有的通水内冷式导电电极的冷却系统示意图。
附图2为喷流内冷式导电电极的主视图。
附图3为喷流内冷式导电电极A－A剖面视图。
按照附图2所示，喷流内冷式导电电极将伸出炉外的一端采用冷却系统，其冷却系统(1)设置在导电电极(2)上下两个导电铜板(3)之间。为了保证电极与铜板之间接触良好，电极上钻有若干个供螺栓贯穿的孔，电极和上下两个导电铜板直接用螺栓(4)紧固。螺母与铜板之间垫有垫板(5)。
按照附图3所示，两个园形水冷孔道(9)开设在导电电极的上下两个铜板之间，孔道的轴线与导电铜板平行，而且孔道沿导电电极的横向贯通。对导电电极的水冷孔道个数，视其孔道的直径、导电电极的粗细程度而定，一般为一个或一个以上均可。孔道(9)的轴心部位设置一根芯管(12)芯管两端分别以带扣的盖板(10)及压盖(11)配合，把孔道封闭成水冷空腔。这里芯管起联接两块盖板的拉杆作用。为了使盖板与导电电极之间紧密接触。孔道的周围开园形凹槽，园形凹槽的直径略大于园形盖板的直径，园形凹槽的园心与孔道的轴心相重合。盖板的中心设有一个园孔，其园孔略大于或等于芯管直径。这样芯管两端分别套住带园孔的盖板，其上面用带扣的压盖固定盖板。压盖与芯管之间可用螺纹结构，即压盖为螺母，芯管为螺杆。这样避免水冷孔道里的水从压盖与电极之间、芯管与压盖园孔之间往外渗露。
按照附图3所示，上述的喷流内冷式导电电极中安装在水冷孔道轴心处的芯管，除了可以起到上述的拉杆作用以外，在电极的冷却系统中还可以起到进水、喷水及排水的作用。若芯管(12)的一端为进水口，则另一端为出水口。位于孔道内的两个盖板之间的芯管分为喷水段和排水段，喷水段和排水段之间用堵塞(7)封闭芯管，堵塞(7)的位置靠近芯管的出水口。芯管的喷水段均匀地钻有一些小喷孔(8)，芯管的排水段开若干个排水孔(6)。冷却水由管路送入芯管的进水口，经喷水段的小喷孔(8)喷出，形成一些喷水流股射向导电电极孔道内壁，然后经排水段的排水孔(6)由芯管的出水口流出。由于喷水流股冲击导电电极孔道内壁的流速大、喷水均匀，而且喷水破坏了孔道内壁附近冷却水的附面层，因而强化了对流传热，改善导电电极的冷却效果。
本实用新型与传统的通水内冷式导电电极相比，具有明显的冷却效果。喷流内冷式导电电极的外端表层温度降低到40～60℃左右，致使导电铜板避免了氧化变形，保证导电铜板和导电电极接触良好、降低两者间的接触电阻。使铜板与电极的压降由原来的400～600MV降低到50～100MV。由于本实用新型水冷孔道内的芯管兼有进水、喷水及排水功能，改善了冷却水的流动路线，从而减少了冷却水的流动阻力，克服了冷却水在孔道内发生“气阻”现象。喷流内冷式导电电极的水冷孔道由于开设在伸出炉外的一端，而且孔道沿电极的横向贯通，因而完全避免了电极孔道内的冷却水向炉墙渗透现象。喷水内冷式导电电极可连续使用30～40炉次，大大提高了电极的使用寿命。
本实用新型的实施例之一。
按照附图2、附图3所示，在导电电极的一端沿电极的横向开两个园形孔道，孔道的轴线与上下两个导电铜板的中心线呈同一平面，并且该平面与导电电极的中心线呈垂直。每个水冷孔道的轴心处各设芯管，每个芯管的两端分别用盖板和压盖紧固。每个芯管中嵌入堵塞把芯管分成喷水段和排水段，喷水段均匀地钻有一些小喷孔，排水段钻有四个排水孔。实际使用时每个水冷孔道的冷却水彼此独立供应。
权利要求
1.一种炭素制品石墨化电炉或生产碳化硅电炉用的喷流内冷式导电电极含有冷却系统，其特征在于a导电电极的一端设有一个或一个以上贯通的孔道，孔道的轴线与导电电极上的导电铜板平行，并且孔道沿导电电极的横向贯通；b在孔道的轴线部位设置一根兼有进水、喷水、排水功能的芯管，芯管的两端分别设有盖板和压盖。
2.按照权利要求
1所述的导电电极的冷却系统，其特征在于芯管的喷水段均匀地钻有一些小喷孔，芯管的排水段开有排水口，芯管的喷水段与排水段之间设有堵塞。
专利摘要
本实用新型提供了一种炭素制品石墨化电炉或生产碳化硅电炉用的喷流内冷式导电电极。该电极在伸出炉外的一端采用冷却系统，其水冷孔道沿电极的横向布置，并且在水冷孔道里设置一根兼有进水、喷水、排水功能的芯管。由于在冷却系统中改善了冷却水的流动方式，该电极具有明显的冷却效果，因而大大提高了电极的使用寿命。本实用新型具有结构简单、易于加工制造等特点，在所属领域里可广泛推广应用。
文档编号H05B7/12GK86209427SQ86209427
公开日1987年7月15日 申请日期1986年11月17日
发明者郭茂先 申请人:东北工学院导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan