技術領域

?本實用新型屬于煉鋼電弧爐石墨電極冷卻結構的改進，特別是一種風冷卻石墨電極。

背景技術

石墨電極是電弧爐煉鋼必不可少的重要原料，一般分為普通功率石墨電極（YB/T?4088）、高功率石墨（YB/T4089）、超高功率石墨電極（YB/T?4090）。標準對石墨電極的外形尺寸及允許偏差、技術要求、表面質量、試驗方法、檢驗規則、包裝等均有明確規定，用戶可以在國內外市場直接采購。

為了達到實際使用所需要的長度，一般將2～3節石墨電極通過電極接頭連接起來使用。石墨電極的作用是把電流導入爐內，電極與爐內的金屬爐料之間產生高溫電弧，將電能轉化為熱能，熔化爐料形成鋼液，并提高鋼液的溫度至工藝要求的范圍。

石墨電極的價格很貴，電極的消耗直接影響著鋼的生產成本。石墨電極消耗的主要原因是折斷、氧化，爐渣和爐氣的侵蝕，以及在電流作用下的剝落和升華。電極的氧化消耗約占總消耗的55%～75%。石墨電極從550℃開始氧化，在750℃以上急劇氧化。目前減少石墨電極氧化的主要措施是：主要方式有兩種，一種是水冷石墨電極，另一種是水淋石墨電極。

1、水冷復合電極。該電極由上下兩部分組成，上部為鋼制水冷電極柄，下部為普通石墨電極。上下部分之間由水冷鋼質接頭連接。

2、水淋式電極。在電極夾持器的下方采用環形噴水器向電極表面噴水，使水沿著電極表面下流，并在電極孔上方用環形管（風環）向電極表面吹壓縮空氣使水霧化。

存在的問題：

以上兩種減少電極氧化表面氧化的措施存在一定的局限性：

（1）圖2所示的水冷復合電極，其水冷端在電極的上端。但實際上電極表面氧化嚴重的是電極的下端。因為電極的下端，特別是爐內部分，電極表面的溫度非常高，電極呈現紅亮顏色，溫度在750℃以上。石墨電極屬于非金屬材料，熱傳導性能很差。僅僅依靠電極上端的接觸式冷卻不可能使整根電極（約4m長）的溫度冷卻下來。因此，這種降低電極表面氧化的措施，效果不明顯。

(2)?圖3所示的水淋式電極，其能夠有效冷卻的電極部位仍然是電極爐蓋以上的部位。實際上該部位的表面溫度并不是很高，溫度在550℃左右，減少電極表面氧化的效果并不明顯。另外，水淋式電極消耗大量水，浪費珍貴的水資源。當水的噴淋量過大時，會有部分水分進入爐內，影響鋼的質量。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種風冷卻石墨電極，冷卻石墨電極的冷卻效果好，可以有效地降低石墨電極的溫度，減少石墨電極的表面氧化，既可節水，又可以降低石墨電極的消耗，縮短冶煉時間，降低冶煉電耗，降低煉鋼成本。

本實用新型的目的是這樣實現的：一種風冷卻石墨電極，包括石墨電極和石墨電極接頭，風冷卻石墨電極由具有中心通孔的石墨電極、具有中心通孔的石墨電極接頭和鋼質石墨電極端蓋構成，鋼質石墨電極端蓋的結構為圓臺形鋼質端蓋其大端端面上設置著圓臺形內孔，在圓臺形內孔上設置著與電極接頭相配合的螺紋，在圓臺形鋼質端蓋的頂端端面上設置著中心通孔，在通孔上固接著進風管，鋼質石墨電極端蓋的圓臺形螺孔中配合安裝著電極接頭，電極接頭通過螺紋連接著石墨電極，使鋼質石墨電極端蓋、電極接頭和石墨電極的通孔相互連通。

風冷石墨電極的冷卻原理：石墨電極、石墨電極接頭的芯部有一上下貫通的中心孔，通過風冷石墨電極端蓋將氮氣接入。氮氣在流通過程中將整根石墨電極的熱量帶走，從而起到良好的冷卻作用，降低石墨電極的溫度，減少石墨電極的表面氧化。

風冷電極端蓋的材質為普通碳素結構鋼或優質碳素結構鋼，圓臺形內孔帶有螺紋，通過風冷石墨電極接頭與風冷石墨電極連接在一起。主要作用是將氮氣導入石墨電極進行冷卻及吊裝。每種規格的石墨電極，配套對應一種風冷電極端蓋。

石墨電極接頭的形狀為圓臺形，實芯，表面是螺紋。通過接頭可以將石墨電極連接起來。風冷石墨電極接頭與現在使用的石墨電極接頭的區別是風冷石墨電極接頭的中心有一條上下貫通的中心孔，冷卻介質氮氣由此通過。

石墨電極的形狀為圓柱形，實芯，兩端帶有螺紋孔。風冷石墨電極與現在使用的石墨電極的區別是風冷石墨電極的中心有一條上下貫通的中心孔，冷卻介質氮氣由此通過。

風冷石墨電極的優點

風冷石墨電極與水冷石墨電極及水淋石墨電極相比，具有以下三方面優點：

（1）冷卻效果好。由于風冷式石墨電極的冷卻氣體貫通整根電極，其整體性冷卻效果明顯好于其他兩種方式。