消耗電極式溶解炉の通電装置
【課題】溶解過程で、消耗電極とそれを吊下げるスチンガーロッドが傾斜した場合でも、スチンガーロッドと接触子との間にスパークが発生せず、安定操業が可能な消耗電極式溶融炉の通電装置を提供する。
【解決手段】スチンガーロッド２軸芯周りに複数配置された接触子５０と、接触子をスチンガーロッドの外周から軸芯方向へ摺動可能に嵌装する接触子嵌装孔４２を有し、外部の電源装置から供給された電力を接触子へ送る接触子ホルダー３１と、接触子嵌装孔内に嵌装された接触子をスチンガーロッドに押圧する押圧部７０と、接触子と接触子嵌装孔との間であって、スチンガーロッド軸芯方向の上方及び下方に設けられ、スチンガーロッドの傾斜に追従して接触子を傾動可能となす傾動吸収部５９とを備えた。
【解決手段】スチンガーロッド２軸芯周りに複数配置された接触子５０と、接触子をスチンガーロッドの外周から軸芯方向へ摺動可能に嵌装する接触子嵌装孔４２を有し、外部の電源装置から供給された電力を接触子へ送る接触子ホルダー３１と、接触子嵌装孔内に嵌装された接触子をスチンガーロッドに押圧する押圧部７０と、接触子と接触子嵌装孔との間であって、スチンガーロッド軸芯方向の上方及び下方に設けられ、スチンガーロッドの傾斜に追従して接触子を傾動可能となす傾動吸収部５９とを備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレクトロスラグ再溶解炉、真空アーク炉等、スチンガーロッドに吊下された消耗電極を導電性ルツボ内に昇降自在に備えてなる消耗電極式溶解炉における通電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エレクトロスラグ再溶解炉は、水冷構造を持つ鋼製の導電性ルツボの中に溶解材となる棒状の消耗電極を垂下させ、電源の一端を該電極に接続し、他端をルツボに接続して電流がルツボ中のスラグ層を流れる際の抵抗加熱で電極の先端を溶解させる装置である（例えば、特許文献１，２参照）。また、真空アーク炉は、ルツボ中を真空に保ち消耗電極の下端と溶湯面との間でアークを発生させアーク加熱により消耗電極を溶解させる装置である（例えば、特許文献３，４参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開昭６２−１５６２３２号公報
【特許文献２】特開昭６２−５５５２３号公報
【特許文献３】特開平９−３１５５８号公報
【特許文献４】特開２００１−２１４８６８号公報
【０００４】
こうした消耗電極式溶解炉では、消耗電極を吊下げ、それに電力を送るスチンガーロッドを備えている。スチンガーロッドは、昇降装置の作動により、消耗電極と共に上下動する。そのため、かかる消耗電極式溶解炉では、スチンガーロッドの外周と摺動しながら、電源装置からの電力をスチンガーロッドへ送るための通電装置が設けてある。
【０００５】
図１１は、通電装置の断面構造を説明する説明図である。図示するように、通電装置Ａは、円柱状のスチンガーロッドＢの外周を覆うように配置され、外部の電源装置Ｅから電力の供給を受けている。通電装置Ａは、スチンガーロッドＢの軸芯から放射状に形成された複数の孔Ｃを備えており、その孔Ｃには、スチンガーロッドＢと当接して該スチンガーロッドＢに電力を送る接触子Ｄが設けてある。接触子Ｄは、バネ等の押圧部により矢印の方向に付勢され、スチンガーロッドＢに当接する。つまり、外部の電源装置Ｅからの電力は、この接触子Ｄを介してスチンガーロッドＢに供給され、更に消耗電極へ供給されている。このようにして、通常は消耗電極への電力供給が行われている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
かかる通電装置Ａでは、接触子Ｄと孔Ｃとの上下(ロッドＢ軸芯方向の上下)方向の隙間はできるだけ小さくなっている。これは、接触子Ｄと孔Ｃとの上下方向の隙間が大きいことに起因して、スチンガーロッドＢの昇降時にスチンガーロッドＢと接触子Ｄとの摩擦により接触子Ｄがガタつき、接触子ＤとスチンガーロッドＢとの接触不良により通電が不安定になったり、接触子Ｄの寿命が短くなるのを防ぐためである。
【０００７】
しかしながら、こうした消耗電極式溶解炉では、溶解過程で消耗電極の重量・重心が経時的に変化するため、スチンガーロッドＢが昇降時に傾斜することがある。この場合、上述の通り、接触子Ｄの上面及び下面と孔Ｃの上面及び下面との間には隙間がほとんど無いため、図１２に示すように、接触子Ｄは傾斜したスチンガーロッドＢに追従するようには傾動せず、スチンガーロッドＢと接触子Ｄとの間に隙間ｄが生じることがあった。その結果、該隙間でスパークが発生することがあった。そして該スパークにより、スチンガーロッドＢが損傷し、溶解炉の操業に支障を来たすことがあった。さらには、スパークが発生するたびに、通電装置Ａの各部を点検したり、接触子ＤやスチンガーロッドＢなどを交換する必要があり、溶解炉の安定操業を阻害するという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る消耗電極式溶解炉の通電装置は、上記のような技術的課題を解決しようとするもので、請求項１記載の消耗電極式溶解炉の通電装置は、スチンガーロッドに吊下された消耗電極を導電性ルツボ内に昇降自在に垂下してなる消耗電極式溶解炉の通電装置であって、前記スチンガーロッド軸芯周りに複数配置され、該スチンガーロッドに対して通電するための通電面を有する接触子と、前記接触子を前記スチンガーロッドの外周から軸芯方向へ摺動可能に嵌装する接触子嵌装孔を有し、外部の電源装置から供給された電力を前記接触子へ送る接触子ホルダーと、前記接触子ホルダーの前記接触子嵌装孔内に嵌装された前記接触子を前記スチンガーロッドに押圧する押圧部と、前記接触子と前記接触子嵌装孔との間であって、前記スチンガーロッド軸芯方向の上方及び下方に設けられ、前記スチンガーロッドの傾斜に追従して前記接触子を傾動可能となす傾動吸収部と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また請求項２記載の消耗電極式溶解炉の通電装置は、請求項１記載の消耗電極式溶解炉の通電装置において、前記接触子が、一対の接触子板と、前記一対の接触子板を互いに離間する方向に付勢するバネを備え、前記一対の接触子板を前記バネの付勢により前記接触子ホルダーに接触させることを特徴とする。
【００１０】
また請求項３記載の消耗電極式溶解炉の通電装置は、請求項１または２記載の消耗電極式溶解炉の通電装置において、前記傾動吸収部が、前記接触子嵌装孔の上面及び下面と前記接触子の上面及び下面との隙間により形成され、垂直に垂下された前記スチンガーロッドと前記通電面の全面が当接したとき、前記上下の隙間が、前記スチンガーロッドから離れるにつれて漸次広くなるようにしたことを特徴とする。
【００１１】
また請求項４記載の消耗電極式溶解炉の通電装置は、請求項１または２または３記載の消耗電極式溶解炉の通電装置において、前記押圧部が、前記接触子を前記スチンガーロッド軸芯方向の上下２箇所で押圧するものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、接触子の上方及び下方に、接触子の傾動を許容する傾動吸収部を設けているため、溶解過程でスチンガーロッドが傾いた場合であっても、当該傾動吸収部がその傾きを吸収し、接触子はスチンガーロッドの傾斜に追従して傾動する。従って、接触子の通電面が常にスチンガーロッドの外周面に隙間無く当接し、スパークの発生を防止することができ、消耗電極式溶解炉を安定して操業できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１〜図６に示す第１実施例により、この発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の通電装置を備えたエレクトロスラグ再溶解炉の概略側面図である。図示するように、エレクトロスラグ再溶解炉１は、導電性のルツボ５、ルツボ５内のスラグ層に浸漬する消耗電極３、消耗電極３をスタブ４を介して吊り下げるスチンガーロッド２、スチンガーロッド２を所望の速度で昇降する電極昇降装置２０、図示しない電源装置から供給される電力をスチンガーロッド２へ送るための通電装置３０などを主要部材として構成されている。このエレクトロスラグ再溶解炉１は、３段構造の架台を有し、その下段テーブル６の下にルツボ５および消耗電極３を、その中段テーブル７の下に通電装置３０を、その上段テーブル８の上に電極昇降装置２０を、それぞれ配置している。なお、スチンガーロッド２は、上段テーブル８の直下から、中段テーブル７、下段テーブル６を貫通するよう配置され、その一端は昇降装置２０と、他端はスタブ４を介して消耗電極３と、それぞれ接続されている。
【００１４】
ルツボ５は、略円筒形状からなり、溶解された溶湯を保持する容器である。ルツボ５は、給電ポール９や水冷ケーブル１０などの導線路により図示しない外部の電源装置と接続されている。このルツボ５内に吊り下げられる消耗電極３は、再溶解する原料からなり、その形状は円柱形状である。
【００１５】
スチンガーロッド２は、導電性を有する円柱形状の部材で構成され、スタブ４を介して消耗電極３と着脱可能に接続されている。つまり、スチンガーロッド２と消耗電極３とは、電極昇降装置２０の作動により、一体で昇降する。
【００１６】
電極昇降装置２０は、主に電動モータ２１や減速機２２、減速機２２から上段テーブル８を貫通してスチンガーロッド２に螺合するネジ軸２３等からなる。ネジ軸２３はスチンガーロッド２の上端内部に設けた図示しないネジ孔に螺合している。また、スチンガーロッド２は、その端部に設けた係止板２４を上段テーブル８の脚部を構成するガイドポール１２に設けたスライダー２５に固定することで、回転が規制されている。よって、電動モータ２１が作動すると、スチンガーロッド２が昇降する。
【００１７】
通電装置３０は、リング状の形状をしており、中段テーブル７から連結部材１３により吊下げられて、スチンガーロッド２の外周を包囲するように配置されている。通電装置３０は、昇降動作するスチンガーロッド２の外周面が摺動する面を備えており、図示しない外部の電源装置から水冷ケーブル１１を介して供給された電力をスチンガーロッド２（最終的には消耗電極３）へ送っている。つまり、外部の電源装置の一端は上述のルツボ５に、他端は通電装置３０、スチンガーロッド２を介して消耗電極３に、それぞれ接続され、ルツボ５中のスラグ層を流れる電流の抵抗加熱によって消耗電極３の先端を溶解させている。
【００１８】
なお、中段テーブル７や、中段テーブル７上に固定される上段テーブル８は、全体として、重量計１４を介して、下段テーブル６上に立設されている。つまり、重量計１４は、消耗電極３を含み、下段テーブル６上にかかる全ての重量を計測しており、溶解中の消耗電極３の重量変化を検知することができる。かかる重量計１４は、図示しない制御装置に接続され、重量変化を制御装置に出力する。制御装置は、入力した消耗電極３の重量変化に基づき、適切な消耗電極３の重量減少速度を求め、その指令値を電動モータ２１へ出力する。こうして、所望の溶解速度に応じた消耗電極３の昇降動作が行われている。
【００１９】
次に、本発明の通電装置３０の構造を詳細に説明する。図２は、通電装置３０の一部切欠平面図を、図３は、図２のＡ−Ａ断面における縦断面図を、図４は、図２の一部分を拡大して示す水平断面図を、図５は、図４に対応する部分の縦断面図を、それぞれ示している。
【００２０】
図２に示すように、通電装置３０は、リング状形状であり、その中央にスチンガーロッド２を挿通するための透孔３４を備えている。この通電装置３０は、３つの主要部材とその他の部材から構成されている。３つの主要部材は、略リング状の接触子ホルダー３１、スチンガーロッド２に接触する接触子５０、及び、接触子５０をスチンガーロッド２へ押圧する押圧部７０である。接触子５０及び押圧部７０は対をなし、これらが、接触子ホルダー３１内に、その円周方向に等間隔で複数配置されている。
【００２１】
まず、本発明の通電装置３０の主要部材の一つである接触子ホルダー３１の構成について説明する。接触子ホルダー３１は、図３に示すように、接触子５０を嵌装する接触子嵌装溝３３を備える接触子ホルダー本体３２と、接触子ホルダー本体３２の下部に固定され接触子嵌装溝３３の蓋として配置される下蓋３５と、接触子ホルダー本体３２の外周を所定の間隔を持って覆うように形成され、押圧部７０を固定するカバー３７などから構成されている。
【００２２】
接触子ホルダー本体３２は、前述のスチンガーロッド２を挿通するための透孔３４を有するリング状の外形形状をしており、銅などの導電性の良好な材料からなる。接触子ホルダー本体３２の下側略半分には、そのリング状の内周面から外周面に亘り、径方向に延びる複数の接触子嵌装溝３３が円周方向に等間隔で形成されている。接触子嵌装溝３３の上面は平坦な水平面として形成され、両側面は平坦な垂直面として形成されている。また、接触子嵌装溝３３の幅は、接触子５０がスチンガーロッド２の軸芯方向へ移動しやすいように、僅かであるが接触子ホルダー本体３２の外周面側から内周面側へ漸次広くなるように形成されている。なお、図示は省略したが、接触子ホルダー本体３２は外部と電気的に接続するための給電ポートを備えており、この給電ポートに水冷ケーブル１１を接続することで図示しない電源装置からの電力供給を受けている。
【００２３】
下蓋３５は、導電性の良好な銅等の材料からなるリング状の板部材である。下蓋３５の外径は接触子ホルダー本体３２の外径よりも大きく、中心にスチンガロッド２を挿通するための穴３６が穿設されている。
【００２４】
カバー３７は、ステンレス等の材料からなり、接触子ホルダー本体３２外周を所定の隙間を持って覆う大きさの筒状体３８と、筒状体３８の端面に溶接固定される上蓋３９と、から構成されている。筒状体３８は、外径が下蓋３５の外径と略同一とされ、高さが接触子ホルダー本体３２の高さよりも低く（略半分）形成されている。上蓋３９は、リング状の板部材であり、外径が筒状体３８の外径と略同一とされ、内径が接触子ホルダー本体３２の外径と略同一に形成されている。また、上蓋３９の外縁部３箇所には、連結部材１３を接続する張出部４０が設けてある。なお、筒状体３８の周側面には、押圧部７０を水平に固設するための貫通孔４１が円周方向等間隔に複数形成されている。この貫通孔４１に固設された押圧部７０の一端は、接触子５０と当接する構造としてある。
【００２５】
かかる部品からなる接触子ホルダー３１は、接触子ホルダー本体３２の下側から下蓋３５をボルトで締結し、接触子ホルダー本体３２の上側からカバー３７を嵌合して固定することで組立てられる。その際、カバー３７を構成する上蓋３９が接触子ホルダー本体３２と、カバー３７を構成する筒状体３８が下蓋３５と、それぞれボルトで締結される。
【００２６】
こうした組立てにより、接触子ホルダー本体３２と下蓋３５とで形成された空間が、接触子５０を嵌装する接触子嵌装孔４２とされ、この接触子嵌装孔４２に、接触子５０が接触子ホルダー３１の外周側からスチンガーロッド２の軸芯方向へ摺動可能に嵌装される。組立てられた接触子ホルダー３１のカバー３７の張出部４０には、連結部材１３が接続され、該連結部材１３は図示しない絶縁材を介して中段テーブル７に接続される。このようにして通電装置３０は、中段テーブル７に吊下げられて固定される。
【００２７】
なお、組立てられた接触子ホルダー３１には、接触子ホルダー本体３２の外周と下蓋３５とカバー３７により囲まれた空間が形成される。この空間には、図示しない不活性ガス供給源から不活性ガスが供給され、該空間及び接触子嵌装孔４２内の圧力が正圧に保たれている。これにより、該空間及び接触子嵌装孔４２内への外部からのダストの侵入を防止するとともに、溶解過程で生じる腐食性ガスの該空間及び接触子嵌装孔４２内への侵入による接触子５０の腐食を防止している。
【００２８】
また、図３に示すように、接触子ホルダー本体３２とスチンガーロッド２の隙間の上端部及び下蓋３５とスチンガーロッド２の隙間には、ゴム製の絶縁リング４５、４６を設けている。この絶縁リング４５、４６は、スチンガーロッド２と、接触子ホルダー本体３２及び下蓋３５との接触を防止するとともに、前述の空間をシールしている。
【００２９】
次に、本発明の通電装置３０の主要部材の一つである接触子５０の構成について説明する。接触子５０は、図２及び図４に示すように、前述の接触子嵌装孔４２内に、間に隙間を設けて横に並べて配設された一対の接触子板５１、５１と、その隙間に配設されたバネ５８から構成されている。
【００３０】
接触子板５１は、カーボン製で、台形形状の板状部材である。台形形状を構成する平行な２辺のうちの長辺側の面を、スチンガーロッド２に対向させる通電面５２としている。図４に示すように、通電面５２は円柱状のスチンガーロッド２の外周面に隙間無く当接するよう、凹状に形成されている。
【００３１】
図３、図５に示すように、通電面５２の上下方向両端の角は鋭角である。一方、前記接触子嵌装孔４２の上面４３と下面４４は水平である。従って、垂直に垂下されたスチンガーロッド２と通電面５２が当接したとき、接触子嵌装孔４２と接触子板５１の上面５３及び下面５４との隙間５９、６０は、スチンガーロッド２から離れるにつれて広くなっている。この隙間５９、６０が、接触子５０を傾動可能とするための傾動吸収部に該当する。換言すると、本第１実施例の傾動吸収部は、接触子嵌装孔４２の上下面を接触子ホルダー本体３２の内周面側から外周面側へ平行に形成し、通電面５２が長辺となる台形形状の接触子板５１を嵌装することにより構成される。
【００３２】
通電面５２の上下方向長さは、接触子嵌装孔４２の上下方向長さよりも、僅かに（約１ｍｍ）短く形成されている。そうすることで、接触子板５１の通電面５２をスチンガーロッド２に当接させたとき、通電面５２の近傍部分では、接触子板５１の上面５３及び下面５４と接触子嵌装孔４２の上面４３及び下面４４との隙間は僅かになる。従って、スチンガーロッド２昇降時の接触子板５１すなわち接触子５０のガタつきを防止し、接触子板５１とスチンガーロッド２との接触不良により通電が不安定になったり、接触子板５１の寿命が短くなるのを防ぐことができる。
【００３３】
図３、図５に示すように、接触子板５１の通電面５２側には、スリット状の切欠部５６を２ヶ所設けている。この切欠部５６により、接触子板５１の熱膨張を吸収し、また、スチンガーロッド２との摩擦によって生じる接触子板５１のダスト粒子を収容し、スチンガーロッド２と接触子板５１との摺動不良を防止している。
【００３４】
また、図４、図５に示すように、一対の接触子板５１、５１は、その対向する面の幅方向中央で且つ高さ方向３箇所に円環状凹部５７を有している。そして、対向する円環状凹部５７内に内装されたバネ５８が、一対の接触子板５１、５１を接触子嵌装孔４２の側面に良好に接触するように付勢している。これにより、接触子ホルダー３１からの電力が接触子板５１に送られている。
【００３５】
次に本発明の通電装置３０の主要部材の一つである押圧部７０の構成について説明する。押圧部７０は、図４及び図５に示すように、接触子ホルダー３１の筒状体３８に固定され、その一端が接触子板５１の通電面５２と反対側の面５５を押圧することにより、通電面５２をスチンガーロッド２に当接させている。
【００３６】
図４及び図５に示すように、押圧部７０は、前述のカバー３７（筒状体３８）周側面の貫通孔４１に嵌設された支持部材７１と、支持部材７１を貫通して配置されるロッド７２と、ロッド７２の周りに配設された圧縮バネ７３と、ロッド７２の一端に固着された支承部材７４と、支承部材７４に回動可能に支持され、接触子５０を押圧する押圧部材７５と、から構成され、押圧部材７５、支承部材７４、ロッド７２が一体で圧縮バネ７３の復元力を受けて接触子５０を押圧する構造である。
【００３７】
支持部材７１は、一端に鍔を設けた円柱状の部材であり、鍔を筒状体３８の内周面に係止させて、筒状体３８に嵌設している。この支持部材７１の軸芯には貫通穴７６が穿設され、鍔側の面には、貫通穴７６と同芯状に環状溝７７が設けてある。貫通穴７６には、ロッド７２が挿通され、ロッド７２が水平に支持されている。なお、ロッド７２の一部にはネジ部７８が設けられ、ネジ部７８の先端は貫通穴７６を貫通し、筒状体３８の外部へ突出している。
【００３８】
支承部材７４は、ロッド７２の先端に固着された当板７９、当板７９の上面及び下面から水平に延設された上片８０、下片８１、上片８０及び下片８１にその両端を固着され垂直に設けられた軸８２からなる。
【００３９】
押圧部材７５は、接触子板５１、５１に対向する側に２つの凸部８３、８４を有している。また、押圧部材７５は、孔を有しており、該孔に軸８２を挿通することにより、支承部材７４に回動可能に支持されている。そして、凸部８３、８４は一対の接触子板５１、５１の通電面５２、５２と反対側の面５５、５５に当接している。
【００４０】
また、押圧部材７５は、セラミック等の碍子からなり、圧縮バネ７３への電気の流れを断つことにより、該圧縮バネ７３の過熱やスパークの発生を防止している。圧縮バネ７３は、その一端を当板７９に当接させ他端を環状溝７７に嵌入して配設されている。よって、接触子５０は押圧部材７５からの押圧によりスチンガーロッド２に押圧されている。
【００４１】
なお、押圧部７０による接触子５０への押圧を解除する場合には、接触子ホルダー３１の筒状体３８から外側に突出したロッド７２に螺合するナット８５を調整する。このナット８５を締め込むことで、圧縮バネ７３が縮められ、押圧を解除することができる。
【００４２】
こうした各種部品からなる通電装置３０は、図示しない電源装置から接触子ホルダー本体３２に供給された電力を、接触子５０を介してスチンガーロッド２に送る。
【００４３】
図６は、スチンガーロッド２が傾斜したときの通電装置３０の縦断面図であり、図２のＢ−Ｂ断面を示している。この通電装置３０において、スチンガーロッド２が図６のように反時計回り方向に傾斜した場合、右側の接触子５０は、その上面５３と接触子嵌装孔４２の上面４３との隙間５９が接触子５０の傾動を吸収し得るようにスチンガーロッド２から離れるにつれて広くなっているため、押圧部７０からの押圧力により、反時計回り方向に傾動する。左側の接触子５０も同様にスチンガーロッド２の傾斜に追従し反時計回り方向に傾動する。よって、スチンガーロッド２が傾斜しても通電面５２の全面がスチンガーロッド２に常に当接し、スチンガーロッド２と通電面５２との間に隙間ができることはないから、スパークの発生を防止することができる。また、通電面５２の上下方向長さは接触子嵌装孔４２の上下方向長さよりも僅かに（約１ｍｍ）短いため、接触子５０のガタつきに起因する通電不良やスパークの発生を防止することができる。
【００４４】
次に図７に示す第２実施例の通電装置１３０について説明する。図示するように、この第２実施例の通電装置１３０は、第１実施例に比べて、押圧部７０の個数が異なるだけで、その他の構成は第１実施例と同様である。したがって、図３と同一または相当部分には同一符号を付して図示し、それらの部分の詳細な説明は省略する。以下、後述する他の実施例においても同様とする。
【００４５】
この第２実施例の通電装置１３０は、接触子５０を２個の押圧部７０により押圧するように構成し、第１実施例の押圧部７０の倍の数の押圧部７０を備えている。具体的には、接触子ホルダー３１のカバー３７に押圧部７０取り付け用の貫通孔４１が追加され、接触子５０を、スチンガーロッド２軸芯方向の上下２箇所で押圧している。この独立した２つの押圧部７０が、接触子５０を押圧することで、スチンガーロッド２の傾斜に追従して傾動した接触子５０を、より一層確実にスチンガーロッド２に接触させることができる。
【００４６】
次に図８に示す第３実施例の通電装置２３０について説明する。図示するように、この第３実施例では、第１実施例における接触子嵌装孔４２と接触子５０との隙間の形状を変更するため、新たに接触子嵌装孔２４２と接触子２５０とを設けている。接触子嵌装孔２４２は、その上面２４３のみがスチンガーロッド２から離れるにつれて漸次高くなるよう形成され、接触子２５０は、その接触子板２５１の上面２５３のみが水平となるように形成されている。この第３実施例でも、第１実施例及び第２実施例と同様に、接触子嵌装孔２４２と接触子板２５１の上面２５３及び下面２５４との隙間はスチンガーロッド２から離れるにつれて広くなっており、この隙間を、接触子２５０を傾動可能とするための傾動吸収部としている。本実施例でも、第１実施例及び第２実施例と同様に、スチンガーロッド２が傾斜したとき、接触子２５０は、押圧部７０からの押圧によりスチンガーロッド２の傾斜に追従して傾動する。
【００４７】
次に図９に示す第４実施例の通電装置３３０について説明する。図示するように、この第４実施例では、第１実施例とは接触子５０の構造のみが異なる。第４実施例の通電装置３３０を構成する接触子３５０は、その接触子板３５１が台形の短辺側に長方形を繋ぎ合わせた外観形状をしている。つまり、スチンガーロッド２と当接する通電面３５２側から押圧部７０方向へ向かって、接触子板３５１の上面３５３及び下面３５４と接触子嵌装孔４２の隙間が徐々に大きくなるよう台形形状部分が形成され、押圧部７０方向へ所定距離隔たった位置からは、隙間が一定間隔となるよう長方形形状部分が形成されている。第４実施例では、スチンガーロッド２から離れるにつれて隙間が大きくなる構造とは異なるが、かかる構成であっても、第１実施例と同様、接触子３５０の上下の隙間が傾動吸収部としての役割を果たし、同様の効果を奏する。
【００４８】
なお、第４実施例に示すように、隙間が一定間隔となる傾動吸収部を形成した場合、スチンガーロッド２が大きく傾斜すると、接触子板３５１の長方形形状部分が、先に、接触子嵌装孔４２と接触してしまうことも考えられる。しかしながら、接触子板３５１の長方形形状部分の形成にあたって、スチンガーロッド２の最大傾斜角度を考慮することで、確実にスチンガーロッド２の傾動を吸収する傾動吸収部を設けることができる。具体的には、スチンガーロッド２の最大傾斜角度が、スチンガーロッド２とそれが挿通される接触子ホルダー本体３２の透孔３４とのクリアランスと絶縁リング４５、４６の弾性率で決まることを考慮し、求めたスチンガーロッド２の最大傾斜角度から、接触子板３５１の長方形形状部分の形状（接触子嵌装孔４２との隙間の広さ）を決定すればよい。
【００４９】
次に図１０に示す第５実施例の通電装置４３０について説明する。図示するように、この第５実施例では、第１実施例とは接触子５０の構造のみが異なる。第５実施例の通電装置４３０を構成する接触子４５０は、その接触子板４５１の上面４５３と下面４５４を円弧状に形成したものである。この第５実施例は、接触子板４５１の上面４５３及び下面４５４と接触子嵌装孔４２との隙間は、スチンガーロッド２に近い部分では、該スチンガーロッド２から離れるにつれて広くなっているが、スチンガーロッド２から遠い部分では、該スチンガーロッド２から離れるにつれて狭くなっている。しかし、第４実施例と同様に、通電面４５２と反対側の面４５５の上下方向両端と接触子嵌装孔４２との隙間を、スチンガーロッド２の最大傾斜角度を考慮した距離にしておけば、この隙間が傾動吸収部としての役割を果たし、第１実施例と同様の効果を奏する。
【００５０】
この発明は上記の例に限定されるものではなく、接触子ホルダー３１の形状や材質などは、上記以外のものとしてもよく、押圧部７０は油圧シリンダーなどの流体圧シリンダーやパワーシリンダーなどを使用したものでもよい。また、通電面と反対側の面５５の形状も上記の例に限定されず、凹状にするなど、種々変更してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】エレクトロスラグ再溶解炉の概略側面図。
【図２】通電装置の一部切欠平面図。
【図３】図２のＡ−Ａ断面における縦断面図。
【図４】図２の一部分を拡大して示す水平断面図。
【図５】図４に対応する部分の縦断面図。
【図６】第１実施例において、スチンガーロッドが傾斜したときの通電装置の縦断面図。
【図７】第２実施例における通電装置の縦断面図。
【図８】第３実施例における通電装置の縦断面図。
【図９】第４実施例における通電装置の縦断面図。
【図１０】第５実施例における通電装置の縦断面図。
【図１１】通電装置の断面構造を説明する説明図。
【図１２】従来の通電装置において、スチンガーロッドが傾斜したときの縦断面図。
【符号の説明】
【００５２】
１・・・エレクトロスラグ再溶解炉、２・・・スチンガーロッド、３・・・消耗電極、５・・・ルツボ、２０・・・電極昇降装置、３０・・・通電装置、３１・・・接触子ホルダー、３２・・・接触子ホルダー本体、３５・・・下蓋、３７・・・カバー、４２・・・接触子嵌装孔、５０・・・接触子、５１・・・接触子板、５２・・・通電面、５８・・・バネ、５９・・・隙間（傾動吸収部）、６０・・・隙間（傾動吸収部）、７０・・・押圧部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレクトロスラグ再溶解炉、真空アーク炉等、スチンガーロッドに吊下された消耗電極を導電性ルツボ内に昇降自在に備えてなる消耗電極式溶解炉における通電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エレクトロスラグ再溶解炉は、水冷構造を持つ鋼製の導電性ルツボの中に溶解材となる棒状の消耗電極を垂下させ、電源の一端を該電極に接続し、他端をルツボに接続して電流がルツボ中のスラグ層を流れる際の抵抗加熱で電極の先端を溶解させる装置である（例えば、特許文献１，２参照）。また、真空アーク炉は、ルツボ中を真空に保ち消耗電極の下端と溶湯面との間でアークを発生させアーク加熱により消耗電極を溶解させる装置である（例えば、特許文献３，４参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開昭６２−１５６２３２号公報
【特許文献２】特開昭６２−５５５２３号公報
【特許文献３】特開平９−３１５５８号公報
【特許文献４】特開２００１−２１４８６８号公報
【０００４】
こうした消耗電極式溶解炉では、消耗電極を吊下げ、それに電力を送るスチンガーロッドを備えている。スチンガーロッドは、昇降装置の作動により、消耗電極と共に上下動する。そのため、かかる消耗電極式溶解炉では、スチンガーロッドの外周と摺動しながら、電源装置からの電力をスチンガーロッドへ送るための通電装置が設けてある。
【０００５】
図１１は、通電装置の断面構造を説明する説明図である。図示するように、通電装置Ａは、円柱状のスチンガーロッドＢの外周を覆うように配置され、外部の電源装置Ｅから電力の供給を受けている。通電装置Ａは、スチンガーロッドＢの軸芯から放射状に形成された複数の孔Ｃを備えており、その孔Ｃには、スチンガーロッドＢと当接して該スチンガーロッドＢに電力を送る接触子Ｄが設けてある。接触子Ｄは、バネ等の押圧部により矢印の方向に付勢され、スチンガーロッドＢに当接する。つまり、外部の電源装置Ｅからの電力は、この接触子Ｄを介してスチンガーロッドＢに供給され、更に消耗電極へ供給されている。このようにして、通常は消耗電極への電力供給が行われている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
かかる通電装置Ａでは、接触子Ｄと孔Ｃとの上下(ロッドＢ軸芯方向の上下)方向の隙間はできるだけ小さくなっている。これは、接触子Ｄと孔Ｃとの上下方向の隙間が大きいことに起因して、スチンガーロッドＢの昇降時にスチンガーロッドＢと接触子Ｄとの摩擦により接触子Ｄがガタつき、接触子ＤとスチンガーロッドＢとの接触不良により通電が不安定になったり、接触子Ｄの寿命が短くなるのを防ぐためである。
【０００７】
しかしながら、こうした消耗電極式溶解炉では、溶解過程で消耗電極の重量・重心が経時的に変化するため、スチンガーロッドＢが昇降時に傾斜することがある。この場合、上述の通り、接触子Ｄの上面及び下面と孔Ｃの上面及び下面との間には隙間がほとんど無いため、図１２に示すように、接触子Ｄは傾斜したスチンガーロッドＢに追従するようには傾動せず、スチンガーロッドＢと接触子Ｄとの間に隙間ｄが生じることがあった。その結果、該隙間でスパークが発生することがあった。そして該スパークにより、スチンガーロッドＢが損傷し、溶解炉の操業に支障を来たすことがあった。さらには、スパークが発生するたびに、通電装置Ａの各部を点検したり、接触子ＤやスチンガーロッドＢなどを交換する必要があり、溶解炉の安定操業を阻害するという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る消耗電極式溶解炉の通電装置は、上記のような技術的課題を解決しようとするもので、請求項１記載の消耗電極式溶解炉の通電装置は、スチンガーロッドに吊下された消耗電極を導電性ルツボ内に昇降自在に垂下してなる消耗電極式溶解炉の通電装置であって、前記スチンガーロッド軸芯周りに複数配置され、該スチンガーロッドに対して通電するための通電面を有する接触子と、前記接触子を前記スチンガーロッドの外周から軸芯方向へ摺動可能に嵌装する接触子嵌装孔を有し、外部の電源装置から供給された電力を前記接触子へ送る接触子ホルダーと、前記接触子ホルダーの前記接触子嵌装孔内に嵌装された前記接触子を前記スチンガーロッドに押圧する押圧部と、前記接触子と前記接触子嵌装孔との間であって、前記スチンガーロッド軸芯方向の上方及び下方に設けられ、前記スチンガーロッドの傾斜に追従して前記接触子を傾動可能となす傾動吸収部と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また請求項２記載の消耗電極式溶解炉の通電装置は、請求項１記載の消耗電極式溶解炉の通電装置において、前記接触子が、一対の接触子板と、前記一対の接触子板を互いに離間する方向に付勢するバネを備え、前記一対の接触子板を前記バネの付勢により前記接触子ホルダーに接触させることを特徴とする。
【００１０】
また請求項３記載の消耗電極式溶解炉の通電装置は、請求項１または２記載の消耗電極式溶解炉の通電装置において、前記傾動吸収部が、前記接触子嵌装孔の上面及び下面と前記接触子の上面及び下面との隙間により形成され、垂直に垂下された前記スチンガーロッドと前記通電面の全面が当接したとき、前記上下の隙間が、前記スチンガーロッドから離れるにつれて漸次広くなるようにしたことを特徴とする。
【００１１】
また請求項４記載の消耗電極式溶解炉の通電装置は、請求項１または２または３記載の消耗電極式溶解炉の通電装置において、前記押圧部が、前記接触子を前記スチンガーロッド軸芯方向の上下２箇所で押圧するものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、接触子の上方及び下方に、接触子の傾動を許容する傾動吸収部を設けているため、溶解過程でスチンガーロッドが傾いた場合であっても、当該傾動吸収部がその傾きを吸収し、接触子はスチンガーロッドの傾斜に追従して傾動する。従って、接触子の通電面が常にスチンガーロッドの外周面に隙間無く当接し、スパークの発生を防止することができ、消耗電極式溶解炉を安定して操業できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１〜図６に示す第１実施例により、この発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の通電装置を備えたエレクトロスラグ再溶解炉の概略側面図である。図示するように、エレクトロスラグ再溶解炉１は、導電性のルツボ５、ルツボ５内のスラグ層に浸漬する消耗電極３、消耗電極３をスタブ４を介して吊り下げるスチンガーロッド２、スチンガーロッド２を所望の速度で昇降する電極昇降装置２０、図示しない電源装置から供給される電力をスチンガーロッド２へ送るための通電装置３０などを主要部材として構成されている。このエレクトロスラグ再溶解炉１は、３段構造の架台を有し、その下段テーブル６の下にルツボ５および消耗電極３を、その中段テーブル７の下に通電装置３０を、その上段テーブル８の上に電極昇降装置２０を、それぞれ配置している。なお、スチンガーロッド２は、上段テーブル８の直下から、中段テーブル７、下段テーブル６を貫通するよう配置され、その一端は昇降装置２０と、他端はスタブ４を介して消耗電極３と、それぞれ接続されている。
【００１４】
ルツボ５は、略円筒形状からなり、溶解された溶湯を保持する容器である。ルツボ５は、給電ポール９や水冷ケーブル１０などの導線路により図示しない外部の電源装置と接続されている。このルツボ５内に吊り下げられる消耗電極３は、再溶解する原料からなり、その形状は円柱形状である。
【００１５】
スチンガーロッド２は、導電性を有する円柱形状の部材で構成され、スタブ４を介して消耗電極３と着脱可能に接続されている。つまり、スチンガーロッド２と消耗電極３とは、電極昇降装置２０の作動により、一体で昇降する。
【００１６】
電極昇降装置２０は、主に電動モータ２１や減速機２２、減速機２２から上段テーブル８を貫通してスチンガーロッド２に螺合するネジ軸２３等からなる。ネジ軸２３はスチンガーロッド２の上端内部に設けた図示しないネジ孔に螺合している。また、スチンガーロッド２は、その端部に設けた係止板２４を上段テーブル８の脚部を構成するガイドポール１２に設けたスライダー２５に固定することで、回転が規制されている。よって、電動モータ２１が作動すると、スチンガーロッド２が昇降する。
【００１７】
通電装置３０は、リング状の形状をしており、中段テーブル７から連結部材１３により吊下げられて、スチンガーロッド２の外周を包囲するように配置されている。通電装置３０は、昇降動作するスチンガーロッド２の外周面が摺動する面を備えており、図示しない外部の電源装置から水冷ケーブル１１を介して供給された電力をスチンガーロッド２（最終的には消耗電極３）へ送っている。つまり、外部の電源装置の一端は上述のルツボ５に、他端は通電装置３０、スチンガーロッド２を介して消耗電極３に、それぞれ接続され、ルツボ５中のスラグ層を流れる電流の抵抗加熱によって消耗電極３の先端を溶解させている。
【００１８】
なお、中段テーブル７や、中段テーブル７上に固定される上段テーブル８は、全体として、重量計１４を介して、下段テーブル６上に立設されている。つまり、重量計１４は、消耗電極３を含み、下段テーブル６上にかかる全ての重量を計測しており、溶解中の消耗電極３の重量変化を検知することができる。かかる重量計１４は、図示しない制御装置に接続され、重量変化を制御装置に出力する。制御装置は、入力した消耗電極３の重量変化に基づき、適切な消耗電極３の重量減少速度を求め、その指令値を電動モータ２１へ出力する。こうして、所望の溶解速度に応じた消耗電極３の昇降動作が行われている。
【００１９】
次に、本発明の通電装置３０の構造を詳細に説明する。図２は、通電装置３０の一部切欠平面図を、図３は、図２のＡ−Ａ断面における縦断面図を、図４は、図２の一部分を拡大して示す水平断面図を、図５は、図４に対応する部分の縦断面図を、それぞれ示している。
【００２０】
図２に示すように、通電装置３０は、リング状形状であり、その中央にスチンガーロッド２を挿通するための透孔３４を備えている。この通電装置３０は、３つの主要部材とその他の部材から構成されている。３つの主要部材は、略リング状の接触子ホルダー３１、スチンガーロッド２に接触する接触子５０、及び、接触子５０をスチンガーロッド２へ押圧する押圧部７０である。接触子５０及び押圧部７０は対をなし、これらが、接触子ホルダー３１内に、その円周方向に等間隔で複数配置されている。
【００２１】
まず、本発明の通電装置３０の主要部材の一つである接触子ホルダー３１の構成について説明する。接触子ホルダー３１は、図３に示すように、接触子５０を嵌装する接触子嵌装溝３３を備える接触子ホルダー本体３２と、接触子ホルダー本体３２の下部に固定され接触子嵌装溝３３の蓋として配置される下蓋３５と、接触子ホルダー本体３２の外周を所定の間隔を持って覆うように形成され、押圧部７０を固定するカバー３７などから構成されている。
【００２２】
接触子ホルダー本体３２は、前述のスチンガーロッド２を挿通するための透孔３４を有するリング状の外形形状をしており、銅などの導電性の良好な材料からなる。接触子ホルダー本体３２の下側略半分には、そのリング状の内周面から外周面に亘り、径方向に延びる複数の接触子嵌装溝３３が円周方向に等間隔で形成されている。接触子嵌装溝３３の上面は平坦な水平面として形成され、両側面は平坦な垂直面として形成されている。また、接触子嵌装溝３３の幅は、接触子５０がスチンガーロッド２の軸芯方向へ移動しやすいように、僅かであるが接触子ホルダー本体３２の外周面側から内周面側へ漸次広くなるように形成されている。なお、図示は省略したが、接触子ホルダー本体３２は外部と電気的に接続するための給電ポートを備えており、この給電ポートに水冷ケーブル１１を接続することで図示しない電源装置からの電力供給を受けている。
【００２３】
下蓋３５は、導電性の良好な銅等の材料からなるリング状の板部材である。下蓋３５の外径は接触子ホルダー本体３２の外径よりも大きく、中心にスチンガロッド２を挿通するための穴３６が穿設されている。
【００２４】
カバー３７は、ステンレス等の材料からなり、接触子ホルダー本体３２外周を所定の隙間を持って覆う大きさの筒状体３８と、筒状体３８の端面に溶接固定される上蓋３９と、から構成されている。筒状体３８は、外径が下蓋３５の外径と略同一とされ、高さが接触子ホルダー本体３２の高さよりも低く（略半分）形成されている。上蓋３９は、リング状の板部材であり、外径が筒状体３８の外径と略同一とされ、内径が接触子ホルダー本体３２の外径と略同一に形成されている。また、上蓋３９の外縁部３箇所には、連結部材１３を接続する張出部４０が設けてある。なお、筒状体３８の周側面には、押圧部７０を水平に固設するための貫通孔４１が円周方向等間隔に複数形成されている。この貫通孔４１に固設された押圧部７０の一端は、接触子５０と当接する構造としてある。
【００２５】
かかる部品からなる接触子ホルダー３１は、接触子ホルダー本体３２の下側から下蓋３５をボルトで締結し、接触子ホルダー本体３２の上側からカバー３７を嵌合して固定することで組立てられる。その際、カバー３７を構成する上蓋３９が接触子ホルダー本体３２と、カバー３７を構成する筒状体３８が下蓋３５と、それぞれボルトで締結される。
【００２６】
こうした組立てにより、接触子ホルダー本体３２と下蓋３５とで形成された空間が、接触子５０を嵌装する接触子嵌装孔４２とされ、この接触子嵌装孔４２に、接触子５０が接触子ホルダー３１の外周側からスチンガーロッド２の軸芯方向へ摺動可能に嵌装される。組立てられた接触子ホルダー３１のカバー３７の張出部４０には、連結部材１３が接続され、該連結部材１３は図示しない絶縁材を介して中段テーブル７に接続される。このようにして通電装置３０は、中段テーブル７に吊下げられて固定される。
【００２７】
なお、組立てられた接触子ホルダー３１には、接触子ホルダー本体３２の外周と下蓋３５とカバー３７により囲まれた空間が形成される。この空間には、図示しない不活性ガス供給源から不活性ガスが供給され、該空間及び接触子嵌装孔４２内の圧力が正圧に保たれている。これにより、該空間及び接触子嵌装孔４２内への外部からのダストの侵入を防止するとともに、溶解過程で生じる腐食性ガスの該空間及び接触子嵌装孔４２内への侵入による接触子５０の腐食を防止している。
【００２８】
また、図３に示すように、接触子ホルダー本体３２とスチンガーロッド２の隙間の上端部及び下蓋３５とスチンガーロッド２の隙間には、ゴム製の絶縁リング４５、４６を設けている。この絶縁リング４５、４６は、スチンガーロッド２と、接触子ホルダー本体３２及び下蓋３５との接触を防止するとともに、前述の空間をシールしている。
【００２９】
次に、本発明の通電装置３０の主要部材の一つである接触子５０の構成について説明する。接触子５０は、図２及び図４に示すように、前述の接触子嵌装孔４２内に、間に隙間を設けて横に並べて配設された一対の接触子板５１、５１と、その隙間に配設されたバネ５８から構成されている。
【００３０】
接触子板５１は、カーボン製で、台形形状の板状部材である。台形形状を構成する平行な２辺のうちの長辺側の面を、スチンガーロッド２に対向させる通電面５２としている。図４に示すように、通電面５２は円柱状のスチンガーロッド２の外周面に隙間無く当接するよう、凹状に形成されている。
【００３１】
図３、図５に示すように、通電面５２の上下方向両端の角は鋭角である。一方、前記接触子嵌装孔４２の上面４３と下面４４は水平である。従って、垂直に垂下されたスチンガーロッド２と通電面５２が当接したとき、接触子嵌装孔４２と接触子板５１の上面５３及び下面５４との隙間５９、６０は、スチンガーロッド２から離れるにつれて広くなっている。この隙間５９、６０が、接触子５０を傾動可能とするための傾動吸収部に該当する。換言すると、本第１実施例の傾動吸収部は、接触子嵌装孔４２の上下面を接触子ホルダー本体３２の内周面側から外周面側へ平行に形成し、通電面５２が長辺となる台形形状の接触子板５１を嵌装することにより構成される。
【００３２】
通電面５２の上下方向長さは、接触子嵌装孔４２の上下方向長さよりも、僅かに（約１ｍｍ）短く形成されている。そうすることで、接触子板５１の通電面５２をスチンガーロッド２に当接させたとき、通電面５２の近傍部分では、接触子板５１の上面５３及び下面５４と接触子嵌装孔４２の上面４３及び下面４４との隙間は僅かになる。従って、スチンガーロッド２昇降時の接触子板５１すなわち接触子５０のガタつきを防止し、接触子板５１とスチンガーロッド２との接触不良により通電が不安定になったり、接触子板５１の寿命が短くなるのを防ぐことができる。
【００３３】
図３、図５に示すように、接触子板５１の通電面５２側には、スリット状の切欠部５６を２ヶ所設けている。この切欠部５６により、接触子板５１の熱膨張を吸収し、また、スチンガーロッド２との摩擦によって生じる接触子板５１のダスト粒子を収容し、スチンガーロッド２と接触子板５１との摺動不良を防止している。
【００３４】
また、図４、図５に示すように、一対の接触子板５１、５１は、その対向する面の幅方向中央で且つ高さ方向３箇所に円環状凹部５７を有している。そして、対向する円環状凹部５７内に内装されたバネ５８が、一対の接触子板５１、５１を接触子嵌装孔４２の側面に良好に接触するように付勢している。これにより、接触子ホルダー３１からの電力が接触子板５１に送られている。
【００３５】
次に本発明の通電装置３０の主要部材の一つである押圧部７０の構成について説明する。押圧部７０は、図４及び図５に示すように、接触子ホルダー３１の筒状体３８に固定され、その一端が接触子板５１の通電面５２と反対側の面５５を押圧することにより、通電面５２をスチンガーロッド２に当接させている。
【００３６】
図４及び図５に示すように、押圧部７０は、前述のカバー３７（筒状体３８）周側面の貫通孔４１に嵌設された支持部材７１と、支持部材７１を貫通して配置されるロッド７２と、ロッド７２の周りに配設された圧縮バネ７３と、ロッド７２の一端に固着された支承部材７４と、支承部材７４に回動可能に支持され、接触子５０を押圧する押圧部材７５と、から構成され、押圧部材７５、支承部材７４、ロッド７２が一体で圧縮バネ７３の復元力を受けて接触子５０を押圧する構造である。
【００３７】
支持部材７１は、一端に鍔を設けた円柱状の部材であり、鍔を筒状体３８の内周面に係止させて、筒状体３８に嵌設している。この支持部材７１の軸芯には貫通穴７６が穿設され、鍔側の面には、貫通穴７６と同芯状に環状溝７７が設けてある。貫通穴７６には、ロッド７２が挿通され、ロッド７２が水平に支持されている。なお、ロッド７２の一部にはネジ部７８が設けられ、ネジ部７８の先端は貫通穴７６を貫通し、筒状体３８の外部へ突出している。
【００３８】
支承部材７４は、ロッド７２の先端に固着された当板７９、当板７９の上面及び下面から水平に延設された上片８０、下片８１、上片８０及び下片８１にその両端を固着され垂直に設けられた軸８２からなる。
【００３９】
押圧部材７５は、接触子板５１、５１に対向する側に２つの凸部８３、８４を有している。また、押圧部材７５は、孔を有しており、該孔に軸８２を挿通することにより、支承部材７４に回動可能に支持されている。そして、凸部８３、８４は一対の接触子板５１、５１の通電面５２、５２と反対側の面５５、５５に当接している。
【００４０】
また、押圧部材７５は、セラミック等の碍子からなり、圧縮バネ７３への電気の流れを断つことにより、該圧縮バネ７３の過熱やスパークの発生を防止している。圧縮バネ７３は、その一端を当板７９に当接させ他端を環状溝７７に嵌入して配設されている。よって、接触子５０は押圧部材７５からの押圧によりスチンガーロッド２に押圧されている。
【００４１】
なお、押圧部７０による接触子５０への押圧を解除する場合には、接触子ホルダー３１の筒状体３８から外側に突出したロッド７２に螺合するナット８５を調整する。このナット８５を締め込むことで、圧縮バネ７３が縮められ、押圧を解除することができる。
【００４２】
こうした各種部品からなる通電装置３０は、図示しない電源装置から接触子ホルダー本体３２に供給された電力を、接触子５０を介してスチンガーロッド２に送る。
【００４３】
図６は、スチンガーロッド２が傾斜したときの通電装置３０の縦断面図であり、図２のＢ−Ｂ断面を示している。この通電装置３０において、スチンガーロッド２が図６のように反時計回り方向に傾斜した場合、右側の接触子５０は、その上面５３と接触子嵌装孔４２の上面４３との隙間５９が接触子５０の傾動を吸収し得るようにスチンガーロッド２から離れるにつれて広くなっているため、押圧部７０からの押圧力により、反時計回り方向に傾動する。左側の接触子５０も同様にスチンガーロッド２の傾斜に追従し反時計回り方向に傾動する。よって、スチンガーロッド２が傾斜しても通電面５２の全面がスチンガーロッド２に常に当接し、スチンガーロッド２と通電面５２との間に隙間ができることはないから、スパークの発生を防止することができる。また、通電面５２の上下方向長さは接触子嵌装孔４２の上下方向長さよりも僅かに（約１ｍｍ）短いため、接触子５０のガタつきに起因する通電不良やスパークの発生を防止することができる。
【００４４】
次に図７に示す第２実施例の通電装置１３０について説明する。図示するように、この第２実施例の通電装置１３０は、第１実施例に比べて、押圧部７０の個数が異なるだけで、その他の構成は第１実施例と同様である。したがって、図３と同一または相当部分には同一符号を付して図示し、それらの部分の詳細な説明は省略する。以下、後述する他の実施例においても同様とする。
【００４５】
この第２実施例の通電装置１３０は、接触子５０を２個の押圧部７０により押圧するように構成し、第１実施例の押圧部７０の倍の数の押圧部７０を備えている。具体的には、接触子ホルダー３１のカバー３７に押圧部７０取り付け用の貫通孔４１が追加され、接触子５０を、スチンガーロッド２軸芯方向の上下２箇所で押圧している。この独立した２つの押圧部７０が、接触子５０を押圧することで、スチンガーロッド２の傾斜に追従して傾動した接触子５０を、より一層確実にスチンガーロッド２に接触させることができる。
【００４６】
次に図８に示す第３実施例の通電装置２３０について説明する。図示するように、この第３実施例では、第１実施例における接触子嵌装孔４２と接触子５０との隙間の形状を変更するため、新たに接触子嵌装孔２４２と接触子２５０とを設けている。接触子嵌装孔２４２は、その上面２４３のみがスチンガーロッド２から離れるにつれて漸次高くなるよう形成され、接触子２５０は、その接触子板２５１の上面２５３のみが水平となるように形成されている。この第３実施例でも、第１実施例及び第２実施例と同様に、接触子嵌装孔２４２と接触子板２５１の上面２５３及び下面２５４との隙間はスチンガーロッド２から離れるにつれて広くなっており、この隙間を、接触子２５０を傾動可能とするための傾動吸収部としている。本実施例でも、第１実施例及び第２実施例と同様に、スチンガーロッド２が傾斜したとき、接触子２５０は、押圧部７０からの押圧によりスチンガーロッド２の傾斜に追従して傾動する。
【００４７】
次に図９に示す第４実施例の通電装置３３０について説明する。図示するように、この第４実施例では、第１実施例とは接触子５０の構造のみが異なる。第４実施例の通電装置３３０を構成する接触子３５０は、その接触子板３５１が台形の短辺側に長方形を繋ぎ合わせた外観形状をしている。つまり、スチンガーロッド２と当接する通電面３５２側から押圧部７０方向へ向かって、接触子板３５１の上面３５３及び下面３５４と接触子嵌装孔４２の隙間が徐々に大きくなるよう台形形状部分が形成され、押圧部７０方向へ所定距離隔たった位置からは、隙間が一定間隔となるよう長方形形状部分が形成されている。第４実施例では、スチンガーロッド２から離れるにつれて隙間が大きくなる構造とは異なるが、かかる構成であっても、第１実施例と同様、接触子３５０の上下の隙間が傾動吸収部としての役割を果たし、同様の効果を奏する。
【００４８】
なお、第４実施例に示すように、隙間が一定間隔となる傾動吸収部を形成した場合、スチンガーロッド２が大きく傾斜すると、接触子板３５１の長方形形状部分が、先に、接触子嵌装孔４２と接触してしまうことも考えられる。しかしながら、接触子板３５１の長方形形状部分の形成にあたって、スチンガーロッド２の最大傾斜角度を考慮することで、確実にスチンガーロッド２の傾動を吸収する傾動吸収部を設けることができる。具体的には、スチンガーロッド２の最大傾斜角度が、スチンガーロッド２とそれが挿通される接触子ホルダー本体３２の透孔３４とのクリアランスと絶縁リング４５、４６の弾性率で決まることを考慮し、求めたスチンガーロッド２の最大傾斜角度から、接触子板３５１の長方形形状部分の形状（接触子嵌装孔４２との隙間の広さ）を決定すればよい。
【００４９】
次に図１０に示す第５実施例の通電装置４３０について説明する。図示するように、この第５実施例では、第１実施例とは接触子５０の構造のみが異なる。第５実施例の通電装置４３０を構成する接触子４５０は、その接触子板４５１の上面４５３と下面４５４を円弧状に形成したものである。この第５実施例は、接触子板４５１の上面４５３及び下面４５４と接触子嵌装孔４２との隙間は、スチンガーロッド２に近い部分では、該スチンガーロッド２から離れるにつれて広くなっているが、スチンガーロッド２から遠い部分では、該スチンガーロッド２から離れるにつれて狭くなっている。しかし、第４実施例と同様に、通電面４５２と反対側の面４５５の上下方向両端と接触子嵌装孔４２との隙間を、スチンガーロッド２の最大傾斜角度を考慮した距離にしておけば、この隙間が傾動吸収部としての役割を果たし、第１実施例と同様の効果を奏する。
【００５０】
この発明は上記の例に限定されるものではなく、接触子ホルダー３１の形状や材質などは、上記以外のものとしてもよく、押圧部７０は油圧シリンダーなどの流体圧シリンダーやパワーシリンダーなどを使用したものでもよい。また、通電面と反対側の面５５の形状も上記の例に限定されず、凹状にするなど、種々変更してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】エレクトロスラグ再溶解炉の概略側面図。
【図２】通電装置の一部切欠平面図。
【図３】図２のＡ−Ａ断面における縦断面図。
【図４】図２の一部分を拡大して示す水平断面図。
【図５】図４に対応する部分の縦断面図。
【図６】第１実施例において、スチンガーロッドが傾斜したときの通電装置の縦断面図。
【図７】第２実施例における通電装置の縦断面図。
【図８】第３実施例における通電装置の縦断面図。
【図９】第４実施例における通電装置の縦断面図。
【図１０】第５実施例における通電装置の縦断面図。
【図１１】通電装置の断面構造を説明する説明図。
【図１２】従来の通電装置において、スチンガーロッドが傾斜したときの縦断面図。
【符号の説明】
【００５２】
１・・・エレクトロスラグ再溶解炉、２・・・スチンガーロッド、３・・・消耗電極、５・・・ルツボ、２０・・・電極昇降装置、３０・・・通電装置、３１・・・接触子ホルダー、３２・・・接触子ホルダー本体、３５・・・下蓋、３７・・・カバー、４２・・・接触子嵌装孔、５０・・・接触子、５１・・・接触子板、５２・・・通電面、５８・・・バネ、５９・・・隙間（傾動吸収部）、６０・・・隙間（傾動吸収部）、７０・・・押圧部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スチンガーロッドに吊下された消耗電極を導電性ルツボ内に昇降自在に垂下してなる消耗電極式溶解炉の通電装置であって、
前記スチンガーロッド軸芯周りに複数配置され、該スチンガーロッドに対して通電するための通電面を有する接触子と、
前記接触子を前記スチンガーロッドの外周から軸芯方向へ摺動可能に嵌装する接触子嵌装孔を有し、外部の電源装置から供給された電力を前記接触子へ送る接触子ホルダーと、
前記接触子ホルダーの前記接触子嵌装孔内に嵌装された前記接触子を前記スチンガーロッドに押圧する押圧部と、
前記接触子と前記接触子嵌装孔との間であって、前記スチンガーロッド軸芯方向の上方及び下方に設けられ、前記スチンガーロッドの傾斜に追従して前記接触子を傾動可能となす傾動吸収部と、
を備えたことを特徴とする消耗電極式溶解炉の通電装置。
【請求項２】
前記接触子は、一対の接触子板と、
前記一対の接触子板を互いに離間する方向に付勢するバネを備え、
前記一対の接触子板を前記バネの付勢により前記接触子ホルダーに接触させる請求項１に記載の消耗電極式溶解炉の通電装置。
【請求項３】
前記傾動吸収部は、前記接触子嵌装孔の上面及び下面と前記接触子の上面及び下面との隙間により形成され、
垂直に垂下された前記スチンガーロッドと前記通電面の全面が当接したとき、前記上下の隙間が、前記スチンガーロッドから離れるにつれて漸次広くなるようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載の消耗電極式溶解炉の通電装置。
【請求項４】
前記押圧部は、前記接触子を前記スチンガーロッド軸芯方向の上下２箇所で押圧するものであることを特徴とする請求項１〜３の何れか一つの項記載の消耗電極式溶解炉の通電装置。
【請求項１】
スチンガーロッドに吊下された消耗電極を導電性ルツボ内に昇降自在に垂下してなる消耗電極式溶解炉の通電装置であって、
前記スチンガーロッド軸芯周りに複数配置され、該スチンガーロッドに対して通電するための通電面を有する接触子と、
前記接触子を前記スチンガーロッドの外周から軸芯方向へ摺動可能に嵌装する接触子嵌装孔を有し、外部の電源装置から供給された電力を前記接触子へ送る接触子ホルダーと、
前記接触子ホルダーの前記接触子嵌装孔内に嵌装された前記接触子を前記スチンガーロッドに押圧する押圧部と、
前記接触子と前記接触子嵌装孔との間であって、前記スチンガーロッド軸芯方向の上方及び下方に設けられ、前記スチンガーロッドの傾斜に追従して前記接触子を傾動可能となす傾動吸収部と、
を備えたことを特徴とする消耗電極式溶解炉の通電装置。
【請求項２】
前記接触子は、一対の接触子板と、
前記一対の接触子板を互いに離間する方向に付勢するバネを備え、
前記一対の接触子板を前記バネの付勢により前記接触子ホルダーに接触させる請求項１に記載の消耗電極式溶解炉の通電装置。
【請求項３】
前記傾動吸収部は、前記接触子嵌装孔の上面及び下面と前記接触子の上面及び下面との隙間により形成され、
垂直に垂下された前記スチンガーロッドと前記通電面の全面が当接したとき、前記上下の隙間が、前記スチンガーロッドから離れるにつれて漸次広くなるようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載の消耗電極式溶解炉の通電装置。
【請求項４】
前記押圧部は、前記接触子を前記スチンガーロッド軸芯方向の上下２箇所で押圧するものであることを特徴とする請求項１〜３の何れか一つの項記載の消耗電極式溶解炉の通電装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００９−４６７１５（Ｐ２００９−４６７１５Ａ）
【公開日】平成２１年３月５日（２００９．３．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２１２４４７（Ｐ２００７−２１２４４７）
【出願日】平成１９年８月１６日（２００７．８．１６）
【出願人】（０００００３７１３）大同特殊鋼株式会社 (916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月５日（２００９．３．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月１６日（２００７．８．１６）
【出願人】（０００００３７１３）大同特殊鋼株式会社 (916)
【Ｆターム（参考）】
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