黒鉛化炉
【課題】横２列に配した炭素質成形体群を電気的に直列につないで加熱処理する方式の黒鉛化炉を、各列の炭素質成形体群の通電条件や軸方向押圧が安定して炭素質成形体が均一に加熱されるようにすることを課題としている。
【解決手段】第２ターミナル電極４，４を炉体の並列配置の２つのチャンバに炉外から個別に臨ませ、その第２ターミナル電極４，４の電気接続を、導体板７ａＲ，７ａＬ、ピボット軸７ｃで端部を前記導体板に連結する可動フレーム７ｂ、その可動フレームに支持される上部可撓導体７ｄＵ及び下部可撓導体７ｄＢ、それらの可撓導体の両端に設ける上部接点７ｅＵ及び下部接点７ｅＢ及び両接点を導体板に押しつける接点押圧ばね７ｆを備える接続器７を用いて炉外で行なうようにした。
【解決手段】第２ターミナル電極４，４を炉体の並列配置の２つのチャンバに炉外から個別に臨ませ、その第２ターミナル電極４，４の電気接続を、導体板７ａＲ，７ａＬ、ピボット軸７ｃで端部を前記導体板に連結する可動フレーム７ｂ、その可動フレームに支持される上部可撓導体７ｄＵ及び下部可撓導体７ｄＢ、それらの可撓導体の両端に設ける上部接点７ｅＵ及び下部接点７ｅＢ及び両接点を導体板に押しつける接点押圧ばね７ｆを備える接続器７を用いて炉外で行なうようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電気製鋼用黒鉛電極などの製造工程において、焼成済みの炭素質成形体（被処理材）を黒鉛化するのに用いる黒鉛化炉、特に、直接黒鉛化法（ＬＷＧ法）で大型の黒鉛電極材などを製造するのに適した黒鉛化炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気製鋼用黒鉛電極は、通常、コークス粉粒とピッチバインダーの混合原料を円柱状に成形し、これを１５００℃以下の温度で焼成し、次いで、得られた材料又はこれにピッチを含浸させたものを１０００℃以下の温度で再焼成し、その後さらに、以上の工程を経て得られた炭素質成形体を抵抗加熱法で２５００〜３０００℃の高温に加熱して黒鉛化する方法で製造されている。
【０００３】
その黒鉛化が首記の直接黒鉛化法で行なわれる。再焼成済みの炭素質成形体を長尺の黒鉛化炉の内部に直列に配列して挿入し、周辺を保温と酸化防止のためのコークス詰粉で被包充填する。そして、この状態で末端の炭素質成形体に当接したターミナル電極を介して通電し、炭素質成形体を電気抵抗によって発熱させ、３０００℃程度まで昇温させて黒鉛化処理する。
【０００４】
この直接黒鉛化法では、個々の炭素質成形体の突き合わせ面間に生じる接触抵抗によって、製品の破損、亀裂の原因になる局部的な異常発熱が起こる虞があり、その対策として、直列に配列した炭素質成形体をプッシャーで軸方向に押圧し、炭素質成形体相互の突き合わせ面における接触抵抗の低減と安定化を図ることが行なわれている（下記特許文献１参照）。
【０００５】
また、プッシャーによる押圧と個々の炭素質成形体の接着を併用する方法や個々の炭素質成形体の突き合わせ面間や末端の炭素質成形体とそれに当接させる水冷ターミナル電極との間に炭素質成形体よりも電気比抵抗値の高い炭素質導電材を介在させる方法なども開発されている（下記特許文献２，３参照）。
【０００６】
さらに、直列配置の炭素質成形体を一群として横２列に配置されたチャンバにその炭素質成形体群をそれぞれ挿入し、２組の炭素質成形体群の他端を互いに電気的に接続し、各組の炭素質成形体群の一端に陰陽のターミナル電極をそれぞれ当接させて通電する、生産性や設備のスペース効率などに優れた黒鉛化炉も開発されている。
【０００７】
炭素質成形体群を並列配置にして一括処理するその黒鉛化炉では、各組の炭素質成形体群を電気的に直列につなぐ方法として、炉の奥端にカーボンブロックを配置し、そのカーボンブロックに２組の炭素質成形体群の他端を押し付けて電気導通の中継をカーボンブロックによって行なう方法が通常採られている。
【０００８】
このほか、黒鉛化炉などに電力を供給する給電装置が下記特許文献４に開示され、さらに、黒鉛化炉の炉体に関する発明が下記特許文献５などに開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特公昭６３−６６７６６号公報
【特許文献２】特開平５−７８１１１号公報
【特許文献３】特開平９−２２７２３２号公報
【特許文献４】特開２００６−１２４５７号公報
【特許文献５】米国特許第５２９９２２５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
並列配置の炭素質成形体群には、黒鉛化処理時の熱膨張差や予備焼成で個々の炭素質成形体の寸法誤差などにより、全体の軸方向寸法（長さ）にずれが生じる。
【００１１】
各炭素質成形体群のセット時の長さは、炭素質成形体相互の突合せ面などに介在する導電材の軸方向寸法を変えることによって等しくなるように調整することができる。しかしながら、黒鉛化処理時の熱膨張量などが不均一になるため、炭素質成形体群の軸方向寸法のずれは不可避の問題として発生する。
【００１２】
プッシャーによる片側からの押圧では、軸方向寸法の吸収能力が制限され、力の伝達ロスも生じやすい。それが原因で２つのチャンバの炭素質成形体群の軸方向寸法にずれが生じたときに軸方向押圧力がばらつくため、炭素質成形体の相互突き合わせ面の面圧が不均一になる。また、長尺炉では特に、力の伝達ロスが大きくなって押圧力が不足しがちとなり、そのために加熱条件が不安定、不均一になって得られる製品の破損、亀裂、変質、粉化などが起こる。
【００１３】
この発明は、かかる不具合を回避するために、焼成済み炭素質成形体が直列に配列された炭素質成形体群を並列配置のチャンバに挿入し、それを電気的に直列につないで加熱処理する方式の黒鉛化炉を、炭素質成形体群の熱膨張量の違いなどによる長さ変動の吸収が規制なくなされ、各列の炭素質成形体群の通電条件や軸方向押圧が安定して炭素質成形体が均一に加熱されるようにすることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題を解決するため、この発明においては、以下の要素を備える黒鉛化炉にした。
１）互いに区画された並列配置の２つのチャンバを有する軸方向に長い炉体。
２）前記炉体の一端側において炉外から前記２つのチャンバに個別に臨ませる軸方向スライド可能な２個の第１ターミナル電極。
３）各炉体の他端側において炉外から前記２箇所のチャンバに個別に臨ませる軸方向スライド可能な２個の各々が上下面を有する第２ターミナル電極。
４）第１、第２ターミナル電極を個々に軸方向に押圧するプッシャー。
５）前記第１、第２ターミナル電極に働く反力を個々に受ける反力柱。
６）前記２個の第２ターミナル電極を炉外で電気的に導通させる接続器。
ここで言う軸方向とは、炉体の長手方向を指す。
【００１５】
また、各チャンバに直列に配列される複数の焼成済み炭素質成形体の相互突き合せ面に前記プッシャーで面圧を加え、この状況で、２個の第１ターミナル電極間に通電して炭素質成形体を電気抵抗で所定温度に加熱するものにした。
【００１６】
そしてさらに、前記接続器を、以下の要素を備えるものにした。
ｉ）前記２個の第２ターミナル電極の上面又は下面にそれぞれ連結して自由端側を対向させる水平配置の一対の導体板。
ii）一端が一方の前記導体板に、他端が他方の前記導体板にそれぞれ炉体長手直角方向に長い長孔に通される垂直なピボット軸で回動可能に連結される可動フレーム。
iii）前記可動フレームに支持される対向配置の上部可撓導体及び下部可撓導体。
iv）上部可撓導体の両端の下面及び下部可撓導体の両端の上面にそれぞれ設ける炉体軸方向に長い上部接点及び下部接点。
ｖ）上部可撓導体と下部可撓導体を対向方向に付勢して前記上部接点と下部接点を前記導体板の上下面に押しつける接点押圧ばね。
【００１７】
この黒鉛化炉の好ましい構成を以下に列挙する。
（ａ）前記接続器と同一構成の接続器を前記第２ターミナル電極の上部と下部の双方に有し、前記２個の第２ターミナル電極相互の電気接続が第２ターミナル電極の上部と下部の２箇所でなされるもの。
（ｂ）前記上部可撓導体と下部可撓導体との間に、上下の可撓導体を相反する方向に押し動かして前記上部接点と下部接点を前記導体板から引き離す押圧解除機構を備えたもの。
（ｃ）前記第２ターミナル電極の上面と下面を平坦な面にしてその上面と下面に、前記導体板を面接触させて取付けたもの。
（ｄ）前記上部接点及び下部接点のコンタクト面をＲ面にしたもの。
（ｅ）前記上部可撓導体、下部可撓導体、上部接点、下部接点をそれぞれ前記炉体の軸方向に複数に分割したもの。
【発明の効果】
【００１８】
この発明の黒鉛化炉は、２個の第２ターミナル電極の電気接続を炉外で行なって炭素質成形体群を両側からプッシャーで押圧する。また、２個の第２ターミナル電極を導通させる接続器を上記の構成にすることで、２個の第２ターミナル電極に炉体軸方向への移動の自由度を付与する。
【００１９】
横２列に並べた炭素質成形体群の電気接続を、炉内のカーボンブロックによって行なう炉の場合、炭素質成形体群の軸方向押圧を炉の片側からしか行なえず、２箇所のチャンバに挿入された炭素質成形体群に熱膨張差が生じたときに両チャンバ内炭素質成形体の突き合わせ部の面圧がばらつく。
【００２０】
その問題に対し、炭素質成形体群の電気接続を炉外で行なう構造にして炭素質成形体群を両側からプッシャーで押圧することで、その不具合を解消して面圧のばらつきを減少させることができる。
【００２１】
また、２個の第２ターミナル電極を炉外で電気的に接続する方法として、一般的なフレキシブル導体を用いる図１２〜図１４の接続構造を検討した。この接続構造は、第２ターミナル電極４の上面と下面にＬ型導体板２１をボルト止めして取付け、２個の第２ターミナル電極のＬ型導体板２１，２１間をフレキシブル導体２２でつなぐものである。フレキシブル導体２２は、ボルトで軸方向に締め付けてＬ型導体板２１に端部を連結する。
【００２２】
この図１２〜図１４の接続構造では、２つのチャンバに挿入された炭素質成形体群の軸方向寸法がずれるとフレキシブル導体２２が撓み、それによって第２ターミナル電極４，４の軸方向への相対変位が許容される。
【００２３】
ところが、この接続構造は、第２ターミナル電極間に設けるフレキシブル導体２２が炉外に設置される設備点検用の歩廊２３と干渉し、図示のような導体配置ができないという問題が生じた。
【００２４】
また、この接続構造は、２箇所のチャンバに挿入された炭素質成形体群の熱膨張差が大きくなると、フレキシブル導体２２に対して引っ張り力が働き、そのためにＬ型導体板２１との間の接触抵抗が変動して電気導通の安定が損なわれる可能性がある。さらに、炉内の温度は３０００℃にも達するため、接続部の輻射熱による温度上昇が著しい状況下で引っ張り力を受けることになり、従って、耐久性確保の面でも好ましくない。
【００２５】
これに加え、２個の第２ターミナル電極間にフレキシブル導体２２の変位吸収能を超える相対移動が生じた場合、フレキシブル導体２２の外れや断線が起こる虞もある。
【００２６】
この発明の黒鉛化炉に採用した接続器は、これらの問題にも対応したものである。この接続器の導体板は、炉内の炭素質成形体が熱膨張したとき、或いは冷却されて収縮したときに、それぞれの導体板に連結されている第２ターミナル電極と一体になって軸方向に動く。
【００２７】
そのときの対の導体板の軸方向移動量が、各列の炭素質成形体群の熱伸縮量の不可避のずれなどによって異なると、接続器の可動フレームがピボット軸を支点にして回動する。
【００２８】
上部接点と下部接点は各導体板を挟みつけているが、接点押圧ばねの力で挟持圧を加えているので接続器の可動フレームの回動は支障なくなされ、その回動が進行している間も上部接点と下部接点が安定した力で導体板に押しつけられるため、２個の第２ターミナル電極間の電気導通が安定して維持される。
【００２９】
また、２個の第２ターミナル電極の電気接続を上記接続器で行うことで、図１２の接続部に比べて上下方向の接続器設置スペースを縮小して歩廊との干渉の問題をなくすことができる。さらに、その接続器を使用することでプッシャーによるターミナル電極の軸方向押圧を第２ターミナル電極が配置される炉体の他端側でも支障なく行うことができる。
【００３０】
このように、２個の第２ターミナル電極の電気接続を上記接続器で行うことで、炭素質成形体群の熱膨張差による長さ変動の吸収が安定してなされ、各列の炭素質成形体群の炉の両側からのプッシャーによる軸方向押圧が安定して炭素質成形体が均一に加熱されるようになる。
なお、好ましいとした構成の作用・効果は後に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】この発明の黒鉛化炉の概要を示す平面図
【図２】図１の黒鉛化炉の概要を示す側面図
【図３】第２ターミナル電極の相互電気接続部の平面図
【図４】図３のＸ−Ｘ線に沿った断面図
【図５】図３のＹ−Ｙ線に沿った図
【図６】第２ターミナル電極に接続器の導体板を取り付けた状態の平面図
【図７】第２ターミナル電極の軸方向変位量が、右側で大となったときの接続器の動作を示す平面図
【図８】第２ターミナル電極の軸方向変位量が、左側で大となったときの接続器の動作を示す平面図
【図９】接続器の他の例を示す平面図
【図１０】図９の接続器の端面図
【図１１】図９の接続器の側面図
【図１２】第２ターミナル電極の接続構造の参考例を示す平面図
【図１３】図１２の接続構造の側面図
【図１４】図１２の接続構造の斜視図
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、添付図面の図１〜図１１に基づいて、この発明の黒鉛化炉の実施の形態を説明する。
図１に示すように、例示の黒鉛化炉１は、軸方向に長く形成された炉体２と、対向配置の第１ターミナル電極３及び第２ターミナル電極４と、それらのターミナル電極を個々に押圧するプッシャー５を有する。そして、さらに、第１、第２ターミナル電極３，４に働く反力を個々に受ける反力柱６と、対をなす２個の第２ターミナル電極４，４を炉外で電気的に導通させる接続器７を組み合わせて構成されている。
【００３３】
炉体２は、互いに区画された並列配置の２つのチャンバ２ａを有する（図１参照）。その炉体２の一端側に、炉外から炉壁を貫通して２つのチャンバ２ａ、２ａに個別に臨ませる２個の第１ターミナル電極３が設けられている。
【００３４】
各第１ターミナル電極３は、軸方向スライド可能に配置されており、炉外において給電装置８経由で電源（図のそれはブスバー母線１１）に接続される。
【００３５】
また、炉体２の他端側に、炉外から炉壁を貫通して２つのチャンバ２ａ、２ａに個別に臨ませる２個の第２ターミナル電極４が設けられている。その第２ターミナル電極４も軸方向スライド可能になっている。この第２ターミナル電極４は共に平坦な上面４ａと下面４ｂを有する。
【００３６】
炉体２は周知の構造のものでよい。上記特許文献５などに詳しい構造が開示されている。従って、ここでの詳細説明は省く。
【００３７】
プッシャー５は、油圧シリンダなどで構成される。このプッシャー５が建屋内に設置された反力柱６に支持されて第１、第２ターミナル電極３、４を、軸方向、かつ両者が互いに近づく方向に押圧する。
【００３８】
反力柱６は、図２に示すように炉外に設置され、その反力柱６で、ターミナル電極を軸方向に押圧して炭素質成形体の突き合せ部に面圧を加えたときにプッシャー５に加わる反力を受け止めるようにしている。
【００３９】
接続器７は、第２ターミナル電極４の上部と下部に設けられ（図４参照）、２個の第２ターミナル電極４，４の相互電気接続が２組の接続器７でなされる。
【００４０】
それぞれの接続器７は、図３〜図６に示した水平配置の一対の導体板７ａＲ、７ａＬ（Ｒ、Ｌは、説明の便宜上付した）と、両導体板間に配置される可動フレーム７ｂを有する。また、可動フレーム７ｂの一端を一方の導体板７ａＲに、他端を他方の導体板７ａＬにそれぞれ連結するピボット軸７ｃと、対向配置の上部可撓導体７ｄＵ及び下部可撓導体７ｄＢと、炉体軸方向に長い上部接点７ｅＵ及び下部接点７ｅＢを有し、さらに、上部接点７ｅＵと下部接点７ｅＢを互いに接近する方向に付勢する接点押圧ばね７ｆを有する。
【００４１】
導体板７ａＲ，７ａＬは、各第２ターミナル電極４，４の上面と下面にそれぞれ連結して自由端側を対向させている。この導体板７ａＲ，７ａＬの第２ターミナル電極４に対する連結は、ボルト９によってなされている。その導体板７ａＲ，７ａＬは、第２ターミナル電極４，４の平坦な上面と下面に面接触させており、電気導通の安定性に優れる。
【００４２】
可動フレーム７ｂは、対向配置の上枠ｆ１と下枠ｆ２、及びその２者を連結する連結枠ｆ３からなる。この可動フレーム７ｂの導体板７ａＲ，７ａＬに対する連結が前記ピボット軸７ｃによってなされる。
【００４３】
導体板７ａＲ，７ａＬには、平面視で炉体の長手方向に対して直角方向に長い長孔７ｇを設けてあり、その長孔７ｇにピボット軸７ｃが通される。可動フレーム７ｂは、そのピボット軸７ｃを支点にして回動することができる。
【００４４】
上部可撓導体７ｄＵと下部可撓導体７ｄＢは、可動フレーム７ｂで支持している。可動フレーム７ｂは、上下の可撓導体の両端を個々に上下動可能に差し込む横向き開口の差し込み部Ｓを両端に備えている。その差し込み部Ｓは上下二段に配置され、上部、下部の各差し込み部Ｓ間に平行配置の２つの支持壁Ｗが設置される。
【００４５】
上部可撓導体７ｄＵと下部可撓導体７ｄＢは、可動フレーム７ｂの熱伸縮による上部接点７ｅＵと下部接点７ｅＢの相対変位を吸収し得るものであればよく、さほど大きな変位吸収能は要求されない。
【００４６】
上部接点７ｅＵと下部接点７ｅＢは、コンタクト面をＲ面にした接点であり、上部可撓導体７ｄＵの両端の下面及び下部可撓導体７ｄＢの両端の上面にそれぞれ一体的に設けられる。前記支持壁Ｗには、それ等の接点に対応させた貫通孔を設けており、その貫通孔に上部接点７ｅＵと下部接点７ｅＢがそれぞれ出没自在に差し込まれる。
【００４７】
この上部接点７ｅＵと下部接点７ｅＢ及びそれを個別に保持する上部、下部の可撓導体７ｄＵ，７ｄＢは、図示のように、軸方向に分割したものが動きの自由度が高くて好ましい。上部接点７ｅＵと下部接点７ｅＢは、分割後も軸方向に長い姿を有する接点となっている。
【００４８】
接点押圧ばね７ｆは、各差し込み部Ｓの内部に組み込まれており、上部可撓導体７ｄＵと下部可撓導体７ｄＢの両端部を互いに接近する方向に付勢する。その付勢力により支持壁Ｗを貫通した上部接点７ｅＵと下部接点７ｅＢが導体板７ａＲ，７ａＬの自由端側の上下面に押し当てられる。
【００４９】
なお、図示したように、上部、下部の可撓導体７ｄＵ，７ｄＢが軸方向に分割されている場合には、各分割可撓導体を接点押圧ばね７ｆで個々に押圧して各接点の導体板に対する押圧が平均化した圧力でなされるようにしておくのがよい。
【００５０】
例示の黒鉛化炉１には、以上のように構成された接続器７が第２ターミナル電極４の下面側にも設けられ、２個の第２ターミナル電極４，４の電気接続が、その第２ターミナル電極４，４の上部と下部の２箇所でなされている。このようにすることで、接続器７に対する負荷を軽減して接続器７の耐久性を向上させることができる。なお、下側の接続器７の導体板７ａＲ，７ａＬは、第２ターミナル電極４の下面４ｂに固定される。
【００５１】
給電装置８は、第１ターミナル電極３に導体板を接続し、その導体板を断路器の上下の接点で挟みつけるように構成された前掲の特許文献４に開示されるものが、導体板の相対移動の自由度に優れて好ましい。
【００５２】
以上のように構成された例示の黒鉛化炉１は、再焼成済みの炭素質成形体Ｃを各チャンバ２ａの内部に直列に配列し、周辺を保温と酸化防止のためのコークス詰粉などで被包充填する。そして、この状態で末端の炭素質成形体に当接したターミナル電極を介して通電する。
【００５３】
第１ターミナル電極３に給電装置８を接続し、２個の第２ターミナル電極４を接続器７
でつなぐ。
【００５４】
また、プッシャー５で第１、第２ターミナル電極３，４を炉の両端から軸方向に押圧し、各炭素質成形体Ｃの相互突き合せ面に所要の面圧を加える。
【００５５】
そしてこの状態で直流電源から電力を供給して炭素質成形体群ＣＲｇ，ＣＬｇに電気を流す。こうして各炭素質成形体Ｃを電気抵抗によって発熱させ、所要温度（一般には３０００℃程度）まで昇温させて黒鉛化処理を行なう。
【００５６】
この加熱により各チャンバ２ａに収容された炭素質成形体群ＣＲｇ，ＣＬｇが熱膨張する。そのときの炭素質成形体群ＣＲｇ，ＣＬｇの熱膨張量が等しければ、接続器７の左右の導体板７ａＲ，７ａＬと上部、下部の接点７ｅＵ，７ｅＢの相対位置が変化せずに維持され、接続器７による電気接続の状態変化が全く起こらない。
【００５７】
一方、炭素質成形体群ＣＲｇ，ＣＬｇの熱膨張量に差が生じて両炭素質成形体群ＣＲｇ，ＣＬｇの軸方向長さが変わると、接続器７の可動フレーム７ｂが、左右のピボット軸７ｃを支点にして図７、図８に示すように回動する。
【００５８】
可動フレーム７ｂは、炭素質成形体群ＣＲｇの熱膨張量が炭素質成形体群ＣＬｇの熱膨張量よりも大きいときには、図７に示すように、平面視で時計回りの方向に回動し、左右の炭素質成形体群ＣＲｇ，ＣＬｇの熱膨張量の大小関係が上記と逆の場合は、図８に示すように、平面視で反時計回りの方向に回動する。
【００５９】
このとき、上部接点７ｅＵと下部接点７ｅＢは、導体板７ａＲ，７ａＬに対してバネの力で単純に押し付けられているので、それらの接点を導体板７ａＲ，７ａＬに喰い込ませるような力が発生せず、そのために２個の第２ターミナル電極４，４の軸方向相対変位が支障なく進行する。
【００６０】
そしてその間も、接続器７の上部接点７ｅＵと下部接点７ｅＢが平均した圧力で左右の導体板７ａＲ，７ａＬに押しつけられ、接続器７による電気接続条件の変動が起こらない。
【００６１】
また、各炭素質成形体群ＣＲｇ，ＣＬｇを炉の両端からプッシャー５で押圧することで炭素質成形体相互の突合せ面の接触抵抗の変動も殆ど起こらない。
【００６２】
これにより、各列の炭素質成形体群の通電条件が安定して炭素質成形体が均一に加熱され、加熱のばらつきによる品質のばらつきや品質不良の問題が解消される。
【００６３】
また、２個の第２ターミナル電極４，４の電気接続を接続器７で行ったことで、上下方向の接続器設置スペースが縮小され、必要に応じて図１３の位置に設ける歩廊との干渉をなくすことができる。
【００６４】
図９〜図１１に、接続器７の変形例を示す。黒鉛化炉は、同一工場内に並列配置にして複数基設けることが多い。その場合、経済的な方法として、同一接続器を着脱可能にし、ひとつの接続器を複数の炉で共用することが考えられる。その方法を採る場合、上部接点７ｅＵと下部接点７ｅＢの導体板に対する押圧を解除可能となすことが必要となる。
【００６５】
図９〜図１１の接続器７は、その機能を付与したものであって、上部可撓導体７ｄＵと下部可撓導体７ｄＢ間に押圧解除機構１０を追設している。その他の部分は図３の接続器と同一構成である。従って、ここでの説明は、押圧解除機構１０のみについて行なう。
【００６６】
図示の押圧解除機構１０は、周知のスライダクランク機構を応用したものであって、駆動軸１０ａと、その駆動軸１０ａの両端付近に各々固定するクランク１０ｂと、各クランクの両端に一端がピンで回動可能に連結された対をなす２本のリンク１０ｃと、その２本のリンク１０ｃの他端にそれぞれ取り付けるスライドピン１０ｄとで構成されている。
【００６７】
駆動軸１０ａは、ハンドル（図示せず）を取り付ける入力部ｉｐを一端に有している。この駆動軸１０ａが連結枠ｆ３の対向側壁間に回転可能に横架され、入力部ｉｐに取り付けたハンドルの操作によって回転駆動される。
【００６８】
クランク１０ｂに連結されたリンク１０ｃは、駆動軸１０ａの両端付近に対応した姿勢にして配置され、その駆動軸１０ａの両端付近の対応した姿勢のリンク１０ｃにスライドピン１０ｄの両端が固定されている。そのスライドピン１０ｄは、可動フレームの連結枠ｆ３に設けられたガイド部（図示せず。縦長の溝や孔で構成される）に案内されて上下に動くことができる。
【００６９】
スライドピン１０ｄは、対をなすリンクの一方に取り付けられたものが上部可撓導体７ｄＵの湾曲した部分に、他方に取り付けられたものが下部可撓導体７ｄＢの湾曲部にそれぞれ接するようにしている。
【００７０】
この接続器７は、駆動軸１０ａを、それに取り付けたハンドルを操作して回転させる。その操作でクランク１０ｂに対するリンク１０ｃの連結点が変位し、そのために、２本のスライドピン１０ｄが駆動軸１０ａから遠ざかる方向に押し動かされる。これにより、上部可撓導体７ｄＵと下部可撓導体７ｄＢが相反する方向に押し動かされ、その動きに上部接点７ｅＵと下部接点７ｅＢが追従してそれらの接点の導体板７ａＲ，７ａＬに対する押圧が解除される。
【００７１】
その押圧の解除とピボット軸７ｃによる導体板との連結の解除を行なうことで接続器７は取り外し可能となり、これにより、同一接続器を共通仕様の他の黒鉛化炉に共用することが可能になる。
【００７２】
なお、この構造では、押圧解除機構１０による押圧の解除がなされたときに、上部可撓導体７ｄＵと下部可撓導体７ｄＢの両端部が接点押圧ばね７ｆの力に抗して離反方向に動く必要があるので、上部可撓導体７ｄＵと下部可撓導体７ｄＢは、ある程度剛性のあるものを使用する。
【００７３】
なお、実施形態の接続器７は、定格電圧ＤＣ３００Ｖ、定格電流９０ｋＡの仕様であり、使用時の温度上昇が懸念される。そのために、いずれも、導体板７ａＲ，７ａＬと、上部、下部の可撓導体７ｄＵ，７ｄＢと、可動フレーム７ｂの内部にそれぞれ水の循環通路（図示省略）を形成し、その循環通路に冷却水を流してこれらを強制冷却する構造にしてあるが、
強制冷却は必要に応じて行えばよい。
【符号の説明】
【００７４】
１ 黒鉛化炉
２ 炉体
２ａ チャンバ
３ 第１ターミナル電極
４ 第２ターミナル電極
４ａ 上面
４ｂ 下面
５ プッシャー
６ 反力柱
７ 接続器
７ａＲ，７ａＬ 導体板
７ｂ 可動フレーム
７ｃ ピボット軸
７ｄＵ 上部可撓導体
７ｄＢ 下部可撓導体
７ｅＵ 上部接点
７ｅＢ 下部接点
７ｆ 接点押圧ばね
７ｇ 長孔
Ｗ 支持壁
Ｓ 差し込み部
ｆ１ 上枠
ｆ２ 下枠
ｆ３ 連結枠
８ 給電装置
９ ボルト
１０ 押圧解除機構
１０ａ 駆動軸
１０ｂ クランク
１０ｃ リンク
１０ｄ スライドピン
１１ ブスバー母線
ｉｐ 入力部
Ｃ 炭素質成形体
ＣＲｇ，ＣＬｇ 炭素質成形体群
２１ Ｌ型導体板
２２ フレキシブル導体
２３ 歩廊
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電気製鋼用黒鉛電極などの製造工程において、焼成済みの炭素質成形体（被処理材）を黒鉛化するのに用いる黒鉛化炉、特に、直接黒鉛化法（ＬＷＧ法）で大型の黒鉛電極材などを製造するのに適した黒鉛化炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気製鋼用黒鉛電極は、通常、コークス粉粒とピッチバインダーの混合原料を円柱状に成形し、これを１５００℃以下の温度で焼成し、次いで、得られた材料又はこれにピッチを含浸させたものを１０００℃以下の温度で再焼成し、その後さらに、以上の工程を経て得られた炭素質成形体を抵抗加熱法で２５００〜３０００℃の高温に加熱して黒鉛化する方法で製造されている。
【０００３】
その黒鉛化が首記の直接黒鉛化法で行なわれる。再焼成済みの炭素質成形体を長尺の黒鉛化炉の内部に直列に配列して挿入し、周辺を保温と酸化防止のためのコークス詰粉で被包充填する。そして、この状態で末端の炭素質成形体に当接したターミナル電極を介して通電し、炭素質成形体を電気抵抗によって発熱させ、３０００℃程度まで昇温させて黒鉛化処理する。
【０００４】
この直接黒鉛化法では、個々の炭素質成形体の突き合わせ面間に生じる接触抵抗によって、製品の破損、亀裂の原因になる局部的な異常発熱が起こる虞があり、その対策として、直列に配列した炭素質成形体をプッシャーで軸方向に押圧し、炭素質成形体相互の突き合わせ面における接触抵抗の低減と安定化を図ることが行なわれている（下記特許文献１参照）。
【０００５】
また、プッシャーによる押圧と個々の炭素質成形体の接着を併用する方法や個々の炭素質成形体の突き合わせ面間や末端の炭素質成形体とそれに当接させる水冷ターミナル電極との間に炭素質成形体よりも電気比抵抗値の高い炭素質導電材を介在させる方法なども開発されている（下記特許文献２，３参照）。
【０００６】
さらに、直列配置の炭素質成形体を一群として横２列に配置されたチャンバにその炭素質成形体群をそれぞれ挿入し、２組の炭素質成形体群の他端を互いに電気的に接続し、各組の炭素質成形体群の一端に陰陽のターミナル電極をそれぞれ当接させて通電する、生産性や設備のスペース効率などに優れた黒鉛化炉も開発されている。
【０００７】
炭素質成形体群を並列配置にして一括処理するその黒鉛化炉では、各組の炭素質成形体群を電気的に直列につなぐ方法として、炉の奥端にカーボンブロックを配置し、そのカーボンブロックに２組の炭素質成形体群の他端を押し付けて電気導通の中継をカーボンブロックによって行なう方法が通常採られている。
【０００８】
このほか、黒鉛化炉などに電力を供給する給電装置が下記特許文献４に開示され、さらに、黒鉛化炉の炉体に関する発明が下記特許文献５などに開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特公昭６３−６６７６６号公報
【特許文献２】特開平５−７８１１１号公報
【特許文献３】特開平９−２２７２３２号公報
【特許文献４】特開２００６−１２４５７号公報
【特許文献５】米国特許第５２９９２２５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
並列配置の炭素質成形体群には、黒鉛化処理時の熱膨張差や予備焼成で個々の炭素質成形体の寸法誤差などにより、全体の軸方向寸法（長さ）にずれが生じる。
【００１１】
各炭素質成形体群のセット時の長さは、炭素質成形体相互の突合せ面などに介在する導電材の軸方向寸法を変えることによって等しくなるように調整することができる。しかしながら、黒鉛化処理時の熱膨張量などが不均一になるため、炭素質成形体群の軸方向寸法のずれは不可避の問題として発生する。
【００１２】
プッシャーによる片側からの押圧では、軸方向寸法の吸収能力が制限され、力の伝達ロスも生じやすい。それが原因で２つのチャンバの炭素質成形体群の軸方向寸法にずれが生じたときに軸方向押圧力がばらつくため、炭素質成形体の相互突き合わせ面の面圧が不均一になる。また、長尺炉では特に、力の伝達ロスが大きくなって押圧力が不足しがちとなり、そのために加熱条件が不安定、不均一になって得られる製品の破損、亀裂、変質、粉化などが起こる。
【００１３】
この発明は、かかる不具合を回避するために、焼成済み炭素質成形体が直列に配列された炭素質成形体群を並列配置のチャンバに挿入し、それを電気的に直列につないで加熱処理する方式の黒鉛化炉を、炭素質成形体群の熱膨張量の違いなどによる長さ変動の吸収が規制なくなされ、各列の炭素質成形体群の通電条件や軸方向押圧が安定して炭素質成形体が均一に加熱されるようにすることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題を解決するため、この発明においては、以下の要素を備える黒鉛化炉にした。
１）互いに区画された並列配置の２つのチャンバを有する軸方向に長い炉体。
２）前記炉体の一端側において炉外から前記２つのチャンバに個別に臨ませる軸方向スライド可能な２個の第１ターミナル電極。
３）各炉体の他端側において炉外から前記２箇所のチャンバに個別に臨ませる軸方向スライド可能な２個の各々が上下面を有する第２ターミナル電極。
４）第１、第２ターミナル電極を個々に軸方向に押圧するプッシャー。
５）前記第１、第２ターミナル電極に働く反力を個々に受ける反力柱。
６）前記２個の第２ターミナル電極を炉外で電気的に導通させる接続器。
ここで言う軸方向とは、炉体の長手方向を指す。
【００１５】
また、各チャンバに直列に配列される複数の焼成済み炭素質成形体の相互突き合せ面に前記プッシャーで面圧を加え、この状況で、２個の第１ターミナル電極間に通電して炭素質成形体を電気抵抗で所定温度に加熱するものにした。
【００１６】
そしてさらに、前記接続器を、以下の要素を備えるものにした。
ｉ）前記２個の第２ターミナル電極の上面又は下面にそれぞれ連結して自由端側を対向させる水平配置の一対の導体板。
ii）一端が一方の前記導体板に、他端が他方の前記導体板にそれぞれ炉体長手直角方向に長い長孔に通される垂直なピボット軸で回動可能に連結される可動フレーム。
iii）前記可動フレームに支持される対向配置の上部可撓導体及び下部可撓導体。
iv）上部可撓導体の両端の下面及び下部可撓導体の両端の上面にそれぞれ設ける炉体軸方向に長い上部接点及び下部接点。
ｖ）上部可撓導体と下部可撓導体を対向方向に付勢して前記上部接点と下部接点を前記導体板の上下面に押しつける接点押圧ばね。
【００１７】
この黒鉛化炉の好ましい構成を以下に列挙する。
（ａ）前記接続器と同一構成の接続器を前記第２ターミナル電極の上部と下部の双方に有し、前記２個の第２ターミナル電極相互の電気接続が第２ターミナル電極の上部と下部の２箇所でなされるもの。
（ｂ）前記上部可撓導体と下部可撓導体との間に、上下の可撓導体を相反する方向に押し動かして前記上部接点と下部接点を前記導体板から引き離す押圧解除機構を備えたもの。
（ｃ）前記第２ターミナル電極の上面と下面を平坦な面にしてその上面と下面に、前記導体板を面接触させて取付けたもの。
（ｄ）前記上部接点及び下部接点のコンタクト面をＲ面にしたもの。
（ｅ）前記上部可撓導体、下部可撓導体、上部接点、下部接点をそれぞれ前記炉体の軸方向に複数に分割したもの。
【発明の効果】
【００１８】
この発明の黒鉛化炉は、２個の第２ターミナル電極の電気接続を炉外で行なって炭素質成形体群を両側からプッシャーで押圧する。また、２個の第２ターミナル電極を導通させる接続器を上記の構成にすることで、２個の第２ターミナル電極に炉体軸方向への移動の自由度を付与する。
【００１９】
横２列に並べた炭素質成形体群の電気接続を、炉内のカーボンブロックによって行なう炉の場合、炭素質成形体群の軸方向押圧を炉の片側からしか行なえず、２箇所のチャンバに挿入された炭素質成形体群に熱膨張差が生じたときに両チャンバ内炭素質成形体の突き合わせ部の面圧がばらつく。
【００２０】
その問題に対し、炭素質成形体群の電気接続を炉外で行なう構造にして炭素質成形体群を両側からプッシャーで押圧することで、その不具合を解消して面圧のばらつきを減少させることができる。
【００２１】
また、２個の第２ターミナル電極を炉外で電気的に接続する方法として、一般的なフレキシブル導体を用いる図１２〜図１４の接続構造を検討した。この接続構造は、第２ターミナル電極４の上面と下面にＬ型導体板２１をボルト止めして取付け、２個の第２ターミナル電極のＬ型導体板２１，２１間をフレキシブル導体２２でつなぐものである。フレキシブル導体２２は、ボルトで軸方向に締め付けてＬ型導体板２１に端部を連結する。
【００２２】
この図１２〜図１４の接続構造では、２つのチャンバに挿入された炭素質成形体群の軸方向寸法がずれるとフレキシブル導体２２が撓み、それによって第２ターミナル電極４，４の軸方向への相対変位が許容される。
【００２３】
ところが、この接続構造は、第２ターミナル電極間に設けるフレキシブル導体２２が炉外に設置される設備点検用の歩廊２３と干渉し、図示のような導体配置ができないという問題が生じた。
【００２４】
また、この接続構造は、２箇所のチャンバに挿入された炭素質成形体群の熱膨張差が大きくなると、フレキシブル導体２２に対して引っ張り力が働き、そのためにＬ型導体板２１との間の接触抵抗が変動して電気導通の安定が損なわれる可能性がある。さらに、炉内の温度は３０００℃にも達するため、接続部の輻射熱による温度上昇が著しい状況下で引っ張り力を受けることになり、従って、耐久性確保の面でも好ましくない。
【００２５】
これに加え、２個の第２ターミナル電極間にフレキシブル導体２２の変位吸収能を超える相対移動が生じた場合、フレキシブル導体２２の外れや断線が起こる虞もある。
【００２６】
この発明の黒鉛化炉に採用した接続器は、これらの問題にも対応したものである。この接続器の導体板は、炉内の炭素質成形体が熱膨張したとき、或いは冷却されて収縮したときに、それぞれの導体板に連結されている第２ターミナル電極と一体になって軸方向に動く。
【００２７】
そのときの対の導体板の軸方向移動量が、各列の炭素質成形体群の熱伸縮量の不可避のずれなどによって異なると、接続器の可動フレームがピボット軸を支点にして回動する。
【００２８】
上部接点と下部接点は各導体板を挟みつけているが、接点押圧ばねの力で挟持圧を加えているので接続器の可動フレームの回動は支障なくなされ、その回動が進行している間も上部接点と下部接点が安定した力で導体板に押しつけられるため、２個の第２ターミナル電極間の電気導通が安定して維持される。
【００２９】
また、２個の第２ターミナル電極の電気接続を上記接続器で行うことで、図１２の接続部に比べて上下方向の接続器設置スペースを縮小して歩廊との干渉の問題をなくすことができる。さらに、その接続器を使用することでプッシャーによるターミナル電極の軸方向押圧を第２ターミナル電極が配置される炉体の他端側でも支障なく行うことができる。
【００３０】
このように、２個の第２ターミナル電極の電気接続を上記接続器で行うことで、炭素質成形体群の熱膨張差による長さ変動の吸収が安定してなされ、各列の炭素質成形体群の炉の両側からのプッシャーによる軸方向押圧が安定して炭素質成形体が均一に加熱されるようになる。
なお、好ましいとした構成の作用・効果は後に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】この発明の黒鉛化炉の概要を示す平面図
【図２】図１の黒鉛化炉の概要を示す側面図
【図３】第２ターミナル電極の相互電気接続部の平面図
【図４】図３のＸ−Ｘ線に沿った断面図
【図５】図３のＹ−Ｙ線に沿った図
【図６】第２ターミナル電極に接続器の導体板を取り付けた状態の平面図
【図７】第２ターミナル電極の軸方向変位量が、右側で大となったときの接続器の動作を示す平面図
【図８】第２ターミナル電極の軸方向変位量が、左側で大となったときの接続器の動作を示す平面図
【図９】接続器の他の例を示す平面図
【図１０】図９の接続器の端面図
【図１１】図９の接続器の側面図
【図１２】第２ターミナル電極の接続構造の参考例を示す平面図
【図１３】図１２の接続構造の側面図
【図１４】図１２の接続構造の斜視図
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、添付図面の図１〜図１１に基づいて、この発明の黒鉛化炉の実施の形態を説明する。
図１に示すように、例示の黒鉛化炉１は、軸方向に長く形成された炉体２と、対向配置の第１ターミナル電極３及び第２ターミナル電極４と、それらのターミナル電極を個々に押圧するプッシャー５を有する。そして、さらに、第１、第２ターミナル電極３，４に働く反力を個々に受ける反力柱６と、対をなす２個の第２ターミナル電極４，４を炉外で電気的に導通させる接続器７を組み合わせて構成されている。
【００３３】
炉体２は、互いに区画された並列配置の２つのチャンバ２ａを有する（図１参照）。その炉体２の一端側に、炉外から炉壁を貫通して２つのチャンバ２ａ、２ａに個別に臨ませる２個の第１ターミナル電極３が設けられている。
【００３４】
各第１ターミナル電極３は、軸方向スライド可能に配置されており、炉外において給電装置８経由で電源（図のそれはブスバー母線１１）に接続される。
【００３５】
また、炉体２の他端側に、炉外から炉壁を貫通して２つのチャンバ２ａ、２ａに個別に臨ませる２個の第２ターミナル電極４が設けられている。その第２ターミナル電極４も軸方向スライド可能になっている。この第２ターミナル電極４は共に平坦な上面４ａと下面４ｂを有する。
【００３６】
炉体２は周知の構造のものでよい。上記特許文献５などに詳しい構造が開示されている。従って、ここでの詳細説明は省く。
【００３７】
プッシャー５は、油圧シリンダなどで構成される。このプッシャー５が建屋内に設置された反力柱６に支持されて第１、第２ターミナル電極３、４を、軸方向、かつ両者が互いに近づく方向に押圧する。
【００３８】
反力柱６は、図２に示すように炉外に設置され、その反力柱６で、ターミナル電極を軸方向に押圧して炭素質成形体の突き合せ部に面圧を加えたときにプッシャー５に加わる反力を受け止めるようにしている。
【００３９】
接続器７は、第２ターミナル電極４の上部と下部に設けられ（図４参照）、２個の第２ターミナル電極４，４の相互電気接続が２組の接続器７でなされる。
【００４０】
それぞれの接続器７は、図３〜図６に示した水平配置の一対の導体板７ａＲ、７ａＬ（Ｒ、Ｌは、説明の便宜上付した）と、両導体板間に配置される可動フレーム７ｂを有する。また、可動フレーム７ｂの一端を一方の導体板７ａＲに、他端を他方の導体板７ａＬにそれぞれ連結するピボット軸７ｃと、対向配置の上部可撓導体７ｄＵ及び下部可撓導体７ｄＢと、炉体軸方向に長い上部接点７ｅＵ及び下部接点７ｅＢを有し、さらに、上部接点７ｅＵと下部接点７ｅＢを互いに接近する方向に付勢する接点押圧ばね７ｆを有する。
【００４１】
導体板７ａＲ，７ａＬは、各第２ターミナル電極４，４の上面と下面にそれぞれ連結して自由端側を対向させている。この導体板７ａＲ，７ａＬの第２ターミナル電極４に対する連結は、ボルト９によってなされている。その導体板７ａＲ，７ａＬは、第２ターミナル電極４，４の平坦な上面と下面に面接触させており、電気導通の安定性に優れる。
【００４２】
可動フレーム７ｂは、対向配置の上枠ｆ１と下枠ｆ２、及びその２者を連結する連結枠ｆ３からなる。この可動フレーム７ｂの導体板７ａＲ，７ａＬに対する連結が前記ピボット軸７ｃによってなされる。
【００４３】
導体板７ａＲ，７ａＬには、平面視で炉体の長手方向に対して直角方向に長い長孔７ｇを設けてあり、その長孔７ｇにピボット軸７ｃが通される。可動フレーム７ｂは、そのピボット軸７ｃを支点にして回動することができる。
【００４４】
上部可撓導体７ｄＵと下部可撓導体７ｄＢは、可動フレーム７ｂで支持している。可動フレーム７ｂは、上下の可撓導体の両端を個々に上下動可能に差し込む横向き開口の差し込み部Ｓを両端に備えている。その差し込み部Ｓは上下二段に配置され、上部、下部の各差し込み部Ｓ間に平行配置の２つの支持壁Ｗが設置される。
【００４５】
上部可撓導体７ｄＵと下部可撓導体７ｄＢは、可動フレーム７ｂの熱伸縮による上部接点７ｅＵと下部接点７ｅＢの相対変位を吸収し得るものであればよく、さほど大きな変位吸収能は要求されない。
【００４６】
上部接点７ｅＵと下部接点７ｅＢは、コンタクト面をＲ面にした接点であり、上部可撓導体７ｄＵの両端の下面及び下部可撓導体７ｄＢの両端の上面にそれぞれ一体的に設けられる。前記支持壁Ｗには、それ等の接点に対応させた貫通孔を設けており、その貫通孔に上部接点７ｅＵと下部接点７ｅＢがそれぞれ出没自在に差し込まれる。
【００４７】
この上部接点７ｅＵと下部接点７ｅＢ及びそれを個別に保持する上部、下部の可撓導体７ｄＵ，７ｄＢは、図示のように、軸方向に分割したものが動きの自由度が高くて好ましい。上部接点７ｅＵと下部接点７ｅＢは、分割後も軸方向に長い姿を有する接点となっている。
【００４８】
接点押圧ばね７ｆは、各差し込み部Ｓの内部に組み込まれており、上部可撓導体７ｄＵと下部可撓導体７ｄＢの両端部を互いに接近する方向に付勢する。その付勢力により支持壁Ｗを貫通した上部接点７ｅＵと下部接点７ｅＢが導体板７ａＲ，７ａＬの自由端側の上下面に押し当てられる。
【００４９】
なお、図示したように、上部、下部の可撓導体７ｄＵ，７ｄＢが軸方向に分割されている場合には、各分割可撓導体を接点押圧ばね７ｆで個々に押圧して各接点の導体板に対する押圧が平均化した圧力でなされるようにしておくのがよい。
【００５０】
例示の黒鉛化炉１には、以上のように構成された接続器７が第２ターミナル電極４の下面側にも設けられ、２個の第２ターミナル電極４，４の電気接続が、その第２ターミナル電極４，４の上部と下部の２箇所でなされている。このようにすることで、接続器７に対する負荷を軽減して接続器７の耐久性を向上させることができる。なお、下側の接続器７の導体板７ａＲ，７ａＬは、第２ターミナル電極４の下面４ｂに固定される。
【００５１】
給電装置８は、第１ターミナル電極３に導体板を接続し、その導体板を断路器の上下の接点で挟みつけるように構成された前掲の特許文献４に開示されるものが、導体板の相対移動の自由度に優れて好ましい。
【００５２】
以上のように構成された例示の黒鉛化炉１は、再焼成済みの炭素質成形体Ｃを各チャンバ２ａの内部に直列に配列し、周辺を保温と酸化防止のためのコークス詰粉などで被包充填する。そして、この状態で末端の炭素質成形体に当接したターミナル電極を介して通電する。
【００５３】
第１ターミナル電極３に給電装置８を接続し、２個の第２ターミナル電極４を接続器７
でつなぐ。
【００５４】
また、プッシャー５で第１、第２ターミナル電極３，４を炉の両端から軸方向に押圧し、各炭素質成形体Ｃの相互突き合せ面に所要の面圧を加える。
【００５５】
そしてこの状態で直流電源から電力を供給して炭素質成形体群ＣＲｇ，ＣＬｇに電気を流す。こうして各炭素質成形体Ｃを電気抵抗によって発熱させ、所要温度（一般には３０００℃程度）まで昇温させて黒鉛化処理を行なう。
【００５６】
この加熱により各チャンバ２ａに収容された炭素質成形体群ＣＲｇ，ＣＬｇが熱膨張する。そのときの炭素質成形体群ＣＲｇ，ＣＬｇの熱膨張量が等しければ、接続器７の左右の導体板７ａＲ，７ａＬと上部、下部の接点７ｅＵ，７ｅＢの相対位置が変化せずに維持され、接続器７による電気接続の状態変化が全く起こらない。
【００５７】
一方、炭素質成形体群ＣＲｇ，ＣＬｇの熱膨張量に差が生じて両炭素質成形体群ＣＲｇ，ＣＬｇの軸方向長さが変わると、接続器７の可動フレーム７ｂが、左右のピボット軸７ｃを支点にして図７、図８に示すように回動する。
【００５８】
可動フレーム７ｂは、炭素質成形体群ＣＲｇの熱膨張量が炭素質成形体群ＣＬｇの熱膨張量よりも大きいときには、図７に示すように、平面視で時計回りの方向に回動し、左右の炭素質成形体群ＣＲｇ，ＣＬｇの熱膨張量の大小関係が上記と逆の場合は、図８に示すように、平面視で反時計回りの方向に回動する。
【００５９】
このとき、上部接点７ｅＵと下部接点７ｅＢは、導体板７ａＲ，７ａＬに対してバネの力で単純に押し付けられているので、それらの接点を導体板７ａＲ，７ａＬに喰い込ませるような力が発生せず、そのために２個の第２ターミナル電極４，４の軸方向相対変位が支障なく進行する。
【００６０】
そしてその間も、接続器７の上部接点７ｅＵと下部接点７ｅＢが平均した圧力で左右の導体板７ａＲ，７ａＬに押しつけられ、接続器７による電気接続条件の変動が起こらない。
【００６１】
また、各炭素質成形体群ＣＲｇ，ＣＬｇを炉の両端からプッシャー５で押圧することで炭素質成形体相互の突合せ面の接触抵抗の変動も殆ど起こらない。
【００６２】
これにより、各列の炭素質成形体群の通電条件が安定して炭素質成形体が均一に加熱され、加熱のばらつきによる品質のばらつきや品質不良の問題が解消される。
【００６３】
また、２個の第２ターミナル電極４，４の電気接続を接続器７で行ったことで、上下方向の接続器設置スペースが縮小され、必要に応じて図１３の位置に設ける歩廊との干渉をなくすことができる。
【００６４】
図９〜図１１に、接続器７の変形例を示す。黒鉛化炉は、同一工場内に並列配置にして複数基設けることが多い。その場合、経済的な方法として、同一接続器を着脱可能にし、ひとつの接続器を複数の炉で共用することが考えられる。その方法を採る場合、上部接点７ｅＵと下部接点７ｅＢの導体板に対する押圧を解除可能となすことが必要となる。
【００６５】
図９〜図１１の接続器７は、その機能を付与したものであって、上部可撓導体７ｄＵと下部可撓導体７ｄＢ間に押圧解除機構１０を追設している。その他の部分は図３の接続器と同一構成である。従って、ここでの説明は、押圧解除機構１０のみについて行なう。
【００６６】
図示の押圧解除機構１０は、周知のスライダクランク機構を応用したものであって、駆動軸１０ａと、その駆動軸１０ａの両端付近に各々固定するクランク１０ｂと、各クランクの両端に一端がピンで回動可能に連結された対をなす２本のリンク１０ｃと、その２本のリンク１０ｃの他端にそれぞれ取り付けるスライドピン１０ｄとで構成されている。
【００６７】
駆動軸１０ａは、ハンドル（図示せず）を取り付ける入力部ｉｐを一端に有している。この駆動軸１０ａが連結枠ｆ３の対向側壁間に回転可能に横架され、入力部ｉｐに取り付けたハンドルの操作によって回転駆動される。
【００６８】
クランク１０ｂに連結されたリンク１０ｃは、駆動軸１０ａの両端付近に対応した姿勢にして配置され、その駆動軸１０ａの両端付近の対応した姿勢のリンク１０ｃにスライドピン１０ｄの両端が固定されている。そのスライドピン１０ｄは、可動フレームの連結枠ｆ３に設けられたガイド部（図示せず。縦長の溝や孔で構成される）に案内されて上下に動くことができる。
【００６９】
スライドピン１０ｄは、対をなすリンクの一方に取り付けられたものが上部可撓導体７ｄＵの湾曲した部分に、他方に取り付けられたものが下部可撓導体７ｄＢの湾曲部にそれぞれ接するようにしている。
【００７０】
この接続器７は、駆動軸１０ａを、それに取り付けたハンドルを操作して回転させる。その操作でクランク１０ｂに対するリンク１０ｃの連結点が変位し、そのために、２本のスライドピン１０ｄが駆動軸１０ａから遠ざかる方向に押し動かされる。これにより、上部可撓導体７ｄＵと下部可撓導体７ｄＢが相反する方向に押し動かされ、その動きに上部接点７ｅＵと下部接点７ｅＢが追従してそれらの接点の導体板７ａＲ，７ａＬに対する押圧が解除される。
【００７１】
その押圧の解除とピボット軸７ｃによる導体板との連結の解除を行なうことで接続器７は取り外し可能となり、これにより、同一接続器を共通仕様の他の黒鉛化炉に共用することが可能になる。
【００７２】
なお、この構造では、押圧解除機構１０による押圧の解除がなされたときに、上部可撓導体７ｄＵと下部可撓導体７ｄＢの両端部が接点押圧ばね７ｆの力に抗して離反方向に動く必要があるので、上部可撓導体７ｄＵと下部可撓導体７ｄＢは、ある程度剛性のあるものを使用する。
【００７３】
なお、実施形態の接続器７は、定格電圧ＤＣ３００Ｖ、定格電流９０ｋＡの仕様であり、使用時の温度上昇が懸念される。そのために、いずれも、導体板７ａＲ，７ａＬと、上部、下部の可撓導体７ｄＵ，７ｄＢと、可動フレーム７ｂの内部にそれぞれ水の循環通路（図示省略）を形成し、その循環通路に冷却水を流してこれらを強制冷却する構造にしてあるが、
強制冷却は必要に応じて行えばよい。
【符号の説明】
【００７４】
１ 黒鉛化炉
２ 炉体
２ａ チャンバ
３ 第１ターミナル電極
４ 第２ターミナル電極
４ａ 上面
４ｂ 下面
５ プッシャー
６ 反力柱
７ 接続器
７ａＲ，７ａＬ 導体板
７ｂ 可動フレーム
７ｃ ピボット軸
７ｄＵ 上部可撓導体
７ｄＢ 下部可撓導体
７ｅＵ 上部接点
７ｅＢ 下部接点
７ｆ 接点押圧ばね
７ｇ 長孔
Ｗ 支持壁
Ｓ 差し込み部
ｆ１ 上枠
ｆ２ 下枠
ｆ３ 連結枠
８ 給電装置
９ ボルト
１０ 押圧解除機構
１０ａ 駆動軸
１０ｂ クランク
１０ｃ リンク
１０ｄ スライドピン
１１ ブスバー母線
ｉｐ 入力部
Ｃ 炭素質成形体
ＣＲｇ，ＣＬｇ 炭素質成形体群
２１ Ｌ型導体板
２２ フレキシブル導体
２３ 歩廊
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに区画された並列配置の２つのチャンバ（２ａ）を有する軸方向に長い炉体（２）と、その炉体の一端側において炉外から前記２つのチャンバ（２ａ）に個別に臨ませる軸方向スライド可能な２個の第１ターミナル電極（３）と、各炉体（２）の他端側において炉外から前記２つのチャンバ（２ａ）に個別に臨ませる軸方向スライド可能な２個の各々が上下面を有する第２ターミナル電極（４）と、前記第１、第２ターミナル電極（３，４）を個々に軸方向に押圧するプッシャー（５）と、前記第１、第２ターミナル電極（３，４）に働く反力を個々に受ける反力柱（６）と、前記２個の第２ターミナル電極（４）を炉外で電気的に導通させる接続器（７）を有し、
各チャンバ（２ａ）に直列に配列される複数の焼成済み炭素質成形体（Ｃ）の相互突き合せ面に前記プッシャー（５）で面圧を加え、この状況で、２個の第１ターミナル電極（３，３）間に通電して炭素質成形体（Ｃ）を電気抵抗で所定温度に加熱する黒鉛化炉であって、
前記接続器（７）が、前記２個の第２ターミナル電極（４，４）の上面（４ａ）又は下面（４ｂ）にそれぞれ連結して自由端側を対向させる水平配置の一対の導体板（７ａＲ，７ａＬ）と、一端が一方の前記導体板（７ａＲ）に、他端が他方の前記導体板（７ａＬ）にそれぞれ炉体長手直角方向に長い長孔（７ｇ）に通される垂直なピボット軸（７ｃ）を支点にして回動可能に連結される可動フレーム（７ｂ）と、対向配置にして前記可動フレーム（７ｂ）に支持される上部可撓導体（７ｄＵ）及び下部可撓導体（７ｄＢ）と、上部可撓導体（７ｄＵ）の両端の下面及び下部可撓導体（７ｄＢ）の両端の上面にそれぞれ設ける炉体軸方向に長い上部接点（７ｅＵ）及び下部接点（７ｅＢ）と、前記上部可撓導体（７ｄＵ）と下部可撓導体（７ｄＢ）を対向方向に付勢して前記上部接点（７ｅＵ）と下部接点（７ｅＢ）を前記導体板（７ａＲ，７ａＬ）の上下面に押し当てる接点押圧ばね（７ｆ）を備えて構成される黒鉛化炉。
【請求項２】
前記接続器（７）と同一構成の接続器（７）を前記第２ターミナル電極（４）の上部と下部の双方に有し、前記２個の第２ターミナル電極（４，４）相互の電気接続が第２ターミナル電極（４，４）の上部と下部の２箇所でなされた請求項１に記載の黒鉛化炉。
【請求項３】
前記上部可撓導体（７ｄＵ）と下部可撓導体（７ｄＢ）との間に、上下の可撓導体を相反する方向に押し動かして前記上部接点（７ｅＵ）と下部接点（７ｅＢ）を前記導体板（７ａＲ，７ａＬ）から引き離す押圧解除機構（１０）を備えた請求項２に記載の黒鉛化炉。
【請求項４】
前記第２ターミナル電極（４）の上面（４ａ）と下面（４ｂ）を平坦な面にしてその上面（４ａ）と下面（４ｂ）に、前記導体板（７ａＲ，７ａＬ）を面接触させて取付けた請求項２又は３に記載の黒鉛化炉。
【請求項５】
前記上部接点（７ｅＵ）及び下部接点（７ｅＢ）のコンタクト面をＲ面にした請求項１〜３のいずれかに記載の黒鉛化炉。
【請求項６】
前記上部接点（７ｅＵ）と、下部接点（７ｅＢ）をそれぞれ炉体の軸方向に複数に分割した請求項１〜５のいずれかに記載の黒鉛化炉。
【請求項７】
前記上部可撓導体（７ｄＵ，）、下部可撓導体（７ｄＢ）、上部接点（７ｅＵ）、下部接点（７ｅＢ）をそれぞれ炉体の軸方向に複数に分割した請求項１〜６のいずれかに記載の黒鉛化炉。
【請求項１】
互いに区画された並列配置の２つのチャンバ（２ａ）を有する軸方向に長い炉体（２）と、その炉体の一端側において炉外から前記２つのチャンバ（２ａ）に個別に臨ませる軸方向スライド可能な２個の第１ターミナル電極（３）と、各炉体（２）の他端側において炉外から前記２つのチャンバ（２ａ）に個別に臨ませる軸方向スライド可能な２個の各々が上下面を有する第２ターミナル電極（４）と、前記第１、第２ターミナル電極（３，４）を個々に軸方向に押圧するプッシャー（５）と、前記第１、第２ターミナル電極（３，４）に働く反力を個々に受ける反力柱（６）と、前記２個の第２ターミナル電極（４）を炉外で電気的に導通させる接続器（７）を有し、
各チャンバ（２ａ）に直列に配列される複数の焼成済み炭素質成形体（Ｃ）の相互突き合せ面に前記プッシャー（５）で面圧を加え、この状況で、２個の第１ターミナル電極（３，３）間に通電して炭素質成形体（Ｃ）を電気抵抗で所定温度に加熱する黒鉛化炉であって、
前記接続器（７）が、前記２個の第２ターミナル電極（４，４）の上面（４ａ）又は下面（４ｂ）にそれぞれ連結して自由端側を対向させる水平配置の一対の導体板（７ａＲ，７ａＬ）と、一端が一方の前記導体板（７ａＲ）に、他端が他方の前記導体板（７ａＬ）にそれぞれ炉体長手直角方向に長い長孔（７ｇ）に通される垂直なピボット軸（７ｃ）を支点にして回動可能に連結される可動フレーム（７ｂ）と、対向配置にして前記可動フレーム（７ｂ）に支持される上部可撓導体（７ｄＵ）及び下部可撓導体（７ｄＢ）と、上部可撓導体（７ｄＵ）の両端の下面及び下部可撓導体（７ｄＢ）の両端の上面にそれぞれ設ける炉体軸方向に長い上部接点（７ｅＵ）及び下部接点（７ｅＢ）と、前記上部可撓導体（７ｄＵ）と下部可撓導体（７ｄＢ）を対向方向に付勢して前記上部接点（７ｅＵ）と下部接点（７ｅＢ）を前記導体板（７ａＲ，７ａＬ）の上下面に押し当てる接点押圧ばね（７ｆ）を備えて構成される黒鉛化炉。
【請求項２】
前記接続器（７）と同一構成の接続器（７）を前記第２ターミナル電極（４）の上部と下部の双方に有し、前記２個の第２ターミナル電極（４，４）相互の電気接続が第２ターミナル電極（４，４）の上部と下部の２箇所でなされた請求項１に記載の黒鉛化炉。
【請求項３】
前記上部可撓導体（７ｄＵ）と下部可撓導体（７ｄＢ）との間に、上下の可撓導体を相反する方向に押し動かして前記上部接点（７ｅＵ）と下部接点（７ｅＢ）を前記導体板（７ａＲ，７ａＬ）から引き離す押圧解除機構（１０）を備えた請求項２に記載の黒鉛化炉。
【請求項４】
前記第２ターミナル電極（４）の上面（４ａ）と下面（４ｂ）を平坦な面にしてその上面（４ａ）と下面（４ｂ）に、前記導体板（７ａＲ，７ａＬ）を面接触させて取付けた請求項２又は３に記載の黒鉛化炉。
【請求項５】
前記上部接点（７ｅＵ）及び下部接点（７ｅＢ）のコンタクト面をＲ面にした請求項１〜３のいずれかに記載の黒鉛化炉。
【請求項６】
前記上部接点（７ｅＵ）と、下部接点（７ｅＢ）をそれぞれ炉体の軸方向に複数に分割した請求項１〜５のいずれかに記載の黒鉛化炉。
【請求項７】
前記上部可撓導体（７ｄＵ，）、下部可撓導体（７ｄＢ）、上部接点（７ｅＵ）、下部接点（７ｅＢ）をそれぞれ炉体の軸方向に複数に分割した請求項１〜６のいずれかに記載の黒鉛化炉。
【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１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１１−１４８６４２（Ｐ２０１１−１４８６４２Ａ）
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９１０３（Ｐ２０１０−９１０３）
【出願日】平成２２年１月１９日（２０１０．１．１９）
【出願人】（０００１８３３９２）住友電設株式会社 (18)
【出願人】（３９２０００１８７）株式会社高橋電器製作所 (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月１９日（２０１０．１．１９）
【出願人】（０００１８３３９２）住友電設株式会社 (18)
【出願人】（３９２０００１８７）株式会社高橋電器製作所 (3)
【Ｆターム（参考）】
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