特許 7074904 黒鉛電極、電気炉

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-05-16

(45)【発行日】2022-05-24

(54)【発明の名称】黒鉛電極、電気炉

(51)【国際特許分類】

   H05B 7/085 20060101AFI20220517BHJP

   H05B 7/11 20060101ALI20220517BHJP

【ＦＩ】

H05B7/085 A

H05B7/11

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021042350

(22)【出願日】2021-03-16

【審査請求日】2021-12-10

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000219576

【氏名又は名称】東海カーボン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002538

【氏名又は名称】特許業務法人あしたば国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】蛭海 洋平

(72)【発明者】

【氏名】樫原 良彦

(72)【発明者】

【氏名】足立 光広

【審査官】根本 徳子

(56)【参考文献】

【文献】特開昭５０－０７７９４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５３－０２５２７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６１－１０７６９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５５－１５８５９７（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｂ ７／０８５

Ｈ０５Ｂ ７／１１、７／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

端部に雌ねじ状のソケットを有するポールと、
前記ソケットに締結可能な雄ねじ状のニップルと、
を備え、
前記ソケットの小径端側の有効径から前記ニップルの小径端側の有効径を減算した値が０．０５～０．７ｍｍであり、
前記ニップルのテーパ角度から前記ソケットのテーパ角度を減算した値が－２分～－３分３０秒である黒鉛電極。

【請求項2】

端部に雌ねじ状のソケットを有するポールと、
前記ソケットに締結可能な雄ねじ状のニップルと、
を備え、
前記ポールの線膨張係数から前記ニップルの線膨張係数を減算した値が－０．４～＋０．５（１０^－６／℃）である請求項１に記載の黒鉛電極。

【請求項3】

前記ソケットに前記ニップルを締結するのに要する締めトルクに対して、前記ソケットに締結された前記ニップルを緩めるのに要する緩めトルクが少なくとも１．６５倍大きい請求項１又は請求項２に記載の黒鉛電極。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか１項に記載の黒鉛電極を備えた電気炉。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、黒鉛電極およびそれを備えた電気炉に関する。

【背景技術】

【0002】

電気炉の黒鉛電極において、ニップルの折損を防止した電極接続部の構造が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この電極接続部の構造では、ニップルとソケットとの間でテーパ度差を設けることで、従来ニップルの最大径部に集中していた応力の偏りを緩和している。

【0003】

同様に、電気炉の黒鉛電極において、ニップルの折損を防止した黒鉛電極の接続部の構造が開示されている（例えば、特許文献２参照）。この接続部の構造では、テーパニップル又は電極ソケットのねじ山当接側部に、小径部側から最大径部に移行するに従って削落幅が漸増する螺旋状の周縁削落部位を形成している。これによって、テーパニップルの最大径部における応力を緩和して、テーパニップルの折損を防止している。

【0004】

さらに、電気炉の黒鉛電極において、ニップルの折損を防止した黒鉛電極の接続部が開示されている（例えば、特許文献３参照）。この接続部では、小径部側から最大径部に行くにつれて漸減するように複数のねじ山の山頭部を削落した構造を有する。これによって、テーパニップルの最大径部における応力集中を緩和して、テーパニップルの折損を防止している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特公昭４８－００７７３５号公報

【文献】実公昭５７－０４５６７６号公報

【文献】実公昭５８－０００９５８号公報

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

黒鉛電極の不具合には、上記した応力集中に起因するニップルの折損のほか、ニップルとソケット間のねじに緩みに起因して黒鉛電極の一部が落下するという不具合もある。また、黒鉛電極は、硬い脆性材料であるグラファイトによって形成されているため、加工性が悪く、引用文献２、３のようにソケットおよびニップルを特殊な形状にすると、当該形状に精度よく加工するために多大なコストがかかる問題がある。

【0007】

従って、本発明の課題の一つは、ニップルとソケットとの間のねじの緩みを低減できるとともに、製造コストも抑制することが可能な黒鉛電極を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題は、以下の本発明により解決される。すなわち、本発明（１）の黒鉛電極は、端部に雌ねじ状のソケットを有するポールと、
前記ソケットに締結可能な雄ねじ状のニップルと、
を備え、
前記ソケットの小径端側の有効径から前記ニップルの小径端側の有効径を減算した値が０．０５～０．７ｍｍであり、
前記ニップルのテーパ角度から前記ソケットのテーパ角度を減算した値が－２分～－３分３０秒である。

【0009】

また、本発明（２）の黒鉛電極は、
端部に雌ねじ状のソケットを有するポールと、
前記ソケットに締結可能な雄ねじ状のニップルと、
を備え、
前記ポールの線膨張係数から前記ソケットの線膨張係数を減算した値が－０．４～＋０．５（１０^－６／℃）である。

【0010】

また、本発明（３）の黒鉛電極は、（１）又は（２）に記載の黒鉛電極であって、
前記ニップルは、前記ソケットに締結可能な第１締結部と、前記第１締結部とは反対側に設けられた第２締結部と、を有し、
前記第１締結部を前記ソケットに締結させた状態の前記ニップルの前記第２締結部に第２ポールの第２ソケットを締結させるのに要する締結トルクに対して、前記第２締結部に締結された前記第２ポールを緩めるのに要する緩めトルクが少なくとも１．６５倍大きい。

【0011】

また、本発明（４）の電気炉は、（１）～（３）のいずれか１項に記載の黒鉛電極を備えた電気炉である。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、ニップルとソケットとの間のねじの緩みを低減した黒鉛電極を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施形態の電気炉を示す断面図である。

【図2】図１に示す電気炉の黒鉛電極の接続部を拡大して示す断面図である。

【図3】図２に示す黒鉛電極のニップルの小径端側の有効径ｄと、黒鉛電極のソケットの小径端側の有効径Ｄと、を示す断面図である。

【図4】図２に示す黒鉛電極のニップルのテーパ角度αの半角であるα／２と、黒鉛電極のソケットのテーパ角度βの半角であるβ／２と、を示す断面図である。

【図5】実施例Ｂ１～Ｂ７および比較例Ｂ１～Ｂ７のポールの直径方向のＣＴＥ差を示すグラフである。

【図6】実施例Ｃ１～Ｃ４の有効径差およびテーパ角度と、緩め／締めトルク比との関係を示すグラフである。

【図7】実施例Ｃ２、比較例Ｃ１～Ｃ３の有効径差およびテーパ角度と、緩め／締めトルク比との関係を示すグラフである。を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下図面を参照して、電気炉について説明する。電気炉は、放電（アーク）によって発生した熱によって炉内の鉄等の金属のスクラップを溶解して溶鋼を生成できるものである。
［実施形態］

【0015】

図１～図４を参照して、実施形態の電気炉１１について説明する。電気炉１１は、炉本体１２と、炉本体１２の内部に吊下げられた黒鉛電極１３と、黒鉛電極１３を吊下げるホルダ１４と、を備える。電気炉１１は、ＡＣ炉およびＤＣ炉のいずれであってもよい。電気炉１１がＡＣ炉である場合には、黒鉛電極１３の本数は複数であってもよい。

【0016】

黒鉛電極１３は、先端から炉本体１２の底部に向けて放電をすることで、炉本体１２の内部に投入された金属スクラップを高熱によって溶かすことができる。

【0017】

図１、図２に示すように、黒鉛電極１３は、円柱形の１以上のポール２１と、ポール２１同士の間にジョイントとして介在されるニップル２２と、を有する。ポール２１およびニップル２２のそれぞれは、黒鉛（グラファイト）を主成分とする固体状の組成物によって形成されている。

【0018】

ポール２１のそれぞれは、その端面２３に、円錐台形状に窪んだソケット２４を有する。ソケット２４の内周面には、雌ねじが形成されている。ソケット２４の内側にニップル２２を受容することができる。

【0019】

ニップル２２は、２個の円錐台形のコーンの底面同士を接合した形状を有する。ニップル２２は、テーパ状をなした第１締結部２５と、第１締結部２５とは反対側に設けられテーパ状をなした第２締結部２６と、第１締結部２５と第２締結部２６との境界に位置する最大径部２７と、第１締結部２５および第２締結部２６のそれぞれの先端に設けられた一対の小径端２８と、を有する。第１締結部２５のテーパおよび第２締結部２６のテーパは、逆向きに形成されている。第１締結部２５のテーパおよび第２締結部２６のテーパのそれぞれは、中央の最大径部２７から両端に位置する小径端２８に行くにつれて、徐々にニップル２２の直径が小さくなるように形成されている。第１締結部２５および第２締結部２６の外周面に、雄ねじが形成されている。ニップル２２の第１締結部２５は、ポール２１のソケット２４に対して締結することができる。ポール２１に対して第１締結部２５が締結された状態で、ニップル２２の第２締結部２６に対して、ポール２１とは別の第２ポール３１を締結できる。第２ポール３１は、端面２３に第２ソケット３２を有し、第２ソケット３２を介して第２締結部２６に接続することができる。

【0020】

このように、ニップル２２に対してポール２１および第２ポール３１が締結された状態において、ニップル２２の第１締結部２５側の小径端２８とソケット２４の底部２４Ａとの間と、ニップル２２の第２締結部２６側の小径端２８と第２ソケット３２の底部３２Ａとの間と、のそれぞれには、所定の隙間が形成されている。

【0021】

ホルダ１４は、リング状の保持具１４Ａと、保持具１４Ａを介して黒鉛電極１３を支持可能な支持部１４Ｂと、を有する。

【0022】

「ニップルの有効径」は、ＪＩＳ Ｒ ７２０１で定義されるように、ニップルの中央部の位置でのニップル軸に直交する平面と、ニップルねじ山のピッチ線を構成する円錐との交差部にある円の直径を意味する。図３に示すように、本実施形態の「ニップルの小径端側の有効径」ｄは、この定義とは異なり、小径端２８の位置でのニップル軸に直交する平面と、ニップルねじ山のピッチ線を構成する円錐との交差部にある円の直径を意味する。

【0023】

「ソケットの有効径」は、ＪＩＳ Ｒ ７２０１で定義されるように、ソケット軸に直交する平面、すなわち、ポールの末端部に一致する平面と、ソケットねじ山のピッチ線を構成する円錐との交差部にある円の直径を意味する。図３に示すように、本実施形態の「ソケットの小径端側の有効径」Ｄは、この定義とは異なり、小径端２８の位置でのソケット軸に直交するニップル２２の平面と、ソケットねじ山のピッチ線を構成する円錐との交差部にある円の直径を意味する。その際、ニップル２２の最大径部２７は、ポール２１とこれに隣接する第２ポール３１との間の境界位置にある。

【0024】

本実施形態において、小径端２８における有効径差、すなわち、ソケット２４の小径端側の有効径からニップル２２の小径端側の有効径を減算した値は、０．０５～０．７ｍｍであると良く、０．０６～０．５ｍｍであることが好ましく、０．０８～０．４４ｍｍであることがさらに好ましい。小径端２８における有効径差が０．０５ｍｍを下回ると、ポール２１に対してニップル２２や第２ポール３１を締結する際に要するトルクが大きくなり過ぎる傾向がある。小径端２８における有効径差が０．７０ｍｍを超えると、ポール２１からニップル２２や第２ポール３１を取り外す際に必要な緩めトルクが小さくなり、ポール２１に対してニップル２２が緩みやすくなる傾向がある。

【0025】

テーパ角度は、ＪＩＳ Ｒ ７２０１で定義されるように、ねじ山のピッチ線で表される円錐の全角度をいう。したがって、図４に示すように、ニップル２２のテーパ角度αは、ニップル軸に対する勾配α／２を２倍した値に相当する。ソケット２４のテーパ角度βは、ソケット軸に対する勾配β／２を２倍した値に相当する。

【0026】

本実施形態において、ニップル２２とソケット２４のテーパ角度差、すなわち、ニップル２２のテーパ角度からソケット２４のテーパ角度を減算した値は、－２分～－４分であると良く、－２分～－３分４５秒であることが好ましく、－２分～－３分３０秒であることがさらに好ましい。

【0027】

本実施形態のポール２１とニップル２２の直径方向の線膨張係数差、すなわち、ポール２１の線膨張係数からソケット２４の線膨張係数を減算した値は、－０．４～＋０．５（１０^－６／℃）であることが好ましく、－０．３～＋０．３（１０^－６／℃）であることがさらに好ましい。ポール２１とニップル２２の直径方向の線膨張係数差が＋０．５（１０^－６／℃）を超えると、高温での使用時にポール２１の熱膨張に伴いポール２１に割れを生じる可能性が高くなるとともに、ポール２１の締付力によってニップル２２にも割れを生じる可能性が高くなる。一方、ポール２１とニップル２２の直径方向の線膨張係数差が－０．４（１０^－６／℃）を下回ると、ポール２１に対してニップル２２が大きく熱膨張し、ニップル２２に割れを生じる可能性が高くなるとともに、ニップル２２の膨張圧力によってポール２１にも割れを生じる可能性が高くなる。

【0028】

緩め／締めトルク比は、ソケットに対してニップルを締結する際に必要な最大トルクである締めトルクに対する、ソケットに締結された状態のニップルを緩めるのに必要な最大トルクである緩めトルクの比である。緩め／締めトルク比は、少なくとも１以上であると良く、少なくとも１．６以上であるが好ましく、少なくとも１．６５以上であることがさらに好ましい。

【0029】

ポール２１およびニップル２２の製造方法について説明する。石油由来のニードルコークスおよび／または石炭由来のニードルコークスをそれぞれ粉砕して混合し、高温にしたニードルコークスをバインダーピッチと所定の割合で混合する。このとき用いるニードルコークスの熱膨張係数が小さい場合、終局的に得られるポール２１およびニップル２２の直径方向の線膨張係数が小さくなる。バインダーピッチは、石炭を乾留して得られたコールタールを蒸留、熱改質処理して得られる。一定温度にまで冷却されたペーストを押出成形機に投入して一定速度でプレスする。成形体（生電極）は、サイズ毎に押し出された後に冷却される。針状性が良好なニードルコークスを用いた場合、この押出成形操作において、押出方向に平行となるようにニードルコークスが配向しやすくなる。この高配向性となる押出条件により生電極を製造した場合、終局的に得られるポール２１およびニップル２２の直径方向の線膨張係数が大きくなる。

【0030】

続いて、一次焼成工程において成形体中のバインダーピッチを炭化させる。焼成炉に生電極を入れて、約１０００℃まで焼き上げる。これによって電極の炭素骨格（焼成電極）を形成する。

【0031】

続いて、ピッチ浸透工程を行い、含浸槽にて焼成電極にコールタール由来のピッチを含浸させる。これによって、焼成された電極の緻密化が図られる。緻密化によって、電極の強度・電気抵抗特性などが改善される。

【0032】

続いて、再び焼成炉において焼成電極の二次焼成工程を行い、約７００℃まで昇温し、含浸させたピッチを炭化させる。

【0033】

さらに続いて、黒鉛化工程において、ＬＷＧ炉又はアチソン炉において、焼成電極を約２０００～３０００℃の超高温まで昇温し加熱処理する。これによって、炭素組織を黒鉛に結晶化する。これによって、黒鉛質の電極素材が形成される。この加熱処理の温度が高いほど、終局的に得られるポール２１およびニップル２２の直径方向の線膨張係数が大きくなる。

【0034】

ポール２１およびニップル２２は、電極素材を加工して製作される。その加工工程において、専用加工機によって寸法規格通りに外形加工およびねじ切り加工が施される。

【0035】

加工された製品（ポール２１、ニップル２２）は、外観検査・ねじ精密検査などを経る。また、全数自動検査機によって、電極一本ごとの長さ、重量、各種特性値が計測される。検査が終了した電極は、梱包されて出荷される。

【0036】

出荷に際し、ポール２１の片方の短面に設けられたソケット２４に対して１個のニップル２２を予め締結し、このようにポール２１とニップル２２が一体化された状態で製品として出荷されてもよい。
［実施例］

【0037】

（実施例Ａ）小径端における有効径差およびテーパ角度差に関する評価
上記した製造方法で製造された黒鉛電極（各寸法規格の製品）について、ニップルの小径端側の有効径ｄ、ソケットの小径端側の有効径Ｄ、小径端における有効径差、ニップル側テーパ角度、ソケット側テーパ角度、およびテーパ角度差を下記表１、表２のように製造した。これらニップルの小径端側の有効径ｄ、ソケットの小径端側の有効径Ｄ、ニップル側テーパ角度、およびソケット側テーパ角度、の各数値はゲージを用いて測定した実測値である。また、ニップルの小径端側の有効径ｄの最大値又は最小値を取る箇所と、ソケットの小径端側の有効径Ｄの最大値又は最小値を取る箇所と、は通常一致しない。このため、ソケットの小径端側の有効径Ｄの最大値から、ニップルの小径端側の有効径ｄの最大値を減算したものが、小径端における有効径差の最大値とはなっていない。

【0038】

寸法規格は、比較例Ａ１（24×110 - 24T4W）を例に説明すれば、ハイフンを間に挟んで、左側の数字はポールの寸法を示し、直径２４インチ×長さ１１０インチであることを示す。ハイフンを間に挟んで、右側の数字の２４は、ニップルの大きさを示し、直径２４インチのポールに対応する型のニップルであることを示し、文字は所定の型式番号を示す。

【0039】

比較例Ａ１に対して有効径差およびテーパ角度差を改良したものが実施例Ａ１であり、以下同様に、比較例Ａ２に対して有効径差およびテーパ角度差を改良したものが実施例Ａ２、Ａ２´であり、比較例Ａ３に対して有効径差およびテーパ角度差を改良したものが実施例Ａ３、Ａ３´であり、比較例Ａ４に対して有効径差およびテーパ角度差を改良したものが実施例Ａ４、Ａ４´であり、比較例Ａ５に対して有効径差およびテーパ角度差を改良したものが実施例Ａ５である。

【0040】

ニップルを介してポール同士を接続した各比較例および実施例において、接続部に緩み、抜け落ち、折損、がたつき等を生じた場合を「不具合」として判断し、総測定回数に対する「不具合」の数の割合を「不具合率」として算出した。結果を表２に示す。

【0041】

【表1】

【0042】

【表2】

【0043】

比較例Ａ１を実施例Ａ１のように有効径差とテーパ角度差に改善したところ、不具合率が３．３％から０．９％に減少し、不具合減少率が７２．７％となった。比較例Ａ２を実施例Ａ２又は実施例Ａ２´のように有効径差とテーパ角度差に改善したところ、不具合率が２．４％から０％に減少し、不具合減少率が１００％となった。比較例Ａ３を実施例Ａ３又は実施例Ａ３´のように有効径差とテーパ角度差に改善したところ、不具合率が０．９％から０％に減少し、不具合減少率が１００％となった。比較例Ａ４を実施例Ａ４又は実施例Ａ４´のように有効径差とテーパ角度差に改善したところ、不具合率が０．９％から０％に減少し、不具合減少率が１００％となった。比較例Ａ５を実施例Ａ５のように有効径差とテーパ角度差に改善したところ、不具合率が６．７％から０％に減少し、不具合減少率が１００％となった。

【0044】

（実施例Ｂ）ポールの線膨張係数とニップルの線膨張係数との差に関する評価
直径方向ＣＴＥ（Coefficient of Thermal Expansion）差、すなわちポールの直径方向に関するポールの線膨張係数から、ニップルの直径方向に関するニップルの線膨張係数を減算した値を以下のように設定した。なお、ポールおよびニップルの線膨張係数は、その体積抵抗率と正の相関があることが知られている。線膨張係数に対応する線膨張係数を予め取得して実験的検量線を作成しておき、体積抵抗率を測定することでポールおよびニップルの線膨張係数を計測できる。

【0045】

すなわち、比較例Ｂ１～Ｂ７の直径方向ＣＴＥ差は、いずれも、正負に係わらず大きく、具体的には、その絶対値が０．５を超えるものであった。ここで、比較例Ｂ１のポールの直径は３２インチであり、比較例Ｂ２のポールの直径は３０インチであり、比較例Ｂ３のポールの直径は２８インチであり、比較例Ｂ４～Ｂ６のポールの直径は２４インチであり、比較例Ｂ７のポールの直径は２０インチである。

【0046】

この比較例Ｂ１～Ｂ７の直径方向ＣＴＥ差を、ポールおよびニップルの製造条件（ニードルコークスの熱膨張係数、針状性、黒鉛化処理の加熱処理温度）を適宜変化させることにより、図５に示すように変更した。すなわち、実施例Ｂ１の直径方向ＣＴＥ差を－０．１９～０．０１（１０^－６／℃）とし、実施例Ｂ２の直径方向ＣＴＥ差を－０．０７～０．４７（１０^－６／℃）とし、実施例Ｂ３の直径方向ＣＴＥ差を－０．１３～０．１２（１０^－６／℃）とした。また、実施例Ｂ４の直径方向ＣＴＥ差を－０．２７～０．２７（１０^－６／℃）とし、実施例Ｂ５の直径方向ＣＴＥ差を－０．２７～０．２７（１０^－６／℃）とし、実施例Ｂ６の直径方向ＣＴＥ差を－０．１７～０．１９（１０^－６／℃）とし、実施例Ｂ７の直径方向ＣＴＥ差を－０．２３～０．１（１０^－６／℃）とした。ここで、実施例Ｂ１のポールの直径は３２インチであり、実施例Ｂ２のポールの直径は３０インチであり、実施例Ｂ３のポールの直径は２８インチであり、実施例Ｂ４～Ｂ６のポールの直径は２４インチであり、実施例Ｂ７のポールの直径は２０インチである。

【0047】

そうしたところ、接続部に緩み、抜け落ち、折損、がたつき等を生じる不具合の発生数がゼロとなり、不具合減少率が１００％となった。

【0048】

（実施例Ｃ）有効径差およびテーパ角度差と緩め／締めトルク比に関する評価
寸法規格24×110 - 24T4Wのポールおよびニップルの有効径差およびテーパ角度差と、緩め／締めトルク比と、の関係を評価した。ポールに対するニップルの締結作業、ポールからニップルを緩める緩め作業、および緩め／締めトルク比の計測作業は、ＣＩＳ製電極接続機を用いた。

【0049】

実施例Ｃ１～Ｃ４のテーパ角度差を一律に－２分で設定し、有効径差（小径端における有効径差）の影響を評価した。実施例Ｃ１～Ｃ４の有効径差（小径端における有効径差）を、それぞれ、０．１ｍｍ、０．３ｍｍ、０．５ｍｍ、０．７ｍｍとした。実施例Ｃ１～Ｃ４のそれぞれの評価数は、３とし（Ｎ＝３）、その平均値を緩め／締めトルク比の結果として採用した。評価結果を図６に示す。実施例Ｃ１～Ｃ４の緩め／締めトルク比は、それぞれ、１．４２、１．６８、１．４７、１．５９であった。したがって、有効径差は、０．３ｍｍおよびその付近の値が、ポールのソケットからニップルが緩んでしまうことを防止できる点で、最も望ましいことが理解される。

【0050】

次に、実施例Ｃ２および比較例Ｃ１～Ｃ３の有効径差を一律に３ｍｍで設定し、テーパ角度差の影響を評価した。実施例Ｃ２のテーパ角度差は、－２分であり、比較例Ｃ１～Ｃ３のテーパ角度差を、それぞれ、平行（テーパ角度差０）、－４分、－６分とした。実施例Ｃ２、比較例Ｃ１～Ｃ３のそれぞれの評価数は、３とし（Ｎ＝３）、その平均値を緩め／締めトルク比の結果として採用した。評価結果を図７に示す。実施例Ｃ２の緩め／締めトルク比１．６８であり、比較例Ｃ１～Ｃ３の緩め／締めトルク比は、ぞれぞれ、１．５９、１．５０、１．６２であった。したがって、テーパ角度差は、実施例Ｃ２の－２分およびその付近の値が、ポールのソケットからニップルが緩んでしまうことを防止できる点で、最も望ましいことが理解される。一方、平行（テーパ角度差０）、あるいは、テーパ角度差が－４分以下とした場合には、緩め／締めトルク比にばらつきを生じ、緩め／締めトルク比の値が安定して高い値とならないことが理解される。

【0051】

上記実施形態および上記実施例によれば、以下のことがいえる。黒鉛電極１３は、端部に雌ねじ状のソケット２４を有するポール２１と、ソケット２４に締結可能な雄ねじ状のニップル２２と、を備え、ソケット２４の小径端２８側の有効径からニップル２２の小径端２８側の有効径を減算した値が０．０５～０．７０ｍｍであり、ニップル２２のテーパ角度からソケット２４のテーパ角度を減算した値が－２分～－３分３０秒である。

【0052】

この構成によれば、緩め／締めトルク比を高くすることができ、ポール２１に対してニップル２２が緩みにくい黒鉛電極を実現できる。これによって、不具合率を減少させることができる。また、ねじ部に対する削落等の特殊な加工を特段必要とせず、黒鉛電極の製造コストが著しく増加してしまうことを防止できる。

【0053】

黒鉛電極１３は、端部に雌ねじ状のソケット２４を有するポール２１と、ソケット２４に締結可能な雄ねじ状のニップル２２と、を備え、ポール２１の線膨張係数からニップル２２の線膨張係数を減算した値が－０．４～＋０．５（１０^－６／℃）である。この構成によれば、ポール２１に対してニップル２２が緩みにくい黒鉛電極１３を実現して、緩み等の不具合を発生する確率を低減できる。

【0054】

これらの場合、ソケット２４にニップル２２を締結するのに要する締めトルクに対して、ソケット２４に締結されたニップル２２を緩めるのに要する緩めトルクが少なくとも１．６５倍大きい。この構成によれば、いわゆる緩め／締めトルク比を高くして、ポール２１に対してニップル２２を締結しやすく、ポール２１に対してニップル２２が緩みにくく、それによって不具合が発生し難い黒鉛電極１３を実現できる。

【0055】

電気炉１１は、上記記載の黒鉛電極１３を備える。この構成によれば、黒鉛電極１３において接続部に緩み等の不具合を発生し難い高信頼性の電気炉１１を実現できる。

【符号の説明】

【0056】

１１ 電気炉
１２ 炉本体
１３ 黒鉛電極
１４ ホルダ
１４Ａ 保持具
１４Ｂ 支持部
２１ ポール
２２ ニップル
２３ 端面
２４ ソケット
２４Ａ 底部
２５ 第１締結部
２６ 第２締結部
２７ 最大径部
２８ 小径端
３１ 第２ポール
３２ 第２ソケット
３２Ａ 底部

【要約】

【解決課題】ニップルとソケットとの間のねじの緩みを低減した黒鉛電極を提供する。
【解決手段】 黒鉛電極は、端部に雌ねじ状のソケットを有するポールと、前記ソケットに締結可能な雄ねじ状のニップルと、を備え、前記ソケットの小径端側の有効径から前記ニップルの小径端側の有効径を減算した値が０．０５～０．７ｍｍであり、前記ニップルのテーパ角度から前記ソケットのテーパ角度を減算した値が－２分～－３分３０秒である。
【選択図】図６

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】