[发明专利]石墨电极连续加工方法及加工生产线

说明书

技术领域

本发明涉及一种石墨电极加工方法，尤其是一种石墨电极连续加工方法，同时还涉及实现该方法的加工生产线，属于石墨机械加工技术领域。

背景技术

石墨电极对于冶炼电炉必不可少，其圆柱形基体的端面具有通过<>形双锥外螺纹接头相互连接的内锥螺纹(参见图1)。十年来，石墨电极的联系自动加工始终采用以下基本工艺路线：1、三爪夹外圆，双端镗孔刮平面；2、车外圆；3、双端梳加工锥螺纹。其相关的加工设备见申请号为03222308.5的中国专利申请文件。

在长期实践中，申请人发现，石墨电极在现场使用过程中存在的下述问题与其工艺结构有关：1)电极的平均损耗为4-5kg/T钢，导致生产成本难以降低；2)两节电极通过接头连接后，当连接处附近外圆被夹持时，有时会出现夹紧后电极剪切断裂的现象；3)为了避免外圆夹持在内锥螺纹处，需要现场涂覆标记，既不准确，也不方便。由于石墨电极体积庞大，价格高昂，频繁更换不仅费工费时，而且不利于节能，且增加了冶炼生产消耗。因此有必要深入研究，通过工艺结构的改进和工艺方法的优化，消除现场使用存在的问题，尽可能延长其平均寿命，从而在保证冶炼质量的前提下，有效降低生产成本。

发明内容

本发明的首要目的在于：针对上述现有技术存在的问题，提出一种可以显著降低石墨电极耗损的石墨电极连续加工方法，同时给出相应的加工生产线，从而降低冶炼成本，并有助于节能。

本发明进一步的目的在于：提出一种完成自动标记涂覆的石墨电极连续加工方法，从而方便冶炼现场操作，避免石墨电极应夹持不当而损坏。

为了达到以上首要目的，本发明的石墨电极连续加工方法包括通过输送按序衔接的以下工艺步骤：

第一步、四爪夹持圆柱状石墨电极毛坯外圆镗双端定位孔；

第二步、顶持石墨电极毛坯端面定位孔，车外圆表面；

第三步、夹持外圆，镗双端锥孔；

第四步、夹持外圆，双端梳加工内锥螺纹，并加工朝内锥螺纹孔凹陷0.03±0.01毫米的端面。

以上工艺步骤的调整和变化缘于申请人对石墨电极现场使用情况的深入研究。首先，申请人通过测试分析发现，通电后电流的集肤服效应将使得理想接触状态的电极圆柱表面具有较大电流，而内部电流较小，可是实际上，传统电极加工工艺不能保证相邻电极通过接头连接后，外圆周圈良好接触(参见图1，图中9是相邻电极，9-1是电极接头，9-2是夹持装置)，因此使得电极往往通过内部电流导电，结果电阻较大，容易发热，从而导致了石墨电极的平均损耗较高。而改进后的工艺通过加工适当中凹的端面，确保了电极连接后外圆周圈的良好接触，从而充分形成集肤电流，即因电极具有较大的接触面积而降低了电阻，又抑制了发热，从而使冶炼每吨钢的电极损耗显著减少。

此外，申请人力学分析和计算发现，电极夹紧后剪切断裂的原因源自电极外圆与内锥螺纹的同轴度误差，由于传统工艺首先夹持石墨毛坯外圆镗端面孔，夹持时需要较大的夹紧力，而石墨电极毛坯存在热处理变形，夹持后的弹性变形在镗孔后恢复，从而无法保证外圆与内锥螺纹的同轴度，结果使用中的接头连接定位与外圆夹持产生剪切应力，导致断裂(参见图1)。改进后的工艺首先镗端面定位孔，此时的切削量少，夹持力很小，接着以定位孔定位车外圆，再夹持外圆镗端面锥孔，确保了外圆与内锥螺纹的同轴度，因此基本杜绝了使用中的夹持断裂现象。

实现上述加工方法的石墨电极连续加工生产线包括由输送设备按序串联的以下设备：

双端定位孔镗床，用于夹持圆柱状石墨电极毛坯外圆镗双端定位孔；

多刀外圆车床，用于顶持石墨电极毛坯端面定位孔，车外圆表面；

双端锥孔镗床，用于夹持外圆，镗双端锥孔；

梳刀和铣刀轴线具有夹角的双端锥螺纹梳加工机床，用于夹持外圆，双端梳加工内锥螺纹，并铣加工朝内锥螺纹孔凹陷0.03±0.01毫米的端面。

为了达到进一步的目的，本发明的还包括第五步：在石墨电极旋转过程中，借助浸蘸油漆的滚轮滚涂距端面大于锥螺纹孔深的外圆，形成安全标记线。

由此可见，本发明通过打破多年来的传统工艺布置，在优化工艺步骤的同时通过改进设备、调整工艺控制参数，有效优化了石墨电极，显著延长了石墨电极的使用寿命，降低了冶炼生产成本，并有助于节省电能。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为现有电极夹持状态放大示意图。

图2为本发明一个实施例的总体结构示意图。

图3为图2的侧视图。