(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛直に配置された筒状の電極ケース内に上方から供給された電極原料である固形ペーストが溶融、焼成して形成される自焼成電極にして、電極ケースの外周面の下端付近に接触する電極通電部から通電される自焼成電極の上端の位置を検出するための自焼成電極上端検出装置であって、
前記電極ケース内に固定的に配置され、下端が前記電極通電部の上端よりも上方に位置付けられる保護管と、
前記保護管内を通じて配置される測定管と、
前記測定管を、その下端が前記固形ペーストと自焼成電極との間の溶融ペーストの層に置かれる初期位置から、測定管の下端が自焼成電極に突き当たって停止するまで一定の圧力で降下させるための測定管駆動手段とを備える自焼成電極上端検出装置。
【請求項２】
前記初期位置において、前記測定管の下端は、前記電極通電部の上端以下でかつ電極通電部の上端と下端間の中間点以上に設定される定位置に位置付けられる請求項１に記載の自焼成電極上端検出装置。
【請求項３】
前記一定の圧力は２．０ＭＰａ〜６．０ＭＰａである請求項１又は２に記載の自焼成電極上端検出装置。
【請求項４】
前記測定管は、その下端の位置の温度を測定するための温度センサーを含む請求項１〜３のいずれか１項に記載の自焼成電極上端検出装置。
【請求項５】
前記測定管の初期位置からの降下量を検出する手段を備える請求項１〜４のいずれか１項に記載の自焼成電極上端検出装置。
【請求項６】
前記保護管は、保護管を通じてのガスの上方への通過を防ぐためのガスシールを有する請求項１〜５のいずれか１項に記載の自焼成電極上端検出装置。
【請求項７】
前記測定管駆動手段はエアシリンダーを含む請求項１〜６のいずれか１項に記載の自焼成電極上端検出装置。
【請求項８】
鉛直に配置された筒状の電極ケース内に上方から供給された電極原料である固形ペーストが溶融、焼成して形成される自焼成電極にして、電極ケースの外周面の下端付近に接触する電極通電部から通電される自焼成電極の上端の位置を管理するための自焼成電極上端管理方法であって、
下限が前記電極通電部の下端以上で上限が前記電極通電部の上端以下の管理範囲を設定し、
一本又は複数本の測定管を、その下端が前記固形ペーストと自焼成電極との間の溶融ペーストの層に置かれる初期位置に位置付け、
前記測定管を、前記初期位置から、測定管の下端が自焼成電極に突き当たって停止するまで一定の圧力で降下させ、
前記測定管の下端の停止位置が前記管理範囲内か否かを判定する自焼成電極上端管理方法。
【請求項９】
前記初期位置において、前記測定管の下端を、前記電極通電部の上端以下でかつ電極通電部の上端と下端間の中間点以上に設定される定位置に位置付ける請求項８に記載の自焼成電極上端管理方法。
【請求項１０】
前記一定の圧力は２．０ＭＰａ〜６．０ＭＰａである請求項８又は９に記載の自焼成電極上端管理方法。
【請求項１１】
前記測定管が自焼成電極に突き当たって停止した測定管の下端の位置の温度を測定する請求項８〜１０のいずれか１項に記載の自焼成電極上端管理方法。
【請求項１２】
前記定位置の温度を測定する請求項９に記載の自焼成電極上端管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、自焼成電極上端検出装置及び自焼成電極上端管理方法に関し、更に詳しくは、電気炉等で使用される自焼成電極の上端の上下方向位置（焼成位置もしくは硬度点とも呼ばれる）を自動的に検出するための装置と、そのような自焼成電極の上端の上下方向位置を所定の管理範囲内に保つための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  カルシウムカーバイド製造用の電気炉には、石灰とコークスの混合物を２０００℃以上に加熱するために自焼成電極が一般に１〜３本使用される。自焼成電極は、電気炉上に鉛直に配置された円筒状の電極ケース内に電極原料を供給し、この電極原料が電極ケースの下端付近で電流のジュール熱及び電気炉内からの伝導熱によって自焼成し固化することにより形成される。電極原料は、コークス、無煙炭、黒鉛、導電性カーボン等と、ピッチタール等の結合剤とを混練してなる塊状の固形ペーストである。自焼成電極は、電気炉の天井壁の開口から炉内部に突出させられ、電極ケースの外周面の下端付近に接触する電極通電部から通電される。電気炉の操業より、自焼成電極は下端からアーク熱等により次第に消耗していくため、消耗量に応じて自焼成電極を下方に滑り下げる作業が適宜行われる。自焼成電極の滑り下げ作業を行った場合は、電極ケース内に電極原料（固形ペースト）が上方から補給される。また、電極ケース内には、既に固化した下方の自焼成電極と上方の上記固形ペーストとの間に、固形ペーストが上記ジュール熱及び伝導熱で溶融している溶融ペーストの層が存在し、溶融ペーストが固化して自焼成電極となっていく。そのため、自焼成電極は上方へと成長し、これに伴い自焼成電極の上端（上端面）も上方に移動する。また、自焼成電極の滑り下げ作業に伴い、自焼成電極の上端も下方に移動する。【０００３】  上述したように成長に伴い上方に移動し、滑り下げに伴い下方に移動する自焼成電極の上端の上下方向位置は、電極ケースの下端位置や電極通電部の上下端位置に基づいて設定される一定の管理範囲内に保つ必要がある。これは、自焼成電極の上端の上下方向位置が管理範囲より下になると、自焼成電極が電極ケースから抜け落ちて、固形ペースト等が電気炉内に流出したり、電極通電部から電極ケースに大電流が流れ、電極ケースが溶損する等の電極事故が生じ得る。このような電極事故の復旧には２〜３ヶ月を要する。他方、自焼成電極の上端の上下方向位置が管理範囲より上になると、自焼成電極が過焼成して膨張し、電極ケースが変形して自焼成電極の滑り下げができなくなるおそれがある。そのため、従来は、人力作業により丸太等を固形ペーストを介して自焼成電極に対し上方から突き当てて、自焼成電極の上端の上下方向位置を測定していた。しかしながら、人力作業では、丸太等を固形ぺースト中に押し下げる圧力がばらつき、自焼成電極の上端の測定精度が悪かった。また、電気炉の操業中に測定作業を行うため、感電等の保安リスクが大きかった。特願平９−２６３６７８号公報や特願平１０−３３１０６３号公報には、自焼成電極の下端の位置を測定する装置等が開示されているが、上述したように自焼成電極の上端の位置を管理することも重要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特願平９−２６３６７８号公報
【特許文献２】特願平１０−３３１０６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、自焼成電極の上端を自動的、正確かつ安全に検出して管理することができる自焼成電極上端検出装置及び自焼成電極上端管理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  上記のような課題を解決するため、本発明によれば、鉛直に配置された筒状の電極ケース内に上方から供給された電極原料が焼成して形成される自焼成電極にして、電極ケースの外周面の下端付近に接触する電極通電部から通電される自焼成電極の上端の位置を検出するための自焼成電極上端検出装置であって、前記電極ケース内に固定的に配置され、下端が前記電極通電部の上端よりも上方に位置付けられる保護管と、前記保護管内を通じて配置される測定管と、前記測定管を、初期位置から、測定管の下端が自焼成電極に突き当たって停止するまで一定の圧力で降下させるための測定管駆動手段とを備える自焼成電極上端検出装置が提供される。【０００７】  本発明では、測定管駆動手段により、測定管を初期位置から一定の圧力で降下させ、測定管の下端が自焼成電極に突き当たって停止した位置から自焼成電極の上端もしくは上端面を把握する。自焼成電極の上端の位置は、測定管の降下量等から算出され得る。測定管駆動手段としては、一定圧で測定管を降下可能な装置、機構等であればよく、具体的には、エアーシリンダー、油圧シリンダー等のアクチュエータ−、揚重機、電動機等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。アクチュエータ−や揚重機を使用する場合、自焼成電極の上端の位置は、エンコーダーによる測定管の降下量の測定を介して、もしくはレベル計により直接測定することができる。電動機を使用する場合、測定管の降下が停止する位置を電力値や電流値の変化から検出することにより、自焼成電極の上端の位置を測定することができる。保護管は、電極ケース内への電極原料の投入時の衝撃から測定管を保護したり、測定管を上下に案内する役割を果たす。保護管は電極ケース内に固定的に配置されるが、必要に応じて位置は変更され得る。【０００８】  本発明では、前記初期位置において、前記測定管の下端は、前記電極通電部の上端以下でかつ電極通電部の上端と下端間の中間点以上に設定される定位置に位置付けられ得る。定位置は、測定管の下端を初期状態においてセットする位置である。自焼成電極の上端の検出のために降下された測定管は、測定管駆動手段により上昇され、測定管の下端は定位置に戻される。【０００９】  測定管を初期位置から降下させる一定の圧力は、測定管が電極原料の固形ペースト及び溶融ペースト中を降下可能である一方、自焼成電極に突き当たって停止する圧力であり、この圧力を一定にすることにより、自焼成電極の上端の測定精度を高めることができる。本発明において、前記一定の圧力は２．０ＭＰａ〜６．０ＭＰａであり、約４．０ＭＰａ程度が特に好ましいと考えられる。【００１０】  本発明の一実施形態において、前記測定管は、その下端の位置の温度を測定するための温度センサーを含む。温度センサーとしては、熱電対等を好ましく挙げることができるが、これに限定されるものではない。測定管の温度センサーにより、測定管の下端が自焼成電極に突き当たって停止した自焼成電極の上端の温度を測定することができ、また、定位置の温度を測定することができる。【００１１】  本発明の一実施形態において、前記測定管の初期位置からの降下量を検出する手段を備える。この手段としては、例えばエンコーダー等の位置検出センサーを挙げることができるが、これに限定されるものではない。測定管の初期位置からの降下量は、事前に把握した電極通電部の下端の位置や定位置に基づいて測定管の下端の位置に変換され得る。【００１２】  本発明の一実施形態において、前記保護管は、保護管を通じてガスの上方への通過を防ぐためのガスシールを有する。ガスシールは、電気炉内で副生したガス、例えばＣＯ、Ｈ2等の有毒ガスや可燃ガスが保護管を通って逆流し、保護管の上端から外部に流出することを防ぐためのキャップ等である。【００１３】  別の本発明によれば、鉛直に配置された筒状の電極ケース内に上方から供給された電極原料が焼成して形成される自焼成電極にして、電極ケースの外周面の下端付近に接触する電極通電部から通電される自焼成電極の上端の位置を管理するための自焼成電極上端管理方法であって、下限が前記電極通電部の下端以上で上限が前記電極通電部の上端以下の管理範囲を設定し、一本又は複数本の測定管を初期位置に位置付け、前記測定管を、前記初期位置から、測定管の下端が自焼成電極に突き当たって停止するまで一定の圧力で降下させ、前記測定管の下端の停止位置が前記管理範囲内か否かを判定する自焼成電極上端管理方法が提供される。【００１４】  本発明では、測定管を初期位置から一定の圧力で降下させ、測定管の下端が自焼成電極に突き当たって停止した位置から自焼成電極の上端を把握し、自焼成電極の上端が所定の管理範囲内か否かを判定する。管理範囲は、下限が電極通電部の下端以上で上限が電極通電部の上端以下に設定される。自焼成電極の上端が管理範囲の下限より下にあると、自焼成電極の抜け落ち、固形ペースト等の流下、電極ケースの溶損等が生じるおそれがあるため、自焼成電極の滑り下げを抑制したり、電気炉の負荷を下げて自焼成電極の消耗を抑制しつつ、自焼成電極の成長を促して、自焼成電極の上端が管理範囲内に入るようにする。自焼成電極の上端が管理範囲の上限より上にあると、自焼成電極の過焼成による膨張、電極ケースの変形等が生じるおそれがあるため、自焼成電極の滑り下げ作業を行い（自焼成電極が長すぎて直ちに滑り下げができない場合は自焼成電極の消耗を促進した後に滑り下げを行う）、自焼成電極の上端が管理範囲内に入るようにする。また、測定管を複数本使用することにより、電極焼成のムラをより正確に検出することができ、管理精度を高めることができる。【００１５】  本発明では、前記初期位置において、前記測定管の下端を、前記電極通電部の上端以下でかつ電極通電部の上端と下端間の中間点以上に設定される定位置に位置付けることができる。定位置は、測定管の下端を初期状態においてセットする位置である。また、前記一定の圧力の好ましい範囲は２．０ＭＰａ〜６．０ＭＰａであり、約４．０ＭＰａ程度が特に好ましいと考えられる。【００１６】  本発明の一実施形態において、前記測定管が自焼成電極に突き当たって停止した測定管の下端の位置の温度を測定する。この温度を測定することにより、測定管の下端の停止位置が真に自焼成電極の上端であるか否かを確認することができる。自焼成電極の上端の温度は、通常、溶融ペーストが焼成し始める温度（例えば３０���℃）と溶融ペーストが固化し始める温度（例えば４５０℃）の間にある。そのため、測定管が自焼成電極に突き当たって停止した測定管の下端の位置の温度が上記温度範囲にない場合は、停止した測定管の下端の位置が自焼成電極の上端に一致していないと考えられるため、測定管による測定作業を再度行う等の対策がとられる。【００１７】  本発明の一実施形態において、前記定位置の温度を測定する。これは、例えば、測定管が初期位置にあって測定管の下端が定位置にある時に連続的に行うことができる。定位置の温度は、通常、固形ペーストが軟化し始める温度（例えば１１０℃）と溶融ペーストが焼成し始める温度（例えば３００℃）との間にある。そのため、定位置の温度が上記温度範囲にない場合、自焼成電極が正常に固化できていない可能性がある為、自焼成電極上端測定を行い、電極が正常にできているか確認を行う。自焼成電極が管理範囲から外れ、固化不足が発生しているようであれば、電極の滑り下げを抑制させたり、電気炉の負荷を下げる等、対応を行い、自焼成電極の上端位置を管理幅内に調整する。
【発明の効果】
【００１８】  本発明によれば、測定管駆動手段により、測定管を定位置から一定の圧力で降下させ、測定管の下端が自焼成電極に突き当たって停止した位置から自焼成電極の上端を把握することができるため、自焼成電極の上端を自動的、正確かつ安全に検出して管理することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、カルシウムカーバイド製造用の電気炉に対して自焼成電極が適用されている状態を概略的に示す断面説明図であり、本発明の一実施形態に係る自焼成電極上端検出装置の一部が電極ケース内に示される。
【図２】図２は、電極ケースの下端部付近を拡大して概略的に示す断面説明図である。
【図３】図３は、自焼成電極上端検出装置の構成説明図である。
【図４】図４は、自焼成電極検出装置の制御構成図である。
【図５】図５は、測定管の内部構造を概略的に示す説明図である。
【図６】図６は、中空パイプが配置されない電極ケース内で複数本の測定管を使用する例を示す断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】  以下、本発明の好適な実施形態を図面を参照しつつ説明するが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。図１は、カルシウムカーバイド製造用の電気炉１に対して自焼成電極１０が適用されている状態を概略的に示す断面説明図である。電気炉１は、水平断面が円形状の炉である。電気炉１の天井壁２には、自焼成電極１０を電気炉１の内部に突出させるための円形の開口３が設けられると共に、天井壁２上の開口３に対応する位置に、自焼成電極１０を形成するための圧延鋼材からなる円筒状の電極ケース２０が、その軸線が上下方向に沿うように配置される。本実施形態において、電極ケース２０は、内径が１．５ｍ、全長が約１４．５ｍである。電極ケース２０は、その上端側部分において、エアーが加えられた環状の上部メンブレン２３ａ及び下部メンブレン２３ｂにより締め付けられて支持される。なお、電気炉１には３本の電極ケース２０及び自焼成電極１０が周方向１２０度間隔で適用されるが、図１ではそのうちの１本のみが示される。電極ケース２０内の中央には中空パイプ４が配置され、電気炉１内の原料の一部である粉原料が中空パイプ４を通じて電気炉１内に導入される。電極ケース２０内には、その上端開口部２１から電極原料である、コークス、無煙炭、黒鉛、導電性カーボン等と、ピッチタール等の結合剤とを混練してなる塊状の固形ペースト１１が導入される。固形ペースト１１は、電極ケース２０の下端付近で電流のジュール熱及び電気炉１内からの伝導熱によって自焼成し、これにより自焼成電極１０が形成される。自焼成電極１０は、電極ケース２０の内周面に多数設けられたリブ等（図示せず）により電極ケース２０から抜け落ちないように保持される。電極ケース２０の外周面の下端付近には、銅製で環状の電極通電部としてのクランプ３０が接触する。クランプ３０は、外側のプレッシャーリング３３によって固定される。クランプ３０は、銅、銅の合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属から形成され得る。自焼成電極１０と、固形ペースト１１との間には、固形ペースト１１が上記ジュール熱及び伝道熱で溶融した状態の溶融ペースト１２の層が存在し、この溶融ペースト１２が固化して自焼成電極１０となっていく。そのため、自焼成電極１０は次第に上方へと成長し、これに伴い自焼成電極１０の上端１０ａも（自焼成電極１０の上下方向位置が一定の場合）上昇する。その一方、電気炉１の操業より、自焼成電極１０はアーク熱等により下端から次第に消耗していく。そのため、消耗量に応じて自焼成電極１０を下方に滑り下げる作業が適宜必要となる。自焼成電極１０の滑り下げ作業は、一例として、１回の降下量が８ｍｍで１日当たり約４０回行われる。この滑り下げ作業により、自焼成電極１０の下端が降下すると共に自焼成電極１０の上端１０ａも低下する。本発明は、自焼成電極１０の上端１０ａの上下方向位置を検出して後述する所定の管理範囲内に保つことが目的の一つである。
【００２１】  図２は、電極ケース２０の下端部付近を拡大して概略的に示す断面説明図である。自焼成電極１０は、電極ケース２０の外周面の下端付近に接触するクランプ３０から通電される。そのため、自焼成電極１０の上端（以下「電極上端」ともいう）１０ａがクランプ３０の下端３１より下方に位置すると、クランプ３０から電極ケース２０に大電流が流れ、電極ケース２０が溶損したり、自焼成電極１０が電極ケース２０から抜け落ちて、固形ペースト１１等が電気炉１内に流出するおそれがある。他方、電極上端１０ａがクランプ３０の上端３２より上方に位置すると、自焼成電極１０が過焼成して膨張し、電極ケース２０が変形して自焼成電極１０の滑り下げができなくなるおそれがある。そのため、クランプ３０の下端３１と上端３２の間を最大の管理範囲として、電極上端１０ａを管理範囲内に保つ必要がある。更に、安全性等をより高めるため、クランプ３０の下端３１と上端３２間のより狭い範囲を管理範囲として、この管理範囲内に電極上端１０ａを保つことが望ましい。図１及び２における参照番号４０は、電極上端１０ａの上下方向位置を把握するための、本発明の一実施形態に係る自焼成電極上端検出装置（以下単に「検出装置」ともいう）を示す。
【００２２】  検出装置４０は、電極ケース２０内に固定的に鉛直に配置される円筒状の保護管５０と、保護管５０内を通じて配置され、保護管５０よりも長い測定管６０と、測定管６０を一定の圧力で降下させるための測定管駆動手段としてのエアシリンダー７０（図３参照）とを備える。保護管５０は、内径が４７．８ｍｍで長さが約１２．９ｍの鋼製の管であり、その下端５１は、上記管理範囲の上限よりも上方、図２の例ではクランプ３０の上端３２よりも若干上方に位置付けられる。保護管５０の上端５２は、電極ケース２０の上端開口部２１よりも上方にある。測定管６０は、内径が２３ｍｍで長さが約１４ｍの鋼製の管であり、その下端部及び上端部が保護管６０の下端５１及び上端５２から外部に露出するように配置される。測定管６０の下端６１は、初期状態において、一例として上記管理範囲の上限位置に設定される「定位置」に位置付けられる。測定管６０の上端６２は、後述するようにエアーシリンダー７０に連結される。なお、保護管５０及び測定管６０は、電極ケース２０内の水平方向において、電極ケース２０の中心と電極ケース２０の内周面（半径方向外側端）との間のほぼ中間に配置される。これは、自焼成電極１０の上端面が半径方向外側に比べ中心に配置された中空パイプ４側で隆起する等、平坦ではなく、該上端面の平均に近い上下方向位置を検出するためである。
【００２３】  図３は、検出装置４０の構成説明図である。検出装置４０は、上述したエアーシリンダー７０を含む。本実施形態において、エアーシリンダー７０は、シリンダー圧が０．３ＭＰａで、シリンダー径が１００ｍｍである。エアーシリンダー７０は、上下動可能なシリンダーロッド７１を有し、シリンダーロッド７１の下端部が連結体６３の上方フランジ６３ａにピン止めにより連結される。連結体６３の下方フランジ６３ｂには、測定管６０の上端部が連結される。エアーシリンダー７０は、図示しないエアー供給部からエアーが内部に供給されることにより、シリンダーロッド７１が降下し、これにより、連結体６３を介して測定管６０が一定圧（４．０ＭＰａ）で降下する。また、エアーシリンダー７０からエアーを抜くことにより、シリンダーロッド７１が上昇し、これに伴い測定管６０も上昇する。エアーシリンダー７０には、シリンダーロッド７１の降下量すなわち測定管６０の降下量を検出するための手段としてのエンコーダー７２が付加されている。図４は、検出装置４０の制御構成図である。検出装置４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェース（Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器、増幅器等を含む）等を含む制御部８０を備える。エアーシリンダー７０に対するエアー供給／エアー抜きの開始等は、制御部８０によりシリンダー駆動回路７３を介して制御される。制御部８０には、クランプ３０の下端３１の位置、管理範囲の上限及び下限の位置、定位置等が事前に入力されると共に、電極上端１０ａの検出時にエンコーダー７２からパルス変換器７４を介してシリンダーロッド７１の降下量が入力される。制御部８０は、上記事前入力値に基づいて、シリンダーロッド７１の降下量を、クランプ３０の下端３１から測定管６０の下端６１までの距離に変換して表示部８１に表示部駆動回路８２を介して表示する。制御部８０には、後述する熱電対６４からの温度測定値も温度変換器６７を介して入力され、これも表示部８１に表示される。
【００２４】  図３を参照して、保護管５０は、その上方側部に一端部が連結される保護管支持部４１によって支持され、保護管支持部４１の他端部は、主フレーム４２に連結する。エアーシリンダー７０は、シリンダー支持台４４を含むシリンダー支持部４３によって支持され、シリンダー支持部４３も主フレーム４２に連結する。主フレーム４２に対する保護管支持部４１の連結位置を調整することにより、保護管５０の上下位置等を変更することができる。また、シリンダー支持部４３におけるシリンダー支持台４４の高さを調整することにより、エアーシリンダー７０の上下位置等を変更することができる。保護管５０は、下端が開放しており、そのため、電気炉１内で副生したガス、例えばＣＯ、Ｈ2等の有毒ガスや可燃ガスが保護管５０を通って逆流し、保護管５０の上端５２から外部に流出するおそれがある。これを防ぐため、保護管５０の上端部には、キャップ等によるガスシール５３が設けられる。
【００２５】  図５は、測定管６０の内部構造を概略的に示す説明図である。測定管６０の内部には、温度センサーとしてのシース熱電対（以下単に「熱電対」という）６４が配置される。熱電対６４は、連結体６３の下方フランジ６３ｂに設けられたコネクターメス６５ａに対し、温度計リード線（補償導線）６６のコネクターオス６５ｂが連結される。熱電対６４は、測定管６０の下端６１が接する固形ペースト１１、溶融ペースト１２又は自焼成電極１０の温度を測定することができる。温度計リード線６６の他端は温度変換器６７を介して上述した制御部８０に接続し、熱電対６４の温度測定値が制御部８０にリアルタイムで入力され、表示部８１で表示される。
【００２６】  次に、自焼成電極上端検出装置４０の使用方法として、本発明に係る自焼成電極上端管理方法の一実施形態を説明する。図２を参照して、本実施形態において、クランプ３０の下端３１と上端３２との間の上下方向長さは１０００ｍｍであり、自焼成電極１０の上端１０ａを保つ管理範囲Ｒを、下限がクランプ３０の下端３１から上方に２００ｍｍで、上限がクランプの下端３１から上方に５５０ｍｍに設定した。電極ケース２０内において、保護管５０の下端５１を、管理範囲Ｒの上限から上方に８００ｍｍの位置（クランプ３０の下端３１から上方に１３５０ｍｍの位置）に配置した。更に、測定管６０を降下させる前の初期状態において測定管６０の下端６１を置く定位置Ｐを、管理範囲Ｒの上限の位置（クランプ３０の下端から上方に５５０ｍｍの位置）に設定した。この定位置Ｐは溶融ペースト１２の層の上端付近である。初期状態において、測定管６０の熱電対６４により、定位置Ｐの温度が連続的に測定される。これは、定位置Ｐの温度が、固形ペースト１１が軟化し始める１１０℃と溶融ペースト１２が焼成し始める３００℃との間にあることを確認するためである。
【００２７】  オペレーターが制御部８０を介してエアーシリンダー７０を作動させると、初期位置の測定管６０は一定圧４．０ＭＰａで降下し、これにより、測定管６０の下端６１は定位置Ｐから下方に移動する。そして、測定管６０の下端６１が停止したら、その下端６１の上下方向位置をクランプ３０の下端３１からの距離として測定し、これを制御部８０が表示部８１に表示する。オペレーターは、測定管６０の下端６１が停止した位置が管理範囲Ｒ内にあるか否かを確認する。測定管６０の下端６１の停止位置が管理範囲Ｒ内の場合、この停止位置が自焼成電極１０の上端１０ａの位置を示している推認される。測定管６０の下端６１の停止位置が管理範囲Ｒ外の場合は、自焼成電極１０の上端１０ａが管理範囲Ｒ内にないと推認される。この際、停止位置が管理範囲Ｒの下限より下の場合は、自焼成電極１０の滑り下げを抑制する等し、停止位置が管理範囲Ｒの上限より上の場合は、自焼成電極１０の滑り下げ作業を行う等して、自焼成電極１０の上端１０ａが管理範囲Ｒ内に入るような対策がとられる。
【００２８】  測定管６０の下端６１が停止した位置が管理範囲Ｒ内にあることを確認したら、引き続き、この停止位置の温度を熱電対６４で測定する。この温度が溶融ペースト１２が焼成し始める３００℃と溶融ペースト１２が固化し始める４５０℃との範囲内であることを確認する。測定管６０の下端６１の停止位置の温度が上記範囲内にあれば、停止位置が自焼成電極１０の上端１０ａであることが温度の観点からも裏付けられたものとして、電極上端１０ａの検出作業は終了し、エアーシリンダー７０により測定管６０は上昇され、測定管６０の下端６１は定位置Ｐに戻される。ここでまた定位置Ｐの連続的温度測定により監視は続けられる。測定管６０の下端６１の停止位置の温度が３００℃〜４５０℃の範囲外の場合、停止位置が自焼成電極１０の上端１０ａではない可能性があるため、電極上端１０ａの検出作業をやり直す等の対策がとられる。以上のような検出作業及び温度測定作業は、電気炉１に適用される３本の自焼成電極１０に対して制御部８０を介して同時に実行可能であり、また、制御部８０に対し有線又は無線を通じて遠隔操作による実行も可能となる。そのため、作業時の感電リスクが解消される。また、エアーシリンダー７０により一定圧で測定管６０を降下できるため、電極上端１０ａの位置の測定精度も向上する。
【００２９】  図６は、中空パイプ４が配置されない電極ケース２０内において、上述した検出装置４０（４０ａ、４０ｂ）を複数使用する例を示す断面説明図である。中空パイプ４が無い場合、自焼成電極１０の上端面は、中心側に比べ半径方向外側で隆起する。これは、自焼成電極１０の中心部へのクランプ３０からのジュール熱の伝達が遅く、かつ該中心部が電気炉１内の輻射熱を受け難いため、該中心部の焼成が抑制されるためであると考えられる。図６の例では、保護管５０ａ及び測定管６０ａを備える第１の検出装置４０ａが、図２の例と同様に電極ケース２０の中心と電極ケース２０の内周面との間のほぼ中間に配置されると共に、保護管５０ｂ及び測定管６０ｂを備える第２の検出装置４０ｂが電極ケース２０の中心部に配置される。検出装置４０ａ、４０ｂの使用方法は上述した方法と基本的には同じであり、制御部８０により同時に駆動される（必ずしも同時でなくてもよい）。複数の測定管６０ａ、６０ｂを使用することにより、電極焼成のムラをより正確に検出することができ、電極上端１０ａの管理精度を高めることができる。そのため、例えば、自焼成電極１０の上端１０ａの位置を検出する際、上述した定位置Ｐや測定管６０の下端６１の停止位置での温度測定作業を省くことができる。なお、図６では、二機の検出装置４０ａ、４０ｂを示したが、三機以上を使用することができる。
【符号の説明】
【００３０】  １  電気炉  １０  自焼成電極  １０ａ  自焼成電極の上端  １１  固形ペースト  １２  溶融ペースト  ２０  電極ケース  ３０  クランプ（電極通電部）  ４０、４０ａ、４０ｂ  自焼成電極上端検出装置  ５０、５０ａ、５０ｂ  保護管  ６０、６０ａ、６０ｂ  測定管  ６１  測定管の下端  ６４  シース熱電対  ７０  エアーシリンダー  ７２  エンコーダー  ８０  制御部  Ｐ  定位置  Ｒ  管理範囲
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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