由式(9—12)可得到夹头对电极的正压力之和必须为：
作用在电极上的正压力与夹角的形状有关。如图(9—11)所示的卡箍结构，其作用在 电极上的正压力之和为：
假定N4、N1、N2按余弦规律分配，则N1?N4cos?1，N2?N4cos?2。对电极取力平衡，并令N3/N4??，则有：
N3???N4。将N1、N2、N3代入式(9—14)得：
再对卡箍取力平衡，则可解出：
由式(9—13)、(9—15)、(9—16)可求出所需夹紧力：
图9—11 电极受力图
设电极装置升降部分重力为G′，升降机构的最大上升力为Fmax；，若不计升降机构的摩擦影响，则可写成：
将式(9—18)代入式(9—17)又可得夹紧力为：
为保持良好接触，夹紧力应不小于下列数值： 对碳质电极P≥12000~15000，N 对石墨电极P≥8000～10000，N 9．4．2．3 立柱和电极升降机构
升降式立柱结构如图9—9中5所示，其上部与电极夹持器横臂相联，下部支承于电极升降液压缸的缸体上，它在旋转框架中可沿固定于旋转框架上的十六个偏心导轮作上下运动。由于立柱能够升降，所以称升降式立柱。在有些电炉中，也有采用固定立柱的，由台车沿立柱升降，从而带动横臂升降。
升降式立柱优点是：导电铜管附近没有封闭构件，所以电磁损失小；电极系统高度较低，因而炉子总高度低；整个系统刚性较好。目前大型电炉多用此种型式。
电极升降机构有电动和液压驱动两种型式。如图9—9中件8，采用了液压传动。此结构特点是柱塞支承在旋转框架的下端．而缸体尾部与电极立柱铰接，由缸体带动立柱作升降运动。因而液压缸密封不易损坏和便于检修。液压驱动优点是升降系统惯性小，起动、制动快，运转灵活操作方便，因而在电炉上得到广泛应用。
为防止检修设备时，电极重量压在电极上，设置有立柱定位装置(图9—2中18)。在立柱上开有一些圆孔，定位装置上的销轴可插入圆孔中，使立柱固定不动。
电极升降的行程危可按下式确定：
式中 h1——炉子工作室高度(包括炉盖拱高、炉盖厚)，mm； h2——熔炼2～3炉钢水电极所需储备的长度，mm。‘
9．5炉顶装料系统
炉顶装料是将料装入料筐内，将料筐运至炉顶装入炉内。其优点是：缩短装料时间，提高炉子生产能力，降低电耗；减少废钢处理工作，使大块废钢及松散炉料均能加入炉内；能实现合理布料。
为实现炉顶装料，必须使炉盖与炉体能产生相对水平位移，将炉膛全部露出。为此有三种方法：炉盖旋开，炉体和炉盖开出。无论采用哪种型式，其结构上必须使炉盖既能与炉体同时倾动，又能与炉体产生相对位移。下面着重介绍基础分开的炉盖旋开式炉顶装料系统的结构和工作原理。
9．5．1基础分开的炉盖旋开式炉顶装料系统
炉盖旋开式装料就炉盖旋开机构与摆架的关系有基础分开式和整体基础式两种形式。图9—12为75t电炉炉盖旋开式炉顶装料系统。其炉盖升降旋转机构(图9—2中12)安装在独立的基础上，与电炉摇架基础没有直接关系。此系统由旋转框架，炉盖升降旋转机构组成，如图9—12所示。
图9—1 2 75t电炉炉盖升降旋转机构及旋转框架
l一升降液压缸体；2一底座；3一立轴；4一壳体：5一凹形托块；6一凸形托块；7一锥形钢套；8一“L”型旋转框架；9一吊梁；10—炉盖吊具；11一支承座；12一电极立柱支架；13一键；l4一推杆；15一旋
转液压缸
旋转框架8下部刚性联接着电极立柱支架12，三套电极升降立柱图(9—9)插入支架12中，并做上下运动，旋转框架吊梁9经吊具10吊着炉盖，框架通过三个不同水平面，垂直面的支承座1l，放置在框架的塔形立柱(图9—7中2、4、5)上。
炉盖升降旋开机构有两个液压缸：升降液压缸1和旋转液压缸15。升降液压缸固定在壳体4的下部，其柱塞即为立轴的下段，立轴的上段为顶头，并装有凹形托块5，顶头与凹形托块分别与旋转框架上的锥形钢套7及凸形托块6相配。立柱的中段上设有长键槽。壳体4通过底座固定在基础上，其上设有两个轴承，立轴在此两轴承内既能升降，又能旋转。液压缸水平地铰接在壳体中部，其活塞杆与推杆14铰接，推杆上固定着滑键13。
需旋开炉盖时，首先升降液压缸动作，立柱通过顶头、凹形托块将旋转框架顶起，从而带动炉盖、电极装置一起上升，上升至一定高度(20～75t电炉的上升高度为420～450mm)后，炉盖、整个电极装置与炉体脱离，旋转框架也脱离了摇架上的塔形立柱。然后旋转液压缸动作，活塞杆通过推杆、键使立轴带着旋转框架转动。当旋转角度达75°～78°时，炉膛全部露出。当炉体倾动时，先将旋转液压缸和升降液压缸均回复原位，这时旋转框架支承在摇架的三个塔形立柱上，并与立轴脱离，炉盖盖在炉体上。当倾动液压缸动作时，支承在摇架上的炉体、炉盖、旋转框架及整个电极装置随摇架一起倾动。
这种结构的优点是：炉盖旋开后，炉盖、电极装置与炉体无机械联系，所以装料时的冲击震动不会影响炉盖与电极，因而能使其寿命增长；炉盖旋开后，整个旋开部分有其自身基础，所以电炉的稳定性问题就显得比较简单，即旋开后所产生的较大偏心载荷与摇架无关。这种结构由于基础是独立的，又要求与旋转框架间有较准的距离，因此对电炉的设计、施工安装要求较高。由于炉盖旋开式电炉具有设备重量轻、造价低，制造较容易；厂房面积小；旋开炉盖时间短，装料时间短；振动小，炉盖、电极使用寿命较长等优点，故应用日益广泛。
炉盖旋开角度是炉盖旋开式电炉一个重要尺寸参数，旋开角度应能保证炉盖完全离开炉膛，并有一定间隙。炉盖旋开计算示意图如图9—13所示。炉盖旋开角度?为：
式中 D——炉盖圈外径，m；
C一一旋转中心0距炉膛中心距离，m；
△——炉盖旋开后间隙，m，一般取O．4～O．8m。
由式(9—21)可知，C愈小，设备尺寸愈小，旋开机构受载也小，因此在结构设计中应尽量减小C的值。C的大小与炉盖圈外径D有关，可用下式表示： C=K·D 式中 K——系数，一般在O．7～O．9之间。 将C=K·D代入(9—21)则得：
例如，75t电炉D=6．7m，K取O．89，△取0．6m时计算炉盖旋开角度?为：
9．5．2料筐