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Mantel für eine Sinterelektrode Die Erfindung betrifft einen verbesserten
Mantel für eine in einem elektrischen oder Lichtbogenofen verwendete Sinterelektrode.
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Die Konstruktion einer bisher angewandten Sinterelektrode zur Verwendung
in Lichtbogenöfen für die Herstellung von Ferrolegierungen und Karbiden ist aus
der teilweise weggeschnittenen Seitenansicht von Fig. 1 ersichtliche Da die in der
Schmelzzone des Lichtbogenofens befindliche Sinterelektrode 5 im Verlauf des Schmelzvorgangs
im Lichtbogenofen allmählich abbrennt bzw. sich selbst verbraucht, wird jeweils
ein zylindrischer Elektrodenmantel 1 aus einem flachen Metall der in Fig. 2 in Aufsicht
dargestellten Konfiguration am oberen Ende eines vorhergehenden Elektrodenmantels
angeschweißt, wobei fortlaufend eine Elektrodenpaste 2 in den Elektrodenmantel nachgefüllt
wird. Unter der Wirkung
der Jouleschen Wärme, die durch den elektrischen
Strom erzeugt wird, welcher die Elektrode über eine diese umschliessende, mit ihr
in Berührung stehende und sie mit elektrischem Strom versorgende Anschlußhalterung
3 durchfließt, sowie durch die Wärmeableitung aus der Schmelzzone des Lichtbogenofens
wird die Elektrodenpaste 2 gesintert, so daß sich eine ununterbrochene Elektrode
5 mit einem gesinterten, kohlenstoffartigen Teil und einem letzteren umschließenden
Elektrodepmantel ergibt, Wie erwähnt, wird der kohlenstoffartige Teil am unteren
Ende der Elektrode 5 im Verlauf des Schmelzvorgangs im Lichtbogenofen zusammen mit
dem Elektrodenmantel 1 verbraucht bzw0 abgeschmolzen. Dieses Abschmelzen wird dadurch
ermöglicht, daß die Elektrode 5 mittels einer am Körper des Elektrodenmantels 1
vorgesehenen Elektrodenvorschubeinrichtung 4 in regelmäßigen Abständen durch die
den elektrischen Strom zuführende Anschlußhalterung 3 nach unten hindurchgeschoben
wird. Wie aus der Aufsicht von Fig. 2, der längs der Linie I-I in Fig. 2 geführten
,c«nitt,ansicht von Fig. 3 und de /längs der Linie II-II in Fig. 2 geführten Schnittansicht
von Fig. 4 hervorgeht, sind an der Innenfläche eines Zylinders 7 des Elektrodenmantels
1 mehrere in entsprechenden Abständen über ihre Länge hinweg mit Bohrungen 9 versehene
Rippen 8 in lotrechter Lage und in entsprechenden Abständen voneinander in Positionen
10 an der Innenfläche des Zylinders 7 befestigt.
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Zur Erleichterung der Ausfluchtung zwischen oberem und unterem Elektrodenmantel,
die miteinander verschweißt werden sollen, sind mehrere Führungsstücke 11 mit der
Querschnittsform gemäß den Fig. 3 und 4 am oberen Ende 12 des Zylinders 7 angebracht,
Anstelle der Führungsstücke 11 kann auch ein Führungsband verwendet werden, das
sich um den Gesamtumfang des Zylinders 7 herum erstreckt.
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Bei einer bekannten Sinterelektrode der vorstehend umrissenen Art
müssen die ihr zugeordneten elektrischen und mechanischen Einrichtungen, die elektrische
Strombelastung im tatsächlichen Ofenbetrieb, die Zufuhr der Elektrodenpaste,
der
Aufbau des Elektrodenmantels und das Zusammenschweißen desselben sämtlich so abgestimmt
werden, daß ein normales und stufenloses Selbstsintern und Abwärtsschieben der Elektrode
gewährleistet wird. In den letzten Jahren sind im Zuge des Trends zu größeren Lichtbogenöfen
die der Elektrode zugeordneten Einrichtungen verbessert worden, wodurch die Vermeidung
von Störungen an den Elektroden begünstigt wird.
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Elektrodenstörungen, wie Ausbrechen und Schlupf oder Herausrutschen,
sind jedoch bisher noch nicht völlig vermeidbar0 Ein Elektrodenbruch oder -ausbrechen
bedeutet eine Störung, bei welcher ein Teil der Elektrode 5 unterhalb des unteren
Endes einer elektrischen AnschluBhalterung 3 während des Betriebs des Lichtbogenofens
in einen oberen und einen unteren Teil zerbricht. Das Herausrutschen der Elektrode
stellt eine Störung dar, bei welcher nur der durch die Elektrodenpaste 2 im Gehäuse
1 gebildete kohlenstoffartige Teil während des Betriebs des Lichtbogenofens aus
dem Elektrodenmantel 1 herausrutscht.
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Da ein Elektrodenbruch durch eine komplexe Kombination zahlreicher
unmittelbarer und mittelbarer Ursachen hervorgerufen wird, ist es in vielen Fällen
schwierig, die Ursachen genau zu klären. Aufgrund der Ergebnisse der Untersuchungen
von in der Vergangenheit aufgetretenen Elektrodenbrüchen besteht jedoch eine hohe
Wahrscheinlichkeit dafür, daß die Position eines Risses, der vor dem Auftreten eines
Ausbrechens auf der Oberfläche des kohlenstoffartigen Teils der Elektrode zu beobachten
ist, der Stelle des (späteren) Elektrodenbruchs entspricht. Diese Vermutung wird
ohne weiteres durch die Tatsache bestätigt, daß ein Ausbrechen häufig innerhalb
einer Zeitspanne von ein bis drei Tagen nach der erstmaligen Beobachtung eines Risses
auf der Oberfläche des kohlenstoffartigen Elektrodenteils auftritt.
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Zur Vermeidung des Elektrodenausbrechens sind daher die beiden nachstehend
aufgeführten Maßnahmen vorstellbar: 1. Die Bildung von Rissen an der Oberfläche
des kohlenstoffartigen Teils der Elektrode zu verhindern und 2. die Ausbreitung
der Risse zu verhindern, nachdem sie sich an der Oberfläche des Kohlenstoffteils
der Elektrode gebildet haben.
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Die Oberfläche des Kohlenstoffteils der Elektrode ist jedoch stets
einer Zugbeanspruchung unterworfen, die durch eine Kombination von Faktoren, wie
Temperaturunterschied zwischen dem Inneren und der Außenseite der Elektrode, Gewicht
der Elektrode, Reibungskräfte und Biegebeanspruchungen, die durch das Abschmelzen
der in den Lichtbogenofen eingegebenen Materialien hervorgerufen werden, erzeugt
wird. Sobald sich also im Kohlenstoffteil der Elektrode ein Riß bildet, wirkt die
Zugbeanspruchung messerkantenartig, doh. in einem den Riß erweiternden Sinn auf
diesen ein. Der Riß breitet sich infolgedessen selbst unter Zugbeanspruchungen schnell
aus, welche kleiner sind als in einem rißfreien Material. Im Hinblick auf die zweitgenannte
Maßnahme kann die Ausbreitung der bereits gebildeten Risse durch Verringerung der
Zugbeanspruchung verhindert werden. Die einzige, für diesen Zweck in der Praxis
anwendbare Maßnahme besteht jedoch darin, den Temperaturunterschied zwischen Innerem
und Außenseite der Elektrode durch Verringerung der elektrischen Strombelastung
weitgehend herabzusetzen oder den plötzlichen Temperaturschock beim Abstellen bzw.
Stromabschalten zu vermeiden. Von dieser Maßnahme können also keine nennenswerten
Ergebnisse bezüglich der Verlangsamung der Rißausbreitung erwartet werden.
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Bezüglich der zuerst genannten Maßnahme wurden andererseits
die
im folgenden genannten Vorschläge zur Verhinderung der Rißbildung an der Oberfläche
des Kohlenstoffteils der Elektrode gemacht: a) Verbesserung der Elektrodenpaste,
d.ho des Materials für die Elektrode, zwecks Verbesserung des Aufplatzwiderstands
des gesinterten Kohlenstoffteils der Elektrode (japanische Patentveröffentlichung
Nr. 19 464/61)o b) Verbesserung der Konstruktion des Elektrodenmantels (japanische
Gebrauchsmusterveröffentlichungen Nr.
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17 434/73 und 7 737/73), Nit diesen früheren Vorschlägen konnten
jedoch keine zufriedenstellenden Ergebnisse erzielt werden0 Eine Elektrodenpaste
wird dadurch hergestellt, daß Anthrazit, gesinterte Elektrodensplitter, Graphitpulver
und Koksgrus als Aggregate zweckmäßig dosiert und vermischt werden, Pech und Teer
als Bindemittel zugesetzt werden und das Gemisch auf eine geeignete Temperatur vorgewärmt
und gründlich geknetet wird0 Die Elektrodenpaste besitzt dabei im Verlauf des Sinterns
eine thermische Ausdehnungs- und Kontraktionskurve gemäß Fig. 5. Die im Gehäuse
oder Mantel befindliche Elektrodenpaste schwindet oder schrumpft daher infolge dieser
Eigenschaften in der in der Teilschnittansicht von Fig. 6 angedeuteten Richtung
C. Die Beziehung zwischen Zugfestigkeit der Elektrodenpaste und der Temperatur ist
andererseits in Fig0 7 veranschaulicht0 Wie aus Fig0 7 hervorgeht, beeinflußt die
Temperatur die Zugfestigkeit der Elektrodenpaste in großem MaßO Genauer gesagt:
Die Elektrodenpaste ist im Temperaturbereich von Raumtemperatur bis etwa 1000C fest,
und sie durchläuft im Temperaturbereich von etwa 100 - 50000 nacheinander eine Erweichung,
Verflüssigung und Elastifizierung/Plastifizierung. Über etwa 5000C schreitet die
Verdampfung
und Verkohlung des Bindemitels weiter fort, so daß die
Plastizität allmählich abnimmt und die Elektrodenpaste die Zugfestigkeit eines elastischen
Körpers besitzt0 Die Beziehung zwischen der Zugfestigkeit der Stahlrippen des Elektrodenmantels
und der Temperatur ist zum Vergleich ebenfalls in Fig. 7 veranschaulicht.
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Wie erwahnt, variiert die Zugfestigkeit der Elektrodenpaste in Abhängigkeit
von Temperaturänderungen. Wenn der Elektrodenmantel nicht mit Rippen versehen ist
oder wenn seine Rippen keine Bohrungen aufweisen, ist der Reibungswiderstand zwischen
dem Elektrodenmantel und dem in ihm befindlichen, durch die Elektrodenpaste gebildeten
Kohlenstoffteil so klein, daß die Halterung des Kohlenstoffteils unmöglich wird
und es somit zum genannten Herausrutschen kommt, Zur Vermeidung dieser Schwierigkeit
sind beim bisher verwendeten Elektrodenmantel gemäß den Fig. 2 bis 4 in den Rippen
8 zahlreiche Bohrungen 9 oder äquivalente Mittel vorgesehene Bei einem solche Bohrungen
9 aufweisenden Mantel 1 tritt die Elektrodenpaste in diese Bohrungen 9 ein, während
sie sich im Temperaturbereich der Erweichung und Verflüssigung bzw. Fluidisierung
befindet, wobei ihre Zugfestigkeit in diesem Zustand mit ansteigender Temperatur
zunimmt, Durch die in den Bohrungen 9 befindliche Elektrodenpaste wird somit das
Gewicht des gesamten Kohlenstoffteils, einschließlich der Elektrodenpaste im anfänglichen,
verflüssigten Zustand im oberen Abschnitt der Elektrode sowie des gesinterten Teils
im unteren Abschnitt der Elektrode getragen.
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Im Hinblick darauf, daß es wünschenswert ist, die Zugfestigkeit in
lotrechter Richtung im Elektrodenmantel 1 möglichst groß zu halten, sind bereits
Vorschläge gemacht worden, um die Zugfestigkeit der Verbindungen oder Schweißnähte
zwischen den Rippen 8 des oberen und des unteren Elektrodenmantels sowie der Verbindungen
zwischen oberem und unterem Zylinder
7 zu vergrößern und Führungsstücke
11 oder ein nicht dargestelltes, umlaufendes Führungsband zur Vereinfachung der
Verbindungsarbeiten vorzusehen.
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Beim Mantel für eine bisher verwendete Sinterelektrode mit dem Aufbau
gemäß den Fig. 1 bis 4 wurden jedoch bisher noch keine Untersuchungen bezüglich
der Wechselwirkung zwischen verschiedenen Bauteilen, wie den Bohrungen in den Rippen
des Mantels, den Rippenverbindungen zwischen oberem und unterem Elektrodenmantel(teil)
sowie den Verbindungsstellen an den Führungsstücken oder am Führungsband, sowie
bezüglich des dynamischen Verhaltens im Verlauf der thermischen Ausdehnung und Zusammenziehung
beim Sintern der Elektrodenpaste angestellt.
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Wenn bei einer Elektrode, deren Aufgabe in der Zufuhr von elektrischer
Energie zu einem Lichtbogenofen besteht, Ausbrüche und Elektrodenschlupf, doho Herausrutschen,
auftreten, muß der Schmelzvorgang unterbrochen werden, was großen Schaden und Verlust
zur Folge hat. Insbesondere bei einem modernen großen, geschlossenen Lichtbogenofen
kann der Elektrodendurchmesser bis zu etwa 2 m betragen. Wenn nun Elektrodenstörungen
in einem derart großen Ofen auftreten, ist es nicht einfach, die normalen Betriebsbedingungen
wieder herbeizuführen. Auch nach der Wiederaufnahme des Betriebs dauert es lange,
bis wieder stabile Betriebsbedingungen erreicht sind.
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Eine Elektrodenstörung kann einen äußerst nachteiligen Ausfall bedeuten.
Obgleich es für den Ofenbetrieb von größter Bedeutung ist, daß die Elektrode in
einem einwandfreien Zustand gehalten wird und die vorgenannten Störungen, wie Ausbrechen
und Schlupf, verhindert werden, sind diesbezüglich bisher noch keine effektiv zufriedenstellenden
Vorschläge gemacht worden.
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Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Gehäuse
bzw. einen verbesserten Mantel für eine Sinterelektrode zu schaffen, mit dessen
Hilfe Elektrodenstörungen, wie Ausbrechen und Schlupf, verhindert werden können0
Dieser verbesserte Sinterelektrodenmantel soll dabei die Entstehung von im Kohlenstoffteil
der Elektrode auftretenden Rissen, welche unmittelbar zu Elektrodenstörungen, wie
Ausbrechen und Schlupf, führen, und/oder die weitere Ausbreitung von bereits gebildeten
Rissen verhindern.
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Diese Aufgabe wird bei einem Mantel für eine Sinterelektrode, bestehend
aus einem Zylinder und mehreren Rippen, die in praktisch lotrechter Lage in zweckmäßigen
Abständen voneinander an der Innenfläche des Zylinders befestigt sind, erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß die dem Zentrum des Elektrodenmantels zugewandte Seite oder
Kante jeder Rippe eine im wesentlichen sägezahnartige Form besitzt und daß jeder
Zahn der Sägezahnform einen Schrägteil bzw. eine Schrägflanke aufweist, der bzw.
die in Richtung auf das Zentrum des Elektrodenmantels hin abwärts geneigt ist0 Im
folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung im Vergleich zum Stand
der Technik anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert, Es zeigen: Fig. 1
eine teilweise weggeschnittene Seitenansicht, welche den Aufbau und die Anwendungsweise
einer bisher angewandten Sinterelektrode veranschaulicht, Fig. 2 eine Aufsicht auf
das Gehäuse bzw. den Mantel der bekannten Sinterelektrode, Fig. 3 einen Schnitt
längs der Linie I-I in Fig. 2,
Fig, 4 einen Schnitt längs der Linie
11-11 in Fig. 2, Fig. 5 eine Kennlinie der Beziehung zwischen den Koeffizienten
der thermischen Ausdehnung und Kontraktion der Elektrodenpaste und der Temperatur,
Fig. 6 e ine eine Teilschnittdarstellung einer Elektrode, welche die Beziehung zwischen
der im bisher verwendeten Sinterelektrodenmantel vorgesehenen Rippe und der Richtung
der im Kohlenstoffteil der Elektroden auftretenden Zusammenziehung bzw. Kontraktion
angibt und außerdem die Lage und Richtung von im Kohlenstoffteil der Elektrode gebildeten
Rissen veranschaulicht, Fig. 7 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen
den Zugfestigkeiten und der Temperatur einer Elektrodenpaste bzw. der Stahlrippen
eines Elektrodenmantels, Fig. 8 bis 12 Teilseitenansichten zur Veranschaulichung
der Form von Rippen beim erfindungsgemäßen Elektrodenmantel und Fig. 13 eine Teilschnittansicht
der Anbringungsart von FUhrungsstücken an einem Zylinder des Elektrodenmantels gemäß
der Erfindung.
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Erfindungsgemäß durchgeführte Untersuchungen von bei den herkömmlichen
Sinterelektroden mit dem eingangs erläuterten Aufbau auftretenden Störungen, wie
Ausbrechen und Schlupf der Elektroden, haben folgendes ergeben: 1. Da eine Elektrodenpaste
die vorher erwähnten Eigenschaften der thermischen Ausdehnung und Kontraktion besitzt,
zieht sich die Paste gemäß Fig0 6 auch unter dem Einfluß ihres
Eigengewichts
in einem Elektrodenmantel 1 lotrecht abwärts zusammen, während sie sich gleichzeitig
waagerecht in Richtung auf das Zentrum der Elektrode 5 zusammenzieht.
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Die Elektrodenpaste zieht sich folglich insgesamt in Richtung des
Pfeils C gemäß Fig. 6 zusammen. Hierbei kontrahiert oder schrumpft ein Teil der
Paste, der in die Bohrungen 9 in den Rippen 8 eines Zylinders 7 eingedrungen ist,
auf ähnliche Weise. Die Bewegung der Elektrodenpaste in den Bohrungen 9 wird jedoch
durch letztere vollständig verhindert, was zeitweilig zur Bildung von Rissen 6 im
Kohlenstoffteil der Elektrode unterhalb der Bohrungen 9 in den Rippen 8 und zu Brüchen
der Verbindungen oder Schweißnähte 10 zwischen den Rippen 8 und dem Zylinder 7 des
Elektrodenmantels führt, was von der Zugfestigkeit der gesinterten Elektrodenpaste
5 und derjenigen der Verbindungen zwischen den Rippen 8 und dem Zylinder 7 des Mantels
1 abhängt.
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2. Ähnliche Brüche, wie vorstehend beschrieben, treten auch in den
Verbindungen bzw. Schweißnähten 12 und 12' zwischen den oberen und unteren Rippen
sowie in den Schweißnähten von Führungsstücken 11 (Fig0 3) oder eines nicht dargestellten,
umlaufenden Führungsbands auf, so daß Risse in den diesen Verbindungsstellen entsprechenden
Teilen des Kohlenstoffteils auftreten, die ihrerseits zu Elektrodenausbrüchen führen.
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3. Von den Brüchen im Kohlenstoffteil der Elektrode, die an den Bohrungen
9, den Verbindungsstellen 12 und 12' zwischen oberen und unteren Rippen sowie den
Schweißnähten der Führungsstücke 11 oder des nicht dargestellten umlaufenden Führungsbands
auftreten, sind die an den Bohrungen 9 entstehenden Risse in bezug auf Zahl und
Größe am schwerwiegendstenO
4. Die im Inneren des Kohlenstoffteils
der Elektrode durch die Bohrungen 9 verursachten Risse vergrößern sich und breiten
sich aus, bis sie an der Oberfläche des Kohlenstoffteils erscheinen. Auch wenn mit
dem unbewaffneten Auge kein Riß an der Oberfläche zu beobachten ist, können sich
die Risse im Inneren des Kohlenstoffteils an den den Bohrungen 9 entsprechenden
Stellen beträchtlich vergrößern, wobei diese Risse häufig zu einem Ausbrechen der
Elektrode führen.
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5. Wenn - wie vorstehend unter 1. und 2. erläutert - ein Bruch in
den Schweißnähten 10 zwischen Rippen 8 und Zylinder 7, in den Schweißnähten 12 und
12' zwischen oberen und unteren Rippen oder in den Schweißnähten der Führungsstücke
11 oder des umlaufenden Führungsbands auftritt, steht nicht mehr die gesamte Querschnittsfläche
des Elektrodenmantels für die Zufuhr des durch den Mantel allein hindurchleitbaren
elektrischen Stroms zur Verfügung, und die mechanische Festigkeit des Elektrodenmantels,
die für die Halterung des Unterteils der Elektrode 5 erforderlich ist, wird herabgesetzt.
Wenn ein derartiger Bruch auftritt, vergrößert er das Risiko für ein Herausrutschen
der Elektrode bzw. für einen Elektrodenschlupf, was zu größeren Schäden führt als
ein Ausbrechen der Elektrode0 Erfindungsgemäß wurden nun Sinterelektroden auf der
Grundlage der nunmehr klargestellten, vorstehend aufgeführten Tatsachen nach verschiedenen
Gesichtspunkten untersucht. Aufgrund dieser Untersuchungen zeigte es sich, daß der
zweckmäßigste Mantel für eine Sinterelektrode, welcher die vorgenannten Elektrodenstörungen
auszuschalten vermag, eine Konstruktion besitzen sollte, welche die Bewegungen der
Elektrodenpaste im Elektrodenmantel unter dem Einfluß der thermischen Ausdehnung
und Zusammenziehung nicht behindert und welche keinen Schlupf der Elektrodenpaste
zuläßt. Hierbei zeigte
es sich, daß die Elektrodenstörungen bei
einem Sinterelektrodenmantel mit einer Anzahl von Rippen, die in entsprechenden
Abständen praktisch lotrecht an der Innenfläche eines Zylinders angeordnet sind,
sehr wirksam verhindert werden können, wenn die dem Zentrum des Elektrodenmantels
zugewandte Seite jeder Rippe eine praktisch sägezahnförmige Konfiguration besitzt,
wobei jeder Zahn der Sägezahnform mit einer zur Mitte des Elektrodenmantels hin
abfallenden Schrägflanke versehen ist.
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Die Form der Rippen eines erfindungsgemäßen Sinterelektrodenmantels
ist in den Teilseitenansichten der Fig. 8 bis 12 näher veranschaulicht, gemäß denen
der erfindungsgemäße Elektrodenmantel die folgenden Merkmale aufweist: 1. Eine Anzahl
von Rippen einer der Arten 8'a bis 8'e mit dem Zentrum eines Zylinders 7' zugewandten,
sägezahnartigen Seiten sind in entsprechenden Abständen praktisch lotrecht an der
Innenfläche des Zylinders 7t anstelle der üblichen, mit Bohrungen versehenen Rippen
befestigt, und 2o jeder Zahn der Sägezahnform besitzt eine Schrägflanke 13, die
zum Zentrum des Zylinders 7' hin abfällt.
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Erforderlichenfalls kennzeichnet sich der erfindungsgemäße Elektrodenmantel
auch durch die Hinzufügung der nachstehenden Merkmale 3. und/oder 4.: 3o Gemäß Fig.
8 beträgt der Neigungswinkel « der Schrägflanke 13, doho der Winkel zwischen der
Schrägflanke 13 und der 0 0 Waagerechten, 30 - 85 und vorzugsweise 45 - 75 4. die
obersten Enden der Rippen 8'a bis 8'e weisen einen Schrägteil 14 auf, welcher in
die gleiche Richtung geneigt ist wie die Schrägflanke 13.
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Zur Erleichterung der Ausfluchtung zwischen einem oberen und einem
unteren Elektrodenmantel, die miteinander verbunden werden sollen, werden gemäß
Fig. 13 zweckmäßigerweise Führungsstücke 111 oder ein um den Umfang umlaufendes
Führungsband am oberen Ende des Zylinders 7' befestigt. Indem die obersten Enden
der Führungsstücke 112 oder die Oberkante des Führungsbands mit einem abgeschrägten
Abschnitt 15 versehen werden, der in die gleiche Richtung abfällt wie die Schrägflanken
13 der sägezahnförmigen Rippen, kann ein Bruch der Verbindungsstellen oder Schweißnähte
der Führungsstücke bzw. des Führungsbands wirksam verhindert werden0 Die gleiche
Wirkung kann erzielt werden, wenn die oberen Enden der Rippen 8'a bis 8'e etwas
huber die Oberkante des Zylinders 7' hinausragen oder wenn die unteren Enden der
Rippen 8'a bis 8'e geringfügig unter die Unterkante des Zylinders 7' hinausreichen.
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Die Form der erfindungsgemäß vorgesehenen Rippen ist nicht auf die
Konfigurationen gemäß den Fig0 8 bis 12 beschränkt, vielmehr kann ihre Form unter
Berücksichtigung der oben angeführten Erfindungsmerkmale zweckmäßig abgewandelt
werden.
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Wie erwähnt, wird beim bisher verwendeten Elektrodenmantel 1 gemäß
den Fig. 1 bis 4 die in die Bohrungen 9 in den Rippen 8 eingedrungene Elektrodenpaste
beim Schrumpfen an einer Verlagerung gehindert, und die Schwerkraftbelastung der
Elektrodenpaste im Mantel 1 konzentriert sich dabei auf den Kohlenstoffteil in der
Nähe der Unterseiten der Bohrungen.
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Infolgedessen können Risse 6 im Kohlenstoffteil an den den Unterseiten
der Bohrungen 9 entsprechenden Stellen entstehen.
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Da die genannte Belastung als Zugbeanspruchung zwischen den Rippen
8 und dem Zylinder 7 wirkt, können die Schweißnähte 10 zwischen den Rippen und dem
Zylinder brechen.
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Im Gegensatz dazu gewährleistet der erfindungsgemäße Elektrodenmantel
mit der vorstehend beschriebenen Konstruktion industrielle Vorteile in folgender
Hinsicht: a) Die Elektrodenpaste kann im Elektrodenmantel ungehindert schrumpfen
und sich bewegen oder verlagern.
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b) Die auf die Elektrodenpaste im Elektrodenmantel einwirkende Schwerkraftbelastung
wird in den Schrägflanken der Sägezahnform der Rippen auf große Flächen verteilt.
Insbesondere im Fall der Rippen mit der Form gemäß Fig. 8 wird diese Belastung vollständig
verteilt und in lotrechter Richtung kontinuierlich aufgenommen.
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c) Da die Schwerkraftbelastung der Elektrodenpaste im Elektrodenmantel
auf die Schrägteile bzw0 die Schrägflanken der Sägezahnform einwirkt, entstehen
in den Verbindungen oder Schweißnähten zwischen den Rippen und dem Zylinder keine
Zugspannungen, vielmehr wirken Druckspannungen auf diese Verbindungsstellen.
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d) Aufgrund der obigen Merkmale (a) bis (c) tritt weder eine Rißbildung
in den Rippen noch ein Bruch der Schweißnähte zwischen den Rippen und dem Zylinder
auf. Infolgedessen werden die Elektrodenstörungen, wie Ausbrechen und Schlupf, ausgeschaltet.
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e) Infolge der unter (c) genannten Wirkung steht die gesamte Querschnittsfläche
des Elektrodenmantels für die Aufnahme der lotrechten Zugspannung und für die Führung
des zulässigen elektrischen Stroms des Elektrodenmantels zur Verfügung.
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Zusammenfassend wird mit der Erfindung also ein Metallmantel für eine
Sinbrelektrode geschaffen, der einen Zylinder und
mehrere Rippen
aufweist, die in praktisch lotrechter Lage in zweckmäßigen Abständen voneinander
an der Innenfläche des Zylinders befestigt sind. Die dem Zentrum des Elektrodenmantels
zugewandte Seite oder Kante jeder Rippe ist im wesentlichen sägezahnförmig ausgebildet,
wobei jeder Zahn dieser Sägezahnform einen Schrägteil bzw. eine Schrägflanke besitzt,
der bzw. die zum Zentrum des Elektrodenmantels hin abwärts geneigt ist, so daß Elektrodenstörungen,
wie Ausbrechen oder Schlupf bzw. Herausrutschen der Elektrode, vermieden werden.