Die
Herstellung von carbonisierten oder graphitierten Kohlenstoffkörpern ist
eine inzwischen seit über
einhundert Jahren beherrschte Technik, die im industriellen Maßstab großtechnisch
angewandt wird und deshalb in vielen Punkten ausgefeilt und bezüglich der
Kosten optimiert ist. Eine der Beschreibungen dieser Technik findet
man in ULLMANN'S
ENCYCLOPEDIA OF INDUSTRIAL CHEMISTRY, Vol. A5, VCH Verlagsgesellschaft
mbh, Weinheim, 1986, S. 103 bis 113.
Ein
Lichtbogenofen enthält
mindestens einen Elektrodenstrang. Dieser Strang wird am oberen Ende
von einem Tragarm gehalten, über
den auch der elektrische Strom in den Elektrodenstrang gelangt.
Im Ofenbetrieb geht von der unteren Spitze des Stranges der Lichtbogen
in das im Ofen befindliche Schmelzgut. Verursacht durch den Lichtbogen
und die hohen Temperaturen im Ofen brennt der Elektrodenstrang an
seiner Mantelfläche
langsam und an der Elektrodenspitze etwas schneller ab. Die Verkürzung des
Elektrodenstranges wird dadurch ausgeglichen, dass der Strang stückweise
in den Ofen nachgeschoben wird und bei Bedarf am oberen Ende des Stranges
ein zusätzlicher
Elektrodenabschnitt nachgesetzt wird. Die Elektrodenabschnitte werden
durch Kohlenstoffschrauben, sogenannte Nippel, zusammengehalten.
Bei Bedarf wird auch ein zum Teil abgebrannter Elektrodenstrang
als Einheit aus dem Tragarm entnommen und durch einen frischen Strang
ausreichender Länge
ersetzt.
Der
Zusammenhalt eines Elektrodenstranges ist beim Transport, vorzugsweise
jedoch beim Betrieb eines Ofens gefährdet. Beim Betrieb eines Ofens
kommen wiederholt beträchtliche
Biegemomente durch das Schwenken des Ofengefäßes einschließlich des
Stranges auf den Elektrodenstrang beziehungsweise ist der Elektrodenstrang
einer anhaltenden Vibration ausgesetzt; auch Schläge auf den
Strang durch das Chargiergut belasten den Zusammenhalt. Alle Belastungsarten – wiederholte
Biegemomente, Vibrationen und Schläge – können eine Lockerung der Verschraubungen)
eines Elektrodenstranges verursachen. Eine Lockerung ist als das
Ergebnis von unvermeidlichen und/oder nicht gewünschten Vorgängen anzusehen.
Zum
Verständnis
seien die Folgen einer Lockerung der Schraubverbindungen eines Elektrodenstranges
während
des Ofenbetriebes skizziert: Bei einer Lockerung ist davon auszugehen,
dass sich die Verspannung der Schraubverbindung reduziert. Damit
nehmen auch die Anpresskräfte
der Kontaktfächen
benachbarter Elektrodenabschnitte ab. Die Lockerung kann so weit
fortschreiten, dass sich einige der Kontaktfächen voneinander trennen.
In
der Folge erhöht
sich der elektrische Widerstand in der Verbindung. Die in Kontakt
verbliebenen Flächen
werden mit einer erhöhten
Stromdichte belastet. Die erhöhte
Stromdichte führt
zu einer lokalen thermischen Überhitzung.
Bei
der Lockerung einer Schraubverbindung wird in der Regel der Nippel
einer starken thermischen und mechanischen Belastung ausgesetzt. Letztlich
ist das mechanische Versagen des Nippels durch Überhitzung und mechanische
Biege- und Zugbelastung vorgezeichnet. In der Folge fällt die Spitze
des Elektrodenstranges ab und stürzt
in die Stahlschmelze, der Lichtbogen bricht ab, der Schmelzvorgang
ist beendet.
Die
Begriffe im folgenden Text sind so zu verstehen:
- – Ein Elektrodenabschnitt
hat eine zylindrische Mantelfläche
und an den beiden Stirnseiten je eine senkrecht zur Achse des Elektrodenabschnittes
angeordnete Stirnfläche.
- – Eine
Schachtel ist eine koaxial angeordnete Vertiefung in der Stirnseite
eines Elektrodenabschnittes. In die koaxialen Innenwände einer
Schachtel sind meist zylindrische oder konische Innengewinde eingearbeitet.
Schachteln kommen in den Elektrodenabschnitten für den erfindungsgemäßen Elektrodenstrang
nicht mehr vor.
- – Ein
Nippel ist eine zylindrische oder doppeltkonische Schraube mit beidseitig
je einer senkrecht zur Nippelachse angeordneten Stirnfläche. Ein Nippel
wird zwecks Verbindung zweier Elektrodenabschnitte etwa je zur Hälfte in
eine Schachtel benachbarter Elektrodenabschnitte eingeschraubt.
Es gibt auch Elektrodenabschnitte mit einem nach außen weisenden
koaxialen Gewinde was als integrierter Nippel bezeichnet wird.
- – Elektrodenabschnitte
mit einem koaxialen Längskanal
werden auch als Abschnitte für
Hohlelektroden bezeichnet.
- – Unter
der Abkürzung
CFC ist eine Werkstoffklasse bestehend aus kohlenstofffaserverstärktem Kohlenstoff
zu verstehen.
- – Unter
der Abkürzung
CSiC ist eine Werkstoffklasse bestehend aus kohlenstofffaserverstärktem Siliziumcarbid
zu verstehen.
- – Eine
Spannvorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Zuganker und
einem Verschraubungsstück.
- – Der
Zuganker besteht entweder aus einem einheitlichen Teil und damit
vollständig
aus temperaturfestem Faserverbundwerkstoff oder er besteht aus mehreren
Teilen und damit nur an der der beim Ofenbetrieb abbrennenden Elektrodenspitze
zugewandten Seite aus temperaturfestem Faserverbundwerkstoff. Im
Falle eines mehrteiligen Zugankers wird der Teil, der beim Ofenbetrieb
der abbrennenden Elektrodenspitze zugewandt ist, als Hochtemperatur-
oder HT-Zuganker bezeichnet.
- – Das
Verschraubungsstück
ist eine im wesentlichen aus stählernen
Maschinenbauteilen bestehende Einheit, die es gestattet, eine senkrecht durch
ihre Hauptebene hindurchtretende Gewindestange durch Verschrauben
in axialer Richtung der Gewindestange zu bewegen und bei Bedarf festzusetzen.
In einer durchkonstruierten Version kann das Verschraubungsstück seitlich
in seiner Hauptebene geöffnet
werden, um es beim Nachsetzen eines Elektrodenabschnittes oder in
einem anderen Bedarfsfall vom oberen Ende des Elektrodenstranges
abzunehmen.
- – Mehrere
zusammengespannte Elektrodenabschnitte bilden eine Elektrode, auch
mit Elektrodenstrang bezeichnet.
Die
Probleme des Zusammenhaltes und des Stromüberganges von einem Teil eines
Elektrodenstranges zum nächsten
sind seit Entstehen des Lichtbogenofens vor über einem Jahrhundert untersucht und
bearbeitet worden. Es wurden unterschiedliche Varianten von Kohlenstoff-
und Graphit-Nippeln sowie Kohlenstoff- und Graphit Elektrodenabschnitten in
der täglichen
Produktion eingesetzt und erprobt und es wurden unterschiedliche Überlegungen
beschrieben oder nur angestellt, was auch für CFC-Nippel gilt.
Das
US-Patent Nr. 1,115,027 wurde am 02.08.1911 von der National Carbon
Company eingereicht. Es werden Hohlelektroden mit im wesentlichen über die
Länge gleichbleibendem
Querschnitt beschrieben. Im Hohlraum der Elektrode aus Kohlenstoff
befindet sich ein weiterer Kohlenstoffkörper. In einigen Ansprüchen wird
das Verfahren beansprucht, nach dem der im Hohlraum befindliche
(grüne)
Kohlenstoff zusammen mit der (grünen)
Kohlenstoff-Hohlelektrode gebrannt wird. Der im Hohlraum befindliche
Kohlenstoff ist ein beliebig geformter Körper, ein Kohlenstoffzylinder,
ein zylindrischer Nippel oder ein doppelt konischer Nippel. Solche
Hohlelektroden wurden zu dieser Zeit aus zwei Gründen gemacht: Erstens wurden
mit den damals zur Verfügung
stehenden Mitteln bei gleicher Extrusionsquerschnittsfläche Elektroden
mit größerem Außendurchmesser möglich und
zweitens konnten auf die teils im Innern eines Hohlelektrodenabschnittes
steckenden und teils daraus herausragenden Kohlenstoffkörper neue Hohlelektrodenabschnitte
aufgesteckt oder aufgeschraubt und so der an der unteren Spitze
abbrennende Elektrodenstrang am oberen Ende immer wieder verlängert werden.
Dieses Patent lehrt jedoch nicht, wie ein Strang aus Hohlelektroden
mit einem Zuganker im Lichtbogenofen einzusetzen ist.
Viele
modernere Schriften zum Thema Hohlelektrode in der Anwendung „Herstellung
hochschmelzender Metalle im Lichtbogenofen" gehen vorzugsweise auf die Möglichkeit
ein, feinkörnige Schüttgüter oder
Gase durch den Hohlkanal der Elektrode in den Ofen zu bringen, siehe
z. B:
EP 0 798 389 .
Das
US-Patent Nr. 5,283,804 wurde mit Priorität vom 01.08.1990 von der Voest-Alpine
Machinery eingereicht. Es werden ein Verfahren und eine Anlage zum
Graphitieren von Kohlenstoffelektroden beschrieben. Dabei werden
die Elektrodenabschnitte in einer Kohlenstoffpackmasse schwimmend
horizontal durch den Ofen geschoben. Würden die Abschnitte einzeln
durch diesen Ofen geschoben, würden
sie in der nachgiebigen Packmasse leicht die gewünschte Förderrichtung verlieren. Damit
die gewünschte
Richtung beibehalten wird, werden die Elektrodenabschnitte miteinander
verbunden. Es entsteht ein endloser Strang, der vor und nach dem Ofen
in gewünschter
Weise geführt
werden kann. Die Verbindungselemente zweier benachbarter Elektrodenabschnitte
sind CFC-Schrauben. Sie werden in die Zentren der Elektrodenstirnflächen entlang
der Längsachse
der Elektrodenabschnitte eingeschraubt. Damit befinden sich die
Gewinde für
die CFC-Schrauben in den Bereichen, in denen später die Schachteln in die Elektrodenabschnitte
eingearbeitet werden, siehe 1.
Die CFC-Schrauben sind wieder verwendbar.
In
diesem Patent wird nicht beschrieben, wie die Elektrodenabschnitte
bei der Herstellung hochschmelzender Metalle im Lichtbogenofen eingesetzt werden.
Die CFC-Schrauben haben demnach auch nicht die bei der Herstellung
hochschmelzender Metalle im Lichtbogenofen erforderlichen beiden
Aufgaben der dort verwendeten Nippel, nämlich den mechanischen Zusammenhalt
der Elektrodenabschnitte und den Stromübergang von einem Abschnitt
zum nächsten
zu gewährleisten.
Im Gegensatz zu den wiederverwendbaren CFC-Schrauben nach
US 5,283,804 brennen im
Lichtbogenofen beim Einsatz konventioneller Elektrodenstränge die
(Graphit-)Nippel zusammen mit den Elektrodenabschnitten ab.
Es
wurden verschiedene Varianten eines CFC-Nippels für einen
Strang aus Kohlenstoff oder Graphit-Elektrodenabschnitten untersucht.
Ansatzpunkt für
die Verwendung von CFC in dieser Anwendung ist die überragende
Zugfestigkeit (bzw. Biegefestigkeit) dieser Werkstoffgruppe mit
Werten von über
300 MPa (bzw. über
150 MPa) je nach Gehalt an Kohlenstofffasern, Faserorientierung
und Fasertyp im Gegensatz zu typischen Werten von Elektrographit
mit Biegefestigkeiten von 10 bis 15 MPa. (Zugfestigkeiten werden
bei keramischen Werkstoffen nicht angegeben.)
Der
CFC-Nippel weist verschiedene Schlankheitsgrade auf, die von schmal
und lang bis kurz und breit reichen. Bei den schlanken Nippeln liegen
die Schlankheitsgrade (Verhältnisse
von Länge zu
Durchmesser) zwischen 20:1 und 4:1. Dabei ist ein solcher Nippel
massiv oder hohl ausgebildet, siehe 2 und 3.
Eine
Gestaltungsmöglichkeit
von schlanken CFC-Nippeln, die bei Graphitnippeln nicht gegeben ist,
ist die Ausbildung einer Dehnschraube aus CFC, siehe 4. Ein so ausgebildeter
CFC-Nippel kann so in zwei benachbarte Elektrodenabschnitte eingeschraubt
werden, dass der Schaft zwischen den endständigen Gewinden erheblich gedehnt
ist. Auf diese Weise steht die Schraubverbindung unter einer Vorspannung
und eine Lockerung ist unwahrscheinlich. Sollten dennoch Setz- oder
Kriechvorgänge
in der Schraubverbindung auftreten, so geht zunächst die Dehnung im Schaft
der CFC-Dehnschraube zurück aber
die Stirnflächen
der benachbarten Elektrodenabschnitte bleiben aneinander gedrückt. Erst
wenn die Dehnung im Schaft der CFC-Dehnschraube null ist, besteht
die Möglichkeit,
dass sich die Stirnflächen der
benachbarten Elektrodenabschnitte trennen und entsprechende Konsequenzen
eintreten.
Bei
den kurzen und breiten CFC-Nippeln liegen die Schlankheitsgrade
(Verhältnisse
von Länge zu
Durchmesser) zwischen 1:1 und 1:5. Dabei ist ein solcher CFC-Nippel
stets hohl ausgebildet, so dass er einem Rohrabschnitt ähnlich sieht,
siehe 5 und 6. Ein breiter und massiver
CFC-Nippel hätte
gegenüber
einem Graphit-Nippel gleicher Gestalt erhebliche Kostennachteile.
Der
schlanke und lange CFC-Nippel hat in naheliegender Weise die Gewindegänge auf
der äußeren Mantelfläche. Beim
kurzen und breiten CFC-Nippel ist die Anordnung der Gewindegänge auf
der äußeren Mantelfläche nicht
die einzige Möglichkeit.
Vielmehr ergeben sich mehrere Möglichkeiten:
- 1. äußere Mantelfläche mit
Gewinde --- innere Mantelfläche
glatt, 5,
- 2. äußere Mantelfläche mit
Gewinde --- innere Mantelfläche
mit Gewinde, 6,
- 3. äußere Mantelfläche glatt
--- innere Mantelfläche
mit Gewinde,
- 4. äußere Mantelfläche je zur
Hälfte
oder anteilig glatt und mit Gewinde --innere Mantelfläche je zur Hälfte oder
anteilig glatt und mit Gewinde.
Zur
letztgenannten Möglichkeit
versteht es sich von selbst, dass die glatten Mantelflächen innen und
außen
nicht an derselben Stirnfläche
des CFC-Nippels ansetzen dürfen.
In einem solchen Fall läge
ein glatter, nicht verschraubbarer CFC-Rohrabschnitt vor.
Bei
schlanken und langen CFC-Nippeln ist je Schraubverbindung nur ein
Nippel möglich.
Auch dies ist bei kurzen und breiten CFC-Nippeln anders. Bei diesen
Nippeln sind zwei oder mehr konzentrisch angeordnete, rohrabschnittsförmige CFC-Nippel
in einer Schraubverbindung – siehe 7 – möglich, die bei gleicher Ganghöhe der Gewinde
gleichzeitig verschraubt werden. Eine solche Anordnung hat im Falle
der Elektrodenstränge
ihren Sinn, weil der jeweils breitere und in der Schraubverbindung
weiter außen
liegende CFC-Nippel beim Einsatz im Lichtbogenofen zuerst abbrennt.
Der dann noch intakte weiter innen liegende CFC-Nippel hält den verbliebenen Rest
des Elektrodenabschnittes am Strang. Zwei oder mehr breite, rohrabschnittsförmige CFC-Nippel ergeben
zusammen mit einer Gewindeanordnung nach der im vorigen Abschnitt
genannten 2. Möglichkeit
eine ungewöhnlich
gleichmäßige Last-
und Dehnungsverteilung in einer Elektroden-Schraubverbindung.
CFC-Nippel
mit einem mittleren Schlankheitsgrad zwischen 4:1 und 1:1 sind weniger
attraktiv, weil damit keine gleichmäßige Last- und Dehnungsverteilung
in einer Elektroden-Schraubverbindung
erreicht wird.
Die
Vorteile der CFC-Nippel bestehen in ihrem geringen Gewicht und ihrer
sehr guten Handhabbarkeit. Von den zu verschraubenden Elektrodenabschnitten
ist sehr wenig Volumen zu zerspanen, um die Schachtel herauszuarbeiten,
weil die dort eingreifenden CFC-Nippel im Vergleich zu entsprechenden Graphitnippeln
sehr klein sind.
Die
Nachteile der CFC-Nippel bestehen in ihrer Oxidationsempfindlichkeit.
Auch ihre geringe elektrische Leitfähigkeit beziehungsweise ihr
hoher spezifischer elektrischer Widerstand (von typischerweise 25
bis 30 μΩm gegenüber 5 bis
7 μΩm bei Graphitnippeln)
kann als Nachteil interpretiert werden. Dieser Nachteil tritt solange
nicht in Erscheinung wie eine Schraubverbindung eines Elektrodenstranges geschlossen
ist und die Stirnflächen
zweier benachbarter Elektrodenabschnitte aneinander gepresst sind.
Neben
den Vor- und Nachteilen der CFC-Nippel selbst sind die Vor- und
Nachteile eines Elektrodenstranges zu diskutieren, der solche CFC-Nippel
enthält.
Ein
Elektrodenstrang mit CFC-Nippeln ist nicht kompatibel mit den gängigen Elektrodensträngen mit
Graphit-Nippeln. Möchte
ein Betreiber eines Lichtbogenofens von einem System auf das andere wechseln,
benötigt
er entweder ein Übergangsstück, das
das Einschrauben beider Nippelarten ermöglicht, oder er tauscht einen
Strang der einen Sorte gegen einen Strang der anderen Sorte aus.
Ein
sehr wesentliches Argument ergibt sich aus den Eigenschaften des
CFC-Nippels und aus der Nachgiebigkeit der Gewinde. Der Stromübergang von
einem Elektrodenabschnitt zum anderen ist dann nicht gesichert,
wenn sich der CFC-Nippel unter der Last des hängenden Stranges oder wegen
der Nachgiebigkeit der beteiligten Gewinde mehr dehnt, als die parallel
liegende, sehr dicke Elektrodenwand. Die Folge ist, dass sich die
Stirnflächen
zweier benachbarter Elektrodenabschnitte voneinander trennen. Der
Strom geht über
den sehr kleinen, gegenüber dem
Graphit relativ hochohmigen Querschnitt des CFC-Nippels. Wegen Überhitzung
brennt der CFC-Nippel durch. In der Folge fällt der untere Teil des Elektrodenstranges
ab und stürzt
in die Stahlschmelze, der Lichtbogen bricht ab, der Schmelzvorgang
ist beendet.
Sowohl
bei konventionellen Elektrodensträngen aus Graphitnippeln und
Graphitelektrodenabschnitten als auch bei neuartigen Elektrodensträngen aus
CFC-Nippeln und Graphitelektrodenabschnitten werden die Nippel und
die Elektrodenabschnitte auf Zug und auf Biegung beansprucht. Beim
konventionellen Elektrodenstrang läuft der Strom durch die Elektrodenabschnitte
und die Nippel, beim neuartigen Elektrodenstrang praktisch nur durch
die Elektrodenabschnitte.
Es
bestand daher die Aufgabe, eine Elektrode oder einen Elektrodenstrang
zu schaffen, bei dem einerseits die Teile eines Stranges werkstoffgerecht (Graphit
auf Druck, Faserverbundwerkstoff auf Zug) belastet werden und bei
dem andererseits eine Trennung der Funktionen „Stromleitung" und „mechanisches
Tragen" vorliegt.
Dabei werden die Vorteile des CFC-Werkstoffes, etwa die leichte
Handhabung daraus hergestellter Teile oder maßgeschneiderte Eigenschaften,
genutzt.
Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 und der ausgestaltenden
Merkmale der Nebenansprüche
gelöst.
Die
Vorteile der Erfindung bestehen darin, dass nicht der Nippel als
stromleitende Schraube verbessert wird, sondern der Elektrodenstrang
wird als System gesehen. Dieses seit rund hundert Jahren im wesentlichen
aus Nippeln und Eiektrodenabschnitten bestehende System wird verändert. Es
wird mit der in dieser Schrift gegebenen technischen Lehre ein qualitativer
Sprung in der Ausprägung
des Elektrodenstranges erreicht.
Die
aus den keramischen Werkstoffen Kohlenstoff oder Graphit bestehenden
Elektrodenabschnitte werden nicht auf für diese Werkstoffklasse ungünstige Zug
und Biegung beansprucht, sondern auf Druck. Im erfindungsgemäßen Elektrodenstrang läuft der
Strom fast ausschließlich über die
Stirnflächen
der Elektrodenabschnitte von einem Abschnitt zum nächsten.
Ein
anderer Vorteil besteht darin, dass beim Hersteller der Elektrodenabschnitte
etwa vier bis sechs Prozent der Graphitmasse nicht mehr verworfen
werden muss, weil das Material im Schachtelvolumen an den Stirnseiten
der Elektrodenabschnitte nicht mehr herausgearbeitet werden muss.
Ein
weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Elektrodenstranges besteht
in Folgendem: Bei konventionellen Elektrodensträngen ist viel Sorgfalt auf die
Abstimmung der parallel und senkrecht zur Längsachse von Elektrodenabschnitten
und Nippeln zu messenden Wärmeausdehnungskoeffizienten
zu verwenden, andernfalls treten beim Einsatz der Elektrodenstränge im Ofenbetrieb
Schädigungen
der Elektrodenabschnitte im Bereich der Schachteln auf. Beim erfindungsgemäßen Elektrodenstrang
ist der Durchmesser des in die Innengewinde des Elektrodenabschnittes
eingreifenden Zugankergewindes bezogen auf den Außendurchmesser
dieses Elektrodenabschnittes deutlich kleiner als der Durchmesser eines
entsprechenden Nippels. Daher sind die absoluten Längenänderungen
der Zugankergewinde bei thermischer Beanspruchung deutlich kleiner
und für Schädigungen
der erfindungsgemäßen, dickwandigen
Elektrodenabschnitte ungefährlicher.
Für die erfindungsgemäßen Elektrodenabschnitte
mit Innengewinde im koaxialen Längskanal ist
der Bearbeitungsaufwand kaum geringer als der Bearbeitungsaufwand
für Elektrodenabschnitte
mit konventionellen Schachteln. Die Bearbeitung kann nicht als Vorteil
für die
erfindungsgemäßen Zuganker angeführt werden.
Eine
Elektrode oder ein Elektrodenstrang besteht mindestens aus zwei
Elektrodenabschnitten. Beim Einsatz im Lichtbogenofen brennt der
Elektrodenstrang an seiner Mantelfläche langsam und an der Elektrodenspitze
durch Einwirkung des Lichtbogens schneller ab. Insofern ist eine
die Eiektrodenabschnitte zusammenspannende und an deren Mantelfläche oder
an deren Stirnflächen
angreifende Halterung nicht möglich.
Hohlelektroden mit koaxialen Längskanälen sind
bekannt, siehe z. B. die oben zitierte Patentschrift
US 1,115,027 . Der koaxiale Längskanal
eines solchen Hohlelektrodenabschnittes ist erfindungsgemäß mit einem
Innengewinde versehen, in welches ein Zuganker mit einem passenden
Außengewinde
geschraubt wird.
Der
Zuganker hat die Länge
von mindestens zwei Elektrodenabschnitten. Zweckmäßiger Weise jedoch
hat der Zuganker die Gesamtlänge
eines Elektrodenstranges, der sich aus den Längen der einzelnen Elektrodenabschnitte
zusammensetzt, und der Länge
eines im Ofenbetrieb nachzusetzenden Elektrodenabschnittes. Insofern
ist die Gesamtlänge des
Zugankers auf die Zahl der maximal in einem Elektrodenstrang notwendigen
Elektrodenabschnitte abzustimmen. Der Zuganker besteht aus einem
einzigen Teil oder er ist aus mehreren Teilen zusammengesetzt.
Der
Zuganker ist über
seine Länge
in drei Abschnitte gegliedert. In einem endständigen Abschnitt „U" hat der Zuganker
das schon oben erwähnte
Außengewinde,
das in das Innengewinde des Längskanals
der Hohlelektrode passt. In einem mittleren Abschnitt „M" ist der Schaft des
Zugankers glatt beziehungsweise frei von Gewindegängen, wobei dieses
Teil des Zugankers einen kleineren Durchmesser aufweist als der
lichte Durchmesser des Längskanals
der Elektrodenabschnitte. In einem endständigen Abschnitt „O" hat der Zuganker
ein weiteres Außengewinde.
Dieses weitere Außengewinde
hat – wie
auch der mittlere Schaft des Zugankers – einen kleineren Durchmesser
als der lichte Durchmesser des Längskanals
der Elektrodenabschnitte oder einen kleineren Durchmesser als das Gewinde
im Abschnitt U des Zugankers und kann durchaus von anderer Beschaffenheit
sein. Zur Deutlichkeit der folgenden Beschreibung wird angenommen,
dass der Elektrodenstrang aus drei Elektrodenabschnitten besteht.
Das
Außengewinde
aus dem Abschnitt U des Zugankers hat die Länge eines Bruchteiles – etwa ein
Zehntel bis ein Viertel – der
Länge eines Elektrodenabschnittes.
Beim – zweckmäßiger Weise in
vertikaler Ausrichtung stattfindenden – Zusammenbau eines Elektrodenstranges
greift dieses Gewinde in einen ersten Elektrodenabschnitt. Dieser Abschnitt
wird beim späteren
Einsatz des zusammengespannten Elektrodenstranges dessen unteres Ende
sein, von dem der Lichtbogen in den Schrott oder in das Schmelzbad
des Ofens geht.
Es
wird dann ein zweiter Elektrodenabschnitt auf den Zuganker aufgesteckt.
Dieser zweite Elektrodenabschnitt überdeckt einen wesentlichen
Teil des Abschnittes M des Zugankers. Schließlich kommt der dritte Elektrodenabschnitt
auf den Zuganker und überdeckt
einen restlichen Teil von dessen Abschnitt M sowie einen kleinen
Teil des Abschnittes O.
Das
Außengewinde
aus dem Abschnitt O des Zugankers hat eine Länge von etwas mehr als der
Länge eines
Elektrodenabschnittes. Dieses schmale und lange Außengewinde
ist für
den Eingriff in ein Verschraubungsstück vorgesehen. Das Verschraubungsstück wird
auf das Gewinde des Abschnittes O geschraubt und zwar bis zum Anschlag am
dritten Elektrodenabschnitt. Dadurch werden die drei Elektrodenabschnitte
zusammengespannt, siehe auch 8, und gleichzeitig
sorgt ein äußerer Rand
des Verschraubungsstückes,
der den dritten Elektrodenabschnitt am oberen Rand konzentrisch umfasst,
für eine
Zentrierung und Führung
von Anker und Verschraubungsstück
in und an der Elektrode. Die Verspannung bewirkt, dass die Stirnflächen benachbarter
Elektrodenabschnitte aufeinander gepresst sind, was einen guten
Stromübergang
von einem Abschnitt zum nächsten
sichert.
Im
Ofenbetrieb erreicht die Elektrodenspitze Temperaturen von weit über 2500°C. Bestünde der Zuganker
in der Nähe
der Elektrodenspitze aus Stahl oder Metallen mit ähnlichem
Schmelzpunkt, so würde
er aufschmelzen und versagen. Erfindungsgemäß besteht der Zuganker an dem
Ende, das beim Ofenbetrieb der abbrennenden Elektrodenspitze zugewandt
ist, aus temperaturfestem Faserverbundwerkstoff. Ist der Zuganker
aus mehreren Teilen zusammengesetzt, so ist es zweckmäßig, nur
den thermisch hoch belasteten Teil aus temperaturfestem Faserverbundwerkstoff
zu machen. Dieser Hochtemperaturteil des Ankers wird auch mit HT-Anker
bezeichnet. Alternativ besteht der gesamte Zuganker aus dem temperaturfesten
Faserverbundwerkstoff.
Eine
zusammengespannte Elektrode aus Elektrodenabschnitten, Zuganker
und Verschraubungsstück
wird wie ein konventioneller Elektrodenstrang aus Elektrodenabschnitten
und Nippeln für den
Betrieb eines Lichtbogenofens von einer stromzuführenden Halterung an einem
Tragarm über
dem Lichtbogenofen gefasst.
CFC
besteht wie die Elektrodenabschnitte nur aus Kohlenstoff, entweder
in carbonisierter oder graphitierter Form. Da die Elektrodenspitze
sehr hohen Temperaturen bis über
2500°C ausgesetzt
ist, ist es zweckmäßig ein
CFC einzusetzen, das bei der Herstellung hohe Temperaturen durchlaufen
hat, also graphitiert ist. Es ist dann beim Einsatz einer Elektrode
mit CFC-Zuganker nicht mehr mit wesentlichen Eigenschaftsänderungen
des CFC und damit auch nicht mehr mit Risiken aus dem CFC-Zuganker
während
des Ofenbetriebes zu rechnen. Ein Lichtbogenofen wird mit hohen
Temperaturen belastet und von einem erheblichen Luftstrom durchspült, wodurch
der Elektrodenstrang und dessen Spitze langsam abbrennen. Diese
Oxidation würde
auch das CFC im koaxialen Längskanal
der Elektrode angreifen, wenn das CFC nicht geschützt würde. Zum
Schutz des CFC gibt es mehrere Varianten:
- 1.
Der CFC-Zuganker ist selbst als Rohr ausgebildet, durch welches
ein ständiger
Strom eines Schutzgases fliest, das das CFC vor Oxidation schützt.
- 2. Der CFC-Zuganker hat eine oder mehrere dünne Schutzschichten aus oxidationsbeständigen Werkstoffen
wie etwa Siliziumcarbid, Titanoxid oder Aluminiumoxid.
- 3. Der CFC-Zuganker wird siliziert. Beim Silizieren setzt sich
das CFC-Material an der Oberfläche und
ein Teil des Materials im Innern des Zugankers in Siliziumcarbid
um.
- 4. Es besteht ein fliesender Übergang von der eben erwähnten Variante
3 zu einem vollständig durchsilizierten
CFC-Material des Zugankers. Das Material der letztgenannten Variante
wird auch mit „CSiC" bezeichnet. Beim
CSiC liegen verstärkende
Kohlenstofffasern in einer Matrix aus Siliziumcarbid.
- 5. Innerhalb eines CFC-Zugankers können auch mehrere der oben
genannten Varianten miteinander kombiniert werden.
Die
harten keramischen Schichten an den Oberflächen des HT-Zugankers schützen ihn
auch vor Abrieb beim Einschrauben in die Elektrodenabschnitte. Letztere
werden beim Betrieb des Lichtbogenofens verbraucht, der Zuganker
bleibt lange Zeit erhalten.
Würde man
auf einen massiven CFC-Rundstab ein Normgewinde mit dem üblichen
v-förmigen Querschnitt
der einzelnen Gewindegänge
schneiden, so würde
eine beträchtliche
Menge der Kohlenstofffasern des CFC in den oberflächennahen
Bereichen eines CFC-Rundstabes
durchgeschnitten. Damit verlöre
dieser CFC-Körper
gerade in den im späteren
Einsatz beanspruchten Partien – den
Gewindegängen – seine
spezifisch hohe Festigkeit. Um eine solche Schädigung zu vermeiden, sind die
Kohlenstofffasern im Bereich des Gewindes eines als Schraube vorgesehenen
CFC-Körpers
so zu orientieren, dass sie etwa wie die Gewindegänge verlaufen.
Wenn ein so vorbereiteter CFC-Körper
präzise
bearbeitet wird und ein Gewinde auf der Mantelfläche erhält, werden nur sehr wenige
Kohlenstofffasern durchtrennt und die hohe spezifische Festigkeit
des Körpers
bzw. der späteren
Schraube bleibt erhalten. Gewinde mit v-förmigem Querschnitt der einzelnen
Gewindegänge
eignen sich für
diese Art der CFC-Schraubenherstellung nicht. Diese Betrachtung
gilt außer
für CFC auch
für die
anderen in Anspruch drei beanspruchten temperaturfesten Faserverbundwerkstoffe.
Günstig und
werkstoffgerecht sind für
Faserverbundwerkstoffe Rund- oder Trapezgewinde. Das bedeutet, dass der
erfindungsgemäße, temperaturfeste,
aus Faserverbundwerkstoffen bestehende Zuganker – auch als HT-Zuganker – im Abschnitt
U Rund- oder Trapezgewinde als Außengewinde hat. Damit die Innengewinde
im koaxialen Längskanal
der Elektrodenabschnitte zu den Rund- oder Trapez-Außengewinden
der Zuganker oder HT-Zuganker
passen, müssen
auch diese Innengewinde der Elektrodenabschnitte Rund- oder Trapezgewinde
sein.
Ein
aus temperaturfestem Faserverbundwerkstoff bestehender Zuganker
hat die Länge
von mehreren Elektrodenabschnitten. Aus diesem Grund ist er nur
mit einem erheblichen Aufwand herzustellen und relativ teuer. Um
dies zu vermeiden, stellt man die thermisch weniger oder nicht belasteten
Teile aus konventionellen metallischen Werkstoffen wie Stahl her.
Am Ende des Abschnittes M, das den thermisch weniger oder nicht
belasteten Teilen des Zugankers aus konventionellen metallischen
Werkstoffen wie Stahl zugewandt ist, ist der HT-Zuganker mit den übrigen Teilen des Zuganken
verbunden.
Nur
das thermisch hoch belastete Ende des gesamten Zugankers wird aus
temperaturfestem Faserverbundwerkstoff hergestellt. Dieser HT-Zuganker ist
eine mit weniger technischem Aufwand herzustellende Komponente.
Gemäß der 9 weist
der HT-Zuganker im Abschnitt M einen schlanken, gewindefreien Schaft
und im Abschnitt U das typische Rund- oder Trapezgewinde auf. In Verlängerung
des Rund- oder Trapezgewindes ist ein Isolierstopfen angebracht.
Dieser Isolierstopfen trägt
dazu bei, dass der HT-Zuganker beim Betrieb des Lichtbogenofens nicht überhitzt
und nicht zu rasch oxidiert. Der Isolierstopfen besteht aus Wolframcarbid,
aus Hochtemperaturoxiden oder ähnlich
oxidationsbeständigen Hochtemperaturwerkstoffen.
Das
Rund- oder Trapezgewinde des HT-Zugankers darf einerseits nicht
zu lang sein, um das Drehmoment beim Verschrauben gering zu halten,
und andererseits nicht zu kurz sein. Zu kurze Gewinde würden zu
sehr hohen Flächenpressungen
in den Gewindegängen
führen,
was Schädigungen
der Innengewinde der Elektrodenabschnitte zur Folge haben könnte. Zu
kurze Rund- oder Trapezgewinde könnten
auch Schwierigkeiten beim Übertritt
des Gewindes von einem Elektrodenabschnitt zum nächsten bereiten. Die Länge der
Rund- oder Trapezgewinde des HT-Zugankers beträgt daher mindestens sieben Prozent,
bevorzugt mindestens zwanzig Prozent der Länge eines Elektrodenabschnittes.
Da diese meist zwischen 1500 und 2200 mm lang sind, beträgt die Gewindelänge des
HT-Zugankers mindestens 105 bis 155 mm, bevorzugt mindestens 300
bis 440 mm. Die Länge
der Rund- oder Trapezgewinde hängt
von weiteren Faktoren ab, beispielsweise vom Verhältnis des
Durchmessers des Elektrodenabschnittes zum Durchmesser des Innengewindes
des koaxialen Längskanals
des Elektrodenabschnittes, von der Rauheit der Gewindeflächen oder
von der Auflagefläche
in den Gewindegängen,
also auch von der Zahnhöhe
eines Trapez- oder Rundgewindes.
Die
Elektrodenabschnitte eines Elektrodenstranges werden vom endständigen Gewinde
des Zugankers in dessen Abschnitt U und dem auf dem Gewinde des
Zugankers in dessen Abschnitt O aufgeschraubten Verschraubungsstück zusammen
gespannt. In einer einfachsten Ausführung könnte das Verschraubungsstück aus einer
Stahlplatte mit einem zentralen Gewinde sein, das in das Gewinde
des Abschnittes O des Zugankers eingreift. Die Stahlplatte würde gegen
die Stirnfläche
des angrenzenden Elektrodenabschnittes geschraubt und angespannt. Eventuell
würde eine
Kontermutter gebraucht, um die Stahlplatte festzusetzen. Ein solcher
Elektrodenstrang wäre
im Lichtbogenofen einsetzbar. Allerdings könnte während des Ofenbetriebes kein
weiterer Elektrodenabschnitt nachgesetzt werden. Beim Lösen der
Stahlplatte drohten die unteren Elektrodenabschnitte in den Ofen
zu sinken.
Die
drei Grundanforderungen an das Verschraubungsstück im Zusammenwirken mit dem Zuganker
und den Elektrodenabschnitten, nämlich Einschrauben,
Anspannen und Festsetzen, werden um weitere Anforderungen ergänzt:
- 1. Die Möglichkeit
zum Nachsetzen weiterer Elektrodenabschnitte während des Ofenbetriebes.
- 2. Das Verschraubungsstück
sollte daher seitlich aufklappbar sein, um es vom oberen Teil des Elektrodenstranges
entfernen oder auswechseln zu können,
wenn ein neuer Elektrodenabschnitt aufgesetzt worden ist.
- 3. Das Verschraubungsstück
sollte so ausgelegt sein, dass es von einem Adapter am Kranhaken gefasst
werden kann.
- 4. Das Verschraubungsstück
sollte so stabil sein, dass ein vollständiger Elektrodenstrang mittels der
oberen Gewindestange des Zugankers an ihm hängen kann.
- 5. Der Zuganker ist mit Hilfe des Verschraubungsstückes in
den Elektrodenabschnitten zu zentrieren.
Diese
Anforderungen sind dann erfüllbar, wenn
das Verschraubungsstück
als eine robuste und durchkonstruierte Maschinenbau-Einheit ausgebildet ist.
Mit einer solchen Einheit im erfindungsgemäßen Elektrodenstrang kann der
normale Betrieb des Lichtbogenofens durchgeführt werden. Auch das Nachsetzen
von Elektrodenabschnitten während
des Ofenbetriebes ist mit einer zweckmäßigen Folge von Arbeitsschritten
gut möglich.
Dabei sind zwei Verschraubungsstücke
im Einsatz.
Wenn
der Elektrodenstrang im Ofen z. B. durch den Lichtbogen um ein Stück abbrennt,
droht der in den koaxialen Längskanal
des Elektrodenabschnittes eingeschraubte Abschnitt U des Zugankers freigelegt
zu werden und in den Ofen zu ragen. In einem solchen Fall würden der
Lichtbogen oder die heftige Oxidation in dieser heißen Zone
das Gewinde im Abschnitt U des Zugankers und damit den Elektrodenstrang
zerstören.
Damit dies nicht eintritt, wird zunächst die Verspannung des Zugankers
gelockert und dann der Zuganker so zurückgeschraubt, dass sein unteres
Ende U nach einigen Umdrehungen weit genug von der abbrennenden
Elektrodenspitze entfernt ist.
Dieses
Zurückschrauben
gelingt jedoch nur, wenn sich die nicht von der stromüber-tragenden Halterung
am Tragarm des Ofens gefassten Elektrodenabschnitte beim Zurückschrauben
des Zugankers nicht mitdrehen. Damit sich diese Elektrodenabschnitte
nicht mitdrehen, werden die benachbarten Elektrodenabschnitte eines
Elektrodenstranges gegeneinander durch eine Arretierung gesichert.
Dies geschieht durch hinreichend beschriebene Mittel. Dazu zählen die
bekannte Wirkung von Kittstiften oder zwei benachbarte Elektrodenabschnitte
durchsetzende Kohlenstoffbolzen. Ein für einen konventionellen Elektrodenstrang
bisher nicht notwendiges und auch nicht mögliches, daher neuartiges Mittel sind
nach dem Prinzip „Nut
und Feder" ineinander greifende,
geeignet geformte, in die Stirnflächen der Elektrodenabschnitte
eingearbeitete Vertiefungen und Erhebungen, siehe Anspruch 13.
Ein
Nachteil ebener oder nahezu ebener Stirnflächen von Elektrodenabschnitten
ist das im vorigen Textabschnitt erläuterte Mitdrehen nach dem Lockern
der Verspannung eines Elektrodenstranges. Ein anderer Nachteil ist
das mögliche
seitliche, allerdings durch den zentralen Zuganker begrenzte Verschieben
eines Elektrodenabschnittes gegenüber einem benachbarten Elektrodenabschnitt.
Auch eine solche seitliche Verschiebung wird durch die in die Stirnflächen der
Elektrodenabschnitte nach dem Prinzip Nut und Feder ineinander greifenden
Vertiefungen und Erhebungen verhindert.
Zweckmäßiger Weise
ist eine Erhebung nach dem Prinzip Nut und Feder so ausgebildet,
dass sie sich von der Basis auf der Stirnfläche zur Spitze hin verjüngt. Die
zugehörige
Vertiefung in dem im Elektrodenstrang benachbarten Elektrodenabschnitt weist
ein dazu passendes Profil auf. Werden nun zwei Elektrodenabschnitte
mit den Stirnflächen
aneinander gesetzt, so greifen zunächst die Erhebungen) und Vertiefungen)
ineinander und bilden eine Führung
bis der Formschluss der beiden Stirnflächen erreicht ist. Die Erhebung
kann die Form eines Kegelstumpfes, eines Pyramidenstumpfes, einer
Kugelkappe oder andere Formen haben; sie kann arteigenes Material
sein oder als Stift in eine vorgeformte Nut eingepresst sein.
Die
Anzahl und die Anordnung der Vertiefungen oder Erhebungen je Stirnfläche eines
Elektrodenabschnittes ist nicht beliebig. Vielmehr sind die Auswirkungen
der Innengewinde im koaxialen Längskanal
eines Elektrodenabschnittes und der dazu passenden endständigen Außengewinde
im Abschnitt U des Zugankers zu beachten. Letzteres wird in den
Innengewinden der koaxialen Längskanäle der Elektrodenabschnitte
verschraubt. Wenn das Gewinde des Zugankers beim Zurückschrauben
von einem Elektrodenabschnitt zum anderen übergehen soll – und das
ist beim kontinuierlichen Abbrand des Elektrodenstranges notwendig –, dann
müssen
die Gewindegänge
benachbarter Elektrodenabschnitte an den aneinander gesetzten Stirnflächen fluchten. Dies
ist dann gewährleistet,
wenn die Gewindegänge der
Innengewinde der koaxialen Längskanäle der Elektrodenabschnitte
relativ zu den nach dem Prinzip Nut und Feder ineinander greifenden
Vertiefungen und Erhebungen auf den Stirnflächen der Elektrodenabschnitte
stets an den selben Positionen enden oder beginnen.
Bei
einem eingängigen
Innengewinde ist die einfachst Lösung
für die
Anzahl und die Anordnung der Vertiefungen und Erhebungen je Stirnfläche eines
Elektrodenabschnittes eine Erhebung oder Vertiefung auf einer Stirnfläche (selbstverständlich mit einer
konespondierenden Vertiefung oder Erhebung auf der anderen Stirnfläche dieses
Elektrodenabschnittes). Dann gibt es beim Zusammenfügen zweier
solcher Elektrodenabschnitte zu einem Elektrodenstrang nur eine
einzige Möglichkeit,
die Stirnflächen
formschlüssig
aneinander zu setzen. Bei richtig bearbeiteten Elektrodenabschnitten
fluchten dann die Innengewinde beim Übergang von einem Elektrodenabschnitt
zum anderen.
Eine
nächst
einfache Lösung
für die
Anzahl und die Anordnung sind zwei Erhebungen auf einer Stirnfläche. Ausgenommen
ist in diesem Falle die Anordnung der zweiten Erhebung auf der Stirnfläche, die
in Bezug auf die zentrale Längsachse
um 180° gegenüber der
ersten Erhebung versetzt ist. In diesem Falle könnte bei formschlüssigem,
jedoch falschem Zusammensetzen zweier Elektrodenabschnitts-Stirnseiten
ein Gewindegrund im koaxialen Innengewinde des einen Abschnittes
auf eine Gewindespitze im koaxialen Innengewinde des anderen Abschnittes
stoßen.
Es
sind weitere Lösungen
mit mehr Erhebungen je Stirnfläche
möglich,
jedoch sind hochsymmetrische Anordnungen der Erhebungen auszuschließen.
Entsprechende
Lösungen
gibt es bei zweigängigen
Gewinden, die hier im Einzelnen nicht dargestellt werden.
Beispiel
Es
werden drei konventionelle, massive Elektrodenabschnitte aus Elektrographit
mit 500 mm Außendurchmesser
und je etwa 2100 mm Länge
für einen
erfindungsgemäßen Elektrodenstrang
vorbereitet. Die etwa 2100 mm Länge
setzen sich aus einem ganzen Vielfachen der Ganghöhe (bei
80 mm-Trapezgewinde 10,0 mm) des Innengewindes im koaxialen Längskanal
des Elektrodenabschnittes und etwa 40 mm Höhe eines Kegelstumpfes zusammen.
Der Kegelstumpf hat die Funktion, den auf einen Elektrodenstrang
nachzusetzenden Elektrodenabschnitt zu führen und nur eine Möglichkeit
für das Aneinandersetzen
dieser beiden Elektrodenabschnitte zuzulassen. Jeder Elektrodenabschnitt
hat auf einer Stirnfläche
als Erhebung einen Kegelstumpf mit 100 mm Basisdurchmesser. Die
Längsachse
des Kegelstumpfes liegt auf einem Stirnflächen-Radius des Elektrodenabschnittes
von 150 mm. An der anderen Stirnfläche des Elektrodenabschnittes
befindet sich eine in der Geometrie zu diesem Kegelstumpf passende
Vertiefung mit einem in der Elektrodenstirnfläche messbaren lichten Radius
von 100,4 mm, wobei die Längsachse
dieser kegelstumpfförmigen
Vertiefung ebenfalls auf einem Stirnflächen-Radius des Elektrodenabschnittes
von 150 mm liegt. Die Längsachse
der kegelstumpfförmigen
Vertiefung fluchtet mit der Längsachse
des Kegelstumpfes auf der anderen Stirnfläche des Elektrodenabschnittes
und beide Längsachsen
liegen mit der Längsachse
des Elektrodenabschnittes in einer Ebene. Die drei Elektrodenabschnitte
erhalten jeweils eine koaxiale Längsbohrung
mit einem lichten Durchmesser von etwa 68 mm. Anschließend wird
jeweils auf der ganzen Länge eines
Elektrodenabschnittes ein Trapez-Innengewinde des Nennmaßes 80 mm
in die Längsbohrungen eingeschnitten.
Dieses Trapez-Innengewinde hat nach DIN 103, Teil 4 als Fertigmaß 70 mm
lichte Weite. In Bezug auf das Zentrum des Kegelstumpfes beginnt
es stets am selben Punkt in der Stirnfläche eines Elektrodenabschnittes.
Der
Zuganker besteht aus mindestens fünf Teilen und hat eine Gesamtlänge von
6500 mm. Davon bestehen 4700 mm aus einem glatten Stahlrohr von
2000 mm Länge
mit 50 mm Außendurchmesser und
einer daran befestigten stählernen
Gewinde(hohl)stange von 2700 mm Länge mit 50 mm Außendurchmesser.
Diese Stahlstangen werden sich bei dem später im Einsatz befindlichen
Elektrodenstrang im oberen Teil dieses Stranges befinden, wobei
die Gewindestange zum Teil aus dem Elektrodenstrang herausragt und
das glatte Stahlrohr im Innern des Elektrodenstranges bleibt. An
die glatte Stahlstange schließt
sich der HT-Zuganker an, der z. B. mit einem (stählernen) Kupplungsstück mit dem Stahlrohr
verbunden ist. Der hohle HT-Zuganker hat eine Länge von 1800 mm und besteht
aus CFC. Auf einer Länge
von 1200 mm hat er einen glatten Schaft mit 60 mm Außendurchmesser,
der vom Kupplungsstück
gefasst wird. Die restlichen 600 mm des HT-Zugankers haben ein auf
der Mantelfläche
befindliches Trapezgewinde von 80 mm Nenndurchmesser. Das Gewindeteil
des HT-Zugankers
ist oberflächlich
siliziert und geglättet.
Wenn der fertig montierte Elektrodenstrang später im Einsatz ist, befindet sich
das silizierte Gewinde im unteren Teil des Stranges und damit in
der Nähe
des an der Elektrodenspitze ansetzenden Lichtbogens. Als Schutz
erhält
der hohle HT-Zuganker einen in die Höhlung des Zugankers eingreifenden
Isolierstopfen aus Wolframcarbid, der einen Außendurchmesser von 69 mm hat
und damit in den lichten Durchmesser des Innengewindes des koaxialen
Längskanals
des Elektrodenabschnittespasst.
Die
mindestens fünf
Teile des Zugankers werden zusammenmontiert und in einen der drei
bereitstehenden Elektrodenabschnitte geschraubt, wobei der Elektrodenabschnitt
und der Zuganker vertikal orientiert sind. Der Zuganker greift mit
dem Trapezgewinde seines Abschnittes U in das Innengewinde des Elektrodenabschnittes.
Nacheinander werden der zweite und der dritte Elektrodenabschnitt
auf den Zuganker gesteckt und so auf den jeweils unteren Elektrodenabschnitt
gestellt, dass die kegelstumpfförmigen
Führungselemente
ineinander passen.
Schließlich wird
eine Stahlplatte mit zentralem Gewinde auf das Gewinde im Abschnitt
O des Zugankers geschraubt und gegen die oberste Elektroden-Stirnfläche festgezogen.
Es folgt noch eine Mutter zum Kontern, um einer Lockerung des verspannten
Stranges vorzubeugen. Der gesamte Strang wird in die Halterung des
Tragarmes des Lichtbogenofens gehoben.