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Dans la plupart des réglages d'électrodes automatiques de fours à arc, les électrodes sont déplacées par des orga- nes de commande excités, non seulement par l'intensité, mais aussi par la tension du courant du four à arc. Les organes de commande dépendant de l'intensité et de la tension peu- vent à cet effet exercer indépendamment les uns des autres une influence sur le réglage, mais ils peuvent aussi, comme c'est le cas dans de nombreux dispositifs de réglage, être
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accouplés ensemble mécaniquement. Ce couplage mécanique a l'inconvénient que la sensibilité du réglage est différente pour le courant et pour la tension.
Beaucoup d'équipements de commande connus ont aussi l'inconvénient qu'ils comparent directement entre elles des grandeurs du courant alternatif.
De ce fait, le déphasage qui existe entre Le courant et la tension d'arc exerce sur le réglage une influence perturba- trice. Il faut ajouter que, jusqu'à présent, dans la plupart des cas, l'organe de réglage sensible à la tension était rac- cordé non pas à la tension proprement dite de l'arc, mais de telle façon qu'il englobait la chute de tension dans les con- ducteurs entre le transformateur et l'électrode. Mais comme ces chutes de tension, par suite de la grande intensité du courant, sont déjà de l'ordre de grandeur de la tension d'arc, le résultat du réglage subit par suite une influence défavo- rable. Dans les fours à arc pour courant triphasé, les diffé- rentes électrodes sont réglées indépendamment l'une de l'au- tre.
Mais dans les fours triphasés, les grandeurs que présen- tent pendant le fonctionnement les différentes phases ne sont pas indépendantes l'une de l'autre ; on constate des varia- tions d'intensité et de tension dans une phase, lorsque dans une autre phase se produit un court-circuit ou, en général, une variation d'intensité. On peut envisager le couplage des trois phases quand on exécute le réglage de telle sorte que seules les valeurs absolues de l'intensité du courant d'arc et de la tension d'arc de la phase intéressée déterminent le réglage, indépendamment de leur position de phase.
Il appartient au domaine connu de produire deux tensions continues au moyen de redresseurs auxiliaires, dont l'une est proportionnelle à l'intensité du courant d'arc, et l'au- tre à la tension d'arc, et de faire agir sur le dispositif de déplacement des électrodes la différence entre ces ten- sions. Dans ce cas, le dispositif de réglage reste au repos
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lorsque la tension et le courant sont l'un par rapport à l'autre dans un rapport bien déterminé, et il n'entre en ac- tivité que lorsque les deux grandeurs varient en sens con- traires. Lorsque, par exemple, un court-circuit se produit à une électrode, aux deux autres électrodes non seulement l'in- tensité, mais aussi la tension monte. Par suite, ces deux électrodes, qui d'ailleurs ne sont pas le siège d'une pertur- bation, restent au repos.
Par contre, à l'électrode en court- circuit, en même temps que l'intensité augmente, la tension tombe à un minimum. Le dispositif de réglage entre alors en action.
On sait qu'on peut provoquer la différence entre la tension dépendant de l'intensité du courant d'arc et la ten- sion dépendant de la tension d'arc, de sorte que ces deux grandeurs excitent deux enroulements de champ en opposition d'un générateur Léonard, dont l'induit alimente le moteur de réglage,de l'électrode intéressée. Abstraction faite de ce que ce dispositif de réglage exige une grande dépense (il faut notamment pour chaque électrode prévoir une génératrice de commande particulière), il présente l'inconvénient qu'il n'agit qu'assez lentement et que, de plus, il est très peu 'sensible aux petits écarts par rapport aux conditions de ré- gime. En outre, du fait des caractéristiques magnétiques non linéaires de la génératrice de commande, il s'introduit dans ,le réglage, des influences parasites indésirables.
L'invention a pour but de créer un réglage d'électrodes, dans lequel l'influence de la position de phase pour la va- leur correspondant au fonctionnement de l'arc est supprimée également, mais qui évite les inconvénients précités du dis- positif connu. Suivant l'invention, on prévoit un dispositif hydraulique de déplacement des électrodes connu, sur lequel la tension différentielle précitée, dépendant seulement des valeurs absolues des grandeurs qui correspondent au fonction-
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nement de l'arc, agit de telle sorte que, lorsque le fonc- tionnement de l'arc s'écarte de son régime, la soupape à li- quide, qui provoque le soulèvement ou l'abaissement de l'é- lectrode considérée, soit ouverte ou fermée.
Le réglage d'a- près l'invention présente l'avantage de la suppression com- plète des phénomènes d'inertie ou des distorsions non liné- aires de la caractéristique de réglage.
Sur le dessin, on a représente un exemple d'exécution de l'invention. Les trois électrodes 2 du four à arc sont alimentées par les trois phases 4 d'un réseau triphasé. Pour le déplacement des électrodes, on a prévu des cylindres à pression 5, dont les pistons peuvent être commandés par ad- mission ou évacuation d'eau sous pression. La tension diffé- rentielle qui influe sur le réglage est prise aux bornes ex- térieures des deux résistances 9 et 10 montées en série. La résistance 9 est reliée, par l'intermédiaire d'un redresseur auxiliaire 7, par exemple d'un redresseur sec ou d'un redres- seur à tube à décharge, à la tension entre l'électrode 2 de la phase intéressée et le bain de fusion 3.
L'autre résis- tance 10 reçoit, par l'intermédiaire d'un redresseur auxili- aire 8, à partir de l'enroulement secondaire du transforma- teur 6, un courant proportionnel à l'intensité du courant de l'électrode correspondante. Les deux résistances sont cou- plées en série de façon que les tensions qui s'y manifestent agissent en sens contraires. Par un choix convenable des di-. mensions, on veille à ce que, lorsque l'électrode fonctionne à son régime, les tensions qui se manifestent aux résistan- ces 9 et 10 soient exactement de même grandeur et s'exercent en sens contraire aux bornes extérieures. Par suite, une ten- sion différentielle ne se manifeste aux bornes extérieures que lorsque l'intensité et la tension d'arc varient en sens contraires.
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A la tension différentielle appliquée aux résistances
9 et 10 sont alors raccordés deux électro-aimants 13 et 14 par une soupape 11 et 12 respectivement. Le sens de passage de ces soupapes est tel que, suivant le sens dans lequel la tension différentielle s'applique aux résistances 9 et 10, il n'y ait jamais que l'un ou l'autre des deux électro-ai- mants 13 et 14 qui soit excité. L'électro-aimant 13 commande la soupape 15, dont l'ouverture permet à l'eau sous pression de la conduite d'amenée 17 d'entrer dans le cylindre corres- pondant 5 et soulève l'électrode. Par contre, l'électro- aimant 14 est couplé avec une soupape 16 qui, en s'ouvrant, laisse sortir, par le tuyau d'évacuation 18, l'eau sous pression du cylindre 5.
Par suite, tant qu'aucune tension différentielle ne se produit aux résistances 9 et 10, ce qui, ainsi qu'il est dit plus haut, indique l'existence d'un ré- gime de fonctionnement normal, l'électrode intéressée reste en repos. Quand l'intensité et la tension varient dans le même sens, il ne se produit non plus aucun mouvement. Un dé- placement de l'électrode ne se déclenche que lorsque la ten- sion et l'intensité varient en sens opposés et alors l'élec- trode est relevée si l'intensité croit en même temps que la tension baisse, et elle est abaissée si l'intensité décroît pour une tension croissante.
La sensibilité de la commande peut être ajustée 'au moyen d'une résistance réglable 21. De plus, on peut également mo- difier la sensibilité en insérant encore les résistances 19 et 20 dans le circuit de courant eontinu des résistances de compensation. Ces résistances sont réglables également.
Il est avantageux de prévoir encore un dispositif addi- tionnel qui permette de soulever les électrodes j usqu'à une position limite déterminée quand la tension est tout-à-fait coupée des électrodes. De plus, il convient de prévoir la
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possibilité de régler les électrodes également à la main, in- dépendamment du système de réglage automatique.
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In most automatic electrode settings of arc furnaces, the electrodes are moved by controllers excited, not only by the amperage, but also by the voltage of the arc furnace current. Current and voltage-dependent actuators can influence the setting independently of each other, but they can also, as is the case with many regulators, be
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mechanically coupled together. This mechanical coupling has the drawback that the sensitivity of the adjustment is different for the current and for the voltage.
Many known control devices also have the drawback that they directly compare the magnitudes of the alternating current with one another.
As a result, the phase shift which exists between the arcing current and the arcing voltage exerts a disturbing influence on the regulation. It should be added that, until now, in most cases, the voltage-sensitive regulator was connected not to the actual arc voltage, but in such a way that it included the voltage. voltage drop in the conductors between the transformer and the electrode. However, as these voltage drops, as a result of the large intensity of the current, are already of the order of magnitude of the arc voltage, the result of the adjustment is consequently adversely affected. In three-phase arc furnaces, the individual electrodes are set independently of each other.
But in three-phase furnaces, the magnitudes which the different phases present during operation are not independent of one another; variations in intensity and voltage are observed in one phase, when in another phase there is a short-circuit or, in general, a variation in intensity. It is possible to envisage the coupling of the three phases when carrying out the adjustment so that only the absolute values of the intensity of the arc current and of the arc voltage of the phase concerned determine the adjustment, independently of their position of phase.
It belongs to the known field to produce two direct voltages by means of auxiliary rectifiers, one of which is proportional to the intensity of the arc current, and the other to the arc voltage, and to act on the device for moving the electrodes the difference between these voltages. In this case, the adjustment device remains at rest
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when the voltage and the current are relative to each other in a well-determined relation, and it does not come into activity until the two quantities vary in opposite directions. When, for example, a short circuit occurs at one electrode, at the other two electrodes not only the current, but also the voltage rises. Consequently, these two electrodes, which moreover are not the site of a disturbance, remain at rest.
On the other hand, at the short-circuited electrode, as the current increases, the voltage drops to a minimum. The adjustment device then comes into action.
We know that one can cause the difference between the voltage depending on the intensity of the arc current and the voltage depending on the arc voltage, so that these two quantities excite two field windings in opposition to each other. a Leonardo generator, whose armature supplies the motor for adjusting the electrode concerned. Apart from the fact that this adjustment device requires a great expense (in particular it is necessary for each electrode to provide a particular control generator), it has the drawback that it acts only fairly slowly and that, moreover, it is very insensitive to small deviations from the speed conditions. In addition, due to the nonlinear magnetic characteristics of the control generator, it is introduced into, the adjustment, unwanted parasitic influences.
The object of the invention is to create an electrode adjustment, in which the influence of the phase position for the value corresponding to the operation of the arc is also eliminated, but which avoids the aforementioned drawbacks of the device. known. According to the invention, provision is made for a known hydraulic device for moving the electrodes, on which the aforementioned differential voltage, depending only on the absolute values of the quantities which correspond to the function.
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of the arc, acts in such a way that, when the operation of the arc deviates from its regime, the liquid valve, which causes the raising or lowering of the electrode considered , either open or closed.
Adjustment according to the invention has the advantage of completely suppressing inertia phenomena or non-linear distortions of the adjustment characteristic.
In the drawing, there is shown an embodiment of the invention. The three electrodes 2 of the arc furnace are supplied by the three phases 4 of a three-phase network. For the displacement of the electrodes, pressure cylinders 5 are provided, the pistons of which can be controlled by admission or discharge of pressurized water. The differential voltage which influences the setting is taken at the external terminals of the two resistors 9 and 10 connected in series. Resistor 9 is connected, via an auxiliary rectifier 7, for example a dry rectifier or a discharge tube rectifier, to the voltage between the electrode 2 of the phase concerned and the molten pool 3.
The other resistor 10 receives, via an auxiliary rectifier 8, from the secondary winding of the transformer 6, a current proportional to the intensity of the current of the corresponding electrode. The two resistors are coupled in series so that the voltages which appear there act in opposite directions. By a suitable choice of di-. mensions, care is taken that, when the electrode is operating at its speed, the voltages which appear at resistances 9 and 10 are exactly the same magnitude and are exerted in the opposite direction at the external terminals. As a result, a differential voltage only appears at the outer terminals when the arc current and voltage vary in opposite directions.
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To the differential voltage applied to the resistors
9 and 10 are then connected two electromagnets 13 and 14 by a valve 11 and 12 respectively. The direction of passage of these valves is such that, depending on the direction in which the differential voltage applies to the resistors 9 and 10, there is never only one or the other of the two electromagnets 13 and 14 who is excited. The electromagnet 13 controls the valve 15, the opening of which allows the pressurized water from the supply line 17 to enter the corresponding cylinder 5 and lifts the electrode. On the other hand, the electromagnet 14 is coupled with a valve 16 which, by opening, lets out, through the discharge pipe 18, the water under pressure from the cylinder 5.
Consequently, as long as no differential voltage occurs at resistors 9 and 10, which, as stated above, indicates the existence of a normal operating regime, the electrode concerned remains in operation. rest. When the intensity and the voltage vary in the same direction, there is no movement either. A displacement of the electrode is only triggered when the voltage and the current vary in opposite directions and then the electrode is raised if the intensity increases at the same time as the voltage decreases, and it is lowered if the intensity decreases for an increasing voltage.
The sensitivity of the drive can be adjusted by means of an adjustable resistor 21. In addition, the sensitivity can also be changed by further inserting resistors 19 and 20 into the dc circuit of the compensating resistors. These resistors are also adjustable.
It is advantageous to provide yet another additional device which makes it possible to lift the electrodes up to a determined limit position when the voltage is completely cut off from the electrodes. In addition, the
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possibility of adjusting the electrodes also by hand, independently of the automatic adjustment system.