Einrichtung zum ]Regeln elektrischer Lichtbogenüfen. Gegenstand der Erfindung ist eine Ein richtung zum Regeln elektrischer Lichtbogen- öfen, bei der die Elektroden selbsttätig in Abhängigkeit vom Strom in den einzelnen Elektroden oder von der Lichtbogenspannung oder von beiden verschoben werden. Die selbsttätigen Elektroden-Reguliervorrichtun- gen arbeiten heutzutage im allgemeinen mit kleiner Senk- und erl-iöhter Hubgeschwindig keit.
Im praktischen Betrieb hat sich jedoch gezeigt, dass auch die Hubgeschwindigkeit nicht zu gross werden darf, damit ein ruhiger Ablauf des Regelvorganges der Elektroden- bewegung gewährleistet wird. Bei zu starker Erhöhung der Hubgesellwindigkeit wird nämlich die Steuerung überempfindlich und führt zu spitzen Einsenkungen im Strom diagramm.
Bei Eintritt eines Kurzschlusses infolge unmittelbarer Berührung des Einsat zes mit einer Elektrode kann es jedoch bei solchen Steuerungen trotzdem noch zur Aus lösung des Hauptschalters<U>kommen,</U> weil die Elektrode nicht genügend rasch aus dem Ein satz herausgehoben werden kann und der Kurzschluss daher über die gesamte Zeit der Auslöseverzögerung des Hauptschalters beste hen bleibt. Um solche Abschaltungen zu ver hindern, müsste die Hubgeschwindigkeit der Elektroden auf ein Mehrfaches des für den Normalbetrieb erforderlichen Geschwindig keitswertes gesteigert werden; dies würde sieh aber wieder im Normalbetrieb, wie ein gangs vermerkt, störend auswirken.
Die vorliegende Erfindung besteht darin, dass im Falle eines Kurzschlusses im Ofen die Hubgeschwindigkeit der Elektroden durch zusätzliche Mittel, die in den normalen Regel vorgang eingreifen, über die bei Normal betrieb angewandte HubgeseUwindigkeit hin aus erhöht wird.
Hierbei können die Vorzüge der neueren Steuerungen mit unterschied- lieber Hub- und Senkgeschwindigkeit unver mindert ausgenützt werden; sie 'werden durch die Erfindung ergänzt zur Vermeidung an haltender Kurzschlüsse, welche bei norma ler Hubgeschwindigkeit zu Abschaltungen des Hauptschalters und damit zu störenden Be- triebsunterbrüchen führen können.
In Fig. <B>1</B> der Zeichnung ist als Ausfüh rungsbeispiel des Erfindungsgedankeils eine elel-,trohvdraulischeEleI##trodensteuerun"sehe- matisch dargestellt, während Fin% 2 und<B>3</B> Kennlinien in Funktion der Zeit veransehau- liehen, und zwar zei--t Fi--. 2 ein Stromdia- zn <B>en</B> gramm und Fig. <B>3</B> ein kombiniertes Dia gramm des Strom-,
Druck- und Elektroden- geschwindigkeitsverlaufes.
Das Beispiel der Fig. <B>1</B> bezieht sieh auf eine Einrichtung, bei welcher die Elektrode<B>3</B> eines Liehtbogenofens <B>1</B> mit einem flüssigen n zn Druckmittel, beispielsweise Wasser, bewugt wird. Der Lichtbogen bildet sich nvischen dem Einsatz 2 des Ofens und der Elektrode<B>3,</B> die vom Kolben des Zylinders 4 gehoben und gesenkt wird.
In die Stromzuleitun,-,- <B>5</B> ist ein Stromwandler6 eingeschaltet, der den zus51z- liehen Regler<B>7</B> speist, welcher das Ventil 12 für den Zufluss von Druelz-wasser zum Zylin der 4 steuert. Im Normalbetrieb des Schmelz vorganges #vird der Ofen<B>1</B> mittels des Re glers<B>8</B> von einem Schaltpult -aus ferngesteuert. Dann fliesst das Druchwasser zur Steuerung der Elektrode<B>3</B> über das Ventil<B>10</B> in die Leitung<B>9</B> zum Druckwasserzylinder 4.
Beide Ventile,<B>10</B> und 12, werden aus dem gleichen, in der Zeichnung nicht dargestellten Druek- wasserreservoir gespeist, doch ist der Druck abfall in der langen, über das Schaltpultven- til <B>10</B> führenden Leitung wesentlich grösser als in der kurzen Leitung 14,<B>15, 9.</B> Bei Kurz- schluss tritt der unmittelbar am Ofen an--e- briaehte zusätzliche Regler<B>7</B> in Tätigkeit, welcher nach Ablauf eines Teils der Auslöse- zeit des mit Überstrom-Zeitrelais versehenen,
in der Zeichnung nicht dargestellten Haupt- scha-Iters das Ventil 12 zur zusätzlichen Druckwasserzufuhr verstellt. An der Betäti gungsstange<B>11</B> des Ventils 12 ist eine ein stellbare Dämpfungsvorrichtuno, <B>13</B> ange bracht, welche zur Verzögerung der Ventil bewegung dient. Die Dämpfung<B>13</B> wird so eingestellt, dass das Ventil 12 einem in der Zuleitung<B>5</B> auftretenden Kurzschlussstrom erst nach Ablauf eines Teils der Auslösever- zögerungszeit des Hauptschalters folgt.
Im praktischen Betrieb wird als Verzögerungs- el mit der Veiitill)eu#,e(,-tiiig zweckmässig etwa die Hilfte der Auslöseverzörgerungszeit des Hauptsehalters ",-ew;iihlt.
Die der dargestellten Ein- ichtun.-1- ist folgende: Beini Anftreten eines Kurzschlusses infolge direkter Berührung der Elektrode<B>3</B> mit dein Einsatz 2 steuert deil Regler<B>8</B> des Ventils<B>10</B> auf 11-Lib der Elek trode, und dieselbe bewegt sieh mit normaler Uub--eseliwiiidio11#ei.t nach oben.
Handelt es n el sich nur uni eine spontane Berührung der Elektrode init einem Teil, weleher unter der Elektrode<B>3</B> liegt, so genügen Brueliteile von S(-kunden der normalen Hubbewegung, uni den Kurzschluss aufzubeben und den norma len Liehtbogenstroni herzustellen.
Ini Dia gramm der Fig. '-), welehes den Verlauf des dem Elektrodenstrom proportionalen Sekun- dirstronies <B>;
</B> des Wandlers<B>6</B> in Abhäng -igkeit von der Zeit<B>1</B> darstellt, entsprieht dieser Fall der Spitze<B>20</B> der Kennlinie. Ilandelt es sieh jedoeb 1-)eini Kiirzseliltiss um ein(, Berührung von festen Einsatzteilen, #,#relehe von der Seite her an die Elektrode herano-ekonimen sind# dann datiert es bei der normalen 11-Lii)- züi bis eine TrennLin- z#,
visehen Elektrode und Einsatz herbei geführt ist, und nach Ablauf der Auslösever- t' zögerungszeit des Hauptsehalters würde die ser anspreehen und den Strom zum Ofen unterbrechen.
Uni dies züi verhüten, hat der zusätzliche Re-,ler <B>7</B> nach Ablauf der Hälfte der Auslöseverzögerungszeill des Hauptschil- ters den Ventilkolben 12 so weit gesenkt, dass durch die Druelz-wasserleitun,#, 14 Druckwas ser in die Leitung<B>15</B> und von da in die Druelileitung <B>9</B> gelangen kann.
Der Druck zylinder 4 wird jetzt ausser über die lange Leitung mit grossem Druekabfall durch das vom Regler<B>8</B> gesteuerte Ventil<B>10</B> zusätzlieb über die kurzen Leitumren <B>15</B> und<B>9</B> mit klei nem Druekabfall durch (las Ventil<B>12</B> vom Regler<B>7</B> lier mit Druekwasser gespeist. Der ]Druck unter dem Kolben des Druekzylinders steigt rasch in und es wird eine starke Er höhung der Hubgesehwindigheit der Elek trode<B>3</B> bewirkt.
Es ist dadurch möglich" innerhalb der Auslöseverzögerungszeit des en Hauptschalters eine Trennung der Elektrode von seitlich berührenden Einsatzteilen her beizuführen. In Fig. 2 entspricht dies der Stelle<B>'21</B> im Stroindiagramin. Die Auslösung des Hauptschalters würde im Zeitmoment 22 des Stromdiagrammes nach Fig. 2 stattfin den. Sie wird aber durch die stark erhöhte Ilubgeschwindigkeit vermieden, da infolge Eingreifens des Kurzsclilussreglers <B>7</B> das Stromdiagramm nael-i dem strichpunktierten Teil<B>23</B> in Fig. 2 verläuft.
Das kombinierte Diagramm nach Fig. <B>3</B> veranschaulicht den Ablauf der Steuerungs vorgänge im Punkt 21 des Stromdiagrammes <B>-</B> 'ig. 2. Das obere Diagramm von Fig. <B>3</B> ,Ton<B>F</B> -wiederholt mit der Linie<B>25</B> einen Abschnitt des Diagrammes nacli Fig. 2, nämlich den Stromverlauf in der Elektrode<B>3</B> in anderem Massstab. Der Anstieg im Punkt<B>26</B> entspricht dem Stromanstieg im Punkt 21 der Fig. 2.
Zeitlich übereinstimmend mit dem Strom anstieg im Punkt<B>26</B> zeigt das mittlere Dia- gramin der Fig. <B>3</B> den Anstieg des Druckes<B>p</B> im Zylinder 4 und dessen weiteren Verlauf gemäss der Linie<B>27.</B> Das untere Diagramm von Fig. <B>3</B> beginnt ebenfalls im gleichen Zeitmoment wie die beiden darüberliegenden Diagramme und lässt den Verlauf der Elek- trodengeschwindigkeit v erkennen.
Mit dem Eintritt eines Kurzschlusses im Punkt<B>26</B> beginnt vorerst eine normale Hub bewegung unter Anstieg des Presswasser- druckes bis zum Punkt<B>28.</B> Die Hubgeschwin digkeit verläuft gemäss Linie<B>29</B> gleichmässig, bis zum Ablauf der halben Auslöseverzöge- rungszeit des Hauptschalters gemäss Punkt<B>30</B> bezw. <B>31.</B> Da der Kurzschlussstrom nach der Linie<B>25</B> immer noch andauert, betätigt der Zusatzregler<B>7</B> das Ventil 12 und erhöht da mit den Presswasserdruch im Zylinder 4.
Die erhöhte Zufuhr von Presswasser in den<B>Zy-</B> linder 4 lässt die Hubgeschwindigkeit im Punkt<B>31</B> auf den Wert<B>32</B> ansteigen, der in dem gezeichneten Beispiel etwa viermal grö sser ist als die normale Hubgeseliwindigkeit <B>29.</B> Die Biegung<B>33</B> des Stromdiagrammes <B>25</B> lässt erkennen, dass in diesem Augenblick eine Trennung der Elektrode vom Einsatz statt- gefunden hat und der Strom wieder absinkt.
Sofort schliesst das Ventil 12 die Zusatz speisung von Presswasser wieder ab, und das mittlere Diagramm zeigt wieder eine normale Höhe des Presswasserdruckes an. Die Hub geschwindigkeit sinkt ab auf den Normalwert gemäss 34 und lässt den Strom im Diagramm gemäss Linie<B>25</B> auf den Normalwert absin ken. Der Regler<B>8</B> schliesst nun auch die nor male Presswasserzufuhr ab, so dass der Druck gemäss dem mittleren Diagramm bei<B>35</B> wie der die Nullinie erreicht. Dementsprechen#d wird auch die Hubbewegung abgestoppt und ei-reicht bei<B>36</B> ebenfalls die Nullinie.
Statt des zusätzlichen Reglers<B>7</B> kann auch ein einfacher Elektromagnet oder ein Hilfsrelais für den Antrieb des Zusatzven tils 12 verwendet werden. Diese Vorrichtun gen werden dann zweckmässig ebenfalls mit einem der Dämpfung<B>13</B> entsprechenden fe sten oder einstellbaren Verzögerungsorgan a-usgerüstet. Die Erregung des Zusatzorganes, <B>d.</B> h. des Reglers<B>7</B> oder der ihn ersetzenden Vorrichtung kann, wie dargestellt, in<B>Ab-</B> hängigkeit vom Elektrodenstrom oder aber von der Lichtbogenspannung, die ja bei Kurz- schluss Null wird, oder schliesslieli von Strom und Spannung zugleich erfolgen.
Auch Elektrodenregulie#ungen mit Hub motoren und Spindelantrieb der Elektroden können so ausgestaltet werden, dass sie bei Kurzschluss, gegebenenfalls naell Ablauf eines Teils der Auslöseverzögerungszeit des Hauptschalters, mit mehrfacherGeseliwindig- keit laufen. Es handelt sich immer darum, durch Einschaltung entsprechender zusätz licher Mittel, beispielsweise Relais oder Re- gelvorrielltungen, das Auslösen des Haupt schalters durch beschleunigtes Hochfahren der Elektrode zu vermeiden.
Device for] regulating electric arc furnaces. The invention relates to a device for regulating electric arc furnaces, in which the electrodes are automatically shifted depending on the current in the individual electrodes or the arc voltage or both. The automatic electrode regulating devices nowadays generally work with small lowering and increased lifting speeds.
In practical operation, however, it has been shown that the lifting speed must not become too high either, so that a smooth sequence of the control process of the electrode movement is guaranteed. If the lifting speed is increased too much, the control becomes over-sensitive and leads to sharp drops in the current diagram.
If a short circuit occurs as a result of the insert coming into direct contact with an electrode, however, the main switch can still be triggered with such controls because the electrode cannot be lifted out of the insert quickly enough and the Short circuit therefore persists over the entire time of the main switch's tripping delay. In order to prevent such shutdowns, the lifting speed of the electrodes would have to be increased to a multiple of the speed value required for normal operation; but this would have a disruptive effect again in normal operation, as noted at the beginning.
The present invention consists in the fact that, in the event of a short circuit in the furnace, the lifting speed of the electrodes is increased by additional means which intervene in the normal control process, beyond the lifting speed used in normal operation.
Here, the advantages of the newer controls with different lifting and lowering speeds can be used without loss; they 'are supplemented by the invention to avoid persistent short circuits, which can lead to disconnection of the main switch and thus to disruptive operational interruptions at normal lifting speed.
In Fig. 1 of the drawing, an electrical, hydraulic valve control unit is shown schematically as an exemplary embodiment of the concept of the invention, while Fin% 2 and 3 are characteristic curves as a function of the Show time, namely time Fig. 2 a current diagram and Fig. 3 a combined diagram of the current,
Pressure and electrode speed curve.
The example in FIG. 1 relates to a device in which the electrode 3 of a light-arc furnace 1 is supplied with a liquid pressure medium, for example water , is conscious. The arc is formed between the insert 2 of the furnace and the electrode 3, which is raised and lowered by the piston of the cylinder 4.
A current transformer6 is switched on in the power supply line, -, - <B> 5 </B>, which feeds the additional regulator <B> 7 </B>, which feeds the valve 12 for the flow of pressurized water to the cylinder 4 controls. During normal operation of the melting process, the furnace <B> 1 </B> is controlled remotely from a control panel using the controller <B> 8 </B>. Then the pressurized water for controlling the electrode <B> 3 </B> flows via the valve <B> 10 </B> into the line <B> 9 </B> to the pressurized water cylinder 4.
Both valves, <B> 10 </B> and 12, are fed from the same pressurized water reservoir (not shown in the drawing), but the pressure drop in the long one via the control panel valve <B> 10 </ B > The leading line is significantly larger than in the short line 14, <B> 15, 9. </B> In the event of a short circuit, the additional regulator <B> 7 </B> directly connected to the furnace comes into operation , which after part of the tripping time of the overcurrent time relay
Hauptscha-Iters, not shown in the drawing, adjusts the valve 12 for the additional supply of pressurized water. An adjustable damping device, <B> 13 </B>, is attached to the actuating rod 11 of the valve 12 and serves to delay the valve movement. The attenuation <B> 13 </B> is set in such a way that the valve 12 only follows a short-circuit current occurring in the supply line <B> 5 </B> after part of the tripping delay time of the main switch has elapsed.
In practical operation, as a delay el with the Veiitill) eu #, e (, - tiiig, for example, the aid of the release delay time of the main switch ", -ew; ii" is used.
The device 1 shown is the following: If a short circuit occurs as a result of direct contact between the electrode 3 and the insert 2, the regulator 8 of the valve controls the valve 10 </B> on 11-Lib of the electrode, and the electrode moves with normal Uub - eseliwiiidio11 # ei.t upwards.
If it is only a matter of spontaneous contact with the electrode with a part that lies under the electrode <B> 3 </B>, then Brueliteile from S (-customers of the normal stroke movement are sufficient to break the short circuit and the normal Manufacture Liehtbogenstroni.
In the diagram of FIG. 1 -), which shows the course of the second direct current proportional to the electrode current <B>;
</B> of converter <B> 6 </B> as a function of time <B> 1 </B>, this case corresponds to the peak <B> 20 </B> of the characteristic. Ilandelt it see however 1-) a Kiirzseliltiss around a (, touch of fixed insert parts, #, # relehe from the side to the electrode are approaching # then it dates with the normal 11-Lii) - züi until a separating line z #,
The visual electrode and insert is brought about, and after the tripping delay time of the main switch has elapsed, this would respond and interrupt the current to the furnace.
To prevent this, the additional regulator <B> 7 </B> has lowered the valve piston 12 after half of the trigger delay line of the main switch has elapsed so that through the pressure water pipe #, 14 pressurized water is in the line <B> 15 </B> and from there into the pressure line <B> 9 </B>.
The pressure cylinder 4 is now, in addition to the long line with a large pressure drop through the valve <B> 10 </B> controlled by the regulator <B> 8 </B>, via the short Leitumren <B> 15 </B> and <B> 9 </B> with a small pressure drop through (read valve <B> 12 </B> from regulator <B> 7 </B> lier fed with pressurized water. The] pressure under the piston of the pressurized cylinder rises rapidly in and the lifting speed of the electrode <B> 3 </B> is greatly increased.
This makes it possible to separate the electrode from laterally touching insert parts within the triggering delay time of the main switch. In FIG. 2, this corresponds to the point <B> '21 </B> in the stroke diagram. The triggering of the main switch would occur at instant 22 The current diagram according to Fig. 2 takes place. However, it is avoided by the greatly increased operating speed, since, as a result of the intervention of the short-circuit controller <B> 7 </B>, the current diagram near the dash-dotted part <B> 23 </B> in FIG 2 runs.
The combined diagram according to FIG. 3 illustrates the sequence of the control processes in point 21 of the flow diagram <B> - </B> 'ig. 2. The upper diagram of FIG. 3, tone F - repeats with the line <B> 25 </B> a section of the diagram according to FIG. 2, namely the Current curve in electrode <B> 3 </B> on a different scale. The increase in point <B> 26 </B> corresponds to the current increase in point 21 of FIG. 2.
At the same time as the increase in current at point <B> 26 </B>, the middle dia- gramine in FIG. 3 shows the increase in pressure <B> p </B> in cylinder 4 and its further course according to the line <B> 27. </B> The lower diagram of FIG. <B> 3 </B> also begins at the same instant as the two diagrams above and shows the course of the electrode speed v.
When a short circuit occurs at point <B> 26 </B>, a normal lifting movement begins with an increase in the press water pressure up to point <B> 28. </B> The lifting speed runs according to line <B> 29 < / B> evenly, until half the tripping delay time of the main switch has elapsed according to item <B> 30 </B> resp. <B> 31. </B> Since the short-circuit current continues after the line <B> 25 </B>, the additional controller <B> 7 </B> actuates the valve 12 and increases the press water pressure in the cylinder 4 .
The increased supply of press water into the cylinder 4 causes the lifting speed at point <B> 31 </B> to increase to the value <B> 32 </B>, which is approximately the value in the example shown is four times greater than the normal stroke speed <B> 29. </B> The bend <B> 33 </B> of the current diagram <B> 25 </B> shows that at this moment the electrode is separated from the insert has taken place and the current drops again.
The valve 12 immediately closes the additional feed of press water again, and the middle diagram again shows a normal level of press water pressure. The stroke speed drops to the normal value according to 34 and lets the current in the diagram according to line <B> 25 </B> drop to the normal value. The controller <B> 8 </B> now also closes the normal press water supply so that the pressure according to the middle diagram at <B> 35 </B> reaches the zero line. Correspondingly, the stroke movement is also stopped and the zero line is also sufficient at <B> 36 </B>.
Instead of the additional controller 7, a simple electromagnet or an auxiliary relay can also be used to drive the additional valve 12. These devices are then also expediently equipped with a fixed or adjustable delay element corresponding to the damping 13. The excitation of the additional organ, <B> d. </B> h. of the controller 7 or the device replacing it can, as shown, be dependent on the electrode current or on the arc voltage, which becomes zero in the event of a short circuit, or closes of current and voltage at the same time.
Electrode controls with lifting motors and spindle drives for the electrodes can also be designed in such a way that they run at multiple speeds in the event of a short circuit, possibly after part of the triggering delay time of the main switch has elapsed. It is always a question of using appropriate additional means, for example relays or regulating devices, to prevent the main switch from being triggered by accelerating the electrode.