-
Verfahren und Vorrichtung zum Durcherwärmen von Metallblöcken durch
elektrische Induktionsheizung Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Durchwärmen von Metallblöcken durch elektrische Induktionsheizung auf einen
für die Mantel- und Kernzonen eines Blockes etwa gleichen Wert, bei dem zu Beginn
des Erwärmungsvorganges eine erhebliche Temperaturspanne zwischen beiden Blockzonen
auftritt, die im weiteren Verlauf des Erwärmungsvorganges ausgeglichen wird, und
bei dem zunächst die Temperatur der Mantelzone über den Endwert hinaus bis zu einem
oberhalb des Endwertes liegenden unschädlichen Höchstwert gesteigert wird.
-
Bei einem bekannten Verfahren dieser Art wird in einem anschließenden
zweiten Verfahrensabschnitt die Mantelzone auf einer gleichbleibenden Temperatur
gehalten, während die Kernzone auf die Temperatur der Mantelzone aufgeheizt wird.
In diesem zweiten Verfahrensabschnitt sinkt die Heizleistung nach einer Exponentialkurve
entweder stetig oder schrittweise. Der Übergang vom ersten zum zweiten Verfahrensabschnitt
erfolgt nach Ablauf einer auf Grund vorheriger Ermittlungen eingestellten Zeit,
nicht aber auf Grund einer Temperaturmessung. Auch die Steuerung der Heizleistung
nach einer Exponentialkurve im zweiten Verfahrensabschnitt wird lediglich in Abhängigkeit
von dem Ablauf der Zeit durchgeführt. Auch dabei können kleine Rechenfehler dazu
führen, daß das Gleichgewicht zwischen der Heizleistung und dem Heizbedarf gestört
wird und infolgedessen ein zu starkes oder zu geringes Erwärmen des Blockes eintritt.
-
Im Gegensatz hierzu wird erfindungsgemäß im zweiten Verfahrensabschnitt
die Erwärmung des Blockes in mindestens zwei Stufen unter in Abhängig-]zeit von
der Manteltemperatur stehender Einregelung des Erregerstromes der Induktionsspule
durch dessen zyklische Verminderung mit für beide Stufen verschiedenen Höchstwerten
dieses Stromes fortgesetzt, wobei die Umschaltung von der ersten zur zweiten Stufe
in Abhängigkeit von der Temperatur der Kernzone erfolgt.
-
Das Verfahren nach der Erfindung führt zu einem erheblichen Fortschritt.
Dieser besteht zunächst darin, daß die Unsicherheit vermieden ist, die eine ohne
Rücksicht auf die wirklicheTemperatur durchgeführte Zeitsteuerung mit sich bringt.
Ist die Zeitdauer des ersten Verfahrensabschnitts zu lang eingestellt, dann ,wird
der Block überhitzt. Ist die Zeit aber zu kurz bemessen, dann erreicht der Block
nicht die erforderliche Wärme. Man muß bei dem bekannten Verfahren die richtige
Zeit daher durch Versuche ermitteln, was viel Zeit in Anspruch nimmt und leicht
zu einem Verbrennen der bei diesen Versuchen verwendeten Blöcke führt. Beim Verfahren
nach der Erfindung aber wird durch die Einregelung des Erregerstromes in Abhängigkeit
von der Manteltemperatur mit Sicherheit vermieden, daß die Blöcke zu heiß werden
oder zu kalt bleiben. Auch läßt sich das Verfahren nach der Erfindung mit einer
sehr viel einfacheren Vorrichtung durchführen als das bekannte Verfahren. Denn die
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung ist durch zwei den
Erregerstrom der Induktionsheizspule steuernden Temperaturfühler ausgezeichnet,
von denen der eine die Temperatur der Mantelzone und der andere die Temperatur der
Kernzone eines Blockes mißt. Unter »Kernzone« ist in den obigen Darlegungen die
die Achse des Blockes umgebende Zone zu verstehen. Der die Kernzone messende Temperaturfühler
liegt daher in einer Stirnseite des Blockes dicht an dessen Achse an.
-
Es ist auch bereits ein Verfahren zum Durcherwärmen von Metallblöcken
durch elektrische Induktionsheizung bekannt, bei welchem nach Erwärmen der Mantelzone
des Blockes auf die gewünschte Temperatur die Wärmezufuhr so weit verringert wird,
daß sich nur noch die Kerntemperatur des Blockes erhöht, während die Manteltemperatur
auf der erreichten Höhe gehalten wird. Eine Steuerung der Heizleistung in Abhängigkeit
von der Blocktemperatur ist dabei aber nicht vorgesehen.
-
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die in der Stirnfläche
des Blockes gemessene Temperatur
etwa ein Maß ist für das Nacheilen
der Innentemperatur des Blockes gegenüber seiner Manteltemperatur und daß das stufenweise
Herunterschalten der Manteltemperatur in Abhängigkeit . von der Stirnflächentemperatur
eine stufenweise Annäherung der Manteltemperatur an die Endtemperatur ungefähr proportional
der Annäherung der Innentemperatur an die Endtemperatur ermöglicht und daß dies
vorteilhaft ist.
-
Freilich ist ein- Induktionsofen zum Durcherwärmen von Metallblöcken
bekannt, bei dem an die Stirnfläche des Blockes ein doppelter Temperaturfühler angelegt
werden kann. Dieser mißt aber keine Temperaturdifferenz.
-
Vorzugsweise erfolgt beim Verfahren nach der Erfindung die Umschaltung
von der ersten zur zweiten Stufe selbsttätig bei Erreichung einer vorbestimmten
Temperaturspanne zwischen Mantel- und Kernzone, der ersten Stufe vorhandene Temperaturspanne
sich, und zwar vorzugsweise dann, wenn die bei Beginn der ersten Stufe vorhandene
Temperaturspanne sich auf mehr als die Hälfte vermindert hat. Die Steuermittel für
den Erregerstrom der Heizspule sprechen daher auf die Differenz der von den beiden
Temperaturfühlern gemessenen Temperaturen an. Zweckmäßig wird dabei der an der Mantelzone
anliegende Temperaturfühler sowohl zur Steuerung des Erregerstromes der Induktionsheizspule
innerhalb beider Stufen als auch im Zusammenwirken mit dem an der Kernzone anliegenden
Temperaturfühler zur Umschaltung von der ersten auf die zweite Stufe benutzt.
-
Das vorstehend beschriebene Verfahren und eine zu seiner Ausführung
dienende Regelvorrichtung werden nunmehr an Hand eines Ausführungsbeispiels erläutert.
In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 an Hand einer graphischen Darstellung den Wärmeverlauf
beim Erwärmen eines Blockes mit dem Verfahren nach der Erfindung und Fig. 2 ein
Schaltschema des zur Durchführung dieses Verfahrens dienenden Reglers für einen
elektrischen Induktionsofen.
-
In der graphischen Darstellung in Fig. 1 bedeutet die Ordinate die
Temperatur und die Abszisse die in Minuten angegebene Zeit. Es sei angenommen, daß
es sich darum handelt, einen Block auf eine Durchschnittstemperatur von 457° C zu
erwärmen, also auf die durch die waagerechte: Linie 1 angegebene Temperaturgrenze.
Die Oberfläche des Blockes erreicht dabei zeitweise eine Temperatur von etwa 480°
C. Der Verlauf der Temperatur der Oberflächenschicht des Blockes ist durch die Kurve
2 wiedergegeben, während die Kurve 3 den Temperaturverlauf in der Mitte des Blockes
erkennen läßt.
-
Wie die Kurve 2 zeigt, steigt während der ersten Verfahrensstufe die
Oberflächentemperatur des Blokkes ungefähr linear mit Bezug auf die Zeit ziemlich
schnell an und würde in kurzer Zeit eine Temperatur erreichen, die das erforderliche
Maß beträchtlich überschreiten würde, wenn die Erwärmung der Oberflächenschicht
des Blockes durch Induktion ungeregelt andauern würde. In wenigen Minuten wächst
das Temperaturgefälle zwischen der Oberflächenschicht und der Mitte des Blockes
auf etwa 112° C. Danach bleibt dieses Temperaturgefälle ungefähr gleich, bis die
Oberflächentemperatur des Blockes etwa 482° C und die Temperatur in der Mitte des
Blockes etwa 370° C erreicht.
-
In diesem Zeitpunkt setzt die Temperaturregelung durch Ein- und Ausschalten
der Induktionswicklung ein. Es erfolgt dabei eine Grenzregelung, bei welcher die
Wicklung jeweils so lange ausgeschaltet bleibt, bis die Oberflächentemperatur um
etwa 8° C unter den Sollwert von 480° C gefallen ist, und dann wieder eingeschaltet
wird, bis die Oberflächentemperatur den Sollwert von 4&2° C wieder erreicht
hat. Dann erfolgt wieder die Abschaltung und der dadurch bedingte Temperaturabfall
um etwa 8° C unter die Sollgrenze. Dieses Ein- und Ausschalten, das die Kurve 2
wiedergibt, währt so lange, bis das zwischen der Oberfläche und der Mitte des Blockes
bestehende Temperaturgefälle von 112° C beträchtlich gesunken ist, beispielsweise
auf etwa 28° C. Alsdann wird für die Temperaturregelung ein neuer Sollwert der Oberflächentemperatur
festgesetzt. Dieser neue Sollwert ist niedriger als der -bisherige Sollwert von
482° C. Er kann beispielsweise bei etwa 465° C liegen. Die durch Ein-und Ausschalten
bewirkte Grenzregelung der Temperatur erfolgt dann zwischen den Grenzen von 465
und 460" C durch Ein- und Ausschalten der Induktion. Diese zweite Verfahrensstufe
währt so lange, bis die in der Mitte des Blockes herrschende Temperatur den gewünschten
Durchschnittswert ungefähr erreicht hat. Bei dieser zweiten Regelstufe sucht die
Oberflächentemperatur des Blockes zu sinken und sich somit der gewünschten Durchschnittstemperatur
anzunähern, während die in der Mitte des Blockes herrschende Temperatur zu steigen
und sich dadurch dem gewünschten Durchschnittswert anzunähern sucht. Wenn die in
der Blockmitte herrschende Temperatur den gewünschten Durchschnittswert erreicht,
herrscht daher an der Oberfläche des Blockes kein Wärmeüberschuß, der dazu führen
könnte, daß die Durchschnittstemperatur über den gewünschten Wert hinausschießt.
Auf diese Weise wird daher die über den Querschnitt des Blockes gemessene Durchschnittstemperatur
ziemlich genau auf den gewünschten Wert von 457° C gebracht. Der geringe Temperaturüberschuß
von 3° C an der Blockoberfläche dient dem Zweck, Strahlungsverluste auszugleichen,
die beim überführen des Blokkes aus dem Induktionsofen in die Strangpresse eintreten.
Das gilt sowohl dann, wenn das Regelverfahren in zwei Stufen durchgeführt wird,
wie auch dann, wenn sich noch eine dritte Stufe anschließt.
-
Ist der Block auf diese gleichmäßige Temperatur gebracht, so kann
der Regelvorgang durch Ein- und Ausschalten fortgesetzt werden, wobei die Wärmezufuhr
zur Blockoberfläche gerade ausreicht, um die Strahlungsverluste auszugleichen und
um daher den Block auf einer ungefähr gleichmäßigen Temperatur zu halten, bis er
gebraucht wird.
-
Durch das beschriebene Ein- und Ausschalten wird die Temperatur des
Blockes auf einem Mittelwert gehalten, welcher dichter an der Höchsttemperatur liegt,
auf die der Block erwärmt wird. Die Regelung erfolgt dabei mit Genauigkeit und ermöglicht
eine gefahrlose Erwärmung des Blockes in viel kürzerer Zeit.
-
Bei dem in Fig. 1 wiedergegebenen Beispiel handelt es sich um einen
Block aus einer Aluminiumlegierung mit einem Durchmesser von etwa 500 mm. Für Blöcke
größeren Durchmessers ist die beschriebene Regelung sogar noch wichtiger, weil dabei
die Erwärmung noch mehr Zeit in Anspruch nimmt. Diese Zeit wächst nämlich ungefähr
mit dem Quadrat des Durchmessers. Der durch die Erfindung erzielte technische Fortschritt
ist um so bedeutsamer, je größer der Durchmess@er des zu erwärmenden Blockes ist.
Die Blöcke haben häufig eine Länge von 500 bis 2000 mm, doch spielt die Länge des
Blockes für die Erfindung keine Rolle, wenn man davon absieht, daß die an den Stirnseiten
eintretenden Strahlungsverluste für lange und kurze Blöcke gleich groß sind und
daß daher lange
Blöcke einen im Verhältnis geringeren Gesamtverlust
durch Oberflächenstrahlung haben als kurze Blöcke. Die Länge der Blöcke ist lediglich
durch die Länge der zur Verfügung stehenden Induktionswicklung beschränkt.
-
Zum Ausführen des beschriebenen Verfahrens kann die in Fig. 2 veranschaulichte
Regelvorrichtung verwendet werden. Diese regelt einen Induktionsofen an sich bekannter
Bauart (britische Patentschrift 742 856).
-
Die Temperaturfühler der Regelvorrichtung können dabei aus Thermoelementen
bestehen, die auf dem Anschlag angeordnet sind, der in dem Ofen an dem Ende der
Induktionswicklung vorgesehen ist und den sich der in die Wicklung eingeführte Block
mit seiner Stirnfläche anlegt. Der Block gelangt dann zur Anlage an den Thermoelementen.
Er kommt dabei in eine gute Berührung mit ihnen, weil seine Stirnfläche im allgemeinen
durch Absägen hergestellt und daher blank und nicht oxydiert ist.
-
Wie aus dem erfindungsgemäßen Verfahren hervorgeht, gelangen zwei
Temperaturfühler zur Verwendung, und zwar in Gestalt von Thermoelementen, die die
an der vorderen Stirnseite des Blockes anliegen, und zwar das eine dicht an der
Achse und das andere dicht am Umfang. Das Anliegen am vorderen Stirnende ist vorzuziehen,
weil dieses leicht zugänglich ist. So können die beiden Thermoelemente z. B. auf
dem Blockanschlag in der richtigen Lage derart angeordnet werden, daß sich der Block
mit seiner Stirnfläche an sie anlegt. In Fig.2 ist das schematisch veranschaulicht.
Der dort angedeutete Induktionsofen hat eine oder mehrere Induktionswicklungen 5,
in denen ein Block 6 entsprechend gelagert ist. Der Ofen hat einen einstellbaren
Anschlag 7 (vgl. die obenerwähnte britische Patentschrift), der die beiden Thermoelemente
8 und 9 trägt. Das Thermoelement 8 legt sich an die Stirnseite des Blockes dicht
an der Achse an, während das Thermoelement 9 sich an die Stirnfläche des Blockes
dicht am Umfang anlegt. Jedes der beiden Thermoelemente hat zwei Klemmen. Durch
diese ist das Thermoelement 8 über Leitungen 14 mit Klemmen 16 eines Verstärkers
17 verbunden, der in der später erläuterten Weise auf das Temperaturgefälle des
Blockes anspricht. Das Thermoelement 9 ist durch Leitungen mit Klemmen 20 des Verstärkers
17 verbunden. Ferner ist das Thermoelement 9 durch Leitungen 22 mit Klemmen 24 eines
Verstärkers 25 verbunden, der dem Zweck dient, die Umfangstemperatur des Blockes
6 zu regeln.
-
Zu der Schaltung, die auf das Temperaturgefälle ; des Blockes anspricht,
gehören außer dein Verstärker 17 noch zwei elektromagnetische Relais 28 und 29 mit
Wicklungen 28w und 29w und mit Kontakten 28 a und 29a. Die Relais 28 und 29 werden
von dem Verstärker 17 gespeist, dessen Ausgangsstrom auf den Temperaturunterschied
zwischen den beiden Thermoelementen 8 und 9 anspricht. Zu der die Umfangstempyeratur
des Blockes regelnden Schaltung gehören außer dem Verstärker 25 elektromagnetische
Relais 31, 32, 33 und 34 mit Wicklungen 31w, 32w, 33w
und 34 w und
mit den Kontakten 31 a, 32 a, 33 a und 34a. Ferner hat das Relais 34 Kontakte
34 b. Die Relais 31, 32, 33 und 34 werden von dem Verstärker 25 gespeist, dessen
Ausgangsstrom auf die an der Oberfläche des Blockes durch das Thermoelernent 9 gemessene
Temperatur anspricht.
-
Die Kontakte 28a werden geschlossen, wenn der Unterschied zwischen
den durch die Thermoelemente 8 und 9 gemessenen Temperaturen eine bestimmte niedrige
Grenze unterschreitet. Sie werden aber geöffnet, wenn der Unterschied dieser Temperaturen
diese Grenze überschreitet. Die Kontakte 29a werden geöffnet, wenn der Unterschied
der von den Thermoelementen 8 und 9 gemessenen Temperaturen eine bestimmte niedrige
Grenze unterschreitet, und sie werden geschlossen, wenn dieser Unterschied die Grenze
überschreitet. Die Kontakte31a, 32a, 33a und 34a sind bei einer niedrigen Oberflächentemperatur
des Blockes 6, die durch das Thermoelement 9 gemessen wird, geschlossen. Bei Überschreiten
einer bestimmten Temperaturgrenze öffnen sie sich. So öffnen sich z. B. die Kontakte
31 a bei Überschreiten einer Temperatur von 482° C. Die Kontakte 32a öffnen sich
bei einer Temperatur über 474° C, die Kontakte 33a bei über 465° C und die Kontakte
34a bei über 460° C. Sind die Kontakte 34 a offen, dann sind die Kontakte 34 b geschlossen,
und umgekehrt.
-
Mithin spricht der Temperaturregler auf die Oberflächentemperatur
des Blockes 6 an, die durch das Thermoelement 9 gemessen wird. Die auf das Temperaturgefälle
ansprechende Schaltung wird durch die beiden Thermoelemente 8 und 9 in Abhängigkeit
von dem Unterschied der an der Oberfläche und der Mitte des Blockes 6 von ihnen
gemessenen Temperaturen gesteuert. Einer Darstellung und Erläuterung der Verstärker
17 und 25 im einzelnen bedarf es nicht, weil derartige Temperaturregler und Temperatursteuerungen
bekannt sind.
-
Die beiden in dieser Weise angeordneten Schaltungen regeln die an
der Oberfläche des Blockes 6 herrschende Temperatur innerhalb bestimmter Grenzen
auf nacheinander wirksam werdende Sollwerte, die so gewählt sind, daß dabei eine
gefahrlose Höchsttemperatur an der Blockoberfläche nicht überschritten wird. Der
Temperatursollwert wird stufenweise gesenkt, um schließlich das zwischen der Oberfläche
und der Mitte des Blockes 6 herrschende Temperaturgefälle auf einen Mindestwert
zu verringern. Zu diesem Zweck sind die Relais 29 bis 34 derart geschaltet, daß
sie ein Relais 35 mit einer Wicklung 35 zu, Arbeitskontakten 35 a, und Ruhekontakten
35 b und 35 c steuern. Die Arbeitskontakte 35a sind in die eine Ader einer Netzleitung
36 eingeschaltet, die von einer Stromquelle 38 her kommt und zur Wicklung 5 führt.
Das Relais 35 wird ferner durch ein Relais 39 mit Wicklung 39 w, Arbeitskontakten
39 a und Ruhekontakten 39 b gesteuert, und dieses Relais 39 wird wiederum durch
das Relais 29 gesteuert. Die Schließzeiten der Kontakte 39a und 39b überdecken sich
in bekannter Weise derart, daß sich die Kontakte 39 a stets schließen, bevor sich
die Kontakte 39 b öffnen, und umgekehrt.
-
Die Regelung wirkt wie folgt: Bei der veranschaulichten Anordnung
der Thermoelemente 8 und 9 und bei noch kaltem Zustand des Blockes 6 und noch geöffnetem
Hauptschalter 40 befinden sich die Relaiskontakte in den veranschaulichten Stellungen.
Zum Erwärmen des Blockes 6 schließt man nun den Schalter 40. Dadurch wird ein Stromkreis
geschlossen, der von der Stromquelle 38 ausgehen kann, wenn es sich dabei um einen
niederfrequenten Strom handelt, oder der von einer besonderen Gleichstrom- oder
Wechselstromquelle her kommt und über eine Leitung 41, die Kontakte 34
a, 33 a und 39 b und die Wicklung 35 w
zu einer Speiseleitung
42 verläuft, die zu der anderen Seite der Stromquelle führt. In diesem Stromkreis
wird das Relais 35 erregt. Es schließt die Arbeitskontakte 35 a und schließt dadurch
die Induktionswicklung 5 an das Netz 36 an. Ferner schließt das Relais seine Arbeitskontakte
35 b und 35 c, wodurch
die Relaiskontakte 32a und 34a kurzgeschlossen
werden.
-
Infolge der Erregung der Induktionsspule 5 wird der Block 6 angewärmt,
-wobei ein Wärmegefälle zwischen der Oberfläche und der Mitte des Blockes entsteht.
Sobald dieses Wärmegefälle, d. h. der Unterschied der von den Thermoelementen 8
und 9 gemessenen Temperaturen, eine bestimmte niedrige Grenze überschreitet, öffnen
sich die Ruhekontakte 28a. Das bleibt aber zunächst ohne Wirkung, weil die Kontakte
34b noch -offen sind. Sobald aber das Temperaturgefälle einen höheren Wert erreicht,
wird das Relais 29 erregt. Es schließt daher seine Arbeitskontakte 29a, welche einen
Stromkreis schließen, der von der Leitung 41 aus über die Wicklung 39w zur Leitung
42 verläuft. Das Relais 39 wird dadurch erregt und schließt seine Arbeitskontakte
39a und öffnet kurz darauf seine Ruhekontakte 39 b. Das Öffnen der Kontakte 39 b
führt aber noch nicht dazu, daß das Relais 35 abfällt, weil durch die zuvor geschlossenen
Arbeitskontakte 39 a für die Wicklung 39 w ein zweiter Erregungsstromkreis geschlossen
wird, der über die Kontakte 32a und die parallel dazu verlaufenden Kontakte 35
b und über die Kontakte 31 a verläuft.
-
Wenn die an der Olyerfläche des Blockes 6 durch das Thermoelement
9 gemessene Temperatur eine bestimmte Grenze, z. B. 474° C, überschreitet, dann
öffnen sich die Kontakte 32a. Dieser Zeitpunkt ist durch den Pfeil 44 in Fig. 1
angegeben. Das Öffnen der Kontakte 32a bleibt zunächst ohne Wirkung, weil die Kontakte
35 b geschlossen sind. Ist die Oberflächentemperatur auf die höchste für den Block
noch nicht gefährliche Temperatur, z. B. 482° C beim vorliegenden Anwendungsfall,
gestiegen; dann wird das Relais 31 erregt. Es öffnet seine Ruhekontakte 31 a, und
diese lassen das Relais 35 abfallen. Das Relais 35 öffnet dann seine Arbeitskontakte
35a, wodurch der Stromkreis der Induktionsspule 5 geöffnet wird und die Wärmezufuhr
aufhört. Der Punkt, in welchem die Erregung des Relais 31 erfolgt, ist in Fig. 1
bei 45 wiedergegeben.
-
Nunmehr fällt die Temperatur an der Oberfläche des Blockes 6, während
die in der Mitte des Blockes herrschende Temperatur noch steigt, wie Fig. 1 erkennen
läßt. Infolgedessen wird das Relais 31 nach kurzer Zeit wieder stromlos. Es schließt
daher seine Ruhekontakte 31 a wieder. Da aber die Kontakte 35 b
und 32 a noch
offen sind, wird das Relais 35 noch nicht wieder erregt. Erst wenn die Oberflächentemperatur
bis auf 474° C gefallen ist, fällt auch das Relais 32 ; ab, so daß es seine Ruhekontakte
32a wieder schließt. Mithin wird die Wicklung 35 w des Relais 35 über die Kontakte
32 a und die nunmehr geschlossenen Kontakte 31a wieder erregt. Die Arbeitskontakte
35a schalten daher die Induktionswicklung wieder ein, so daß dem Block 6 wieder
Wärme zugeführt wird. Es geschieht dies im Punkt 46 der Fig. 1. Alsdann fällt das
Relais 35 wieder ab und schließt sich nach einiger Zeit wieder, und zwar durch die
abwechselnde Erregung der Relais 31 und 32. Diese durch Ein- und Ausschalten der
Induktionswicklung bewirkte Grenzreglung der Oberflächentemperatur des Blockes währt
so lange, bis der Temperaturabfall zwischen der Oberfläche und der Mitte des Blockes
auf etwa 28° C verringert ist.
-
Wenn der Temperaturabfall auf etwa 28° C gesunken ist, fällt das Relais
39 ab und öffnet seine Arbeitskontakte 39 a, schließt aber seine Ruhekontakte 39b.
Durch das Öffnen der Kontakte 39a wird verhindert, daß das Relais 35 durch die Relais
31 und 32 noch einmal erregt werden kann, und statt dessen wird das Relais 35 unter
Steuerung durch die Relais 33 und 34 gestellt. In der Kurve der Fig. 1 ist diese
Umschaltung durch den Abschnitt 48 der Kurve angedeutet.
-
Da die Ruhekontakte 34a und 33a beim Erregen der Relais 34
und 33 geöffnet wurden, als die Oberflächentemperatur die Werte von 460 und 465°
C erreicht hatte, wird vorerst das Relais 35 nicht erregt, so daß die Induktionswindung
5 abgeschaltet bleibt. Infolgedessen sinkt nunmehr die Oberflächentemperatur des
Blockes gemäß der Linie 48. Wenn bei der Erregung des Relais 39 die Kontakte 32a
geschlossen sind, fällt das Relais 35 ab. Wenn aber die Kontakte 32a bei der Erregung
des Relais 39 geöffnet sind, bleibt das Relais 35 stromlos.
-
Wenn die sinkende Oberflächentemperatur 465° C erreicht, schließen
sich die Kontakte 33a. Beim Sinken der Oberflächentemperatur bis auf 460° C schließen
sich die Kontakte 34a. Sobald sich nun die Kontakte 34a schließen, nachdem die Kontakte
33a bereits zuvor geschlossen worden sind, wird der Stromkreis durch die Relaiswicklung
35 w über die Kontakte 39 b geschlossen, und das Relais 35 wird daher wiederum erregt
und bewirkt die Einschaltung der Induktionsspule 5. In Fig. 1 ist der Punkt, in
welchem die Kontake 34a geschlossen werden, bei 49 wiedergegeben.
-
Die Oberflächenschicht des Blockes 6 wird nun wieder beheizt, und
ihre Temperatur steigt, bis sie die Grenze von 465° C erreicht. Wenn das geschieht,
wird das Relais 33 erregt und öffnet seine Ruhekontakte 33a, wodurch das Relais
35 abfällt. Es geschieht dies im Punkt 50 der Fig. 1. Infolgedessen fällt nun die
Oberflächentemperatur wieder. Das Relais 35 wird dann weiter aus- und eingeschaltet
und regelt dadurch die Oberflächentemperatur zwischen den Grenzen von 460 und 465°
C.
-
Die in der Mitte des Blockes herrschende Temperatur steigt indessen
weiter an, so daß sich der zwischen dem Umfang und der Mitte des Blockes bestehende
Temperaturabfall weiter verringert. Erreicht er ein bestimmtes Mindestmaß, dann
wird das Relais 28 stromlos und schließt seine Ruhekontakte 28a. Sind in diesem
Zeitpunkt die Kontakte 34 b geschlossen, so wird ein Stromkreis hergestellt, der
von der Leitung 41 zur Leitung 42 über die Kontakte 28 a und 34 b verläuft und einen
Auswerfer 51 in Gang setzt. Dieser stößt den Block aus der Induktionswicklung 5
in bekannter Weise aus. Sollten beim Schließen der Kontakte 28 a die Kontakte 34
b offen sein, so verzögert sich die Ingangsetzung des Auswerfers 51, bis die Kontakte
34 b geschlossen werden. Ist die Strangpresse infolge irgendeiner Verzögerung zur
Aufnahme des Blockes noch nicht bereit, so kann man den Stromkreis des Auswerfers
von Hand öffnen und dadurch den Auswerfer so lange abschalten, bis der Block gebraucht
wird. Gleichgültig, wie lange die Verzögerung währen mag, wird die Temperatur des
Blockes über seinen ganzen Querschnitt hinweg auf den richtigen Wert geregelt, bis
der Block gebraucht wird. Diese Reglung erfolgt durch Ein- und Ausschalten der Induktionsspule
nach dem Prinzip der Grenzreglung innerhalb enger Grenzen.
-
Als weitere Vorsichtsmaßregel kann eine Schaltung vorgesehen werden,
welche die Induktionsspule ausschaltet, wenn der Temperaturabfall im Block einen
zulässigen Höchstwert überschreitet. Diese Schaltung steht unter Steuerung durch
die beiden Thermoelemente. Sie enthält ein Relais 52, dessen Ruhekontakte 52 a mit
der Wicklung 35 w des Hauptstenerrelais 35 in Reihe liegen. Die Wicklung 52 w des
Relais
52 ist über den Verstärker 17 mit den Tlrermoelementen verbunden
und wird dann erregt, wenn der Temperaturabfall in dem Block einen bestimmten Höchstwert
überschreitet. Dann öffnen sich die Ruhekontakte 52a des Relais und schalten die
Wicklung 35 w ab, wodurch sich die Arbeitskontakte 35 ca öffnen und die Induktionswicklung
abschalten.
-
Die Regelvorrichtung läßt sich so einstellen, daß die Spitzen und
Täler der den Temperaturverlauf bezeichnenden Temperaturkurve beliebig gesteuert
werden können, je nach der Art, Größe, Querschnitt und Zusammensetzung des Blockes.