DE1125572B

DE1125572B - Drive device for electrodes in vacuum arc furnaces

Info

Publication number: DE1125572B
Application number: DEH40599A
Authority: DE
Inventors: Helmut Scheidig; Karl Georg Redel
Original assignee: WC Heraus GmbH and Co KG
Current assignee: WC Heraus GmbH and Co KG
Priority date: 1960-10-06
Filing date: 1960-10-06
Publication date: 1962-03-15

Description

Antriebsvorrichtung für Elektroden in Vakuum-Lichtbogenöfen Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für die Bewegung von Elektroden in Vakuum-Lichtbogenöfen.Driving device for electrodes in vacuum arc furnaces The invention relates to a drive device for moving electrodes in vacuum arc furnaces.

Es ist bekannt, bei Vakuum-Lichtbogenöfen zur Bewegung von Elektroden zwei Verstellmotore zu verwenden, von denen jeder in seiner Drehrichtung durchläuft und die beide auf ein Differenzgetriebe arbeiten, dessen Differenzbewegung die Verstellung der Elektroden bewirkt. Einer oder beide Verstellmotore sind dabei in Abhängigkeit von einer Regelgröße drehzahlregelbar. Diese Antriebsvorrichtung besitzt aber den erheblichen Nachteil, daß mit ihr bei großen Elektrodengewichten und somit sehr kleinen Vorschubstrecken bei guter Regelgenauigkeit keine großen Geschwindigkeiten der Elektrodenbewegung in bestimmten Betriebsphasen des Lichtbogenofens erzielt werden können. Solche schnellen Vorschub- bzw. Rückschubbewegungen der Elektrode sind beispielsweise beim Chargieren des Lichtbogenofens oder beim Auflösen eines Kurzschlusses unbedingt erforderlich.It is known to use vacuum arc furnaces to move electrodes to use two adjusting motors, each of which runs in its direction of rotation and both work on a differential gear, the differential movement of which is the adjustment of the electrodes. One or both adjusting motors are dependent speed controllable by a controlled variable. But this drive device has the significant disadvantage that with her at large electrode weights and thus very small feed distances with good control accuracy no high speeds the electrode movement achieved in certain operating phases of the arc furnace can be. Such rapid advancement or retraction movements of the electrode are for example when charging the electric arc furnace or when dissolving one Short circuit absolutely necessary.

Bekannt ist auch eine Antriebsvorrichtung für Lichtbogenofenelektroden mit einem Antriebsmotor, der zwei Differenzgetriebe mit konstanter Drehzahl gleichzeitig über eine gemeinsame Antriebswelle antreibt. Der Motor liefert allein die zur Verstellung der Elektrode notwendige Kraft. Die Elektrodenbewegung wird durch zwei Bremsgeneratoren reguliert. Mit dieser bekannten Antriebsvorrichtung lassen sich zwar bei passender Wahl der Differenzgetriebe kleine kontinuierliche Vorschubgeschwindigkeiten erzielen. Die Antriebsvorrichtung ermöglicht dann aber keine großen momentane Vorschubgeschwindigkeiten, wie sie beispielsweise zur Auflösung von Kurzschlüssen erforderlich sind. Umgekehrt lassen sich keine kleinen kontinuierlichen Vorschubgeschwindigkeiten mit dieser Antriebsvorrichtung erzielen, wenn die Differenzgetriebe für große Vorschubgeschwindigkeiten ausgelegt sind.A drive device for arc furnace electrodes is also known with a drive motor, the two differential gears with constant speed at the same time drives via a common drive shaft. The motor alone supplies the adjustment force required by the electrode. The electrode movement is controlled by two brake generators regulated. With this known drive device can be with matching Choice of differential gears achieve low continuous feed speeds. However, the drive device then does not allow high instantaneous feed speeds, as they are required, for example, to resolve short circuits. Vice versa no small continuous feed speeds can be achieved with this Achieve drive device when the differential gear for high feed speeds are designed.

Es ist ferner eine Antriebsvorrichtung zur Bewegung von Elektroden in Vakuum-Lichtbogenöfen bekannt, bei der zur Erzeugung einer schnellen Elektrodenbewegung ein Motor größerer Leistung eingekuppelt wird. Bei dieser Antriebsvorrichtung ist aber erforderlich, daß der die normale Elektrodenbewegung bewirkende Motor zuerst ausgekuppelt werden muß, ehe der stärkere Motor, der eine schnellere Elektrodenbewegung bewirken soll, eingekuppelt wird. Es sind also mindestens zwei Schalt-und zwei Kupplungsgänge notwendig, um die gewünschte Elektrodenbewegung zu erzielen. Durch häufiges Ein- und Auskuppeln sind aber die Kupplungen einem relativ großen Verschleiß ausgesetzt. Diese Nachteile werden bei einer Antriebsvorrichtung mit zwei Differenzgetrieben für die Bewegung von Elektroden in Vakuum-Lichtbogenöfen erfindungsgemäß dadurch vermieden. daß das eine Differenzgetriebe in an sich bekannter Weise mit zwei Antriebsmotoren verbunden ist und die Abtriebswelle dieses Differenzgetriebes die eine Welle des anderen Differenzgetriebes antreibt, während dessen zweite Welle mit einem dritten Antriebsmotor verbunden ist und die Abtriebswelle des anderen Differenzgetriebes die Elektrode bewegt. Von den drei Antriebsmotoren besitzen mindestens zwei vorzugsweise unterschiedliche Leistung und/oder unterschiedliche Regelcharakteristik. Die beiden Antriebsmotore, die mit dem einen Differenzgetriebe verbunden sind, werden dauernd angetrieben und ihre Drehzahl in Abhängigkeit von Lichtbogensignalen bzw. von den Schmelz-Bedingungen geregelt. Ihre Leistung ist vorzugsweise klein gegenüber dem Antriebsmotor, der mit dem anderen Differenzgetriebe verbunden ist. Durch passende Wahl des Differenzgetriebes, das mit den beiden Antriebsmotoren verbunden ist, wird eine sehr langsame und auch genaue kontinuierliche Elektrodenbewegung ermöglicht. Zur Auflösung von beispielsweise Kurzschlüssen, die eine große momentane Vorschubgeschwindigkeit erfordern, und zum Chargieren des Lichtbogenofens ist der Antriebsmotor vorgesehen; der mit dem anderen Differenzgetriebe verbunden ist. Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung besteht darin, daß nur ein einziger Schaltvorgang, nämlich bei Einschaltung des dritten Motors, erforderlich ist, wenn eine schnelle Elektrodenbewegung notwendig ist; Kupplungsvorgänge entfallen. Außerdem ermöglicht die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung, daß der dritte Motor dauernd mit einer Ruhedrehzahl läuft, also eingeschaltet ist, und nur von dieser Ruhedrehzahl auf die Betriebsdrehzahl beschleunigt werden muß. Die Ansprechzeit der Antriebsvorrichtung auf ein entsprechendes Lichtbogensignal wird dadurch auf einen sehr kleinen Wert reduziert.It is also a drive device for moving electrodes known in vacuum arc furnaces for generating rapid electrode movement a motor with a higher output is engaged. In this drive device is but required that the motor causing normal electrode movement first Must be decoupled before the more powerful motor, the faster electrode movement is intended to cause the clutch to be engaged. So there are at least two shift gears and two clutch gears necessary to achieve the desired electrode movement. Frequent and disengaging, however, the clutches are exposed to a relatively large amount of wear. These disadvantages are in a drive device with two differential gears for the movement of electrodes in vacuum arc furnaces according to the invention thereby avoided. that the one differential gear in a known manner with two drive motors is connected and the output shaft of this differential gear is a shaft of the another differential gear drives, while its second shaft with a third Drive motor is connected and the output shaft of the other differential gear the electrode moves. Of the three drive motors, at least two preferably have different performance and / or different control characteristics. The two Drive motors that are connected to one differential gear are permanent driven and their speed as a function of arc signals or of the Melting conditions regulated. Your performance is preferably small compared to that Drive motor that is connected to the other differential gear. By matching Choice of differential gear that is connected to the two drive motors enables a very slow and also precise continuous electrode movement. To resolve, for example, short circuits that have a high instantaneous feed rate require, and for charging the arc furnace, the drive motor is provided; which is connected to the other differential gear. An advantage of the invention Drive device is that only a single switching operation, namely at Activation of the third motor is required when a rapid electrode movement necessary is; There are no coupling processes. In addition, the inventive Drive device, that the third motor runs continuously at idle speed, i.e. is switched on, and only needs to be accelerated from this idle speed to the operating speed. The response time of the drive device to a corresponding arc signal is thereby reduced to a very small value.

Im Fall, daß die Antriebsvorrichtung aus zwei Differenzgetrieben gebildet wird, können diese vorzugsweise in einem Getriebekasten angeordnet werden. Als Differenzgetriebe eignen sich z. B. Zahnraddifferenzgetriebe. Es können aber auch Ketten-bzw. Seildiffferenzgetriebe oder eine Kombination aus Zahnrad- und Ketten- bzw. Seildifferenzgetrieben verwendet werden.In the event that the drive device is formed from two differential gears is, these can preferably be arranged in a gear box. As a differential gear are suitable e.g. B. Differential gears. But it can also chain or. Rope differential gear or a combination of gear and chain or rope differential gears are used will.

An Hand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und die Wirkungsweise der Antriebsvorrichtung, die hier aus zwei Differenzgetrieben besteht, näher erläutert.With reference to the drawing, an embodiment of the invention and the mode of operation of the drive device, which here consists of two differential gears exists, explained in more detail.

Ein Differenzgetriebe 1 wird mittels zweier Motore 2, 3 angetrieben. Die Abtriebswelle 4 des Differenzgetriebes 1 ist mit einem weiteren Differenzgetriebe 5 verbunden, das noch mittels eines Motors 6 angetrieben werden kann. Die Differenzbewegung des Differenzgetriebes 1 und der Antriebsmotor 6 bewirken die Differenzbewegung des Differenzgetriebes 5. Die Abtriebswelle des Differenzgetriebes 5 ist üblicherweise mit einer Winde 7 verbunden, die zur Hebung oder Senkung der Elektrode 8 dient. Vorzugsweise ist die Leistung des Antriebsmotors 6 größer als die der Antriebsmotoren 2, 3. Beim Chargieren des Lichtbogenofens ist nur der Motor 6 in Betrieb. Er bewirkt eine schnelle Auf- bzw. Abwärtsbewegung der Elektrode B. Während des Schmelzvorganges ist der Motor 6 im Normalfall, d. h., wenn keine schnellen Elektrodenbewegungen infolge von Störungen des Schmelzvorganges notwendig werden, außer Betrieb. Die Bewegung der Elektrode wird dann allein mittels der beiden Motore 2, 3 bewirkt. Tritt jedoch während des Schmelzvorganges eine Störung, beispielsweise in Form eines Kurzschlusses auf, der schnell wieder aufgelöst werden muß, damit die Elektrode 8 nicht mit dem bereits erschmolzenen Metall 9 festschmilzt, so wird über geeignete Steuerorgane der Motor 6 wieder eingeschaltet und dadurch die Elektrode schnell angehoben.A differential gear 1 is driven by means of two motors 2, 3. The output shaft 4 of the differential gear 1 is connected to a further differential gear 5 connected, which can still be driven by means of a motor 6. The difference movement the differential gear 1 and the drive motor 6 cause the differential movement of the differential gear 5. The output shaft of the differential gear 5 is usually connected to a winch 7 which is used to raise or lower the electrode 8. The power of the drive motor 6 is preferably greater than that of the drive motors 2, 3. When charging the arc furnace, only motor 6 is in operation. He does a rapid upward or downward movement of the electrode B. During the melting process is the motor 6 in the normal case, i. i.e. if there are no rapid electrode movements become necessary due to malfunctions in the melting process, out of operation. the Movement of the electrode is then brought about solely by means of the two motors 2, 3. However, if a malfunction occurs during the melting process, for example in the form of a Short circuit, which has to be resolved quickly so that the electrode 8 does not melt solidly with the already melted metal 9, then suitable Control organs of the motor 6 switched on again and thereby the electrode quickly raised.

Die Motoren 2, 3 können während dieses schnellen Bewegungsvorganges der Elektrode automatisch mittels entsprechenden Schaltorganen abgeschaltet werden. Wenn man jedoch das Differenzgetriebe 5 passend wählt, können die Motoren 2, 3 aber auch während der Zeit, in der die Störung des Schmelzvorganges beseitigt wird, eingeschaltet bleiben. Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung erlaubt auch, daß während des Schmelzvorganges alle Motoren 2, 3; 6 dauernd laufen. Der zur Beseitigung einer eventuelll auftretenden Störung des Schmelzvorganges dienende Motor 6 braucht beispielsweise dann nur von einer Ruhedrehzahl auf eine höhere Betriebsdrehzahl beschleunigt zu werden. Eine solche Antriebsvorrichtung hat den Vorteil, daß das bei der Beschleunigung des Motors von der Drehzahl Null auf die Betriebsdrehzahl auftretende Trägheitsmoment weitestgehend ausgeschaltet wird, wodurch sich eine noch kürzere Ansprechzeit der Antriebsvorrichtung für schnelle Elektrodenbewegungen ergibt.The motors 2, 3 can during this rapid movement process the electrode can be switched off automatically by means of appropriate switching devices. However, if the differential gear 5 is selected appropriately, the motors 2, 3 can also switched on during the time in which the malfunction of the melting process is eliminated stay. The drive device according to the invention also allows that during the Melting process all motors 2, 3; 6 run continuously. The one to eliminate a Any malfunction of the melting process serving motor 6 needs for example then only accelerates from a resting speed to a higher operating speed will. Such a drive device has the advantage that it does so during acceleration of the motor from zero speed to the operating speed is largely switched off, resulting in an even shorter response time of the Drive device for rapid electrode movements results.

Die beschriebene Ausführung der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung ist lediglich ein Ausführungsbeispiel, auf die die Erfindung selbstverständlich nicht beschränkt werden soll. An Stelle einer Antriebsvorrichtung mit zwei Differenzgetrieben lassen sich auch solche mit drei oder mehr miteinander verbundene Differenzgetriebe für die Elektrodenbewegung in Anlehnung an den Erfindungsgedanken aufbauen.The described embodiment of the drive device according to the invention is only one embodiment to which the invention goes without saying should not be restricted. Instead of a drive device with two differential gears can also be those with three or more interconnected differential gears for the electrode movement based on the idea of the invention.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Drive device with two differential gears for moving electrodes in vacuum arc furnaces, characterized in that the one differential gear (1) in a known manner with two drive motors (2, 3) is connected and the output shaft (4) of this differential gear is the one The shaft of the other differential gear (5) drives while its second shaft a third drive motor (6) is connected and the output shaft of the other Differential gear (5) moves the electrode (8).

2. Drive device according to claim 1, characterized in that two of the three drive motors (2, 3, 6) are preferably have different performance and / or different control characteristics:

3. Drive device according to claim 2, characterized in that the speed of at least two drive motors depending on the melting conditions suitable control organs can be regulated.

4. Drive device according to the claims 1 to 3, characterized in that during the elimination of a fault the drive motor (6) causing a rapid movement of the electrodes alone or all Drive motors (2, 3, 6) are switched on.

5. Drive device according to claim 1, characterized in that as differential gear, gear differential gear, chain or rope differential gears or a combination of gear and chain or rope differential gears be used.

6. Drive device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the differential gears are arranged in a single gear box. Documents considered: German Patent No. 928 059; German Auslegeschrift No. 1066 674; German Auslegeschrift D 12598 VIIId / 21h (published on June 28, 1956); British Patent No. 538571; U.S. Patent No. 2,518,580.