DE1212651B - Verfahren und Einrichtung zur Regelung des Elektrodenabstands in einem Lichtbogenschmelzofen - Google Patents

Verfahren und Einrichtung zur Regelung des Elektrodenabstands in einem Lichtbogenschmelzofen

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DE1212651B
DE1212651B DEA45654A DEA0045654A DE1212651B DE 1212651 B DE1212651 B DE 1212651B DE A45654 A DEA45654 A DE A45654A DE A0045654 A DEA0045654 A DE A0045654A DE 1212651 B DE1212651 B DE 1212651B
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Harold Sylvester Jackson
James Burt Murtland Jun
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Description

  • Verfahren und Einrichtung zur Regelung des Elektrodenabstands in einem Lichtbogenschmelzofen Die Erfindung betrifft ein Verf ahren und eine Einrichtung zur Regelung des Elektrodenabstands in einem Lichtbogenschmelzofen, bei dem ein Signal auf eine Vorschubeinrichtung gegeben wird, die in Abhängigkeit von dem Signal den Vorschub der Schmelzelektrode während des Schmelzprozesses regelt, und wobei das Regelsignal von der Lichtbogenspannung, der Lichtbogenstromstärke oder der Lichtbogenimpedanz abgeleitet wird.
  • Bekannte LichtbogenschmeIzöfen enthalten üb- licherweise eine Elektrode aus dem zu schmelzenden Metall, die sich zu einem Tiegel erstreckt, von dem das geschmolzene Metall aufgenommen und in dem ein Rohblock ausgebildet kird. Die Schmelzelektrode ist mit dem einen Pol einer Gleichspannungsquelle verbunden, deren anderer Pol mit dem Tiegel und damit mit dem geschmolzenen Metall verbunden ist. Beim Beginn des Schmelzvorgangs werden gewöhnlich einige Späne od. dgl. in den Tiegel gebracht, so daß diese Späne beim Zünden des Lichtbogens geschmolzen werden, um eine anfängliche Metallschmelze in dem Tiegel herzustellen. Wenn der Lichtbogen zwischen der Schmelzelektrode und der Metallschmelze aufrechterhalten wird, wird das Ende der Elektrode durch die Wärmeentwicklung des Lichtbogens geschmolzen. Das von der Elektrode abschmelzende Metall gelangt also in die Metallschmelze, deren Bodenteil sich während des Schmelzens der Elektrode kontinuierlich verfestigt, so daß ein von der Bodenseite her nach oben wachsender Roliblock ausgebildet wird. Bei diesem Vorgang fließen Verunreinigungen zu der Oberfläche der Schmelze und schwimmen darauf. Wenn sich die Schmelze während der Ausbildung des Rohblocks nicht verfestigt, wird der größte Teil der Verunreinigungen von einer Aufnahme in den Hauptteil des Rohblocks ausgeschlossen.
  • Derartige öfen finden gewöhnlich zum Schmelzen hochwertiger rostfreier Stähle, anderer hochwertiger Legierungsstähle oder von wertvollen Metallen wie Titan, Zirkon und ihren Legierun gen Verwendung, Der Schmelzvorgang wird in einem derartigen Ofen gewöhnlich im Vakuum oder in einer inerten Gasatmosphäre ausgeführt, da bei der Anwesenheit von Luft das Endprodukt verunreinigende Oxyde gebildet würden. Die Kornstruktur und die allgemeinen Qualitätsanforderungen an die Eigenschaften des fertigen Rohblocks sind sehr bedeutsam. Es ist oft notwendig oder wünschenswert, einen Rohblock mit einer im wesentlichen gleichmäßigen Kornstruktur herzustellen sowie Einschlüsse, Ausscheidungen, Adern u. dgl. praktisch vollständig zu vermeiden. Eine der bedeutsamsten Schwierigkeiten bei der Herstellung hochwertiger Rohblöcke durch das Schmelzen einer Elektrode ist das Auftreten eines Sprenkeleffekts, der darin besteht, daß dunkle Flekken oder poröse Stellen in der Mikrostruktur des Rohblocks auftreten. Obwohl die Gründe für das Auftreten derartiger Fehlstellen nicht vollständig bekannt sind, kann angenommen werden, daß sie aus winzigen Teilchen aus nicht aufgelöstem Metall oder nichtmetallischen Einschlüssen bestehen.
  • Einer der hauptsächlichsten Gründe, die zu Diskontinuitäten oder zu einer unbefriedigenden Qualität einer derartigen Kornstruktur des Rohblocks in einem Lichtbogenschmelzofen führen, ist die Instabilität des Lichtbogens, die nicht nur eine Fuhktion des Abstands der Elektrode von der Schmelze, sondern auch von dem Druck in dem Tiegel ist, in dem der Rohblock ausgebildet wird. Es gibt zahlreiche Faktoren hinsichtlich der Eigenschaften eines Lichtbogens, die nicht vollständig bekannt sind. Jedoch wird gewöhnlich ein kleiner Elektrodenabstand als wünschenswert betrachtet, um eine Ausbildung des Lichibogens zwischen den Seiten der Elektrode und den Wänden des Tiegels zu verhindern und dessen Wärmeerzeugung in das Schmelzbad zu konzentrieren. Unter normalen Bedingungen geht der Lichtbogen nur von der Stirnflächd der Elektrode aus und wandert entlang dieser, so daß angenommen werden kann, daß dies der bevorzugte Ort der Lichtbogenausbildung ist, weil auf der Kathode eine Glüh- emission bevorzugt auf einer heißen Oberfläche auftritt. Unter gewissen Bedingungen können jedoch auf der Kathode eine Vielzahl von kleinen Flecken ausgebildet werden, die entlang der Elektrode verlaufen und die augenblickliche Ausbildung des Lichtbogens zwischen den Seiten der Elektrode und der Wandung des Tiegels zur Folge haben. Zuerst üben diese Flecken keinen wesentlichen Einfluß auf den Lichtbogen aus. Wenn jedoch die Wirkung der Faktoren andauert, durch welche diese Vielzahl von Flecken ausgebildet werden, kann der Lichtbogen vollständig instabil werden. In diesem Fall kann der Lichtbogen völlig von der Stirnseite der Elektrode während einer beträchtlichen Zeitspanne weg gelangen. Während dieses Zustands erfolgt kein Schmelzen. Ferner wird dem Rohblock nur eine geringere Wärmemenge zugeführt. Auf kleinen Roliblöcken kann sich die Oberfläche der Schmelze wegen eines derartig instabilen Lichtbogens während eines normalen Schmelzvorgangs vollständig verfestigen, wodurch Verunreinigungen in der Schmelze in den gegossenen Rohblock eingeschlossen werden. Andere unerwünschte Eigenschaften eines instabilen Lichtbogens sind Unterbrechungen des Lichtbogens, bei denen also keine Wärmeerzeugung erfolgt, sowie in einer derartig gegossenen Kornstruktur auftretende sekundäre Lunkerstellen.
  • Der Elektrodenabstand zur Ausbildung eines Lichtbogens beträgt gewöhnlich etwa 5 cm oder weniger. Es war bisher üblich, die Lage der Elektrode relativ zu dem Schmelzbad zu verstellen, um einen mehr oder weniger genauen Elektrodenabstand einzuhalten. Theoretisch ist bei einem bestimmten Elektrodenabstand der Schmelzvorgang bei der Erzeugung der gewünschten Eigenschaften des fertigen Rohblocks mehr oder weniger gleichmäßig. Die meisten bekannten Systeme zur Einstellung des Elektrodenabstands arbeiten in Abhängigkeit von der Lichtbogenspannung (das ist der Spannungsabfall entlang des Elektrodenabstands). Dabei wird die Lichtbogenspannung oder ein entsprechender Näherungswert nachgewiesen, welche Spannung einem Antriebsmotor zugeführt wird, durch den die Elektrode gehoben oder gesenkt wird, um den Elektrodenabstand konstant zu halten. Eine Regelzinrichtung für die Lage der Elektrode, die zu Regelzwecken von der Lichtbogenspannung abhängt, ist jedoch nicht vollständig zufriedenstellend, da die .Änderung der Lichtbogenspannung mit dem Elektrodenabstand im Bereich üblicher Elektrodenabstände nur verhältnismäßig klein ist. Wie bereits erwähnt wurde, ist ferner der Spannungsabfall entlang der Lichtbogenstrecke auch noch von anderen Faktoren als der Länge des Lichtbogens abhängig, beispielsweise von dem Druck in dem Tiegel, der sich bei der Freisetzung von Gasen während. des Schmelzvorgangs plötzlich ändern kann. Ferner kann die Lichtbogenspannung gewöhnlich nicht direkt gemessen werden. Wenn die Regelspannung vän Anschlüssen abgeleitet wird, die mit der Elektrode und der. Schmelze in Verbindung stehen, wird -die Regelspannung durch #die Spannungsabfälle über den Kontakteii'be8iniffüßt, welche-'sich währeiid des Schmelzvorgangs ändern können. Wenn also die Elektrode so verstellt wird, daß eine konstante Spannung zwischen der Stützeinrichtung der Elektrode und der Metallschmelze aufrechterhalten wird, muß die Länge des Elektrodenabstands nicht notwendig innerhalb des gewünschten Bereichs liegen. Eine weitere Schwierigkeit bei der Regelung des Elektrodenabstands in Abhängigkeit von der Lichtbogenspannung ist ein vollständiger oder teilweiser Kurzschluß des Lichtbogens. Dies ist gewöhnlich eine Begleiterscheinung einer Instabilität des Lichtbogens. Obwohl nicht alle zu einem Kurzschluß beitragenden Faktoren vollständig bekannt sind, ist jedoch ersichtlich, daß schon aus diesem Grunde eine Regelung in Abhängigkeit von der Lichtbogenspannung in vielen Fällen nicht zufriedenstellend ist.
  • Durch die Erfindung wird dagegen ein neuartiges System geschaffen, durch das der Elektrodenabstand zur Ausbildung des Lichtbogens in einem Lichtbogenschmelzofen in einer vorherbestimmten Beziehung zu dem Schmelzbad auf der Oberseite des Rohblocks gehalten wird. Im Gegensatz zu bekannten Systemen, mit denen eine Regelung des Elektrodenabstands einfach in Abhängigkeit von der Lichtbogenspanhung erfolgt, wobei die erwähnten Nachteile auftreten, wird durch die Erfindung die Lichtbogenstrecke in Abhängigkeit von einer elektrischen Größe geregelt, deren Verwertbarkeit bisher -nicht erkannt wurde. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß der Lichtbogenspannung Spannungsschwankungen in Form von positiv ansteigenden Impulsen überlagert sind, von denen jeder während einer kurzen Zeitspanne von beispielsweise 40 Millisekunden mit einer Frequenz von weniger als etwa 30 Hz auftritt. Es ist charakteristisch, daß diese Schwankungen der Lichtbogenspannung gruppenweise auftreten. Oberhalb einer gewissen Lichtbogenspannung (also bei großen Elektrodenabständen) und sofort nach irgendeiner Störung des Lichtbogens, beispielsweise durch einen Kurzschluß, treten diese Spannungsimpulse nicht auf. Wenn jedoch der Elektrodenabstand verringert wird, treten diese Spannungsimpulse vorteilhafterweise innerhalb des günstigsten Betriebsbereichs auf. Überraschenderweise können diese Spannungsimpulse in einem Servosystem dazu verwendet werden, den Elektrodenabstand zu regeln.
  • Der Erfindung geht deshalb die Erkenntnis voraus, daß der Spannungsabfall entlang des Lichtbogens zwei Komponenten aufweist. Die erste Komponente kann als Grundspannung bezeichnet werden, die sich aus einem Anodenspannungsabfall, einem Plasmaspannungsabfall und einem Kathodenspannungsabfall zusammensetzt. Bei Betrachtung eines Momentanwerts wird die Änderung dieser Grundspannung mit der Änderung der Bogenlänge gewöhnlich als der Spannungsgradient des Lichtbogenplasmas bezeichnet. Die zweite Komponente der Lichtbogenspannung soll zum Zweck der Unterscheidung als Impulsspannung bezeichnet werden, welche die erwähnten Spannungsschwankungen oder Unregelmäßigkeiten der Spannung umfaßt. Es wurde festgestellt, daß das Vorhandensein oder das Fehlen dieser Impulsspannung einen beträchtlichen Einfluß auf die Schmelzgeschwindigkeit hat, während nur eine sehr geringe Änderung der Eingangsleistung des Ofens auftritt. Wenn die Impulsspannung während des Schmelzvorgangs vorhanden ist, ist die Schmelzgeschwindigkeit höher. Es wird angenommen, daß dies wahrscheinlich auf eine Entgasung der Metalle während des Schmelzens zurückzuführen ist, wodurch sich eine Druckerhöhung in der Schmelzkammer ergibt. Es ist ferner möglich, daß die Impulsspannung eine Begrenzung des Lichtbogens auf einen Bereich zwischen der Elektrode und dem Schmelzbad anzeigt, wenn die Strahlung zu der Wandung des Tiegels ein Minimum besitzt und die Wärmeübertragung aus dem Schmelzbereich auf einem Minimum gehalten wird. Wenn das Schmelzen beim Fehlen der Impulsspannung und bei praktisch konstanter Lichtbogenspannung durchgeführt wird, wird ebenfalls eine verhältnismäßig gleichförmige Schmelzgeschwindigkeit erzielt, die jedoch wesentlich kleiner als im Falle des Vorhandenseins der Impulsspannung ist. Beim Auftreten der Impulsspannung kann ferner die Schmelzgeschwindigkeit ohne beträchtliche Erhöhung der Eingangsleistung erhöht werden. Unter gewissen Bedingungen scheint die Eingangsleistung mit einer erhöhten Schmelzgeschwindigkeit sogar zu sinken, wenn die Leistung der Impulsspannungskomponente der Lichtbogenspannung unberücksichtigt bleibt. Daraus kann die Theorie abgeleitet werden, daß das Auftreten der Impulsspannung optimale Betriebsbedingungen anzeigt.
  • Obwohl die vorausgegangenen Erläuterungen mehr oder weniger auf Impulsspannungen oder Spannungsdiskontinuitäten begrenzt wurden, ist ersichtlich, daß diese Spannungsdiskontinuitäten der Anlaß anderer Schwankungen einer elektrischen Eigenschaft der Lichtbogenstrecke sind, beispielsweise von Stromdiskontinuitäten, die ebenfalls zu Regelzwecken Verwendung finden können. Diese Stromdiskontinuitäten sind negativ ansteigende Impulse, die in einem Regelsystem in derselben Weise wie die positiv ansteigenden Spannungsimpulse ausgenutzt werden können. Deshalb treten gleichzeitig mit dem Auftreten jedes positiven Spannungsimpulses oder negativen Stromimpulses in dem Lichtbogenspalt periodische Erhöhungen der Impedanz des Lichtbogens auf. Deshalb sind auch in den Ansprüchen unter der Bezeichnung »Schwankungen einer elektrischen Eigenschaft des Lichtbogenspalts« irgendwelche Schwankungen dieser Art zu verstehen, welche innerhalb eines vorherbestimmten Folgefrequenzbereichs auftreten.
  • Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Regelung des Elektrodenabstands in einem Lichtbogenschmelzofen anzugeben, womit die Nachteile und Schwierigkeiten bei bekannten Verfahren und Einrichtungen dieser Art vermieden werden können und womit insbesondere optimale Betriebsbedingungen und ein Produkt mit verbesserter Qualität erzielt werden können.
  • Ein Verfahren zur Regelung des Elektrodenabstands in einem Lichtbogenschmelzofen, bei dem ein Signal auf eine Vorschubeinrichtung gegeben wird, die in Abhängigkeit von dem Signal den Vorschub der Schmelzelektrode während des Schmelzprozesses regelt, und bei dem das Regelsignal von der Lichtbogenspannung, der Lichtbogenstromstärke oder der Lichtbogenimpedanz abgeleitet wird, ist gemäß, der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß in dem Lichtbogen als Spannungs-, Strom- oder Impedanzschwankungen auftretende impulsförmige Schwankungen nachgewiesen werden und daß der Elektrodenabstand in Abhängigkeit von der Folgefrequenz dieser Schwankungen geregelt wird.
  • Eine Einrichtung zur Regelung des Elektrodenabstands in einem Lichtbogenschmelzofen, der zur Durchführung dieses Verfahrens geeignet ist, ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Nachweis mindestens einer der innerhalb eines vorherbestimmten Folgefrequenzbereichs auftretenden Schwankungen elektrischer Eigenschaften im.Lichtbogenspalt vorgesehen ist, an die eine Einrichtung angeschlossen ist, welche ein sich in Abhängigkeit von den Schwankungen änderndes elektrisches Signal erzeugt, und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die auf dieses Signal zur Regelung des Elektrodenabstands anspricht.
  • Besondere Vorteile der Erfindung sind auch darin zu sehen, daß die Gefahr des Auftretens von Kurzschlüssen verringert wird, daß eine gleichförmigere und höhere Schmelzgeschwindigkeit erzielt werden kann und daß eine bessere Druckstabilität in dem Lichtbogenschmelzofen und eine bessere Stabilität des Lichtbogens erzielt wird.
  • Die Lichtbogenstrecke wird in Abhängigkeit von den erwähnten Spannungsdiskontinuitäten nur innerhalb vorherbestimmter maximaler und minimaler Spannungsniveaus einreguliert, wenn die Impulsspannungen für Regelzwecke geeignet sind. Außerhalb des Bereichs zwischen diesen maximalen und minimalen Spannungsniveaus wird die Lage der Elektrode in Abhängigkeit von der Lichtbogenspannung gesteuert. Es erfolgt jedoch eine solche Betriebsweise, daß kontinuierlich innerhalb des Impulsspannungsbereichs gearbeitet wird, wo die Schmelzgeschwindigkeit bei- gegebener Eingangsleistung ein Maximum besitzt.
  • Das Regelsystem gemäß der Erfindung weist eine Einrichtung zum Nachweis von Schwankungen einer elektrischen Eigenschaft der Lichtbogenstrecke auf, welche unterhalb einer vorherbestimmten Frequenz auftreten, eine Einrichtung zur Erzeugung eines elektrischen Signals, das sich in Abhängigkeit von Änderungen der Schwankungen ändert, die unterhalb der vorherbestimmten Frequenz auftreten, sowie eine Einrichtung zur Steuerung der Lage der Elektrode in dem Ofen relativ zu der Schmelze in Ab- hängigkeit von dem elektrischen Signal. Vorzugsweise ist die Einrichtung zum Nachweis der elektrischen Spannungen, die unterhalb der vorherbestimmten Frequenz wiederauftreten, ein Siebfilter, welches die Welligkeit der Gleichrichter beseitigt, durch welche die Gleichspannung über der Entladungsstrecke erzeugt wird, und nur solche Schwankungen (also Impulsschwankungen) durchläßt, die innerhalb eines vorherbestimmten Frequenzbereichs auftreten. Bei einer speziellen Steueranordnung, bei der ein Siebfilter zum Aussieben von Frequenzen oberhalb 30 Hz Verwendung findet, werden mit einer Frequenz unterhalb 30 Hz auftretende Spannungsschwankungen gezählt. Die Elektrode wird um einen Betrag gesenkt, der mit der abfallenden Anzahl gezählter Schwankungen innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls ansteigt. Der Grund hierfür ist darin zu sehen, daß mit fallender Impulsfrequenz der Impulsspannung die Lichtbogenlänge zu groß wird. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Impulsspannung integriert und die integrierte Spannung zum Senken der Elektrode zu der Schmelze verwendet. Die Erfindung ist jedoch nicht auf das Zählen oder Integrieren der Diskontinuitäten beschränkt, da auch andere Anordnungen Verwendung finden können, wie beispielsweise zur Steuerung der Elektrodenlage in Abhängigkeit von der Impulshöhe der Impulsspannung, der Impulshöhe oberhalb eines Schwellwerts oder der Impulsbreite und den Anstiegszeiten, Es kann von irgendeiner dieser Meßgrößen in Verbindung mit geeigneten Schaltungen ausgegangen werden, welche zur Messung der Lichtbogenspannung zu Regelzwecken benötigt werden und zur Steuerung entsprechend voilierbestimmter Bedingungen geeignet sind.
  • Wie bereits erwähnt wurde, sind die Impulsspannungen nur dann in der Lichtbogenspannung vorhanden, wenn die Lichtbogenstrecke innerhalb eines mehr oder weniger optimalen Bereichs liegt. Es ist deshalb wünschenswert, in der Regeleinrichtung eine Einrichtung zum Nachweis einer vorherbestimmten größten sowie kleinsten Lichtbogenspannung vorzusehen und die Regeleinrichtung auf eine Regelung durch die Lichtbogenspannung umzuschalten, wenn diese Spannungsgrenzen überschritten werden. Eine derartige Einrichtung ist erforderlich, um eine Zündung des Lichtbogens zu Beginn des Schmelzvorgangs zu vereinfachen, wenn die Impulsspannung nicht auftritt, sowie um das Absenken der Elektrode in denjenigen Fällen zu vereinfachen, wenn der Lichtbogenspalt größer als derjenige ist, bei dem die Impulsspannungen auftreten.
  • An Hand der Zeichnungen soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt F i g. 1 eine schematische Darstellung eines Lichtbogenschmelzofens mit einer Regeleinrichtung gemäß der Erfindung und der üblichen Regeleinrichtung in Abhängigkeit von der Lichtbogenspannung, F i g. 2 eine graphische Darstellung des typischen Spannungsabfalls entlang dem Lichtbogenspalt in einem Lichtbogenofen sowie dessen Abhängigkeit von Druckänderungen, F i g. 3 eine graphische Darstellung der Lichtbogenspannung, woraus die Welligkeit vor dem Aussieben ersichtlich ist, Fig. 4 eine graphische Darstellung typischer Spannungsdiskontinuitäten, die in der Lichtbogenspannung mit einer vorherbestimmten Frequenz auftreten und gemäß der Erfindung Verwendung finden, F i g. 5 eine graphische Darstellung, welche die Stabilisierung des Drucks in einem Lichtbogenschmelzofen betrifft, wenn die Spannungsdiskontinuitäten der Lichtbogenspannung zur Steuerung der Lage der Elektrode Verwendung finden, Fig, 6A eine graphische Darstellung der Ab- hängigkeit der Lichtbogenspannung von der Größe der Lichtbogenstrecke, woraus ersichtlich ist, daß die Spannungsdiskontinuitäten nur unterhalb einer vorherbestimmten Lichtbogenstrecke auftreten, F i g. 6 B eine graphische Darstellung des Integrals der Spannungsdiskontinuitäten in Abhängigkeit von der Länge des Lichtbegenspalts, F i g. 6 C eine graphische Darstellung einer Kurve, die sich durch überlagerung der integrierten Spannungsdiskontinuitäten mit der tatsächlichen Lichtbogenspannung ergibt, F i g. 7 ein Blockschaltbild einer Regeleinrichtung gemäß der Erfindung, die eine Zähleinrichtung für die Spannungsdiskonfinuit4tea aufweist.' F i g. 8 ein Blockschaltbild eines anderen Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung, bei dem die Spannungsdiskontinuitäten integriert und die integrierte Spannung zur Steuerung der Lage der Elektrode verwendet wird, F! g. 9 ein Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung, bei dem die Spannungsdiskontixiuitäten integriert werden und die integrierte Spannung der tatsächlichen Lichtbogenspannung überlagert wird, um ein Steuersignal zu erzeugen, F i g. 10 ein Blockschaltbild einer weiteren Regeleinrichtung gemäß der Erfmdung, bei der die Spannungsdiskontinuitäten von der tatsächlichen Lichtbogenspannung ausgesiebt werden, um ein Steuersignal für Regelzwecke abzuleiten, Fig. 11 ein Schaltbild entsprechend dem Blockschaltbild in F i g. 7, wobei die Spannungsdiskontinuitäten zu Regelzwecken gezählt werden, und F i g. 12 einen Teil eines Blockschaltbilds, das für die Schaltung gemäß F i g. 11 Verwendung finden kann, wobei jedoch Stromimpulse und nicht Spannungsünpulse zu Regelzwecken Verwendung finden.
  • In F i g, 1 ist ein Lichtbogenschmelzofen 10 schematisch dargestellt. In dem Ofen befindet sich ein leitender Tiegel 12, der beispielsweise aus Kupfer hergestellt sein kann. Das offene Ende des Tiegels 12 wird durch ein gasdichtes Gehäuse 14 abgeschlossen, Dieses Gehäuse weist eine Verbindungsleitung 16 zu einer nicht dargestellten Vakuumpumpe zum Evakuieren der Kammer 18 auf, welche durch den Tiegel 12 und das Gehäuse 14 begrenzt wird. Wahlweise kann die Kammer 18 mit einem Schutzgas gefüllt werden. In jedem Falle. wird das zu schmelzende Metall vor einer Oxydation geschützt. - Der Tiegel 12 ist von einem Doppelmantel 20 umgeben, durch dessen Einlaßstutzen 22 und Auslaßstutzen 24 Wasser hindurchgeleitet werden kann.
  • Der Tiegel 12 enthält den Rohblock 26, der aus einer Schmelze 28 in der Nähe des unteren Endes einer Elektrode 30 aus dem zu schmelzenden Metall ausgebildet wird. Die Elektrode 30 erstreckt sich von dem Tiegel 12 nach oben und ist an ihrem oberen Ende mit einem hin- und herverschiebbaren, als Elektrodenträger dienenden Stempel 32 verbunden, der durch eine Abdichtung 34 in dem Gehäuse 14 verläuft. Der Stempel 32 kann beispielsweise mit einer mechanischen oder einer hydraulischen Antriebseinrichtung verbunden sein. Der dargestellte Antrieb 36 für die Elektrode kann z. B. ein Zahnstangentrieb oder ein Schneckentrieb sein, der über eine Welle 38 mit einem Antriebsmotor 40 verbunden ist. Dabei werden der Stempel 32 und die davon getragene Elektrode entsprechend der einen Drehrichtung des Motors 40 nach oben verschoben, während bei der anderen Drehrichtung des Motors die Elektrode 30 nach unten verschoben wird. Mit dem Stempel 32 und damit mit der Elektrode 30 ist der negative Anschluß einer nicht dargestellten Gleichspannungsquelle verbunden. Der positive Anschluß 44 dieser Spannungsquelle ist mit dem Tiegel 12 verbunden, so daß, ein Lichtbogen 45 zwischen dem unteren Ende der Elektrode'30 und dem Boden des Tiegels 12 gezündet wird, auf dem der Robblock 26 ausgebildet wird. Durch die erfolgende Wärmeerzeugung wird das Ende der Elektrode fortlaufend abgeschmolzen, wodurch sieh die Schmelze 28 ergibt. Während des Schmelzvorgangs wird die Elektrode 30 mit Hilfe des Motors 40 und des Antriebs 36 nach unten verschoben, um die gewünschte Llinge der Lichtbogenstrecke aufrechtzuerhalten.
  • Wie bereits erwähnt wurde, war es bisher üblich, zur Regulierung des gewünschten Elektrodenabstands die Elektrode 30 in Abhängigkeit von der Lichtbogenspannung zu verstellen, die zwischen der Elektrode 30 und dem Rohblock 26 liegt. Diese Steuereinrichtung ist schematisch in F i g. 1 dargestellt. Sie weist eine Steuerschaltung 46 für die Lichtbogenspannung auf, die über Leitungen 48 und 50 mit der Elektrode 30 bzw. dem Tiegel 12 verbunden ist. In der Schaltung 46 wird die Lichtbogenspannung mit einer Bezugsspannung der Spannungsquelle 52 verglichen. Wenn der Schalter 54 geschlossen ist, wird die Spannungsdiflerenz der Steuerschaltung 56 des Motors zugeführt, um die Elektrode 30 zu heben oder zu senken. Wenn die Lichtbogenspannung abfällt, wird die Lichtbogenstrecke theoretisch verkleinert. Deshalb führt die Schaltung 46 der Steuerschaltung 56 des Motors eine Spannung zu, damit der Motor 40 die Elektrode 30 anhebt. Wenn die Lichtbogenspannung ansteigt, vergrößert sich die Spaltlänge theoretisch. In diesem Falle gibt die Schaltung 46 ein Signal an die Steuerschaltung 36 des Motors ab, damit der Motor 40 die Elektrode 30 senkt.
  • Wie bereits erläutert wurde, weist die beschriebene Einrichtung zur Einregulierung der Spaltlänge in Ab- hängigkeit von der Lichtbogenspannung gewisse Nachteile auf, da sich die Lichtbogenspannung mit der Spaltlänge in dem Bereich der normalerweise vorhandenen Spaltlängen nur wenig ändert. Ferner ist der Spannungsabfall entlang dem Lichtbogen nicht konstant. Dies ist beispielsweise aus der graphischen Darstellung der F i g. 2 ersichtlich, wo die Lichtbogenspannung (in Volt) in Abhängigkeit von der Spaltlänge (Elektrodenabstand) in Einheiten von 2,54 cm aufgetragen ist. Es ist ersichtlich, daß sich innerhalb eines Bereichs der Spaltlänge von etwa 5 cm die Bogenspannung nur um etwa 2 Volt ändert. Deshalb ist es sehr schwierig, Änderungen der Bogenspannung in Abhängigkeit von der Lage der Elektrode nachzuweisen. Ferner kann sich die Lichtbogenspannung nicht nur in Abhängigkeit von der Lichtbogenstrecke, sondern auch in Abhängigkeit von dem Druck in der Kammer 18 ändern. Deshalb kann die Spannungscharakteristik des Lichtbogens bei einer gegebenen Spaltlänge so verlaufen, wie durch die ausgezogene Kurve A in F i g. 2 für einen bestimmten Druck dargestellt ist, während sie entsprechend der gestrichelten Kurve B bei einem anderen Druck verläuft. In praktischen Fällen ändert sieh der Druck in der Kammer 18 andauernd, insbesondere in dem Bereich des Lichtbogens selbst, weil unter anderem Gase während des Schmelzvorgangs freigesetzt werden. In diesem Zusammenhang ist zu bemerken, daß bisher keine für die Praxis geeignete Einrichtung zur Druckmessung in dem Bereich des Lichtbogens bekannt ist, weshalb der Druck nicht zu der Spannung in eine geeignete Beziehung gesetzt werden kann. Es ist ferner ersichtlich, daß der Druck in der Kammer 18 und damit die Lichtbogenspannung bei vorgegebener Spaltlänge nicht konstant ist. Ein weiterer Nachteil dieser Lichtbogenspannungs-Steuereinrichtung ergibt sich dadurch, daß der Spannungsabfall über den Kontaktstellen der' Leiter48 und 50 in gewissen Fällen nicht konstant ist. Dies ist beispielsweise beim Erhitzen der Kontakte der Fall.
  • Die Einrichtung gemäß der Erfindung ist in F i g. 1 durch die Blöcke 58 und 60 angedeutet. Auch in diesem Falle wird die Lichtbogenspannung nachgewiesen. Jedoch wird sie durch ein Siebfilter 58 geleitet, um die Welligkeit der den Anschlüssen 42 und 44 zugeführten Gleichspannung zu beseitigen. Bekanntlich ist ein Gleichstrom, der dicht durch eine Batterie oder eine andere chemische Stromquelle erzeugt wird, nicht absolut konstant, sondern besitzt eine gewisse Welligkeit, die entweder durch die verwendeten Gleichrichter zum Gleichrichten einer Wechselspannung oder durch einen Kommutator in einem Gleichspannungsgenerator bewirkt wird.. Die zwischen den Leitern 48 und 50 auftretende Lichtbogenspannung ist in F i g. 3 dargestellt. Daraus ist ersichtlich, daß eine beträchtliche Welligkeit mit einer Frequenz von etwa 360 Hz und einer Scheitel-' spannung von etwa 1 bis 5 Volt über und unter der Gleichspannung von 24 Volt auftreten kann. Gemäß der Erfindung wird die in F i g. 3 dargestellte Gleichspannung durch das Siebfilter 58 geleitet, welches deren Welligkeit beseitigt. Für die meisten Verwendungszwecke kann das Siebfilter 58 so ausgebildet werden, daß nur diejenigen wiederauftretenden Spannungsschwankungen mit einer Frequenz mit weniger als 30 Hz hindurchgelassen werden. Die 30 Hz sind jedoch nur als Beispiel aufzufassen, da durch das Siebfilter lediglich die Welligkeit der Gleichspannung beseiti-t werden muß.
  • An sich wäre anzunehmen, daß nach dem Durchtritt durch das Siebfilter 58, durch das die Welligkeit der Gleichspannung beseitigt werden soll, eine praktisch konstante Gleichspannung erhalten wird. Das Siebfilter 58 gibt jedoch eine Gleichspannung ab, die in F i g. 4 dargestellt ist. Daraus ist ersichtlich ' daß der Gleichspannung positive Gleichspannungsdiskontinuitäten 62 überlagert sind, von denen jede etwa 4.0 Millisekunden andaueri. Diese Spannungsimpulse 62 treten in Gruppen auf, weshalb die obige Bezeichnung Impulsspannung gewählt wurde. Der genaue Grund für das Auftreten der Spannungsdiskontinuitäten ist nicht bekannt.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wurde jedoch erkannt, daß derartige Spannungsschwankungen tatsächlich auftreten und zur Steuerung der Lage der Elektrode 30 Verwendung finden können.
  • Wie aus F i g. 1 ferner ersichtlich ist, wird das F i g. 4 entsprechende Ausgangssignal des Siebfilters 58 der zum Nachweis der Impulsspannung dienenden Steuerschaltung 60 zugeführt, die ein Ausgangssignal auf der Leitung 64 erzeugt, das von der Impulsspannung abhängig ist. Wenn der Schalter 66 geschlossen ist, wird dieses Signal der Steuerschaltung 56 des Motors 40 zugeführt, um die Lage der Elektrode 30 zu steuern. Es ist zu bemerken, daß zu jeder Zeit nur einer der Schalter 54 oder 66 geschlossen ist. Da jedoch die Spannungsdiskontinuitäten auftreten, wenn die Lichtbogenspannung innerhalb eines gewissen Bereichs entsprechend der Spaltlänge liegt, muß der Schalter 54 geschlossen sein und emie Steuerung durch die Lichtbogenspannung erfolgen, wenn die Spaltlänge außerhalb dieses Bereichs liegt. Eine spezielle Anordnung zum automatischen Umschalten einer Steuerung durch Spannungsdiskontinuitäten auf eine Steuerung durch die Lichtbogen-#pannung, wodurch eine Anpagsung än dich ändernde Beitriebsbedingungen und Licht:b#genstreckeri #rfo'lgen kann, soll später in Verbi#dÜng mit F i g. 11 beschrieben werden.
  • Die zum Nachweis der Spanliüügsdiskoniinuitäien dienende Steuerschältung 60 zählt oder integriert' vorzugsweise die Impulse 62 des in F i g. 4 dargestellten Signals. Wie bereits erwähnt wurde, bestehen jädoch auch andere Möglichkeiten. Beispielsweise kann die Impulsbreite der Impulse 62 oder die Anstiegszeit, der Impulse gemessen werden, mit weichen Meßgrößen eine geeignete Regelung' dürchgeführt werden kann.
  • Aus F i. g. 5 ist der Einfluß der Ünpulssieüerung auf den Druck in der Xanimer 18 'ersichtlich. Zwischen den Stellen 69 und 70 wÜrde die Läge der Elektrode 30 in Abhängigkeit von dem linpulsgehalt entsprechend F i g. 4 gesteuert. Aus der DaZstellung ist ersichtlich, daß m- diesem Bereich zwisc"-he-Ü den Stellen 68 und 70 weit gefingere Driuckänderimgen als außerhalb dieses Bereichs auftreten, wenn, eine Stäuerung durch die Lichtbogenspannung erfolgt. Daraus geht hervor, daß bei einer Impulsstäuerung die Freisetzung von Gasen viel gleichmäßlier als im Fälle einer Steuerung durch die Lichtbogenspannung erfolgt, was zumindest teilweise dazu beiträgt, daß bei einer Impülssieuärun'g gemäß dei Eifindung die . Schmelzgeschwindigkeit konstant und beii vorgegebener Eingangsleistung vergrößert ist.
  • Aus Fi ' g.6A ist ersichtlich, daß oberhalb einer durch die Linie 72 definierten Lichtbogenistrecke oder Spaltlänge die Spannungsimpulse 62 nicht auftreten. Unterhalb der Spaltlänge 72 treten jedoch die Impulse in dem Spannungsgefälle auf, -wobei die Größe der Impulse mit dem Abfall der Spannung ansteigt. Durch Integration des in F i g. 6 dargestell-Len Impulsgehalts ergibt sich das in F i g. 6 B dargestellte Integral f V d t, dessen Wert mit abfallender Größe der Lichtbogenspannung ansteigt. Diese abgeleitete Größe kann zur Steuerung der Lage der Elektrode 30 relativ zu der Schmelze 28 verwendet werden. Wie in F i g. 6 C dargestellt ist, können die integrierten Impulse ferner zu einer schalenförmigen Kurve 74 führen, wenn sie mit der tatsächlichen Lichtbogenspannung überlagert werden. Wenn eine durch die Linie 76 in F i g. 6 C gekennzeichnete Lichtbogenspannung ausgewählt wird, sind zwei Gleichgewichtsbedingungen entsprechend den Punkten 78 und 80 möglich. Wenn zufälligerweise der Punkt 78 zuerst erreicht wird, ist das System stabil und führt die Elektrode in geeigneter Weise nach unten. Wenn jedoch der Punkt 80 auf der Kurve 74 zuerst erreicht wird, ist das System instabil, da der Anstieg der Spannungskurve umgekehrt ist. Wenn eine durch die Linie 82 gekennzeichnete Lichtbogenspannung gewünschter Größe ausgewählt wird, erreicht das System keinen Gleichgewichtszustand, so daß eine periodische Verschiebung oder ein Kurzschluß auftreten kann.
  • In F i g. 7 ist ein Steuersystem dargestellt, bei dem F i g. 1 entsprechende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. In diesem Fälle wird das Ausgangssignal des Siebfilters 58 einem Zähler 84 zugeführt, welcher der Steuerschaltung 56 für den Motor ein Signal zum Absenken, der Elektrode 30 Zuführt, wenn die von dem Zähler 84 gezählten Impulse während em*:er- bestimmten Zeitspanne eine gewisse Anzahl unterschreiten. Wenn, die.,Lichtbogenspannung zwischen ..der Elektrode,-30 --und der Schl:6e'lz'e 28 außerhalb der Sp!#4p#ingsgrenzen liegt, z,#is,chen denen die TinpAlse auftreten, betäti eine it -Spannungsnachweisschaltung 8#, ein gelais 88, das die Kontakte 90 , öffnet und die Kontakte 92 schließt; wodurch die Steuerfunktion durch, die Lichtbogenspannung Ünd Dicht duie.h. -die I»m-.ip#-4#se ausgeübt , wird. Deshalb erfolgt eine Steuerung durch Impulse inner-, halb der erwähnten Spannungsg#enzen, während sonst eine Steuerung durch die 4i#4#bqgpnspannung erfolgt. Bei gewöhnlichen Betriebsbedingungen ist jedoch nur ausnahmsweise. eine Lichtbogenspannungssteuerung erforderlich, beispielsweise wenn ein Kurzschluß auftritt, während die Impulssteuerung in allen anderen Fällen erfolgt.
  • F i g. 8 zeigt eine andere Steueranord n-ung, bei der das Ausga nggsignal des Siebfilters 58 einem Integrator 94 zugeführt wird, dessen Ausgangssignal über Kontakte 96 des Relais 98 der Steuerschaltung 56 für den Motor zugeführt wird. Wenn die Spaltlänge unter einen Betrag fällt, mit dem die Linie 72 in F i g. 6 A überschritten wird, betätigt. die Spannungsnachweisschaltung lOÜ- das Relais 98, wodurch die Kontakte 96 geöffnet und die Kontakte 102 geschlossen werden, so daß die Steuerfunktion durch die Lichtbogenspannung und nicht mehr durch die Impulsspannung ausgeübt wird.
  • F i g. 9 zeigt eine weitere Ateuerei nrichtung gemäß der Erfindung, bei der die durch die Gleichrichter erzeugte Welligkeit von der Lichtbogenspannung zwischen' den Leitun«gen' 48 und 50 mit Hilfe einer Siebkette 104 ausgesiebt wird, die wie die Siebketten 58 in den F i g. 1, 7 und 8 ausgebildet ist und nur Frequenzen unterhalb etwa 30 Hz durchläßt. Nach dem Durchtritt durch die Siebkette 104 werden die sich ergebenden Impulse auf zwei Kanäle verteilt. Der eine Kanal enthält ein Impulsfilter. 106, welches die Impulsspannung von der gesiebten Lichtbogenspannung beseitigt, so daß die tatsächliche Grundspannung des Lichtbogens zurückbleibt. -Der andere Kanal enthält einen Impulsintegrator 118, dessen Ausgangsspannung proportional den Spannungsdiskontinuitäten ist. Diese Spannung wird einem Komparator 110 für den Impulsgehalt zugeführt, wo sie mit einer Bezugsspannung vorbestimmter Größe von der Spannungsquelle 112 verglichen wird. Ab- weichungen des Impulsgehalts von der Impulsbezugsspannung der Quelle 112 werden dazu verwendet, eine Bezugsspannung in der Schaltung 114 einzustellen. Die Bezugsspannung der Spannungsquelle 112 wird dann mit der Grundspannung des Lichtbogens vom Siebfilter 106 in einen Vorverstärker 116 verglichen. Abweichungen der Grundspannung von der Bezugsspannung der Spannungsquelle 112 werden in dem Verstärker 118 verstärkt und dazu verwendet, den Stempel durch die S-chaltung 120 anzutreiben.
  • Eine weitere Steueranordnung ist in F ig. 10 dargestellt. In diesem Falle wird die durch den Gleichrichter verursachte Welligkeit wiederum durch eine Siebkette 122 ausgesiebt. Die resultierende Impulsspannung am Ausgang des Filters 122 wird daim durch ein zweites Siebfilter 124 geleitet, welches den Impulsgehalt beseitigt *und nur - die tatsächliche Grundspannung des Lichtbogens zurückläßt; Diese Grundspannung wird dann mit einer Bezugsspannung der Spannungsquelle 126 in emiem. Vorverstärker vergliihen. irgendwelche Abweichungen werden über den Leistungsverstärker 130 der Antriebsschaltu-iig 13i. für den Sterapel zügeffihrt.
  • F 1 g. 11 zeigt eiii vollständiges Schaltbild mit einer Zähleilitibfitung gemäß F ig.7. Die zwiscben der Elektrode 30 und dem Tiegel 12 auftretende Lichtbogefispannung wird über. Leitungen 134 und 136 ein'em Siebfilter 138 zugeführt, welches die Welligkeit entfernt Und nur die Impulsspannung zurückläßt, weiche die Spannungsdiskontiiiiiitäten der beschriebenen Art umfaßt, welche mit einer Prequenz unter-halb etwa 30 Hz auftreten. Diese Impuls-spannung kann über einen Impulsformer 140 und über die Kontakte im folgenden zu beschreibender Relais zu zwei Zählern 142 und 144 geleitet werden. Der Zähler 1,42 kann beispielsweise so eingestellt sein, daß er vierzig Impulse zählt, die vierzig Spannungsdiskontinuitäten des Impulsgemisches repräsentieren. Der Zähler 144 kann so eingestellt sein, daß, er sechzig Impulse zählt. Wenn die Impulszahl erreicht isi, auf m#elche die Zähler 142 oder 144 eingestellt sind, wird ein Relais 146 bzw. 148 betätigt.
  • Die Leiter 134 und 136, über welche die, Lichtbogenspannung angelegt wird, sind mit einer Primärwicklung 150 einer ersten Sättigungsdrossel 152 sowie mit einer Primärwicklung 154 >einer zweiten Sättigungsdrossel 156 verbunden. Um die Sättigungsdrossel 152 ist ferner eine Vorspannungswicklung gewickelt, deren Eingangsanschlüsse 160 mit einer nicht dargestellten Spannungsquelle zur Erzeugung einer Vorspannung verbunden werden können.. In entsprechender Weise ist eine Vorspannungswickliing 162 um die Sättigungsdrossel 156 gewickelt, die über Anschlüsse 164 mit einer nicht dargestellten Vorspannungsquelle verbunden werden kann. Die Wicklungen 150 und 158 sind so geschaltet, und die den Anschlüssen 160 zugeführte Vorspannung wird _so ausgewählt, daß diese einer der Wicklung 150 zugeführtein Spannung entgegengesetzt gerichtet ist. Die den Anschlüssen 164 zugeführte Spannung ist ebenfalls der der Wicklung 154 zugeführten Spannung entgegengesetzt gerichtet. Ferner wird die den Eingangsanschlüssen 160 zugeführte Spannung so ausgewählt, daß der Kein 152 umgeschaltet wird, wenn die Spannung über der Eingangswicklung 150 (also der Lichtbogenspannung) unter den minimalen Wert fällt, bei dem eine Impulssteuerung verwandt werden kann. In etwa entsprechender Weise wird eine solche Spannung den Anschlüssen 164 zugeführt, daß der Kein 156 umschaltet, wenn die Lichtbogenspannung denjenigen Wert überschreitet, bei dem die Impulsbildung auftritt, welche Spannung durch die Linie 72 in F i g. 6 A gekennzeichnet ist. Wenn also die Lichtbogenspannung unter den vorherbestimmten Wert fällt, bei dem eine Impulssteuerung Verwendung finden kann, wird eine Spannung in der Ausgangswicklung 166 des Kerns 152 zur Betätigung des Relais 168 induziert, wodurch die Kontakte 168A geschlossen werden. Wenn die Spannung über die maximale Spannung steigt, bei der eine Impulssteuerung Verwendung finden kann, wird in der Ausgangswicklung 170 der Sättigungsdrossel 156 eine Spannung induziert, durch welche das Relais 172 erregt und dessen normalerweise offene Kontakte 172 A geschlossen werden.
  • Wenn die Kontakte 169A geschlossen werden, wird ein Verzögerungstaktgeber 174 betätigt. Der Verzögerungstaktgeber 174 sowie die anderen im folgenden noch erwähnten Einrichtungen -zur Taktsteuerung schließen zwei Kontakte 174A nach einer vorherbestimmten Zeitspanne, welche auf das Schließen der Kontakte 168A folgt. Wenn jedoch die Kontakte 168 A. während dieser vorherbestimmten Zeitspanne, auf die der Taktg-eber 174 eingestellt ist, nicht geschlossen sind, stellt sich der Taktgeber 174 automatisch selbst zurück, um einen Zählvorgang während einer vollen Zeitspanne ohne ein Schließen der Kontakte 174 A zu beginnen. Wenn eine Unterspannung auftritt und das Relais 168 betätigt wirid, um die Kontakte 168 A zu schließen, und wenn diese Kontakte während einer ausreichenden Zeitspanne geschlossen sind, um das Schließen der Kontakte 174A des Taktgebers 174 zu bewirken, wird das Relais 176 erregt, so daß die Kontakte 176A und 176C schließen, während sich die Kontakte 176B öffnen. Wenn sich die Kontakte 176A schließen, wird ein LO-Taktgeber 178 erregt, so daß der Zeitgeber 178 ebenfalls seine Kontakte 178A schließt, wodurch das Relais 190 erregt wird, falls die Kontakte 176A während einer vorherbestimmten Zeitspanne geschlossen sind. Deshalb wird das Relais 180 beim Auftreten einer Unterspannurig nur nach der Beendigung der Zeitverzögerungen, betäiig-t'. welche durch die Taktgeber 174 und 178 bewirkt werden, und bleibt iiÜi so lange erregt, wie die Unterspannung andauert., Wenn also der Zustahd mit einer Unterspannung aufhört, öffnen. sich die Kontakte 168A, 174A, 176A und 17$A und unterbrechen die Schaltung zu dem Relais 180.
  • Wenn die Kontakte 112A geschlossen sind, erregen die Sättigungsdrossel 156 und das ihr zugeordnete Relais 172 einen Taktgeber 182, so daß dieser seine Kontakte 1824 -nach einer Zeitspanne schließt, welche durch die Zeitverzögerung des Taktgebers 182 bestimmt ist. Wenn sich die Kontakte 182 A schließen, wird ein Relais 194 über die vorher geschlossenen Kontakte 172A erregt. Daraus ist ersichtlich, daß das Relais 180 beim Auftreten einer Unterspannung erregt wirid, aber nur wenn dieser Zustand mit einer Unterspannung während einer vorherbestimmten Zeitspanne andauert, welche durch die Taktgeber 174 und 178 bestimmt ist. In entsprechender Weise wird beim Auftreten einer überspannung das Relais 184 nur nach einer vorherbestimmten Zeitspanne erregt, welche durch die Zeitverzögerung des Taktgebers 182 bestimmt ist. Es ist. ersichtlich, daß die Relais 180 und 184 zum Abschalten des Antriebssystems für die Elektrode 30 von der Impulssteuereinrichtung Verwendung finden und eine Lichtbogensteuerung bewirken. Dies tritt jedoch ' nicht auf, wenn keine Unterspannung oder überspannung während einer gewissen Zeitspanne vorhanden ist, wie oben erläutert wurde.
  • Das Relais 18Ö ist mit zwei normalerweise geschlossenen Kontakten 180A versehen, während das Relais 184 zwei Näre von normalerweise geschlossenen Kontakten 184A und 184B aufweist. Die Köntakte 180A und 184A sind in der Erregerschältung eines Relais 186 vorgesehen, welches Relais zwei normalerweise geschlossene Kontakte 186A in der Schaltung aufweist, welche das Lichtbogensteuersystem 46 mit der Steuerschaltung 56 für den Motor verbindet. Wenn die Kontakte 186A geschlossen sind, arbeitet das System mit Lichtbogenspannungssteuerung. Wenn das Reläis 186 erregt ist - und die Kontakte 186A offeii sind, erfolgt dagegen eine Impulssteuerung. - In der Erregerschaltung für das Relais 186 sind ebenfalls die normalerweise offenen Kontakte 188A eines Relais 188, die normalerweise geschlossenen Kontakte 190A eines Relais 1190 und ein manuell betätigbarer Schalter 192 vorgesehen. Die Relais 188 und 190 sind mit einer nicht dargestellten automatischen Programmiereinrichtung verbunden, durch die das Relais 188 am-Anfang eines'Schmelzvorgangs erregt werden kann und durch die das Relais 190 am Ende des Schmelzvorgangs erregt werden kann. Wenn der Schalter 192 von Hand geschlossen wurde, ist das Relais 188 erregt, um die Schaltung zum Relais 186 zu schließen, falls die Kontakte 1SOA, 184A nicht offen sind. Wahlweise kann das Relais 186 erregt werden, wenn die Kontakte 180A und 184A durch Schließen des -manuell betätigbaren Schalters 194 geschlossen sind, welcher zu dem Schalter 192 und den Kontakten 188A und 190A parallel geschaltet ist. In jedem Fall wird das Relais 186 erregt, falls weder der einer Überspannung oder einer Unterspannung entsprechende Zustand vorliegt.
  • Beim Beginn des Schmelzvorganges ist die Elektrode 30 in Kontakt mit dem Boden des Tiegels 12 oder darin befindlichem. Ausgangsmaterial, wobei die Lichtbogenspannung sehr niedrig ist, so daß das Relais 180 erregt und seine Kontakte 180 A geöffnet werden. Deshalb wird in diesem Augenblick das Relais 186 abgeschaltet. Die Kontakte 186A werden keschlossen, wonach das übliche in Abhängigkeit von der Lichtbogenspannung arbeitende Steuersystem 46 eine Bewegung der Elektrode 30 nach oben verursacht.
  • Nachdem der Spannungsabfall entlang des Lichtbogens den Betrag erreicht hat, bei dem das Relais 168 erregt wird, wird das Relais 180 abgeschaltet, um die Kontakte 180A zu schließen, wodurch das Relais 186 zum öffnen der Kontakte 186A erregt wird. In diesem Zeitpunkt ist das Lichtbogenspannungssteuersystem 46 - nicht mehr mit der Steuerschaltung 56 für den Motor verbunden. Es erfolgt eine Impulssteuerung durch das System gemäß der Erfindung.
  • Sobald sich die Kontakte 180A schließen und die Impulssteuerung des Systems beginnt, wird ein Zählertaktgeber196 über die normalerweise geschlossenen Kontakte 198 A des Relais 198 und die normalerweise geschlossenen Kontakte176B eines Relais 176 erregt, welches nun auf Grund der Tatsache abgeschaltet ist, daß die Lichtbogenspannung ihre vorherbestimmte untere Grenzspannung überschritten hat, bei welcher die hnpulssteuerung stattfindet. Gleichzeitig mit der Erregung des Zählers 196 wird ein Relais 200 über Kontakte 198 A und 176 B . ebenfalls erregt. Eine Erregung des Relais 200 bewirkt das Schließen dessen normalerweise offenen Kontakte 200A. Falls die Kontakte 198B des Relais 198 nicht auf Grund einer Erregung des Relais 198 offen sind, werden Impulse von dem Impulsformer 140 den Zählern 142 und 144 zugeführt, wonach jeder der Zähler seinen Zählvorgang beginnt. - Nach der Beendigung der Zählzeit des Zählers 196 schließen dessen normalerweise offenen Kontakte 196A, wodurcb# das Relais 202 erregt wird, welches seine normalerweise offenen Kontakte 202A und 202B schließt. Durch das Schließen der Kontakte 202A wird ein Relais 204 über normalerweise geschlossene Kontakte 206A eines Relais 206 und normalerweise geschlossene Kontakte 146A des Relais 146 am Ausgang des Zählers 142 erregt. Das Relais 204 bleibt erregt, u > m seine normalerweise offenen Kontakte 204A geschlossen zu halten, bis das Relais 206 oder das Relais 146 erregt wird, nachdem der Zähler 142 eine Anzahl von Impulsen in dem Impulssignal gezählt hat, die gleich dem vorher eingestellten Zählbetrag des Zählers 142 ist.
  • Wenn die Kontakte 196A sich schließen, wird das Relais 202 erregt, so daß es seine Kontakte 202 A und 202B schließt. Die Kontakte 202A ergeben einen Haltekreis für das Relais 202.
  • Sobald also die Kontakte 2Ö2A geschlossen sind, bleibt das Relais 202 erregt, bis sich die Kontakte 206A öffnen, und zwar unabhängig von dem Zustand der Kontakte 196 A. Wenn sich die Kontakte 202B schließen, wird'ein erster Steuertaktgeber 208 erregt. Nach einer vorherbestimmten Zeitspanne schließt der erste Steuertaktgeber seine Kontakte 208A, wodurch das Relais 206 zum Öffnen' der Kontakte 206A erregt wird, so daß die Schaltung zum Relais 202 unterbrochen wird. Wenn das Relais 206 erregt ist, schließt es auch die Kontakte 206B zur Erregung des Relais 210. Danach schließen die Kontakte 210A zur Rückstellung der Zähler 142. und 144.
  • Wenn sich die Kontakte 204A des Relais 204 schließen, wird das Relais 212 erregt, welches die Kontakte 212A in der Steuerschaltung 56 für den Motor schließt, um emie Abwärtsbewegung der Elektrode 30 zu veranlassen. Eine Abwärtsbewegung der Elektrode dauert an, bis die Schaltung zum Relais 204 unterbrochen wird und s:ich die Kontakte 204A öffnen. Das Relais 212 kann ebenfalls über die Kontakte 214A des Relais 214 und über die Normalerweise offenen Kontakte 216A eines zweiten Steuertaktgebers 216 erregt werden. Das Relais 214 kann über normalerweise offene Kontakte 196A des Zählertaktgebers 196, über normalerweise offene Kontakte 146B des Relais 146 und über normalerweise geschlossene Kontakte 148 A eines Relais 148 erregt werden. Wahlweise kann das Relais 214 über Kontakte 202A, 206A, 146B und 148A erregt werden. Es ist ersichtlich, daß das Relais 214 nur dann erregt werden kann, wenn das Relais 146 erregt und das Relais 148 abgeschaltet ist. Dies ist der Fall, wenn die Zahl der Impulse des gemäß der Erfmdung ausgenutzten Gehalts an Impulsen mindestens gleich der Zahl ist, die durch den Zähler 142 gezählt wird, und kleiner als diejenige, die durch den Zähler 144 gezählt wird.
  • Wenn das Relais 214 erregt wird, ist der zweite Steuertaktgeber 216 ebenfalls erregt. Nach einer vorherbestimmten Zeitspanne öffnet er seine Kontakte 216A, um die Schaltung zum Relais 212 zu unterbrechen. Wenn also das Relais 212 durch Schließen der Kontakte 214A erregt ist, bleibt es während einer Zeitspanne erregt, welche durch den Steuertaktgeber 216 bestimmt ist.
  • Wenn eine sehr hohe Anzahl von Impulsen des Impulsgehalts von den Zählern 142 und 144 gezählt wird, befindet sich die Elektrode 30 zu nahe an dem darunter befindlichen Schmelzbad. Wie bereits oben erwähnt wurde, steigt also der Zählbetrag des Impulsgehalts mit sinkender Spaltlänge für den Lichtbogen an. Unter diesen Bedingungen wird das Relais 158 zum Öffnen seiner Kontakte 148 A erregt, wodurch eine Erregung des Relais 214 und auch eine. Erregung des Relais 212 verhindert wird, so daß die Elektrode 30 nach unten verschoben würde. Unter diesen Bedingungen ist in ähnlicher Weise das Relais 146 zum Öffnen der Kontakte 146A erregt und verhindert eine Erregung des Relais 204. Wenn das Relais 148 erregt ist, schließt es jedoch seine normalerweise offenen Kontakte 148B. Falls die Kontakte 148B be#im Fehlen eines Überspannungszustands des Lichtbogens geschlossen sind, wird das Relais 218 zum Schließen seiner Kontakte 218 A erregt, so daß die Elektrode nach oben bewegt wird. Diese Wirkung dauert an, bis die Kontakte 184B gegeöffnet werden. Wie bereits erläutert wurde, wird das Relais 184 erregt, wenn die wünschenswerte maximale Lichtbogenspannung erreicht ist. Deshalb bewegt sich die Elektrode 30 nur so lange nach oben, bis die optimale Spaltlänge erreicht ist. Danach wirkt sich die Impulssteuerung wiederum aus.
  • Beim Betrieb der Einrichtung sind die Kontakte 180A und 184A geschlossen, falls die Lichtbogenspannung innerhalb der Grenzen liegt, zwischen denen eine Impulssteuerung erfolgen kann. Dadurch erfolgt eine Erregung des Relais 186, wodurch die Kontakte 186A geöffnet und die Schaltung zwischen dem Lichtbogensteuersystem 46 und der Steuerschaltung 56 für den Motor unterbrochen wird. Wenn zu irgendeiner Zeit die Lichtbogenspannung über den maximal zulässigen Wert steigen oder unter den minimal zulässigen Wert sinken sollte, wird das Relais 186 zum Schließen der Kontakte 186A abgeschaltet, wodurch das Lichtbogensteuersystem 46 mit der Steuerschaltung 56 für den Motor verbunden wird. Gleichzeitig schließen die Kontakte 186 B, wodurch das Relais 210 erregt und jeder der Zähler 142 und 144 zurückgestellt wird.
  • Wenn die Impulssteuerung wirksam wird, wird der Zählertaktgeber 196 erregt. Gleichzeitig wird das Relais 200 erregt, um seine Kontakte 200A zu schließen, wodurch Impulse von dem Impulsformer 140 dem Zähler 142 und 144 zugeführt werden. Der Taktgeber 196 bestimmt die Zeitspanne, während der durch die Zähler 142 und 144 vor der Rückstellung Impulse gezählt werden. Diese Zeitspanne hängt von gewissen Variablen ab, von denen eine der Durchmesser der Elektrode ist. Bei größerem Durchmesser der Elektrode ist die Verteilung der Impulse weniger konstant, was bedeutet, daß die Zeitspanne des Taktgebers 196 vergrößert werden soll, wenn der Durchmesser größer ist (und umgekehrt), damit sich ein statistisch bestimmtes System ergibt. Es soll angenommen werden, daß der Zähler 142 vierzig Impulse Zählt, bevor das Relais 146 erregt wird, und daß der Zähler 144 sechzig Impulse zählt, bevor das Relais 148 erregt wird. Es soll angenommen werden, daß während der Zählperiode des Zählertaktgebers 196 von dem Zähler 142 und 144 keine vierzig Impulse empfangen werden, so daß weder das Relais 146 noch das Relais 148 erregt wird. Unter diesen Bedingungen ist die Impulsrate des Inipulsgehalts sehr niedrig, weshalb die Elektrode 30 nach unten durch einen optimalen Betrag bewegt werden sollte. Bei Beendigung der Zählzeit des Taktgebers 196 mit weniger als vierzig gezählten Impulsen schließen die Kontakte 196 A und erregen das Relais 202. Wenn die Kontakte 202B schließen, wird der eine Steuertaktgeber 208 erregt. Da das Relais 146 nun erregt und die Kontakte 146A geschlossen sind, wird gleichzeitig das Relais 204 erregt und schließt seine Kontakte 204 A, wodurch dasRelais 212 erregt wird. Dadurch werden die Kontakte 212 A geschlossen, so daß sich die Elektrode 30 nach unten bewegen muß. Die Abwärtsbewegung der Elektrode 30 dauert an, bis sich die Kontakte 206A öffnen. Dies ist bei Beendigung der Zeitspanne des Steuertaktgebers 208 der Fall, wenn sich die Kontakte 208 schließen. Wenn also weniger als vierzig Impulse gezählt wurden, wird die Elektrode 30 nach unten um einen optimalen Betrag verschoben, der durch das Zeitintervall des einen Steuertaktgebers 208 bestimmt ist.
  • Es soll nun angenommen werden, daß mehr als vierzig Impulse und weniger als sechzig Impulse gezählt wurden. Unter diesen Bedingungen wird das Relais 146 erregt, öffnet die Kontakte 146A und schließt die Kontakte 146B, während das Relais 148 abgeschaltet bleibt. Wenn die Kontakte 146A nun offen sind, kann das Relais 204 nicht erregt werden. Das Relais 214 wird jedoch erregt, weil bei Abschaltung des Relais 148 die Kontakte 148 A geschlossen werden. Wenn das Relais 214 erregt wird, schließen sich die Kontakte 214A, wodurch das Relais 212 erregt wird, die Kontakte 212 A schließt und wieder die Elektrode 30 nach unten antreibt. Diese Wirkung dauert an, bis sich die Kontakte 216 A des anderen Steuertaktgebers 216 öffnen. Der Taktgeber 216 wird zu der gleichen Zeit erregt, zu der das Relais 214 erregt wird. Deshalb bleibt das Relais 212 während einer Zeitspanne erregt, welche durch den anderen Taktgeber 216 bestimmt ist. Diese Zeitspanne ist kleiner als die Periode des einen Taktgebers 208.
  • Wenn mehr als sechzig Impulse von den Zählern 142 und 144 gezählt werden, werden beide Relais 146 und 148 erregt. Dies bedeutet, daß sich die Elektrode 30 zu sehr in der Nähe des Schmelzbads, darunter oder in dem gewünschten Abstand befindet. Wenn die Relais 146 und 148 beide erregt sind, wird nun eine Schaltung zum Relais 218 über Kontakte 146B und 148B geschlossen. Das Relais 218 bleibt, wie oben beschrieben, erregt, bis die Kontakte 148B sich bei dem Entstehen der optimalen Lichtbogenspannung öffnen, wonach die Impulssteuerung wiederum wirksam wird.
  • Die Steuerfolge kann zusammenfassend in folgender Weise beschrieben werden: 1. Zustand der Unterspannung: Das Relais 168 wird erregt. Nach einer durch die Taktgeber 174 und 178 bestimmten Zeitspanne wird das, Relais 180 erregt, um das Relais 186 abzuschalten und die Kontakte 186A zu schließen. Deshalb spricht das System nun auf Signale von dem Lichtbogenspannungssteuersystem 46 an.
  • 2. Zustand mit überspannung: Das Relais 172 wird erregt. Nach einer durch den Taktgeber 182 bestimmten Zeitspanne schließen sich die Kontakte 182A, erregen das Relais 184 und öffnen die Kontakte 184A, wodurch wiederum das Relais 186 abgeschaltet und die Kontakte 186A geschlossen werden, so daß die Steuerschaltung 56 für den Motor wieder auf Signale von dem Lichtbogenspannungssteuersystem 46 anspricht.
  • 3. Falls Zustände einer überspannung oder Unterspannung nicht vorliegen, ist das Relais 186 abgeschaltet, so daß das System mit einer Impulssteuerung arbeitet. 4. Impulssteuerung; -wobei der Zählbetrag geringer als 40 während. derPeriode des Zählertaktgebers 1-96 ist, wobei also die Elektr " ode 30 um einen optimalen Voreinstellungsbetrag gesenkt werden soll: Die Relais 146 und 148 bleiben abgeschaltet, und das Relais 212 wird während der-Periode des Taktgebers 208 erregt, um die Elektrode 30 während der Periode des Taktgeb ers 208 zu senken. 5. Impulssteuerung, wobei der Zählbetrag größer als 40 und kleiner als 60 ist:- Das Relais 146 wird tet und erregt, das Relais während 212 das während Relais der 148 Periode abgeschal- des Taktgebers 216 erregt ist, welche Periode ]deiner als diejenige des Taktgebers 208 ist, um die Elektrode nach- unten zu verschieben, jedoch entlang eines kürzeren Wegs als in dem Falle, wenn der Zählbetrag weniger als 40 beträgt.
  • 6. Impulssteuerung, wenn der Zählbetrag größer als 60 ist, wenn-also die Elektrode sich zu nahe an der Schmelze-befindet:.Die beiden Relais 146 und 148 werden erregt, um das Relais 218 zu erregen, wodurch die Elektrode nach oben bewegt wird, bis das Relais 184 erregt wird, eine überspannung anzuzeigen, wonach die Impulssteuerung wieder wirksam wird. Wahlweise kann jedoch das Relais 218 ausgeschlossen werden, so daß die Elektrode 30 stationär bleibt, bis ihr unterer Teil ausreichend geschmolzen ist und sich wieder eine größere Spaltlänge ergibt.
  • In F i g. 12 ist ein. System dargestellt, das ähnlich demjenigen in F i g. 11 ausgebildet ist, wobei jedoch Stromdiskontinuitäten. und keine Spannungsdiskontinuitäten zur Bewirkung der Steuerung verwandt werden. Diejenigen Elemente in F i g. 12, welche Elementen in Fig.11-entsprechen, sind durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet. Das System entspricht demjenigen in Fig. 11, wobei jedoch Lichtbogenströme an Stelle von Lichtbogenspannungen ausgesiebt werden. Dies wird -durch Aussieben des Signals, beispielsweise durch einen Widerstand 220 in der-negativen Eingangsleitung des-Ofens erreicht. Nach einem Aussieben, in der Schaltung 138 -werden die Stromdiskontinuitäten, die nach den obigen - Ausfühtungen in negativer Richtung ansteigen, m* deriielben Weise wie die Spannungsdiskontinuitäten in Fig. 11 ausgenutzt.-- - Z . Neben. den erläüterteil speziellen Ausführungsbeispielen sind auch zahlreiche andere Ausführungsbeispiele entsprechend den vorliegenden Anförderungen oder Gegebenheiten möglich. Beispielsweise kann. eine größere - Anzahl von Zählern in dem Steuersystern gemäß ' Fig.11 Verwendung finden, um eine emplIndliche#c#Steuerung zu ermöglichen.

Claims (2)

  1. Patentansprüche: 1. 1. » Verfahren zur Regelung des Elektroden-,abstands -in einem Lichtbogenschmelzofen, bei dem ein Signal auf eine-Vor'schubeinrichtung gegeben wird, die in Abhängigkeit von, dem Signal den Vorschub der Schmelzelektrode während des Schm#Izpr zesses regelt. und bei dem das Regelsignal von-, der-, Lichtbogenspannung, Lichtbogenstromstärke -oder. Lichtbogenim _pedanz abgeleitet wird, wobei die elektrischen Eige#n#chaften über dem Lichtbogenspalt eine. Grundkomponente und eine zweite. Komponente umfassen, welche aus diskontinuierlichen Schwankungen besteht; dadurch gekennzeichnet, daß die in der zweiten Komponente der elektrischen Eigenschaften des Lichtbogens als Spannungs-, Strom- oder Impedanzschwankungen auftretenden impulsförmigen Schwankungen nachgewiesen werden und daß der Elektrodenabstand in Abhängigkeit von der Folgefrequenz diesereSchwankungen geregelt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die angelegte Lichtbogenspannung eine Gleichspannung ist, deren Welligkeitsgehalt eine Frequenz oberhalb der Folgefrequenz der Schwankungen. hat, und daß die Schmelzelektrode zu der,-Schmelze hinbewegt wird, wenn die Folgefrequenz der Schwankungen unter eine vorherbestimmte Frequenz fällt. 3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzelektrode zu der Schmelze entlang eines ersten vorherbestimmten Abstands bewegt wird, wenn die Folgefrequenz der Schwankungen unterhalb einer ersten vorherbestimmten Frequenz liegt, und daß die Schmelzelektrode zu der Schmelze entlang eines zweiten größeren vorherbestimmten Abstands hinbewegt -wird, wenn die Folgefrequenz der Schwankungen unter einer zw6iten niedrigeren - vorherbestimmten Frequenz liegt. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die.Schmelzelektrode von der Schmelze wegbewegt wird, wenn die Folgefrequenz der Schwankungen über eine dritte vorherbestimmte Frequenz ansteigt. - 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrodenabstand in Abhängigkeit von der Am- plitude der Schwankungen geregelt wird. 6. Verfahren nach -einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch -gekennzeichnet, daß die Schwankungen elektrisch integriert werden und daß der Elektrodenabstand in Abhängigkeit vom Integral der Schwankungen geregelt wird. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch. gekennzeichnet, daß der Elektrodenabstand in Ab- hängigkeit von dem Integral derjenigen Schwankungen geregelt wird, welche unterhalb# von etwa 30 Hz - auftreten. .8. Verfahren --nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die unterhalb 30 Hz nachgewiesenen Schwankungen ausgesiebt und integriert werden und daß diese integrierte.Spannung von der nach dem Nachweis -erhaltenen, Spannung zur Ableitung der Regelspannung elektrisch abgezogen wird. 9. Einrichtung zur Regelung des Elektrodenabstands in einem Lichtbogenschmelzofen, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum. Nachweis mindestens einer. der innerhalb -eines vorherbestimmten Folgefrequenzb#reichs auftretenden. Schwankungen elektrischer Eigen-. schaften -im Lichtbogenspalt vorgesehen - ist, an die eine Einrichtung angeschlossen ik, welche ein -sich in Abhängigkeit von -,den' Schwankungen Ünderndes elektrisches Signal , gzeugt, und. daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die auf dieses Signal zur Regelung des Elektrodenabstands anspricht. 10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung eine auf das Signal ansprechende Einrichtung aufweist, durch welche der Elektrodenabstand verringerbar ist, wenn die zweite Komponente der Lichtbogenspannung über einen vorherbestimmten Wert ansteiA sowie eine auf die Lichtbogenspannung ansprechende Einrichtung, durch welche beim Absinken der zweiten Komponente der Lichtbogenspannung unter einen vorherbestimmten Wert der Elektrodenabstand vergrößerbar ist. 11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltung zum Anhalten der Aufwärtsbewegung der Schmelzelektrode vorgesehen ist, durch welche die Schmelzelektrode beün Anstieg der Lichtbogenspannung über einen vorherbestimmten maximalen Wert angehalten wird. 12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachweiseinrichtung eine Einrichtung zum Aussieben des Welligkeitsgehalts oberhalb einer vorherbestimmten Frequenz aufweist und daß die an die Siebschaltung angeschlossene Einrichtung ein Signal erzeugt, das sich in Abhängigkeit von den Schwankungen ändert, welche unterhalb der vorherbestimmten Frequenz auftreten. 13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachweiseinrichtung eine Einrichtung zum Nachweis von solchen Schwankungen aufweist, die von den Schwankungen der Lichtbogengleichspannung mit einer Folgefrequenz unterhalb der Frequenz des Welligkeitsgehalts der Gleichspannung abgeleitet sind. 14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß diese Einrichtung ein sich in Abhängigkeit von positiven Spannungsschwankungen in der Gleichspannung änderndes Signal liefert. 15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelehnichtung eine Einrichtung zur Abwärtsbewegung der Schmelzelektrode aufweist, die dann wirksam ist, wenn die Folgefrequenz der Schwankungen unter eine zweite vorherbestimmte Frequenz fällt, die niedriger als die erste vorherbestimmte Frequenz ist. 16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachweiseinrichtung eine Zähleinrichtung zum Zählen der Schwankungen aufweist, welche durch die Siebschaltung hindurchgelangen, daß die Zähleinrichtung ein Ausgangssignal nach einer vorherbestimmten Anzahl von gezählten Schwzinkungen abgibt, daß eine Einrichtung zur periodischen Rückstellung der Zähleinrichtung nach dem Ab- lauf einer bestimmten Zeitspanne vorgesehen ist und daß die auf das Ausgangssignal ansprechende Einrichtung einen Motor aufweist, der in Ab- hängigkeit davon die Schmelzelektrode abwärts bewegt. 17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachweiseinrichtung ein Signal erzeugt, das sich in Abhängigkeit von dem Integral der Schwankungen ändert. 18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15 und zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachweiseinrichtung eine Einrichtung zum Integrieren der Schwankungen aufweist, welche unterhalb der vorherbestimmten Frequenz auftreten. 19. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachweiseinrichtung eine Einrichtung zum Nachweis ausgesiebter Spannungsschwankungen der Lichtbogengleichspannung aufweist, welche mit einer Frequenz unterhalb der Frequenz des Welligkeitsgehalts der Gleichspannung auftreten, und daß eine Einrichtung zur Erzeugung eines Signals vorgesehen ist, das sich in Abhängigkeit von den Spannungsschwankungen ändert, welche unterhalb der vorbestimmten Folgefrequenz auftreten, daß die auf dieses Signal ansprechende Einrichtung eine Einrichtung aufweist, welche auf die Lichtbogenspannung anspricht, um die Schmelzelektrode abwärts zu bewegen, wenn die Lichtbogenspannung einen ersten vorherbestimmten Wert überschreitet, daß eine Einrichtung auf die zweite Komponente der Lichtbogenspannung anspricht, um die Schmelzelektrode aufwärts zu bewegen, wenn die zweite Komponente der Lichtbogenspannung unter einen zweiten vorherbestimmten Wert fällt, und daß eine Einrichtung zur Regelung des Elektrodenabstands in Abhängigkeit von dem Signal vorgesehen ist, die wirksam ist, wenn die zweite Komponente der Lichtbogenspannung zwischen dem ersten und dem zweiten vorherbestimmten Wert liegt. 20. Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zähleinrichtung zum Zählen der Spannungsschwankungen vorgesehen ist, welche mit einer Frequenz unterhalb des Welligkeitsgehalts der Gleichspannung auftreten, die ein Ausgangssignal erzeugt, wenn die Anzahl der während einer vorherbestimmten Zeitspanne gezählten Schwankungen einen bestimmten Wert überschreitet, und daß die zuletzt genannte Einrichtung auf das Ausgangssignal der Zähleinrichtung anspricht. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 632 862.
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