DE2017203A1 - Umschmelzofen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Umschmelzofen, bei dem der jeweils unter der Elektroschlacke liegende Elektrodenteil durch Ströme von 3 bis 15 Hz abschmelzbar ist, welche zwischen dem Elektrodenteil und der Ofenwandung fließen und bei der die für den Ofen erforderlichen Ströme von über 10 A über einen Umrichter aus einem 50-Hz-Drehstromnetz entnehmbar sind.

Zur Erzeugung hochreiner und hochwertiger Stähle werden heute in immer größerem Umfange Umschmelzverfahren mit selbstverzehrenden Elektroden, wie z.B. das Elektroschlacke-Umschmelzverfahren, benutzt. Bedingt durch die geforderten Werkstücfcgrößen werden dabei häufig auch die Abmessungen dieser Umschmelzofen beträchtlich, z.B. sind Bauhöhen von über 15 m keine Seltenheit. Infolge dieser großen Abmessung werden aber auch die Induktivitäten der Zuleitungen von der Stromquelle zu dem Ofen und damit die induktiven Verluste im Vergleich zur Wirkleistung verhältnismäßig groß. Messungen bei einem Elektroschlacke-Umschmelzofen üblicher Bauart haben z.B. bei 1 miV Wirkwiderstand Induktivitäten von 40 JUH ergeben.

Verwendet man zur Speisung des Ofens netzfrequenten Wechselstrom von 50 Hz, so wären die induktiven Spannungsabfälle etwa 10 mal so groß als die Wirkspannungsabfalle} entsprechend ist auch der Aufwand an Anlagenteilen und die Kosten, die für die Blindleistung in Höhe einiger MVA bezahlt werden müssen.

Bei der Verwendung von Gleichstrom würden diese induktiven Verluste nicht auftreten; Gleichstrom ist jedoch aus technologischen Gründen - zu einseitige Auskristallisierungsrichtung -,oft nicht einsetzbar.

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Es ist daher bereits vorgeschlagen worden, den Ofen mit einer weit unterhalb der Netzfrequenz liegenden Frequenz von z.B. 5-10 Hz zu speisen. Dies verringert zwar die induktiven Verluste und damit den Blindstrombedarf der Anlage ganz erheblich, erfordert aber andererseits unter normalen Umständen eine aufwendige Umrichterschaltung mit oft langen Hochstromführungen und damit, einen entsprechenden Aufwand an Leitungakupfer.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, eine besonders vorteilhafte niederfrequente Umrichter-Stromversorgung für einen Elektroschlacke-Umschmelzofen zu schaffen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der als Thyristordirektumrichter ausgebildete Umrichter in einem elektrischen Kreis angeordnet ist, der mit dem Drehstromnetz über einen Dreh-Stromtransformator und mit dem Ofenkreis zwischen Elektrode und Ofenwandung über einen am Ofen angebauten Einphasentransformator elektrisch gekoppelt ist.

Durch diesen galvanisch getrennten Zwischenkreis kann die Spannung im Zwischenkreis so gewählt werden, daß die Spitzensperrspannung der Thyristoren im Umrichter voll ausgenutzt ist; hierdurch läßt sich wiederum der Strom in diesem Zwischenkreis verhältnismäßig niedrig halten, so daß weniger Thyristoren benötigt werden und geringere Le.itungsabmessungen erforderlich sind. Außerdem sind infolge des direkt am Ofen angebauten Einphasentransformators die eigentlichen Hochstromleitungen verhältnismäßig kurz.

Anhand einer Zeichnung sei die Erfindung näher erläutert: In dem achematisch gezeigten Elektroschlacke-Umschmelzofen 1 wird die in den Metallsumpf 8 eintauchende Elektrode 3 aus Stahl durch direkten Stromfluß zwischen eintauchendem Elektrodenteil und Ofenwandung 2 abgeschmolzen.

Zur Stromversorgung dient ein 50-Hz-Drehatromnetz mit den Phasenleitern RST. Dieses Drehatromnetz RST ist an die im Dreieck geschalteten Primärwicklungen 7a eines Drehstromtransformators 7 angeschlossen, dessen im Stern geschaltete Sekundärwicklungen 7b einen Direktumrichter 6 mit Thyristoren speisen. Der Direktumrichter 6 besteht aus in jeder Phasenleitung' liegenden

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antiparallel geschalteten Thyristorgruppen, welche für die gewünschte Stromführungsdauer leitend sind. Der Ausgang des Direktumrichters 6 ist über die Primärwicklung 4a eines Einphasentransformators 4 mit dem sekundärseitigen Sternpunkt des Mehrphasentransformators 7 verbunden. Die Sekundärwicklung 4b des am Ofen angebauten Einphasentransformators 4 ist über eine Hochstromleitung 5a mit der Elektrode 3 und über eine Hochstromleitung 5b mit der Ofenwandung 2 verbunden. Die elektrischen Werte des zwischen Mehrphasentransformator 7 und Einphasentransformator 4 liegenden Zwischenkreises sind so gewählt * daß die Spitzensperrspannung der Thyristoren im Umrichter 6 voll ausgenutzt ist; z.B. kann die Spannung an der Primärwicklung 4a 600 V und 2000 A betragen, bei einem Sekundär- und damit Ofen- ^ strom von 20 kA und 3 Hz. ." " '

1 Patentanspruch
1 Figur

BAD ORtGINAL

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Claims (1)

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   Patentanspruch

   Umschmelzofen, bei dem der jeweils unter der Elektroschlacke liegende Elektrodenteil durch Ströme von 3 bis 15Hz abschmelzbar ist, welche zwischen dem Elektrodenteil und der Ofenwandung fließen und bei der die für den Ofen erforderlichen hohen Ströme über einen Umrichter aus einem 50 Hz Drehstromnetz entnehmbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der als Thyristor-Direktumrichter (6) ausgebildete Umrichter in einem elektrischen Kreis angeordnet ist, der mit dem Drehstromnetz (RST) über einen Drehstromtransformator (7) und mit dem Ofenkreis zwischen Elektrode (3) und Ofenwandung (2) über einen am Ofen (1) angebauten Einphasentransformator (4) elektrisch gekoppelt ist.

   BAD ORIQiNAL

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