DE2448986A1 - Einrichtung zur ueberwachung des erosionszustandes der zustellung von elektrischen induktionsoefen - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Überwachung des Erosionszustandes der Zustellung von elektrischen Induktionsöfen Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des anliegenden Anspruchs 1.
• Im liauptpatent ist zur Durchführung des Verfahrens nach dem Hauptpatent bereits vorgeschlagen worden, den Spannungsabfall an der Induktiònsspule, die dem zu überwachenden Bereich der Zustellung des Ofens zugeordnet ist, zu messen und - bei vorgegebener Füllstandshöhe der Schmelze im Ofen und vorgegebener Belastung des den Ofen speisenden echselstromgenerators - diesen Meßwert während der Ofenreise laufend zu überwachen und mit einem Meßwert zu vergleichen, der im Neuzustand des Ofens unter vergleichbaren Bedingungen gewonnen wurde. Die dazu erforderliche Meßeinrichtung, die an Induktionsöfen, deren Zustellung entlang ihrer gesamten Füllhöhe überwacht werden soll, erforderlich wird, besteht aus einer Reihe von Spannungsmessern, die einzeln Spulen oder Spulenabschnitten einer Einzelspule zugeordnet sind, die jeweils im Bereich der zu überwachenden Zustellung des Ofens angeordnet sind.
• In einer andercn Anordnung ist ein einziger Spannungsmesser vorgesehen, der wahlweise - über entsprechende Umschaltvorrichtungen - mit den zugehörigen Uberwachungsspulen verbunden werden kann.
• In allen Fällen erweist es sich als umständlich, daß die Messungen ständig bei der gleichen Ofenbelastung ausgeführt werden müssen.
• Die Erfindung befaßt sich deshalb mit der Aufgabe, eine Einrichtung anzugeben, die es gestattet, das Verfahren nach dem iiauptpatent auch bei einer wechselnden Belastung des den Ofen speisenden Wechselstromgenerators ohne Einstellung ständig gleicher Ofenleistungen auszuführen.
• Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Einrichtung der eingangs näher bezeichneten Art vorgeschlagen, die sich erfindungsgemäß dadurch kennzeichnet, daß der Detektor sowohl von einem Meßwert der Spulenspannung als auch von einem Meßwert des Spulenstroms zur Bildung einer mit der Spulenimpedanz variablen Meßgröße gesteuert ist.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der anliegenden Zeichnung schematisch dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
• In der Zeichnung bezeichnen 1 den Tiegel eines z.B. zum Warmhalten von Aluminium dienenden elektrischen Induktionsofens, dessen den Tiegel umfassende Induktionsspule 2 den Ofeninhalt 3 beheizt. Hierzu ist die Ofenspule 2 an eine Wechselstromquelle 4 angeschlossen, die die Spule über die Leitung 4a z.B. mit Netzfrequenz speist.
• Der Einfachheit wegen ist angenommen, daß die Ofenspule 2 nach Art einer Zylinderspule ausgebildet ist und einzelne Windungen aufweist, die in einlagiger Ausführung die vertikale Achse des Ofens 1 dicht nebeneinander liegend umfassen. Der Spulenleiter weist eine zentrische Ausnehmung auf, der zur Flüssigkeitskühlung der Spule an eine ein flüssiges Kühlmittel liefernde Kühlmittelquelle angeschlossen ist.
• Um Auswaschungen der inneren Wandung des Tiegels des Ofens 1 entlang der gesamten Füllhöhe des Ofens lagerichtig zu erfassen, ist jeweils eine volle Einzeiwindung der Spule 2 über Anzapfungen 21 211 2111 2IV 2V 2VI und 2V11 derart an-1 1 1 gezapft, daß über mit den Anzapfungen verbundene elektrische Leitungen 5, 6, 7, 8, 9, 1o und 11 jeweils der Spannungsabfall an einer Windung der Spule 2 abgegriffen und ejner Detektorvorrichtung 12 zugeführt werden kann.
• Zur Erfassung des elektrischen Wechselstromes durch die Spule 2 ist in die Leitung 4a die Sekundärwicklung eines enstromwandlers 14 eingeschaltet, an dessen Sekundärwicklung parallel dem Lastwiderstand eine dem Spulenstrom proportionale Spannung abgreifbar ist. Die Sekundärwicklung des T1eßwandlers 14 speist über einen Gleichrichter 15 mit einem zugehörigen Gleichstrom die Meßleitung 13, die ebenfalls mit einem Eingang des Detektors 12 verbunden ist.
• Der Detektor 12 weist eine Reihe von Spannungsmeßwandlern 20 auf, die jeweils einer Windung der Spule 2 zugeordnet sind.
• So ist beispielsweise der Meßwandler 20 überdie Leitungen 5 und 6 mit den Anzapfungen 21 und 2II verbunden. Er erfaßt demzufolge den Spannungsabfall an der zugehörigen Windung der Spule 2. An der Sekundärwicklung des Wandlers 20 ist eine mit der zugehörigen Windungsspannung variable Meßspannung abgreifbar, die mittels eines Gleichrichters 21 gleichgerichtet ist, so daß der Spannungsabfall am Widerstand 22 dem Spannungsabfall an der Windung der Spule 2 proportional ist.
• Die Spannung der Leitung 13 ist einem Widerstand 24 zugeführt, der Bestandteil einer aus den Widerständen 23 und 24 bestehenden Meßschaltung 25 ist, in der der Spannungsabfall am Widerstand 16 mit dem Spannungsabfall am Widerstand 22 hinsichtlich der Differenz beider Spannungen verglichen werden kann.
• Die Differenz beider Spannungen, die an Ausgang der Meßschaltung 25 fühlbar ist, ist dem Eingang eines Differenzverstärkers 26 mit extrem großer Verstärkung zugeführt.
• Bei konstanter Füllhöhe h des Ofentiegels 1 mit dem flüssigen Schmelzgut, die beispielsweise der vollen Ofenfüllung entspricht, sind die Spannungsabfälle an den Widerständen 22 und 16 wegen der Konstanz der Impedanz der überwachten Spulenwindung einander proportional. Diese Proportionalität wird - unter sonst ungänderten Verhältnissen -lediglich durch Veränderungen des elektrischen. Widerstandes in der Ofenzustellung beeinflußt, so daß Veränderungen dieser Art zu einer Veränderung der Differenz beider Spannungen von einer im Neuzustand der Zustellung des Tiegels 1 gemessenen Differenz Anlaß geben und damit den Verstärker 26 mit einer von Null verschiedenen Spannungsdifferenz ansteuern, wodurch der Verstärker 26 voll ausgesteuert und eine dem Verstärker nachgeschaltete optische Signalvorrichtung 27 betätigt wird.
• Die Anzeige der Signalvorrichtung 27 ist erkennbar unabhängig von der Größe des die Leitung 13 durchfließenden Gleichstroms und damit unabhängig von der Belastung der Stromquelle 4, die für diese Stromquelle durch das Ofensystem gegeben ist.
• Den übrigen Windungen der Spule 2 sind über entsprechende Meßumformer und Meßschaltungen optische Signalvorrichtungen 28, 29, 30, 31 und 32 zugeordnet, die in lagerichtiger Zuordnung zur Lage der einzelnen Spulenteile, die überwacht werden1 auf einem Signaltableau 33 angeordnet sind.
• Die Erfindung ist nicht an das beschriebene Ausführungsbeispiel gebunden. Soweit die Überwachung auch durch wechselnde Frequenzen des Stroms am Ausgang des Generators-4, durch wechselnde Temperaturen in der Schmelze 3 oder andere die Impedanz der Induktionsspule beeinflussende Größen beeinflußt wird, können dem Detektor entsprechende Korrekturmeßwerte zugeführt und damit das Ergebnis der Überwachung vom Einfluß solcher Größen befreit werden.
• 2 Ansprüche 1 Zeichnung

Claims (2)

1. Ara9prüche Vbrrichtung zur Überwachung des rosionszustandes der inneren Oberfläche der Zustellung eines zum Schmelzen oder Warmhalten flüssiger Substanzen aus c]ektrisch leitendem Material dienenden elektrischen Induktionsofens, dessen zu überwachende Zustellung zusammen mit dem flüssigen Ofeninhalt von wenigstens einer den Ofeninhalt beheizenden Induktionsspule umfaßt ist, bei der die elektromagnetische Ankoppelung dieser Spule im Bereich der zu überacenden Zustellung unter Verwendung eines an die Spule angeschlossenen, von einem Spannungsabfall an der Spule gesteuerten Erosionsdetektor bei einer vorgegebenen Füllstandshohe des Schmelzguts im Ofen gemessen bzw. hinsichtlich eines Grenzwertes überwacht wird, zur Durchführung des Verfahrens nach Patent .......... (Patent-Anmeldung P 24 26 356.7), dadurcgekennzeichnet, daß der Detektor (12) sowohl von einem Meßwert der Spulenspannung (20) als auch von einem Meßwert des Spulenstroms (14) zur Bildung einer mit der Spulenimpedanz variablen Meßgröße gesteuert ist.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (12) eine Vergleicherschaltung (25) zum Vergleich einer dem Spannungsabfall an der Spule (2 211) proportionalen Spannung (20) mit einer dem Spulenstrom proportionalen Spannung (14) und einem nachgeschalteten Schaltverstärker (26), der bei Ungleichheit beider Spannungen durch das Differenzsignal voll ausgesteuert ist, und eine Signalvorrichtung (27) betätigt, aufweist.