DE2806269A1

DE2806269A1 - Ueberwachungsanordnung an gleichstrom-lichtbogenoefen

Info

Publication number: DE2806269A1
Application number: DE19782806269
Authority: DE
Inventors: Sven-Einar Dipl Ing Stenkvist
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1977-02-22
Filing date: 1978-02-15
Publication date: 1978-08-24
Also published as: FR2381435A1; US4161618A; JPS6041838B2; DE2806269C2; SE404478B; JPS53105738A; GB1594037A; SE7701913L; FR2381435B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Überwachungsanordnung für Gleichstrom-Lichtbogenöfen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Die Anordnung dient zur Überwachung des Kontaktes an der Startelektrode bzw. an der Badelektrode.

In einem Gleichstrom-Lichtbogenofen liegen im Starkstromkreis zwei je einen Takt herstellende Elemente, nämlich die Startelektrode, die mit ungeschmolzenem chargiertem Schrott einen Kontakt herstellt, und die Badelektrode, die mit der Schmelze einen Kontakt herstellt. Die erstgenannte Kontaktherstellung wird beim Anfahren des Ofens vorgenommen. Ihr Zweck besteht darin, einen Schmelzensumpf zu erzeugen, der später einen Kontakt zwischen der Schmelze und der Badelektrode herstellen soll. Jeder der beiden genannten Kontakte muß gut sein, d.h. er muß einen geringen Übergangswiderstand haben, damit der Ofen zufriedenstellend arbeiten kann. Bei einem schlechten Kontakt findet ein

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Leistungsverbrauch und eine Wärmeentwicklung an Stellen statt, wo diese schädlich sind. Ist beispielsweise der Kontakt zwischen der Startelektrode und dem Schrott schlecht, so entsteht ein zusätzlicher Lichtbogen, was einen erhöhten Elektrodenverschleiß zur Folge hat. Ist der Kontakt zwischen der Schmelze und der Badelektrode schlecht, was z.B. dann der Fall sein kann, wenn die Startelektrode zu früh zurückgezogen wird oder der Ofen zu früh in die Schlackenlage gekippt wird, so kommt es zu einer Überhitzung und evtl. zu einer Lichtbogenbildung in dem noch zu schwachen Schmelzenstrang in der Kontaktrinne zwischen Stahlbad und Badelektrode. Hierdurch entsteht ein starker Futterverschleiß in der Kontaktrinne.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu entwickeln, durch die die Güte der beiden genannten Kontakte überwacht werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Überwachungsanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, welche die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.

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Durch die Anordnung nach der Erfindung wird ein mangelhafter Kontakt zwischen der Startelektrode und dem Schrott bzw. zwischen der Badelektrode und der Schmelze angezeigt. Hierdurch kann vermieden werden, daß der Ofen aufgrund einer falschen Bedienung oder eines Versehens mit schlechten Kontaktstellen arbeitet. Auch erhält man hierdurch eine geeignete Art von Möglichkeiten zur Überwachung und zum Alarmgeben. Die Anordnung ist einfach, wirtschaftlich und betriebssicher.

Anhand der Figuren soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1 ein Schaltschema für einen Gleichstrom-Lichtbogenofen,

Fig. 2 ein Ersatzschaltschema des Schaltschemas gem. Fig.1.

Die in Fig. 1 mit 1 bezeichnete Charge ist in einem Ofengefäß eingeschlossen. Mit 3 ist der Ofengefäßmantel (Ofenhülle) bezeichnet, der bei 14 geerdet ist. Die Lichtbogenelektrode 5 ist an den negativen Pol der Speisegleichspannungsquelle angeschlossen, also als Kathode geschaltet. Diese Lichtbogenelektrode besteht normalerweise aus Grafit oder ist als Söderberg-Elektrode ausgebildet. Zwischen der Elektrode 5 und der Charge wird ein Lichtbogen 15 erzeugt. Die Startelektrode 6 soll im Augenblick des Anfahrens des Ofens einen Strom durch den festen chargierten

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Schrott ermöglichen, um dadurch einen Schmelzensumpf für die spätere Kontaktbildung mit der Badelektrode 7 zu erzeugen. Nachdem dieser Kontakt hergestellt ist, kommutiert der Strom auf übliche Weise von der Startelektrode 6 zur Badelektrode 7, und die Startelektrode 6 kann aus dem Bad herausgezogen werden. Die Badelektrode ist wie die Startelektrode an den positiven Pol der Gleichstromquelle angeschlossen.

Fig. 2 zeigt ein Ersatzschaltschema des Ofens gemäß Fig, 1, aus welchem die Verteilung der Widerstände in den elektrischen Kreisen ersichtlich ist. Soweit in Fig. 2 dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 verwendet werden, handelt es sich um dieselben Gegenstände wie in Fig. 1. Der Widerstand 4 beschreibt symbolisch den Übergangswiderstand zwischen der Charge und dem Ofengefäßmantel. (In Wirklichkeit ist zwischen der Charge und dem Ofengefäß kein separater Widerstand vorhanden). Der Schalter 8 symbolisiert das Herunterfahren und Herauffahren der Startelektrode, also die Ein- und Ausschaltfunktion zwischen der Startelektrode und der Charge beim Anfahren des Ofens, Auch zwischen der Badelektrode und der Charge gibt es die beiden Zustände "Kontakt vorhanden" und "Kontakt nicht vorhanden"_o Diese beiden Zustände werden durch den Schalter 9 symbolisierte Die Widerstände 10 und 11 symbolisieren die Leitungswiderstände zwischen der Badelektrode bzw. der Startelektrode und dem positiven Pol der Gleichspannungsquelle_o 12 ist ein Spannungsmeßgerät und 13 ein Spannungsrelais«, Beide Geräte sind zwischen dem Ofen-

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gefäßmantel 3 und dem positiven Pol der Gleichspannungsquelle angeschlossen.

Während des Anfahrens ist die Startelektrode 6 auf die feste Charge runtergefahren, was bedeutet, daß der Schalter 8 geschlossen ist. Zur gleichen Zeit ist der Schalter 9 noch offen. Der positive Pol der Gleichspannungsquelle nimmt dann im Verhältnis zur Erde eine Spannung an, die von dem Spannungsfall am Widerstand 10 abhang. Diese Spannung wird vom Spannungsmeßgerät 12 gemessen und vom Relais 13 erfaßt. Wenn der Kontakt zwischen der Startelektrode und dem Schrott schlecht ist, so bedeutet dies, daß im Ersatzschaltbild der geschlossene Schalter 8 durch einen Widerstand ersetzt wird. Dadurch steigt die am Relais 13 und dem Spannungsmeßgerät 12 anliegende Spannung von einem normalen Wert auf einen erhöhten Wert. Wenn dabei ein im voraus eingestellter Spannungswert überschritten wird, spricht, beispielsweise über den Relaiskontakt 16,eine Alarmeinrichtung an.

Wenn der Schmelzverlauf so weit fortgeschritten ist, daß die Schmelze Kontakt mit der Badelektrode 7 bekommt, so bedeutet dies.im Ersatzschema, daß der Kontakt 9 geschlossen wird. Die Startelektrode 6 kann nun hochgezogen werden, d.h. der Schalter 8 wird geöffnet. Ist der Schmelzkontakt zur Badelektrode gut, so erfassen die Geräte 12 und 13 eine niedrige Spannung. Ist der Schmelzkontakt schlecht, so steigt die erfasste Spannung an. Ein schlechter Kontakt zur Badelektrode ist für die Betriebssicherheit

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des Ofens potentiell gefährlicher als ein schlechter Kontakt zur Startelektrode. Deshalb soll der Ofenschalter, über den der Ofen gespeist wird, abschalten^ wenn die gemessene Spannung infolge eines schlechten Kontaktes der Badelektrode einen bestimmten Wert überschreitet. Die genannte Abschaltung kann durch den Relaiskontakt 17 bewirkt werden. Die Spannungswerte, bei denen das Alarmsignal und das Ofenabschaltsignal ausgelöst werden, können gleich groß oder verschieden groß sein.

Der Widerstand 4 ist eine Folge des Betriebs, und seine Größe wird von der Schlacke, dem Abrinnen usxtf. bestimmt«, Die Relaissignale sollen zeitverzögert sein., um bei elektrischen Ausgleichsvorgängen, d.h. kurzzeitigen, vorübergehenden Verlaufen, ein Auslösen zu vermeiden«, Die Zeitverzögerung soll auf einige Sekunden eingestellt sein und kann eventuell auch im Relais eingestellt werden.

Da die zu überwachende Spannung vom Lichtbogenstrom abhängig ist, kann es eventuell zweckmäßig sein, den Quotienten zwischen Spannung und Strom zu bilden, z.B. mit einem Differentialrelais, und somit die Kontaktwiderstände direkt zu überwachen.

Die Überwachungsanordnung spricht nicht an, bevor nicht die Oberflächenleitung, d.h. die leitende Verbindung über den Widerstand 4, entstanden ist. Um bereits zu Beginn der ersten Schmelze

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eines neu ausgekleideten Ofens eine richtige Überwachung zu erhalten, kann man zwischen Charge und Gefäß eine einfache provisorische Verbindung, beispielsweise über ein durch die Schlackenluke gehendes Abstecheisen, vorsehen. Man kann natürlich auch von Anfang an einen dünnen Leiter in die Bodenauskleidung einmauern, der den Ofenraum elektrisch mit dem Boden verbindet.

Die vorstehend beschriebene Anordnung kann im Rahmen des offenbarten allgemeinen Erfindungsgedankens in vielfacher Weise verwirklicht werden.

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Claims

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Patentanwalt und Rechtsanwalt
Dr.-Ing. Dipl.-lng. Joachim Bοecker _ ν 6 Frankfurt/Main 1 „ 23.1 „1978

/ ~ Rathenauplatz2-8 B/d 20 445 P

Telefon: (0811)'282355 Telex:4189 066itaxd

PATENTANSPRUCHES

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( 1J Überwachungsanordnung an Gleichstrom-Lichtbogenöfen mit mindestens einer als Kathode geschalteten Lichtbogenelektrode, einer Startelektrode und einer Badelektrode zur Überwachung des Kontaktes an der Startelektrode beziehungsweise an der Badelektrode, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung oder der Widerstand zwischen dem Ofengefäßmantel (3) des Ofengefäßes (2) und dem positiven Pol der Speisegleichspannung gemessen und/oder abgetastet wird.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem positiven Pol der Speisegleichspannung und dem Ofengefäßmantel ein Relais zur Auslösung eines Signals beim Überschreiten eines oder mehrerer Spannungs-oder Widerstandsvrerte geschaltet ist.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal mit oder ohne Zeitverzögerung einer Alarmvorrichtung und/ oder einem Organ zur Auslösung des Ofenschalters zugeführt wird.

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