DE3242828A1

DE3242828A1 - Verfahren und anordnung zur steuerung des elektroschlacken-umschmelzens

Info

Publication number: DE3242828A1
Application number: DE19823242828
Authority: DE
Inventors: Danail Kirilov Dipl.-Ing. Kossev; Jordan Georgiev Dipl.-Ing. Sofia Lambev; Zolo Valkov Dipl.-Ing. Sofia Raschev; Ivanka Atanassova Dipl.-Ing. Rascheva; Stojan Mojnov Dipl.-Ing. Stojanov; Ljudmil Kromov Dipl.-Ing. Pernik Valkov
Original assignee: Institute po Metaloznanie i Technologia na Metalite
Current assignee: Institute po Metaloznanie i Technologia na Metalite
Priority date: 1982-11-15
Filing date: 1982-11-19
Publication date: 1984-05-24
Also published as: CA1198288A; AT382101B; FR2536089B1; SE432684B; US4476565A; DE3242828C2; FR2536089A1; SE8206344D0; ATA404782A

Description

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VERFAHREN UND ANORDNUNG ZUR STEUERUNG DES ELEKTROSCHLACKEN-UMSCHMELZENS

Beschreibung;

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Steuerung des Elektroschlacken-Umschmelzens von Metallen und Legierungen bei Atmosphärendruck mit Gegendruck oder in Vakuum.

Aus Mironov "Elektroschlakovie petschi", 1978 und Paton, Medovar "Elektroschlakovie petschi", Kiev 1S76 sind Verfahren zum Elektroschlacken-Umschmelzen bekannt, bei. denen die Strom- und Spannungswerte im voraus bestimmt werden, um den Prozeß rechnerisch durchzuführen. Nachher werden dieselben Werte präzisiert, um aus dem umzuschmelzenden Metall einen Barren mit bestimmten Eigenschaften zu erhalten.

Die Nachteile der bekannten Verfahren liegen darin, daß sie auch bei einer großen Anzahl von Versuchsschmelzen nicht die Durchführung des ganzen Umschmelzproz esses, ohne Bogen gewährleisten, sehr arbeitsaufwendig und mit einem großen Aufwand an *"* Rohstoffen verbunden sind. ■

Aus der GB-PS 12 46 676 ist eine Anordnung zur Programmsteuerung des Elektroschlacken-Umschmelzens bekannt, das nach den bekannten Verfahren arbeitet und aus Programmiereinrichtungen besteht, die mit Strom- und Spannungsreglern und mit einer Einrichtung zur Bestimmung der Geschwindigkeit der Elektrodenbewegung verbunden sind, welche die Momentvorgabe zu den Strom- und Spannungsreglern korrigiert. Die vorgegebenen Werte der Steuerungsparameter werden rechnerisch bestimmt und durch Versuchsschmelzen präzisiert. Sie werden der mit dem Regler des entsprechenden Steuerkreises verbundenen Programmiereinrich- ■ tung vorgegeben.

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Der Nachteil der bekannten Anordnung besteht darin, daß sie nicht die Steuerung des ganzen Prozesses bei bogenfreien Arbeitsbedingungen des Elektroschlacken-Umschmelzens gewährleistet, da die Regelung nach einem im voraus vorgegebenen Programm durchgeführt wird, das seinerseits nicht den Einfluß von zufälligen Faktoren auf das Elektroschlacken-umschmelzen ausschließt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung zum Elektroschlacken-Umschmelzen unter bogenfreien Bedingungen zu schaffen, wobei zufällige Störungen beseitigt und die Durchführung von Versuchsschmelzen zur Bestimmung der Arbeitsbedingungen vermieden werden.sollen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren.zur Steuerung des Elektroschlacken-Umschmelzens gelöst, bei dem unter kontinuierlicher Bestimmung der Strom- und.Spannungswerte umgeschmolzen wird, die bei minimaler Stärke der durch die Elektrobogen-Entladungen hervorgerufenen elektromagnetischen Emission erfolgt.

Die Aufgabe wird weiter durch eine Anordnung zur Steuerung des Elektroschlacken-Umschmelzens gelöst, bei der der. Eingang eines Trennfilters mit Vorverstärker mit einer stromleitenden Schiene verbunden ist, während der Ausgang über eine Reihenschaltung aus einem Differentialverstärker und einem Verstärker an eine Endstufe angeschlossen ist, deren Ausgang über einen Trigger an einen Betriebsarten-Umschalter angeschlossen ist, der über ein elektromagnetisches Relais an den Schalter des Antriebsmotors für die Elektrode und an eine Vorrichtung zur Änderung der Geschwindigkeit des Motors angeschlossen ist, wobei das Ende der sekundären Wicklung geerdet ist und zwisehen beide Enden der sekundären Wicklung des Leistungsumformers ein Kondensator geschaltet ist. Zur Erzeugung eines Signals mit der nötigen Stärke zu Beginn des Prozesses ist die Verbindung zwischen dem Trennfilter mit Vorverstärker und der

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stromleitenden Schiene vorzugsweise beweglich. , ■ ■

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen darin, daß es die Realisierung einer bogenfreien Führung des gesamten Prozesses erlaubt, und die Umschmelzung mit kleinerem Aufwand an Arbeitskraft und Rohstoffen durchgeführt wird, da die Notwendigkeit von Versuchsschmelzen entfällt. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es, die den Optimalwerten nahegelegenen Stromwerte zu bestimmen, um einen Barren mit besseren Parametern herzustellen. Außerdem ist es möglich, anhand der erhaltenen Strom- und Spannungswerte für einen Kristallisator mit fixierten Abmessungen die minimal benötigte Menge von Schlacke zu ermitteln, die einen bogenfreien Verlauf des Prozesses des Elektroschlacken-Umschmelzens garantiert. Der Vorzug der erfindungsgemäßen Steueranordnung für den Prozeß,'.des bogenfreien Elektroschlacken-Umschmelzens besteht darin, daß es eine bogenfreie Prozeßführung während der ganzen Dauer des Elektroschlacken-Umschmelzens sichert, und zwar auf automatische Weise, wobei kein im voraus ausgearbeitets Programm notwendig ist.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Darstellung der bevorzugten Ausführungsform in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 das Blockschaltbild der Anordnung und Fig. 2 schematisch die Grenzpositionen der Elektrode in der Schlackenwanne bei bogenfreien Arbeitsbedingungen.

Der Eingang eines Trennfilters 1 mit Vorverstärker ist über eine Verbindung 2 an eine stromleitende Schiene 3 angeschlossen, während an den Ausgang in Reihe ein Differentialverstärker 4, ein Verstärker 5, eine Endstufe 6 mit Indikator 7 zur Anzeige der Stärke des empfangenen Signals angeschlossen sind; weiter folgen ein Halbleiter-Trigger 8, ein elektromagnetisches Relais 9, ein Umschalter 10, ein Einschalter 12 für den Antriebsmechanismus der Elektrode und ein Antriebsmotor 13. Das Ende der

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Sekundärwicklung 14 eines Umformers 15, das zum Kristallisator führt, ist im Punkt 17 geerdet, während zwischen die Punkte 17 und 18 ein Kondensator 19 geschaltet ist.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist wie folgt:

In der Figur 2 sind zwei Positionen der Elektrode 20 in der Schlackenwanne 21 gezeigt. Die bogenfreie Arbeitszone 24 liegt zwischen einer oberen Grenze 22 und einer unteren Grenze 23. In der Arbeitszone 24 verläuft der Prozeß bogenfrei. Während des Umschmelzprozesses bilden sich Lichtbogen-Entladungen, wenn die Elektrode über der Grenze 22 oder unter der Grenze 23 steht. Diese Lichtbogen-Entladungen sind eine Quelle für elektromagnetische Emissionen in einem breiten Frequenzbereich. Bei der Bewegung der Elektrodenspitze in der Zone 24 vermindern sich die Lichtbogen-Entladungen auf Null, wobei, entsprechend auch die elektromagnetische Emission abnimmt,.was als Garantie für den bogenfreien Verlauf des Prozesses anzusehen ist. Die Industriestörungen werden im Punkt 17 in die Erde abgeleitet. Das nützliche Signal aus dem Prozeß des Elektroschlacken-Umschmelzens wird aus der Verbindung 2 der stromleitenden Schiene 3 erhalten, wobei der Punkt in einem gewissen Abstand vom Punkt. 17 zum Kristallisator 16 gewählt wird, wenn am Anfang des Prozesses der Indikator 7 eine maximale Stärke des Signals aufweist. Das Signal aus der Verbindung 2 gelangt in das Trennfilter 1 mit Breitbandverstärker, wobei dieser Block, abgeschirmt ist und möglichst nahe zur Verbindung 2 angeordnet wird. Das verstärkte Signal vom Vorverstärker wird mittels eines abgeschirmten Leiters zum Differentialverstärker 4 geführt, der es erlaubt, die Empfindlichkeitsschwelle des Systems einzustellen. Von dort wird das Signal an den Verstärker 5 weitergegeben und dann in der Endstufe 6 verstärkt, mit der der Indikator 7 zur Anzeige der Stärke des empfangenen Signals verbunden ist. Von dort gelangt das. Signal in den Halbleiter-Trigger 8, der das elektromagnetische Relais 9 steuert.

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Letzteres emittiert Impulse zum Umschalter 1O zur Einstellung der Arbeit der Anordnung an der oberen und unteren Grenze 22 bzw. 23 bei bogenfreien Arbeitsbedingungen. Wenn der Umschalter 10 in der Stellung 25 zur Arbeit an der oberen Grenze der bogenfreien Prozeßführung liegt, wird beim Empfang eines Signals für den Lichtbogenprozeß ein Signal an den Einschalter 11 weitergegeben, der ein Signal zur Erhöhung der momentanen Geschwindigkeit erzeugt, die vom Block 12 an den Antriebsmechanismus 13 der Elektrode vorgegeben wird. Bei Beschleunigung der Tauchbewegung der Elektrode in die Schlackenwanne 21 tritt sie in den Bereich 24 ein, in dem der Prozeß bogenfrei verläuft. Das Signal zum Umschalter 11 wird unterbrochen, er er-

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zeugt ein Signal zur Verminderung der Tauchgeschwindigkeit, bis ein neues Signal für einen Lichtbogenprozeß erzeugt wird, wenn als Ergebnis der Tauchbewegung der Elektrodenspitze diese oberhalb der oberen Grenze 22 in den bogenfreien Betrieb übergeht. .In der Stellung -10. des Umschalters 26 zur Arbeit an der unteren Grenze 23 bei bogenfreien Bedingungen wird im Fall eines Signals für einen Lichtbogenprozeß an dem Einschalter 11 ein Signal zur Verringerung der Geschwindigkeit des Antriebsmechanismus 13 erzeugt und die Elektrode vermindert die Tauchbewegung unterhalb der unteren Grenze 23 der Zone 24 für bogenfreie Arbeitsbedingungen. Als Ergebnis des Schmelzens tritt die Elektrodenspitze in den Bereich 24 der bogenfreien Arbeitsbedingungen, der Prozeß verläuft bogenfrei. Das Signal an dem Einschalter 11 bewirkt eine Erhöhung der momentanen Geschwindigkeit des Antriebsmechanismus 13,- dieses Signal bleibt bestehen, bis die Elektrodenspitze unter die untere Grenze 23 . der Zone 24 mit bogenfreien Bedingungen eintaucht und ein Signal für den Lichtbogenprozeß erhalten wird. In der Stellung für die maximale Produktivität bei bogenfreien Arbeitsbedingungen bewegt sich die Elektrodenspitze 20 immer über die untere Grenze 23 im Bereich 24 der bogenfreien Arbeitsbedingungen, während sie.sich-in Stellung 25 für minimale Produktivität un~ ter der oberen Grenze 22 des Bereichs .24 für bogenfreie Arbeitsbedingungen bewegt.

Claims

V. FONER EBBINGHAUS FINCK PATENTANWÄLTE EUROPEAN PATENT ATTORNEYS MARIAHILFPLATZ 2 & 3, MÖNCHEN 9O POSTADRESSE; POSTFACH 95 O1 6O, D-8OOO MÖNCHEN 95 Institut Po Metalosnanie DEA-30370B Technologia na Metalite 19. November 1982 VERFAHREN UND ANORDNUNG ZUR STEUERUNG DES ELEKTROSCHLACKEN-UMSCHMELZENS Patentansprüche

1. Verfahren zum Elektroschlacken-Umschmelzen, das bei kontinuierlicher Feststellung der Strom- und Spannungswerte durchgeführt wird, dadurch gekennz- ei chnet, daß die

• Strom- und Spannungswerte bei einer minimalen Stärke der elektromagnetisehen Emission, die durch Lichtbogenentladung entsteht, ermittelt werden.

2. Verfahren zum Elektroschlacken-Umschmelzen nach Anspruch 1, dadurch gekennz eichnet , daß die Ermittlung der minimalen Stärke der elektromagnetischen Emission von den Lichtbogenentladungen für jedes Schmelzen automatisch durchgeführt wird.

3. Verfahren zum Elektroschlacken-Umschmelzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzen auf programmierte Weise nach den Strom- und Spannungswerten durchgeführt werden,· die bei minimaler Stärke der elektromagnetisehen Emission für die erste Versuchsschmelze erhalten wurden.

4. Anordnung zur Steuerung des Elektroschlacken-Umöchmelzens zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennz eichnet , daß der Eingang eines Trenn-

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filters (1) mit Vorverstärker über eine Verbindung (2) an eine stromleitende Schiene (3) angeschlossen ist, daß sein Ausgang über eine Reihenschaltung aus einem Differentialverstärker (4) und einem Verstärker (5) an eine Endstufe (6) mit einem Indikator (7) zur Anzeige der Stärke des Signals angeschlossen ist, deren Ausgang an einen Trigger (8) angeschlossen ist, daß der Ausgang des Triggers (8) über ein elektromagnetisches Relais (9) an einen Umschalter (10) für die Arbeitsbedingungen angeschlossen ist, und daß der Ausgang des Umschalters (10) für die Arbeitsbedingungen über einen Umschalter (11) an eine Vorrichtung (12) zur Vorgabe der Geschwindigkeit der Bewegung der Elektrode (13) und an den Antriebsmechanismus der Elektrode (13) angeschlossen ist.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung (2 ) zwischen dem Trennfilter (1) mit Vorverstärker und der stromleitenden Schiene (3) beweglich ist.

BAD ORIGINAL