DE972422C

DE972422C - Device to reduce the current fluctuations in electric arc furnaces

Info

Publication number: DE972422C
Application number: DES45748A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl-Ing Stepken
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1955-09-28
Filing date: 1955-09-28
Publication date: 1959-07-16

Description

Bed Lichtbogenofen mit festem Einsatz ist es bekannt, während der Einschmelzperiode dem Ofentransformator eine Drossel vorzuschalten. Diese hat die Aufgabe, bei Elektrodenkurzschliissen, dde -durch Zusammenfallen großer Einsatzstücke entstehen, den Ofenstrom auf einen über dem Nennstrom liegenden Wert zu begrenzen, z. B. auf 2,,5 X NennstiOm. Wenn es der Einrichtung zur selbsttätigen Elektrodenregulierung nicht gelingt, den Elektrodenkurzschluß durch Zurückziehen der Elektroden innerhalb einer bestimmten Zeit aufzuheben, so wird über ein Überstromrelais der Ofenschalter ausgelöst. Der Ofenwärter muß dann die Elektroden von Hand hinausfahren, danach den Ofetnsfchalter wieder einlegen und neu zünden. Erfahrungsgemäß treten solche Schalterauslösungen oft ein. Es entstehen dadurch »Totzeiten«, die den Einsehmejzvorgang in unerwünschter Weise verlängern undBed electric arc furnace with fixed insert it is known to connect a choke upstream of the furnace transformer during the meltdown period. This has the task of electrode short-circuits, dde -by If large inserts collapse, the furnace current drops to one above the rated current to limit the lying value, e.g. B. to 2.5X nominal value. If the device for automatic electrode regulation does not succeed, the electrode short-circuit by withdrawing the electrodes within a certain time, so the oven switch is triggered via an overcurrent relay. The furnace attendant must then remove the electrodes Move out by hand, then reinsert the stove switch and re-ignite. According to experience such switch trips often occur. This creates "dead times" that make the Einsehmejz process undesirably lengthen and

sich auf die Herstellungskosten des Endproduktes ungünstig auswirken.adversely affect the manufacturing cost of the end product.

Es ist bekannt, bei mehreren parallel geschalteten Leitungen zur Abschaltung einer kurzschlußbehafteten Leitung vermittels eines Schnellschalters zuvor einen Vorwiderstand in die gemeinsame Stammleitung einzuschalten. Es ist ferner bekannt, bei Elektrodenöfen zur Minderung der Stromschwankungen eine erste und eine zweite, durch öffnen von Überbrückungsschaltern einzeln oder gemeinsam schaltbare Drosselspule in die Elektroden-Stromzuleitung einzuschalten, wobei die eine der Drosseln bei Auftreten einer zu großen Belastung vermittels eines Überstromrelais automatisch eingeschaltet wird.It is known, with several lines connected in parallel, to switch off a short-circuit prone Line by means of a quick switch beforehand a series resistor in the common Switch on the trunk line. It is also known to reduce current fluctuations in electrode furnaces a first and a second, individually or by opening bypass switches to switch on jointly switchable choke coil in the electrode power supply line, whereby the one of the chokes automatically by means of an overcurrent relay in the event of excessive load is switched on.

Die Erfindung geht nun von einer derartigen mit zwei vorschaltbaren Drosseln versehenen Einrichtung aus, wobei es Aufgabe ist, die genanntenThe invention is based on such a device provided with two upstream chokes off, whereby it is the task of the said

909 554/5909 554/5

Schalterauslösungen und die Totzeiten zu verhindern und bei größtmöglicher Minderung von Belastungsschwankungen zu einer weitgehenden Kontinuität des Ofenbetriebs zu gelangen. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die erste Drossel in an sich bekannter Weise für einen den Kurzschlußstrom auf einen über dem Ofennennstrom liegenden Wert bemessen ist, während die zweite durch das Überstromrelais einschaltbare, den Kurzschlußstrom weiter bis auf etwa den Ofennennstrom herabsetzende Drossel von dem Überstromrelais in Verbindung mit einem Zeitglied eine vorgegebene Zeitspanne nach Auftreten eines Kurzschlusses zugeschaltet und nach Verschwinden des Kurzschlusses durch ein oder mehrere die wiedergekehrte Ofenspannung erfassende Spannungsrelais wieder abgeschaltet wird. Mit Hilfe dieser Einrichtung ist es möglich, die Stromschwankungen so weit zu mindern, daß der Kurzschlußstrom bei Einschaltung geringer Betriebsverluste in einfacher und beträchtlicher Weise automatisch auf den Wert des Ofennennstromes gehalten werden kann. Die zweite Drossel ist also so bemessen, daß der Ofenstrom bei Kurzschluß auf einen Wert begrenzfwird, der vorzugsweise in der Höhe des Nennstromes des Ofens liegt. Während des normalen Einschmelzvorganges ist die zweite Drossel durch einen Überbrückungsschalter kurzgeschlossen, so daß sie, wie bekannt, keine unnötige Belastung darstellt. Ihre Einschaltung im Kurzschlußfall erfolgt durch ein Überstromrelais, das in Verbindung mit einem bekannten Zeitglied die Zuschaltung der zweiten Drossel erst eine vorgegebene Zeit nach dem Eintreten des Kurzschlusses bewirkt. Auf diese Weise wird vermieden, daß die Drossel auch bei ganz kurzzeitigen Kurzschlüssen jedesmal sogleich eingeschaltet wird. Für das Wiederabschalten der zweiten Drossel nach Verschwinden des Kurzschlusses wird die Elektrodenspannung mittels bekannter Spannungsrelais erfaßt und so in einfacher und sicherer Weise eingeleitet.To prevent switch trips and dead times and with the greatest possible reduction of Load fluctuations to achieve an extensive continuity of the furnace operation. this is achieved according to the invention in that the first throttle in a known manner for the short-circuit current is dimensioned to a value above the rated furnace current, while the second, which can be switched on by the overcurrent relay, continues the short-circuit current up to about the nominal furnace current reducing choke from the overcurrent relay in connection with a Timer switched on a predetermined period of time after the occurrence of a short circuit and after Disappearance of the short-circuit due to one or more detectors of the returned furnace voltage Voltage relay is switched off again. With the help of this facility it is possible to control the fluctuations in the current to reduce so far that the short-circuit current when switching on low operating losses automatically maintained at the value of the furnace nominal current in a simple and considerable way can be. The second choke is so dimensioned that the furnace current in the event of a short circuit a value which is preferably at the level of the nominal current of the furnace. While During the normal melting process, the second choke is short-circuited by a bypass switch so that, as is known, it is not unnecessary Represents burden. In the event of a short circuit, they are switched on by an overcurrent relay which is included in Connection with a known timing element, the connection of the second throttle only a predetermined one Time after the occurrence of the short circuit causes. In this way it is avoided that the Throttle is switched on immediately every time, even in the case of very brief short circuits. For switching off again the electrode voltage becomes the second choke after the short circuit has disappeared detected by means of known voltage relays and thus initiated in a simple and safe manner.

An Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird nachstehend die Erfindung noch näher erklärt. Der Übersichtlichkeit wegen ist nur eine schematische, einphasige Darstellung gewählt.The invention is described below using an exemplary embodiment shown in the drawing explained in more detail. For the sake of clarity, this is only a schematic, single-phase representation chosen.

Der Lichtbogenofen 1 ist in bekannter Weise über den üblichen Ofentransformator 2 und eine diesem vorgeschaltete erste Drossel 3 über die beiden Schalter4,5 an die Sammelschienen 6 angeschlossen. 5 ist ein normaler Sammelschienentrennschalter und 4 der Ofenschalter für das betriebsmäßige Schalten der Anlage. Die erste Drossel 3, die während der ganzen Einschmelzperiode eingeschaltet ist, ist so bemessen, daß sie während des normalen Betriebes keinen allzu großen Widerstand darstellt, aber doch im Kurzschlußfalle eine wirksame Strombegrenzung auf einen bestimmten Wert, der z. B. etwa das 2,5fache des Nennstromes betragen kann, bewirkt.The arc furnace 1 is in a known manner via the usual furnace transformer 2 and one of this upstream first choke 3 connected to the busbars 6 via the two switches 4,5. 5 is a normal busbar disconnector and 4 is the furnace switch for operational Switching the system. The first choke 3, which is switched on during the entire meltdown period is dimensioned in such a way that it does not represent too great a resistance during normal operation, but in the event of a short circuit an effective current limitation to a certain value, which z. B. can be about 2.5 times the rated current, causes.

Die in Reihe mit der ersten Drossel 3 geschaltete zweite Drossel 7 ist so bemessen, daß sie im Kurzschlußfalle eine weitere Herabsetzung des Stromes bewirkt, vorzugsweise auf einen Betrag, der etwa in der Nähe des Ofennennstromes liegen kann. Während des normalen Betriebes ist diese zweite Drossel 7 durch einen Leistungsschalter 8 überbrückt, der wegen der vorgeschalteten ersten Drossel 3 für eine erheblich kleinere Abschaltleistung bemessen werden kann als der Leistungsschalter 4, welcher für die Gesamtleistung der ganzen Anlage zu bemessen ist. Beiden Drosseln 3 und 7 ist außerdem ein Überbrückungstrennschalter 9 zugeordnet, der bei der bekannten Ausführung nur zur ersten Drossel 3 parallel liegt und der in an sich bekannter Weise nach dem Einschmelzen geschlossen wird, wen der Betrieb des Ofens ohne Drossel möglich ist. Bei 10 ist ein Stromwandler eingeschaltet, an den ein Überstromrelais 11 angeschlossen ist. Dieses spricht bei Elektrodenkurzschluß an und löst den Antrieb 12 des Überbrückungsschalter 8 aus. Um zu vermeiden, daß die zusätzliche zweite Drossel 7 nicht jedesmal bei clen oft vorkommenden kurzen Stromspitzen eingeschaltet wird, ist es vorteilhaft, die Auslösung über ein Zeitrelais 13 vorzunehmen, das erst anspricht, wenn der Ofenstrom den Ansprechwert des Überstromrelais 11 während einer gewissen Zeit überschreitet, so daß ein Dauerkurzschluß anzunehmen ist, der eine Schutzmaßnahme erfordert. goThe second throttle 7 connected in series with the first throttle 3 is dimensioned so that In the event of a short circuit, it causes a further reduction in the current, preferably to an amount which can be close to the furnace rated current. During normal operation is this second choke 7 bridged by a circuit breaker 8, which because of the upstream first choke 3 can be dimensioned for a significantly smaller breaking capacity than that Circuit breaker 4, which is to be dimensioned for the total output of the entire system. Both Chokes 3 and 7 is also assigned a bypass circuit breaker 9, which in the known Execution is only parallel to the first throttle 3 and in a known manner after melting is closed if the stove can be operated without a throttle. At 10 is a Current transformer switched on, to which an overcurrent relay 11 is connected. This speaks in the event of an electrode short circuit and triggers the drive 12 of the bypass switch 8. In order to avoid, that the additional second choke 7 does not occur every time with the short current peaks that often occur is switched on, it is advantageous to initiate the triggering via a timing relay 13, which only responds when when the furnace current exceeds the response value of the overcurrent relay 11 for a certain time exceeds, so that a permanent short circuit is to be assumed, which requires protective measures. go

Es ist vorauszusetzen, daß die Ofenanlage mit einer Einrichtung zur selbsttätigen Elektrodenregnlierung ausgerüstet ist, die, da an sich bekannt, nicht dargestellt und näher beschrieben zu werden braucht. Diese Einrichtung zur EfektrodenreguÜerung sorgt für die richtige Elektrodenstellung- in Abhängigkeit vom Elektrodenstrom und/oder von der Elektrodenspannung und zieht bei auftretenden Stromspitzen oder Kurzschlüssen die Elektroden selbsttätig· zurück.It is assumed that the furnace system is equipped with a device for automatic electrode regulation is equipped, which, since known per se, not to be shown and described in more detail needs. This device for efectrode control ensures the correct electrode position - depending on the electrode current and / or the electrode voltage and pulls the electrodes in the event of current peaks or short circuits automatic · back.

Sobald der Kurzschluß behoben ist, wird der Überbrückungsschalter 8 sofort wieder geschlossen. Dies kann z. B. durch eine Spannungsrelaiskombination 14 erfolgen, die den Befehl zum Einschalten gibt, wenn alle Elektroden genügend weit zurückgezogen sind. Da nun der Fall eintreten kann, daß, z. B. infolge einer Störung, der Kurzschluß nicht innerhalb einer bestimmten Zeit behoben wird, kann es aus Sicherheitsgründen vorteilhaft sein, ein weiteres entsprechend eingestelltes Zeitrelais 15 vorzusehen, das über den Antrieb 16 den Ofenschalter 4 auslöst. In einem solchen Falle, der betriebsmäßig nur selten eintreten wird, muß dann der Ofenwärter die Elektroden von Hand zurückziehen, den Schalter 4 wieder einlegen und den Ofen neu zünden.As soon as the short circuit is eliminated, the bypass switch 8 is closed again immediately. This can e.g. B. be done by a voltage relay combination 14, the command to turn on when all electrodes are withdrawn enough. Since it can now happen that, z. B. as a result of a fault, the short circuit is not remedied within a certain time, For safety reasons, it may be advantageous to use a further appropriately set timing relay 15 to provide the oven switch via the drive 16 4 triggers. In such a case, which will rarely occur operationally, must then The furnace attendant pulls back the electrodes by hand, reinsert the switch 4 and the Re-ignite the stove.

Claims

PATENT CLAIMS:

i. Device to reduce current fluctuations during the meltdown periodc in the case of electric arc furnaces, with a first and a second, by opening bridging switches individually or together in the electrode power supply line Switchable chokes, one of which is controlled by an overcurrent relay

can be switched on, characterized in that the first throttle (3) in a manner known per se for a short-circuit current measured at a value above the furnace nominal current is, while the second can be switched on by the overcurrent relay (s), the short-circuit current further down to approximately the nominal furnace current reducing choke (7) from the overcurrent relay in connection with a timer (13) a predetermined period of time after the occurrence of a Short circuit switched on and after the short circuit has disappeared by an or several voltage relays (14) detecting the returned furnace voltage are switched off again will.

2. Device according to claim 1, characterized in that that the bridging switch (9) assigned to the first throttle is connected in series the first and second throttle bridged.

3. Device according to claim 1 and 2, characterized by the additional, known arrangement of a switched on when an overcurrent occurs after a predetermined safety margin the furnace switch (4) triggering timer (15).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings