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Publication number: DEB0032921MA
Authority: DE

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 8. Oktober 1954 Bekanntgemacht am 6. Dezember 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

. Karl-Heinz Brokmeier, Schwerte/Ruhr

ist als Erfinder genannt worden

Brown, Boveri & Cie. Aktiengesellschaft, Mannheim-Käfertal,

Boveristr. 22

Verfahren zum Betrieb eines ein- oder mehrphasigen Induktions-Rinnenschmelzofens mit Eisenkern und mehreren Einzelrinnen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb eines ein- oder mehrphasigen Induktions-Rinnenschmelzofens, vorzugsweise für Netzfrequenz, mit Eisenkern und mehreren Einzelrinnen.

Bei den bekannten Rinnenschmelzöfen dieser Art ergeben sich oft Ungleichmäßigkeiten hinsichtlich der einzelnen Rinnenbelastungen. Bei zweiphasig in Scottscher Schaltung betriebenen Rinnen könrien z. B. Ungleiehmäßigkeiten im Aufbau der Scottschaltuing hinsichtlich der Streuverhältni'sse zu verschieden starken Belastungen der einzelnen Rinnen führen.

Eine unterschiedliche Leistungsaufnahme einzelner Rinnen kann vor allem auch in einem verschieden großen Widerstand des Rinneninhaltes begründet sein. Dieser kann schon zu Anfang des Betriebes infolge von Ungleichmäßigkeiten bei der Herstellung der Rinnen vorhanden sein, oder es kann ein Unterschied im Widerstand' dier einzelnen Rinnen auch erst im Laufe des Betriebes auftreten. Dies kann vor allem der Fall sein, wenn der Rin-

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nenquerschnitt durch Absätze von Kratze oder Oxyden ungleichmäßig wird bzw. wenn die Rinnen ungleichmäßig zuwachsen.

.'.·. . Infolge der unterschiedlichen Belastung der Rinnen bzw. der ungleichen Leistungsaufnahme weisen die einzelnen Rinnen verschiedene Temperaturen auf, was für den ordnungsgemäßen Betrieb des Ofens äußerst nachteilig sein kann. Außerdem führt eine unterschiedliche Rinnenbelastung bei Induktionsöfen, die mit Mehrphasenstrom betrieben werden, au. einer ungleichmäßigen Belastung des Netzes. Die meisten bekannten Induktions-Rinnenschmelzöfen dieser Art sind zur Regelung der Ofenleistung mit einem besonderen Regeltransformator versehen, der nur die Veränderung der Gesamtleistung mittels ' Regelung der zugeführten Spannung zuläßt, wobei das Verhältnis der den einzelnen Rinnen zugeführten Betriebsspannung nicht verändert werden kann. Da dasi Bedienungspersonal mit Rücksicht auf die Einhaltung der gewünschten Schmelzleistung des Ofens Sorge tragen wird, die Gesamtleistung durch entsprechende Regelung der Betriebsspannung konstant zu halten, kann es 'Sich bei 'ungleichmäßiger Rinnenfoelastung ergeben, daßVeine'Rinne mehr als zulässig belastet bzw. beansprucht! wird, was sich naturgemäß äußerst nachteilig auf.die Haltbarkeit der Rinne auswirken muß.

Besonders kritisch können sich die Betriebsverhältnisse deswegen gestalten, weil sich infolge einer einseitig zu hohen Rinnenbelastung leicht eine Steigerung der Differenz der Rinnenbelastungen ergeben kann. Dieser Fall kann besonders dann eintreten, wenn der betreffende Ofen mit einem OfenleistungsfaktoT arbeitet, der unter 0,7 liegt. In

Wechselstromkreisen, die mit einer konstanten Induktivität behaftet sind und mit konstanter Spannung gespeist werden, steigt bekanntlich mit einer Zunahme des ohmsehen Widerstandes auch die Wirkleistung, solange der Leistungsfaktor unter 0,7 liegt. Ist das letztere, wie gewöhnlich, bei einem Rinnenofen der fragiiehen Art der Fall, so führt eine Erhöhung des ._:Rinnenwiderstandes zu einer Steigerung der Leistungsaufnahme der betreffenden Rinne, was wiederum eine Temperaturerhöhung und vermehrte Ablagerungen in der betreffenden Rinne zur Folge hat, so daß sich eine weitere Widerstandserhöhüng und somit eine weitere Steigerung der Leistung ergibt. Es liegt also eine auf Wechselwirkuing beruhende Leistungssteigerung, ein sogenanntes Aufschaukeln, vor. Dabei kann durch zu hohe Temperaturen das Rinnenmaterial derart angegriffen werden, daß ein Diurchbruch eintritt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb eines ein- oder mehrphasigen Induktions-Rinnenschmelzofens mit Eisenkern und mehreren Einzelrinnen zu schaffen, durch welches die erwähnten Nachteile vermieden werden.

Erfindiüingsgemäß werden hierzu die Leistungen der Einzelrinnen betriebsmäßig laufend überwacht und auf gleichen Werten gehalten.

Die Einstellung auf gleiche Leistung kann, dabei durch Regeln der zugeführten Spannung, beispielsweise mittels eines "Regeltränsformators erfolgen.

Es sind wohl zwei oder mehrphasige kernlose · Induktionsöfen bekannt, bei denen die Größe der die Ofenspulen speisenden Spannungen getrennt regelbar ist. Es ist auch bekannt, bei derartigen Öfen. zur Speisung einen Scotttransformätor in Sparschaltung vorzusehen. ,

Bei kernlosen Induktionsöfen soll damit durch eine beliebige unterschiedliche Verteilung der Ströme in den Ofenspulen eine entsprechende Beeinflussung der Badbewegung erzielt werden.

Mit dem der Erfindung zugrunde liegenden Problem der Erzielung einer gleichmäßigen Leistungsverteilung auf mehrere Schmelzrinnen eines Rinnenofens mit Eisenkern zur Vermeidung von Überhitzungen in den Rinnen haben diese bekannten" Anordnungen nichts zu tun.

Der Erfmdüngsgedanke läßt sich sowohl bei Induktions-Rinnenschmelzöfen verwirklichen, bei denen die Rinnen einphasig in Parallelschaltung betrieben werden, als auch dann, wenn mehrere Rinnen mit Strömen verschiedener Phasenlage z. B. aus einem Drehstromnetz gespeist werden.

Eine bevorzugte Anwendungsmöglichkeit des, Er-¹ findungsgedankens ist bei Indüktions-Rinnenschmelzöfen gegeben, bei denen die Schmelzrinnen zweiphasig in Scöttscher Schaltung betrieben werden, wobei die Scottschaltung vorzugsweise im Ofentransformator vorgesehen' ist. Diese Schaltungsart kommt insbesondere für Öfen mittlerer Leistung in Frage, die an ein Drehstromnetz angeschlossen werden und entsprechend ihrer Leistung mit zwei Rinnen arbeiten sollen. ,

In weiterer Ausbildung der Erfindung können die den Rinnen zugeführten Spannungen einzeln und gegebenenfalls auch gemeinsam diurch einen vorzugsweise in Sparschaltung ausgeführten Regeltransformator geregelt werden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind aus dem im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel ersichtlich.

In dem Schaltschema nach der Abbildung bedeutet ι einen Induktions-Rinnenschmelzofen, der vorzugsweise mit Netzfrequenz betrieben wird. Die beiden Rinnen, welche die Sekundärwicklungen darstellen, sind mit 2 und 3 bezeichnet, wobei die eingezeichneten Widerstände die ohmsehen Widerstände der Rinneninhalte versinnbildlichen. Die primären Ofenspulen, nämlich die Höheniwicklung4 und die Basiswicklung 5 sind in Scottscher Schaltung miteinander verbunden.

15 ist ein dem Ofen vorgeschalteter Regeltransformator in Sparschaltung mit Anzapfungen 11 und Gleitkontakten 12. Diese Gleitkontakte können durch die Antriebe 16 in jeder Phase einzeln verstellt werden. Außerdem kann auch eine gemeinsame Verstellung diurch den Antrieb 14 vorgesehen sein. 13 stellt eine Kondensatorbatterie dar, die zur Kompensation der Blindleistung dient. ' Mit 6 und 7 sind Leistungsmesser bezeichnet. Von diesen besteht der Leistungsmesser 6 aus zwei Einzelleistungsmessern 6_a und 6fc, deren Stromwicklungen über .die Stromwandler 9 bzw. 10 von den in beiden Hälften der Basiswicklung 5 fließenden Strömen

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beeinflußt werden, während ihre Spannungswicklungen an den Spannungen dieser beiden Wickliungshälften liegen. Durch mechanische Bildung der Summe der Ausschläge dieser beiden Instnumente wird somit die gesamte in der Basiswicklung 5 umgesetzte Leistung gemessen. Der Leistungsmesser 7 mißt in entsprechender Weise mittels des Stromwandlers 8 die Leistung in der Höhenwicklung 4.

Bei dem vorliegenden Ausführiungsbeispiel erfolgt die Feststellung etwa ungleicher Rinnenbelastungen durch Beobachtung der vorstehend genannten Instrumente. Die Einstellung der Gesamtleistung des Ofens sowie die Beseitigung von Ungleichmäßigkeiten in den Rinnenbelastungen erfolgt durch die vorbeschriebene Regeleinrichtung.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist es auch möglich, die Regelung der Rinnenleistiung zu automatisieren. Dies kann beispielsweise durch selbsttätig gesteuerte Regeleinrichtungen geschehen, die für die Aufrechterhaltung gleicher Leistungen in den Einzelrinnen sorgen und die in Abhängigkeit der die Rinnen überwachenden Leistungsmesser zwangläufig gesteuert werden.

Claims

Patentansprüche:

ι . Verfahren zum Betrieb eines ein- oder mehrphasigen . Induktions-Rinnenschmelzofens mit Eisenkern und mehreren Einzelrinnen, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungen der Einzelrinnen betriebsmäßig laufend überwacht und aiuf gleichen Werten gehalten werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge-' kennzeichnet, daß die den Rinnen zugeführten Spannungen einzeln und gegebenenfalls auch gemeinsam durch einen vorzugsweise in Sparschaltung ausgeführten Regeltransformator geregelt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzrinnen zweiphasig in Scottscher Schaltung betrieben werden, wobei die Scottschaltung vorzugsweise im Ofentransformator vorgesehen ist.
4. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Überwachung der Rinnenbelastungen ein Leistungsmesser (7) dient, der die Leistung der Höhenwicklung (4) des in Scottschaltung vorgesehenen Transformators mißt, während die Leistung der Basiswicklung (5) dieses Transformators durch zwei Einphasenleistungsmesser (6„, 6j,), die ihre Meßwerte addieren, gemessen wird.
5. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch selbsttätig gesteuerte Regeleinrichtungen für die Aufrechterhaltung gleicher Leistungen in den Einzelrinnen, die in Abhängigkeit der die Rinnen überwachenden Leistungsmesser zwangläufig gesteuert werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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