Einrichtung zum ]Regeln elektrischer Lichtbogenüfen. Gegenstand der Erfindung ist eine Ein richtung zum Regeln elektrischer Lichtbogen- öfen, bei der die Elektroden selbsttätig in Abhängigkeit vom Strom in den einzelnen Elektroden oder von der Lichtbogenspannung oder von beiden verschoben werden. Die selbsttätigen Elektroden-Reguliervorrichtun- gen arbeiten heutzutage im allgemeinen mit kleiner Senk- und erl-iöhter Hubgeschwindig keit.
Im praktischen Betrieb hat sich jedoch gezeigt, dass auch die Hubgeschwindigkeit nicht zu gross werden darf, damit ein ruhiger Ablauf des Regelvorganges der Elektroden- bewegung gewährleistet wird. Bei zu starker Erhöhung der Hubgesellwindigkeit wird nämlich die Steuerung überempfindlich und führt zu spitzen Einsenkungen im Strom diagramm.
Bei Eintritt eines Kurzschlusses infolge unmittelbarer Berührung des Einsat zes mit einer Elektrode kann es jedoch bei solchen Steuerungen trotzdem noch zur Aus lösung des Hauptschalters<U>kommen,</U> weil die Elektrode nicht genügend rasch aus dem Ein satz herausgehoben werden kann und der Kurzschluss daher über die gesamte Zeit der Auslöseverzögerung des Hauptschalters beste hen bleibt. Um solche Abschaltungen zu ver hindern, müsste die Hubgeschwindigkeit der Elektroden auf ein Mehrfaches des für den Normalbetrieb erforderlichen Geschwindig keitswertes gesteigert werden; dies würde sieh aber wieder im Normalbetrieb, wie ein gangs vermerkt, störend auswirken.
Die vorliegende Erfindung besteht darin, dass im Falle eines Kurzschlusses im Ofen die Hubgeschwindigkeit der Elektroden durch zusätzliche Mittel, die in den normalen Regel vorgang eingreifen, über die bei Normal betrieb angewandte HubgeseUwindigkeit hin aus erhöht wird.
Hierbei können die Vorzüge der neueren Steuerungen mit unterschied- lieber Hub- und Senkgeschwindigkeit unver mindert ausgenützt werden; sie 'werden durch die Erfindung ergänzt zur Vermeidung an haltender Kurzschlüsse, welche bei norma ler Hubgeschwindigkeit zu Abschaltungen des Hauptschalters und damit zu störenden Be- triebsunterbrüchen führen können.
In Fig. <B>1</B> der Zeichnung ist als Ausfüh rungsbeispiel des Erfindungsgedankeils eine elel-,trohvdraulischeEleI##trodensteuerun"sehe- matisch dargestellt, während Fin% 2 und<B>3</B> Kennlinien in Funktion der Zeit veransehau- liehen, und zwar zei--t Fi--. 2 ein Stromdia- zn <B>en</B> gramm und Fig. <B>3</B> ein kombiniertes Dia gramm des Strom-,
Druck- und Elektroden- geschwindigkeitsverlaufes.
Das Beispiel der Fig. <B>1</B> bezieht sieh auf eine Einrichtung, bei welcher die Elektrode<B>3</B> eines Liehtbogenofens <B>1</B> mit einem flüssigen n zn Druckmittel, beispielsweise Wasser, bewugt wird. Der Lichtbogen bildet sich nvischen dem Einsatz 2 des Ofens und der Elektrode<B>3,</B> die vom Kolben des Zylinders 4 gehoben und gesenkt wird.
In die Stromzuleitun,-,- <B>5</B> ist ein Stromwandler6 eingeschaltet, der den zus51z- liehen Regler<B>7</B> speist, welcher das Ventil 12 für den Zufluss von Druelz-wasser zum Zylin der 4 steuert. Im Normalbetrieb des Schmelz vorganges #vird der Ofen<B>1</B> mittels des Re glers<B>8</B> von einem Schaltpult -aus ferngesteuert. Dann fliesst das Druchwasser zur Steuerung der Elektrode<B>3</B> über das Ventil<B>10</B> in die Leitung<B>9</B> zum Druckwasserzylinder 4.
Beide Ventile,<B>10</B> und 12, werden aus dem gleichen, in der Zeichnung nicht dargestellten Druek- wasserreservoir gespeist, doch ist der Druck abfall in der langen, über das Schaltpultven- til <B>10</B> führenden Leitung wesentlich grösser als in der kurzen Leitung 14,<B>15, 9.</B> Bei Kurz- schluss tritt der unmittelbar am Ofen an--e- briaehte zusätzliche Regler<B>7</B> in Tätigkeit, welcher nach Ablauf eines Teils der Auslöse- zeit des mit Überstrom-Zeitrelais versehenen,
in der Zeichnung nicht dargestellten Haupt- scha-Iters das Ventil 12 zur zusätzlichen Druckwasserzufuhr verstellt. An der Betäti gungsstange<B>11</B> des Ventils 12 ist eine ein stellbare Dämpfungsvorrichtuno, <B>13</B> ange bracht, welche zur Verzögerung der Ventil bewegung dient. Die Dämpfung<B>13</B> wird so eingestellt, dass das Ventil 12 einem in der Zuleitung<B>5</B> auftretenden Kurzschlussstrom erst nach Ablauf eines Teils der Auslösever- zögerungszeit des Hauptschalters folgt.
Im praktischen Betrieb wird als Verzögerungs- el mit der Veiitill)eu#,e(,-tiiig zweckmässig etwa die Hilfte der Auslöseverzörgerungszeit des Hauptsehalters ",-ew;iihlt.
Die der dargestellten Ein- ichtun.-1- ist folgende: Beini Anftreten eines Kurzschlusses infolge direkter Berührung der Elektrode<B>3</B> mit dein Einsatz 2 steuert deil Regler<B>8</B> des Ventils<B>10</B> auf 11-Lib der Elek trode, und dieselbe bewegt sieh mit normaler Uub--eseliwiiidio11#ei.t nach oben.
Handelt es n el sich nur uni eine spontane Berührung der Elektrode init einem Teil, weleher unter der Elektrode<B>3</B> liegt, so genügen Brueliteile von S(-kunden der normalen Hubbewegung, uni den Kurzschluss aufzubeben und den norma len Liehtbogenstroni herzustellen.
Ini Dia gramm der Fig. '-), welehes den Verlauf des dem Elektrodenstrom proportionalen Sekun- dirstronies <B>;
</B> des Wandlers<B>6</B> in Abhäng -igkeit von der Zeit<B>1</B> darstellt, entsprieht dieser Fall der Spitze<B>20</B> der Kennlinie. Ilandelt es sieh jedoeb 1-)eini Kiirzseliltiss um ein(, Berührung von festen Einsatzteilen, #,#relehe von der Seite her an die Elektrode herano-ekonimen sind# dann datiert es bei der normalen 11-Lii)- züi bis eine TrennLin- z#,
visehen Elektrode und Einsatz herbei geführt ist, und nach Ablauf der Auslösever- t' zögerungszeit des Hauptsehalters würde die ser anspreehen und den Strom zum Ofen unterbrechen.
Uni dies züi verhüten, hat der zusätzliche Re-,ler <B>7</B> nach Ablauf der Hälfte der Auslöseverzögerungszeill des Hauptschil- ters den Ventilkolben 12 so weit gesenkt, dass durch die Druelz-wasserleitun,#, 14 Druckwas ser in die Leitung<B>15</B> und von da in die Druelileitung <B>9</B> gelangen kann.
Der Druck zylinder 4 wird jetzt ausser über die lange Leitung mit grossem Druekabfall durch das vom Regler<B>8</B> gesteuerte Ventil<B>10</B> zusätzlieb über die kurzen Leitumren <B>15</B> und<B>9</B> mit klei nem Druekabfall durch (las Ventil<B>12</B> vom Regler<B>7</B> lier mit Druekwasser gespeist. Der ]Druck unter dem Kolben des Druekzylinders steigt rasch in und es wird eine starke Er höhung der Hubgesehwindigheit der Elek trode<B>3</B> bewirkt.
Es ist dadurch möglich" innerhalb der Auslöseverzögerungszeit des en Hauptschalters eine Trennung der Elektrode von seitlich berührenden Einsatzteilen her beizuführen. In Fig. 2 entspricht dies der Stelle<B>'21</B> im Stroindiagramin. Die Auslösung des Hauptschalters würde im Zeitmoment 22 des Stromdiagrammes nach Fig. 2 stattfin den. Sie wird aber durch die stark erhöhte Ilubgeschwindigkeit vermieden, da infolge Eingreifens des Kurzsclilussreglers <B>7</B> das Stromdiagramm nael-i dem strichpunktierten Teil<B>23</B> in Fig. 2 verläuft.
Das kombinierte Diagramm nach Fig. <B>3</B> veranschaulicht den Ablauf der Steuerungs vorgänge im Punkt 21 des Stromdiagrammes <B>-</B> 'ig. 2. Das obere Diagramm von Fig. <B>3</B> ,Ton<B>F</B> -wiederholt mit der Linie<B>25</B> einen Abschnitt des Diagrammes nacli Fig. 2, nämlich den Stromverlauf in der Elektrode<B>3</B> in anderem Massstab. Der Anstieg im Punkt<B>26</B> entspricht dem Stromanstieg im Punkt 21 der Fig. 2.
Zeitlich übereinstimmend mit dem Strom anstieg im Punkt<B>26</B> zeigt das mittlere Dia- gramin der Fig. <B>3</B> den Anstieg des Druckes<B>p</B> im Zylinder 4 und dessen weiteren Verlauf gemäss der Linie<B>27.</B> Das untere Diagramm von Fig. <B>3</B> beginnt ebenfalls im gleichen Zeitmoment wie die beiden darüberliegenden Diagramme und lässt den Verlauf der Elek- trodengeschwindigkeit v erkennen.
Mit dem Eintritt eines Kurzschlusses im Punkt<B>26</B> beginnt vorerst eine normale Hub bewegung unter Anstieg des Presswasser- druckes bis zum Punkt<B>28.</B> Die Hubgeschwin digkeit verläuft gemäss Linie<B>29</B> gleichmässig, bis zum Ablauf der halben Auslöseverzöge- rungszeit des Hauptschalters gemäss Punkt<B>30</B> bezw. <B>31.</B> Da der Kurzschlussstrom nach der Linie<B>25</B> immer noch andauert, betätigt der Zusatzregler<B>7</B> das Ventil 12 und erhöht da mit den Presswasserdruch im Zylinder 4.
Die erhöhte Zufuhr von Presswasser in den<B>Zy-</B> linder 4 lässt die Hubgeschwindigkeit im Punkt<B>31</B> auf den Wert<B>32</B> ansteigen, der in dem gezeichneten Beispiel etwa viermal grö sser ist als die normale Hubgeseliwindigkeit <B>29.</B> Die Biegung<B>33</B> des Stromdiagrammes <B>25</B> lässt erkennen, dass in diesem Augenblick eine Trennung der Elektrode vom Einsatz statt- gefunden hat und der Strom wieder absinkt.
Sofort schliesst das Ventil 12 die Zusatz speisung von Presswasser wieder ab, und das mittlere Diagramm zeigt wieder eine normale Höhe des Presswasserdruckes an. Die Hub geschwindigkeit sinkt ab auf den Normalwert gemäss 34 und lässt den Strom im Diagramm gemäss Linie<B>25</B> auf den Normalwert absin ken. Der Regler<B>8</B> schliesst nun auch die nor male Presswasserzufuhr ab, so dass der Druck gemäss dem mittleren Diagramm bei<B>35</B> wie der die Nullinie erreicht. Dementsprechen#d wird auch die Hubbewegung abgestoppt und ei-reicht bei<B>36</B> ebenfalls die Nullinie.
Statt des zusätzlichen Reglers<B>7</B> kann auch ein einfacher Elektromagnet oder ein Hilfsrelais für den Antrieb des Zusatzven tils 12 verwendet werden. Diese Vorrichtun gen werden dann zweckmässig ebenfalls mit einem der Dämpfung<B>13</B> entsprechenden fe sten oder einstellbaren Verzögerungsorgan a-usgerüstet. Die Erregung des Zusatzorganes, <B>d.</B> h. des Reglers<B>7</B> oder der ihn ersetzenden Vorrichtung kann, wie dargestellt, in<B>Ab-</B> hängigkeit vom Elektrodenstrom oder aber von der Lichtbogenspannung, die ja bei Kurz- schluss Null wird, oder schliesslieli von Strom und Spannung zugleich erfolgen.
Auch Elektrodenregulie#ungen mit Hub motoren und Spindelantrieb der Elektroden können so ausgestaltet werden, dass sie bei Kurzschluss, gegebenenfalls naell Ablauf eines Teils der Auslöseverzögerungszeit des Hauptschalters, mit mehrfacherGeseliwindig- keit laufen. Es handelt sich immer darum, durch Einschaltung entsprechender zusätz licher Mittel, beispielsweise Relais oder Re- gelvorrielltungen, das Auslösen des Haupt schalters durch beschleunigtes Hochfahren der Elektrode zu vermeiden.