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Programmsteuerung für elektrische Lichtbogenöfen Die Erfindung bezieht
sich auf elektrische Öfen und richtet sich insbesondere auf Steuerkreise zur Regelung
des Betriebs solcher Öfen, insbesondere von Lichtbogenöfen und Öfen mit Mehrspannungsabgriffen.
Weil lange Lichtbögen in den Lichtbogenöfen der Ofenauskleidung und der Ofendecke
schaden, wenn sie nicht durch die Charge abgedeckt sind, muß während der Schmelzperiode
dafür Sorge getragen werden, daß die elektrische Eingangsleistung zum Schutze der
hitzebeständigen Auskleidung im richtigen Augenblick reduziert wird. Für einen gegebenen
Strom wächst die Bogenlänge mit der Spannung, so daß die im bestimmten Zeitpunkt
verwendbare Spannung durch die Natur und den Zustand der Ofenauskleidung beeinflußt
wird.
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Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Steuerkreises zur automatischen
Änderung der Leistung eines elektrischen Ofens unter den gegebenen Bedingungen.
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Ein Steuerungssystem für einen elektrischen Ofen enthält gemäß der
Erfindung wärmeempfindliche Vorrichtung, die einen die Wärmeentwicklung im Ofen
regulierenden Regulator automatisch steuert.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungform der Erfindung enthält das System
zur Steuerung eines elektrischen Lichtbogenofens eine wärmeempfindliche Vorrichtung,
die auf die Temperatur und/oder die von der Ofenauskleidung ausgehende Wärmemenge
anspricht, und einen von der wärmeempfindlichen Vorrichtung betätigten Regulator,
der anspricht, sobald die Temperatur eine bestimmte Höhe erreicht, und dabei den
Eingang zu den Ofenelektroden auf einen erwünschten Wert ändert.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung enthält das System einen Mehrstellungsschalter,
eine wärmeempfindliche Vorrichtung, einen Steuerkreis für den elektrischen Eingang
zu den Lichtbögen und eine Zeitsteuervorrichtung, die so angeordnet und geschaltet
ist, daß bei der Einleitung des Schmelzvorganges der Leistungseingang automatisch
fortschreitend in Stufen zu Zeitpunkten gesteigert wird, die durch die Zeitschaltvorrichtung
bestimmt sind. Gegen das Ende der Schmelzperiode zu, wenn die Temperatur oder die
auf die Auskleidung auftreffende Wärmemenge einen bestimmten ersten Wert erreicht
hat, wird die Eingangsleistung automatisch und stufenweise fortschreitend abgesenkt.
Während der Läuterungsperiode, während der die Temperatur einen zweiten vorbestimmten
Wert erreicht, wird die Eingangsleistung weiter fortschreitend vermindert.
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In einigen Öfen muß, insbesondere bei Verwendung von geringes spezifisches
Gewicht aufweisendem Schrott, die. Charge in mehr als einer Portion zugegeben werden.
In diesem Fall können die ersten beiden Stufen der Steuerung für jeden Schmelzvorgang
wiederholt werden.
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Die Erfindung soll im folgenden zum leichteren Verständnis an Hand
eines Ausführungsbeispiels eines Steuersystems für einen elektrischen Lichtbogenofen
näher beschrieben werden. Die Zeichnungen zeigen in F i g. 1 (A) und 1 (B) zusammengenommen
ein Schaltbild des erfindungsgemäßen Steuerungssystems, F i g. 2 die die Stromzuführung
zu den Elektroden schaltenden Kontakte, F i g. 3 den Stromunterbrecher, Ofentransformator
und die Elektroden.
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Bei den in Betracht kommenden Öfen steigt die Deckentemperatur während
des Schmelzens mit steiler Geschwindigkeit, bis im wesentlichen die gesamte Charge
geschmolzen ist, worauf die Temperatur der Decke rasch anzusteigen beginnt, da sie
nunmehr unmittelbar der vom Lichtbogen kommenden Strahlung ausgesetzt ist.
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Der Temperaturanstieg kann in dieser Stufe ungefähr 50° C pro Minute
betragen. Am Ende der Schmelzperiode wird die Eingangsleistung herabgesetzt, und
die Temperatur fällt kurzzeitig, beim Fortgang des Läuterungsprozesses beginnt die
Temperatur jedoch wieder zu steigen und erreicht häufig
ein Maximum,
kurz bevor der Ofen abgestochen wird.
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Bei an diesen Öfen durchgeführten Deckentemperaturmessungen hat sich
herausgestellt, daß die Temperatur am Ende der Schmelzperiode im Bereich zwischen
1520 und 1650° C liegen kann. Selbst wenn die Deckentemperatur am unteren Ende dieses
Bereiches liegt, ist die Badtemperatur erheblich, so daß die hohe Leistung, die
den Anstieg der Deckentemperatur auf 1650° C ermöglicht, zu einer Verschwendung
elektrischer Energie, Zerstörung der hitzebeständigen Auskleidung und überhitzung
der geschmolzenen Charge führt.
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Nach dem Abschalten der Eingangsleistung beginnt der eigentliche Stahlherstellungsprozeß.
Die Bögen sind dann vom Schrott nicht mehr abgeschirmt, und die Ofenauskleidung
wird der unmittelbaren Strahlung und Konvektion durch die Bögen ausgesetzt. Infolgedessen
steigt das allgemeine Temperaturniveau der Auskleidung an, bis für eine gegebene
Eingangsleistung ein stabiler Zustand eintritt.
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Bei der besonderen Ausführungsform nach den Zeichnungen wird die elektrische
Eingangsleistung durch Mehrfachspannungsabgriffe und einen Abgriffwählerschalter
S 11 geändert (vgl. F i g. 2). Das Programm wird eingestellt durch Verwendung einer
Anzahl von Stufenschaltern, die jeweils aus einer Anzahl von festen Kontakten und
einem zugeordneten beweglichen Kontakt bestehen, welcher bei seiner Bewegung aufeinanderfolgend
die Verbindung mit den festen Kontakten herstellt. Solche Schalter bezeichnet man
häufig als Mehrstellungsschalter oder auch, allgemeiner, als Uniselektoren.
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Uniselektoren enthalten gewöhnlich eine Anzahl fester, bogenförmig
angeordneter Kontakte und einen radialen Schleifarm als beweglichen Kontakt. Im
Betrieb wird der Schleifarm stufenweise vorgerückt und führt damit eine bestimmte
Bewegung von der Berührung mit einem festen Kontakt bis zur Berührung mit einem
festen Nachbarkontakt in übereinstimmung mit getrennten Erreger- oder Aufstufungssignalen
durch.
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Solche Uniselektoren sind auch als Stufenschalter mit mehreren Schaltebenen
verfügbar, d. h. in Form einer Vielzahl entsprechender Kontaktbögen und Schleifarme,
wobei die Schleifarme gemeinsam auf gemeinsame Schrittsignale ansprechen, um bestimmte
geometrische Lagen bezüglich ihrer festen Kontakte aufrechtzuerhalten. Ein Uniselektor
Z dieser besonderen Ausführungsform ist in F i g. 1 der Zeichnungen dargestellt
und weist sieben verschiedene Ebenen Z1 bis Z7 auf.
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Das einzuhaltende Programm wird durch die Verbindung der entsprechenden
festen Kontakte der verschiedenen Uniselektorebenen mit zugehörigen Kreisen derart
eingestellt, daß bei Anschaltung der Uniselektoren Schleifkontakte an einen bestimmten
Satz entsprechender fester Kontakte die dazugehörigen Kreise die vorbestimmten,
für diese Stufe des Programms erforderlichen Funktionen durchzuführen. Diese Funktionen
umfassen beispielsweise, wie sich aus der späteren Erläuterung ergibt, die Unterbrechung
der Stromversorgung, das Anheben der Ofenelektroden, eine Änderung des Stromversorgungsanschlusses,
das Absenken der Ofenelektroden und ein erneutes Anschalten des Netzes.
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Nachdem die Funktionen für eine solche Programmstufe durchgeführt
sind, bestimmt die Uhr 12 einen vorbestimmten minimalen Zeitabschnitt, nach welchem
der Uniselektor weiterschreitet, um die entsprechenden Funktionen für die nächste
Stufe des vorgegebenen Programms einzuleiten.
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In Übereinstimmung mit dem zweiten Merkräal der Erfindung ist diese
Ausführungsform zusätzlich mit temperaturempfindlichen Vorrichtungen versehen, die
so angeordnet sind, daß sie für bestimmte Stufen des Programms diese von der Uhr
bestimmten, minimalen Zeiträume jedoch nur unter bestimmten Bedingungen strecken.
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Zur Steuerung des Ofens in der oben beschriebenen Weise sind zwei
Vorrichtungen 10, 11 vorgesehen, die auf die Temperatur der Ofendecke oder Ofenwandung
und auf die Geschwindigkeit ansprechen, mit der die Wärme von der Decke oder der
Wandung aufgenommen wird. Diese Vorrichtungen schließen Kontakte HL bzw.
LL, wenn die Temperatur und die Wärmemenge vorbestimmte Werte erreicht haben. Die
temperaturempfindliche Vorrichtung 10 kann aus einem Thermoelement bestehen, das
in einem hitzebeständigen Rohr in der Decke oder Wandung untergebracht ist, oder
aus einem Strahlungspyrometer, das durch die Ofenwandung in der Nähe der Decke beobachtet
wird. Die auf die Wärmeaufnahme ansprechende Vorrichtung 11 kann aus einem Wärmemengenmesser
bestehen, der vorzugsweise in der Decke oder möglichst am Oberteil der Wandung angeordnet
ist.
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Die beiden Vorrichtungen 10, 11 können aus einem einzigen Thermoelement
oder einem Strahlungspyrometer bestehen, vorausgesetzt, daß der übliche, dem Thermoelement
oder Pyrometer zugeordnete Potentiometer-Aufzeichnungsregler mit einer Hilfsvorrichtung
ausgerüstet ist, die auf die Anstiegsgeschwindigkeit der zu messenden Temperatur
anspricht. In diesem Fall können sich die Kontakte LL schließen, wenn die Anstiegsgeschwindigkeit
der Temperatur beispielsweise für länger als 45 Sekunden den Wert von 20° C pro
Minute überschreitet.
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Gegebenenfalls können auch zwei temperaturempfindliche Vorrichtungen
oder eine einzige temperaturempfindliche Vorrichtung so angeordnet werden, daß die
Kontakte LL und HL schließen, wenn unterschiedliche Temperaturhöhen, beispielsweise
von 1100° C und 1600° C, erreicht werden. In diesem Falle werden die bei der unteren
Temperatur schaltenden Kontakte LL so angeordnet, daß sie bei einer Temperatur schließen,-bei
der erfahrungsgemäß die Anstiegsgeschwindigkeit der Temperatur erreicht ist.
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Im dargestellten Beispiel werden die Ofenelektroden E (F i g. 3) über
Wechselstromleitungen 30 durch ein Schaltschütz B und einen Transformator
TR versorgt, der acht Spannungsabgriffe aufweist. Ein Schalter S 11 (F i g. 2) ist
unmittelbar an den den Abgriff ändernden Mechanismus mit den Schaltern R, W angekoppelt,
welcher bei Erregung die Abgriffänderung nach oben bzw. unten in bekannter Weise
zwischen mit den Nummern 1 bis 8 bezeichneten, jedoch als solche nicht dargestellten
Stellungen veranlaßt. Diese Abgriffe werden aufeinanderfolgend in vorbestimmter
Ordnung unter Steuerung durch den Uniselektor Z ausgewählt, und bei jedem Vorrücken
des Uniselektors in eine neue Stellung wird der entsprechende Kontakt R oder W betätigt,
um den Abgriff auf einen Wert zu ändern, der durch die neue Uniselektorstellung
bestimmt ist. Während die eigentlichen
Abgriffe des durch den Schalter
S 11 wählbaren Transformators TR nicht wiedergegeben sind, sind einige der Kontakte
des Uniselektors Z mit dem Bezugszeichen 1 bis 8 versehen, um anzuzeigen, welche
Abgriffstellungen ihnen zugehören. Die Bewegung des Uniselektors Z von einer Stellung
in die nächste Stellung wird normalerweise durch einen Zeitschaltkreis eingeleitet,
der aus einem Solenoid T und der Uhr 12 besteht, welche den minimalen Zeitraum festlegt,
für den ein besonderer Abgriff wirksam ist. In bestimmten Stellungen des Schalters
wird die Bewegung durch die obenerwähnten Kontakte LL und HL bewirkt.
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Der Uniselektor Z wird in entgegengesetzten Richtungen durch Spulen
ZF, ZR angetrieben, wobei die Bewegung in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung durch
entsprechende Impulse an den Spulen ZF bzw. ZR hervorgerufen wird.
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Die Spannungsabgriffe 1 bis 8 sind durch die Linien L 1 bis L 8 der
F i g. 2 wiedergegeben und lassen sich durch den Schalter S 11 an die Versorgungsleitung
L anschließen. Jeder Spannungsabgriff ist einem der acht Relais EA, EB
... EH zugeordnet, die an ihre entsprechenden Abgriffleitungen L 1
bis L 8 in F i g. 1 (B) angeschaltet sind. Man erkennt, daß für jede dieser Leitungen
L 1 bis L 8 im Betrieb das zugeordnete Relais durch die Klemmen L bis N mit Hilfe
des Schalters S 11 erregt ist. Der Schieber des Schalters S11 wird durch die Abgriffänderungsvorrichtung
angetrieben, so daß beispielsweise bei Verwendung des vierten Abgriffs die Leitung
L 4 erregt und das Relais ED betätigt ist.
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An dieser Stelle ist darauf hinzuweisen, daß die in den Zeichnungen
verwendeten Bezugszeichen zur Bezeichnung der Relais in üblicher Weise verwendet
sind, d. h., die Relaisbezugszeichen enthalten Zahlen, die die Anzahl der von diesem
Relais betätigten Kontakte wiedergeben. Beispielsweise sind die Relais EA bis
EH in den Zeichnungen als EAl4 bis EH/4 bezeichnet, um anzuzeigen, daß jedes
dieser Relais vier Kontakte betätigt. Jedes der Relais EA bis EH
besitzt ein
Paar von Kontakten EA 1, EA 2, . . . ,
EH1, EH2, die in Reihe geschaltet
sind. Die Kontakte von Z 1 werden an diese Kette an Stellen angeschaltet, die entsprechend
dem Spannungsabgriff ausgewählt werden, der in jeder aufeinanderfolgenden Periode
des Verfahrens erforderlich ist. So ist beispielsweise der Abgriff 5 erforderlich,
um die Schmelzperiode einzuleiten, und deshalb ist der erste Kontakt von Z 1 zwischen
die Kontakte EE 1, EE 2 des dem Abgriff 5 entsprechenden Relais EE eingeschaltet.
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Um den Regelzyklus des Ofens einzuleiten, wird eine Wechselstromquelle
an die Klemmen 13 angeschaltet, während eine Gleichstromquelle zwischen die Klemmen
14 und 15 und anschließend zwischen die Klemmen 14 und 16 gelegt ist, wenn ein durch
die Kontakte S 1 A und S 1 B gebildeter Schalter, der manchmal allgemein
als Schalter S1 bezeichnet ist, in die »Ein«-Stellung gebracht wird, so daß die
Kon- i takte S2A von der wiedergegebenen Aus«-Stellung umschalten und die Kontakte
S1B schließen. Der Abgriff des Uniselektors steht in jeder Stufe Z1 bis Z 7 auf
dem ersten der dargestellten Kontakte. In der Stufe Z 1 wird ein negatives Potential
an den Abgriff i über die geschlossenen Schalterkontakte S 1A und damit an die Kontakte
EE 1, EE 2 gelegt. Die Enden der Kette der Kontakte EA 1 bis EH 2
sind an Relais D
bzw. U gelegt, die auf ihren anderen Seiten an die positive
Klemme 14 angeschaltet sind. Sind die Kontakte EE 1, EE 2 nicht geöffnet, d. h.
ist das Relais EE nicht erregt und wird der fünfte Abgriff nicht benutzt, dann wird
das eine oder andere Relais D, U erregt, abhängig davon, welches der Relais EA bis
EH in Betrieb ist, welche die Unterbrechung in der Kette der Kontakte EA
1 bis EH 2 verursachen. Die Betätigung des Relais D oder
U hat zur Folge, daß sich der Abgriff durch Schließen des entsprechenden
Kontaktes D 1 oder U 1 (F i g. 2) zur Erregung des Schalters W oder
R ändert, bis der fünfte Abgriff erreicht ist. Der erste Kontakt der Stufe Z1 wird
durch Öffnen der Kontakte EE1, EE2 isoliert. Ist der fünfte Abgriff erreicht, dann
schließt sich durch die Erregung des Relais EE auch der Kontakt EE3, welcher, wie
man erkennt, auch an den ersten Kontakt der Stufe Z3 eingeschaltet ist. Das Relais
O wird durch einen Kreis erregt, der von der Klemme 15 über die Kontakte S 1 A,
C3, ZF 0, Stufe Z 3, Kontakt EE3, Relais O zur Klemme 14 führt.
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Wenn das Relais O erregt ist, betätigt es durch Schließen seiner Kontakte
02 einen Schalter G (F i g. 2) über die Schalterhilfskontakte By. Der Schalter D
verursacht, daß der Ölunterbrecherschalter den Schalter J schließt, wodurch durch
Schließen seiner Kontakte die Wechselstromquelle über den Schalter B und den Ofentransformator
TR an die Elektroden E (F i g. 3) angeschaltet wird, so daß sich diese nach unten
in die Charge absenken und den Lichtbogen einleiten.
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Die Kontakte O 3 schließen sich ebenfalls, wenn das Relais O erregt
ist, um den Zeitschaltkreis zu betätigen, der aus einer Spule T und einem Uhrwerk
12 besteht, welche gleichzeitig erregt werden. Bei Erregung durch Anschaltung an
die Klemmen 13 greift die Spule T in das Getriebe der Uhr 12, so daß die Zeitperiode
beginnt, die vorher auf dem Zifferblatt der Uhr eingestellt worden ist. Am Ende
der Zeitperiode werden die Kontakte T 1 automatisch geschlossen, während die Kontakte
T2 geöffnet werden. Das Schließen der Kontakte T1 leitet die nächste Stufe des Ofenzyklus
ein, da sie einen Kreis von der Klemme 14 über den Kontaktarm der Stufe Z2, die
Spule ZF, die Kontakte- T1, die normalerweise geschlossenen Kontakte ZR 0 und S
1 A zu der Klemme 15 schließt. Der Uniselektor wird deshalb durch die Spule ZF in
Betrieb genommen, um auf den zweiten Kontakt umzuschalten, welcher der Abgriffeinstellung
von 6 entspricht.
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Wenn der Uniselektor auf den zweiten Kontakt umschaltet, ist der obenerwähnte
Kreis in der Stufe Z3 für die Kontakte EE3 zum Relais O unterbrochen. Bei einem
Stromloswerden des Relais O wird der Zeitschaltkreis durch Öffnen der Kontakte
03 zurückgestellt und damit die Spule T stromlos gemacht. Das Schließen der
Kontakte O 1 (F i g. 2) hat die Erregung des Schaltkontaktes K über den geschlossenen
Schaltkontakt S1B an der Wechselstromzuführungsleitung L, N zur Folge. Das
Schließen der Kontakte K l hat die Erregung der Schaltkontakte M zur Folge, wodurch
die Ofenelektroden E angehoben werden und nach einer bestimmten, vorher eingestellten
Zeit innerhalb des Bereiches von 0 bis 30 Sekunden, beispielsweise 10 Sekunden,
die ausreichen, damit die Bögen beim Anheben der Elektroden unterbrochen werden,
schließen die Kontakte M 1, so daß die Kreisunterbrecherauslösespule
X
erregt wird. Der Kreisunterbrecher B öffnet sich, und die Stromzufuhr zum Ofen wird
abgeschaltet. Wenn der Kreisunterbrecher ausgelöst wird, öffnen sich Hilfskontakte
BX und machen die Spule X stromlos. Der Kreis kann nunmehr zu einem neuen Abgriff
hinüberwechseln, der von der zweiten Stellung des Uniselektors ausgewählt ist.
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In der zweiten Stufe verbindet der Kontaktarm auf der Stufe Z1 die
Klemme 15 mit der Verbindung der Kontakte EF 1, EF 2 und über die Kontakte
EF 2
bis EH2 zum Relais U. Das Relais U wird erregt, die Kontakte U
1 schließen sich, und der Kontaktschalter R wird betätigt. Ist der Abgriff 6 erreicht,
öffnen sich die Kontakte EF2 und machen das Relais U stromlos, so daß eine weitere
Abgriffänderung verhindert wird. Gleichzeitig schließen sich die Kontakte EF 3 und
verursachen eine Erregung des Relais O durch einen dem obigen Kreis ähnlichen Kreis,
jedoch über die Ebene Z3 und die Kontakte EF3 an Stelle der Kontakte EE3. Infolgedessen
wird der Kontaktschalter G erneut erregt, der den Kontaktschalter schießende Unterbrecher
betätigt, und der Strom wird wiederum durch den Ölkreisunterbrecher B zu den Elektroden
E zugeführt, wobei der Zeitschaltkreis zurückgestellt wird wie am Ende der ersten
Abgriffänderung.
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Am Ende der von der Zeitschaltvorrichtung eingestellten Periode wird
der Uniselektor auf die dritte Stellung bewegt; es erfolgt eine Abgriffänderung
auf den Abgriff 7, und die Stromzufuhr zu den Elektroden in dieser Abgriffsteliung
erfolgt für die von der Zeitschaltvorrichtung eingestellte Zeitperiode. Am Ende
der dritten Stufe bewegt sich der Uniselektor in seine vierte Stellung und wählt
den Abgriff 8 aus, und der Zeitschaltkreis wird erneut in Betrieb genommen, jedoch
ungleich den vorhergehenden Stufen ist die Periode dieses Abgriffes nicht nur durch
die Zeitschaltung bestimmt, sondern auch durch die Temperatur oder die Geschwindigkeit
der Wärmeströmung zu den Ofendecken oder Ofenwandungen, die mit Hilfe der Fühler
11 und durch Betätigung der Kontakte LL festgestellt werden. Am Ende der durch die
Zeitschaitvorrichtung bestimmten Periode schließen also die Kontakte T1 wie vorher,
jedoch wird der Erregerkreis zur Spule ZF nicht geschlossen, bis nicht die Kontakte
LL geschlossen sind und damit das Relais A erregen.
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Wenn die auf die niedrige Temperatur ansprechende Vorrichtung betätigt
wird und die Kontakte LL sich schließen, wird das Relais A erregt und durch
die Kontakte A 1 für den Rest der Ofenperiode erregt gehalten. Beim Schließen der
Kontakte A 2 wird der Erregerkreis für die Spule ZF von der Klemme 14 über den Kontaktarm
der Stufe Z 2, den vierten Kontakt in dieser Stufe, die Kontakte A 2, Spule
ZF, Kontakte T 1 (die geschlossen sind) und Kontakte ZR 0 zur Klemme
15 geschlossen. Wenn die auf den höheren Temperaturspiegel ansprechenden
Kontakte HL vor den Kontakten LL schließen sollen, dann wird der Erregerkreis
für die Spule ZF unmittelbar über die Kontakte HL und die normalerweise geschlossenen
Kontakte A 3 geschlossen, um die Kontakte A 2 während ihres Schlusses durch die
Betätigung des Relais A, wie oben beschrieben, zu überbrücken.
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Wird die Spule ZF erregt, dann bewegt sich der Uniselektor in die
fünfte Stellung, welche dem siebenten Abgriff entspricht. Die Abgriffänderung in
nach unten führender Richtung tritt auf, und in jeder der folgenden drei Stufen
im Ofenzyklus wird der Abgriff aufeinanderfolgend von 7 auf 3 durch die Schaltvorrichtung
reduziert.
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Die ersten vier Stufen im Ofenzyklus entsprechen der Einleitung der
Schmelzperiode, während der die Leistung fortschreitend ansteigt. Die nächsten fünf
Stufen entsprechen dem Ende der Schmelzperiode, während der die Leistung fortschreitend
abnimmt. Die folgenden Stufen entsprechen der Läuterungsperiode, wenn, wie später
noch erläutert werden wird, die Leistung wieder abnimmt. Während der neunten Stufe
wird die Periode, für die der Abgriff 3 Verwendung findet, durch den Zeitschaltkreis
in Verbindung mit den auf der höchsten Stufe liegenden Kontakten HL bestimmt,
da sich die Kontakte A 3 für den Rest des Ofenzyklus durch Erregung des Relais
A über die Kontakte LL früher geöffnet haben. Am Ende der durch den Zeitschaltkreis
bestimmten Periode schließen die Kontakte T1, jedoch, solange die Kontakte
HL geschlossen sind, bleibt der Kreis zur Spule ZF offen. Sobald die Ofentemperatur
den höheren Wert erreicht, schließen die Kontakte HL, und die Spule ZF wird
über einen Kreis erregt, der von der Klemme 14, dem Kontaktarm der Stufe
Z2, dem neunten Kontakt in dieser Stufe, dem Kontakten HK, der Spule ZF,
den geschlossenen Kontakten T1, ZR 0 und den geschlossenen Schalterkontakten S 1
zur Klemme 15 führt. Der Uniselektor bewegt sich deshalb zur zehnten Stellung, und
der Abgriff 2 wird durch die oben beschriebene Vorrichtung ausgewählt. Gewöhnlich
steht die Leistung an diesem Abgriff für den Rest der Läuterungsperiode, nachdem
jedoch die Kontakte T1 am Ende des Zeitintervalls geschlossen sind, wenig die Temperatur
erneut den Wert erreicht, bei dem die Kontakte HL geschlossen sind, wird die Spule
ZF wieder erregt, und zwar über den oben beschriebenen Kreis; und verursacht, daß
der Uniselektor auf die elfte Stellung wandert und den untersten Abgriff 1 für den
Rest des Arbeitsvorganges auswählt, wenn der nicht gezeichnete Stromregulator des
Leistungssteuersystems eine geeignete Steuerung ergibt.
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Am Ende des Ofenzyklus wird der Schalter 1 von Hand in die »Aus«-Stellung
gebracht, dadurch wird negatives Potential an den Kontaktarm der Stufe Z6 und so
an eine Seite des Relais C, dessen andere Seite an der positiven Klemme liegt, gelegt.
Durch die daraus folgende Erregung des Relais C werden die Kontakte C1 und C2 geschlossen
und die Kontakte C3 aus der wiedergegebenen Stellung umgeschaltet, so daß die Kontakte
ZFO in Reihe mit der Stufe Z6 und die Spule ZF über die Klemmen 15, 16
geschaltet
werden und der Uniselektor in Vorwärtsrichtung in die erste Stellung zurückkehrt,
sobald das Relais C stromlos wird.
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Der Betrieb des Steuersystems wird durch zwei Sätze von Lampen
17, 18 angezeigt, die entsprechend dem Spannungsabgriff, auf den sie sich
beziehen, numeriert sind. Die Lampen 17 sind an die anschließenden Kontakte in der
Stufe Z7 in solchem Schlüssel eingeschaltet, daß bei jeder Stufe die ausgewählte
Lampe dem gewünschten Abgriff dieser Stufe entspricht. Die zweite Reihe von Lampen
ist einzeln über Kontakte EA4 bis EH4 angeschaltet und leuchten deshalb nach dem
jeweils in Betrieb befindlichen Abgriff auf. Wenn die Lampen in den
zwei
Serien 17, 18 übereinstimmen, dann weiß der Arbeiter, daß die Abgriffänderung richtig
erfolgt ist.
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Das durch die besondere vorgewählte Zuordnung der Spannungsabgriffe
zu den Kontakten in der Stufe Z1 vorgewählte Programm kann durch Betätigung der
Schalter S2 bis S7 modifiziert werden, welche an gewählte Kontakte der Stufe Z 4
angeschaltet werden. Durch richtige Betätigung dieser Schalter können die in Reihe
mit der Spule ZF liegenden Zeitschaltkontakte T1 kurzgeschlossen werden, und. das
Fortschreiten des. Uniselektors wird vor dem Ende der durch die Zeitschaltvorrichtung
eingesetzten Periode eingeleitet. Wenn beispielsweise der Uniselektor auf dem zweiten
Kontakt steht, dann wird beim Schließen des Schalters S 2 ein Kreis zur Spule ZF
von der Klemme 15, den Kontakten C3, den. Kon=, takten ZF 0, dem Kontaktarm der
Stufe Z4, dem Schalter S2, der Spule ZF, dem Kontaktarm der Stufe Z2, der Klemme
14 geschlossen, und der Uniselektor bewegt sich um eine Stufe vorwärts. Eine gleichzeitige
Betätigung der Schalter S2 und S3 führt zu einem Springen des Systems in die vierte
Stufe. Diese Erleichterung kann beim Anlaufen angewendet werden und/oder am Ende
des Schmelzvorganges, so das verschiedene Spannungsabgriffe gewünschtenfalls übersprungen
werden.
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In manchen Öfen, in denen Schrott mit niedriger Dichte verwendet wird,
muß die Charge in mehr als einer Portion zugegeben werden. In solchen Fällen wird
das Programm so abgeändert, daß die Anfangsschmelzstufen in richtiger Weise wiederholt
werden.
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Manchmal ist es erforderlich, eine extrem hohe Leistung während der
Läuterungsperiode vorzunehmen, um die zweite Schlacke zu schmelzen oder für andere
Zwecke. Dies erfolgt durch Betätigung des Druckknopfes PB 1, wodurch der
Uniselektor zurückläuft, beispielsweise von der zehnten, dem Abgriff 2 entsprechenden
Stellung in die neunte, dem Abgriff 3 entsprechenden Stellung. Wird der Knopf PB
1 ge-
drückt, dann werden die normalerweise offenen Kontakte 19 überbrückt,
und die linke Spule 20 des Relais Y wird erregt. Ein Haltekreis wird über die Kontakte
Y1 geschlossen, und die Kontakte Y2 werden geschlossen, um einen Kreis für die Relaisspule
21 des Relais Y herzustellen. Wird der Knopf PB 1 losgelassen, dann werden
die normalerweise geschlossenen Kontakte 22 überbrückt, so daß die Spule 21 der
Spule 20 entgegengeschaltet wird und das Relais Y sich zurückstellt. Während die
Spule 20 des Relais Y erregt bleibt, wird die Spule ZR über einen Kreis erregt,
der von der Klemme 15 zu den Kontakten C 3, dem Kontaktarm der Stufe Z 5, die Kontakte
Y3 (geschlossen), die Spule ZR zur Klemme 14 führt. Ein Pulsieren der Spule ZR bewirkt,-
daß der Uniselektor zurückläuft.
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Betrachtet man allgemein die Wirkungsweise des Erfindungsgegenstandes
gegenüber dem oben angegebenen besonderen Ausführungsbeispiel, dann weist der Ofen
eine Stromquelle zur Zuführung von Strom mit einer Vielzahl unterschiedlicher, bestimmter
Werte auf. Diese Stromquelle ist im einzelnen im Ausführungsbeispiel nicht wiedergegeben,
sondern wird durch den Transformator TR (F i g. 3) angedeutet, welcher zwischen
acht verschiedenen, mit 1 bis 8 bezeichneten Abgriffstellen einstellbar ist. Die
Programmierungseinrichtung hat die Form des Uniselektors Z, dessen jede Stufe einem
vorbestimmten, besonderen Leistungseingangswert, d. h. der entsprechenden Abgriffstelle
des Transformators TR zugeordnet ist, der automatisch auf den vorbestimmten Abgriffpunkt
bei jeder Programmstufe eingestellt wird, wie es oben unter besonderer Bezugnahme
auf die den einzelnen besonderen Abgriffpunkten zugeordneten Relais EA bis
EH beschrieben würde. Die Dauer jeder Schaltstufe des Uniselektors Z ist
so eingerichtet, daß eine durch die Zeitgebevörrichtung in Form des Zeitschaltkreises
mit der Uhr 12 vorgeschriebene Minimaldauer vorhanden ist: Die Anordnung ist dabei
so getroffen, daß der Uniselektor am Ende dieser Minimaldauer um eine Stufe vorrückt,
wie es, oben beschrieben .wurde. ; .
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In wenigstens einer Stufe der Programmeinrichtung, beispielsweise
der dritten Stufe beim obengenannten Beispiel, arbeiten Einrichtungen, welche die
vorgeschriebene Minimaldauer der in Frage stehenden Programmstufe zur Erzielung
einer vorbestimmten Temperaturcharakteristik des Ofens dehnen. Diese Einrichtungen
bestehen praktisch aus dem Relais A, dessen Kontakte A 2 oder
A 3 im
Kreis zum Weiterschalten des Uniselektors Z am Ende der betreffenden
Stufe liegen. Insbesondere sind diese Kontakte so angeordnet, daß der Uniselektor
ohne Rücksicht auf das Ende der vorgeschriebenen Minimaldauer tatsächlich so lange
nicht weitergeschaltet werden kann, bis das Relais A erregt ist. Die Erregung des
Relais A hängt vom Schließen der Kontakte LL bei Erzielung einer vorbestimmten Temperaturanstiegsgeschwindigkeit
für die Ofenwandungen oder -decke ab.