DE1583479A1 - Electric resistance furnace - Google Patents
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Description
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Elektrischer WideratandsofenElectric resistance oven
Die Erfindung "bezieht sich auf einen elektrischen Widerstandsofen, der eine gerade Anzahl senkrechter Elektroden und für jedes Elektrodenpaar einen unabhängigen Stromkreis aufweist, der eine Stromsteuereinrichtung und eine Quelle konstanter Spannung enthält. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung von Festkörper-Torschaltern, insbesondere gesteuerten Siliziumgleichrichtern als Steuereinrichtungen in solchen öfen.The invention "relates to an electrical Resistance furnace with an even number of vertical electrodes and one independent for each pair of electrodes Having circuit that includes a current control device and contains a constant voltage source. In particular, the invention relates to the use of solid state gate switches, in particular controlled silicon rectifiers as control devices in such furnaces.
ITeuerdings werden in der Glasherstellungsindustrie elektrische Öfen verwendet. Elektrische öfen sind zufolge ihrer Natur wirksamer und billiger als mit chemischen Brennstoffen betriebene öfen, jedoch sind sie in der (2aaindustrie noch nicht in großem Ausmaß verwendet worden, da sie schwierig zu steuern sind. Eine mangelhafte Steuerung ergibt Schmelzen geringer Qualität und führt insbesondereIt has recently been used in the glass manufacturing industry used electric ovens. Electric ovens are by their nature more efficient and cheaper than chemical ovens Fuel-operated stoves, but they are in the (2aaindustrie have not yet been widely used because they are difficult to control. Inadequate control gives poor quality melts and leads in particular
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zu örtlich überhitzten Stellen ("hot spots")ι welche ' zur Bildung von Blasen und Kristallkeimen im Glas führen·to locally overheated areas ("hot spots") ι which ' lead to the formation of bubbles and crystal nuclei in the glass
Die Schwierigkeiten beim Steuern elektrischer Widerstandsöfen beginnen mit der Tatsache, daß die meisten Kraftwerke fordern, daß große Energieblöcke, wie elektrische Öfen mit Dreiphasenstrom gespeist werden, um einen gleichmäßigen Leistungsbedarf zu schaffen. Dies bedeutet, daß die Elektroden an verschiedenen Phase4 liegen und daß Strom zwischen den Elektroden als Ergebnis der Phasenunterschiede fließt. Dieser Zwischenphasenstrom ruft eine Wechselbeziehung zwischen den Elektroden hervor, so daß eine Änderung des irgendeiner Elektrode zugeführten Stromes den Stromfluß in vielen anderen Elektroden beeinflußt. Der Ofen kann daher nicht gut gesteuert werden.The difficulties in controlling electric resistance furnaces begin with the fact that most power plants require large blocks of energy, such as electrical ones Furnaces are fed with three-phase electricity to create a uniform power requirement. This means that the electrodes are on different phases4 and that current between the electrodes as a result of the phase differences flows. This interphase current causes an interrelationship between the electrodes, so that a change of the current applied to any one electrode affects the flow of current in many other electrodes. Of the Oven cannot therefore be controlled well.
Die Schwierigkeit beim Steuern des Ofens ergibt sich weiterhin aus dem Umstand, daß das Glas einen negativen Widerstand hat, d.h. daß sein Widerstand mit steigender Temperatur abnimmt. Wenn die Spannung konstant ist, führt eine in einer Zone des Ofens auftretende Abnahme des Widerstandes des Glases zu einem größeren Stromfluß in dieser Zone nach dem Ohmsohen Gesetz E = IR. Da die in einem Widerstand erzeugte Wärme dem Mittelwert des Quadrates des Stromes in einem Wechselstromkreis proportional ist» läßt der sich ergebende Fluß erhöhten Stromes die Temperatur des Glases in dieser Zone des Ofens ansteigen· Die erhöhte Temperatur vermindert den Widerstand des Glases nooh weiter,The difficulty in controlling the oven arises furthermore from the fact that the glass has a negative resistance, i.e. that its resistance increases with increasing Temperature decreases. If the voltage is constant, it leads a decrease in the resistance of the glass occurring in one zone of the furnace to a greater flow of current therein Zone according to Ohms law E = IR. Since the heat generated in a resistor is the mean of the square of the Is proportional to the current in an alternating current circuit, the resulting flow of increased current leaves the temperature of the Glass in this zone of the furnace rise the increased temperature further reduces the resistance of the glass,
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wodurch wiederum der Stromfluß und die Temperatur erhöht werden. Kieser Kaskadeneffekt führt zu außerordentlich hohen Temperaturen, die Blasen und ICr ist allkeime in dem Glas bilden und gelegentlich zu einem vollständigen Ausbrennen des Ofens geführt haben. Bis zum Zeitpunkt der vorliegenden Erfindung war kein wirksamer Weg zum Überwinden dieser Probleme gefunden worden*which in turn increases current flow and temperature will. Kieser cascade effect leads to extraordinary high temperatures, the bubbles and ICr is all germ in that Form glass and have occasionally caused the stove to burn out completely. Until the time of In the present invention, no effective way of overcoming these problems had been found *
. Gemäß der Erfindung sind die Elektroden paarweise ■angeordnet, und jedes Elektrodenpaar bildet einen Teil eines unabhängigen Stromkreises, wobei der Strom in jedem Stromkreis für sich gesteuert wird. Die Stromkreise sind insofern voneinander unabhängig, als Strom nicht von einem Stromkreis zu einem anderen Stromkreis fließen kann, außer wenn er durch das Glas hindurchgeht, und da der Strom in jedem Stromkreis für sich gesteuert wird, kann sehr wenig Strom zwischen den Stromkreisen fließeno Auf diese Weise ist in einem Dreiphasensystem der größte Teil des Zwischenphasenstromes beseitigt. Es entwickeln sich keine örtlich überhitzten Stellen, da ein vergrößerter Stromfluß in irgendeinem Stromkreis unmittelbar gesteuert wird, wobei unter "Steuern" die Fähigkeit zu verstehen ist, den Mittelwert des Quadrates des Stromes trotz Änderungen des Widerstandes der Schmelze auf einer gewünschten Höhe zu halten. Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert. ,. According to the invention, the electrodes are arranged in pairs, and each pair of electrodes forms part of an independent circuit, the current in each circuit being controlled individually. The circuits are independent in that current cannot flow from one circuit to another unless it passes through the glass, and since the current in each circuit is controlled on its own, very little current can flow between the circuits o on in this way most of the interphase current is eliminated in a three phase system. Local overheated areas do not develop because an increased flow of current in any circuit is directly controlled, the term "control" being understood to mean the ability to maintain the mean value of the square of the current at a desired level despite changes in the resistance of the melt. The invention is explained below with reference to the drawing, for example. ,
1 ist eine schematische Draufsicht eines1 is a schematic plan view of a
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elektrischen Ofens, und sie zeigt die -Elektrodenanordnung und die grundsätzliche Schaltung.electric furnace, and it shows the electrode arrangement and the basic circuit.
Pig. 2 ist ein Blockdiagramm eines Beispiels eines Stromkreises zum Betätigen von I or scha It em, die hier als zwei steuerbare Siliziumgleichrichter dargestellt sind.Pig. 2 is a block diagram of an example of one Circuit to operate I or scha It em, here as two controllable silicon rectifiers are shown.
Der elektrische Ofen kann zum Schmelzen irgendwelcher Materialien verwendet werden, die in einem elektrischen Ofen durch Widerstandserhitzung geschmolzen werden können· Die Hauptyerwendung des Ofens ist die Herstellung von Glas, in welchem Fall die Beschickungsmaterialieh tiberlicherweise hauptsächlich aus Sand, Soda und Kalk sowie verschiedenen kleineren Zusätzen bestehen» Reinigungsmittel-Grundstoffe, wie Natriumsilikate oder Metasilikate, können ebenfalls in diesem Ofen geschmolzen werden.The electric furnace can melt any Materials used in an electrical Furnace can be melted by resistance heating The main use of the furnace is the production of glass, in which case the feed materials usually mainly consist of sand, soda and lime as well as various smaller additives »detergent base materials, such as sodium silicates or metasilicates, can also be melted in this furnace.
Die Erfindung ist auch bei elektrischen Booster-Öfen, d.h. bei Öfen anwendbar, die sowohl mit chemischen Brennstoffen als auch mit Elektrizität erhitzt werden- Der Ausdruck "elektrische Widerstandsöfen" soll daher auch Booster-Öfen umfassen. Die in dem Ofen verwendete elektrische Energi« muß Wechselstrom sein, der irgendeine Frequenz haben kann, obwohl außerordentlich hohe oder außerordentlich niedrige Frequenzen vermieden werden sollten. -The invention is also applicable to electric booster ovens, i.e. applicable to stoves that are heated with both chemical fuels and electricity - The term "Electric resistance furnaces" should therefore also include booster furnaces. The electrical energy used in the furnace must be alternating current, which can have any frequency, though extraordinarily high or extraordinarily low Frequencies should be avoided. -
Der elektrische Widerstandsofen hat vorzugsweise quadratische oder rechteckige Gestalt t da diese Gestalt weniger Kpnstruktionspobleme auf wirft und für die AnordnungThe electric resistance furnace is preferably square or rectangular in shape as this shape is less t Kpnstruktionspobleme on casts and for the arrangement
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von Elektroden in Paaren sehr geeignet ist· Ea körmen sich, jedoch auch andere Gestalten als zweckmäßig erweisen, beispielsweise eine kreisförmige Gestalt. Vorkehrung ist getroff en j um die Beschiekungsmaterialien an der einen Seite des Ofens zuzugeben und die Schmelze an der Basis der anderen Seite abzuziehen.of electrodes in pairs is very suitable · Ea corrugated each other, but other shapes also prove to be expedient, for example a circular shape. Provision has been made to add the loading materials to one side of the furnace and to withdraw the melt at the base of the other side.
Es ist eine gerade Anzahl -von Elektroden vorgesehen, welche den Ofen senkrecht durchqueren. Die Elektroden müssen senkrecht angeordnet sein, da im Fall von waagerechten Elektroden nicht proportionale Strommengen aus ihren Enden fließen und an den Enden örtlich überhitzte Stellen hervorrufen, während bei senkrechten Elektroden Strom aus ihrer gesamten länge fließt· Es kann irgendeine gerade Anzahl von Elektroden verwendet werden, jedoch ist die Erfindung nicht anwendbar, wenn lediglich ein Elektrodenpaar verwendet wird, da dann nur ein Elektrodenstromkreis vorhanden wäre· Demgemäß werden bei der Erfindung wenigstens Vier Elektroden verwendetj, so daß wenigstens zwei Stromkreise vorhanden sind, die voneinander unabhängig sind. Es wird bevorzugt, wenigstens sechs Elektroden zu verwenden, jedoch »ind mehr als zwanzig Elektroden gewöhnlich nicht erforderlich. 'An even number of electrodes is provided, which cross the furnace vertically. The electrodes must be arranged vertically, as in the case of horizontal Electrodes unproportional amounts of current flow from their ends and cause locally overheated areas at the ends, while with vertical electrodes current flows along their entire length · It can be any even number of electrodes can be used, however, the invention is not applicable if only one pair of electrodes is used since then there would be only one electrode circuit. Accordingly, in the present invention, there would be at least four Electrodes usedj so that at least two circuits are present that are independent of each other. It is preferred to use at least six electrodes, however “And more than twenty electrodes are usually not required. '
Die Elektroden werden vorzugsweise ao angeordnet, daß ein Gitter gleicher Hechtecke, vorzugsweise gleicher Quadrate, gebildet wird* Demgemäß befindet sich bei einer Anordnung nach einem Quadratmuster jede Elektrode im wesent-The electrodes are preferably arranged ao that a grid of equal pike corners, preferably equal squares, is formed * Accordingly, there is an arrangement in a square pattern, each electrode is essentially
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lichen im gleichen Abstand von wenigstens zwei anderen Elektroden, was ebenfalls bei anderen geeigneten Mustern der Elektrodenanordnung zutrifft. Der Abstand zwischen den Elektroden hängt von den Charakteristiken der zu schmelzenden Verbindungen und dem den Elektroden zugeführten Strom ab. Der Abstand zwischen den Ofenwänden und den Umfangselektroden sollte derart sein, daß diese Elektroden sich nicht zu nahe an den Wänden befinden, da die Wände sonst schnell beschädigt werden· Andererseits sollen die Elektroden nicht zuweit von den Wänden entfernt angeordnet sein, weil sich sonst eine G-lasschicht an den Wänden verfestigt. Wenn Soda-Kalk-ßlas geschmolzen wird, sollten die. engsten Elektroden, unabhängig davon, ob sie in dem gleichen Stromkreis liegen oder nicht, in einem Abstand von 90 bis HO cm voneinander entfernt sein, und die Umfangselektroden sollten in einem Abstand von 60 bis 90 cm von den Wänden entfernt liegen. Zwei Elektroden in einem Stromkreis brauchen nicht benachbarte Elektroden in dem Ofen zu sein, jedoch müssen sie nahe genug beieinander liegen, damit Strom zwischen ihnen fließen kann.equidistant from at least two others Electrodes, which also applies to other suitable patterns of the electrode arrangement. The distance between the Electrodes depends on the characteristics of the joints to be melted and the current supplied to the electrodes away. The distance between the furnace walls and the peripheral electrodes should be such that these electrodes are not too close to the walls, otherwise the walls will be damaged quickly · On the other hand, the electrodes should not be placed too far away from the walls, because otherwise a layer of glass will solidify on the walls. When the soda-lime glass is melted, the. closest Electrodes, regardless of whether they are in the same circuit or not, be at a distance of 90 to HO cm from each other, and the peripheral electrodes should at a distance of 60 to 90 cm from the walls lie. There is no need for two electrodes in one circuit adjacent electrodes to be in the furnace, however, they must be close enough to allow current to flow between them can flow to them.
Die Elektroden gehen duroh Öffnungen im Boden des · Ofens hindurohι und sie sind lang genug, damit sie sioh durch die ganze Höhe der Sohmelae hindurcherstrecken, jedoch sollen sie sioh nicht in. die Schicht von BeBohiokuBgsmaterialien erstrecken, die auf der Schmelze schwimmt, weil die Elektroden sonst schnell zerstört werden* Jede ElektrodeThe electrodes go through openings in the bottom of the furnace and they are long enough to be sioh extend through the entire height of the Sohmelae, however they shouldn't be in. the layer of BeBohiokuBgsmaterial that floats on the melt, otherwise the electrodes are quickly destroyed * Each electrode
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sollte weiterhin mit einem wassergekühlten Elektrodenblock versehen sein, der zum Aufrechterhalten des guten Zustandes der Elektrode von Gas umspült wird. Die Elektroden können aus Molybdän, Graphit oder aus einem anderen geeigneten Material hergestellt sein, jedoch wird Molybdän bevorzugt.should continue to use a water-cooled electrode pad be provided to maintain the good condition the electrode is surrounded by gas. The electrodes can be made of molybdenum, graphite or some other suitable Material, however, molybdenum is preferred.
Jeder Stromkreis für ein Elektrodenpaar muß eine Spannungsquelle und eine Einrichtung zum Steuern des Stroms, genauer gesagt zum Steuern des Mittelwertes des Quadrates des Stromes enthalteneEach circuit for a pair of electrodes must have one Voltage source and a device for controlling the current, more precisely for controlling the mean value of the square contained in the stream
Die Spannungsquelle in jedem Stromkreis ist eine Quelle konstanter Spannung., Wenn ein Transformator verwendet wird, dann sollte der gleiche Kern nicht für die Sekundärwicklungen anderer Stromkreise benutzt werden, da sonst Änderungen des Stromes in einem Stromkreis den für andere Stromkreise verfügbaren Strom beeinflussen würden»The voltage source in any circuit is one Constant voltage source., When a transformer is used then the same core should not be used for the secondary windings of other circuits because otherwise changes in the current in one circuit would affect the current available for other circuits »
Die Stromsteuereinrichtung ist irgendeine Einrichtung, welche"den Mittelwert des Quadrates des Stromes dadurch steuern kann, daß sie diesen Wert trotz Änderungen im Widerstand der Schmelze-auf einer gewünschten Höhe hält. Dieser Mittelwert kann auf wenigstens zwei Weisen gesteuert werden» und zwar durch Einführen eines Widerstandes in den Stromkreis oder durch Unterbrechen des Stromkreises.The current control device is any device which "takes the mean square of the current through it can control that it keeps this value at a desired level despite changes in the resistance of the melt. This average can be controlled in at least two ways are »by introducing a resistor into the circuit or by breaking the circuit.
Ein Widerstand kann in den Stromkreis beispielsweise dadurch eingeführt werden, daß eine Drossel mit sättigbarem fen als Stromsteuereinrichtung verwendet wird, jedoch verschiebt eine solche Drossel den Strom vektoriell, was zuA resistor can be introduced into the circuit, for example, by having a choke with saturable fen is used as a current control device, however such a choke moves the current vectorially, which leads to
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BADBATH
einem geringen Leistungsfaktor führen kann. Weiterhin erzeugt ein in den Stromkreis eingeführter Widerstand Wärme, die eine Stromvergeudung "bedingt und durch irgendwelche Mittel zerstreut werden muß»can result in a low power factor. Still produced a resistance introduced into the circuit heat which causes a waste of electricity "and through any Funds must be dispersed »
Die "bevorzugte Art der Steuerung des Mittelwertes des Quadrates des Stromes, welche die Schwierigkeiten vermeidet, die beim Einführen eines Widerstandes in den Stromkreis angetroffen werden, "besteht darin, den Stromkreis für kurze Zeitperioden zu unterbrechen (der Mittelwert ist ein kontinuierlicher Mittelwert über eine Zeitperiode, die beträchtlich, länger als die Zeit ist, während welcher der Stromkreis unterbrochen ist). Auf diese Weise kann der Mittelwert des Quadrates des Stromes auf einer konstanten Höhe gehalten werden, selbst wenn ein stärkerer Strom während derjenigen Zeit fließt, während welcher der Stromkreis geschlossen ist«The "preferred way of controlling the mean of the Square of the river, which avoids the difficulties encountered when introducing a resistor into the circuit be, "is to close the circuit for short Interrupt periods of time (the mean value is a continuous mean value over a period of time which is longer than the time during which the circuit is interrupted). This way the mean of the square of the current at a constant level be held even if a stronger current during the time during which the circuit is closed «
Es gibt wenigstens zwei Methoden zum Steuern dts Stromes durch Haterbrechen des Stromkreises* nÄalich die Phasenwialcelsteuerung und die zeitproportionale Beafioäensteuerung« Weitere Methööeii können sieh bei der Weiter«· entwicklung der Elektronik ergaben·There are at least two methods of controlling dts Current by breaking the circuit * after that Phase wialcel control and the time-proportional beacon control « More methods can be found at the next «· development of electronics resulted in
Die Phasenwinkelsteuerung gestattet, daß Strom von Phasenwinkel^, die um 180° getrennt sind, bis zum Ende jeder Halbperiode (180° und 360°) fließt. Beispielsweise könnte ein Strom jeweils sswischen 30° und 18o° und jeweils zwischen 210° und 360° fließen· Jedoch ist es zufolge des*The phase angle control allows current to flow from Phase angles ^ separated by 180 ° until the end of each half cycle (180 ° and 360 °) flows. For example a stream could be between 30 ° and 18o ° and respectively flow between 210 ° and 360 ° However, according to the *
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Beschränkungen in der derzeitigen Elektronik sehr schwierig, die beiden Phasenwinkel, bei denen der Strom zu fließen beginnt ι um genau 180° zu trennen· 3PaIIs die Phasenwinkel nicht um genau 180° getrennt sind, werden kleine Gleichstrommengen erzeugt, die elektrolytische !Reaktionen in dem Ofen hervorrufen, wodurch die Elektroden abgenutzt und in dervSehmelze Blasen und Kristallkeime gebildet werden. In der Zukunft kann diese Methode der Steuerung genügend genau werden, so daß keine bemerkenswerte Gleichstrommenge erzeugt wird. Diese Steuermethode wird dann für die Zwecke der Erfindung geeigneter·Limitations in current electronics make it very difficult to separate the two phase angles at which the current begins to flow by exactly 180 ° 3PaIIs the phase angles are not separated by exactly 180 °, small amounts of direct current are generated, which cause electrolytic reactions in the furnace will cause, worn whereby the electrode and formed in the v Sehmelze bubbles and nuclei. In the future, this method of control may become sufficiently precise that no appreciable amount of direct current is generated. This control method is then more suitable for the purposes of the invention
Die Steuerung des Stromes durch Unterbrechen des Stromkreises kann weiterhin dadurch erhalten werden, daß der Stromkreis für eine gleiche Anzahl positiver Halbperioden und negativer Halbperioden unterbrochen wird, und dies ist eine Arbeitsweise, die als zeitproportionale Periodensteuerung bekannt ist« Pas bedeutet beispielsweise, daß der Stromkreis während einer ganzen Periode geöffnet und während der nächsten ganzen Perlode geschlossen werden kann. Heutzutage verfügbare elektronische Ausfuhrungen sind genügend genau, so daß der Strom durch diese Arbeiteweise ohne Erzeugung von Gleichstrom gesteuert werden kann·The control of the current by breaking the circuit can also be obtained by keeping the circuit for an equal number of positive half-cycles and negative half cycles, and this is a mode of operation known as time proportional cycle control. For example, Pas means that the circuit can be opened for a whole period and closed for the next whole period. Electronic designs available nowadays are sufficiently accurate that the flow through this mode of operation without Generation of direct current can be controlled
Eine Einrichtung zum Unterbrechen des Stromkreise» für kurze Perioden unter Anwendung einer zeitproportionalen Periodensteuerung ist eine soloh«> bei der festkörper-' ToraohaiterBteuervorrichtungen zusammen mit Steuerstrom- A device for interrupting the circuit " for short periods using a time-proportional period control is a soloh"> in the solid-state 'Toraohaiter control devices together with control current
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kreisen zu verwenden. Solche Steuervorrichtungen umfassen wassergekühlte Germaniumgleichrichter und gesteuerte ,>■;;■· Siliziumgleichrichter, wobei Siliziumgleichrichter bevor- ■ zugt werden. Torschaltersteuervorriehtungen lassen keinen Strom durch, solange sie nicht geöffnet werden, und jede geöffnete Steuervorrichtung läßt Strom lediglich in einer Richtung durch· Demgemäß fließt, wenn zwei oder mehrere . Steuervorrichtungen Rückseite an Rückseite parallelgeschaltet werden, ein Strom mit einer vollen Periode nur dann, wenn die Torsteuervorrichtungen geöffnet sind. Die Torsteuerung ist so genau, daß das Tor in Millionstel Sekunden geöffnet und geschlossen werden kann. Obgleibh wenigstens zwei Steuervorrichtungen erforderlich aind, um eine vollständige Periode hindurchgehen zu lassen, kann praktisch eine beliebige Anzahl von ihnen verwendet werden. Die Anzahl hängt von der Hennleistung der Steuervorrichtung und dem Energiebedarf des Ofens ab· ' to use circles. Such control devices include water-cooled germanium rectifiers and controlled silicon rectifiers, with silicon rectifiers being preferred. Gate switch control devices do not pass current until they are opened, and each open control device only allows current to pass in one direction. Accordingly, if two or more. Control devices are connected in parallel back to back, a full cycle current only when the gates are open. The door control is so precise that the door can be opened and closed in a millionth of a second. Although at least two control devices are required to pass a full period, virtually any number of them can be used. The number depends on the Henn power of the control device and the energy requirements of the oven from · '
Mit der Torschaltersteuervorrichtung arbeitet ein Steuerstromkreis zusammen, welcher die Steuervorrichtung wirksam macht. Der Widerstand der Schmelze bei verschiedenen Temperaturen ist vorbestimmt. Der Steuerstromkreia wird . dann so eingestellt, daß er die Toraohaltersteuervorrlohtung wirksam maoht, wenn der Wideretand der Schmelze auf einen Wert sinkt» der eine übermäßige Temperatur anzeigt« Dar Widerstand dar Schmelze wird duroh den Stromfluß in dem Elektrodenatromkreis angezeigt, da B-IR und B konstant let· A control circuit cooperates with the gate switch control device, which makes the control device effective. The resistance of the melt at different temperatures is predetermined. The control circuit will. then adjusted so that it effectively maohts the Torao holder control device when the resistance of the melt drops to a value "which indicates an excessive temperature" The resistance of the melt is indicated by the current flow in the electrode circuit, since B-IR and B let constant
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Daher erfordert der Steuerstromkreis eine Vorrichtung zum Messen des Stromes in dem Elektrodenstromkreis und eine Vorrichtung zum Wirksanmachen der Torschaltersteuervorrichtung in Übereinstimmung mit dem Strom im Elektrodenstromkreis. In ähnlicher Weise wird der Stromfluß in dem Elektrodenstromkreis wieder erhöht, wenn sichere Temperaturen angezeigt werden.Therefore, the control circuit requires a device for Measuring the current in the electrode circuit and a Means for turning on the gate switch control device in accordance with the current in the electrode circuit. Similarly, the current flow in the electrode circuit increased again when safe temperatures are displayed.
Gemäß S1Ig. 1 ist ein Behälter 1 eines elektrischen Ofens mit einer !Fülleinrichtung 2 zum Zuführen von Portionen der Beschickungsmaterialien und einem Auslaß 5 zum Abziehen der Schmelze versehen· Sechzehn Elektroden 4 erstrecken sich vom Boden des Ofens senkrecht nach oben. Die Elektroden 4 sind paarweise zusammengefaßt, und jedes Elektrodenpaar liegt, in' einem unabhängigen Stromkreis, der von Leitern 5, und der Sekundärwicklung eines Transformators 6 gebildet ist und eine Stromsteuervorrichtung 7 enthält. Die Primärwicklungen 4er Transformatoren 6 sind auf drei verschiedene Weisen mit den drei Speiseleitungen 8 verbunden« in denen die Ströme um 120° außer Phase sind. Demgemäß sind insgesamt drei Phasen unter den acht unabhängigen Elektrodenstromkreigen vorhanden. Ea sollte versucht werden» eine gleiche Anaahl von Elektroden an jeder Phase vorzusehen,According to S 1 Ig. 1, a container 1 of an electric furnace is provided with a filling device 2 for supplying portions of the charging materials and an outlet 5 for drawing off the melt. Sixteen electrodes 4 extend vertically upwards from the bottom of the furnace. The electrodes 4 are combined in pairs, and each electrode pair lies in an independent circuit which is formed by conductors 5 and the secondary winding of a transformer 6 and contains a current control device 7. The primary windings of 4 transformers 6 are connected in three different ways to the three feed lines 8 in which the currents are 120 ° out of phase. Accordingly, there are three phases in total among the eight independent electrode circuits. Ea should be tried »to provide an equal number of electrodes on each phase,
Wi« aus 21g« 2 ersichtlich ist, fließt Strom,von einem Transformator 9 durch ein Kabel. 10 zu der einen Elektrode 11. Zwischen der anderen Elektrode 12 in dem Elektroden-*As can be seen from 21g2, current flows from one Transformer 9 through a cable. 10 to one electrode 11. Between the other electrode 12 in the electrode *
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Stromkreis und dem Transformator 9 "befindet sich eine Einrichtung zum Steuern des Stromes in dem Stromkreis, die" nach einer zeitproportionalen Periodensteuerung arbeitet, Diese Einrichtung -weist zwei gesteuerte Siliziumgleiehrichter 13· und 14, die gegensinnig parallelgeschaltet sind, und einen Steuerstromkreis zum Firksammachen der Gleichrichter auf. Eine Automatik-Handsteuerung 15 wird für-den im Elektrodenstromkreis gewünschten Strom eingestellt» Von der Steuerung 15 wird ein der Einstellung proportionales Signal einem Zeitproportionierungsverstärker 16 über einen Mischverstärker 17 zugeführt. Der Zeitproportionierungsverstärker 16 sendet an den Mischverstärker 17 Impulse zurück, deren Anzahl je Sekunde dem von der Automatik-Handsteuerung 15 gesendeten Signal proportional ist. Der Mischverstärker 17 empfängt weiterhin ein Signal von einem Stromtransformator 18, das zuerst durch einen Stromrückkopplungsverstärker 19 gleichgerichtet wird. Dieses Signal ist dem in dem Elektrodenstromkreis fliessenden Strom proportional. Der Mischverstärker 17 mischt das Signal von dem Zeitproportionierungsverstärker 16 und das gleichgerichtete Signal von dem Stromtransformator 18 unter Verwendung des magnetischen Flusses im Kern eines Transformators. Das resultierende Signal wird dann einem Impulskreisverstärker 20 zugeführt, welcher das Signal in zwei Impulssignale teilt, die um 180° außer Phase sind. Die beiden Impulssignale werden zwei Impulsverstärkern 21 und 22 zuge-Circuit and the transformer 9 ″ is a facility to control the current in the circuit, which "works according to a time-proportional period control, This device has two controlled silicon levelers 13 and 14, which are connected in parallel in opposite directions, and a control circuit for operating the rectifiers. An automatic manual control 15 is used for the The desired current is set in the electrode circuit »From the controller 15, a setting proportional to the setting is made Signal to a time proportioning amplifier 16 via a Mixer amplifier 17 is supplied. The time proportioning booster 16 sends back 17 pulses to the mixer amplifier, the number of which per second corresponds to that of the automatic manual control 15 signal sent is proportional. The mixer amplifier 17 also receives a signal from one Current transformer 18 which is first rectified by a current feedback amplifier 19. This signal is the current flowing in the electrode circuit proportional. The mixer amplifier 17 mixes the signal from the time proportioning amplifier 16 and the rectified one Signal from the current transformer 18 using of the magnetic flux in the core of a transformer. The resulting signal is then fed to a pulse loop amplifier 20 which divides the signal into two pulse signals that are 180 ° out of phase. The two Pulse signals are fed to two pulse amplifiers 21 and 22
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führt, welche die Torspannung und den Torstrom den ge-. steuerten Siliziumgleichrichtern 13 und 14 in der richtigen Zeitfolge zuführen, um die Stromleitung durch die Gleichrichter 13, 14 hindurch zu steuern. Stromkreise zum Steuern von Torschaltersteuervorriehtungen sind in der Technik "bekannt, und die Stromkreisausfuhrung gemäß Fig. 2 ist lediglich ein Beispiel vieler möglicher Steuerstromkreise.leads, which the gate voltage and the gate current the. controlled silicon rectifiers 13 and 14 in the correct Apply timing to control the power conduction through the rectifiers 13,14. Control circuits of gate switch control devices are known in the art " and the circuit design according to FIG. 2 is only an example of many possible control circuits.
Das nachstehende Beispiel zeigt, daß gemäß der Erfindung ausgebildete Öfen von Industriegröße hergestellt . und erfolgreich betrieben werden können.The following example shows that according to the invention trained industrial-size ovens. and can be operated successfully.
Ein Ofen von der in Hg. 1 wiedergegebenen Ausführung mit der grundsätzlichen Stromkreisanordnung gemäß Pig. 2 wurde mit einer Dreiphasen-Primärspannung von 23oo Volt in Dreieckschaltung betrieben. Acht Transformatoren führten jedem von acht,unabhängigen Stromkreisen eine Spannung von 120 Volt zu, und der Strom wurde mit acht Paaren gesteuerterSiliziumgleichMchter in den Stromkreisen gesteuert· In dem Ofen wurden alle 24 Stunden 46 7oo kg Soda-Kalk-Glas geschmolzen. Die Herstellung des Glases erfolgte ohne Störungen» und die Sohmelze zeigte keine Blasen und Kristallkeime und war von guter Qualität.A furnace of the type shown in Ed. 1 with the basic circuit arrangement according to Pig. 2 was supplied with a three-phase primary voltage of 23oo volts in Delta connection operated. Eight transformers led each of eight independent circuits has a voltage of 120 volts on, and the current was equalized with eight pairs of controlled silicon Controlled in the circuits · 46,7oo kg of soda-lime glass were put into the furnace every 24 hours melted. The glass was manufactured without Disturbances »and the Sohmelze showed no bubbles and crystal nuclei and was of good quality.
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