DE1202916B - Regulator for the arc length of an electric melting furnace with a consumable electrode - Google Patents

Description

Regler für die Bogenlänge eines elektrischen Schmelzofens mit Abschmelzelektrode Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Regeln der Länge des Lichtbogens zwischen einer absenkbaren Abschmelzelektrode und der daraus gebildeten Metallschmelze.Controller for the arc length of an electric melting furnace with a consumable electrode The invention relates to a device for regulating the length of the arc between a lowerable consumable electrode and the molten metal formed therefrom.

Um Gußblöcke guter Qualität mittels des Abschmelzverfahrens herzustellen, muß die Länge des Lichtbogens, worin der Schmelzvorgang stattfindet, geregelt werden. Es besteht eine optimale Bogenlänge, die jeweils von der Art des erschmolzenen Materials, den Elektrodenabmessungen, der Schmelzleistung und anderen Faktoren abhängt. Wäre die Abschmelzelektrode fest angebracht, so würde die Bogenlänge mit dem Abschmelzen ihres unteren Endes ständig zunehmen. Deshalb muß die Elektrode allmählich abgesenkt werden. Wird sie aber zu schnell gesenkt, so verkürzt sich der Lichtbogen, und es kann sogar ein vollständiger Kurzschluß eintreten, wenn die Elektrode in die Schmelze eintaucht.In order to produce cast ingots of good quality by means of the melting process, the length of the arc in which the melting process takes place must be regulated. There is an optimal arc length, depending on the type of melted material, depends on the electrode dimensions, the melting performance and other factors. Were If the consumable electrode is firmly attached, the arc length would increase with the melting their lower end are constantly increasing. Therefore, the electrode must be lowered gradually will. But if it is lowered too quickly, the arc shortens, and so does it a complete short circuit can even occur if the electrode is in the melt immersed.

Zum Regeln der Bogenlänge bei Abschmelzöfen sind verschiedene Regelverfahren gebräuchlich. Am meisten wird ein Spannungsregler verwendet, dessen Hauptvorteil die leichte Gewinnung der Rückführungsgröße ist. Demgegenüber bestehen aber viele Nachteile. Der Hauptnachteil liegt darin, daß Spannungsschwankungen ohne entsprechende Schwankungen der Bogenlänge vorkommen, so daß die Elektrodenantriebsvorrichtung unnötig betätigt wird. Außerdem ändert sich der Spannungsgradient im Lichtbogen mit dem erschmolzenen Material, den Elektrodenabmessungen, der Schmelzleistung usw., so daß eine bestimmte Spannungsänderung in verschiedenen Fällen ganz verschiedenen Längenänderungen des Bogens zugeordnet werden muß.There are various control methods for regulating the arc length in melting furnaces common. Most often, a voltage regulator is used, its main advantage is the easy recovery of the feedback variable. On the other hand, there are many Disadvantage. The main disadvantage is that voltage fluctuations without corresponding Fluctuations in arc length occur, so that the electrode driving device is operated unnecessarily. In addition, the voltage gradient in the arc changes with the melted material, the electrode dimensions, the melting capacity, etc., so that a certain change in tension is quite different in different cases Changes in length of the arch must be assigned.

Nach einem anderen Regelverfahren wird die Elektrode etwas schneller abgesenkt, als es dem Unterschied zwischen dem Elektrodenabbrand und der Schmelzenbildung entspricht. Wenn die Elektrode so weit abgesenkt ist, daß sie mit der Schmelze einen Kurzschluß macht, so wird sie um eine bestimmte Strecke angehoben und beginnt dann wieder ihren Weg in Abwärtsrichtung. Die Elektrode bewegt sich also hierbei ständig, erst abwärts und dann aufwärts, und die Bogenlänge ändert sich dauernd. Das kann zu einer Instabilität des Lichtbogens führen, die Gußblöcke schlecher Qualität bedingt.With a different control method, the electrode becomes a little faster lower than the difference between electrode consumption and melt formation is equivalent to. When the electrode is lowered so far that it is one with the melt Short circuit, it is raised by a certain distance and then begins their way down again. The electrode is constantly moving, first downwards and then upwards, and the length of the arc changes continuously. That can lead to arc instability which causes poor quality ingots.

Ein weiteres Regelverfahren beruht auf der Zählung der Tropfkurzschlüsse, wobei vorausgesetzt wird, daß das Hauptziel die Verhinderung einer zu großen Bogenlänge ist. Etwa zwei Tropfkurzschlüsse in der Minute werden als normal angesehen. Sie entstehen, wenn geschmolzene Metalltropfen, die an der Elektrode hängen, den Entladungsraum überbrücken oder wenn Spritzer aus der Schmelze eine Kurzschlußbrücke mit den von der Elektrode herabfallenden Tropfen bilden. Diese Tropfkurzschlüsse sind kräftig genug, um auf einem Anzeigeinstrument beobachtet zu werden oder ein elektromechanisches Relais zu betätigen. Ein nähere Untersuchung zeigt aber, daß andere zahlreichere Spannungseinbrüche stattfinden, die bei dieser Regelungsart nicht beachtet werden. Auch werden bei der Zählung der Kurzschlüsse die Ausdehnung des jeweiligen Kurzschlusses, die Kombination von Kurzschlüssen oder anderen Spannungseinbrüchen, das Ausmaß der Spannungsänderung und die Dauer derselben nicht in Betracht gezogen.Another control method is based on the counting of the drip short circuits, assuming that the primary objective is to prevent excessive arc length is. About two drip shorts per minute are considered normal. she arise when molten metal droplets that hang on the electrode create the discharge space bridge or if splashes from the melt create a short-circuit bridge with the from drops falling off the electrode. These drip shorts are powerful enough to be observed on a gauge or an electromechanical one Actuate relay. A closer examination shows, however, that others are more numerous Voltage dips occur that are not taken into account with this type of regulation. When counting the short circuits, the extent of the respective short circuit, the combination of short circuits or other voltage dips, the extent of the Voltage change and the duration of the same not taken into account.

Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Bogenlängenreglers, der die Länge des Lichtbogens genauer als bisher und unabhängig von den schwankenden Schmelzbedingungen regelt, die Anzahl, das Ausmaß und die Länge der Abweichungen von der normalen Brennspannung berücksichtigt, die Elektrode nur dann absenkt oder anhebt, wenn die Bogenlänge sich zu ändern beginnt, und normalerweise die Elektrode nur in Abwärtsrichtung antreibt.The aim of the invention is to create an arc length controller that the length of the arc more precisely than before and independent of the fluctuating Melting conditions regulates the number, extent and length of the deviations taken into account by the normal operating voltage, the electrode only lowers or raises when the arc length begins to change, and usually the electrode only drives in the downward direction.

Der erfindungsgemäße Bogenlängenregler, der auf den Antrieb einer Abschmelzelektrode der genannten Art unter Benutzung der Tröpfchenkurzschlüsse im Lichtbogen einwirkt, ist gekennzeichnet durch eine Bezugswicklung, eine Regelwicklung, einen Differentialverstärker, der die Absenkvorrichtung immer dann betätigt, wenn der von der Regelwicklung hervorgerufene Magnetfluß den Magnetfluß der Bezugswicklung übersteigt, ferner einen Bezugskondensator und einen Regelkondensator, die jeweils über die zugehörige Wicklung entladen werden können, einen Gleichrichter zum Entladen des Regelkondensators über den Lichtbogen. in einer Richtung, eine an das Netz angeschlossene Ladevorrichtung zum periodischen Aufladen beider Kondensatoren auf die Bogenspannung und einen Vorwiderstand für die Regelspule, so daß der größte Teil des Entladestromes aus dem Regelkondensator über den Lichtbogen verläuft, solange die Bogenlänge und damit der Bogenwiderstand nicht eine bestimmte Größe überschreitet.The arc length regulator according to the invention, which is based on the drive of a Consumption electrode of the type mentioned using the droplet short circuits in the Arc acts, is characterized by a reference winding, a control winding, a differential amplifier, which the lowering device always then operated, when the magnetic flux generated by the control winding exceeds the magnetic flux of the reference winding exceeds, further a reference capacitor and a variable capacitor, respectively can be discharged via the associated winding, a rectifier for discharging of the regulating capacitor via the arc. in one direction, one connected to the network Charging device for periodically charging both capacitors to the arc voltage and a series resistor for the control coil, so that most of the discharge current from the regulating capacitor over the arc as long as the arc length and so that the arc resistance does not exceed a certain level.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung, die ein Schaltbild der erfindungsgemäßen Regelanlage darstellt, erläutert.The invention is explained below with reference to the drawing, which is a circuit diagram represents the control system according to the invention explained.

Eine Abschmelzelektrode 1 befindet sich in einem Lichtbogenofen 2 über einer Schmelze 3 am Boden des Ofens, wo er eine Gußform 4 bildet. Die Abschmelzelektrode und die Schmelze sind über Gleichstromadern 6 und 7 mit einem Gleichrichter 8 verbunden, der über zwei Adern 9 mit Wechselstrom gespeist wird. Die zugeführte Leistung reicht aus, um einen elektrischen Lichtbogen zwischen dem unteren Ende der Elektrode und dem Spiegel der Schmelze zu unterhalten.A consumable electrode 1 is located in an arc furnace 2 above a melt 3 at the bottom of the furnace, where it forms a mold 4 . The consumable electrode and the melt are connected via direct current cores 6 and 7 to a rectifier 8, which is fed with alternating current via two cores 9. The power supplied is sufficient to maintain an electric arc between the lower end of the electrode and the mirror of the melt.

Die Elektrode ist im Ofen mittels einer Vorrichtung aufgehängt, die das Absenken und Anheben erlaubt. Als solche kann z. B. ein Seil 10 dienen, das auf eine Trommel 11 aufgewickelt ist. Die Trommel 11 wird von einem umsteuerbaren Motor 12 über ein nicht dargestelltes Vorgelege angetrieben. Der Motor 12 wird in der bekannten Ward-Leonard-Schaltung von einer Gleichstrommaschine 13 gespeist, deren Feldwicklung 14 mit einer Erregermaschine 15 verbunden ist, die mehrere Feldwicklungen und einen Anker 16 aufweist. Je nach der resultierenden Feldrichtung in der Erregermaschine 15 wird der Antriebsmotor 12 in der einen oder anderen Richtung laufen.The electrode is suspended in the furnace by means of a device that allows it to be lowered and raised. As such, e.g. B. serve a rope 10 which is wound on a drum 11. The drum 11 is driven by a reversible motor 12 via a back gear, not shown. In the known Ward-Leonard circuit, the motor 12 is fed by a direct current machine 13, the field winding 14 of which is connected to an exciter 15 which has several field windings and an armature 16. Depending on the resulting field direction in the exciter 15, the drive motor 12 will run in one direction or the other.

Zum Absenken der Abschmelzelektrode 1 ist die Erregermaschine 15 mit einer Absenkspule 18 versehen, die elektrisch mit einem in bekannter Weise als bistabiler magnetischer Verstärker ausgebildeten Differentialverstärker 19 verbunden ist. Dieser enthält eine Bezugswicklung 20 und eine Regelwicklung 21. Solange der von der Regelwicklung erzeugte magnetische Fluß gleich oder kleiner als der magnetische Fluß der Bezugswicklung ist, sperrt der bistabile Verstärker die Verbindung zwischen der Absenkspule 18 und dem Wechselstromnetz über die Adern 22. Übersteigt dagegen der Magnetfluß der Regelspule denjenigen der Bezugsspule, so verbindet der Verstärker 19 die Adern 22 mit der Absenkspule 18, so daß diese die Feldwicklung 14 in der Richtung erregt, die zum Absenken der Abschmelzelektrode durch den Antriebsmotor 12 führt.To lower the consumable electrode 1, the excitation machine 15 is provided with a lowering coil 18, which is electrically connected to a differential amplifier 19 designed in a known manner as a bistable magnetic amplifier. This contains a reference winding 20 and a regulating winding 21. As long as the magnetic flux generated by the regulating winding is equal to or less than the magnetic flux of the reference winding, the bistable amplifier blocks the connection between the lowering coil 18 and the alternating current network via the wires 22 If the magnetic flux of the regulating coil corresponds to that of the reference coil, then the amplifier 19 connects the wires 22 to the lowering coil 18, so that the latter excites the field winding 14 in the direction which leads to the lowering of the consumable electrode by the drive motor 12.

Erfindungsgemäß ist die Anordnung so getroffen, daß der von der Regelspule 21 hervorgerufene Magnetfluß unmittelbar mit der Länge des Lichtbogens derart verknüpft ist, daß bei richtiger oder zu geringer Länge der Magnetfluß der Regelspule gleich oder kleiner als der Fluß der Bezugsspule ist. Wenn dagegen die Bogenlänge über den optimalen Wert anwächst, erzeugt die Regelspule einen stärkeren Magnetfluß als die Bezugsspule, und die Absenkvorrichtung tritt in der beschriebenen Weise in Tätigkeit. Der Strom, der die Magnetflüsse der Bezugsspule und der Regelspule hervorruft, wird durch die Entladung zweier Kondensatoren erzeugt, nämlich eines Regelkondensators 24, der über Adern 25 und 26 mit der Regelwicklung 21 verbunden ist, und eines Bezugskondensators 27, der über Adern 28 und 29 mit der Bezugswicklung 20 verbunden ist. In Reihe mit diesen Spulen kann jeweils noch eine andere Spule liegen (s. später). Jeder Entladekreis ist über eine Ader 31, die mit den Adern 26 und 29 verbunden ist, an die Betriebsspannungsader 6 angeschlossen. Die andere Belegung jedes Kondensators ist mit der anderen Betriebsspannungsader 7 verbunden. Dies geschieht mittels einer Ader 32, die Ader 25 über den Arbeitskontakt eines Relais 33 mit der Ader 7 verbindet, bzw. mittels einer Ader 34, die von der Ader 28 zur Ader 32 führt. In die Adern 32 und 34 sind Dioden 36 eingeschaltet, die den Stromfluß mur in Richtung von der Gleichspannungsader 7 zu' den Kondensatoren ermöglichen. Der Regelkreis ist ferner mit der Ader 7 über eine weitere Ader 37 verbunden, in deren Zug sich ein veränderbarer Widerstand 38 und eine Diode 39 befinden. Letztere gestattet nur einen Stromfluß in Richtung zur Betriebsader 7. Zwischen der Ader 37 und der Regelwicklung 21 befindet sich im Zug der Ader 25 ein veränderbarer hoher Vorwiderstand 40. Wenn sich also der Regelkondensator nach der Aufladung entlädt, zwingt der Vorwiderstand 40 den größten Teil des Sromes, über Ader 37 in die Betriebsader 7 abzufließen, während nur ein sehr kleiner Anteil des Stromes durch die Regelspule fließt. Der Bezugskondensator kann sich andererseits nur über die Bezugswicklung 20 entladen, und zwar mit einer Geschwindigkeit, die durch einen veränderbaren Vorwiderstand 41 in der Ader 28 bestimmt wird.According to the invention, the arrangement is such that the magnetic flux produced by the regulating coil 21 is directly linked to the length of the arc in such a way that if the length is correct or too short, the magnetic flux of the regulating coil is equal to or less than the flux of the reference coil. If, on the other hand, the arc length increases beyond the optimum value, the control coil generates a stronger magnetic flux than the reference coil, and the lowering device comes into operation in the manner described. The current that causes the magnetic fluxes of the reference coil and the regulating coil is generated by the discharge of two capacitors, namely a regulating capacitor 24, which is connected to the regulating winding 21 via wires 25 and 26, and a reference capacitor 27, which is connected to the regulating winding 21 via wires 28 and 29 is connected to the reference winding 20 . Another coil can be in series with these coils (see later). Each discharge circuit is connected to the operating voltage wire 6 via a wire 31 which is connected to the wires 26 and 29. The other assignment of each capacitor is connected to the other operating voltage wire 7. This is done by means of a wire 32, which connects wire 25 to wire 7 via the normally open contact of a relay 33, or by means of a wire 34, which leads from wire 28 to wire 32. In the wires 32 and 34 diodes 36 are connected, which allow the flow of current mur in the direction from the DC voltage wire 7 to 'the capacitors. The control loop is also connected to wire 7 via a further wire 37, in the train of which there is a variable resistor 38 and a diode 39. The latter only allows current to flow in the direction of the operating wire 7. Between the wire 37 and the control winding 21 there is a variable high series resistor 40 in the train of the wire 25 Sromes to flow off via core 37 into the operating core 7, while only a very small proportion of the current flows through the control coil. On the other hand, the reference capacitor can only discharge via the reference winding 20, specifically at a rate which is determined by a variable series resistor 41 in the wire 28.

Um die beiden Kondensatoren aufzuladen, wird Relais 33 kurzzeitig geschlossen. Damit beide Kondensatoren die gleiche Ladung erhalten und so der Entladekreis abgeglichen ist, kann der Arbeitskontakt 43 eines Zeitgebers 44 die Adern 25 und 28 der beiden Kondensatorkreise an der Stelle zwischen den Kondensatoren und den Widerständen 40 bzw. 41 verbinden. Wird Kontakt 43 kurzzeitig geschlossen, nachdem Relais 33 geöffnet hat, so gleichen sich die Ladungen der beiden Kondensatoren aus.In order to charge the two capacitors, relay 33 is briefly closed. So that both capacitors receive the same charge and the discharge circuit is balanced, the normally open contact 43 of a timer 44 can connect the wires 25 and 28 of the two capacitor circuits at the point between the capacitors and the resistors 40 and 41, respectively. If contact 43 is closed briefly after relay 33 has opened, the charges on the two capacitors equalize.

Die Kontakte 33 und 43 werden in noch zu beschreibender Weise geschlossen und geöffnet. Ist Relais 33 angezogen, so werden die beiden Kondensatoren sofort über die Adern 6 und 7 auf die Brennspannung des Bogens aufgeladen. Unmittelbar nach dem Abfallen des Relais 33 und der Öffnung des Kontaktes 43 entlädt sich der Bezugskondensator 27 über die Bezugswicklung 20 und erzeugt hierbei einen bestimmten Magnetfluß. Gleichzeitig entlädt sich der Regelkondensator 24. Sein Entladestrom verzweigt sich einerseits über die Wicklung 21 und andererseits über den Lichtbogen, und wegen des hohen Vorwiderstandes 40 fließt der größte Teil des Stromes über die Ader 37 und den Lichtbogen, wobei die Entladungsgeschwindigkeit im wesentlichen durch die Einstellung des Widerstandes 38 gegeben ist. Der Kondensator kann sich deshalb über den Lichtbogen entladen, weil ständig kleine Kurzschlüsse durch von der Elektrode fallende Metalltropfen verursacht werden; obwohl im allgemeinen keine meßbare Verringerung der Bogenspannung unter den Wert der Kondensatorspannung eintritt. Diese Kurzschlüsse schwanken in Anzahl, Ausdehnung und Dauer. Obwohl sie gewöhnlich die Bogenspannung nicht meßbar verringern, veursachen sie doch kurze Spannungseinbrüche, die ausreichen, um dem Regelkondensator eine Entladung über den Lichtbogen zu ermöglichen.The contacts 33 and 43 are closed in a manner to be described and open. If relay 33 is picked up, the two capacitors are immediately charged to the arc voltage via wires 6 and 7. Direct after the relay 33 has dropped out and the contact 43 has opened, the discharges Reference capacitor 27 via the reference winding 20 and thereby generates a certain Magnetic flux. At the same time, the regulating capacitor 24 discharges. Its discharge current branches on the one hand via the winding 21 and on the other hand via the arc, and because of the high series resistance 40, most of the current flows through the Core 37 and the arc, the rate of discharge being essentially is given by the setting of the resistor 38. The capacitor can therefore discharged through the arc, because small short circuits are constantly caused by von causing metal droplets falling on the electrode; although generally none measurable reduction of the arc voltage below the value of the capacitor voltage occurs. These short circuits vary in number, extent and duration. Even though they usually do not reduce the arc voltage measurably, but cause short ones Voltage drops that are sufficient to discharge the control capacitor over to enable the arc.

Solange der Lichtbogen die gewünschte Länge hat, entlädt sich so viel Strom aus dem Regelkondensator über ihn, und so wenig Strom fließt durch die Regelwicklung, daß der Magnetfluß der letzteren denjenigen der Bezugswicklung nicht übersteigt und somit der Antrieb der Abschmelzelektrode gesperrt bleibt. Wenn aber die Bogenlänge zunimmt, so verringert sich die Anzahl, Ausdehnung und Dauer der Bogenkurzschlüsse, so daß der Regelkondensator sich nicht mehr so schnell über den Lichtbogen entlädt wie vorher. Infolgedessen fließt dann mehr Strom über die Regelwicklung. Da diese Wicklung weit mehr Windungen als die Bezugswicklung aufweist (z. B. in einem Verhältnis von 40 : 1), so ist nur eine geringe Zunahme der Stromstärke in der Regelwicklung erforderlich, um mehr Magnetfluß als in der Bezugswicklung zu erzeugen. Sobald diese Bedingung eintritt, wird die Absenkvorrichtung in Betrieb gesetzt und die Elektrode so weit verschoben, daß sie die Bogenlänge auf den Normalwert verkürzt. Die Kondensatoren werden alle paar Sekunden aufgeladen und entladen, so daß die Bogenlänge unter dauernder Beobachtung steht.As long as the arc is the desired length, so much will discharge Current from the regulating capacitor through it, and so little current flows through the regulating winding, that the magnetic flux of the latter does not exceed that of the reference winding and thus the drive of the consumable electrode remains blocked. But if the arc length increases, the number, extent and duration of the arc short circuits decrease, so that the regulating capacitor no longer discharges as quickly through the arc as previously. As a result, more current then flows through the control winding. This one Winding has far more turns than the reference winding (e.g. in a ratio of 40: 1), there is only a slight increase in the amperage in the control winding required to generate more magnetic flux than in the reference winding. Once this Condition occurs, the lowering device is put into operation and the electrode shifted so far that it shortens the arc length to the normal value. The capacitors are charged and discharged every few seconds, so the arc length is under constant Observation stands.

Das Laderelais 33 wird von einem Zeitgeber 50 betätigt, der seinen Kontakt 51 alle paar Sekunden, z. B. alle 10 Sekunden, schließt. Über den Kontakt 51 wird eine Wechselspannung führende Ader 52 mit dem Relais 33 verbunden, das unmittelbar mit `der Rückleitung 53 des Wechselstromnetzes verbunden ist. Eine Klemme des Zeitgebers ist an die Ader 53 angeschlossen, während die andere Klemme über einen Ruhekontakt 54 eines weiteren Zeitgebers 55 und einen Ruhekontakt 56 eines Zeitgebers 57 mit der Ader 52 verbunden ist. Schließt sich der Kontakt 51, so wird auch Zeitgeber 44 erregt, der seinen Kontakt 43 schließt und ihn während des Bruchteils einer Sekunde nach Öffnung des Relais 33 geschlossen hält. Der Zeitgeber 50 schließt ferner einen weiteren Kontakt 58, der den Zeitgeber 55 einschaltet, so daß Kontakt 54 sich öffnet und den Zeitgeber 50 für einige Sekunden stillsetzt. Hierbei öffnet sich Kontakt 58 im Speisestromkreis für den Zeitgeber 55, weshalb sich Kontakt 54 wieder schließt. Durch dieses Wechselspiel wird der Zeitgeber 50 periodisch betätigt, solange die Bogenlänge konstant bleibt. Beginnt aber der Lichtbogen zu wachsen, so wird die Abwärtserregerwicklung 18 in der oben beschriebenen Weise erregt und schließt ein Relais 59, das den Zeitgeber 57 einschaltet. Dieser Zeitgeber öffnet einen Kontakt 56, um Zeitgeber 50 stillzusetzen, und schließt Kontakt 60, der seinerseits den Stromkreis zum Relais 33 schließt und Zeitgeber 44 einschaltet, so daß Kontakt 43 geschlossen wird und die beiden Kondensatoren aufgeladen und in der Ladung ausgeglichen werden. Sobald dies eintritt, werden die Magnetflüsse der Wicklungen 20 und 21 wieder gleich groß, und die Absenkung hört auf.The charging relay 33 is actuated by a timer 50 , which its contact 51 every few seconds, z. B. every 10 seconds, closes. Via the contact 51 , a wire 52 carrying alternating voltage is connected to the relay 33, which is directly connected to the return line 53 of the alternating current network. One terminal of the timer is connected to wire 53, while the other terminal is connected to wire 52 via a normally closed contact 54 of a further timer 55 and a normally closed contact 56 of a timer 57. When contact 51 closes, timer 44 is also energized, which closes its contact 43 and keeps it closed for a fraction of a second after relay 33 has opened. The timer 50 also closes a further contact 58 which turns on the timer 55 so that contact 54 opens and stops the timer 50 for a few seconds. Contact 58 opens in the supply circuit for timer 55, which is why contact 54 closes again. As a result of this interplay, the timer 50 is operated periodically as long as the arc length remains constant. If, however, the arc begins to grow, the step-down excitation winding 18 is excited in the manner described above and closes a relay 59 which switches on the timer 57. This timer opens a contact 56 to stop timer 50 and closes contact 60, which in turn closes the circuit to relay 33 and switches on timer 44 so that contact 43 is closed and the two capacitors are charged and equalized in charge. As soon as this occurs, the magnetic fluxes of the windings 20 and 21 become the same again and the lowering stops.

Falls der Lichtbogen so kurz wird, daß ein Dauerkurzschluß im Ofen entsteht, wird die Elektrode angehoben. Dies geschieht mit Hilfe einer Anhebewicklung 65 in der Erregermaschine 15, die mit einem bistabilen magnetischen Verstärker 66 verbunden ist, der von den Wechselstromadern 22 erregt wird. Dieser Verstärker enthält eine Wicklung 67, die parallel zum Lichtbogen mit beiden Betriebsspannungsadern desselben verbunden ist. Solange die Bogenlänge normal bleibt, erhält die Wicklung 67 genügend Strom, um die Speisung der Wicklung 65 gesperrt zu halten. Unterschreitet jedoch die Stromstärke in der Wicklung 67 wegen einer zu großen Verkürzung der Bogenlänge einen bestimmten Wert, so wird die Erregerwicklung 65 mit Wechselstrom gespeist, und die Gleichstrommaschine 13 und der Antriebsmotor 12 werden umgesteuert, um die Elektrode anzuheben, bis der Kurzschluß aufgehoben ist. Infolgedessen wird die Stromstärke in der Wicklung 67 wieder größer, und die Speisung der Hubwicklung wird gesperrt.If the arc becomes so short that a permanent short circuit occurs in the furnace, the electrode is raised. This is done with the aid of a lifting winding 65 in the exciter 15, which is connected to a bistable magnetic amplifier 66, which is excited by the alternating current cores 22. This amplifier contains a winding 67 which is connected in parallel to the arc with both operating voltage cores of the same. As long as the arc length remains normal, the winding 67 receives sufficient current to keep the supply of the winding 65 blocked. However, if the current in the winding 67 falls below a certain value because the arc length is too short, the excitation winding 65 is fed with alternating current, and the direct current machine 13 and the drive motor 12 are reversed in order to raise the electrode until the short circuit is eliminated. As a result, the current intensity in the winding 67 increases again, and the feeding of the lifting winding is blocked.

Bei bestimmten Antriebsarten der Elektrode kann es vorkommen, daß die Eelektrode unter ihrem Eigengewicht weiter absinkt, nachdem der Antrieb in Abwärtsrichtung aufgehört hat. Eine solche unerwünschte Abwärtsbewegung kann dadurch ausgeschaltet werden, daß die Erregermaschine 15 mit einer Feldwicklung 70 ausgestattet ist, die der Gleichstrommaschine 13 ständig eine geringe Spannung in Aufwärtsrichtung zuführt, so daß nach dem Ausschalten der Senkwicklung 18 der Motor 12 eine geringe Hubkraft ausübt, welche die Elektrode stationär hält.With certain types of drive of the electrode it can happen that the Eelectrode sinks further under its own weight after the drive in the downward direction has stopped. Such an undesired downward movement can be switched off in that the exciter 15 is equipped with a field winding 70 which continuously supplies a low voltage in the upward direction to the DC machine 13 , so that after the lowering winding 18 has been switched off, the motor 12 exerts a small lifting force, which the Holds electrode stationary.

Unter gewissen Schmelzbedingungen, z. B. wenn die Elektrode nicht gleichmäßig genug abbrennt, kann der Lichtbogen die Tendenz zeigen, für längere Zeit zu kurz zu werden. Um dieser Erscheinung Herr zu werden, kann ein weiterer bistabiler magnetischer Verstärker 75 vorgesehen sein, der die Elektrode ganz langsam anhebt, wenn dies gewünscht wird. Dieser Hebebetrieb setzt unter nicht so strengen Bedingungen als die Hebung bei einem Kurzschluß ein. Der Verstärker 75 enthält zwei weitere Wicklungen 76 und 77, die je in Reihe mit einer der Wicklungen im Verstärker 19 geschaltet sind, deren Polaritäten aber gegen diese Wicklungen vertauscht sind. Der Verstärker 75 wird über die Adern 78 mit Wechselstrom gespeist.Under certain melting conditions, e.g. B. if the electrode does not If it burns evenly enough, the arc may tend to last for longer Time to get too short. In order to master this phenomenon, another one can be used bistable magnetic amplifier 75 may be provided, which the electrode very slowly raises if so desired. This lifting operation is not so strict Conditions than the lift in the event of a short circuit. The amplifier 75 includes two further windings 76 and 77, each in series with one of the windings in the amplifier 19 are connected, but their polarities are reversed for these windings. The amplifier 75 is fed with alternating current via the wires 78.

Der Verstärker 75 ist so eingestellt, daß er unter normalen Betriebsbedingungen keine Wirkung zeigt. Falls aber der Lichtbogen zu kurz werden sollte, verringert sich der von der Wicklung 76 erzeugte Magnetfluß so stark im Verhältnis zum Magnetfluß der Wicklung 77, daß die Adern 78 mit einer Hebewicklung 79 in der Erregermaschine 15 verbunden werden, so daß der Antriebsmotor 12 die Elektrode 1 langsam anhebt. Der Erregerstrom für die Wicklung 79 schließt auch ein Relais 80, das den Zeitgeber 57 einschaltet. Dies führt zu dem gleichen Ergebnis wie die Schließung des Relais 59, abgesehen davon, daß im vorliegenden Falle die Hebung durch die Wiederaufladung der Kondensatoren 24 und 27 beendet wird.The amplifier 75 is set so that it has no effect under normal operating conditions. However, if the arc should be too short, the magnetic flux generated by the winding 76 decreases so much in relation to the magnetic flux of the winding 77 that the wires 78 are connected to a lifting winding 79 in the exciter 15, so that the drive motor 12 the electrode 1 slowly lifts. The energizing current for the winding 79 also closes a relay 80 which turns on the timer 57. This leads to the same result as the closure of the relay 59, apart from the fact that in the present case the increase is terminated by the recharging of the capacitors 24 and 27.

Claims (13)

Patentansprüche: 1. Regler für die Bogenlänge eines elektrischen Schmelzofens mit heb- und senkbarer Abschmelzelektrode unter Benutzung der Tröpfchenkurzschlüsse im Lichtbogen, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine Bezugswicklung (20), eine Regelwicklung (21), einen Differentialverstärker (19), der die Absenkvorrichtung (12) einschaltet, sobald der von der Regelwicklung herrührende Magnetfluß größer als derjenige von der Bezugswicklung ist, einen über die Bezugswicklung entladbaren Bezugskondensator (27), einen Regelkondensator (24), der sich einerseits über die Regelwicklung und andererseits über einen Gleichrichter (39) und den Lichtbogen (1, 3) entladen kann, eine periodisch eingeschaltete Aufladevorrichtung (33 bis 36) für beide Kondensatoren auf die Bogenspannung und einen Vorwiderstand (40) für die Regelwicklung, der so eingestellt ist, daß bei normaler Bogenlänge der größte Teil des Entladestromes vom Regelkondensator (24) über den Lichtbogen fließt, so daß der Magnetfluß der Regelwicklung denjenigen der Bezugswicklung nicht übersteigt, daß aber bei einer Zunahme der Bogenlänge und damit des Bogenwiderstandes über eine bestimmte Grenze die Kondensatorentladung über den Lichtbogen derart verzögert wird, daß die erhöhte Stromstärke in der Regelwicklung einen den Magnetfluß der Bezugswicklung übersteigenden Magnetfluß erzeugt. Claims: 1. Regulator for the arc length of an electric melting furnace with a liftable and lowerable melting electrode using the droplet short circuits in the arc, characterized by a reference winding (20), a control winding (21), a differential amplifier (19) which switches on the lowering device (12) As soon as the magnetic flux originating from the control winding is greater than that from the reference winding, a reference capacitor (27) that can be discharged via the reference winding, a control capacitor (24), which is on the one hand via the control winding and on the other hand via a rectifier (39) and the arc ( 1, 3), a periodically switched on charging device (33 to 36) for both capacitors to the arc voltage and a series resistor (40) for the control winding, which is set so that with normal arc length most of the discharge current from the control capacitor (24 ) flows over the arc, so that the magnetic flux of the control winding d It does not exceed that of the reference winding, but if the arc length and thus the arc resistance increase beyond a certain limit, the capacitor discharge via the arc is delayed in such a way that the increased current intensity in the control winding generates a magnetic flux exceeding the magnetic flux of the reference winding. 2. Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Absenkvorrichtung für die Elektrode normalerweise gesperrt ist und erst bei Betätigung des Differentialverstärkers (19) freigegeben wird, 2. Regulator according to claim 1, characterized in that the lowering device for the electrode is normally blocked and only when the differential amplifier is actuated (19) is released, 3. Regler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu dem Lichtbogen eine Wicklung (67) geschaltet ist, deren Stromstärke die Schwankungen der Bogenlänge mitmacht, und daß eine Regelvorrichtung (66) beim Unterschreiten einer bestimmten Bogenspannung infolge Kurzschluß von dem absinkenden Strom in der Wicklung (67) betätigt wird und eine Hebevorrichtung (65) für die Elektrode (1) einschaltet. 3. Regulator according to claim 1 or 2, characterized in that that a winding (67) is connected in parallel with the arc, the current intensity of which participates in the fluctuations in the arc length, and that a control device (66) at Falling below a certain arc voltage due to short circuit of the falling Current in the winding (67) is actuated and a lifting device (65) for the electrode (1) turns on. 4. Regler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (70) zum Festhalten der Elektrode bei ausgeschalteter Absenkvorrichtung. 4. Regulator according to one of claims 1 to 3, characterized by a device (70) for holding the electrode in place when the lowering device is switched off. 5. Regler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufladevorrichtung einen Kontakt (43) zum Ausgleich der beiden Kondensatorladungen enthält. 5. Regulator according to one of claims 1 to 4, characterized in that the charging device contains a contact (43) for balancing the two capacitor charges. 6. Regler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung für die Elektrode aus einem Elektromotor (12), einer Gleichstrommaschine (13) zur Speisung des Elektromotors und einer Erregermaschine (15) für die Gleichstrommaschine besteht, wobei die Erregermaschine eine von der Bezugswicklung und der Regelwicklung gesteuerte Senkwicklung (18) enthält. 6. Regulator according to one of the preceding claims, characterized in that the drive device for the electrode from an electric motor (12), a direct current machine (13) for Supply of the electric motor and an excitation machine (15) for the direct current machine consists, the exciter being one of the reference winding and the control winding Contains controlled lowering winding (18). 7. Regler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Differentialverstärker (19) aus einem bistabilen magnetischen Verstärker besteht. B. 7. Regulator according to one of claims 1 to 6, characterized in that the differential amplifier (19) consists of a bistable magnetic amplifier. B. Regler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladevorrichtung aus einem periodisch geschlossenen Arbeitskontakt (33) und Dioden (36) zwischen der Spannungsquelle für den Lichtbogen und den Kondensatoren besteht. Regulator according to one of Claims 1 to 7, characterized characterized in that the charging device consists of a periodically closed normally open contact (33) and diodes (36) between the voltage source for the arc and the capacitors consists. 9. Regler nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch einen einstellbaren Widerstand (38) in der Entladeleitung (37) zwischen dem Regelkondensator (24) und dem Lichtbogen. 9. Regulator according to one of claims 1 to 8, characterized by an adjustable resistor (38) in the discharge line (37) between the control capacitor (24) and the arc. 10. Regler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichkontakt (43) zwischen den beiden Kondensatorkreisen mittels eines Zeitgebers (44) nach dem Aufladen der beiden Kondensatoren kurzzeitig geschlossen gehalten wird. 10. Regulator according to claim 5, characterized in that the equalizing contact (43) between the two capacitor circuits by means of a timer (44) for a short time after the two capacitors have been charged is kept closed. 11. Regler nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen Zeitgeber (50) zum periodischen Schließen des Ladekontaktes. 11. Regulator according to claim 8, characterized by a Timer (50) for periodically closing the charging contact. 12. Regler nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (57, 59) zum Schließen des Ladekontaktes und zum Stillsetzen und Rückstellen des Zeitgebers, wenn die Absenkvorrichtung in Tätigkeit ist. 12. Controller according to claim 11, characterized by a device (57, 59) for closing the charging contact and for stopping and resetting the timer when the lowering device is in operation. 13. Regler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Bezugswicklung und der Regelwicklung je eine weitere Bezugswicklung (77) bzw. Regelwicklung (76) in Reihe geschaltet ist, die einen weiteren Differentialverstärker (75) beeinflussen, der eine Hebevorrichtung (79) für die Elektrode einschaltet, sobald der von der zusätzlichen Regelwicklung erzeugte Magnetfluß unter denjenigen der zusätzlichen Bezugswicklung absinkt, weil der Lichtbogen zu kurz und damit der Bogenwiderstand zu klein geworden ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1169 604; USA.-Patentschrift Nr. 3 097 252; Neues aus der Technik, Juni 1961, S. 1 bis 3.13. Regulator according to claim 2, characterized in that with the reference winding and the control winding a further reference winding (77) or control winding (76) is connected in series, which influence a further differential amplifier (75), which turns on a lifting device (79) for the electrode as soon as the from the additional control winding generated magnetic flux below that of the additional Reference winding drops because the arc is too short and thus the arc resistance has become too small. Publications considered: German Auslegeschrift No. 1169 604; U.S. Patent No. 3,097,252; Technology news, June 1961, Pp. 1 to 3.