DE2107442B2

DE2107442B2 - Electro-slag smelter - with cold start control system and electrode feed servo loop

Info

Publication number: DE2107442B2
Application number: DE19712107442
Authority: DE
Inventors: Karl Georg 6451 Oberroden bach Redel
Original assignee: Leybold Heraeus GmbH
Current assignee: Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
Priority date: 1971-02-17
Filing date: 1971-02-17
Publication date: 1972-03-09
Also published as: DE2107442A1

Abstract

To prevent overshoot and hunting of the electrode setting servo system and to maintain quick response, hence high efficiency, after the initial start up phase, the superimposed error pulses picked off from either the applied voltage or current to the furnace are amplified, filtered, integrated and compared with a fixed, adjustable, reference voltage, the comparator output being fed back into the input amplifier in opposite polarity to the basic d.c. pick off signal, and the output of the amplifier used as control parameter for the servo motor drive to the electrode feed.

Description

Es hat sich nämlich gezeigt, daß es in der Startphase unmöglich ist, die jeweils optimale Eintauchtiefe der Elektrode dadurch einzustellen, daß dem Spannungs- oder Stromsignal ein Sollwert vorgegeben wird, auf den die Eintauchtiefe entsprechend einzuregeln ist. Der Grund hierfür ist darin zu sehen, daß die den Spannungsabfall in der Schlacke bewirkenden Größen, wie Grad der Aufschmelzung, Schlackentemperatur, spezifischer Widerstand, in ihrem zeitlichen Ablauf nicht vorhersehbar sind. Diese Größen können beim gleichen Ofen und gleichen It has been shown that in the start-up phase it is impossible to set the optimal immersion depth of the electrode in each case by considering the voltage or a current signal, a setpoint is specified to which the immersion depth corresponds is to be regulated. The reason for this is to be seen in the fact that the voltage drop factors affecting the slag, such as degree of melting, slag temperature, specific resistance, their timing cannot be foreseen. These Sizes can be at the same furnace and the same

Einsatzmaterialien bei zwei aufeinanderfolgenden Starts erheblich voneinander differieren, so daß eine programmierte Sollwertvorgabe ebenfalls nicht möglich ist. Infolgedessen können nun folgende Fehler auftreten: a) Die Elektrode taucht zu tief in die Schlackenmasse ein, wodurch die Strompfade überwiegend von der Elektrode unmittelbar zum Kokillenboden verlaufen und den Aufschmelzvorgang auf diese Zone konzentrieren. Die Elektrode beginnt vorzeitig abzuschmelzen, während sich am Rande der Kokille noch feste Schlacke befindet.Input materials significantly for two consecutive starts differ from each other, so that a programmed setpoint specification also does not exist is possible. As a result, the following errors can now occur: a) The electrode dips too deep into the slag mass, whereby the current paths predominantly from the electrode run directly to the bottom of the mold and the melting process focus on this zone. The electrode begins to melt away prematurely while there is still solid slag on the edge of the mold.

Das abgeschmolzene Metall füllt nun die Schlakkenzwischenräume aus und schließt die Schlacke damit ein. Die Folge ist ein unbrauchbarer Blockfuß. The melted metal now fills the gaps between the slugs and locks the slag in with it. The result is an unusable block foot.

b) Die Elektrode taucht nicht tief genug ein, so daß Lichtbögen entstehen. Lichtbögen können aber bekanntlich zu erheblichen Beschädigungen von Kokille und Bodenplatte führen. b) The electrode is not immersed deep enough that arcing occurs. However, arcs can be known to cause considerable damage to the mold and Guide the base plate.

In der Praxis wurde daher so verfahren, daß der Umschmelzofen in der Startphase auf manuellem Wege geregelt wurde, worunter die Beobachtung von Spannungssignalen und die Übertragung der Beobachtung auf den Elektrodenantrieb zur Veränderung der Elektrodenposition verstanden werden soll. Dennoch ist es hierbei wegen der außerordentlich flink ablaufenden Vorgänge praktisch nicht möglich, eine optimale Verfahrensführung zu erreichen. In practice, the procedure was therefore that the remelting furnace in the start phase was regulated manually, including the observation of voltage signals and the transfer of the observation to the electrode drive to change the Electrode position should be understood. Nevertheless, it is extraordinary here because of the fast running processes are practically impossible, an optimal process management to reach.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bisher bestehende Notwendigkeit eines Ofenstarts durch manuelle Regelung zu beseitigen, den Vorgang zu automatisieren, ohne dabei ein für den nachfolgenden Umschmelzprozeß bewährtes Regelsystem zu verändern, und gleichzeitig ein möglichst restloses Aufschmelzen der in fester Form in die Kokille eingebrachten Schlacke zu gewährleisten. Der Erfindung liegt dabei insbesondere die Aufgabe zugrunde, die in der Patentanmeldung P 19 60 936.0-24 beschriebene Regelanordnung so zu verbessern, daß mit ihr auch das Anfahren eines Ofens, d. h., die Startphase sicher beherrscht wird. Dabei wird von der Erkenntnis ausgegangen, daß eine vollautomatische Regelung eines Elektroschlacke-Umschmelzofens entgegen der bisherigen Auffassung auch in der Startphase möglich ist. The invention is based on the object of the previous need eliminate an oven start by manual control, automate the process, without changing a control system that has been tried and tested for the subsequent remelting process, and at the same time the most complete possible melting of the in solid form into the Ensure slag introduced into the mold. The invention is in particular the object of the control arrangement described in patent application P 19 60 936.0-24 to be improved in such a way that with it the start-up of a furnace, d. i.e., the start phase is safely mastered. It is based on the knowledge that a fully automatic Regulation of an electroslag remelting furnace contrary to the previous view is also possible in the start phase.

Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei der eingangs beschriebenen Anordnung dadurch, daß das an Abschmelzelektrode und Kokille abgreifbare Spannungs- oder Stromsignal nach Vergleich mit dem Ausgang eines Sollwertgebers einem Stellglied für die Veränderung der Elektrodenlage verzögerungsfrei aufgeschaltet ist, das aus den impulsförmigen Schwankungen gebildete Impulssignal aber über ein Gleichrichtersystem und ein Integrierglied, dessen Ausgang mit dem Eingang des Sollwertgebers in der Weise verbunden ist, daß an dem Sollwertgeber die Differenz aus integriertem Impulssignal und einer festen, aber einstellbaren Bezugsspannung anliegt. Das Wesen der Erfindung besteht somit darin, daß durch die Rückführung eines bestimmten Teils des Spannungs- und Stromsignals, nämlich des Impulsanteils nach erfolgter Integration zum Eingang des Sollwertgebers automatisch ein »gleitender Sollwert« entsteht, der den jeweils herrschenden Betriebsbedingungen entspricht. The task at hand is achieved with the one described at the beginning Arrangement in that the voltage that can be tapped off at the consumable electrode and mold or current signal after comparison with the output of a setpoint generator of an actuator for changing the electrode position is switched on without delay, the off The pulse signal formed from the pulse-shaped fluctuations, however, via a rectifier system and an integrator whose output is connected to the input of the setpoint generator in the Is connected way that at the setpoint generator, the difference from the integrated pulse signal and a fixed but adjustable reference voltage is applied. The essence of the invention consists in the fact that by returning a certain part of the voltage and current signal, namely the pulse component after integration to the input of the setpoint generator, a "sliding setpoint" is automatically created, which corresponds to the respective corresponds to the prevailing operating conditions.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung sind folgende Vorteile verbunden: durch die verzögerungsfreie Aufszkaltung des zwischen Abschmelzelektrode und Kokille anstehenden Spannungs- oder Stromsignals auf den Elektrcdenantrieb wird erreicht, daß jede Veränderung der elektrischen Verhältnisse innerhalb der Schlacke bzw. der Schlackenmasse sofort durch eine Veränderung der Elektrodenlage ausgeglichen wird. Während dieser Betriebsphase ist der Sollwert zunächst so hoch eingestellt, daß die Elektrode -bezogen auf den späteren Umschmelzprozeß - zu wenig in die Schlacke eintauchen würde. Die im Verlaufe des Schlackenaufschmelzens stärker werdenden Impulse haben einen solchen Einfluß auf den Sollwertgeber, daß dessen Ausgangssignal abnimmt. Die Folge ist eine automatische Einregulierung der Abschmelzelektrode in Richtung auf größere Eintauchtiefe. Bei Ausbleiben der Impulse, z. B. wegen zu großer Eintauchtiefe »gleitet« der Sollwert wieder nach oben und paßt die Regeleinrichtung wieder den gegebenen Betriebsbedingungen an. Die erfindungsgemäße Regelanordnung bewirkt somit, daß die Elektrode jeweils die optimale räumliche Lage zur gerade aufgeschmolzenen Schlackenmenge einnimmt. The solution according to the invention has the following advantages: due to the instantaneous connection between the consumable electrode and the mold pending voltage or current signal on the electrode drive is achieved, that any change in the electrical conditions within the slag or the Slag mass is immediately compensated by changing the electrode position. During this operating phase, the setpoint is initially set so high that the electrode - related to the later remelting process - too little into the slag would immerse. The impulses that become stronger as the slag melts have such an influence on the setpoint generator that its output signal decreases. The result is an automatic adjustment of the consumable electrode in the direction to greater immersion depth. If there are no impulses, e.g. B. because of excessive immersion depth The setpoint "glides" up again and the control device adapts the given operating conditions. The control arrangement according to the invention thus causes that the electrode is in the optimal spatial position for the just melted Slag amount occupies.

Dadurch wird eine optimale Energiezufuhr während dieser Betriebsphase gewährleistet; das Aufschmelzen der Schlacke erfolgt automatisch und in kürzestmöglicher Zeit.This ensures an optimal supply of energy during this operating phase guaranteed; the slag is melted automatically and as quickly as possible Time.

Bei Kaltstartverfahren ist es üblich, den Ofen nicht mit der vollen Leistung anzufahren. Üblicherweise wird mit einer Stromstärke begonnen, die zwischen 200/0 und 400/o der mittleren Stromstärke beträgt, die während der Umschmelzphase zur Anwendung kommt. Mit zunehmendem Aufschmelzen der Schlacke einschließlich gegebenenfalls zusätzlicher Schlackenmengen, die während des Aufschmelzens zugegeben werden, wird die Ofenleistung kontinuierlich oder stufenweise bis auf den für das Umschmelzen benötigten Wert erhöht. Das Schlackeaufschmelzen kann kurzfristig auch mit überhöhter Leistung erfolgen. Derartige Vorgänge werden beispielsweise durch eine Programmsteuerung bewirkt. Der Gegenstand der Erfindung verträgt sich nun ausgezeichnet mit einer solchen programmierten Stromerhöhung, wobei anstandslos auch nachträglich eingebrachte Schlackenmengen verkraftet werden. Die erfindungsgemäße Anordnung paßt den Regelvorgang automatisch sofort den geänderten Betriebsbedindungen an. With cold start procedures it is common not to run the oven at full power To start performance. Usually one starts with an amperage that is between 200/0 and 400 / o of the mean current intensity during the remelting phase is used. With increasing melting of the slag including possibly additional amounts of slag added during the melting process the furnace output continuously or in stages up to that for remelting required value increased. The slag can also be melted at short notice with excessive Performance. Such processes are carried out, for example, by a program control causes. The subject matter of the invention is now perfectly compatible with a such programmed current increase, which can also be introduced subsequently without any problems Slag quantities can be coped with. The arrangement according to the invention adapts the control process automatically and immediately to the changed operating conditions.

Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Anordnung sind jedoch Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung.However, further advantages of the arrangement according to the invention are the subject matter the following description.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, daß das Spannungs- oder Stromsignal dem Eingang eines Analogverstärkers aufgeschaltet ist, dessen Ausgang sowohl mit dem Stellglied für die Veränderung der Elektrodenlage verbunden ist, als auch mit einem Filter und einem Integrierglied für die Abtrennung und nachfolgende Integration der impulsförmigen Schwankungen, daß das hierdurch gebildete Impulssignal zusammen mit einer Bezugsspannung einem Sollwertgeber aufgeschaltet ist und daß das hieraus resultierende Differenzsignal mit umgekehrter Polarität wie das Spannungs- oder Stromsignal dem Eingang des Analogverstärkers aufgeschaltet ist. Um dem Integrierglied sowohl die positiven als auch die negativen ausgesiebten Impulse zuführen zu können, wird gemäß der weiteren Erfindung vorgeschlagen, daß zwischen Filter und Integrierglied zwei weitere Analogverstärker angeordnet sind, von denen der eine das Ausgangssignal des anderen um 1800 dreht, und daß beide Ausgangssignale über je einen Gleichrichter in bezug auf den Eingang des Integriergliedes zusammengeschaltet sind. A particularly advantageous embodiment of the invention Arrangement is that the voltage or current signal to the input of an analog amplifier is switched on, its output both with the actuator for the change the electrode layer is connected, as well as with a filter and an integrator for the separation and subsequent integration of the pulse-shaped fluctuations, that the pulse signal thus formed together with a reference voltage one Setpoint generator is switched on and that the resulting difference signal with opposite polarity as the voltage or current signal to the input of the analog amplifier is activated. To the integrator both the positive and the negative to be able to supply screened pulses is proposed according to the further invention, that two further analog amplifiers are arranged between the filter and the integrator, one of which rotates the output of the other by 1800, and that both output signals interconnected via a rectifier each with respect to the input of the integrator are.

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung einschließlich eines damit geregelten Elektroschlacke-Umschmelzofens sowie deren Wirkungsweise seien an Hand der zugehörigen Figur nachfolgend näher beschrieben: In der Figur ist mit 1 eine Abschmelzelektrode aus einem beliebigen Metall oder einer Legierung bezeichnet, die mittels einer Zugstange 2 an einem Ausleger 3 einer Elektrodenhaltevorrichtung befestigt ist. An embodiment of an arrangement according to the invention including of a controlled electroslag remelting furnace and its mode of operation are described in more detail below with reference to the associated figure: In the figure 1 is a consumable electrode made of any metal or alloy denotes, which by means of a tie rod 2 on a boom 3 of an electrode holding device is attached.

Der Ausleger 3 ist längsverschieblich an einer senkrechten Führungssäule 4 befestigt und mittels einer Gewindespindel 5 in vertikaler Richtung bewegbar.The boom 3 is longitudinally displaceable on a vertical guide column 4 attached and movable by means of a threaded spindle 5 in the vertical direction.

Zu diesem Zwecke befindet sich im Ausleger 3 eine Spindelmutter6. Die Gewindespindel 5 wird an ihrem oberen Ende von einem Lager 7 aufgenommen, das mittels einer Traverse 8 an der Führungssäule 4 befestigt ist. Das untere Lager 9 der Gewindespindel befindet sich in einem Getriebekasten 10, in dem die Drehzahl des Antriebsmotors 11 auf einen geeigneten Wert untersetzt wird. Die Teile2 bis 11 stellen die sogenannte Elektrodenvorbschubeinrichtung dar.For this purpose there is a spindle nut 6 in the boom 3. The threaded spindle 5 is received at its upper end by a bearing 7 which is attached to the guide column 4 by means of a cross member 8. The lower camp 9 of the threaded spindle is located in a gear box 10, in which the speed of the drive motor 11 is reduced to a suitable value. Parts 2 to 11 represent the so-called electrode feed device.

Die Abschmelzelektrode 1 befindet sich zumindest mit einem Teil ihrer Länge innerhalb einer Kokille 12, die aus einer Kokillenwand in Form eines zylindrischen Hohlmantels mit Anschlußstutzen 14 für Ein- und Austritt der Kühlflüssigkeit 15 besteht. In der Kokille 12 befindet sich zu Beginn der Startphase, in der die Vorrichtung dargestellt ist, eine Startpille 16, die von der Abschmelzelektrodel berührt wird. Die Startpille besteht aus Schlackenpulver und Stahlspänen, die mittels einer Aluminiumfolie zu einem »Paket« vereint sind, und ist von einer losen Schüttung aus körniger Schlacke 18 umgeben. Die Kokille ist unten abgeschlossen durch einen wassergekühlten Kokillenboden 19, der zusammen mit den übrigen Teilen der Anlage auf einer Basisplatte 20 ruht. The consumable electrode 1 is at least part of it Length within a mold 12, which consists of a mold wall in the form of a cylindrical Hollow jacket with connection piece 14 for inlet and outlet of the cooling liquid 15 consists. At the beginning of the starting phase, the mold 12 is in which the device is located is shown, a starter pill 16 which is contacted by the consumable electrode. The starter pill consists of slag powder and steel shavings, which are held in place by means of an aluminum foil are combined into a "package" and is made up of a loose pile of granular slag 18 surrounded. The bottom of the mold is closed by a water-cooled bottom of the mold 19, which rests on a base plate 20 together with the other parts of the system.

Die Stromzufuhr erfolgt einerseits mittels einer flexiblen Leitung 22 und einer Anschlußklemme 23 zur Zugstange 2 und von hier aus zur Elektrode 1, andererseits über eine Leitung 21 zum Kokillenboden 19. Häufig ist der Kokillenboden 19 von der Kokille 12 elektrisch isoliert (nicht in der Zeichnung dargestellt). The power is supplied on the one hand by means of a flexible cable 22 and a connection terminal 23 to the pull rod 2 and from here to the electrode 1, on the other hand via a line 21 to the mold bottom 19. The mold bottom is often used 19 electrically isolated from the mold 12 (not shown in the drawing).

Durch Abgriff an der Leitung 22 mittels der Anschlußleitung 25 wird der Spannungsgradient zwischen Elektrode und Kokillenboden einschließlich der ihm überlagerten impulsförmigen Schwankungen erfaßt. Der Gegenpol ist an die Masse 24 gelegt. Es ist natürlich ebensogut möglich, an Stelle der Spannungswerte den Stromfluß innerhalb der Schlackeschicht zu erfassen, dem ebenfalls impulsförmige Schwankungen überlagert sind, die jedoch auf Grund der bekannten Zusammenhänge über die Impedanz der Schlackeschicht mit entgegengesetztem Vorzeichen auftreten. Die Erfassung der Stromwerte erfolgt vorteilhaft über einen Stromwandler 26, der als Alternativlösung gedacht und gestrichelt dargestellt ist. In ähnlicher Weise kann die Erfassung von Strom- bzw. Spannungswerten auch über Spannungswandler und Shunts in den Stromversorgungsleitun gen 21 und 22 erfolgen. Ob es vorteilhafter ist, den Spannungswert oder den Stromwert zu erfassen, hängt wesentlich von der Beschaffenheit und Charakteristik der Stromquelle ab. Bei Stromquellen mit geringer Eigenimpedanz bevorzugt man die Stromwerte, bei solchen mit hoher hingegen die Spannungswerte. By tapping on the line 22 by means of the connecting line 25 the voltage gradient between the electrode and the bottom of the mold including him superimposed pulse-shaped fluctuations detected. The opposite pole is to ground 24 placed. It is of course just as possible to use the current flow instead of the voltage values to detect within the slag layer, the pulse-shaped fluctuations are superimposed, but due to the known relationships about the impedance of the slag layer occur with opposite signs. The capture of the Current values are advantageously carried out via a current transformer 26, which is an alternative solution thought and shown in dashed lines. Similarly, the acquisition of Current and voltage values also via voltage converters and shunts in the power supply lines gen 21 and 22 take place. Whether it is more beneficial that Voltage value or the current value to capture depends largely on the nature and characteristics of the power source away. In the case of current sources with low intrinsic impedance, preference is given to the current values at those with higher, however, the voltage values.

Die Meßwerte werden nachfolgend einer Schaltung zugeführt, an deren Eingang der Widerstand 27 liegt. The measured values are then fed to a circuit Input the resistor 27 is.

Da die Umschmelzanlage im vorliegenden Falle mit Gleichstrom versorgt wird, ist eine Gleichrichtung der Signalspannung überflüssig. Von dem Widerstand 27 führt eine Leitung zum Eingang eines Analogverstärkers 28, dessen Verstärkung durch den Gegenkopplungswiderstand 29 festgelegt ist. An dem zweiten Eingangswiderstand 30 des Analogverstärkers 28 ist ein Sollwert angelegt, auf dessen Entstehung und Bedeutung weiter unten noch näher eingegangen wird.Since the remelting plant is supplied with direct current in the present case rectification of the signal voltage is unnecessary. From the resistance 27 leads a line to the input of an analog amplifier 28, its gain is determined by the negative feedback resistor 29. At the second input resistor 30 of the analog amplifier 28 is a setpoint applied to its creation and Meaning will be discussed in more detail below.

Am Ausgang des Analogverstärkers 28 erscheint somit ein Signal, das in Richtung und Größe der Differenz vom Sollwert und Istwert proportional ist. Das Proportionalsignal wird über die Leitung 31 dem Steuerblock 32 zugeführt, in dem das Regelsignal in solche elektrischen Werte umgesetzt wird, durch die Drehzahl und Drehrichtung des Elektroden-Antriebmotors 11 im gewünschten Sinne beeinflußt werden. At the output of the analog amplifier 28 thus appears a signal that in the direction and size of the difference between the setpoint and the actual value is proportional. That The proportional signal is fed to the control block 32 via the line 31, in which the control signal is converted into such electrical values by the speed and the direction of rotation of the electrode drive motor 11 is influenced in the desired sense will.

Der Steuerblock 32 bildet zusammen mit dem Antriebsmotor 11 das sogenannte Stellglied für die Elektrodenposition.The control block 32 together with the drive motor 11 forms the so-called Electrode position actuator.

Das Ausgangssignal des Analogverstärkers 28 wird außerdem einem Filter 33 zugeführt, welcher aus dem Kondensator 34 und dem Widerstand 35 besteht. Durch diesen Filter werden die impulsförmigen Signalanteile von dem mehr oder weniger konstanten Grundspannungsanteil getrennt. An dem Widerstand 35 entsteht durch die Wirkung des Kondensators nur dann eine Spannung, wenn das Ausgangssignal des Analogverstärkers 28 Anderungen bzw. Schwankungen unterworfen ist. Dieses Impuls- oder Schwankungssignal wird über einen Eingangswiderstand 36 einem weiteren Analogverstärker 37 zugeführt, in dem das Signal entsprechend der Auslegung des Gegenkopplungswiderstandes 38 verstärkt wird. Ein weiterer Analogverstärker 39 mit einem Gegenkopplungswiderstand 40 und einem Eingangswiderstand 41 nimmt das Ausgangssignal des Analogverstärkers 37 auf. Der Analogverstärker 39 ist dabei als Umkehrverstärker im Verhältnis 1: 1 zum Analogverstärker 37 ausgelegt, so daß das Ausgangssignal des Verstärkers 39 um 1800 gedreht wird. Die Ausgänge der Analogverstärker 37 und 39 sind über Dioden 42 und 43 derart zusammengeführt, daß eine Vollweggleichrichtung des Impulssignals erreicht wird. The output of the analog amplifier 28 is also passed to a filter 33, which consists of the capacitor 34 and the resistor 35. By this filter, the pulse-shaped signal components of the more or less constant basic voltage component separated. At the resistor 35 arises through the Effect of the capacitor only a voltage when the output signal of the analog amplifier 28 is subject to changes or fluctuations. This pulse or fluctuation signal is fed to a further analog amplifier 37 via an input resistor 36, in which the signal is amplified according to the design of the negative feedback resistor 38 will. Another analog amplifier 39 with a negative feedback resistor 40 and an input resistor 41 receives the output signal of the analog amplifier 37. The analog amplifier 39 is a reversing amplifier in a ratio of 1: 1 to the analog amplifier 37 designed so that the output signal of the amplifier 39 is rotated by 1800. The outputs of the analog amplifiers 37 and 39 are brought together via diodes 42 and 43 in such a way that that full wave rectification of the pulse signal is achieved.

Das gleichgerichtete Impulssignal wird nachfolgend einem Integrierglied 44 zugeführt, welches aus einem Widerstand 45 und einem an Masse gelegten Kondensator 46 besteht. Der Kondensator besitzt eine solche Auslegung, daß die Zeitkonstante des Integriergliedes mehrere Sekunden beträgt. Das Zeitintegral des Impulssignals wird einem Eingangswiderstand 47 eines Sollwertgebers 48 zugeführt. An der Klemme 49 liegt eine feste Spannung an, von der mittels des Potentiometers 50 ein veränderbarer Anteil entnommen werden kann. Die abgegriffene Spannung ist die sogenannte Bezugsspannung, mit der die Ansprechgrenze des Sollwertgebers 48 beeinflußt werden kann. Von Bedeutung ist, daß der mittels des Potentiometers eingestellte Sollwert am Angang des Sollwertgebers größer ist. als der err(iBtc zu erwartende Spannungsgradient, solange keine Impulse auftreten. Die BezuzTsspannung ist dem vom Integrierglied 44 kommenden Impulssi(lnals über den Widerstand 51 entgegengeschaltet, so daß die Differenz beidcr Wertc einem Analogverstärker 57 zugeführt wird. The rectified pulse signal is subsequently sent to an integrator 44 supplied, which consists of a resistor 45 and a grounded capacitor 46 exists. The capacitor has such a design that the time constant of the integrator is several seconds. The time integral of the pulse signal is fed to an input resistor 47 of a setpoint generator 48. At the clamp 49 is a fixed voltage, of which a variable by means of the potentiometer 50 Portion can be withdrawn. The tapped voltage is the so-called reference voltage, with which the response limit of the setpoint generator 48 can be influenced. Significant is that the setpoint adjusted by means of the potentiometer is at the beginning of the Setpoint generator is bigger. than the err (iBtc expected voltage gradient as long as no pulses appear. The reference voltage is the pulse signal coming from the integrator 44 (lnals opposed via the resistor 51, so that the difference between the two values one Analog amplifier 57 is supplied.

dessen Verstärkungsgrad wiederum von einem Rückkopplungswiderstand 53 bestimml wird. Das Ausgangssignal des Sollwertgebers 48 ist über den Eingangswiderstand 30 dem vom Ofen über die Leitung 25 abgegriffenen Meßwert entgegengeschaltet.its gain in turn from a feedback resistor 53 will be determined. The output signal of the setpoint generator 48 is via the input resistance 30 is switched in the opposite direction to the measured value tapped from the furnace via line 25.

Die Wirkungsweise der dargeslellten Anordnung beim Start des Ofens ist folgende: Der betriebsfertige Ofen wird an eine Stromquelle 54 gelegt, wodurch ein starker Strom über die Startpille 16 fließt und dort den Aufschmelzvorgang der in der Startpille enthaltenen Schlacke in Gang setzt. Ausgehend von der Startpille werden nachfolgend zunehmend weitere Teile der granulierten Schlacke 18 aufgeschmolzen. In der ersten Betriebsphase weist der Spannungsgradient in der Startpille keine praktisch verwertbaren Impulse auf. Das über die Leitung 25 abgegriffene Spannungssignal wird über den Analogverstärker 28 und die Leitung 31 verzögerungsfrei dem Steuerblock 32 zugeführt. Mit dem Schmelzen der Startpiile entstehen Impulssignale. Beispielsweise wird beim Zusammenfallen der Startpille ein Lichtbogen gebildet. durch welchen der Spannungsgradient erhöht wird. Die Folge ist eine sofortige Beeinflussung des Steuerblocks 32 über die Leitung 31: die Elektrcde l wird abgesenkt. die Entstehungsursache des Lichtbogens beseitigt. Auch am Ausgang des Filters 33 bewirken plötzlich auftretende Lichtbo gen ein Signal. welches jedoch mit entsprechender Verzöge- rung durch die beschriebene Integration den Sollwert verringert: die Elektrode wird um ein weiteres Maß alleesenk L. How the arrangement shown works when the furnace is started is as follows: The ready-to-use furnace is connected to a power source 54, whereby a strong current flows through the starting pill 16 and there the melting process of the The slag contained in the starter pill sets in motion. Based on the starting pill more and more parts of the granulated slag 18 are subsequently melted. In the first operating phase, the voltage gradient in the starting pill does not show any practically usable impulses. The voltage signal tapped via line 25 is sent to the control block via the analog amplifier 28 and the line 31 without delay 32 supplied. With the melting of the starting components, pulse signals are generated. For example an arc is formed when the starting pill collapses. through which the Stress gradient is increased. The result is an immediate influence on the control block 32 via line 31: the electrode is lowered. the cause of the Arc eliminated. Sudden effects also occur at the output of the filter 33 Arcing a signal. which, however, with a corresponding delay tion through the Integration described reduces the setpoint: the electrode is increased by one more Measure alleesenk L.

Mit zunehmender Menge an aufgeschmolzener Schlacke 18 taucht die Elektrode tiefer ein. Hierbei ist dem erfaßten Spannungsgradicnten kein Impulssignal überlagert. Am Potentiometer 50 ist min ein Sollwert eingestellt. der höher liegt. als die höchste auf Grund von Erfahrungswerten zu erwartcncle Spannung die dieser Phase entspricht. Infolge des Fehlens eines Impulssignals beeinflußt min die Einstellung des Potentiometers 50 ausschließlich die Lage der Elektrode zur Schlacke: die Elektrode wird auf Grund des an ihr abgegriffenen Spannungsgradienten über die Leitung 31 und den Steuerblock 32 mit dem Elektrodenantrieb 2 bis 11 spontan angehoben, und zwar so lange. bis wieder Impulse auftreten, die anzeigen, daß sich die Elektrode nahe der Oberfläche der bereits geschmolzenen Schlacke befindet. Das hierbei gebildete Impulssignal reduziert nun die Ausgengsgroße des Sollwertgebers so weit, daß kein weiteres Anheben der Elektrode erfolgt. Erst wenn eine weitere Schlackenmenge aufgeschmolzen ist und dadurch die Elektrode tiefer in die Schlacke eintaucht. wiederholt sich das gleiche Spiel. As the amount of melted slag 18 increases, the dips Electrode deeper. In this case, the detected voltage gradient is not a pulse signal superimposed. A nominal value is set on potentiometer 50. which is higher. as the highest voltage to be expected on the basis of empirical values is that of this Phase corresponds. In the absence of a pulse signal, min affects the setting of the potentiometer 50 only determines the position of the electrode in relation to the slag: the electrode is due to the voltage gradient tapped on it via the line 31 and the control block 32 with the electrode drive 2 to 11 raised spontaneously, and for so long. until pulses appear again, indicating that the electrode is near the surface of the already melted slag. The here formed Pulse signal now reduces the output size of the setpoint generator so far that no further lifting of the electrode takes place. Only when another amount of slag has melted and thereby the electrode dips deeper into the slag. repeated the same game.

Es ist zu beobachten. daß die Elektrode während des Aufschmelzens der Schlacke fortlaufend angehoben wird. Die Beendigung des Anhebens der Elektrode und der Übergang zu einem mehr oder weniger kontinuierlichen Absenken ist ein Zeichen dafür. daß der Startvorgang beendet. die gesamte Schlackenmenge aufgeschmolzen und auf die erforderliche Betnebstemperatur gebracht werden ist. It can be observed. that the electrode during melting the slag is continuously raised. The completion of the lifting of the electrode and the transition to a more or less continuous decline is a sign Therefore. that the startup process ends. the entire amount of slag melted and has been brought to the required operating temperature.

Claims

Claims: 1. Arrangement for the cold start control in electroslag remelting furnaces using the electrode drive, regulating the remelting process after the end of the start phase by separate recording of the basic voltage and / or the basic current superimposed pulse-shaped fluctuations takes place, from which one Manipulated variable for influencing the immersion depth of the consumable electrode is formed, according to patent application P 1960936.0-24, characterized in that the consumable electrode (1) and mold (12) tapped voltage or current signal after comparison with the output of a setpoint generator (48) an actuator (11, 32) for the change the electrode layer is switched on without delay, the pulse-shaped Pulse signal generated fluctuations but via a rectification system (36 to 43) and an integrator (44) whose output connects to the input of the setpoint generator (48) is connected in such a way that the difference from the integrated on the setpoint generator Pulse signal and a fixed but adjustable reference voltage.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the voltage or current signal is connected to the input of an analog amplifier (28) whose Output both with the actuator (11, 32) for changing the electrode position is connected, as well as with a filter (33) and an integrator (44) for the separation and subsequent integration of the pulse-shaped fluctuations that the resulting pulse signal together with a reference voltage to a setpoint generator (48) is switched on and that the resulting difference signal is reversed Polarity like the voltage or current signal at the input of the analog amplifier (28) is applied.

3. Arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that between Filter ~ (33) and integrator (44) two further analog amplifiers (37, 39) are arranged one of which rotates the output of the other by 1800, and that both Output signals are interconnected via a rectifier (42, 43) each.

The invention relates to an arrangement for cold start control beiElek, roschlacke remelting furnaces using the electrode drive, whereby the regulation of the remelting process after the end of the start phase by separate Detection of the pulse-shaped superimposed on the basic voltage and / or the basic current Fluctuations occur, from which a manipulated variable to influence the immersion depth the consumable electrode is formed, according to patent application P 19 60 936.0-24.

In the patent application mentioned, a control method and a Arrangement for implementation this control procedure is recommended, which is practical Have proven their worth in operation. Applying the teaching of this patent application is but essentially on the stationary operating phase of an electroslag remelting furnace limited, d. H. on the actual melting process after the end of the so-called Start phase.

Among the various options, an electroslag remelting furnace The so-called "cold start procedure" is also used to put the system into operation. Below those start-up procedures are understood in which the remelting process is required Slag completely or partially initially in solid form, d. H. granular or powdery form is introduced into the mold, in which the remelting process subsequently take place target. It is first necessary to melt all of the slag before the actual remelting process begins.

The slag can be melted by an initial arc or by resistance heating. Aids for this are steel wool and steel shavings, also mixed with slag, thermite-like mixtures, d. H. such, in which, after ignition, additional energy is obtained through a chemical conversion is, and massive, metallic webs at the lower end of the electrode, which are when the current passes Warm up.

In the cold start process, a small amount of the slag is initially produced melted, whereby a first current path is already formed. The remelting process should actually only begin when the entire amount of slag has melted is. The transition between the melting of the slag and the beginning of the remelting process however, it is fluent. The ideal case, namely that the entire amount of slag before onset of the remelting process is completely melted, has so far been extraordinary in practice difficult to achieve due to the lack of a suitable regulation for this, in particular on one that was able to make the transition from the start to the remelting phase to accomplish.

To understand this process, let it be said that the scheme during the remelting phase, preferably using integrated pulse signals performs, as described in the aforementioned patent P 19 60 936.0-24 is.

The integration process inevitably requires a certain time delay between the occurrence of the first disturbance variables and the generation of the corresponding one Manipulated variable. This is done deliberately in order to avoid instabilities in the control process to suppress as possible. Such a peculiarity of a regulation is in general useless for the start-up process of the furnace, since the operating behavior in this Period of time can change rapidly and by leaps and bounds.