CH377015A - Verfahren zum Warmhalten des Behandlungsgutes in elektrisch beheizten Öfen, insbesondere des Schmelzbades in Induktionsöfen - Google Patents

Description

  Verfahren zum Warmhalten des Behandlungsgutes in     elektrisch    beheizten Öfen,  insbesondere des     Schmelzbades    in     Induktionsöfen       Induktionsschmelzöfen werden     vielfach    ausser zum  Niederschmelzen von Eisen oder     Metallen    oder zum  Überhitzen der Schmelze auch zum Warmhalten bei  spielsweise     während    des     Abstehen,s    und     Abgiessens     der Schmelze verwendet.  



  Um dabei eine     vorbestimmte    Temperatur zu hal  ten, muss dem Ofen eine Leistung zugeführt werden,  die gerade ausreicht, um die durch Strahlung und  Konvektion bedingten Wärmeverluste des Ofens zu  decken. Diese Leistung ist     wesentlich    kleiner als die  zum     Schmelzen    oder     Überhitzen,        erforderliche    Leistung.  



  Da     eine    Herabsetzung der Ofenleistung durch  Verminderung der Betriebsspannung besondere Vor  richtungen, wie Reguliertransformatoren,     Drehregler     oder     dergleichen,    erfordert -und deshalb sehr aufwen  dig ist, ist es zweckmässiger, statt dessen den Ofen in  termittierend     an    die     volle    Betriebsspannung oder eine  andere     Spannung    zu. legen, durch die dem Ofen eine  über der     Wärmeverlustleistung    liegende Leistung zu  geführt wird, und zwar so, dass der Mittelwert der       intermittierenden    Leistungszufuhr den Wärmeverlu  sten entspricht.  



  Man könnte hierzu eine     Temperaturregel,einrich-          tung    verwenden, die in bekannter Weise abhängig von  der gemessenen Temperatur der Schmelze den Ofen  ein- und ausschaltet. Eine solche Temperaturmessung  ist jedoch insbesondere bei dem     gewöhnlich    sehr rau  ben     Werkstättenbetrieb    kaum durchzuführen.  



  Nach der Erfindung wird zur Vermeidung dieser  Nachteile ein anderes Verfahren zum Warmhalten des  Behandlungsgutes in elektrisch beheizten     Öfen    der  erwähnten     Art    auf angenähert konstanter Temperatur  durch     intermittierende    Leistungszufuhr angewendet.  



  Die Wärmeverluste während des Warmhaltens  sind naturgemäss stark abhängig von der Temperatur  des Ofens bzw. der Schmelze, sie sind aber praktisch    unabhängig von der Menge des jeweils im Ofen be  findlichen     Schmelzgutes.     



  Um die     Schmelze    während der     Warmhaltezeit    auf  einer vorbestimmten     konstanten    Temperatur zu hal  ten, genügt es daher, dem Ofen eine entsprechende  konstante     mittlere    Leistung zuzuführen. Diese Leistung  kann angenähert durch Berechnung     und    im     übrigen     durch Versuche in     einfacher    Weise ermittelt werden.

    Die     mittlere    zugeführte Leistung ist dann     gleich    der       Wärmeverlustleistu.ng,    wenn innerhalb     eines    jeden von       aufeinanderfol;genden        Zeitintervallen,    welche die  Dauer T haben mögen, das     Leistungszeitintegral,    das  heisst die zugeführte Heizarbeit gleich der Verlust  arbeit innerhalb des     Zeitintervalls    T ist.  



  Auf Grund dieser Zusammenhänge sieht die Er  findung     ein    Verfahren vor, bei dem jeweils     innerhalb     eines     Zeitintervalls    von der Dauer T eine wesentlich  über der     Wärmeverlustleistung    liegende Heizleistung  eingeschaltet wird, die wieder ausgeschaltet     wird,     wenn die dabei auf das Gut übertragene, durch ein  Leistungszählwerk ermittelte     Heizarbeit    die Höhe  der     vorbekannten,    in jedem     Zeitinterva1J    T auftreten  den     Wärmeve-rlustarbeit    erreicht hat.

   Unter Leistungs  zählwerk     ist    hier und im folgenden eine Vorrichtung  nach Art der üblichen Elektrizitätszähler zu verstehen.  



  Bei dem     erfindungsgemässen    Verfahren entstehen  - da die     Leistungszufuhr        intermittierend    erfolgt     -          Temperaturpendelungen    der     Schmelze    um einen Mit  telwert bzw. um die Solltemperatur. Durch die     Inter-          vallzeit    T, die     Wärmespeicherfähigkeit    der Schmelze  und die     Wärmeverluste    ist die Grösse der Temperatur  pendelungen gegeben. Je kleiner die     Intervallzeit    T  ist, um so kleiner ist, die Temperaturdifferenz.

   Je grö  sser die induzierte     Leistung    im Verhältnis zur Wärme  verlustleistung ist, desto kleiner wird die Heizzeit im  Verhältnis zur     Interva-llzeit    T.           Änderungen    der induzierten Heizleistung durch  Schwankungen der     Betriebsspannungen    oder durch  Änderung der Menge des im Ofen befindlichen  Gutes bleiben ohne Einfluss auf den,     Warmhaltebetrieb,     solange nur die     induzierte    Heizleistung grösser als die  Verlustleistung oder mindestens dieser gleich ist.  



  Bei dem erfindungsgemässen     Verfahren    kann von  dem     Leistungszählwerk    die auf das Gut übertragene       Leistung    als Differenz zwischen der Ofenleistung und  der Verlustleistung in der Ofenspule (Kupferverluste)  gezählt werden. So kann zur Zählung der Leistung  z.

   B. ein     Wech.selstromzähl.er    üblicher Bauart be  nützt werden, der ein zweites     Messsystem    enthält, das  die dem Quadrat des Ofenstromes     proportionale    Ver  lustleistung in der Ofenspule     als    negatives bremsendes  Moment berücksichtigt, in     ähnlicher        Weise,    wie dies  zur Messung der durch einen Induktor auf ein Be  handlungsgut übertragenen Leistung schon vor  geschlagen wurde. Auf dieses zusätzliche     Messsystem     kann verzichtet werden, wenn der elektrische Wir  kungsgrad konstant ist, das heisst die Ofenleistung für  alle Betriebszustände der induzierten Leistung pro  portional ist.  



  Im folgenden werden Vorrichtungen beschrieben,  die zur Ausübung des     erfindungsgemässen    Verfahrens  dienen können. So ist nach der     Erfindung    ein Zeit  laufwerk vorgesehen, welches jeweils nach Ablauf  vorbestimmter gleicher Zeitintervalle die     Einschal-          tung-    der Heizleistung in Verbindung mit einem Lei  stungszählwerk bewirkt, welches nach     Durchfluss        :einer     vorbestimmten Arbeit einen Kontakt betätigt, welcher  die Leistungszufuhr unterbricht und gleichzeitig die       Rückführung    des     Leistungszählwerkes    in die Nullage  _ bewirkt.

   Um die Vorrichtung bei verschiedenen Be  triebszuständen, beispielsweise verschieden hohen  Solltemperaturen den vorliegenden     Verhältnissen    an  zupassen, kann das Zeitlaufwerk so beschaffen sein,  dass die Zeitintervalle, in welchen die Einschaltung  der Heizleistung     erfolgt,    verschieden einstellbar sind.  Man kann aber auch     eben:sogut    oder zusätzlich zu  dieser Massnahme das Leistungszählwerk so ausbil  den, dass der die Leistungszufuhr     unterbrechende     Kontakt so     einstellbar    ist,     dass    er die Leistungszufuhr  nach dem     Durchfluss    verschieden grosser Heizarbeiten  unterbricht.  



  Statt der beschriebenen Anordnung kann auch ein  Leistungszählwerk vorgesehen sein mit einem mit  konstanter, der     Wärmeverlustleistung    entsprechender  Geschwindigkeit umlaufenden Zeiger und einem zwei  ten, hinter dem ersten: her eilenden Zeiger, der mit  einer der     zugeführten        Heizleistung    entsprechenden  Geschwindigkeit     umläuft,    und     einer    Kontakteinrich  tung, die bei Berührung beider Zeiger die Leistungs  zufuhr unterbricht und gleichzeitig ein Zeitlaufwerk  in     Tätigkeit    setzt, das nach Ablauf einer vorbestimm  ten Zeit die Wiedereinschaltung der     Heizleistung    be  wirkt.  



  In dem Zeitpunkt, in dem sich beide Zeiger des       Leistungszählwerkes    berühren, sind somit die jeweils    in einem Zeitintervall angefallenen Wärmeverluste       durch    die     zugeführte    Leistung gedeckt worden. Mit  der Unterbrechung der Leistungszufuhr bleibt auch  der Leistungszeiger so lange stehen, bis die Wieder  einschaltung der     Heizleistung    durch das Zeitlaufwerk       erfolgt.:    Einer Änderung der Betriebsbedingungen, bei  spielsweise der Solltemperatur, kann bei dieser Vor  richtung leicht dadurch Rechnung getragen werden,  dass der geänderten     Wärmeverlustleistung    die Umlauf  geschwindigkeit des .entsprechenden Zeigers angepasst  wird.  



       Die    zuletzt     beschriebene    Vorrichtung kann auch  so ausgebildet sein, dass anstelle eines Zeitlaufwerkes,  welches in dem Zeitpunkt in Tätigkeit .gesetzt wird, in  dem     such    beide Zeiger berühren, um nach Ablauf einer  vorbestimmten Zeit die Wiedereinschaltung der Heiz  leistung zu bewirken, ein Zeitlaufwerk vorgesehen ist,  das     unabhängig    von der Zeigerbewegung jeweils nach  Ablauf vorbestimmter gleicher Zeitintervalle die Wie  dereinschaltung :der Heizleistung bewirkt. Auch bei  der zuletzt     beschriebenen    Vorrichtung können die       Laufzeiten    des Zeitwerkes     einstellbar    sein.  



  Das erfindungsgemässe Verfahren ist nicht an eine  bestimmte Frequenz gebunden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zum Warmhalten des Behandlungs gutes in elektrisch beheizten Öfen, insbesondere des Sdhmelzbades in Induktionsöfen, auf angenähert kon stanter Temperatur durch intermittierende Leistungs- zufuhr, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils inner halb eines Zeitintervalls von der Dauer T eine wesent lich über der Wärmeverlustleistung liegende Heiz- leistung eingeschaltet wird, die wieder ausgeschaltet wird, wenn die dabei auf das Gut übertragene,

   durch ein Leistungszählwerk ermittelte Heizarbeit die Höhe der vorbekannten, in jedem Zeitintervall T auftre tende Wärmeverlustarbeit erreicht hat. II. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch ein Zeitlaufwerk, welches jeweils nach Ablauf vor bestimmter gleicher Zeitintervalle die Einschaltung der Heizleistung in Verbindung mit einem Le.istungs- zählwerk bewirkt, welches nach Durchflu:

   ss einer vor bestimmten Arbeit einen Kontakt betätigt, welcher die Leistungszufuhr unterbricht und gleichzeitig die Rückführung des Leistungszählwerkes in die Null- lage bewirkt. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass von dem Leistungszählwerk die auf das Gut übertragene Leistung als Differenz zwi schen der Ofenleistung und der Verlustleistung in der Ofenspule gezählt wird. 2.

   Vorrichtung nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass ein Leistungszählwerk mit einem mit konstanter, der Wärmeverlustleistun,g entspre chender Geschwindigkeit umlaufender Zeiger und einem zweitem, hinter dem ersten her eilenden Zeiger voresehen ist, der mit einer der zugeführten Heiz- C, ieistung entsprechenden Geschwindigkeit umläuft und einer Kontakteinrichtung, die bei Berührung beider Zeiger die Leistungszufuhr unterbricht und gleichzei tig ein Zeitlaufwerk in Tätigkeit setzt,

   das nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit die Wiedereinschaltung der Heizleistung bewirkt. 3. Vorrichtung nach Patentanspruch II, gekenn zeichnet durch ein Leistungszählwerk mit einem mit konstanter, der Wärmeverlustleistung entsprechender Geschwindigkeit umlaufenden Zeiger und einem zwei- ten, hinter dem ersten, her eilenden Zeiger, der mit einer der zugeführten Heizleistung entsprechenden Geschwindigkeit umläuft und einer Kontakteinrich tung,

   die bei Berührung beider Zeiger die Leistungs- zufuhr unterbricht, und durch ein Zeitlaufwerk, wel ches jeweils nach Ablauf vorbestimmter gleicher Zeitintervalle die Wiedereinschaltung der Heizlei- stung bewirkt.