In Drehstrom-Lichtbogenöfen wird Metallschrott mittels elek- trischer Energie eingeschmolzen, wobei in den drei Licht- bögen, die zwischen den Elektrodenspitzen und dem Schmelzgut brennen, die für den Schmelzprozeß erforderliche Umwandlung der elektrischen Energie in thermische Energie stattfindet.

Zur Prozeßsteuerung kann der Arbeitspunkt des Lichtbogen- ofens durch stufenweise Verstellung der dem Lichtbogenofen über einen Ofentransformator zugeführten Spannung sowie durch stufenlose getrennte Einstellung der Abstände zwischen den Elektrodenspitzen und dem Schmelzgut verändert werden.

Durch Regelung der Elektrodenabstände zu dem Schmelzgut wird der gewählte Arbeitspunkt gehalten. Dies geschieht zumeist durch eine Impedanzregelung, indem für jede Elektrode aus laufend gemessenen elektrischen Größen, wie der Strangspan- nung und dem Strangstrom, ein Impedanz-Istwert gebildet wird, aus dessen Abweichung von einem vorgegebenen Impedanz- Sollwert eine Stellgröße zur Höhenverstellung der jeweiligen Elektrode bestimmt wird.

Um den Arbeitspunkt des Lichtbogenofens den veränderlichen Anforderungen des Ofenbetriebs während des Schmelzprozesses anzupassen, werden bei einem aus der EP-A-0 036 122 bekann- ten Verfahren die jeweils einer Spannungsstufe des Ofen- transformators zugeordneten Arbeitspunkte von vorbestimmten Kennlinien des Ofenbetriebs als Impedanz-Sollwerte in einem Digitalspeicher abgelegt. Aus diesem Digitalspeicher werden dann von Hand durch das Ofenbedienpersonal während des Schmelzprozesses geeignete Arbeitspunkte ausgewählt.

Die Vorgabe der Arbeitspunkte bzw. Impedanz-Sollwerte zur Höheneinstellung der Elektroden erfolgt bisher in Abhängig- keit von zuvor definierten Prozeßphasen (erster Korb, zwei- ter Korb, Frischen) und Abschnitten innerhalb dieser Prozeß- phasen (Aufsetzen der Elektroden auf kaltem Schrott, Nie- derschmelzen, Fertigschmelzen auf flachem Schmelzbad), wobei die Impedanz-Sollwerte während dieser Abschnitte jeweils fest vorgegeben sind. Diese bisherige Vorgehensweise basiert auf der Annahme, daß sich innerhalb eines Abschnittes genü- gend gleichbleibende, von Charge zu Charge reproduzierbare Verhältnisse finden. Nach ähnlichen Grundsätzen geschieht auch eine statische Symmetrierung des Drehstrom-Lichtbogen- ofens.

Auf der Basis von näheren Kenntnissen über das Verhalten von Wechselstrom-Lichtbögen in Drehstrom-Lichtbogenöfen kann man jedoch davon ausgehen, daß die Voraussetzungen für eine sta- tische Einstellung des Lichtbogenofens nicht zutreffen.

Vielmehr ist davon auszugehen, daß sich die Verhältnisse in den einzelnen Lichtbögen auch während der Abschnitte der Prozeßphasen ändern, wobei insbesondere unsymmetrische Be- triebsverhältnisse in dem Drehstrom-Lichtbogenofen in bezug auf die Anordnung der Elektroden auftreten können. Werden dann die Impedanz-Sollwerte unter der Annahme symmetrischer Bedingungen im Lichtbogenofen symmetrisch und stationär ein- gestellt, so führt dies bei tatsächlich unsymmetrischen Ofenverhältnissen zu unterschiedlichen Stellgrößen, die dann über die Höhenverstellung der Elektroden unterschiedlich lange Lichtbögen einstellen. Dabei ist eine optimale Aus- nutzung der dem Lichtbogenofen zugeführten Leistung nicht möglich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Lei- stungsabgabe der Elektroden zu erhöhen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 bzw. Einrichtung gemäß Anspruch 12 gelöst. Dabei wird bei Erreichen einer kritischen Temperatur des Dreh-

strom-Lichtbogenofens in der Umgebung einer Elektrode die Leistungsabgabe dieser Elektrode derart verringert, daß eine Überhitzung des Drehstrom-Lichtbogenofens verhindert wird und die Leistungsabgabe der anderen Elektroden oder eines Teils der Elektroden derart erhöht, daß die Gesamtleistungs- abgabe der Elektroden bei vorgegebener Spannung maximal ist.

Dabei werden vorteilhafterweise die Impedanzen in den Strompfaden der Elektroden i. Sinne einer Maximierung der Gesamtleistungsabgabe der Elektroden optimiert, wobei bei Erreichen einer kritischen Temperatur des Drehstrom- Lichtbogenofens in der Umgebung einer Elektrode die Lei- stungsabgabe dieser Elektrode auf einen Maximalwert begrenzt wird und wobei dieser Maximalwert im Sinne einer Nebenbedin- gung bei der Optimierung, wie sie z. B. die DE 44 15 727 of- fenbart, berücksichtigt wird. Wird dabei die Versorgungs- spannung der Elektroden nicht reduziert, solange eine zweite kritische Temperaturgrenze überschritten wird, wird eine Er- höhung der Produktionsleistung um ca. 7 bis 12 W erreicht.

Dieser Optimierungsprozeß erfolgt in besonders vorteilhafter Weise on-line.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung erfolgt bei ei- ner Temperatur des Drehstrom-Lichtbogenofens in der Umgebung einer Elektrode oberhalb einer ersten kritischen Temperatur- grenze und unterhalb einer zweiten kritischen Temperatur- grenze eine Umverteilung der Leistungsabgabe der einzelnen Elektroden, wobei die Versorgungsspannung der Elektroden konstant gehalten wird. Bei einer Temperatur des Drehstrom- Lichtbogenofens in der Umgebung einer Elektrode oberhalb der zweiten kritischen Temperaturgrenze erfolgt vorteilhafter- weise eine Umverteilung der Leistungsabgabe der einzelnen Elektroden, wobei die Versorgungsspannung der Elektroden verringert wird.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird bei einer Temperatur des Drehstrom-Lichtbogenofens in der Umgebung ei- ner Elektrode oberhalb einer dritten kritischen Temperatur-

grenze, die oberhalb der zweiten kritischen Temperaturgrenze liegt, die Versorgungsspannung der Elektroden stark verrin- gert. Diese Ausführung verdeutlicht FIG 5.

Das erfindungsgemäße Verfahren funktioniert besonders zuver- lässig, wenn anstelle der gemessenen oder geschätzten Werte für die Temperatur des Drehstrom-Lichtbogenofens vorausge- schätzte Temperaturwerte verwendet werden. Diese Voraus- schätzung erfolgt vorteilhafterweise mit einem Gradienten- verfahren oder einem Temperaturmodell, wobei das Temperatur- modell ein analytisches Modell oder ein neuronales Netz sein kann.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird die Tempe- ratur des Drehstrom-Lichtbogenofens derart geregelt, daß die Wirkleistungsabgabe einer Elektrode verringert wird, wenn die Temperatur des Drehstrom-Lichtbogenofens eine Solltempe- ratur überschreitet und die Wirkleistungsabgabe vergrößert wird, wenn die Temperatur des Drehstrom-Lichtbogenofens eine Solltemperatur unterschreitet. Dabei entspricht die Solltem- peratur vorteilhafterweise einer kritischen Temperaturgren- ze, die im Bereich einer gerade noch zulässigen Temperatur des Drehstrom-Lichtbogenofens liegt.

Weitere Vorteile und erfinderische Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispie- len, anhand der Zeichnungen und in Verbindung mit den Un- teransprüchen. Im einzelnen zeigen : FIG 1 eine schematische Darstellung eines Drehstrom-Licht- bogenofens mit einem vorgeschalteten Ofentransforma- tor und einer erfindungsgemäßen Regelanordnung, FIG 2 ein vereinfachtes elektrisches Ersatzschaltbild des Drehstrom-Lichtbogenofens, FIG 3 eine Leistungsregelung, FIG 4 eine Leistungsregelung in alternativer Ausgestaltung und FIG 5 eine erfindungsgemäße Impedanzregelung.

FIG 1 zeigt einen Drehstrom-Lichtbogenofen, bei dem drei Graphitelektroden 1, 2 und 3 durch Öffnungen in einem Ofen- deckel 4 hindurch in ein Ofengefäß 5 ragen, in das als Schmelzgut Metallschrott 6 eingebracht ist. Die Elektroden 1, 2 und 3 sind über einen stufenweise verstellbaren Ofen- transformator 7 an ein Drehstromnetz 8 angeschlossen. Zwi- schen den Spitzen der Elektroden 1, 2 und 3 und dem Schmelz- gut 6 bilden sich Lichtbögen 9 aus, in denen die dem Licht- bogenofen zugeführte elektrische Energie in thermische Ener- gie zum Schmelzen des Schmelzgutes 6 umgewandelt wird.

Jede Elektrode 1, 2 und 3 ist mit einer Regelanordnung aus- gestattet. Da die Regelanordnungen einander im Aufbau genau entsprechen, ist nur die Regelanordnung für die Elektrode 1 näher dargestellt. Die Elektrode 1 ist, wie auch die jeweils anderen Elektroden 2 und 3, an einem Tragarm 17 befestigt, der über eine hydraulische Anstellvorrichtung 10 mit einem elektrohydraulischen Stellglied 11 höhenverstellbar ist, wo- durch eine Einstellung der Lichtbogenlänge möglich ist. Das Stellglied 11 ist an dem Ausgang eines Impedanzreglers 12 angeschlossen. Über einen Stromwandler 13 und einen Span- nungswandler 14 werden der durch die Elektrode 1 fließende Strangstrom il und die Strangspannung u1M zwischen der zuge- hörigen Sekundärklemme des Ofentransformators 7 und dem durch das Ofengefäß 5 mit dem Schmelzgut 6 gebildeten Stern- punkt erfaßt und in einer Meßeinrichtung 15 in einen Im- pedanz-Istwert Z1 des betreffenden Ofenstrangs umgerechnet.

Dieser Impedanz-Istwert Zl wird in einem Summierpunkt 16 mit einem vorgegebenen Impedanz-Sollwert Zl* für den betref- fenden Strang verglichen. Die so erhaltene Regelabweichung AZl wird als Eingangsgröße dem Impedanzregler 12 zugeführt, welcher in Abhängigkeit von der Regelabweichung AZl ein Stellsignal S1 zur Höhenverstellung der Elektrode 1 erzeugt.

Die Impedanz-Sollwerte Z1*, Z2* und Z3* werden mittels eines erfindungsgemäßen Impedanzoptimierers 30 ermittelt. Der Im- pedanzoptimierer 30 errechnet die Impedanz-Sollwerte Z1*, Z2* und Z3* derart, daß die Leistungsabgabe der Elektrode 1,

2,3 maximal ist. Mittels einer Temperaturmeßeinrichtung 3T wird die Temperatur T des Drehstrom-Lichtbogenofens über- wacht. Überschreitet die Temperatur T des Drehstrom- Lichtbogenofens eine erste kritische Temperaturgrenze in der Nähe einer Elektrode 1, so wird die Wirkleistungsabgabe der Elektrode 1 dadurch begrenzt, daß die Wirkleistungsabgabe zumindest einer der anderen Elektroden erhöht wird, wobei die Sekundärspannung des Transformators 7 nicht verändert wird. Die Impedanz-Soll-werte Z1*/Z2* und Z3* werden dabei derartig berechnet, daß die Gesamtleistungsabgabe maximal ist, ohne daß die maximal zulässige Wirkleistungsabgabe für Elektrode 1 überschritten wird. Wird die erste kritische Temperaturgrenze in der Nähe aller Elektroden 1, 2 und 3 überschritten, so wird die Sekundärspannung des Transforma- tors 7 verringert. Die Sekundärspannung des Transformators 7 wird außerdem dann verringert, wenn eine zweite kritische Temperaturgrenze in der Nähe einer Elektrode 1 überschritten wird.

Der Impedanzoptimierer 30 und der Impedanzregler sind vor- teilhafterweise auf einer Steuerungs-bzw. Regelungseinrich- tung 32 implementiert.

Wie das vereinfachte elektrische Ersatzschaltbild eines Drehstrom-Lichtbogenofens in FIG 2 zeigt, stellt der Dreh- strom-Lichtbogenofen einen im Stern geschalteten unsymmetri- schen und zeitvarianten ohmsch-induktiven Verbraucher dar, dessen freier Sternpunkt M von dem Schmelzgut 6 gebildet wird. Die den einzelnen Strängen zugeordneten elektrischen Größen sind entsprechend den zugehörigen Elektroden in FIG 1 mit den Indizes k = 1, 2,3 versehen. Mit u12, u23 und u13 sind die verketteten Spannungen zwischen den Ofensträngen und mit il, i2 und i3 die einzelnen Strangströme bezeichnet.

Die von den Elektroden 1, 2 und 3 und deren Zuleitungen ge- bildeten Leitungsresistanzen RL1, RL2 und RL3 und Lei- tungsreaktanzen XL1, XL2 und XL3 können im Kurzschluß- versuch, also beim Aufsetzen der Elektroden 1, 2 und 3 auf dem Metallschrott 6 meßtechnisch bestimmt werden.

Das elektrische Verhalten eines Lichtbogens 9 wird durch si- ne nichtlineare und unstetige Strom-Spannungs-Kennlinie be- schrieben, deren Verlauf von dem Abstand der Elektroden- spitze zur Schmelze abhängig ist. In dem dargestellten Er- satzschaltbild wird jeder Lichtbogen 9 jeweils durch eine Lichtbogenresistanz Rbl. Rb2, Rb3 und eine Lichtbogenreak-<BR> tanz Xbl, Xb2, Xb3 ersetzt. Die Lichtbogenresistanz und -reaktanz jedes einzelnen Lichtbogens 9 ist nicht nur von der Länge des betreffenden Lichtbogens 9, sondern auch von den Lichtbogenlängen der jeweils anderen Lichtbögen abhän- gig. Wird also z. B. der Abstand der Elektrode 1 zu der Schmelze 6 verändert, so ändern sich neben der Lichtbogenre- sistanz Rbi und der Lichtbogenreaktanz Xbl auch die Lichtbo- genresistanzen Rb2 und Rb3 und die Lichtbogenreaktanzen Xb2 und Xb3- Die Wirkleistung, die in den einzelnen Lichtbögen umgesetzt wird, läßt sich mit Hilfe der komplexen Wechselstromrechnung für das linearisierte Ersatzschaltbild nach FIG 2 berechnen.

Werden dabei in jedem Strang die Reaktanzen XLk und Xbk zu einer Betriebsreaktanz Xk und die Resistanzen RLk und Rbk unter Vernachlässigung der Leitungsverlustwiderstände RLk zu einer Betriebsresistanz Rk mit k = 1, 2,3 zusammengefaßt, so ergibt sich für die Wirkleistungen Pk in den einzelnen Lichtbögen 9 : P1 = Pi (Uo, R1, R2, R3, X1, X2, X3) P2 = P2(U0, R1, R2, R3, X1, X2, X3) P3 = P3 (Uo, Ri, R2, , R3, X1, X2, X3).

Dabei bezeichnet Uo den über den Ofentransformator 7 ein- gestellten Effektivwert der verketteten Spannung des als symmetrisch angenommenen Dreiphasensystems. Für die in den Lichtbögen 9 umgesetzte Gesamtwirkleistung gilt P = E Pk (Uo, Rl, R2, R3, X1, X2, X3) mit k 1, 2, 3.

Wie bereits erwähnt, verändern sich die Resistanzen Rk unS Reaktanzen Xk in jedem Ofenstrang mit der Lichtbogenlänge, wobei es jedoch einen nichtlinearen Zusammenhang zwischen den Resistanzen Rk und den Reaktanzen Xk gibt. Wenn dieser Zusammenhang bekannt ist, reduziert sich die Anzahl der un- bekannten Größen, von denen die Gesamtwirkleistung in den Lichtbögen abhängig ist, auf vier. Zur Maximierung der Ge- samtwirkleistung P können diese vier Größen mit Hilfe der vier zur Verfügung stehenden Stellgrößen, nämlich der Trans- formatorspannung Uo und den drei Stellgrößen S1, S2 und S3 zur Höhenverstellung der einzelnen Elektroden 1, 2 und 3 eingeregelt werden. Mit anderen Worten : Wenn die nicht- linearen Zusammenhänge zwischen den Resistanzen Rk und Reak- tanzen Xk durch eine nichtlineare Funktion Xk = NNk (R1, R2, R3) beschrieben werden können, ergibt sich am Maximum der Gesamtwirkleistung P ein optimales Widerstandstripel R1opt/ R2opt, R3opt, woraus sich wiederum mit den Funktionen NNk die optimalen Soll-Impedanzen Zl*, Z2* und Z3* für die Impe- danzregelung und damit die Höhenverstellung der Elektroden 1, 2,3 berechnen lassen.

FIG 3 zeigt ein Beispiel für die Regelung des Schmelzprozes- ses in dem Drehstrom-Lichtbogenofen anhand eines Block- schaltbildes. Der Lichtbogenofen 18 wird aus dem Ofentrans- formator 7 mit den verketteten Spannungen u12, u23 und ul3 gespeist. Die Abstände der Elektroden 1, 2 und 3 zu dem Schmelzgut 6 werden in Abhängigkeit von Stellsignalen S1, S2, S3 eingestellt, die von den Elektroden 1, 2 und 3 ein- zeln zugeordneten und hier in einer Impedanzregelanordnung 19 zusammengefaßten Impedanzreglern 12 bereitgestellt wer- den. Die Impedanzregelanordnung 19 erzeugt dabei die Stell- signale S1, S2, S3 in Abhängigkeit von den Regelabweichungen zwischen vorgegebenen Impedanz-Sollwerten Z1*, Z2*, Z3* und gemessenen Impedanz-Istwerten Zl, Z2, Z3 des Lichtbogenofens 18. In einer Meßeinrichtung 20 werden die Strangspannungen ulM u2M, u3M und Strangströme il, i2, i3 mit hoher Ab- tastrate kontinuierlich abgetastet und im Takt der Grund- schwingungsperiode aufbereitet. Dabei werden aus den gemes-

senen Größen ukM und ikM mit k = 1, 2, 3 die Effektivwerte der Strangspannungen Ul, U2, U3, die Effektivwerte der Strangströme I1, I2, I3, die Strangwirkleistungen P1, P2, P3 und die Ofenimpedanzen, also die Impedanz-Istwerte Zlt Z2, Z3 mit Zk = Uk/Ik berechnet. Zusammen mit den Impedanz- Istwerten werden auch die zugehörigen Resistanz-Istwerte R1, R2, R3 mit Rk = Pk/Ik2 und die Reaktanz-Istwerte X1, X2, X3 mit Xk = (Zk2-Rk2) 1/2 berechnet. Schließlich werden auch noch die thermischen Wandbelastungen Vl, V2, V3 des Lichtbo- genofens 18 durch die Lichtbögen 9 mit z. B. Vk = Pk2/Ik2 bestimmt.

Die laufend ermittelten Resistanz-Istwerte R1, R2, R3 werden einem neuronalen Netzwerk 21 zugeführt, das dazu dient, die Zusammenhänge zwischen den gemessenen Resistanz-Istwerten Rl, R2, R3 und den Reaktanz-Istwerten Xl, X2, X3 lernend zu bestimmen. Dazu erzeugt das neuronale Netzwerk 21 ausgangs- seitig drei netzwerkantworten XNN1, XNN2, XNN3, die in einer Vergleichseinrichtung 22 mit den zugeordneten Reaktanz- Istwerten X1, X2, X3 verglichen werden. In Abhängigkeit von den Vergleichsergebnissen werden in einem Lernalgorithmus 23 die Netzwerkparameter aNN1 aNN2 aNN3 des neuronalen Netz- werkes 21 im Sinne einer Verringerung der Abweichungen zwi- schen den Netzwerkantworten XNNk und den Reaktanz-Istwerten Xk verändert. Auf diese Weise werden die Zusammenhänge zwi- schen den Resistanzen Rk und den Reaktanzen Xk gelernt, wo- bei das so erhaltene Wissen ständig in Abhängigkeit von dem laufenden Prozeßgeschehen aktualisiert wird. Anstelle eines einzigen neuronalen Netzwerkes können auch drei verschiedene neuronale Netzwerke vorgesehen werden, denen eingangsseitig jeweils alle Resistanz-Istwerte Rl, R2, R3 zugeführt werden und von denen jedes neuronale Netzwerk jeweils eine Netz- werkantwort XNNk liefert. <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <P>Der gelernte Zusammenhang Xk = NNk (R1, R2, R3) wird in eine Recheneinrichtung 24 übertragen, in der auf der Grundlage des in FIG 2 gezeigten Ersatzschaltbildes die Gesamtwirk- leistung P der Lichtbögen 9 als Funktion des Effektivwertes

der verketteten Spannung U0, der Resistanzen R1, R2, R3 und der Reaktanzen X1, X2, X3 dargestellt wird. Bei einer vor- gegebenen Spannungsstufe Uo ergibt sich die maximale Wirk- leistung Pmax aufgrund der Bedingung aP/aRl 0, aP/R2 = 0 <BR> <BR> <BR> und #P/#R3 = 0. = 0. Durch Lösung dieser Gleichungen erhält man am Maximum der Wirkleistung Pmax die Resistanzwerte Rlopt, R2opt, R3opt mit Rkopt = Rkopt (Xi, X2, X3). Aufgrund des ge- <BR> <BR> lernten Zusammenhangs Xk = NNk (R1, R2, R3) erhält man in ei- nem nächsten Schritt die zu den Resistanzen R1opt, R2opt, R2opt, R3opt zugehörigen Reaktanzen X1Opts X2opt, X3opt und damit schließlich die Impedanz-Sollwerte Zl*, Z2*, Z3* mit Zk* (Rkopt2 + Xkopt2)1/2.

Die oben angegebene Bedingung, daß die Ableitung der Gesamt- wirkleistung P am Optimum nach den Resistanzen Rk null wird, ist nur zulässig, wenn keine Randbedingungen vorliegen und das globale Optimum erreicht werden kann. Da jedoch in der Regel Randbedingungen für die Strangströme ik, die ther- mische Wandbelastung Vk und die Resistanzen Rk existieren, besteht die Optimierungsaufgabe in einer Maximierung der Ge- samtwirkleistung P unter Einhaltung der Randbedingungen. Die Randbedingungen können beliebige nichtlineare Funktionen der <BR> <BR> <BR> Größen U0, Rl, R2, R3, Xl, X2, X3 sein, wobei jedoch die Zu- sammenhänge zwischen den Größen Rk und Xk aus dem in dem neuronalen Netzwerk 21 enthaltenen Wissen bekannt sind. Bei dem in FIG 3 gezeigten Blockschaltbild werden in einer Re- cheneinheit 25 aus den ermittelten thermischen Wandbela- stungen V1, V2, V3 die Nebenbedingungen für die Maximierung der Gesamtwirkleistung P ermittelt und der Recheneinrichtung 24 übergeben.

Eine alternative Ausführungsform zeigt FIG 4. Dabei werden anstelle der thermischen Wandbelastungen Temperaturmeßwerte T, die mit einer Meßeinrichtung 26 ermittelt werden, verwen- det. Überschreiten die Temperaturmeßwerte oder die ermittel- ten Wandbelastungen bestimmte kritische Werte, so wird in besonders vorteilhafter Ausgestaltung die Spannungsstufe Uo, mit der der Ofentransformator 7 eingestellt wird, nicht ver-

ringert. Eine Verringerung der Spannungsstufe Uo erfolgt erst nach Überschreiten einer zweiten kritischen Temperatur- grenze, die oberhalb der ersten kritischen Temperaturgrenze liegt.

In weiterhin alternativer Ausgestaltungsform werden sowohl die thermischen Wandbelastungen V1, V2, V3 ermittelt sowie Temperaturmeßwerte T mit einer Meßeinrichtung 26 ermittelt.

FIG 5 zeigt eine erfindungsgemäße Impedanzregelung. Dreh- strom-Lichtbogenöfen besitzen in der Regel am oberen Teil der Wand sogenannte Kühlkästen, die die Aufgabe besitzen, den Teil der Strahlungsenergie, der nicht ins Stahlbad, son- dern an die Wand strahlt, abzuführen. Diese Kühlkästen ar- beiten typischerweise mit Verdampfungskühlung oder mit Was- serkühlung. Wenn die Strahlungsenergie, die direkt an die Kühlkästen strahlt, zu groß wird bzw über einen gewissen Zeitraum zu groß ist, dann können die Kühlkästen die Energie nicht mehr vollständig abführen. Dies wird im Fall der Ver- dampfungskühlung durch einen Rückgang der Durchflußmenge an- gezeigt und im Fall der Wasserkühlung durch einen Anstieg der Wasserrücklauftemperatur.

Eine Überlastung der Kühlkästen ist zu vermeiden, da einer- seits die Kühlkästen beschädigt werden und andererseits eine Überlastung auch als Maß für den Feuerfest-Verschleiß am un- teren Teil der Wand des Lichtbogenofens angesehen werden kann. Deswegen muß eine Regelung auf eine Wärmebeaufschla- gung auf die Kühlkästen reagieren. Bisher geschah dies in der Regel dadurch, daß die Sekundärspannung heruntergestuft wurde und damit auch die Gesamtwirkleistung merklich redu- ziert wurde.

Es hat sich gezeigt, daß normalerweise nicht an allen Kühl- kästen gleichzeitig eine Wärmebeaufschlagung auftritt, son- dern meist nur an einem Kühlkasten bzw. an Kühlkästen, die im Bereich einer der drei Elektroden plaziert sind. (Jeder Kühlkasten wird derjenigen Elektrode zugeordnet, zu der der Abstand am kleinsten ist). Die erfindungsgemäße Regelung reagiert auf eine Wärmebeaufschlagung, die nur im Bereich

einer Elektrode stattfindet, dadurch, daß bei gleichbleiben- der Sekundärspannung die Strahlungsleistung der betroffenen Elektrode reduziert wird und zumindest ein Teil dieser Lei- stung an die beiden anderen Elektroden abgegeben wird. Dies wird durch eine gezielte Änderung der drei Strangimpedanzen, d. h. den Impedanzen in den Strompfaden der Elektroden, er- reicht. Die drei Strangimpedanzen werden werden mittels ei- nes Optimierungsverfahrens eingestellt. Dabei wird die Ge- samtwirkleistung maximiert mit der Rand-bzw. Nebenbedin- gung, daß die Leistung der betroffenen Elektrode um einen bestimmten Reduktionsfaktor F reduziert wird gegenüber der Leistung zu der Zeit, in der die Wärmebeaufschlagung statt- fand.

Die Regelung unterscheidet dabei, wie in Fig. 5 gezeigt, vier unterschiedliche Fälle : l. Liegt die Wärmebeaufschlagung unter einer Konstante DQ_k1, die einer ersten kritischen Temperaturgrenze entspricht, dann erfolgt kein Eingriff und die Regelung stellt die Strangimpdanzen so ein, daß die Gesamtwirkleistung aller drei Elektroden maximiert wird.

2. Liegt die Wärmebeaufschlagung zwischen den Konstanten DQK1 und DQ-K2. die einer zweiten kritischen Temperatur- grenze entspricht, dann erfolgt eine Umverteilung der Lei- stung von der betroffenen Elektrode auf die beiden anderen Elektroden, ohne daß die Sekundärspannung heruntergestuft wird. Die Leistung der betroffenen Elektrode wird um einen Reduktionsfaktor reduziert, der davon abhängt, wie stark die Wärmebeaufschlagung ist. Der Reduktionsfaktor F wird vorteilhafterweise z. B. mit <BR> <BR> <BR> F= W-DQ_K1 X0. 9<BR> <BR> <BR> DQ_ K2-DQ_ K1 berechnet, wobei mit W die Wärmebeaufschlagung bezeichnet wird.

3. Liegt die Wärmebeaufschlagung zwischen DQ-K2 und DQ-K3, die einer dritten kritischen Temperaturgrenze entspricht, dann erfolgt wegen der sehr großen Wärmebeaufschlagung so- wohl ein Herunterstufen der Sekundärspannung als auch eine

Umverteilung der Leistung der betroffenen Elektrode auf die anderen Elektroden. Z. B. könnte der Reduktionsfaktor F = 0. 9 betragen.

4. Liegt die Wärmebeaufschlagung über DQK3, dann wird die Sekundärspannung als eine Art Notaus auf eine sehr niedri- ge Trafostufe heruntergestuft.

Der Wert des Reduktionsfaktors F und die Konstanten DQ K1, DQ-K2 und DQ K3 werden an die Art der Kühlkästen und die Verhältnisse des Lichtbogenofens angepaßt. So können z. B. im Falle einer Verdampfungskühlung die Konstanten so gewählt werden, daß sie bei 10,20 und 50 Prozent Durchflußrückgang liegen, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Im Falle einer Wasser- kühlung könnten sie z. B. vorteilhafterweise so gewählt wer- den, daß sie bei 80,90 und 105 Grad Celsius der Rücklauf- temperatur liegen.

Die Reduktion der Leistung der betroffenen Elektrode um den Faktor F wird solange aufrechterhalten, bis die Wärmebeauf- schlagung abgebaut ist.

Die kritischen Temperaturgrenzen können also Temperaturen im eigentlichen Sinne, wie z. B. Kühlmitteltemperaturen oder äquivalente Größen, wie z. B. der Durchflußrückgang bei Ver- dampfungskühlung, sein.

Die Vorteile der Erfindung liegen zum einen in der Steige- rung der Produktionsgeschwindigkeit als auch in der Verrin- gerung der Schaltstufen des Versorgungstransformators. Neben der erheblichen Kostenreduktion durch die Steigerung der Produktionsgeschwindigkeit hat auch die Verringerung der Schaltvorgänge im Versorgungstrafo einen hohen wirtschaftli- chen Vorteil. Die Schaltvorgänge beim Versorgungstrafo sind die wesentlichen, die Lebensdauer des Trafos verringernden und die Wartungshäufigkeit erhöhenden Einflußgrößen. Somit verringert die Erfindung die Häufigkeit der Wartungsarbeiten am Versorgungstrafo. Dies wiederum führt zu deutlichen Ko- steneinsparungen und erhöht die Verfügbarkeit des Drehstrom- Lichtbogenofens.