PL118136B1 - Tunnel kiln,especially for silicon steel annealingjj stali - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest piec tunelowy, uwlaszcza do wyzarzania stali krzemowej.Znany jest proces wyzarzania stali krzemowej w piecu tunelowym, w którym porcje stali krze¬ mowej sa wprowadzane na wózkach przed komore wejsciowa do komory roboczej pieca, a nastepnie wyprowadzane z pieca przez komore wyjsciowa.Stal krzemowa jest wyzarzana w ciagu okolo 70 minut w atmosferze wodoru w temperaturze do 1175°C. Wodór krazy w obiegu zamknietym, gdzie podlega czyszczeniu. Aby zapewnic prawidlowy przebieg procesu wyzarzania komore wejsciowa i wyjsciowa napelnia sie azotem a nastepnie wo¬ dorem.Pojedyncze napelnianie komór, nastepujace po za¬ ladowaniu kazdego wózka, trwa okolo 12 minut.Wodór do napelniania komory wejsciowej i wyj¬ sciowej doprowadza sie z oddzielnego zbiornika, a nastepnie doprowadza do otoczenia. Rozwiazanie powyzsze jest bardzo proste poniewaz nie wymaga -elementów sterujacych przeplywem wodoru, który nie pochodzi z atmosfery pieca. Jednakze groma¬ dzenie sie tlenku wegla pogarsza jakosc wyzarza¬ nej stali.Znane sa piece tunelowe majace komore wejscio¬ wa, komore glówna i komore wyjsciowa. Komora wejsciowa pieca tunelowego ma drzwi wewnet- Tzne oddzielajace ja od komory glównej i drzwi zewnetrzne, oddzielajace Ja od otoczenia, komora 10 15 20 25 30 wyjsciowa ma drzwi wewnetrzne, oddzielajace ja od komory glównej i drzwi zewnetrzne, oddzielaja¬ ce ja od otoczenia. Ponadto piec zawiera wózki przemieszczajace porcje stali krzemowej przez ko¬ mory pieca, obieg zamkniety wodoru, obejmujacy zespól do oczyszczania wodoru, zbiornik wodoru, przewód doprowadzajacy wodór do pieca, zaopa¬ trzony w czujnik cisnienia, regulujacy przeplywem wodoru, oraz przewód laczacy komore glówna pie¬ ca z zespolem do oczyszczania wodoru.Zgodnie z rozwiazaniem wedlug wynalazku piec zawiera przewody, laczace zespól do oczyszczania wodoru z komora wejsciowa i wyjsciowa pieca, za¬ opatrzone w zespól sterujacy doplywem wodoru do komór.Zespól do sterowania przeplywem wodoru zawie¬ ra dmuchawe, miernik przeplywu oraz zawory utrzymujace ustalony wydatek przeplywu wodoru.Zgodnie z wynalazkiem do przeplukiwania ko¬ mory wejsciowej i wyjsciowej stosuje sie woHór pochodzacy z zamknietego obwodu wodoru stano¬ wiacego atmosfere wyzarzajaca. Natomiast w zna¬ nych rozwiazaniach do przeplukiwania komór sto¬ suje sie czysty wodór ze zbiornika. W znanych roz¬ wiazaniach nie przewidziano mozliwosci zastoso¬ wania czesciowo zanieczyszczonego gazu pochodza¬ cego z pieca do przemywania komory wejsciowej i wyjsciowej bez naruszenia równowagi cisnienia panujacego w komorze glównej pieca. 1181363 118 136 4 Atmosfera wodoru w komorze glównej pieca ule¬ ga zanieczyszczeniu para wodna pochodzaca z wil¬ goci wystepujacej na zwojach wyzarzanej stalowej tasmy, tlenkiem wegla oraz tlenkami metali po- 5 chodzacymi z tasmy lub jej powloki, zanieczyszcze¬ nia gromadzace sie w atmosferze pieca moga unie¬ mozliwic zakonczenie procesu wyzarzania, co pro¬ wadzi do pogorszenia jakosci koncowego produktu.Przykladowo, gdy zawartosc tlenku wegla w atmo- 10 sferze pieca przekroczy 1,5% niewlasciwy wzrost ziaren wywoluje kruchosc tasmy ze stali krzemo¬ wej. Dlatego tez konieczna jest ciagla cyrkulacja atmosfery wyzarzajacej przez zespól oczyszczajacy, zapewniajacy oczyszczanie wodoru oraz jego su- is szenie.Mozliwe jest pominiecie etapu czyszczenia wodo¬ ru w przypadku ciaglego doprowadzania do pieca suchego, czystego wodoru ze zbiornika. Jednakze pomimo wysokich kosztów suszenia wodoru, oczysz- 20 czanie atmosfery wyzarzajacej jest tansze od sto¬ sowania swiezego wodoru. Przecieki wodoru wyste¬ pujace we wszystkich instalacjach musza byc kom¬ pensowane przez doprowadzanie do ukladu swie¬ zego czystego wodoru. Spadek cisnienia w piecu 25 wywolany przeciekami wodoru powinien byc na¬ tychmiast wyrównywany przez doprowadzenie czys¬ tego wodoru tak, aby utrzymac w piecu stale cis¬ nienie.Pomimo koniecznosci utrzymania w piecu stale- 30 go cisnienia koncepcja wynalazku opiera sie na na¬ ruszeniu równowagi cisnienia w piecu przez odpro¬ wadzenie znacznej czesci czesciowo zanieczyszczo¬ nego gazu za wylotem zespolu oczyszczajacego, ko¬ rzystnie przed suszarka. Gaz ten stosuje sie do 35 przeplukiwania komory wejsciowej i wyjsciowej pieca.Jednoczesnie taka sama ilosc czystego wodoru wprowadza sie ze zbiornika do komory glównej pieca. Rozwiazanie wedlug wynalazku zapewnia 40 obnizenie kosztów procesu. Gaz przeplukujacy ko¬ more wejsciowa i wyjsciowa odprowadza sie do otoczenia. Dlatego tez stosowanie w tym celu czes¬ ciowo zanieczyszczonej atmosfery wyzarzajacej jest tansze niz stosowanie czystego wodoru, a ponadto 45 nie wplywa niekorzystnie na wyzarzana tasme po¬ niewaz wyzarzanie prowadzi sie wylacznie w ko¬ morze glównej pieca.Przedmiot wynalazku zostal uwidoczniony w przykladzie wykonania na rysunku, który przedsta- 50 wia schematycznie piec tunelowy do wyzarzania stali krzemowej.Piec tunelowy 2 zawiera komore wejsciowa 4, komore glówna 6 oraz komore wyjsciowa 8. Ko¬ mora wejsciowa 4 ma drzwi zewnetrzne 10 oraz „ drzwi wewnetrzne 12, oddzielajace komore wejscio¬ wa od komory glównej 6. Komora wyjsciowa 8 ma drzwi zewnetrzne 14 oraz drzwi wewnetrzne 16, oddzielajace komore wejsciowa od komory glównej 6. Przez cala dlugosc pieca przechodza szyny 18, po których tocza sie wózki C przewozace zwoje tasmy w 5 ze stali krzemowej. Wózki C sa doprowadzane do komory wejsciowej 4 za pomoca suwaka 20, prze¬ mieszczanego przez silownik 22 hydrauliczny, a na¬ stepnie wprowadzane do komory glównej za pomo¬ ca suwaka 24, przemieszczanego prez silownik hy- & drauliczny 26. Wózki C sa odprowadzane z komory wyjsciowej za pomoca suwaka 28, przemieszczane¬ go przez silownik hydrauliczny 30. Komora glówna 6 jest nagrzewana w dowolny sposób.Do komory glównej 6 jest doprowadzany wodór ze zbiornika 32 przewodem 34, na którym jest osa¬ dzony zawór regulacji cisnienia.:. 36. Od zaworu 36 do komory glównej 6 prowadzi przewód 38. W ko¬ morze jest utrzymywane niewielkie nadcisnienie, rzedu 785 Pa. Wodór krazy w obiegu zamknietym od komory glównej 6 przez urzadzenie 40, w któ¬ rym jest chlodzony i oczyszczany, oraz suszarke 42 z powrotem do komory glównej 6. Azot jest dopro¬ wadzany do komory glównej 6 ze zbiornika 44 przewodem 46, na którym jest osadzony zawór 48, do komory wejsciowej 4 przewodem 50, na którym jest osadzony zawór 52, oraz do komory wyjsciowej 8 przewodem 54, na którym jest osadony zawór 56.Zgodnie z wynalazkiem, do obiegu zamknietego wodoru wprowadza sie przewód 58, majacy galaz 60 prowadzaca do komory wejsciowej 4 oraz galaz 62 prowadzaca do komory wyjsciowej 8. W galezi 60 prowadzaca do komory wejsciowej 4 oraz galaz chawa 66 oraz miernik przeplywu 68. Podobnie w galezi 62 sa osadzone zawory 70, 71, dmuchawa 72 oraz miernik przeplywu 74. Dmuchawy i mier¬ nik przeplywu moga miec dowolna konstrukcje.Przy pustej komorze glównej 6 i zamknietych drzwiach 12, 16 komora jest przeplukiwana azotem, a nastepnie napelniana wodorem. Gdy drzwi 10 sa otwarte, silownik 22 przesuwa wózek C, na którym spoczywa zwój tasmy 8 ze stali krzemowej, do ko¬ mory wejsciowej 4. Po zamknieciu drzwi 10 naste¬ puje otwarcie zaworu 52 oraz przemycie komory wejsciowej 4 azotem. Nastepnie zawór 52 zostaje zamkniety.Miernik przeplywu 68 zostaje nastawiony na po¬ zadany wydatek przeplywu, zawory 64, 65 zostaja otwarte i komora wejsciowa zostaje napelniona wo¬ dorem. W miare odprowadzania wodoru z obiegu zamknietego, obejmujacego komore glówna 6, na skutek spadku cisnienia w komorze glównej 6 ot¬ wiera sie zawór regulacji cisnienia 36, zapewniajac doplyw do obiegu zamknietego tej samej ilosci wo¬ doru. Po napelnieniu komory wejsciowej nastepu¬ je zatrzymanie dmuchawy 66 oraz zamkniecie za¬ worów 64, 65. Po otwarciu drzwi wewnetrznych 12 wózek C zostaje wprowadzony do komory glównej 6 w wyniku dzialania silownika 26. Drzwi wewne¬ trzne 12 zostaja nastepnie zamkniete, co umozliwia otwarcie drzwi zewnetrznych 10 oraz wprowadze¬ nie do komory wejsciowej 4 kolejnego wózka C.Cykl ulega powtórzeniu az do wypelnienia komo¬ ry glównej 6 pieca wózkami C.Po wypelnieniu w ten sposób komory glównej 6, co najmniej drzwi zewnetrzne 10 zostaja otwarte, umozliwiajac wprowadzenie wózka C do komory wejsciowej 4. Przy zamknietych drzwiach 10, 14, 12, 16 nastepuje otwarcie zaworów 52, 56 oraz prze¬ mycie komór 4 i 8 azotem. Po zamknieciu zaworów 52, 56 nastawia sie mierniki przeplywu 68, 74 na odpowiednie wielkosci wydatku przeplywu, otwie¬ ra sie zawory 64, 65, 70, 71 oraz uruchamia dmu¬ chawy 66/ 72 napelniajace komory 4, 8 wodorem.Zawór regulacji cisnienia 36 zapewnia doplyw do118136 5 6 obiegu zamknietego wodoru w ilosci równej ilosci wodoru odprowadzanych do komór 4, 8.Nastepnie po otwarciu drzwi wewnetrznych 12, 16 wózek C z komory wejsciowej 4 zostaje we¬ pchniety do komory glównej 6, wypychajac pierw¬ szy z kolei wózek C do komory wyjsciowej 8.Po zamknieciu drzwi 12, 16 komory 4, 8 ulegaja przemyciu azotem. Po otwarciu drzwi zewnetrznych wózek C jest wypychany z komory wyjsciowej 8 pod dzialaniem silownika 30, a kolejny wózek C jest wprowadzany do komory wejsciowej 4, po czym nastepuje powtórzenie cyklu roboczego.W korzystnym przykladzie wykonania wynalazku nowy wózek C jest wprowadzany do pieca co 70 minut, a przemywanie komór azotem i wodorem trwa od 10 do 12 minut, przy czym ilosc wodoru zuzywanego do kazdego napelnienia komory wynosi okolo 5°/o objetosci wodoru w obwodzie. Instalacja moze byc zaopatrzona w automatyczny uklad ste¬ rowania. Pozostale elementy procesu wyzarzania sa identyczne jak w znanych procesach.W przykladzie wykonania urzadzenia wedlug wy¬ nalazku w obiegu zamknietym krazy 1120 m* wo¬ doru na godzine. Ilosc wodoru stosowana do na¬ pelnienia komory wejsciowej lub wyjsciowej wyno¬ si 140 m8, a wodór jest doprowadzany z szybkoscia €70 m8 na godzine przez okolo 12 minut.Pomimo szybkiego odprowadzania wodoru z obie¬ gu rozwiazanie wedlug wynalazku zapewnia utrzy¬ manie stalego cisnienia w komorze glównej pieca.Zastrzezenia patentowe 1. Piec tunelowy, zwlaszcza do wyzarzania stali krzemowej w atmosferze wodoru, zawierajacy ko¬ more wejsciowa, zaopatrzona w drzwi wewnetrzne odchylajace komore wejsciowa od komory glównej pieca, oraz drzwi zewnetrzne, oddzielajace komore wejsciowa od otoczenia, komore wyjsciowa, zao¬ patrzona w drzwi wewnetrzne oddzielajace komore wyjsciowa od komory glównej, oraz drzwi zewne¬ trzne, oddzielajace komore wyjsciowa od! otoczenia, wózki przemieszczajace porcje stali krzemowej przez komory pieca, obieg zamkniety wodoru, prze¬ wód doprowadzajacy wodór ze zbiornika do komory glównej pieca, zaopatrzony w czujnik cisnienia, re¬ gulujacy przeplywem wodoru, oraz przewód lacza¬ cy komore glówna pieca z zespolem do oczyszcza¬ nia wodoru, znamienny tym, ze zawiera przewody (58, 60, 62) laczace wyjscie zespolu (40) do oczysz¬ czania wodoru z komora wejsciowa (4) i komora wyjsciowa (8) pieca, zaopatrzone w zespól sterujacy doplywem wodoru do komór. 2. Piec wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zes¬ pól sterujacy doplywem wodoru do komór zawiera dmuchawe (66, 72), mierniltt przeplywu (68, 74) oraz zawory (64, 65,) (70, 71) utrzymujace ustalony wyda¬ tek przeplywu wodoru. 10 15 20 25118136 54 /_ J£ 34 38A 32 ///.'/s/////////////////// ,^~7~ 42 \—58 90 66 64 70 72 ¦hi €2 DN-8, v. 203ri&2 Cena 100 zl PL PL PL

Claims (2)

1.Zastrzezenia patentowe 1. Piec tunelowy, zwlaszcza do wyzarzania stali krzemowej w atmosferze wodoru, zawierajacy ko¬ more wejsciowa, zaopatrzona w drzwi wewnetrzne odchylajace komore wejsciowa od komory glównej pieca, oraz drzwi zewnetrzne, oddzielajace komore wejsciowa od otoczenia, komore wyjsciowa, zao¬ patrzona w drzwi wewnetrzne oddzielajace komore wyjsciowa od komory glównej, oraz drzwi zewne¬ trzne, oddzielajace komore wyjsciowa od! otoczenia, wózki przemieszczajace porcje stali krzemowej przez komory pieca, obieg zamkniety wodoru, prze¬ wód doprowadzajacy wodór ze zbiornika do komory glównej pieca, zaopatrzony w czujnik cisnienia, re¬ gulujacy przeplywem wodoru, oraz przewód lacza¬ cy komore glówna pieca z zespolem do oczyszcza¬ nia wodoru, znamienny tym, ze zawiera przewody (58, 60, 62) laczace wyjscie zespolu (40) do oczysz¬ czania wodoru z komora wejsciowa (4) i komora wyjsciowa (8) pieca, zaopatrzone w zespól sterujacy doplywem wodoru do komór.

2. Piec wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zes¬ pól sterujacy doplywem wodoru do komór zawiera dmuchawe (66, 72), mierniltt przeplywu (68, 74) oraz zawory (64, 65,) (70, 71) utrzymujace ustalony wyda¬ tek przeplywu wodoru. 10 15 20 25118136 54 /_ J£ 34 38A 32 ///.'/s/////////////////// ,^~7~ 42 \—58 90 66 64 70 72 ¦hi €2 DN-8, v. 203ri&2 Cena 100 zl PL PL PL