Przy fabrykacji azotniaku znanym spo¬ sobem nieciaglym w tak zwanym piecu ka¬ dziowym, azot doprowadza sie do dna pieca i rozprowadza równomiernie w calej prze¬ strzeni wolnej.Zapoczatkowanie tej reakcji egzoter¬ micznej odbywa sie wzdluz osi ladunku karbidu na sciankach komory rurowej, u- mieszczonej w piecu, w celu wytworzenia dostatecznej ilosci ciepla, potrzebnego do tego zapoczatkowania, poczem reakcja roz¬ przestrzenia sie stopniowo nazewnatrz, Wydajnosc, uzyskiwana sposobem po¬ wyzszym, jest zawsze daleko nizsza od wy¬ dajnosci teoretycznej, a to z nastepujacych glównych powodów: 1. Azot, wprowadzony na dno pieca, nie rozprasza sie dokladnie w przestrzeni pieca. 2. Azot wnika wewnatrz masy karbidu powoli i niedostatecznie i to tern mniej, im karbid znajduje sie dalej od srodka, co przedluza azotowanie ladunku karbidu i sprzyja powstawaniu szkodliwych reakcyj wtórnych. 3. Azot nie dociera dostatecznie do miejsc, w których temperatura jest wystar¬ czajaco wysoka do przeprowadzenia reak¬ cji, ale i dosc wysoka, azeby zmiekczyc two¬ rzacy sie azotniak, wskutek czego grudy karbidu, otulone wytworzonym azotnia- kiem, pozostaja nietkniete lub malo zmie¬ nione. 4. Wskutek tego faktu, nie mozna sto¬ sowac karbidu wysokoprocentowego, ponie¬ waz przy uzyciu materjalu, zawierajacego powyzej 80% karbidu, reakcja staje sie zyw¬ sza, co zkolei podwyzsza temperature i sprzyja otulaniu karbidu przez azotniak.Stwierdzono, ze w przypadku powyzszymzawartosc azotu w wytworzonym azotniaku zmniejsza sie od srodka ku obwodowi, pod¬ czas gdy, w przeciwienstwie do tego, zawar¬ tosc karbidu, pozostalego w tym azotniaku, wzrasta.Rozmieszczenie w ladunku karbidu ka¬ nalów ciagowych, w celu wytworzenia bar¬ dziej równomiernego i przyspieszonego dzia¬ lania azotu, moze dac tylko niewielkie wyni¬ ki. Rozprzestrzenianie sie reakcji poprzez te kanaly musi pozostac bardzo ograniczo¬ ne z braku krazenia gazu i wskutek stalosci glównego osrodka reakcji, pozostajacego stale w srodku calej masy. 5. Ilosc azotu, doprowadzonego dó pie¬ ca, jest niezalezna od tego, jaka ilosc jego zostaje w piecu zwiazana, i jest uzaleznio¬ na wylacznie tylko od produkcji azotu, któ¬ ra mozna uwazac za stala, oraz od liczby pieców pracujacych, która moze byc zmien¬ na. Powstaje wiec czesto nadmiar lub niedo¬ bór azotu, co wplywa szkodliwie na reak¬ cje.Jesli przerabiany karbid jest niskopro¬ centowy, odczuwa sie nadmiar gazu, a egzo- termicznosc reakcji nie jest wystarczajaca do jej rozprzestrzeniania; reakcja w tym przypadku odbywa sie z trudem, a moze na¬ wet zupelnie ustac. Gdy natomiast stosuje sie karbid wysokoprocentowy, to wówczas, gdy wielka masa karbidu wchodzi w reak¬ cje, moze powstac brak gazu, a stad zaha¬ mowanie jego przenikania i zwolnienie re¬ akcji wraz ze wszystkiemi niedogodnoscia¬ mi, które temu towarzysza, jak: szkodliwe reakcje wtórne, dysocjacje, otulanie sie kar¬ bidu powloka azotniaku i podobne skutki.We wszystkich wiec przypadkach wiaza¬ nie sie azotu zrazu równe zeru rosnie z bie¬ giem czasu do pewnego punktu, poczem zmniejsza sie znowu i wreszcie dochodzi zpowrotem do zera. Nawet gdyby przypu¬ scic, ze to zjawisko samej reakcji nie szko¬ dzi, to jednak z poczatku i przy koncu re¬ akcji powstaje nadmiar azotu, który powo¬ duje nieprodukcyjne zuzycie gazu.Przedmiotem wynalazku niniejszego jest sposób fabrykacji, który usuwa wyzej opi¬ sane niedogodnosci i pozwala na zwieksze¬ nie szybkosci reakcji oraz wydajnosci wia¬ zania sie azotu przy uzyciu tych samych u- rzadzen z niewielkiemi zmianami.Calkowite zazotowanie masy przebiega w dwu lub wiekszej liczbie okresów, przy- czem krazenie azotu w kazdym z tych okre¬ sów jest niezalezne od jego krazenia w in¬ nych okresach.W pierwszym okresie reakcja zostaje zrazu zapoczatkowana tak, jak przy zwy¬ klym sposobie postepowania, t. j. w srodku ladunku karbidu, natomiast azot doplywa wylacznie od dolu przez rure srodkowa.Nadmiar gazu rozchodzi sie dalej po calym piecu lub uchodzi przez otwór, przewidzia¬ ny w tym celu w pokrywie.Gdy rozprzestrzenienie sie reakcji jest wystarczajace, aby temperatura zapoczat¬ kowania zapanowala juz w pewnej odleglo¬ sci od srodka, wtedy w tej odleglosci i nao¬ kolo tego pierwszego osrodka tworzy sie in¬ ne osrodki reakcji, doprowadzajac tam azot.Rozprzestrzenianie reakcji przez pierwszy osrodek, który sluzyl do jej zapoczatkowa¬ nia, zostaje wtedy calkowicie zahamowane przez zupelne odciecie doplywu azotu do tego miejsca.W tym drugim okresie reakcja rozprze¬ strzenia sie wiec przez coraz to nowe osrod¬ ki obwodowe i to tern szybciej, im tych o- srodkdw jest wiecej i im bardziej ograniczo¬ ny jest czas, potrzebny na przenikanie azo¬ tu. Przenikanie azotu i towarzyszaca mu re¬ akcja nastepuja równoczesnie z rozprze¬ strzenianiem sie ciepla, przyczem reakcja spóznia sie tern bardziej, im wieksza jest zawartosc karbidu.Wskutek powyzszego, z jednej strony, szybkosc reakcji jest wieksza, anizeli szyb¬ kosc reakcyj ubocznych, i nawet dysocjacja, szkodliwa przy azotowaniu, zostaje unie¬ mozliwiona, z drugiej zas strony, nie za¬ chodzi otulanie sie karbidu azotniakiem top- — 2 —niejacym, co pozwala na osiagniecie wiek¬ szej jednorodnosci i zwiazanie wiekszej ilo¬ sci azotu.Jest rzecza jasna, ze przy przeróbce wielkich mas karbidu mozna zastosowac trzeci okres, tworzac wedlug tej samej za¬ sady druga strefe osrodków reakcji, w celu odpowiedniego zmniejszenia odleglosci po¬ miedzy miejscami przenikania azotu/ Poza tern sposób wedlug wynalazku u- mozliwia w kazdej chwili doprowadzanie do pieca azotu w ilosci równej ilosci teoretycz¬ nej, powiekszonej o potrzebny nadmiar, w zaleznosci od stopnia czystosci karbidu prze¬ rabianego, zapewniajac najlepszy bieg reak- cyj w ciagu calego trwania przeróbki, nie liczac wahan, powodowanych przez zmiany temperatury.Sposób polega na utrzymywaniu w piecu stalego cisnienia przy pomocy urzadzenia, zwiekszajacego lub zamykajacego samo¬ czynnie doplyw gazu, gdy cisnienie spada lub rosnie.Rysunek przedstawia schematycznie przyklady pieców, sluzacych do wykona¬ nia sposobu niniejszego.Fig. 1 przedstawia przekrój pionowy pieca, fig. 2 — przekrój wzdluz linji // — // fig. 1, a fig. 3 — szczegól konstrukcji.Fig. 4 i 5 sa to widoki analogiczne do fig. 1 i 2 z uwidocznieniem mechanizmów do samoczynnego nastawiania doplywu gazu.Piec wedlug fig. 1 jest zaopatrzony w znana kadz piecowa /, wylozona materjalem ogniotrwalym, w pokrywe 2, której obrzeze jest zanurzone w rowku 3, wypelnionym piaskiem dla zapewnienia szczelnosci, w o- pornik weglowy 4, w przewody elektrycz¬ ne 5 i 6 oraz w kosz z blachy dziurkowanej, zawierajacy ladunek mialu karbidowego.Wedlug wynalazku wylozenie dna pieca jest zaopatrzone w kanal pierscieniowy 8, poza tern otwór srodkowy jest zwezony, zwy¬ kla rura doplywowa do azotu jest usunieta, jak równiez oczywiscie usuniete jest pola¬ czenie tej rury z kanalem srodkowym.Kosz spoczywa na dnie pieca, opierajac sie na warstwie mialkiego piasku, dzieki cze¬ mu czesc górna kanalu pierscieniowego jest zamknieta dnem kosza i uszczelniona war¬ stwa piasku.Dno kosza jest zaopatrzone w otwory, prowadzace do kanalu pierscieniowego, w liczbie równej liczbie zamierzonych osrod¬ ków obwodowych; w przypadku, przedsta¬ wionym na rysunku, jest ich szesc. Podczas napelniania kosza w otworach tych umie¬ szcza sie zatyczki takie, jak zatyczka do o- tworu srodkowego, lecz o mniejszej sredni¬ cy, dzieki czemu wówczas, gdy te zatyczki wraz z zatyczka srodkowa usunie sie po u- mieszczeniu kosza w piecu, powstaja kanaly 12.Przez samo rozmieszczenie tych kanalów 12 bez dalszych zmian pieca, przy zachowa¬ niu warunku, ze pozostawi sie mala prze¬ strzen pomiedzy dnem pieca a dnem kosza, pozwalajaca, aby gaz tam dochodzil i prze¬ chodzil ku górze temi kominami, uzyskuje sie juz lekka poprawe azotowania.Rurociag 13, doprowadzajacy azot, posia¬ da zasuwe 14 do regulowania doplywu. Gaz przechodzi przez kurek trój drogowy 15, któ¬ ry w polozeniu, przedstawionem na rysunku, prowadzi azot do dolnej czesci kanalu srod¬ kowego, umieszczonej w wylozeniu dna ka¬ dzi. Przed rozpoczeciem reakcji przepuszcza sie azot w ciagu krótkiego czasu przez kanal srodkowy i kanaly 12, w celu wypedzenia powietrza, poczem ogrzewa sie opornik 4.Reakcja, raz zapoczatkowana, rozprze¬ strzenia sie tern lepiej, im wieksza ilosc a- zotu bedzie przechodzila przez kanal srod¬ kowy 9.Wskutek rozprzestrzenienia sie reakcji ogrzewa sie masa karbidu, otaczajaca kanaly 12.Gdy temperatura obok kanalów 12 doj¬ dzie do temperatury zapoczatkowania, wów¬ czas obraca sie czop kurka 15 i doprowa¬ dza azot do kanalu pierscieniowego 8, z któ- — 3 —rego azot zasila kanaly 12. W tym momen¬ cie przerywa sie doprowadzenie pradu do opornika i zamyka nietylko otwór jego przej¬ scia przez pokrywe, lecz równiez i górny wy¬ lot kanalu srodkowego. Do tego celu sluzy pret 16, przechodzacy przez srodek czopa, zamykajacego otwór w pokrywie, i zaopa¬ trzony w przegubowo umocowany czop ze¬ liwny 17 ksztaltu stozka scietego. Po za¬ mknieciu wylotu kanalu 9 czopem 17 reakcja nie moze sie rozprzestrzeniac z powodu zu¬ pelnego braku azotu.Przy tym stanie pieca reakcja rozprze¬ strzenia sie od kazdego z nowych osrodków 12a az do obwodu masy karbidu. Od chwili wejscia w reakcje tych nowych osrodków, azotowanie pozostalej masy karbidu od¬ bywa sie tern szybciej im wiecej jest tych osrodków i im mniejsza fest odleglosc prze¬ nikania. Jest rzecza oczywista, ze azotowa¬ nie mozna przeprowadzic, przepuszczajac równoczesnie gaz przez kanal srodkowy i kanaly 12, a wiec nie zatrzymujac pierwsze¬ go osrodka reakcji, wydajnosc jednak w tym przypadku bedzie mniejsza.W celu ulatwienia czyszczenia kanalu pierscieniowego przed kazdem napelnieniem pieca, w wylozeniu oraz w blasze dna pieca przewidziany jest otwór 18, zamkniety ply¬ ta, uszczelniona azbestem i przyciskana sru¬ ba 19.Wskutek latwosci przenikania azotu, plaszcz kosza z dziurkowanej blachy moz¬ na zastapic blacha pelna, co czyni niepo- trzebnem stosowanie papierowych oslon do utrzymania mialu karbidowego.Zmieniajac odpowiednio powierzchnie wylozenia, mozna stosowac kosze juz uzy¬ wane, których dno zostalo znieksztalcone.Wreszcie przy uzyciu karbidu, zawiera¬ jacego azotek wapnia, sposób niniejszy jest tern bardziej korzystny.Fig. 4 i 5 rysunku przedstawiaja przy¬ klad mechanizmu do samoczynnego utrzy¬ mywania w piecu stalego cisnienia.Przewód 20, wychodzacy z górnej cze¬ sci kadzi pieca, konczy sie w glebi zamknie¬ tego zbiornika 21, na którego dnie osadza sie pyl porwany, usuwany przez otwór, zamy¬ kany nakretka 22. Drugi przewód 23 prowa¬ dzi z górnej czesfci tego zbiornika do komory manometrycznej 24, której ruchome dno sklada sie z krazka metalowego 25 i przepo¬ ny 26, która wewnetrzna krawedzia jcst przycisnieta do krazka, a krawedzia ze¬ wnetrzna— do dna komory 24. Krazek 25, jest zaopatrzony w swym srodku w pret 27, który przechodzi przez dno puszki i przez najnizsza czesc strzemienia z tasmy zelaz¬ nej 28, przymocowanego do tego dna.Strzemie sluzy równiez jako oparcie spre¬ zyny przeciwdzialajacej 29, której napiecie mozna nastawiac nakretka 30. Diitgosc preta mozna regulowac sruba o dwóch przeciw¬ nych gwintach 31. Pret jest zakonczony ma- lem kólkiem prowadniczem, które przesuwa sie w szczelinie i kieruje dzwignia 32, umo¬ cowana na osi zaworu dlawiacego 33, który zkolei reguluje przeplyw gazu. Manometr wodny 34 podaje cisnienie wewnetrzne jpie- ca, a zasuwa 35 w przewodzie, doprowadza¬ jacym gaz, jest otwarta calkowicie przy pu¬ szczaniu w ruch pieca.Gdy cisnienie w piecu jest równe zeru, napiecie sprezyny powinno byc w kazdym razie wystarczajace, aby krazek 25 znajdo¬ wal sie w swem górnem polozeniu kranco- wem, któremu odpowiada poziome polozenie klapy zaworu dlawiacego 33, t ). najwiek¬ szy otwór do gazu doprowadzanego. Naod- wrót, krancowe polozenie dolne krazka 25 odpowiada zupelnemu zamknieciu przeply¬ wu gazu. Sprezyne 29 mozna, zastapic prze¬ ciwwaga 36, osadzona ruchomo na przedlu¬ zeniu dzwigni 32.Przy otwartej zasuwie 35 i powstajacem cisnieniu wewnetrznem pieca, krazek 25 ob¬ niza sie i zawór 33 zamyka dostep gazu, az cisnienie, wystarczajace do uchodzenia ga¬ zu przez otwór pokrywy i dzialajace na kra^ zek 25, zrównowazy sie z napieciem sprezy¬ ny lub dzialaniem przeciwwagi 36. — 4 -W tym stanie jest rzecza widoczna, ze ilosc gazu, uchodzacego przez otwór pokry¬ wy, przy odrzuceniu wahan, zaleznych od temperatury, stanowi staly nadmiar w ciagu calej przeróbki. Przez zmiane napiecia spre¬ zyny lub polozenia przeciwwagi mozna zmieniac cisnienie, przy którem uchodzi a- zot, w granicach od paru milimetrów do kil¬ ku centymetrów slupa wody, dzieki czemu nadmiar gazu wahac sie bedzie odpowied¬ nio do stosunku tych granic.Z chwila zapoczatkowania reakcji i roz¬ poczecia wiazania azotu, cisnienie wewnetrz¬ ne spada i zawór 33 otwiera sie o tyle, zeby utrzymac cisnienie stale. Odwrotne zjawi¬ sko zachodzi wówczas, gdy wiazanie azotu zacznie sie zmniejszac. PL