Przedmiotem wynalazku niniejszego jest sposób doprowadzania pradu elektrycz¬ nego do rozgrzewanych materialów bez to¬ pienia, sklejania lub spiekania, przy czym jednak temperatura obróbki lezy w poblizu tej granicy temperatur. Typowym przykla¬ dem takich procesów jest odtlenianie rudy zelaznej w mieszaninie z weglem na tak zwane zelazo gabczaste/ Celem wynalazku niniejszego jest w pierwszym rzedzie proces powyzszy, chociaz wynalazek moze byc sto¬ sowany i do innych podobnych sposobów.Rozgrzewanie odbywa sie w piecu obroto¬ wym, przy czym potrzebne cieplo w ladun¬ ku osiaga sie przez przepuszczanie prze¬ zen pradu elektrycznego, co jest ogólnie przyjete i znane.Zasadnicze znaczenie posiada jednak w tym przypadku sposób doprowadzania pra¬ du do ladunku. Przede wszystkim wazne jest uzycie do tego celu tak zbudowanych elektrod, aby wykluczone bylo niebezpie¬ czenstwo uplywu pradu. Przy wchodzacych w gre ladunkach przejsciowe podwyzszenie temperatury mogloby latwo spowodowac wytworzenie sie na sciankach pieca warstw ladunku w strefie przeplywu pradu, przez które prad moze wtedy latwiej przecho¬ dzic niz przez luzny ladunek, co prowadzi do uplywu pradu. Poniewaz warstwy takiesa bardziej gorace niz ladunek, wiec po¬ wiekszaja sie one coraz bardziej, co w re¬ zultacie moze spowodowac unieruchomie¬ nie pieca. tf . W patencie polskim nr 15 317 jest opi¬ sany uklad elektrod, zmniejszajacy niebez¬ pieczenstwo tego rodzaju uplywu pradu.W patencie tym zastosowana jest zasada, polegajaca na tym, ze elektrody sa umie¬ szczone tak, ze glówne przejscie pradu moze miec miejsce w pewnym odstepie od scianek pieca, przez co zmniejsza sie nie¬ bezpieczenstwo powstawania na nich przy¬ wartych warstw ladunku. Jednak okazalo sie, ze nie mozna przekroczyc pewnej ge¬ stosci pradu na powierzchni stykowej mie¬ dzy elektroda i ladunkiem bez wywolania spiekania samej elektrody, czyli ze przy pewnym napieciu nie mozna do pieca do¬ prowadzac mocy wiekszej, niz pewna moc maksymalna. Istnieje zatem pewna sku¬ teczna powierzchnia elektrod, to znaczy powierzchnia elektrod wyznaczajaca ma¬ ksymalna wydajnosc pieca. Poniewaz po¬ wierzchnia kazdej elektrody przy wcho¬ dzacej w gre konstrukcji nie moze byc wieksza, niz pewna czesc przekroju po¬ przecznego pieca, wiec zdarza sie, ze wy¬ dajnosc pieca staje sie wskutek tego mniej¬ sza, nizby to bylo mozliwe z innych wzgle¬ dów.Przedmiotem wynalazku niniejszego jest odmienna zasada doprowadzania pra¬ du, przy zastosowaniu innej konstrukcji e- lektrod, w celu uzyskania moznosci otrzy¬ mywania znacznie wiekszej skutecznej po¬ wierzchni elektrod przy danej srednicy pie¬ ca. Zamiast przepuszczania pradu miedzy dwiema elektrodami w kierunku podluznym pieca, jak to stosowano wedlug patentu nr 15 317, prad przechodzi wedlug wynalazku niniejszego miedzy elektroda srodkowa i elektroda zewnetrzna, umieszczona na sta¬ le na sciance pieca. Powierzchnie stykowe, które biegna w tym przypadku w kierunku podluznym pieca, moga dzieki temu posia¬ dac stosunkowo duze wymiary bez potrze¬ by równoczesnego zwiekszania srednicy pieca, Oprócz tego osiaga sie nastepujaca za¬ lete pod wzgledem doprowadzania pradu, która okazala sie szczególnie wazna przy wytwarzaniu zelaza gabczastego. Jesli la¬ dunek z jakiegos powodu, np. z powodu przejsciowo zbyt duzej gestosci pradu za¬ czyna sie spiekac w strefie przeplywu pra¬ du, w masie powstaja latwo brylki; jesli sie je pozostawi, to wzrastaja one stale, pro¬ wadzac wkrótce do zaburzen w pracy. Przy umieszczeniu elektrod w kierunku po¬ przecznym pieca przeszkadzaja one dalsze¬ mu posuwaniu sie Jakich wiekszych bry¬ lek, podczas gdy umieszczenie elektrod wedlug wynalazku niniejszego nie prze¬ szkadza wyjsciu tych brylek ze strefy pradu wraz z pozostalym ladunkiem.Przy umieszczeniu elektrod wedlug wynalazku zachodzi w pewnych przypad¬ kach trudnosc utrzymania równomiernego obciazenia wzdluz calej elektrody; wynika stad, ze wskutek stale wzrastajacej tempe¬ ratury i ewentualnie takze wskutek odby¬ wajacej sie stale przemiany chemicznej, ladunek posiadalby podczas przechodzenia przez strefe pradu nierówne przewodnic¬ two elektryczne. Przy wytwarzaniu np. zelaza gabczastego odtlenianie wymaga zwiekszonego przewodnictwa ladunku, a poniewaz oprócz tego temperatura coraz bardziej wzrasta wraz ze zwiekszajacym sie odtlenianiem ladunku, przeto gestosc pradu moze wzrastac w kierunku ruchu la¬ dunku. Jesli sie jednak chce miec prad, rozdzielony równomiernie, to wade te moz¬ na wyrównac w ten sposób, ze jednej elek¬ trodzie lub obu elektrodom nadaje sie ksztalt nieco odbiegajacy od powierzchni walcowej, np. ksztalt stozkowy, co bedzie dokladniej opisane w dalszym ciagu opisu.Dalsza wada, która moze pociagnac za soba ta konstrukcja elektrod, polega na tym, ze przy obrocie pieca ladunek zawisa — 2 —miedzy srodkowa elektroda i scianka pie¬ ca, co moze byc przyczyna miejscowych przegrzan. Jesli zachodzi zatem obawa, ze moze zajsc ta niepozadana okolicznosc, to korzystnym jest takie wykonanie elektrody srodkowej, aby ladunek posiadal miejsca wolne do przejscia takze i w plaszczu srod¬ kowej elektrody. W tym celu plaszcz elek¬ trody moze byc odpowiednio podziurawio¬ ny albo podzielony na pewna liczbe pier¬ scieni (fig. 3) lub na prety, równolegle do tworzacej (fig. 5 — 6), lub podzielony w inny sposób, przy czym nalezy jednak uwa¬ zac, aby skuteczna powierzchnia elektrod nie zostala zmniejszona wiecej, niz to jest konieczne.Taki podzial elektrody wewnetrznej lub srodkowej okazal sie korzystny takze i pod innym wzgledem. Im mniejszy opór stawia elektroda przy ruchu ladunku, tym lepsze osiaga sie zmieszanie ladunku. Okazalo sie, ze przy dostatecznej szybkosci obrotu pieca przy wytwarzaniu zelaza gabczastego z mieszaniny oczyszczonej rudy i pylu weglo¬ wego, mozna osiagnac tak silne przemie¬ szanie, ze ladunek otrzymuje prawie ten sam sklad w calej strefie pradu, a przez to — prawie staly opór przy przechodze¬ niu przezen pradu. Mozliwosc ta posiada duze znaczenie przy procesie wytwarzania zelaza gabczastego.Równiez i zewnetrzna elektroda, dla której najbardziej naturalnym ksztaltem jest powierzchnia walcowa i która jest na stale umieszczona na sciance pieca, moze byc podzielona na mniejsze czesci, co mo¬ ze byc celowe ze wzgledów konstrukcyj¬ nych, zwlaszcza przy wiekszych piecach.Waznym szczególem konstrukcyjnym jest podparcie srodkowej elektrody. Przy dluzszych piecach podpory moga przecho¬ dzic przez walcowa scianke pieca w takiej odleglosci od zewnetrznej elektrody, aby nie bylo obawy przeplywu pradu wzdluz scianki. Przy krótszych piecach podpory moga byc umieszczone na czolowych sciankach pieca. W pewnych przypadkach moze byc takze celowe, aby elektroda spo¬ czywala na ramieniu, zupelnie swobodnym wzgledem pieca i wprowadzonym srodkowo przez czolowa strone pieca (fig. 7). Elek¬ troda srodkowa moze byc wtedy nierucha- ma lub tez obracana z szybkoscia inna, niz szybkosc pieca. Dzieki temu upraszcza sie doprowadzanie pradu i ewentualna wy¬ miane srodkowej elektrody. Przy przerób¬ ce ladunków o duzym przewodnictwie mo¬ ze sie zdarzyc, ze przy tej konstrukcji e- lektrod napiecie robocze pradu bedzie niz¬ sze, niz napiecie pozadane. Mozna wtedy podzielic elektrode srodkowa w osiowym kierunku (w zasadzie tak, jak to jest poda¬ ne na fig. 9) i przepuszczac prad od jednej wewnetrznej elektrody przez ladunek do elektrody zewnetrznej, a stad z powrotem przez ladunek do drugiej czesci elektrody srodkowej. Przy pewnej mocy pradu otrzy¬ muje sie wtedy podwójne napiecie i polo¬ we natezenia pradu. Moga takze wchodzic w gre piece o kilku ukladach elektrod.Na rysunku przedstawiono tytulem przykladu kilka postaci wykonania pieca obrotowego, zaopatrzonego w urzadzenia elektrodowe wedlug wynalazku niniejsze¬ go, przy czym fig. 1 przedstawia pionowy przekrój podluzny pieca; fig. 2 — wykona¬ nie urzadzenia elektrodowego, w którym wewnetrzna elektroda jest uksztaltowana jako plaszcz, zwezajacy sie stozkowo ku koncowi odplywowemu pieca; fig. 3 przed¬ stawia wykonanie wewnetrznej elektrody, podzielonej w poprzecznym kierunku lub utworzonej przez pewna liczbe czesci pierscieniowych, umieszczonych w pewnej odleglosci od siebie, liczac w kierunku po¬ dluznym; fig. 4 przedstawia widok konco¬ wy urzadzenia do podtrzymywania* elektrod pierscieniowych; fig. 5 — inna postac wy¬ konania wewnetrznej elektrody, wedlug której elektroda ta jest uksztaltowana w postaci plaszcza, rozcietego w kierunku po¬ dluznym lub zlozonego z podluznie biegna- — 3 —cych pretów lub czesci, które lacznie two¬ rza plaszcz ó przekroju pierscieniowym, uksztaltowanym walcowo, stozkowo lub w inny sposób jako bryla obrotowa; fig. 6 przedstawia widok koncowy tego urzadze¬ nia elektrody wewnetrznej; fig. 7 — prze¬ krój podluzny pieca, w którym wewnetrzna elektroda jest umieszczona na drazku, przesunietym przez srodkowy otwór w czo¬ lowej stronie pieca; drazek ten nie obraca sie wraz z piecem, wskutek czego elektroda nie bierze udzialu w obrocie pieca; fig. 8 przedstawia widok koncowy urzadzenia do podtrzymywania elektrody wewnetrznej i wspomnianego drazka lub ramienia; fig. 9 — uklad elektrody srodkowej. Elektroda ta jest podzielona na dwie czesci w taki sposób, ze prad musi przejsc najpierw od elektrody wewnetrznej przez ladunek do elektrody zewnetrznej, a stad przez ladu¬ nek do drugiej czesci elektrody srodko¬ wej. Zewnetrzny uklad pieca wedlug fig. 1 jest zasadniczo taki sam, jak pieca wedlug patentu nr 15 317, chociaz na rysunku nie uwidoczniono urzadzenia przepustowego, które nie stanowi wynalazku niniejszego, a bylo przedstawione przy koncu wpustowym pieca wedlug patentu nr 15 317.Piec obrotowy 1 obraca sie w znany spo¬ sób na krazkach 2, polaczonych parami ze soba za pomoca osi 3 i ewentualnie uksztal¬ towanych tak, ze moga sluzyc do wprawia¬ nia pieca w ruch obrotowy. Rura 4 do do¬ prowadzania powietrza jest wprowadzona dp wewnatrz pieca przez otwór 5, sluzacy do zasilania pieca. Liczba 7 oznacza otwór odplywowy dla materialu obrabianego, któ¬ ry przy wyjsciu z pieca musi przechodzic przez przedstawione na rysunku urzadze¬ nie chlodzace i przepustowe podobnego ro¬ dzaju, jak i urzadzenie opisane w patencie nr 15 317; urzadzenie to nie jest tutaj jed¬ nak blizej opisane, gdyz jest ono znane i nie jest przedmiotem wynalazku niniej¬ szego.Linia H — H przedstawia linie pozio¬ ma. Jak widac z rysunku, piec obrotowy jest pochylony nieco ku dolowi w kierunku od konca zasilajacego ku koncowi wyloto¬ wemu tak, ze podczas obrotu pieca ladu¬ nek musi samoczynnie przesuwac sie we wspomnianym kierunku.Elekroda 8 jest umieszczona na stale na wewnetrznej powierzchni walcowej pie¬ ca obrotowego, który posiada wedlug przedstawionej postaci wykonania ksztalt walcowy. Wewnetrzna elektroda 9 jest u- ksztaltowana wedlug fig. 1 jako plaszcz walcowy, ale moze byc takze uksztaltowa¬ na w inny sposób, co bedzie blizej opisane w dalszej czesci opisu. Skuteczna po¬ wierzchnia wewnetrznej lub srodkowej e- lektrody jest uksztaltowana zasadniczo ja¬ ko powierzchnia obrotowa, wspólosiowa z piecem.Liczba 10 oznacza miejsce przylaczenia pradu do elektrody 8, zwanej w dalszym ciagu takze elektroda zewnetrzna; liczba 11 oznacza miejsce przylaczenia pradu do e- lektrody wewnetrznej lub srodkowej 9, u- mieszczonej na trzech przechodzacych przez scianke pieca lacznikach 121 tworza¬ cych ze soba katy 120°. Z lacznikami tymi polaczone sa przechodzace w kierunku dlu¬ gosci pieca drazki, na których umieszczo¬ na jest elektroda wewnetrzna, a zatem sa z nia polaczone tak, ze przewodza prad elek¬ tryczny. Wspomniane drazki sa w odpo¬ wiedni sposób zamocowane na koncu wy¬ lotowym pieca.Jak poprzednio wspomniano, wynala¬ zek niniejszy rózni sie zasadniczo od opisa¬ nego we wspomnianym patencie polskim u- kladu elektrod i prowadzenia pradu przez ladunek. Róznica ta polega na tym, ze za¬ miast przepuszczania pradu miedzy dwiema elektrodami w kierunku podluznym pieca, prad wedlug wynalazku niniejszego prze¬ puszcza sie przymusowo pomiedzy srodko¬ wa elektroda i elektroda zewnetrzna, umie¬ szczona na stale na sciance pieca. Po¬ wierzchnie stykowe, które w ten sposóbprzebiegaja w kierunku podluznym pieca, moga posiadac wskutek tego stosunkowo duze wymiary bez potrzeby równoczesnego powiekszania srednicy pieca* Jak powyzej wspomniano, taki uklad elektrod wzglednie doprowadzanie pradu daje takze te korzysc, zwlaszcza przy wy¬ twarzaniu zelaza gabczastego, ze gdy la¬ dunek 14 z dowolnego powodu, np, z powo¬ du przejsciowej, przypadkowej zbyt duzej gestosci pradu, zaczyna sie spiekac w stre¬ fie przeplywu pradu, to brylki, latwo po¬ wstajace w masie materialu i, w razie po¬ zostawania ich w tej masie, stale powiek¬ szajace sie oraz w pewnych okolicznosciach wywolujace zaburzenia w pracy, przy umie¬ szczaniu elektrod wedlug wynalazku ni¬ niejszego moga wraz z pozostalym ladun¬ kiem wyjsc ze strefy pradu.Uksztaltowanie elektrod, sposób ich u- mocowania i znaczenie tych czynników dla sposobu dzialania pieca zostaly opisane poprzednio, Na fig. 2 przedstawiona jest elektroda wewnetrzna 9, tworzaca plaszcz lub po¬ wierzchnie obrotowa, stozkowo zwezajaca sie w kierunku od konca zasilajacego ku koncowi odplywowemu pieca. Jak poprzed¬ nio wspomniano, osiaga sie w ten sposób równomiernie; rozdzielony prad podczas przebiegu procesu. Zamiast tego zewnetrz¬ ny plaszcz moze byc w danym przypadku wykonany w ksztalcie stozka tak, aby odle¬ glosc pomiedzy zewnetrznym i wewnetrz¬ nym plaszczami lub elektrodami byla mniejsza przy koncu, polozonym najblizej konca wejsciowego pieca, niz na koncu przeciwleglym, lub tez obie elektrody moga byc uksztaltowane w inny odpowiedni spo¬ sób.Na fig. 3 i 4 przedstawiony jest uklad elektrody wewnetrznej, wedlug którego e- lektroda jest rozcieta w poprzecznym kie¬ runku czyli jest utworzona z pewnej liczby pierscieni 15. Pierscienie te sa oddzielone od siebie przestrzeniami posrednimi 16, li¬ czac w kierunku podluznym.Pierscienie 15 sa utrzymywane w swym polozeniu drazkami 13, w sposób podobny do opisanego poprzednio. Przy tej kon¬ strukcji elektrody ladunek moze przesu¬ wac sie przez wolne przejscia w elektro¬ dzie jak równiez i wewnatrz plaszcza ele¬ ktrody srodkowej. Usuwa sie wskutek te¬ go niedogodnosc, która w innym przypad¬ ku moglaby powstac i która polega na tym, ze przy obrocie pieca ladunek zawisa po¬ miedzy elektroda srodkowa i sciankami pieca, co powoduje miejscowe przegrzanie.W tym samym celu srodkowa elektro¬ da moze byc takze rozcieta w kierunku po¬ dluznym, jak to uwidoczniono na fig. 5 i 6; elektroda ta moze tez byc uksztaltowana z pretów 17, równoleglych do tworzacej, pomiedzy którymi pozostawione sa prze¬ biegajace podluznie przestrzenie posred¬ nie 18 o odpowiedniej wielkosci. W obu jednak przypadkach nalezy uwazac, aby nie zmniejszac wiecej, niz to jest koniecz¬ ne, skutecznej powierzchni elektrod.Poprzednio wspomniane zostaly takze i inne zalety, które uzyskuje sie w dalszym ciagu za pomoca opisanych ukladów.Elektroda zewnetrzna moze byc oczy¬ wiscie podzielona w odpowiedni sposób, jesli sie to okaze celowym.Na fig. 7 przedstawiony jest uklad, we¬ dlug którego wewnetrzna lub srodkowa e- lektroda jest umieszczona na drazku 19 lub w podobny sposób. Drazek ten przecho¬ dzi przez otwór 20 w czolowej sciance pie¬ ca w taki sposób, ze wewnetrzna elektro¬ da nie bierze udzialu w obrocie pieca. E- lektroda wewnetrzna moze byc uksztalto¬ wana w dowolny odpowiedni sposób we¬ dlug podanej poprzednio zasady. Wedlug fig. 7 i 8 elektroda ta sklada sie z pierscie¬ niowych czesci 15, oddzielonych przestrze¬ niami posrednimi 16, liczac w kierunku po¬ dluznym. Prad doprowadza sie do tych pierscieni przez drazek 19, i laczniki 22, — 5 —na których umieszczone sa czesci pierscie¬ niowe lub czesci tworzace wewnetrzna e- lektrode i uksztaltowane badz w postaci pretów (fig* 5 i 6), badz w postaci pier¬ scieni (fig. 3 i 4), badz tez w inny sposób.Elektrody srodkowe moga byc w tym urza¬ dzeniu i za pomoca tego urzadzenia utrzy¬ mywane nieruchomo podczas pracy pieca lub tez obracane z szybkoscia inna niz szyb¬ kosc obrotu pieca w tym samym lub w przeciwnym kierunku tak, ze powstaje ruch wzgledny miedzy obiema elektrodami.Zasilanie ladunkiem, powietrzem itd. moze byc wykonane wedlug tej samej za¬ sady, jaka byla opisana poprzednio w zwiazku z fig, 1- W danym przypadku dra¬ zek 19 moze byc wydrazony i zaopatrzony w otworki tak, aby przez nie mozna bylo wprowadzac do pieca powietrze. Powietrze lub inny gaz, odpowiedni do tego celu, mo- ba byc takze wprowadzane przez oddziel¬ ne otwory zasilajace, np. przez otwór 20.Wedlug fig. 9 srodkowa elektroda jest podzielona na dwie czesci 91, 92, liczac w kierunku podluznym. Obie te czesci sa przylaczone do przewodów elektrycznych, przy czym prad musi przechodzic od jed¬ nej wewnetrznej elektrody przez ladunek do zewnetrznej elektrody, a stad z powro¬ tem przez ladunek do drugiej czesci elek¬ trody srodkowej. Przy danej mocy pradu otrzymuje sie wtedy podwójne napiecie i polowe natezenia pradu.Wedlug fig. 9 elektrody skladaja sie z czesci pierscieniowych, podobnych do cze¬ sci przedstawionych na fig. 3. Oczywiscie moga byc one umieszczone takze i w inny sposób, np. wedlug jednej z opisanych po¬ przednio postaci wykonania. PL