Wynalazek niniejszy dotyczy wielkiego pieca do wytapiania metali z rud, a w szczególnosci sposobu prowadzenia go, po¬ zwalajacego na znaczne polepszenie spraw¬ nosci pieca oraz na zmniejszenie kosztów przetapiania rud w wielkich piecach. Spo¬ sób wedlug wynalazku nadaje sie w szcze¬ gólnosci do otrzymywania surówki w wiel¬ kich piecach typu zwyklego. Mozna go rów¬ niez z latwoscia zastosowac i do otrzymy¬ wania metali niezelaznych lub ich stopów.Wspólczesne wielkie piece podlegaja znacznyiri nieodlacznym od siebie i zasadni¬ czym ograniczeniom, chociaz wyczerpujace badania i prace nad ulepszeniem wielkich pieców, przeprowadzone w ostatnich la¬ tach, przyczynily sie do znacznego polep¬ szenia ich sprawnosci. W szczególnosci o- graniczenia te, których usuniecia przewaz¬ nie dotyczy wynalazek niniejszy, stanowia tak zwane „.strata wegla przez? rozpuszcza¬ nie" i „deficyt ciepla w garze pieca". Stra¬ ta wegla przez rozpuszczanie oznacza ilosc procentowa paliwa weglowego, zawartego w gazach i wobec tego straconego. Na przyklad w idealnym czyli teoretycznym wielkim piecu cala ilosc dostarczonego pa¬ liwa weglowego, z wyjatkiem ilosci, potrze¬ bnej do tfaweglenia surówki, zostaje spa¬ lona w pasie dysz, natomiast w praktyce spala sie w ten sposób tylko 70 — 80% dostarczonego paliwa, reszta zas wegla zo¬ staje utleniona w wyzszych czesciach pieca i bywa unoszoaia przez gazy wielkopiecowe, co w ostatecznym bilansie stanowi wymie¬ niona wyzej strate wegla przez rozpuszcza-nie. Strata powyzsza pochodzi stad, ze w normalnej praktyce wielkopiecowej znacz¬ na ilosc rudy osiaga strefe wysokiej temi peratury gleboko w piecu przed calkowi¬ tym odtlenieniem, wobec czego odtlenianie rudy nastepuje wedlug slabo egzotermicz* nej reakcji (1) CO + FeO = Fe + C02, tworzacy sie zas dwutlenek wegla natych¬ miast reaguje z weglem wedlug silnie endo- termicznej reakcji (2) C02 + C = 2CO.W ten sposób nie tylko zostaje stracona czesc wegla, jako paliwo w pasie dysz, lecz i gazy* unoszace sie w piecu zostaja ochlo¬ dzone przez zuiycie czesci ich ciepla uta¬ jonego na przeprowadzenie reakcji (2).Wobec tego strata wegla wskutek zjawiska „rozpuszczania" znacznie zwieksza zuzycie koksu na toime wytwarzanej surówki.Pod nazwa „deficyt ciepla^w garze pie¬ ca" nalezy rozumiec ochladzanie garu, za¬ chodzace wskutek wdmuchiwania powie¬ trza do pieca z szybkoscia wieksza od pe¬ wnej szybkosci najkorzystniejszej. Przy¬ czyna deficytu ciepla w garze prawdopo^ dobnie jest to, ze gar wykonywa zadanie, które wymaga, aby pewna minimalna ilosc ciepla, wytwarzanego w pasie dysz, byla zawarta w materialach, posiadajacych temperature znacznie wyzsza od pewnej temperatury krytycznej która, jak przyj¬ muje sie powszechnie, jest temperatura swobodnie wyplywajacego zuzla. Ta tem¬ peratura krytyczna wedlug przyjetych da¬ nych wynosi okolio 1500*0. Stwierdzono, ze aczkolwiek powyzsze rozwazenie warun^ ków i okolicznosci jest na ogól sluszne, to jednak glówna przyc^ma odgraniczenia mo¬ zliwosci pieca jest jego niezdolnosc do na¬ lezytego ogrzewania i odtleniania ladunku, zanim osiagnie on w piecu strefe wysokiej temperatury. Wobec tego, jezeli piec moze byc wykonany tak, aby dobrze spelnial swe zadanie, a wytworzone ciepla zostanie uzy¬ te z jak najwieksza korzyscia, to wytwarza¬ nie znacznej ilesei ciepla w strefie wyso^ kiej temperatury nie jeat juz niezbedne.W zwyklej praktyce wielkopiecowej ci¬ snienie gazów wielkopiecowych jest tylko cisnieniem niezbednym do wtlaczania gazu przez ogrzewacze i przewody do pieca, na¬ stepnie poprzez ladunek w piecu i na ze¬ wnatrz przez rure odbieralnika i urzadze¬ nia pomocnicze. W jirzybliieniu caly spa¬ dek cisnienia gazów zachodzi w piecu, po¬ niewaz zas cisnienie wdmuchiwanego po¬ wietrza w dyszach wynosi zazwyczaj 1,5 —2 atm, przeto srednie statyczne nadcis¬ nienie gazów w szybie pieca wynosi okolo 0,25 — 0,5 atm, to jest wynosi od 1,25 do 1,5 atm abs. Zwiekszenie cisnienia wdmu¬ chiwanego powietrza znacznie zwieksza je¬ go objetosc i szybkosc przeplywu w piecu, co przyczynia sie do zwiekszenia straty ru¬ dy unoszonej przez gazy wielkopiecowe lub tez powoduje tworzenie sie zwisów. Powyz¬ sze okolicanolci EwyWe powoduja ograni¬ czenie cisnienia wdmuchiwanego powietrza w celu ograniczenia szybkosci jego prze¬ plywu w zwyklym wielkim piecu, co sta¬ je sie przyczyna wspomnianej wyzej straty wegla przez rozpuszczanie i deficyt ciepla w garze. Jezeli cisnienie statyczne gazów w szybie pieca zostanie zwiekszone bez zna¬ czniejszego zwiekszenia szybkosci przeply¬ wu wdmuchiwanego powietrza, to strata wegla przez ro^i&saczaiiie zostanie umniej¬ szona, a zwykle straty ciepla, towarzysza¬ ce zazwyczaj zwiekszonej szybkosci: w<$mu^ chiwanego powietrza* nie wystaipia, W wielkim piecu wedlug wynalazku ni¬ niejszego sztucznie utrzymywane i regulo¬ wane jest statyczne cisnienie gazów, ltfóre jest znacznie wyzsze od cisnienia garów w szybie pieca parzy normalnym biegu zna¬ nego pieca, najlepiej lacznie za znaranym zwiekszeniem szybkosci wdmuchiwanego powietrza, dzieki czemu bilans, cieplny pie¬ ca zwsfcaje gruntownie zmieniony pod wzgledem gruntownego uswniecia straty wegla praez rozpuszczanie i deficytu ciep¬ la w garro przy jednoczesnym uniknieciu innych nfedogodn«Sci, jakie zazwyczaj to- — 2 —warzyaza zwiekszonej szybkosci wdmuchi¬ wanego powietrza, jak opisano nizej. Spo¬ sób wedlug wynalazku pozwala równiez na uzyskanie oszczednosci na paliwie podczas pracy wielkiego pieca, n^ znaczne zwiek¬ szenie wydajnosci, jak równiez na oizyaka- nie innych oszczednosci i korzysci.Jezeli szybkosc wdmuchiwanego powie¬ trza jest ta sama, co i przy normalnym bie¬ gu pieca, to jest rzecza zrozumiala, ze stra¬ ta wegla przez rozpuszczanie zostanie, praktycznie biorac, usunieta, a pojemnosc pieca zostanie zwiekszona zasadniczo w tym samym stosunku, w jakim zmniejszy sie zuzycie paliwa na tonne wytapianej su¬ rówki. Z drugiej strony, jezeli szybkosc wdmuchiwanego powietrza zostaje zwiek¬ szona w takim samym stosunku, jak bez- wzg&edne srednie cisnienie w szybie pieca, to strata wegla przez rozpuszczanie pozo¬ staje zasadniczo niezmieniona, a wydaj¬ nosc pieca zostaje zwiekszona w tym samym stosunku. W odniesieniu do wiekszosci wielkich pieców oznaczaloby to zbyt duza wydajnosc i wtedy nie byloby duzej oszcze¬ dnosci na tonne otrzymanej surówki.Wynalazek w swej najkorzystniejszej po¬ staci dotyczy zwiekszenia szybkosci wdmu¬ chiwanego powietrza, odpowiadajacego o- kolo polowie zwiekszenia sredniego bez¬ wzglednego cisnienia statycznego gazów w szybie pieca, dzieki czemu nie zachodzi strata wegla przez rozpuszczanie, a jedno¬ czesnie wydajnosc pieca zostaje zwiekszo¬ na nie tylko odpowiednio do zwiekszenia szybkosci wdmuchiwanego powietrza, lecz równiez wskutek ujawnienia sfe dodatko¬ wego czynnika, a mianowicie zmniejszenia ilosci zuzytego paliwa na tonne su¬ rówki.Wielki piec wedlug wynalazku posiada szczelne zamkniecie szybu, przewody zas, sluzace do wdmuchiwania powietrza do pieca i odprowadzania z niego gazów wiel¬ kopiecowych, sa zaopatrzone w zawory roz- rzadcze. Ponadto piec jest zaopatrzony w odpowiednie sprezarki lub wentylatory, za pomoca których cisnienie statyczne gazów wewnatrz pieca moze byc zwiekszone do o- kresionej zadanej wartosci) i utrzymywane najlepiej pomiedzy 2 i 7 atm. Cisnienie re¬ guluje sie za pomoca wspomnianych zawo¬ rów. W celu regulowania szybkosci gazów wylotowych i wdmuchiwanego powietrza korzystnie jest wielki piec zaopatrzyc po¬ nadto w chlodnice do obnizania tempera¬ tury sprezonego powietrza ponizej punktu skraplania sie pary wodnej oraz w odwad- niacz do skraplania wilgoci, zawartej w po¬ wietrzu, przed wprowadzeniem go do piers¬ cienia dyszowego. Gaz wielkopiecowy do*- prowadza sie do silnika spalinowego, silni¬ ka na gaz sprezony lub do turbiny odpo¬ wiedniej konstrukcji, sluzacych do n,ape-» dzania sprezarki wlaczonej do przeiwodu do wdmuchiwania powietrza, przy czym urza¬ dzenie jest zaopatrzone w odpowiednie odkurzacze w celu usuwania kurzu z gar zów wielkopiecowych przed wprowadze¬ niem lich do silnika. W razie potrzeby czesc gazów wielkopiecowych moze byc wprowa¬ dzana do odpowiednich podgrzewaczy w ce¬ lu podgrzewania wdmuchiwanego powie¬ trza zamiast zuzywania tych gazów w sil¬ niku sprezarki, ale glówna cecha wynalaz¬ ku jest to, ze podgrzewanie wdmuchiwane¬ go powietrza jest w wielu przypadkach niepotrzebne.Z powyzszego widac, ze w wielkim pie¬ cu, zaopatrzonym w zawory rozrzadcze, u- mieszczone w zasilajacym przewodzie po¬ wietrznym i przewodzie do odprowadzania gazów wielkopiecowych, szybkosc przeply¬ wu przez piec wdmuchiwanego powietrza przy okreslonym cisnieniu statycznym mo¬ ze byc regulowana za pomoca wymienio¬ nych zaworów w ten sposób, ze statyczne cisnienie gazu wewnatrz pieca moze byc zwiekszane wielokrotnie w zaleznosci od wymagan, przy czym gdy objetosc wdmu¬ chiwanego powietrza jest wieksza niz nor¬ malna objetosc równowaznego swiezego po- — 3 —wietrza na jednostke czasu, to sprawnosc pieca isie polepsza.W celu latwiejszego zrozumienia wyna¬ lazku na rysunku przedstawiono przyklad wykonania wielkiego pieca. Fig. 1 przed¬ stawia schemat urzadzenia wedlug wyna¬ lazku w polaczeniu ze znanym juz urzadze¬ niem wielkopiecowym, a fig. 2 przedstawia odmiane urzadzenia pomocniczego, w, której wyzyskane zostalo cisnienie gazów wylo¬ towych i wdmuchiwanego powietrza do na-« pedu silnika sprezarki.Liczba 10 oznacza znany wielki piec, zapatrzony u góry w podwójne zamknie¬ cie zaworowe i zasypowe 11, za pomoca którego potrzebne cisnienie gazów w szy¬ bie pieca 10 moze byc stale utrzymywane w czasie ladowania pieca.Prziefwód dyszowy 12 jest z,asilany wdmuchiwanym powietrzem przez prze¬ wód 13, zaopatrzony wedlug wynalazku ni¬ niejszego w zawór regulacyjny 14. Wdmu¬ chiwane (powietrze lub inny gaz jest spreza¬ ny w sprezarce 15 do odpowiedniego cis¬ nienia, np. 5 atm. Sprezone powietrze wtla¬ cza sie do odpowiedniej chlodnicy 16 w ce¬ lu usuniecia z niego ciepla sprezania i obmah zenia jego temperatury ponizej punktu skraplania ipary wodnej. Sprezone powie¬ trze przepuszcza sie nastepnie iprzez odpo¬ wiedni odwadniacz 17 w celu skroplenia wilgoci zawartej w powietrzu, tak iz przy danym cisnieniu 5 atm straca sie 75% wil¬ goci z powietrza o normalnej wilgotnosci 70o/o.Wynalazek pozwala wiec na latwe su¬ szenie wdmuchiwanego powietrza, prakty¬ cznie biorac, bez dodatkowych kosztów i przy uzyciu nieznacznych dodatkowych u- rzadzen. Zalety stosowania suchego powie¬ trza sa oczywiste, gdyz w tym przypadku temperatura w pasie dysz jesit znacznie wyzsza, niz przy wdmuchiwaniu powietrza wilgotnego.Z odwadnaac^a 17 powietrze sprezome przeprowadza sie bezposrednio do przewodu zasilajacego 13 przez zawór regulacyjny 14 bez uprzedniego podgrzewania lub tez po¬ wietrze moze byc podgrzane w podgrzewa¬ czu 18 zwyklego typu.Cisnienie statyczne gazów wewnatrz szybu 10 zamknietego pieca i szybkosc przeplywu wdmuchiwanego powietrza przez piec reguluje sie za pomoca zaworu dlawiacego 19, znajdujacego sjie w przeiwo- dzie wylotowym 20. Zawór dlawiacy 19 i zawór regulacyjny 14 moga byc nastawia¬ ne recznie lub mechanicznie w zaleznosci od wytwarzanego cisnienia. Jezeli,, jak przyjeto, cisnienie w sprezarce wynosi 5 atm i dopuszczany jest pew7ien spadek cis¬ nienia w przewodzie i podgrzewaczu, to cisnienie statyczne gazów w szybie pieca moze wzrosnac do przynajmniej 4 atm.Gazy wielkopiecowe przeprowadza sie pod cisnieniem przez odpowiedni odkurzacz 21 i nastepnie doprowadza sie je do od¬ powiedniej rozprezarki, np. do turbiny 22, której moc napedowa moze byc wyzyskana do napedu sprezarki 15, z która powyzsza turbina jest polaczona za pomoca wajów 23 i przekladni róznicowej 24. Czesc gazu wielkopiecowego moze byc uzyta do nape¬ du silnika spalinowego 25, polaczonego za pomoca przekladni róznicowej 24 ze spre¬ zarka 15. Czesc pozostalego gazu wielko- piecojwego moze byc doprowadzona przewo¬ dem 26 do podgrzewacza gazowego 18, je¬ zeli pozadane jest podgrzewanie wdmuchi¬ wanego powietrza, chociaz wedlug wynalaz¬ ku pozostawia sie to do wyboru. Pozostala czesc gazów wielkopiecowych moze byc od¬ prowadzana przewodem 27 do kotla paro¬ wego lub podobnego urzadzenia wytwarza¬ jacego moc dodatkowa, potrzebna do uru- chamiamia urzadzen przenosnikowych lub innych.Urzadzenie przedstawione na fig. 2 po¬ zwala na wyzyskiwanie wysokiego cisnie¬ nia wdmuchiwanego powietrza i gazów wielkopiecowych do uruchamiania silnika spalinowego o duzej sprawnosci z dolado- — 4 —wywaniem. Zawory Ib i 19 &§ umieszczo¬ ne jak i przedtem w przewodach powietrz¬ nym 13 i wylotowym 20. Gazy wielkopie¬ cowe sa przeprowadzane pod cisnieniem przez odkurzacz 21, a ich czesc jest do¬ starczana do silnika spalinowego 25, pola¬ czonego bezposrednio za pomoca walu 28 ze sprezarka 15, która spreza wdmuchiwa¬ ne powietrze w opisany sposób. Powietrze sprezone iprzechodzi przez chlodnice 16, od- wadniacz 17 i, w razie potrzeby, przez pod¬ grzewacz 18 zasilany gazem wielkopieco¬ wym z pieca przez przewody 20 i 26. Jak juz zaznaczono wyzej, stosowanie podgrze¬ waczy do ogrzewania wdmuchiwanego po¬ wietrza nie jest konieczne, lecz pozostawia sie.do uznania.Silnik 25 jest zasilany powietrzem sprezonym z przewodu 13 za pomoca prze¬ wodu 28 tak, iz gdy gaz wielkopiecowy i powietrze spalania sa dostarczane pod cis¬ nieniem zasadniczo wyzszym od atmosfery¬ cznego, to sprawnosc silnika 25 jest wy¬ soka. Pozostala czesc gazu wielkopiecowe¬ go przewodem 27 odprowadza sie do od¬ powiednich urzadzen w celu dalszego wy¬ zyskania ich.Podczas pracy wielkiego pieca wedlug wynalazku niniejszego cisnienie staityczne gazów wewnatrz szybu 10 pieca wzrasta w razie przymkniecia zaworu 19, przy czym cisnienie wdmuchiwanego powietrza moze byc regulowane za pomoca zaworu regula¬ cyjnego H. Zawór 19 moze byc oczywis¬ cie zastapiony zaworem regulujacym prze^ plyw gazów do turbiny, silnika lub podob¬ nego urzadzenia. Gdy statyczne cisnienie gazów w piecu osiagnie z góry okreslona wartosc, to zawór regulacyjny 19 otwiera sie recznie lub mechanicznie za ipomoca znanego urzadzenia samoczynnego, nasta¬ wianego w ten sposób, aby powietrze prze¬ chodzilo przez piec z pewna pozadana szyb¬ koscia, przy czym zawór 1U w zasilajacym przewodzie powietrznym 13 jest regulowa¬ ny recznie lub mechanicznie za pomoca od- .powiednich urzadzen w celia utrzymywania zadanej szybkosci przeplywu powietrza we¬ wnatrz pieca.Dla przykladu mozna przyjac, ze we¬ wnetrzne cisnienie statyczne gazów we¬ wnatrz pieca jest zwiekszone czterokrotnie albo tez do 4 — 5 atm. Poniewaz .wlasciwa szybkosc reakcji cial gazowych i stalych jest prosta funkcja zgeszczenia czynnika gazowego, wiec szybkosc wlasciwa spala¬ nia paliwa i odtleniania rudy lub podob¬ nego materialu wzrasta czterokrotnie. Je¬ zeli jednak szybkosc wdmuchiwanego po¬ wietrza, mp. wyrazona w kilogramach tle¬ nu na minute, jpozostajc ta sama, oo i przy zwyklym biegu wielkiego pieca, to cala pra¬ ca chemiczna, odbywajaca sie w piecu na jednostke czasu, pozostaje zasadniczo nie¬ zmieniona. Wobec tego ruda jest w rze¬ czywistosci poddawana czterokrotnie sil¬ niejszemu od normalnego dzialaniu odtle- niajacemu, co jest wiecej niz potrzeba dla zapewnienia calkowitego odtlenienia rudy na dlugo przedi jej dojsciem do czesci szy¬ bu o wysokich temperaturach. Wskutek te¬ go uzyskuje sie zasadniczo usuniecie straty wegla przez rozpuszczanie i zblizenie pod tym wzgledem biegu wielkiego pieca do dzialania idealnego wielkiego pieca.Szybkosc pobierania ciepla gazów przez ciala stale przy burzliwym przeplywie ga¬ zów jest proporcjonalna do szybkosci prze¬ plywu gazów, az do cisnien wynoszacych przynajmniej 30 atm. Poniewaz w poda¬ nym przykladzie szybkosc wdmuchiwane¬ go powietrza jest normalna, przeto wlasci¬ wa szybkosc pobierania ciepla pozostaje równiez normalna, poniewaz zas calkowite pobieranie ciepla w jednostce czasu jest, praktycznie biorac, to samo, co i przy nor¬ malnym biegu pieca, przeto mozna przy¬ jac, ze sprawnosc wymiany ciepla pomie¬ dzy gazami i ladunkiem stalym nie ulega pogorszeniu. Jednakze w pracy wielkiego pieca taka wymiana ciepla pogarsza sie w bardzo znacznym stopniu przez powstawa- — 5 —nie (kanalów w ladunku wskutek duzej szybkosci przfeplywu gazów, przy czym stwierdzono, ze znacznie mniejsze szybko¬ sci gazów niz w przykladzie wymienionym, wynoszace np. XU normalnej szybkosci, praktycznie biorac, usuwaja niebezpieczen¬ stwo powstawania takich kanalów. Dzieki temu zachodzi zasadniczo calkowita wy¬ miana ciepla pomiedzy gazami i ladunkiem, co daje pewnosc, ze wiekszosc ciepla uta¬ jonego, zazwyczaj traconego w spalinach, zostaje wyzyskana do podgrzewania la¬ dunku.Tak samo spadek cisnienia gazów, prze¬ plywajacych przez niejednorodny laduneic wielkiego pieca przy danej szybkosci prze¬ plywu, zmienia sie w stosunku odwrotnym do cisnienia ogólnego. Spadek cisnienia w piecu przy normalnej szybkosci przeplywu powietrza i czterokrotnie wiekszym staty¬ cznym cisnieniu gazu niz cisnienie normal¬ ne w znanym piecu wynosi wedlug wyna¬ lazku niniejszego okolo 0,25 atm zamiast okolo 1 atmosfery, co znacznie wplywa na wielkosc mocy wymaganej do sprezania wdmuchiwanego powietrza i na sklonnosc ladunku do zawisania. W zwyklym wielkim piecu normalny sipadek cisnienia wynosi o- kolo 1 atm przy cisnieniu wdmuchiwanegq powietrza okolo 1 atm. Wobec tego w celu czterokrotnego zwiekszenia sredniego cis¬ nienia w szybie pieca w porównaniu z cis¬ nieniem przy normalnej pracy wielkiego pieca, np. w celu wytworzenia sredniego cisnienia statycznego w szybie 4 X 1,5 = 6 atm, cisnienie wdmuchiwanego powie¬ trza; wymagane w tym przypadku nie be¬ dzie wynosilo 4X2 = 8, lecz 6 + 0,25 = 6, 25 atm bezwzglednych. Wytwarzanie o- pisanego wyzej cisnienia przedstawia inne jeszcze zalety. Na przyklad zasadnicze u- suniecie strat wegla przez rozpuszczanie i zwiekszenie sprawnosci cieplnej iprzy u- wzglednieniti innych warunków pracy pie¬ ca umozliwia znaczne zmniejszenie zuzy¬ cia koksu w stosunku do rudy, np. przez zwiekszenie ladunku pieca. Poniewaz w rozpatrywanym iprzykladzie szybkosc wdmuchiwanego powietrza jest przyjeta ja¬ ko normalna, koks spala sie z normalna szybkoscia w pasde dysz, a wydajnosc pie¬ ca zwieksza sie odpowiednio do zwieksze¬ nia ladunku. Stwierdzono, ze w tych wa¬ runkach przy uzyciu normalnie podgrzane¬ go powietrza pojemnosc pieca, obliczona np. na 406,4 t dziennie, zostanie zwiekszo¬ na do 508 t dziennie, podczas gdy zuzycie koksu zmniejsza sie z okolo 907 do 662,2 kg na kazde 1016 kg surówki.Górna granica dopuszczalnego cisnienia gazów w piecu jest wyznaczona przez stan równowagi reakcji 2 CO — C02 + Ct któ¬ ra przy zwiekszonym cisnieniu przebiega scisle od lewej strony ku prawej i podlega silnemu dzialaniu katalitycznemu zelaza metalicznego i rudy zelaznej. W ten spo¬ sób mieszanina CO i C02 zawartych w ga¬ zach, bedaca w równowadze wobec nadmia¬ ru wegla w temperaturze 900°C, zawiera okolo 3°/o C02 przy cisnieniu ogólnym 1 atm i — okolo 14°/o C02 przy cisnieniu o- gólnym 6 atm. W nizszych temperaturach zjawisko to jest jeszcze wyrazniej podkre¬ slone, np. w 700eC odpowiednie zawarto¬ sci CO i C02 wynosza 38 wielkim piecu czastkowe cisnienia gazów zositaja znacznie zmniejszone przez roz¬ cienczenie ich azotem, lecz tym nie mniej istnieje pewna granica cisnienia, której nie nalezy przekraczac ze wzgledu na prze¬ bieg wspomnianej reakcji. Stwierdzono, ze przy cisnieniu gazów okolo 10 atm zjawis¬ ko to moze wystepowac dosc wyraznie, wo¬ bec czego uwzgledniajac to oraz inne zja¬ wiska zachodzace w wielkim piecu najle¬ piej jest sposób wedlug wynalazku prze¬ prowadzac przy nizszych cisnieniach, a mianowicie przy cisnieniu 2 — 7 atm.Stwierdzono, ze w warunkach ^podanych w przykladzie ilosc ciepla w pasie dysz jest znacznie wieksza, niz wymagana. Nadmiar tego ciepla jest w rzeczywistosci tak duzy, — 6 —ze do pieca mozna wdmuchiwac powietrze zimne lacznie ze zwiekszeniem zuzycia pa¬ liwa, wskutek czego wydajnosc pieca zmniejsza sie o 7%, a ilosc koksu wymaga¬ nego na tonne surówki zmniejsza sieo 4°/o w porównaniu z dotychczasowym sposobem.Takie nieznaczne zmniejszenie wydajnosci pieca jest bez znaczenia wobec duzej osz¬ czednosci na koksie, usuniecia podgrzewa¬ czy i wyzyskania do innych celów gazów wielkopiecowych, normalnie zuzywanych na podgrzewanie wdmuchiwanego powies trza.Jezeli szybkosc wdmuchiwanego powie¬ trza zostanie zwiekszona odpowiednio do zwiekszonego cisnienia gazów w (piecu, to jest rzecza zrozumiala, ze iszybkosc reakcji chemicznych w wielkim (piecu wzrosnie za¬ sadniczo w tym samym stosunku, skad wy¬ nika, ze bilans cietplny pieca i strata wegla przez rozpuszczanie pozostana te same, co i przy dotychcaasowychsposobaeh pracy. Wo¬ bec tego istnieje scisle okreslona górna gra-» nica szybkosci powietrza, ipo przekroczeniu której traci sie znaczne korzysci pracy przy stosunkowo wysokim cisnieniu statycznym gafców, przy czym granica ta zalezy nieco mniej ód szybkosci wdmuchiwanego powie¬ trza, niz od zwiekszenia cisnienia gazów w piecu. Na ogól przyjeto, ze w praktyce z róznych wzgrledów, nie zwiazanych z ciepl¬ nymi i chemicznymi warunkami pracy pie¬ ca, granica wydajnosci wielkiego pieca zo¬ staje osiagnieta* przy wydajnosci okolo 101© ton surówki na dobe.Poniewaz zas wspólczesne wtelkie pie¬ ce posiadaja srednia wydajnosc 400 — 500 ton surówki dziennie, przeto uzyskuje sie tylko nieznaczna korzysc przy wytws rzstniu cisnienia gazu pon&d cisnienie sto¬ sowane normalnie w piecach znanych je¬ dynie w celu zwiekszenia wydajnosci pileca.Lecz, jak zaznaczono wyzej, jezeli srednie statyczne cisnienie gazów wewnatrz frieca zostanie zwiekszone, np. czterokrotnie, a wiec do okolo 6 atm, a szybkosc wdmuchi¬ wania powietrza zwiekszy sie w znacznie mniejszym stosunku, np. dwukrotnie, to o^ siaga sie oszczednosc i znaczne polepszenie warunków pracy pieca. Usuniecie straty wegla przez rozpuszczanie i uzyskanie wiekszej sprawnosci cieplnej pieca zwiek¬ sza jego wydajnosc o okolo 20Vo, lacznie zas z podwojeniem szybkosci powietrza po¬ wieksza wydajnosc pieca okolo 2,5 razy w porównaniu z wydajnoscia znanego pieca.Wobec tego wynalazek niniejszy w swej korzystnej postaci wyftonania dotyczy spo¬ sobu utrzymywania w szybie wielkiego pie¬ ca sredniego statycznego cisnienia gazów czterokrotnie wiekszego od normalnego cis¬ nienia i zwiekszenia szybkosci wdmuchiwa¬ nia powietrza, wynoszacego okolo polowy zwiekszenia statycznego cisnienia gazów.Wobec wdmuchiwania duzej ilosci po¬ wietrza stosunkowo silnie sprezonego moc sprezarki powinna byc wzieta pod uwage.Stwierdzono wbrew powszechnemu mnie*- maniu, ze wysokie cisnienie powietrza mo¬ ze obecnie powodowac zmniejszenie wiel¬ kosci mocy wymaganej do dmuchania. Je¬ zeli srednie cisnienie gazów wewnatrz pie- ea jest zwiekszone czterokrotnie, to prez¬ nosc wdmuchiwanego powietrza powinna byc zwiekszona od 0,5 —1 atm do 4 — 5 atm, co wymaga okolo potrójnej mormal*- nej mocy na jednostke szybkosci dmuchu.Przy dotychczasowym sposobie pracy pie¬ ca- praktycznie biorac cala moc uzyta do sprezania powietrza zostaje stracona na tarcie gazów podczas przechodzenia ich przez materialy wsadowe pieca, wskutek czego gazy opuszczaja piec pod cisnieniem zasadniczo atmosferycznym. Natomiast pr^y sposobie wedlug wynalazku spadek cisnienia w piecu jest tylko nieznaczny i w podanym przykladzie gaz opuszcza piec ipod cisnieniem rówfnym w przyblizeniu statycznemu cisnieniu wewnatrz pieca.Dzieki temu gaz wielkopiecowy po wyjsciu z pieca moze byc rozprezony w turbinie lub w silniku tlokowym, co pozwala na odzy- — 7 —skanie okolo 60% jego energii sprezania.Ponadto cieplo sprezania powietrza odpo¬ wiada podniesieniu jego temperatury do okolo 201°C i przewazna czesc tego ciepla moze byc odzyskana przez wymiane ciepla miedzy powietrzem sprezonym i powie¬ trzem wtlaczanym do pieca, które w ten sposób zostaje podgrzane, zanim dojdzie do silnika sprezarki. W ten sposób okolo 80% mocy uzytej na sprezanie powietrza moze byc (przetworzone na energie mecha¬ niczna i zuzyte ponownie do sprezania po- wietrza.Wobec powyzszego moc zuzyta w rze¬ czywistosci na sprezanie powiietrza przy sposobie wedlug wynalazku wynosi zale¬ dwie polowe mocy wymaganej do spreza^ nia powietrza przy dotychczasowym sposo¬ bie pracy pieca liczac na jednostke wytwo¬ rzonej surówki. W zastosowaniu wynalazku do istniejacych urzadzen wielkopiecowych urzadzenia te moga byc uzyte do wstepnego sprezania powietrza, dodatkowe zas urza¬ dzenie moze sluzyc tylko do zwiekszania dotychczasowej preznosci powietrza do preznosci zadanej. Jest oczywiste, ze spo¬ sób pracy wielkiego pieca wedlug wynalaz¬ ku niniejszego pozwala na odwadnianie wdmuchiwanego powietrza bez wydatków dodatkowych, przy czym powietrze w wiek¬ szosci przypadków moze nie byc podgrzewa¬ ne, istrate zas wegla przez rozpuszczanie, praktycznie biorac, usuwa sie calkowicie.Ponadto wydajnosc pieca danych rozmia¬ rów moze byc zwiekszona kilkakrotnie, a wieksza, czesc energii, potrzebnej na spre¬ zanie powietrza, moze byc wyzyskana.Jaikkolwiek wynalazek niniejszy zostal opisany w zastosowaniu do wytwarzania surówki i stopów zelaznych i prawdopodo¬ bnie jest najkorzystniejszy w tym zastoso¬ waniu, to jednakze nadaje sie on równiez i do wytapiania malolotnych metali nieze¬ laznych. PL