¦tyrania 1962 r.POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITE) LUDOWE) OPIS PATENTOWY Nr 45262 Instytut Metalurgii Zelaza*) Gliwice, Polska KI. IB a, 4/01 Sposób suszenia pieców przemyslowych Patent trwa od dnia 9 kwietnia 1960 r.Prawidlowe wysuszenie nowo wykonanego ogniotrwalego wylozenia pieca przemyslowego, np. wielkiego pieca, w wysokim stopniu decy¬ duje o dlugosci kampanii pieca. Wylozenie wiel¬ kiego pieca suszy sie w znany sposób powie¬ trzem nagrzanym do wysokiej temperatury, np. 500°, które przeprowadza sie przez piec. Ilosc tego powietrza i temperatura podgrzania w za¬ sadzie moga byc zmieniane w ciagu suszenia w granicach, które wyznaczaja wlasciwosci po¬ siadanych urzadzen. Wiadome jest, ze nalezy unikac zbyt gwaltownego suszenia, a zarazem pozadane jest przeprowadzenie procesu susze¬ nia w jak najkrótszym czasie. Dotychczas su¬ szenie pieców przeprowadzaja praktycy na pod¬ stawie swych subiektywnych pogladów i do¬ swiadczen, gdyz nie jest jednak znany bezpo- *) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze wspól¬ twórcami wynalazku sa inz. Aleksander Ma¬ slanka i inz. Igor Panków. sredni i obiektywny sposób kontroli przebiegu usuwania wilgoci z obmurza pieca. Jedyny zna¬ ny sposób kontroli posiada charakter posredni, gdyz opiera sie na pomiarze wzrostu tempera¬ tury, który wykazuja termoelemehty wmuro¬ wane w szeregu miejsc wylozenia pieca. Przyj¬ muje sie w braku innych kryteriów oceny, ze gdy temperatura przekroczyla 109°, suszenie danego miejsca nalezy uwazac za ukonczone.Sposób ten nie daje bezposrednich danych o usuwaniu wilgoci z calego obmurza i nie moze byc uwazany za wystarczajacy do ra¬ cjonalnego prowadzenia procesu suszenia.Wynalazek polega na zastosowaniu przy su¬ szeniu pieców przemyslowych pomiaru bez¬ wzglednej wilgotnosci powietrza na wlocie i na wylocie za pomoca czujników elektrochemicz¬ nych przy równoczesnym pomiarze ilosci po¬ wietrza oraz na ustaleniu wzorcowego przebiegu suszenia, umozliwiajacego racjonalna regulacje intensywnosci suszenia w kazdym konkretnym przypadku.Pomiar wilgotnosci bezwzglednej za pomoca czujników elektrochemicznych, opartych na wlasciwosoLacli niektórych roztworów higro- skcpijnych soli, jest znany, jednakze nie jest znane jego zastosowanie przy suszeniu pieców, przemyslowych. Zastosowanie tego pomiaru wy¬ kazalo po raz pierwszy faktyczny przebieg su¬ szenia pieca z tym, ze suszenie to bylo pro¬ wadzone w sposób znany tradycyjny na podsta¬ wie wieloletniej rutyny specjalistów praktyków.Przebieg ten ilustruje krzywa A, na zalaczo¬ nym wykresie. Krzywa jest wykreslona o osiach wspólrzednych i wyraza ilosc wody n oddawa¬ nej w jednostce czasu wzgledem czasu suszenia t. Oznaczenia cyfrowe pominieto, gdyz sa one zwiazane z wielkoscia pieca, rodzajem wymu- rówki itp., zas zasadniczy charakter krzywej jest niezalezny od tych czynników.Po rozpoczeciu wprowadzania goracego po¬ wietrza do pieca, krzywa wykazuje szybki wzrost wartosci n zwiazany z nagrzewaniem sie wnetrza pieca i rychlo osiaga maximum M.W tym punkcie zachodzi bardzo gwaltowne od¬ dawanie wody z silnie nagrzanych a jeszcze mokrych scian. W zwiazku z ubytkiem wody, krzywa zaczyna opadac i przybiera w dalszym ciagu typowy ksztalt krzywej ekstynkcji, czyli krzywej oznaczajacej proporcjonalnosc zacho¬ dzacych przemian do pozostalej ilosci osrodka ulegajacego przemianie. Krzywa ekstynkcji zdaza asymptotycznie do osi czasu i wykazuje, ze po uplywie pewnego czasu t dalsze prowa¬ dzenie procesu nie ma juz praktycznego zna¬ czenia. Prowadzacym ten proces wydawalo sie, ze postepuja z najwieksza ostroznoscia, a do¬ piero poznanie faktycznego przebiegu suszenia wykazalo, ze suszenie w okresie poczatkowym bylo nadzwyczaj gwaltowne. Zbyt intensywne odparowywanie wilgoci z warstw zaprawy sty¬ kajacych sie z suszacym powietrzem powoduje powstawanie szczelin w spoiwie. Ma to powazne konsekwencje w pózniejszej eksploatacji pieca, poniewaz umozliwia wnikanie gazu i plynnego metalu wglab obmurza, powodujac jego niszcze¬ nie.W spssób wedlug wynalazku suszenie pieca przemyslowego przeprowadza sie przy dokony¬ waniu wyzej wymienionych pomiarów, wykre¬ slaniu krzywej oddawania wody w jednostce czasu wzgledem czasu i porównywaniu tej krzywej podczas suszenia z krzywa wzorcowa B, dazac do osiagniecia przebiegu oddawania wody zblizonego do tej krzywej wzorcowej. W tym celu najpierw stosuje sie lagodne warunki suszenia, wprowadzajac powietrze o tempera¬ turze nizszej niz 100°, np. 80°, w ilosci zmniej¬ szonej w stosunku do wydajnosci posiadanego urzadzenia nawiewnego. W miare nagrzewania sie wnetrza pieca, krzywa oddawania wody *. wznosi sie, mimo ze intensywnosc srodków su¬ szenia pozostaje bez zmiany. Ten samorzutny wzrost oddawania wody trwa np. okolo 2 dni, w ciagu których zostaje oddana wiekszosc wil¬ goci latwej do usuniecia. Wówczas krzywa po przejsciu przez mazimum Mi zaczyna opadac.Stwierdziwszy opadanie krzywej rozpoczyna sie podwyzszanie intensywnosci srodków suszenia, rozkladajac to podwyzszanie równomiernie na okres wynoszacy polowe spodziewanego czasu suszenia, czyli na okolo Vi t. Zwiekszenie inten¬ sywnosci srodków suszenia ujawnia sie dopiero po uplywie pewnego czasu w wyniku bezwlad¬ nosci ukladu. Krzywa po przejsciu przez mini¬ mum N wznosi sie, az do osiagniecia drugiego mazimum Mi, którego polozenie odpowiada wartosci oddawania wody znacznie wyzszej niz przy pierwszym mazimum Mi i które znajduje sie w drugiej polowie okresu suszenia. Dalsze suszenie prowadzi sie przy uzyciu mozliwie naj¬ silniejszych srodków, a wiec przy temperaturze powietrza wlotowego okolo 500° i pelnej jego ilosci, która daja urzadzenia nawiewne. Mimo tego krzywa opada, zblizajac sie w dalszym ciagu ksztaltem swym do krzywej ekstynkcji i jako taka dazy asymptotycznie do osi czasu.Z ksztaltu oraz niskiego przebiegu krzywej widac, ze dalsze suszenie nie jest juz celowe.Obie krzywe ALB, zdjete przy suszeniu pieców podobnej wielkosci za pomoca iden¬ tycznych urzadzen do ogrzewania i tloczenia powietrza, wykazuja odbiór tej samej ilosci wody w czasie t, który wyraza sie równowaz¬ noscia powierzchni miedzy krzywa a osiami, gdyz powierzchnia ta stanowi calke z ndt od zera do t.Róznica w efekcie wyrazajacym sie znacznie wieksza wytrzymaloscia wymurówki wysuszo¬ nej w sposób wedlug wynalazku zostala juz wy¬ jasniona. Nalezy jeszcze dodac, ze suszenie pro¬ wadzone w sposób tradycyjny bez pomiarów z reguly przeciagano poza czas t, co jakkolwiek dla wymurówki nieszkodliwe, zwiekszalo nie¬ potrzebnie koszt suszenia, a przede wszystkim narazalo na straty zwiazane dluzszym przesto¬ jem pieca. PL¦tyrania 1962 POLISH REPUBLIC) PEOPLE) PATENT DESCRIPTION No. 45262 Instytut Metalurgii Zelaza *) Gliwice, Poland KI. IB a, 4/01 Method of drying industrial furnaces The patent has been in force since April 9, 1960 Correct drying of the newly made refractory lining of an industrial furnace, e.g. a blast furnace, largely determines the length of the furnace campaign. The lining of the blast furnace is dried in a known manner with air heated to a high temperature, for example 500 °, which is passed through the furnace. The amount of this air and the heating temperature can in principle be changed during the drying process within the limits which determine the properties of the equipment in use. It is known that too rapid drying should be avoided, and at the same time it is desirable to carry out the drying process as quickly as possible. Until now, the drying of furnaces has been carried out by practitioners on the basis of their subjective views and experience, as it is not known directly *). The owner of the patent stated that the authors of the invention are engineers Aleksander Maslanka and engineer Igor Panków. an average and objective method of controlling the process of removing moisture from the furnace lining. The only known method of control is indirect, as it is based on the measurement of the temperature rise shown by thermocouples embedded in a number of furnace lining points. It is assumed, in the absence of other criteria of assessment, that when the temperature exceeds 109 °, the drying of the site should be considered complete. This method does not give direct data on the removal of moisture from all brickwork and cannot be considered sufficient for the rational conduct of the process. The invention consists in the application of the drying of industrial furnaces to measure the absolute air humidity at the inlet and outlet by means of electrochemical sensors with the simultaneous measurement of the amount of air, and to establish a model drying course, enabling a rational adjustment of the intensity of drying in each Measurement of absolute humidity by means of electrochemical sensors, based on the properties of Lacli of some hygroscopic salt solutions, is known, but its use in drying industrial ovens is unknown. The application of this measurement showed, for the first time, the actual drying of the oven, with the drying being carried out in a manner known conventionally on the basis of many years of routine by those skilled in the art. This course is illustrated by curve A in the accompanying diagram. The curve is plotted with coordinate axes and expresses the amount of water n returned per time unit with respect to the drying time t. The numerical designations have been omitted, because they are related to the size of the furnace, type of suction, etc., and the essential nature of the curve is independent of these factors After starting the introduction of hot air into the furnace, the curve shows a rapid increase in the value of n due to the heating of the interior of the furnace and soon reaches its maximum MW at this point there is a very rapid discharge of water from the hot and still wet walls. Due to the loss of water, the curve begins to decline and continues to take the typical shape of an extinction curve, a curve representing the proportionality of the changes taking place to the remainder of the medium undergoing transformation. The extinction curve occurs asymptotically to the time axis and shows that after a certain time t the further operation of the process is no longer of practical importance. Those who carried out this process seemed to be proceeding with the greatest caution, and only the knowledge of the actual course of the drying showed that the drying in the initial period was extremely rapid. Too intense evaporation of moisture from the layers of the mortar in contact with the drying air causes the formation of gaps in the binder. This has serious consequences in the subsequent operation of the furnace, as it allows gas and liquid metal to penetrate into the brickwork, causing its destruction. According to the invention, drying of an industrial furnace is carried out when performing the above-mentioned measurements, plotting the water discharge curve in the unit time versus time and comparing this curve during drying with the standard curve B, aiming to obtain a course of water discharge close to this standard curve. For this purpose, first, mild drying conditions are applied by introducing air at a temperature of less than 100 °, for example, 80 °, in an amount that is reduced in relation to the capacity of the existing blower device. As the furnace interior heats up, the water discharge curve *. it rises, although the intensity of the drying agents remains unchanged. This spontaneous increase in water discharge lasts, for example, about 2 days, during which most of the easily evacuated moisture is released. Then the curve, after passing through the mi mass, begins to decline. When the curve declines, the increase in the intensity of the drying agents begins, spreading this increase evenly over a period equal to half the expected drying time, i.e. around Vi t. time due to inertia of the system. The curve, after passing through the minimum N, rises until it reaches the second mazimum Mi, the position of which corresponds to a value of water discharge much higher than that of the first mazimum Mi and which is in the second half of the drying period. Further drying is carried out with the strongest possible means, that is, with an inlet air temperature of about 500 °, and the full amount provided by the blower devices. Despite this, the curve descends, still approaching the extinction curve in its shape and as such tends asymptotically to the time axis. From the shape and the low course of the curve it can be seen that further drying is no longer advisable. with the help of identical devices for heating and pressing air, they show the reception of the same amount of water at time t, which is expressed by the equilibrium of the surface between the curve and the axes, as this surface is the total of ndt from zero to t. The difference in effect expresses The significantly greater strength of the lining dried according to the invention has already been explained. It should also be added that drying carried out in the traditional way without measurements was usually extended beyond the time t, which, although harmless for the lining, unnecessarily increased the cost of drying, and, above all, risked losses related to longer furnace downtime. PL