l i*i*il*i POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 45450 KI. W-He-^/gO Huta I-go Maja*) Przedsiebiorstiuo Panstwowe Gliwice, Polska Aft */ 9/?o Piec tunelowy do nagrzewania wlewków kuzniczych Patent trwa od dnia 23 lutego 1961 r.Przedmiotem wynalazku jest piec tunelowy do nagrzewania wlewków kuzniczych zwlasz¬ cza przeznaczonych na obrecze i kola kolejo¬ we. Óotyjphczasf w kuznictwie do ogrzewania wlewków lub kesów przeznaczonych do prze¬ róbki plastycznej stosowane byly najczesciej obok pieców obrotowych piece przepychowe o róznych konstrukcjach, których odmiany zna¬ ne sa takze z patentów polskich nry 40038 i 41741. We wszystkich przypadkach wsad prze¬ pychany byl po stalym trzonie pieca, poprzez poszczególne jego strefy grzewcze za pomoca dragów (lomów) wkladanych do otworów ma¬ newrowych. Otwory te byly wykonane jeden obok drugiego wzdluz bocznych scian pieca.*) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze wspól¬ twórcami wynalazku sa inz. Zdzislaw Pietrzyk, inz. Bernard Pala, inz. Józef Sienicki, inz. Jan Szymanski i Adam Huk.Piece przepychowe nadawaly sie zwlaszcza do nagrzewania wsadu o stosunkowo duzych rozmiarach i symetrycznych ksztaltach, np. wlewków wielokatnych i kwadratowych (t zw. rygli). Natomiast nagrzewanie w piecach prze- pychowych malych wlewków o nietypowym ksztalcie, np. w postaci gruszki, przeznaczonych do obróbki plastycznej na obrecze i kola ko¬ lejowe bylo bardzo trudne i niedogodne. Trud¬ nosci i niedogodnosci wystepowaly przy prze¬ pychaniu drobnego i niekorzystnie uksztalto¬ wanego wsadu wzdluz trzonu pieca, gdyz nale¬ zalo tak manewrowac dragiem, by systematycz¬ nie wszystkie wlewki byly kolejno przesuwa¬ ne i by nie dopuscic do ich spietrzenia; Recz¬ ne przepychanie mialo takze te ujemna ce¬ che, ze poszczególne wlewki nagrzewaly sie niejednakowo (w zaleznosci od szybkosci prze¬ taczania), co powodowalo duzo wybraków z po¬ wodu niedogrzania, lub nadmiernego szkodli¬ wego przegrzewania. Przetaczanie malych wtafir-ków powodowalo opadanie i osadzanie na trzo¬ nie pieca duzej ilosci zgorzeliny (zendry), na skutek czego srednio raz w tygodniu piec mu¬ sial byc poddany remontowi. Wspólna wada pie¬ ców przepychowych byla koniecznosc zatrud¬ nienia licznej zalogi i ciezkie warunki pracy fizycznej, a poza tym duza ilosc otworów ma¬ newrowych wplywala niekorzystnie na bilans cieplny pieca i powodowala nadmierne utle¬ nianie sie wlewków.Znane piece tunelowe stosowane w hutnict¬ wie do obróbki cieplnej wyrobów metalowych, np. do wyzarzania i normalizowania, nie nale¬ zaly nigdy do grupy pieców kuzniczych lub walcowniczych. Wykorzystanie ich do nagrze¬ wania wsadu kuzniczego, przeznaczonego do obróbki plastycznej, nie bylo dotychczas moz¬ liwe, poniewaz nagrzane wlewki wychodzace z pieca na ruchomym trzonie, ulegalyby w mie¬ dzyczasie ostudzeniu i nie nadawalyby sie do obróbki plastycznej. Dla potrzeb obróbki plas¬ tycznej wsad powinien byc w piecu stopnio¬ wo nagrzewany i wyjety wtedy, gdy osiagnal najwyzsza temperature, natomiast przy obróbce cieplnej, o której wyzej wspomniano, i dla któ¬ rej sa przeznaczone piece tunelowe, wsad powi¬ nien osiagnac w zasadzie najwyzsza tempera¬ ture mniej wiecej w srodku pieca, a opusz¬ czac piec juz stopniowo ostudzony. Niemozli¬ wosc zastosowania pieca tunelowego dla kuz- nictwa wynikala z jego konstrukcji, a w szcze¬ gólnosci z calkowicie otwartej jego koncówki wyjsciowej, co nie pozwalalo koncentrowac od¬ powiedniego potencjalu cieplnego przy wyjsciu wsadu. Dlatego kuznicze piece przepychowe charakteryzuja sie tym, ze posiadaja konców¬ ke wyjsciowa calkowicie zamknieta z maly¬ mi jedynie otworami dla wypchniecia nagrze- nych wlewków.Wszystkie dotychczasowe wady i niedomaga¬ nia kuzniczych pieców przepychowych usuwa piec tunelowy nowej konstrukcji wedlug wy¬ nalazku, przeznaczony do nagrzewania wsadu kuzniczego lub walcowniczego. Piec tunelowy wedlug wynalazku, w odróznieniu od dotych¬ czasowych pieców tunelowych zaopatrzonych w strefe wstepna, grzewcza i strefe studzenia, posiada jak piece przepychowe strefe wstepna, gdzie wlewek ogrzewa sie do temperatury 700°C, strefe grzewcza o temperaturze 1250°C oraz strefe wyrównawcza o temperaturze 1200°C.Taki uklad trzech stref w piecu tunelowym zostal zastosowany po raz pierwszy. Pomimo, ze uklad stref w piecu wedlug wynalazku jest taki sam jak w piecach przepychowych trój- strefowyeh, to jednak posiada on trzon rucho¬ my, skladajacy sie z wózków przepychowych mechanicznie przez tunel pieca.Obieg wózków przechodzacych przez tunel pieca odbywal sie dotychczas obok pieca po drugim równoleglym torze, co bylo bardzo nie¬ dogodne, gdyz zajmowalo podwójna powierzch¬ nie. Wedlug wynalazku, obieg zamkniety wóz¬ ków odbywa sie w osi podluznej ponad piecem, co pozwala na zaoszczedzenie miejsca i na ewentualne wybudowanie drugiego pieca. Taki uklad obiegu wózków w piecach tunelowych byl dotychczas nieznany.Konstrukcja pieca wedlug wynalazku, oprócz usuniecia dotychczasowych wad wyzej omówio¬ nych, ma takze te wielka zalete, ze pozwala na uzyskanie powaznych oszczednosci w bi¬ lansie cieplnym pieca, przy zmniejszonym pro¬ cesie utleniania powierzchni wlewków. Do ko¬ mór grzewczych znanych pieców kuzniczych i walcowniczych doprowadza sie przez palniki mieszanke gazowo-powietrzna o nadmiarze po¬ wietrza 10%, w celu zupelnego spalania sie gazu. Z takim nadmiarem 10% powietrza spala sie mieszanke we wszystkich znanych piecach kuzniczych i przepychowych. Ma to te powazna wade, ze 10% nadmiaru powietrza w spali¬ nach o temperaturze 1250°C powoduje nad¬ mierne utlenianie sie powierzchni grzanego wsadu. W piecu wedlug wynalazku spalanie mieszanki gazowej zostalo zmienione w ten sposób, ze w strefie grzewczej gaz spala sie bez nadmiaru powietrza, natomiast nie spalo¬ ne czastki gazu zostaja spalone w strefie wstep¬ nej, gdzie temperatura wsadu wynosi 700°C.Uzyskano to przez zabudowanie w strefie wstep¬ nej dwóch dysz powietrznych (nie palników), przez które wprowadza sie dodatkowo 10% po¬ wietrza, pozwalajacego na zupelne spalenie przed wlotem do komina wszystkich resztek gazu. Doprowadzenie nadmiaru powietrza do strefy wstepnej nie powoduje intensywnego utleniania sie powierzchni wlewków, gdyz ma¬ ksymalna temperatura wlewków w tej strefie nie przekracza 700°C, Wprowadzenie dodatko¬ wego powietrza do strefy wstepnej i spalanie gazu bez nadmiaru powietrza w strefie grzew¬ czej bylo dotychczas nie znane w piecach prze¬ pychowych, ani w piecach tunelowych. Prace przepychowe trójsferowe, np. wedlug patentu nr 40038, nie posiadaja dodatkowego spalania czastek gazu w strefie wstepnej (podgrzewczej) przez zastosowanie dysz powietrznych, nato¬ miast sa zaopatrzone w strefie grzewczej w — ? -palniki: powodujace nadmiar powietrza w tej strefie.Piec do nagrzewania wsadu kuzniczego uwi¬ doczniony jest szczególowiej na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia piec w przekroju pionowym przez cala dlugosc trzonu, fig. 2 — widok z góry w przekroju wzdluz linii A—A zaznaczonej na fig. 1, a fig. 3 — przekrój pio¬ nowy, poprzeczny wzdluz linii B—B zaznaczo¬ nej na fig. 1.Na fundamencie 1 ustawiona jest stalowa konstrukcja 2 pieca, którego boczne sciany i sklepienie wylozone sa od wewnatrz cegla szamotowa. Piec podzielony jest na trzy stre¬ fy. Strefa wstepna 3 posiada najnizsze skle¬ pienie 4 i wyposazona jest w dysze 5 dopro¬ wadzajaca dodatkowe powietrze, w otwór wy¬ lotowy 6 dla goracych spalin oraz w otwór wejsciowy 7, przez który wtacza sie wózki z wsadem. Otwór wylotowy 6 jest polaczony kanalem 8 z komora 9, w której zabudowany jest rekuperator 10, sluzacy do podgrzewania powietrza. Elementy rekuperatura wykonane sa z zeliwa zaroodpornego o zawartosci 3,5% Cr. Dopuszczalna temperatura spalin w reku- peratorze wynosi 800°C, co odpowiada tempera¬ turze spalin odlotowych z pieca. Spaliny po przejsciu przez rekuperator 10 plyna kanala¬ mi 10 do komina. Rekuperator podgrzewa do okolo 400°C powietrze przeznaczone do spala¬ nia gazów w piecu, zmniejszajac w ten spo¬ sób zuzycie gazów o okolo 15f/«.Strefa grzewcza 12 posiadajaca najwyzsze sklepienie 13 wyposazona jest w szesc gazo¬ wych palników wirowych 14 (po trzy na jednej bocznej scianie) oraz we .wzierniki 15 umozli¬ wiajace kontrole nagrzewania wsadu. W stre¬ fie tej odbywa sie zasadnicze nagrzewanie wsadu do temperatury 1250°C, jednak nie do¬ prowadza sie dodatkowej ilosci powietrza po¬ trzebnego do calkowitego spalania wprowadzo¬ nego gazu. Sklepienie 13 laczy sie ze sklepie¬ niem 4 strefy wstepnej lagodnym upadem 16 a ze sklepieniem 17 strefy wyrównawczej 18 uksztaltowana w luk przegroda 19. Takie uksztaltowanie sklepienia 13 strefy grzewczej ulatwia przeplyw gazów spalinowych do stre¬ fy wstepnej 3, a utrudnia, a nawet odcina w pewnym stopniu przejscie gazów do komory wyrównawczej 18.Ostatnia strefa pieca jest strefa wyrównaw¬ cza 18 wyposazona w dwa palniki 19 (po jed¬ nym w scianach bocznych), we wzierniki 20, w sciane 21 zamykajaca czolowy otwór pieca i stykajaca sie w czesci dolnej niemal z po¬ wierzchnia platformy przesuwajacych sie wóz¬ ków 23 oraz w otwór wyjsciowy 22 wykonany * w bocznej scianie, przez który wyjmowany jest z platformy wózka 23 nagrzany wsad.Istotna cecha, a zarazem wielka zaleta wy¬ nalazku, jest zamkniecie sciana 21 wylotowego czolowego otworu 24 pieca oraz wykonanie wyjsciowego otworu 22 dla wsadu, w bocznej scianie. We wszystkich dotychczasowych zna¬ nych postaciach piecy tunelowych, stosowa¬ nych, np. do normalizacji wyrobów metalo¬ wych, otwór wyjsciowy byl calkowicie otwarty i umozliwial wyprowadzenie wyzarzonych przed¬ miotów wraz z wózkiem na zewnatrz pieca.Do nagrzewania wlewków do obróbki plastycz¬ nej taka konstrukcja pieców tunelowych nie nadawala sie, poniewaz nagrzane wlewki po wyprowadzeniu na platformie wózka z pieca, czekajac na swoja kolejke do obróbki plas¬ tycznej, w miedzyczasie ulegalyby ostudzeniu.Wedlug wynalazku wsad wyjmowany jest ma¬ nipulatorem z platformy wózka 23 przez bocz¬ ny otwór 22, a opróznione wózki Wypychane sa przez czolowy otwór 24 dopasowany scisle do jego wymiarów. Boczny otwór 22 do wyj¬ mowania wsadu jest wyposazony od zewnatrz w zasuwe 26. Kazdorazowo po wyjeciu mani¬ pulatorem kolejnego wlewka nastepuje zam¬ kniecie zasuwy.' Mechaniczne urzadzenie do ciaglego przesu¬ wania wlewków wzdluz pieca sklada sie z wóz¬ ków 23 wyposazonych w platformy wykonane z materialu ogniotrwalego i izolacyjnego, ze znanego popychacza 27 do przetaczania wóz¬ ków oraz z urzadzenia suwnicowego 28 do przenoszenia wózków nad piecem w jego osi, w obiegu zamknietym, po wyjsciu z pieca z powrotem do pozycji wejsciowej. Przenosze¬ nie wózków urzadzeniem suwnicowym nad pie¬ cem ma te zalete, ze eliminuje koniecznosc przetaczania wózków na oddzielnych torach obok pieca, co zajmowalo dotychczas duzo miejsca i zaklócaloby przy zastosowaniu we¬ dlug wynalazku ruch i wykonywanie róznych czynnosci zwiazanych z prowadzeniem pieca, manipulatorów i urzadzen kuzniczych. W obie¬ gu zamknietym wózek po wyjsciu z pieca chwytany jest przez trawerse 29 zawieszona na linach 30 suwnicy 28, a nastepnie jest unie¬ siony do góry, przesuniety do przodu pieca i opuszczony na tory 30. Po zaladowaniu wsadu wózek jest popychany przez otwór wejsciowy 7 w glab pieca, mechanicznymi popychaczami 27. — * — PL