17.X.1961 Francja Opublikowano: 30.IV.1966 50883 KI. 80 c, 17/50 MKP C-64-r . A UKD BIBLIOTEKA Urasedu lV*enlow*go Twórca wynalazku i Louis Simon Poursin, Paryz (Francja) wlasciciel patentu: Sposób wypalania przedmiotów czesciowo palnych oraz urzadzenie do stosowania tego sposobu Przedmiotem wynalazku jest sposób wypalania przedmiotów czesciowo palnych, które zawieraja na przyklad zwiazany wegiel, przy czym ten zwia¬ zany wegiel jest wykorzystywany do dostarczania przynajmniej czesci kalorii, potrzebnych do tego wypalania.Sposób ten jest stosowany zwlaszcza do obróbki produktów palnych, jak lupki, wegla kamiennego, stosowanych do produkcji wyrobów ceramicznych i ogniotrwalych. Wypalanie wedlug wynalazku po¬ lega na tym, ze przedmiot obrabiany podgrzewa sie do temperatury, w której zaczyna sie reakcja spalania paliwa zwiazanego, kiedy albo same albo jedno po drugim, albo jednoczesnie gorace gazy i gorace albo zimne powietrze i/albo para prze¬ grzana sa wdmuchiwane do komory, w której znaj¬ duje sie obrabiany przedmiot, przy czym pozadany przebieg temperatury w czasie uzyskuje sie przez wdmuchiwanie do tej komory' odpowiedniej ilosci powietrza i przegrzanej pary.Jest oczywiscie mozliwe otrzymanie pozadanego wykresu temperatury w czasie przez to, ze z jednej strony sterowana jest reakcja egzotermiczna* od¬ powiadajaca spalaniu wegla zwiazanego w produk¬ cie obróbki, a która przebiega przy pomocy wdmu¬ chiwanego powietrza, i z drugiej strony reakcja endotermiczna pomiedzy wdmuchiwana ipare wo¬ dna przegrzana przy jej zetknieciu z doprowadzo¬ nym weglem o wysokiej temperaturze przez re¬ akcje spalania. 10 15 20 30 Wedlug dalszej cechy znamiennej wynalazku od¬ zyskuje sie cieplo, które znajduje sie w koncowych produktach, przy procesie ochladzania po wypala¬ niu i w gazach dymnych powstajacych przez spa¬ lanie, cieplo to jest w odpowiedniej ilosci dopro¬ wadzane do komory, w której ma miejsce pod¬ grzewanie, i (albo) do komory, w której nastepuje wlasciwe wypalenie, w postaci goracych gazów, albo goracego powietrza, albo do kotla rekupera- cyjnego wytwarzajacego wspomniana pare prze¬ grzana.Wynalazek dotyczy takze urzadzenia do stoso¬ wania sposobu wedlug wynalazku. Urzadzenie to jest znamienne tym, ze zawiera jedna albo wiecej komór, w których dokonuje sie wypalanie wspom¬ nianych wyrobów czesciowo palnych, przy czym przed tym wypalaniem stosuje sie podgrzewanie, a po nim chlodzenie wyrobu, przy czym komory le¬ zace pomiedzy wejsciem i wyjsciem sa zaopatrzo¬ ne w uklady, które pozwalaja na wdmuchiwanie zimnego powietrza, podgrzanego powietrza i prze¬ grzanej pary w ilosciach regulowanych, jak rów¬ niez na odprowadzenie ewentualnie na czesciowe powtórne wprowadzenie do obiegu produktów spalania.Wedlug postaci wykonania wynalazku, urzadze¬ nie stanowi piec tunelowy, wzdluz którego przesu¬ wane sa obrabiane przedmioty, przy czym wypa¬ lanie tych przedmiotów dokonuje sie w jednej stre¬ fie pieca tunelowego, posiadajacego urzadzenie re- 5088350883 3 4 gulacyjne, pozwalajace na jednoczesne albo nieje- dnoczesne wdmuchiwanie powietrza lub pary wo¬ dnej tak, ze dany wykres temperatury w tej stre¬ fie moze byc utrzymany z ewentualnym dodatko-. wym spalaniem paliwa i zawracaniem spalin do obiegu.Wynalazek jest blizej objasniony na rysunkach, na których fig. 1 uwidocznia przyklad wykresu temperatury., przy stosowaniu sposobu wypalania w piecu tunelowym wedlug wynalazku, fig. 2 jest schematycznym przekrojem podluznym pieca tu¬ nelowego wedlug wynalazku z czesciowym odslo- .....riieciem czesci, a fig. 3 jest przekrojem poprzecz- , "nym pieca tunelowego wzdluz linii III — III figu¬ ry 2 w wiejkszej skali.Wypalanie produktów czesciowo palnych, na przyklad lupków wegla kamiennego, pozostalosci haldy stosowanych do wyrobu cegiel ceramicznych albo ogniotrwalych stawia specjalne zadania, zwla¬ szcza odnosnie regulacji temperatury podczas re¬ akcji, spalania, wlasciwego wypalania i chlodzenia.Fig. 1 uwidocznia przykladowo wykres, który po¬ daje temperature obrabianego przedmiotu w zalez¬ nosci od jego polozenia w piecu tunelowym, w któ¬ rym cyrkuluje z szybkoscia praktycznie jednostaj¬ na. Ten wykres odpowiada obróbce termicznej ce¬ giel wykonanych z lupków wegla kamiennego, za¬ wierajacych 700—800 kalorii na kilogram produktu w stanie surowym i suchym. Z wykresu wynika, ze obrabiany przedmiot jest stopniowo podgrzewa¬ ny od temperatury otoczenia do temperatury a w poblizu 450°C do 500°C.Ten zakres A odpowiada podgrzaniu przedmio¬ tów, które poprzedza zapalenie zwiazanego wegla, które nastepuje gdy punkt a zostanie osiagniety.Wtedy .dopuszcza sie aby temperatura podniosla sie od a az do wartosci b rzedu wielkosci 850°C. Ta temperatura utrzymywana od punktu b az do pun¬ ktu c krzywej, odpowiada wlasciwemu przebiego¬ wi reakcji, podczas którego zostaje wydalony caly zwiazany wegiel. Wedlug wynalazku podczas prze¬ biegu procesu, do komory, w której znajduje sie obrabiany przedmiot jest wdmuchiwane z jednej strony powietrze, które dzialajac na wegiel w wy¬ sokiej temperaturze wytwarza gaz poprzez znana reakcje egzotermiczna, a z drugiej strony — prze¬ grzana pare wodna, która takze wegiel przemienia i poprzez reakcje egzotermiczna wytwarza gaz wo¬ dny.Mozna oczywiscie temperature obrabianego przedmiotu nastawic pomiedzy punktami b i a na z góry okreslona stala wartosc w ten sposób, ze doplyw powietrza i pary do komory, w której ma miejsce przebieg reakcji odpowiadajacy wydziela¬ niu zwiazanego wegla, jest odpowiednio regulowa¬ ny, przy czym ewentualnie w odpowiednich miej¬ scach sa wdmuchiwane obojetne gazy albo spaliny, aby otrzymac prawidlowa regulacje temperatury.Gaz wodny zostaje spalony badz calkowicie w komorze, w której ma miejsce reakcja spalania, badz tylko- czesciowo, przy czym pozostaly gaz zmieszany albo nie zmieszany ze spalinami, jest doprowadzony do kotla rekuperacyjnego albo do innego urzadzenia termicznego, mogacego wykorzy¬ stac jego kalorie, które odpowiadaja wartosci opa¬ lowej mieszaniny i ciepla spalin. W przypadku produktu mniej zasobnego w kalorie niz produkt w omawianym przykladzie, nalezy w strefie spala¬ nia spalic dodatkowe paliwo, doprowadzone przez dysze albo palniki odpowiednio^w piecu.Nalezy zauwazyc, ze poza punktem c tempera¬ tura produktu obróbki wzrasta na nowo i przy punkcie d osiaga wartosc w poblizu od 1000 do 1050°C. Temperatura osiagnieta w punkcie d jest utrzymywana z niewielkim tylko. wzrostem az do punktu e, Odpowiada ona wlasciwemu wypalaniu przedmiotu obróbki. To wypalanie zakancza faza reakcji spalania. Nalezy tu zauwazyc, ze poczawszy od temperatury 950°C porowatosc obrabianych przedmiotów nie wystarcza do wydzielania zwiaza¬ nego paliwa, wskutek czego przedmiot obróbki pod¬ czas wypalania albo wytwarzania gazu wodnego jest utrzymywany w granicznej temperaturze 850°C.Na krzywej uwidocznionej na fig. 1, B jest strefa odpowiadajaca fazie spalania i obejmuje: odcinek krzywej a — b (wzrost temperatury na poczatku spalania), odcinek b—c (reakcja spalania i wytwa¬ rzanie gazu wodnego) i odcinki d—c i d—e (kon¬ cowe wypalanie produktów).Litera C oznaczona jest strefa, odpowiadajaca fa¬ zie chlodzenia produktów, w której produkty te stopniowo przechodza od najwyzszej swej tempe¬ ratury wynoszacej 1000 do 1500°C, osiagnietej w punkcie e, do temperatury w poblizu temperatury otoczenia, osiagnietej w miejscu f.Wykonywanie powyzszego sposobu obróbki przy pomocy pieca tunelowego jest objasnione nastepu¬ jaco w odniesieniu do fig. 2 i 3.Fig. 2 i 3 uwidoczniaja schematycznie w przekro¬ ju podluznym i w przekroju poprzecznym, w skali powiekszonej, piec tunelowy do wypalania czescio¬ wo palnych przedmiotów sposobem wedlug wyna¬ lazku. Liczba 10 oznacza piec w calosci, którego sklepienie 11 spoczywa na bocznych murach 12 i 13.Wsad 14, stanowiacy na przyklad stos cegiel z lupków, jest w piecu umieszczony na wózkach 15, które tworza ruchomy pomost i sa przesuwane w piecu na szynach w kierunku wzdluz.Uszczelnienie pomiedzy platformami wózków 15 i dolnymi bocznymi scianami pieca uzyskuje sie za pomoca znanego urzadzenia, na przyklad rynien napelnionych piaskiem, podczas gdy uszczelnienie pomiedzy sasiednimi wózkami uzyskuje sie za po¬ moca azbestowych uszczelek albo po prostu przez odpowiednia obróbke sasiednich powierzchni. Prze¬ suwanie wózków dokonywane jest przez mechani¬ czne albo hydrauliczne urzadzenie 16 znanej kon¬ strukcji, które dziala jak, popychacz i przesuwa ze¬ spól wózków z zadana szybkoscia naprzód.Fig. 1, która przedstawia przebieg temperatury przedmiotu obróbki podczas procesu wypalania, i fig. 2, która pokazuje piec w przekroju podluz¬ nym, sa na rysunku jedna z druga w ten sposób ustawione, ze temperatury podane na fig. 1 jako rzedne sa wprowadzone w róznych miejscach pie¬ ca tunelowego 10 przedstawionego, na fig. 2, które to miejsca okreslaja odciete. Takie ustawienie ulatwia zrozumienie rozmieszczenia urzadzen po¬ mocniczych pieca, przeznaczonych do regulacji temperatury wzdluz niego. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 605 50883 6 Na fig. 2, kólka 20 i czarne krazki 21 oznaczaja otwory, przez które sa wdmuchiwane do pieca po¬ wietrze i przegrzewana para.Fig. 3, pokazuje dokladniej rozmieszczenie otwo¬ rów 20 do doprowadzenia powietrza i otworów 21 do doprowadzenia przegrzanej pary, w przekroju poprzecznym pieca. Z tej figury wynika, ze szcze¬ gólnie doprowadzenie powietrza miesci sie naprze¬ ciw doprowadzenia pary, przy czym powietrze i para sa doprowadzane rurociagami do odpowied¬ nich otworów, rozmieszczonych po obu stronach wzdluz pieca, przy czym przewód do doprowadze¬ nia powietrza (na ogól podgrzanego) jest oznaczony liczba 22 a przewód do doprowadzenia 'przegrzanej pary liczba 23. Przewidziane sa przedstawione sche¬ matycznie na fig. 3 — urzadzenie regulacyjne przy kazdym wlocie, powietrza albo pary i moga byc takze przewidziane urzadzenia regulacyjne do je¬ dnoczesnej regulacji kilku grup lub zespolów re¬ gulacyjnych powietrza lub pary.Na koncu pieca, odpowiadajacym miejscu wpro¬ wadzania obrabianych przedmiotów, 14, znajduje sie komin 30 osadzony w sklepieniu 11. Laczniki rurowe, z których w przedstawionym przykladzie sa trzy oznaczone liczbami 31, 32, 33 sa przewi¬ dziane nad- sklepieniem 11 w celu odprowadzania spalin powstajacych w strefie B pieca. Spaliny te sa wsysane przez wentylator albo przez dmuchawe 35 w zbiorczy przewód 34, w który wchodza laczni¬ ki rurowe i który doprowadza je do urzadzen ciepl¬ nych, w których jest wykorzystywana reszta war¬ tosci opalowej albo cieplo mieszaniny gazu wod¬ nego i spalin.W przedstawionym przykladzie urzadzeniem ter¬ micznym jest kociol rekuperacyjny 36 sluzacy do wytwarzania pary przegrzanej, wdmuchiwanej do pieca przez otwory 21.Na koncu pieca, którym wychodza wsady 14 po obróbce cieplnej, przewidziane sa dwa wpusty swie¬ zego powietrza 40 i 41, przez które jest ono wdmu¬ chiwane do strefy C, w której nastepuje chlodze¬ nie obrabianego przedmiotu. Powietrze to jest za¬ sysane z zewnatrz za pomoca dmuchawy albo wen¬ tylatora 42, Powietrze cyrkulujace poczawszy od laczników rurowych 40 i 41 w kierunku strzalki f ogrzewa sie przy zetknieciu z wsadami 14, które ono ochla¬ dza i przez które ono po podgrzaniu przez otwory przewidziane w scianie pieca, albo laczniki ru¬ rowe 43 i 44 zostaje wprowadzone. Wentylator ssa¬ cy 45 prowadzi podgrzane powietrze do miejsca urzadzenia, w którym ono moze by wykorzysta¬ ne, na przyklad do przewodów 22 zasilajacych stre¬ fe reakcji B, jak równiez do niektórych miejsc nie przedstawionych na rysunku, przewidzianych w strefie podgrzania A.Rózne wyposazenia pomocnicze urzadzenia, jak komin 30 i laczniki rurowe 31, 32 i 33 do odprowa¬ dzania dymu, laczniki rurowe 40 i 41 do doprowa¬ dzania swiezego powietrza i otwory 43 i 44 do do¬ prowadzania podgrzanego—powietrza sa zaopatrzo¬ ne w zawory regulacyjnfef*które sa szczególnie ce¬ lowe wtedy, gdy rózne urzadzenia regulujace prze¬ plyw w piecu sa ustawione dla osiagniecia wyzna¬ czonej krzywej temperatury odpowiedniej dla wy¬ palania wsadu danego rodzaju. / Dla osiagniecia prawidlowej pracy urzadzenia, nalezy spalanie regulowac, doprowadzajac powie¬ trze i pare tak, aby wsady 1\4 poruszaly sie w kie¬ runku strzalki F, a spaliny plynely odpowiednio do strzalek fly wzglednie f2 w strefach A wzglednie B, co oznacza, ze w strefie A wsady beda poruszac sie w przeciwpradzie do spalin, podczas, gdy spali¬ ny w strefie B beda\plyhely w kierunku porusza¬ nia sie wsadów. Jak juz powyzej zaznaczono, jest pewna ustalona temperatura odpowiadajaca zakre¬ sowi, stalych temperatur b — c strefy B dzieki te¬ mu, ze sa odpowiednio regulowane, z jednej strony egzotermiczna reakcja powietrza na wegiel zawar¬ ty w przedmiocie obrabianym, z drugiej zas stro¬ ny — endotermiczna reakcja, odpowiadajaca wy¬ twarzaniu gazu wodnego. Nalezy równiez zauwa¬ zyc, ze jest mozliwe wytworzenie podzialu pomie¬ dzy strefami A i B z jednej strony przez to, ze po¬ miedzy strefami zostaje utworzona koncentracja miejsc wdmuchiwania pary wodnej w celu prze¬ szkodzenia, aby z jednej strony strefa B nie wkra¬ czala do reakcji spalania w strefe A i z drugiej strony by powietrze wdmuchiwane w strefe C nie przechodzilo w strefe B, w której mogloby prze¬ szkadzac przebiegom reakcji i spiekania. Nalezy tu zauwazyc, ze obecnosc tego rodzaju oslon parowych pomiedzy strefa spalania i spiekania B a strefa chlodzenia C jest bardzo pozadana* podczas gdy pomiedzy strefa B i strefa A dla podgrzania przed¬ miotu obróbki nie jest konieczna. PL