Pierwszenstwo: Zgloszenie ogloszono: 30.09.1973 Opis patentowy opublikowano: 25.08.1975 78619 KI. SlaSl/26 MKP F27b 1/26 ratBTToTE^^I j1)fM^^*«- ihsn -'*;;K~ Twórca wynalazku: Jerzy Przystajko Uprawniony z patentu tymczasowego: Opolskie Zaklady Przemyslu Wapienniczego „Górazdze", Górazdze (Polska) Sposób ustalania czasu pracy rusztu pieca szybowego zwlaszcza do wypalu wapna i zestaw urzadzen do stosowania tego sposobu i Przedmiotem wynalazku jest sposób ustalania czasu pracy rusztu pieca szybowego zwlaszcza do wypalu wapna i zestaw urzadzen do stosowania tego sposobu.Piece szybowe zwlaszcza do wypalu wapna sa wyposazone w ruszty przewaznie wibracyjne, prze¬ znaczone do uciagania wypalonego juz wapna. Pie¬ ce nowoczesne posiadaja cztery ruszty zalaczone jednoczesnie i cyklicznie wedlug ustalonego przez obsluge programu czasowego. Czas pracy rusztów, liczony od momentu startu ustawia palacz obslu¬ gujacy piec, przy uzyciu znanego przekaznika cza¬ sowego. Odstepy czasowe pomiedzy cyklami ucia- gów ustawia równiez obslugujacy, znanym prze¬ kaznikiem czasowym programujacym. Ustawianie czasu pracy rusztu palacz dokonuje intuicyjnie w wybranych cyklach uciagowych, kierujac sie wiel¬ koscia temperatury panujacej w przestrzeni nad rusztem. Temperatura ta limituje wydajnosc pieca oraz decyduje o ekonomice pracy cieplnej pieca.Zwiekszenie temperatury uciaganego wapna zwiek¬ sza wydajnosc pieca, pogarszajac jednoczesnie eko- nomicznosc procesu technologicznego. Ekonomiczna temperatura wapna w strefie rusztów, zawiera sie w granicach 40—50°C i powinna byc nad kazdym rusztem jednakowa. Temperatura ta i utrzymanie jej w granicach ekonomicznych, zalezy od czasu pracy rusztów w poszczególnych cyklach uciago¬ wych.Praktyka wykazala, ze utrzymanie stalej i jed- 10 15 nakowej temperatury nad wszystkimi rusztami jest wielce klopotliwe, stad wynikaja stany anormalne, badz w postaci przegrzania wsadu i zla ekono¬ mika pracy pieca, badz tez przechlodzenie wsadu powodujace znaczne zmniejszenie wydajnosci pieca szybowego. Zwiekszenie czasu uciagu wsadu czyli czasu pracy rusztów, ma miejsce wtedy, gdy tem¬ peratura wsadu maleje ponizej temperatury eko¬ nomicznej, natomiast gdy temperatura wsadu nad rusztem wzrasta — palacz skraca czas trwania uciagu wsadu. Zaleznosci te sa wzajemne, to tez zwiekszenie czasu pracy rusztów powoduje wzrost temperatury wsadu nad rusztami, a zmniejszenie czasu pracy rusztów powoduje obnizenie tempe¬ ratury wsadu nad rusztami. Jak wspomniano, wy¬ stepowaly znaczne trudnosci utrzymania izotermy temperatury ekonomicznej wsadu na jednej wyso¬ kosci i zdarzaly sie wypadki, gdy jednym rusztem uciagano wsad o temperaturze 20°C, a drugim rusztem o temperaturze 300°C, co w jawny sposób zaklóca prawidlowa prace pieca. Konsekwencja tych zaklócen jest nierytmiczna i nieekonomiczna praca pieca, zla jakosc wypalu oraz niewlasciwe wykorzystanie urzadzen technologicznych w na¬ stepnych etapach procesu przeróbczego.Celem wynalazku jest wyeliminowanie tych nie¬ dogodnosci, to znaczy zautomatyzowanie procesu sterowania czasem pracy rusztów uciagowych tak aby nie dopuscic do tak duzych wahan tempera- 78 61978 3 tury wsadu, utrzymujac ja na jednakowym po¬ ziomie wzgledem rusztów.,; * Zadaniem wynalazku jest ustalenie wlasciwej zaleznosci miedzy czasem pracy rusztów, a tem¬ peratura wapna nad rusztami, droga ciaglego po¬ równywania temperatury istniejacej z temperatura ekonomiczna oraz ustalanie czasów pracy rusztów skorygowanych w kazdym cyklu uciagowym, ce¬ lem osiagania optymalnych warunków pracy pie¬ ca. Jest równiez zadaniem wynalazku, okreslic od¬ powiednia aparature do sterowania tego procesu.Cel wynalazku zostal osiagniety przez ustalenie optymalnej zaleznosci czasu pracy rusztu od tem¬ peratury uciaganego wsadu. Zaleznosc czasu pracy rusztu w cyklu uciagowym jest odwrotnie propor¬ cjonalna do temperatury wsadu nad rusztem. Wy¬ kresem tej zaleznosci jest krzywa hiperboliczna.Ustalone sa równiez warunki brzegowe tej zalez¬ nosci, to znaczy maksymalny czas pracy rusztu przy temperaturze praktycznie minimalnej oraz minimalny czas pracy rusztu odpowiadajacy do¬ puszczalnej, granicznej temperaturze maksymalnej wsadu nad rusztem. Punktem pracy takiego ukla¬ du jest punkt na krzywej (majacy wspólrzedne: czas optymalny i temperature ekonomiczna), w którym stosunek przyrostów czasu do tempera¬ tury równy jest jeden.Zestaw urzadzen do stosowania wyzej wymie¬ nionego sposobu sterowania czasem pracy rusz¬ tów, charakteryzuje sie multiwibratorem pracuja¬ cym w ukladzie mostkowym, sterowanym termo¬ metrem rezystancyjnym sygnalizujacym o tempe¬ raturze wsadu, wzmacniaczem pradu stalego zasi¬ lajacym zaróweczke umieszczona wspólnie z foto- rezystorem w specjalnym swiatlowodzie, konden¬ satorem, który lacznie z fotorezystorem stanowi czlon czasowy (integrator) oraz sterowany napie¬ ciem kondensatora dyskryminator napiecia sprze¬ zony z cewka kontaktronu. Multiwibrator posiada odrebny zasilacz stabilizowany i czlon sluzacy do ustawiania temperatury ekonomicznej jako wartosci zadanej. Wzmacniacz, czlon czasowy i dyskrymi¬ nator napiecia zasilane sa z dodatkowego wspól¬ nego stabilizowanego zródla energii elektrycznej.Zestaw wedlug wynalazku pozwala na stosowa¬ nie samoczynnego regulowania czasu pracy rusz¬ tów w funkcji temperatury, co w konsekwencji umozliwi utrzymanie prawie stalej temperatury wsadu w strefie nad rusztami, a zatem zapewni stabilna prace pieca, to znaczy pozwoli na utrzy¬ manie optymalnej wydajnosci pieca przy minimal¬ nym zuzyciu ciepla. Ponadto stosowanie tego spo¬ sobu umozliwia podniesienie jakosci wypalu.Wynalazek jest blizej objasniony w przykladzie wykonania pokazanym na rysunku na którym fig. 1 przedstawia piec szybowy z zestawem urza¬ dzen sterujacych rusztem w schemacie blokowym, a fig. 2 przekrój poziomy pieca szybowego z po¬ kazaniem schematycznym rusztów i ich napedów.Piec 1 szybowy znanej budowy ma ruszty 2, napedzane kazdy osobno znanym silnikiem 4 z wir¬ nikiem o niewywazonej masie, lub innym wibra¬ torem. Pod rusztami 2 znajduje sie zbiornik 3 wapna, a nad rusztami gniazda pomiarowe tem¬ peratury wapna wyposazone w termometry rezy- 619 4 stancyjne 5. Termometr 5 rezystancyjny wlaczony jest do ukladu wejsciowego multiwibratora 6 pra¬ cujacego w ukladzie mostkowym. Druga czesc mostka multiwibratora 6 stanowi zmienny rezystor 5 13, najlepiej potencjometr wieloobrotowy, sluzacy do ustawiania wartosci zadanej temperatury i cza¬ su uciagu wsadu rusztami 2 wibracyjnymi. Re¬ zystor zmienny 13 nastawczy umozliwia formowa¬ nie krzywej hiperbolicznej tak, aby punkt pracy 10 charakteryzujacy sie stosunkiem przyrostów czasu do temperatury równym jeden, mial wspólrzedne na osi czasu i temperatury odpowiednie do wy¬ maganych wartosci. Multiwibrator 6 w ukladzie mostkowym, skladowa stala wynikajaca ze stanu 15 niewywazenia mostka, steruje wzmacniaczem 7 pradu stalego, polaczonym z zaróweczka. Zaró- weczka nie pokazana na rysunku sprzezona jest strumieniem swietlnym z czlonem 8 czasowym po¬ siadajacym fotorezystor polaczony szeregowo z kon- 20 densatorem, przez styki przekaznika pomocniczego do stabilizowanego zródla napiecia 12. Czlon 8 czasowy steruje dyskryminator napiecia 9 sprze¬ zony z przekaznikiem 11. Styki przekaznika 11 wlaczone sa szeregowo w obwód sterowniczy na- 25 pedu rusztu 4, nie pokazany na rysunku. Przekaz¬ nik 11 w stanie zamknietym umozliwia uruchomie¬ nie napedu 4 rusztu 2, oraz stanowi element wy¬ laczajacy silnik rusztu 2 po czasie ustalonym w czlonie czasowym 8, zaleznym od temperatury 30 wsadu. Wzmacniacz 7, czlon 8 czasowy oraz dy¬ skryminator 9 napiecia, zasilane sa ze stabilizowa¬ nego zasilacza 12 pradu stalego. Multiwibrator 6 zasilany jest z odrebnego zasilacza 10 stabilizowa¬ nego. 35 Praca opisanego ukladu sterowania czasem ucia¬ gu wsadu jest nastepujaca: rezystancja termometru 5 okresla stan niewywazenia multiwibratora 6 w ukladzie mostkowym w stosunku do resystora 13 nastawczego. Na wyjsciu ukladu mostkowego 6 40 pojawia sie skladowa stala napiecia niewywazenia mostka 6 proporcjonalna do temperatury. Sklado¬ wa ta wzmocniona we wzmacniaczu 7 steruje strumieniem swietlnym zarówki. Strumieniem tym sprzezony jest czlon 8 czasowy z multiwibratorem 6 45 poprzez wzmacniacz 7. Strumien swietlny okresla rezystancje fotorezystora polaczonego z kondensa¬ torem stanowiacych czlon 8 czasowy. Ustalona strumieniem swietlnym rezystancja fotorezystora okresla stala czasowa czlonu 8 czasowego. Z chwi- 50 la uruchomienia napedu 4 rusztu 2, podane zosta¬ je napiecie do czlonu 8 czasowego. Po procesie in¬ tegracji potencjal na wyjsciu z czlonu 8 czasowe¬ go, powoduje zmiane stanu dyskryminatora 9 na¬ piecia i przerwanie obwodu sterowniczego napedu 4 55 rusztu 2 przy udziale przekaznika 11 elektromag¬ netycznego. Po tym procesie nastepuje rozladowa¬ nie czlonu 8 czasowego i przygotowanie do na¬ stepnego cyklu uciagowego. Sterowany wedlug za¬ leznosci czasu odwrotnie proporcjonalnej do tem- 60 peratury, uklad dazy samodzielnie do punktu rów¬ nowagi, który umiejscowiony jest na wykresie krzywej hiperbolicznej punktem, w którym stosu¬ nek przyrostów czasu do temperatury równy jest jeden oraz ma wspólrzedne na przyklad 40°C i 17 65 sekund, wzgledem których oscyluje.78 619 5 6 PL PL