PL85095B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób ciaglej ob¬ róbki cieplnej tasm metalowych, charakteryzujacy sie efektywnym zapobieganiem uszkodzeniom tasm metalowych w przypadku nienormalnego zmniej¬ szenia sie szybkosci przesuwu tasmy lub jej za¬ trzymania.

Zgodnie z wynalazkiem do pieca wyzarzajacego tasme metalowa, dzialajacego w sposób ciagly w przypadku powstania opisanych wyzej warunków, odbiegajacych od normalnej pracy pieca wdmu¬ chuje sie rozpylone ciekle paliwo które nie ulega spalaniu. Na skutek tego nastepuje gwaltowne ob¬ nizenie temperatury tasmy metalowej i tempera¬ tury pieca, a w piecu utrzymuje sie atmosfera re¬ dukujaca.

Dokladniej biorac, wynalazek polega na tym, ze wdmuchiwane do pieca wyzarzajacego rozpylone ciekle paliwo, w sposób efektywny zmniejsza tem¬ perature tasmy metalowej i pieca dzieki znaczne¬ mu cieplu parowania cieklego paliwa oraz na sku¬ tek pochlaniania energii na pirolize paliwa, a po¬ nadto wytwarza ono atmosfere redukujaca w piecu wyzarzajacym.

W sposobie wedlug wynalazku mozliwe jest wy¬ korzystanie dowolnego paliwa cieklego, takiego jak ropa naftowa, alkohol, eter, keton lub olej tluszczowy. Ciekle paliwo podawane jest pompa i rozpryskiwane przy uzyciu dysz zainstalowanych w piecu.

Wynalazek mozna latwiej zrozumiec na podsta¬ wie dalszego szczególowego opisu z powolaniem sie na zalaczone rysunki, na którychffig. 1 przedsta¬ wia schematyczny widok boczny pieca wyzarzaja¬ cego o dzialaniu ciaglym, stanowiacego element in¬ stalacji do ciaglego cynkowania, fig. 2 — schema¬ tyczny widok z góry takiego pieca, fig. 3 — sche¬ matyczny widok z góry pieca do wyzarzania tasmy metalowej wraz z rurociagami do doprowadzania cieklego paliwa i powietrza, zbudowany zgodnie z wynalazkiem, zas fig. 4 — wykres warunków metalurgicznych, niezbednych do zabezpieczenia tasmy metalowej przed utlenianiem.

Zgodnie z fig. 1, 2 i 3 tasma metalowa, 1, na przyklad walcowana na zimno tasma stalowa, prze¬ chodzi przez piec do ogrzewania 2 zaopatrzony w znaczna liczbe palników 3 opalanych olejem. Pal¬ niki umieszczone sa ponizej i powyzej tasmy meta¬ lowej 1 i sluzy do jej ogrzewania. Ciekle paliwo doprowadza sie do palników 3 z kolektora zasila¬ jacego 4 wraz z powietrzem doprowadzonym z ko- 4 lektora sprezonego powietrza 5. Pomiedzy sasied¬ nimi palnikami umieszczone sa wloty cieklego pa¬ liwa czyli dysze rozpryskujace 6, do których ciekle paliwo dostarczane jest ze zbiornika 7 pompa & poprzez przewód 9 i zawór elektromagnetyczny 10.

Pompe 8 ze zbiornikiem 7 laczy równiez linia zwrotna zaopatrzona w zawór 11.

Podczas normalnej pracy pompa 8 nie pracuje i zawór elektromagnetyczny 10 utrzymywany jest w polozeniu zamknietym. Paliwo ciekle spala sie w palniku 3 w celu bezposredniego ogrzewania i wyzarzania tasmy metalowej 4. Natomiast w przypadku zmniejszenia sie szybkosci przesuwu tasmy metalowej ponizej okreslonej wartosci lub tez zatrzymania sie tasmy, sygnal elektryczny wy¬ tworzony przez uklad kontrolny przesuwu tasmy spowoduje zatrzymanie doplywu paliwa cieklego i powietrza do palników 3, na przyklad za pomo¬ ca nie przedstawionego na rysunku zaworu elek¬ tromagnetycznego. Jednoczesnie pompa 8 zostaje wlaczona, a zawór elektromagnetyczny 10 zostaje otwarty, celem wprowadzenia rozpylonego paliwa cieklego do pieca poprzez dysze rozpryskowe 6.

Oczywiscie mozna zastosowac inne rozwiazanie konstrukcyjne czesci aparatury sluzacych do wpro¬ wadzania rozpylonego paliwa do pieca. Jesli w piecu nie wystepuje wolny tlen (warunek ten nie jest jednak nieodzowny), to jest w przypadku kon¬ wencjonalnego pieca nieutleniajacego, do którego wprowadza sie surowy gaz, tasma metalowa ulega utlenianiu w wyniku nastepujacych reakcji: Fe + C02 -> FeO + CO Fe + H20 -> FeO + H2 Równowage utleniajaco-redukujaca w ukladzie CO—COz i w ukladzie H2—H20 przedstawiono na fig. 4.

Dane zaczerpnieto z A. S. M. Metal Handbook, vol. 2, 1964, wyd. 8, rys. 5. Na przyklad, jesli tas¬ me ogrzewa sie do temperatury 1200°C, to wówczas nie zachodzi utlenianie, jesli atmosfera w piecu spelnia nastepujace warunki: CO2 -£q- = ponizej0,31 (1) H20 -=*- = ponizej0,81 (2) ±12 Dlatego tez, jesli równania (1) i (2) sa spelnione to mozliwe jest utrzymanie atmosfery redukujacej w piecu. Podane ponizej przyklady przedstawiaja wyniki badan.

Przyklad I. Jesli do pieca wprowadza sie metanol celem calkowitego przeplukania atmosfery w piecu, wówczas powstaje gaz o skladzie przed¬ stawionym w tablicy 1. Uzywany piec byl piecem komorowym typu periodycznego o wewnetrznej objetosci 2 m3, zaopatrzonym w jeden palnik do spalania propanu. Metanol rozkladal sie zgodnie z reakcja: CH3OH -> CO + 2H2 Oznacza to, ze wytworzona atmosfera spelnia równania (1) i (2), a wiec jest zasadniczo reduku¬ jaca. 40 45 50 55 6085 095 Tablica 1 Sklad gazu utworzonego na skutek rozkladu metanolu Skladnik Zawartosc % obje¬ tosciowe co2 0,35 CO 32,35 H2 65,65 H20 0,96 CH4 0,68 N2 reszta Stad CQ2_ 0,35 CO _ 32,35 H20_ 0,96 H2 65,66 = 0,011 = 0,015 Przyklad II. W przykladzie tym do uprzed¬ nio opisanego pieca wprowadzano izopropanol, któ¬ ry rozkladal sie zgodnie z reakcja: CH3 • CH(OH) v CH3 -? CO + 4H2 Sklad powstajacego gazu podano w tablicy 2.

Tablica 2 Sklad gazu utworzonego na skutek rozkladu izopropanolu Skladnik Zawartosc % obje¬ tosciowe co2 0,13 CO 19,42 H2 78,73 H20 0,695 CH4 1,025 N2 reszta Stad CQ2 CO 0,13 19,42 0,007 H20 0,695 H2 78,73 = 0,009 Uzyskana atmosfera równiez spelnia równania (1) i (2), a wiec jest zasadniczo redukujaca.

Przyklad III. Do pieca opisanego w przy¬ kladzie I wprowadzano nafte, która rozkladajac sie dala gaz o skladzie podanym w tablicy 3.

Tablica 3 Sklad gazu utworzonego na skutek rozkladu nafty Skladnik Zawartosc % objeto¬ sciowe co2 3,8 CO 13,0 H2 18,0 H20 12,0 CH4 1,5 N2 reszta CO 13,0 °'29 HaO 12,0 „ „„ hT = Im = 0'67 Równania (1) i (2) sa spelnione równiez i w tym przypadku, a uzyskana atmosfera ma wlasnosci re¬ dukujace.

Powyzsze przyklady wskazuja, ze wprowadzanie rozpylonego cieklego paliwa do pieca bez jego spa- 40 45 50 55 60 65 lania pozwala na unikniecie utleniania tasmy sta¬ lowej. Przy wprowadzaniu do pieca cieklego paliwa tasma metalowa i piec zostaja ochlodzone w opisa¬ ny nizej sposób.

Wprowadzanie cieklego paliwa do pieca zgodnie ze sposobem wedlug wynalazku oraz wprowadza¬ nie gazu, na przyklad gazu koksowniczego zgodnie z konwencjonalnymi metodami róznia sie wyko¬ rzystaniem ciepla parowania wprowadzanego cie¬ klego paliwa oraz ciepla pirolizy odparowanego pa¬ liwa. Poniewaz piroliza jest reakcja endotermiczna, przeto powoduje ona dalsze ochlodzenie pieca i tasmy metalowej.

W tablicy 4 porównano procesy polegajace na wprowadzaniu nafty, metanolu i iropropanolu oraz gazu koksowniczego do pieca.

Tablica 4 Absorbowanie ciepla (kcal/kg) w przypadku wprowadzania cieklego paliwa ogrzewajacego sie od temperatury pokojowej do 1000°C Substancja wpro¬ wadzana do pie¬ ca, Cieplo ogrzewa¬ nia od tempera¬ tury pokojowej do temperatury wrzenia 1 Cieplo parowa¬ nia 1 Cieplo pirolizy par 1 Cieplo ogrzewa¬ nia do tempera¬ tury 1000°C | Razem nafta 69 70 420 505 1064 metanol 34 267 402 579 1282 izopr- panol 52 159 320 702 1233 gaz ko¬ ksowni¬ czy 0 0 . | 0 | 572 | 572 | Dane przytoczone w tablicy 4 wskazuja, ze w przypadku uzycia paliwa cieklego zgodnie ze spo¬ sobem wedlug wynalazku, efekt chlodzacy jest okolo dwukrotnie wiekszy niz w przypadku zasto¬ sowania gazu koksowniczego do chlodzenia pieca i tasmy metalowej.

W porównaniu z dotychczasowymi metodami, w których piec usuwany byl z linii technologicznej lub tez wprowadzano do pieca surowy gaz do spa¬ lania, sposób wedlug wynalazku posiada nastepu¬ jace zalety: W czasie odparowania paliwo ciekle zmienia wielokrotnie swoja objetosc. Na przyklad, nafta ogrzewana do 1000°C zamieniajac sie w pare zwieksza swoja objetosc okolo 400 razy. Z tego wzgledu latwo jest utrzymywac w piecu odpowied¬ nie cisnienie, które zapobiega przedostawaniu sie gazów z zewnatrz i pozwala na utrzymanie w pie¬ cu atmosfery redukujacej, niezbednej dla zapobie¬ zenia utlenianiu sie tasmy metalowej.

Wprowadzane do pieca ciekle paliwo z latwoscia odparowuje i ulega pirolizie. Cieplo parowania i cieplo rozkladu nie sa wykorzystywane w przy¬ padku gazu koksowniczego, a maja one istotny wplyw na obnizenie temperatury pieca i tasmy85 095 metalowej. Uzyskane w ten sposób gwaltowne ochlodzenie, które skutecznie zapobiega uszkodze¬ niu tasmy na skutek utleniania.

W porównaniu z gazem paliwo ciekle jest lat¬ wiejsze w operowaniu i umozliwia uzyskanie ta¬ kiego samego efektu przy znacznie mniejszej obje¬ tosci paliwa. Stosowanie paliwa cieklego umozliwia zmniejszenie rozmiarów i kosztów instalacji.

Sposób 'wedlug wynalazku mozna wykorzystac w dowolnym przypadku gdzie niezbedne jest szyb¬ kie zmniejszenie temperatury tasmy metalowej i pieca, a tym samym unikniecie utleniania tasmy metalowej. Niemniej jednak, sposób ten przezna¬ czony jest przede wszystkim do wykorzystania w instalacjach do cynkowania.

Wprawdzie sposób wedlug wynalazku opisano w odniesieniu do jego najkorzystniejszych warian¬ tów, to jednak rozumiec nalezy, ze nie jest on do nich ograniczony, a mozliwe sa liczne odmiany i modyfikacje, wchodzace w jego zakres okreslony w

Claims (3)

zastrzezeniach. 8 Zastrzezenia patentowe

1. Sposób ochrony powierzchni tasmy metalowej przed utlenianiem sie w piecach do ciaglej obróbki cieplnej polegajacy na doprowadzeniu do pieca, w czasie zatrzymania sie tasmy lub zmniejszenia szybkosci jej przesuwu medium chlodzacego, zna¬ mienny tym, ze do pieca po wylaczeniu palników grzewczych wprowadza sie za pomoca dysz rozpy¬ lone paliwo ciekle, korzystnie olej mineralny, lub alkohol, przy czym dla zapewnienia atmosfery re¬ dukujacej utrzymuje sie w piecu stosunek ilosci C02: CO ponizej wartosci 0,31, zas stosunek HzO : H2 ponizej wartosci 0,81.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako paliwo stosuje sie nafte.

3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako paliwo stosuje sie metanol lub izopropanol. 20 FIG. I FIG. 4 , EL, , n n f i \\ rnr~/i L I o p o o o S> i p 6i °. °i °i Y 3 2 FIG.2 2 3 -0—0-4J—-0 0^- T ¦O-O 0 0- FIG. 3 iUHi 3 16^^^^ rfFW^P H-H ,-&V l.l 1 0 0 9 0 8 07 0.6 0 5 04 0 3 0? O 1 0 v \l V y / >00 ^ / 700 )2/C / \ s JOO */ \ Kto 1 s OOI Fe*H20^F«0*Hi HzO/Hz - Fe*CO*^FeO*CO IOO 1300 ) 1200 cc) LZG Zakl. Nr 3 w Pab.j zam. 1185-77, nakl. 115+20 egz. Cena 10 zl