PL81914B1 - - Google Patents

Description

Uprawniony z patentu: Verein zur Forderung der Giesserei-Industrie., Dusseldorf (Republika Federalna Niemiec) Sposób prowadzenia zeliwiaka Przedmiotem wynalazku jest sposób prowadze¬ nia zeliwiaka z co najmniej dwoma rzedami dysz doprowadzajacymi dmuch, z oddzielnymi dmucha¬ wami oraz z urzadzeniami do regulacji ilosci do¬ prowadzanego dmuchu.Znany jest z niemieckiego opisu patentowe¬ go nr 688 094 sposób prowadzenia zeliwiaka z dwo¬ ma rzedami dysz, przy czym w strefie ponizej dolnego rzedu dysz wytwarza sie celowo tlenek wegla, który nastepnie w strefie .powyzej gór¬ nego rzedu dysz jest dopalany wraz z koksem, a tym samym i z weglem jako pierwiastkiem. Wy¬ twarzanie podstawowego ciepla nastepuje w tym przypadku w górnej strefie pieca, co jest zasad¬ nicza wada, gdyz znajdujacy sie w dolnej stre¬ fie pieca wsad nie jest dostatecznie nagrzewany.Tej wady nie mozna uniknac nawet wtedy, gdy ilosci dmuchu doprowadzone do obu stref pieca sa regulowane niezaleznie od siebie.Znane jest równiez rozwiazanie, w którym nad przestrzenia zuzlowa znajduja sie dwa rzedy dysz, oraz w którym czesciowe strefy pieca, znajdujace sie powyzej kazdego rzedu dysz, sa rozszerzane stoz- kowo ku górze, a dysze powietrzne sa polaczo¬ ne niezaleznymi przewodami oddzielnie z kazda czesciowa przestrzenia pieca.W tym przypadku swierzenie nastepuje w stre¬ fie ponizej dolnego rzedu dysz przez co otrzy¬ muje sie nisko naweglone zelazo, co jest przed¬ miotem postawionego zadania. Dzieki temu, ze po- 15 20 ao wyzej dysz stosuje sie wieksza srednice pieca, uzyskuje sie równiez zwiekszenie czasu przeplywu materialu, w nastepstwie czego materialy dodat¬ kowe sa lepiej podgrzewane wstepnie. Na sku¬ tek tego mozna stosowac mniejsza ilosc koksu, co w pewnej mierze sprzyja nizszej zawartosci wegla w zelazie.Celem wynalazku jest wzmozenie procesu spa¬ lania przez zastosowanie koksu odlewniczego, zwla¬ szcza koksu o malej granulacji, przy czym endo- termdczna reakcja Boudouarda jest w znacznym stopniu wyrównana przez zamierzone dopalanie gazów CO przy zastosowaniu wtórnego powietrza.Szczególnie korzystnym przy tyim jest mzycie kok¬ su o granulacji wynoszacej od 60 do 80 mm.Cel ten zgodnie z wynalazkiem osiagnieto dzie¬ ki temu, ze rzedy dysz umieszczono we wzajem¬ nym odstepie, odpowiadajacym w zasadzie sred¬ nicy wewnetrznej pieca, przy czym stosunek ilo¬ sci powietrza dwóch kazdorazowo nad soba le¬ zacych dysz wynosi okolo 1: 0,2—1: 0,5, przy czym stosuje sie ponadto odpowiednie pod wzgledem metalurgicznym materialy opalowe.Równiez przy dodatkowym opalaniu za pomo¬ ca paliw gazowych, plynnych lub stalych korzyst¬ nym jest dokonywanie dopalania, powyzej dodat¬ kowego opalania.W niektórych przypadkach korzystnie stosuje sie tylko jedna dmuchawe, przy czym doprowadza¬ nie powietrza do rzedów dysz przeprowadza sie 8191481914 3 w sposób wzajemnie niezalezny, umozliwiajacy re¬ gulacje, gdyz uklady poszczególnych rzedów dysz nie oddzialywuja na siebie wzajemnie.Wedlug wynalazku wtórne powietrze dla spa¬ lania koksu doprowadza sie powyzej dysz, przy¬ czyni stosuje sie koks o malej ziarnistosci. Rze¬ dy dysz rozmieszcza sie w odstepie, odpowiada¬ jacym mniej wiecej wewnetrznej srednicy pieca.Korzystnym jest przy tym odpowiednie regulowa¬ nie stosunku ilosci powietrza dwóch kazdorazowo nad soba lezacych rzedów dysz.Sposób wedlug wynalazku przynosi niespodzie¬ wana korzysc, polegajaca na tym, ze przy wyz¬ szej maksymalnej temperaturze spalania znaczny spadek temperatury gazów piecowych, który po¬ wstaje wskutek reakcji Boudouarda, kompensuje sie przez dopalanie, co wywiera pozytywne skut¬ ki na'temperature zelaza. Poniewaz natezenie tej reakcji Boudouarda zalezy w znacznym stopniu od wielkosci powierzchni wlasciwej koksu, a mia¬ nowicie im wieksza jest ta powierzchnia, o tyle szybciej przebiega reakcja, w odlewniach stosuje sie dla zeliwiaków koks w duzych kawalkach, cho¬ ciaz wlasnie koks o duzych kawalkach nie jest celowy dla strefy spalania z powodu decentrali¬ zacji procesu spalania, a na skutek tego niskiej maksymalnej temperatury gazów piecowych. W tvch .przypadkach byloby korzystne stosowanie ko.isu w malych kawalkach.Przy stosowaniu sposobu wedlug wynalazku, dla stosowanego zamierzonego dopalania gazów CO mozna stosowac koks o pozadanych wlasciwosciach dla strefy spalania, a wiec koks w malych ka¬ walkach. Powodowana na skutek tego wieksza redukcje CO2 wyrównuje sie znowu przez dopa¬ lanie, tak, ze dla uzyskania tej samej tempera¬ tury zelaza mozna pracowac przy mniejszym uzy¬ ciu koksu.Jezeli do dodatkowego opalania zeliwiaka sto¬ suje sie materialy opalowe plynne lub gazowe, zawierajace weglowodór, jeszcze bardziej odczu¬ wa sie szkodliwe dzialanie takich procesów reduk¬ cyjnych, poniewaz dostarczone do pieca produk¬ ty spalania CO2 i HaO przez izarzacy sie koks sa redukowane w znacznym zakresie, co prowadzi do tego, ze temperatura wsadu spada w sposób niepozadany. Jezeli natomiast stosuje sie sposób wedlug wynalazku, uzyskuje sie znaczne korzysci, gdyz mozna uniknac tego szkodliwego spadku temperatury.Wytworzone w zeliwiaku plynne ze'iwo ma tem¬ perature, która zalezy w duzym stopniu od ilo¬ sci ciepla, bedacej do dyspozycji w piecu, oraz od ilosci zeliwa wytopionego na jednostke czasu.Im wiekszy jest stosunek tych obu wielkosci, tym wyzsza jest temperatura zeliwa. Jezeli w takim piecu przebiegaja endotermiczne procesy reduk¬ cyjne, wówczas zmniejsza sie ilosc ciepla, podczas gdy ilosc zeliwa wytopionego na jednostke czasu zwieksza sie. Jezeli ilosc ciepla oznaczy sie przez Q, a ilosc zeliwa, wytopionego na jednostke czasu przez S, wówczas okazuje sie, ize Q:S jest mniej¬ sze, a stad równiez temperatura zeliwa nizsza.W sposobie wedlug wynalazku spadek tempe¬ ratury gazów piecowych, powstajacy wskutek re¬ akcji Boudouarda, wyrównuje sie przez dopala¬ nie, tak, ze osiaga sie wskutek tego dodatni wplyw na temperature zeliwa, gdyz przez dopalanie moz¬ na wyrównac znowu niekorzystne dzialanie w stre- 5 fie redukcyjnej koksu o drobnej 'ziarnistosci. Przez dopalanie zwieksza sie ilosc ciepla Q, tak, 'ze wskutek tego staje sie równiez wiekszy stosu¬ nek Q: S.Za pomoca dopalania mozna uzyskac to samo 10 dzialanie, a mianowicie powiekszenie stosunku Q:S, jezeli w innym przykladzie sposobu wedlug wy¬ nalazku, jako material opalowy stosuje sie koks formowany wzglednie równiez inne stale mate¬ rialy opalowe o podwyzszonej zdolnosci reakcyjnej 15 w odniesieniu do CO2 i H2O, zastosowanie któ¬ rych w zeliwiaku bez dopalania nie jest mozli¬ we ze wzgledów gospodarczych i technicznych.Dzieki takiemu sterowanemu dopalaniu mozna uzyskac przez dopalanie znakomite wyniki, zarówno 20 przy stosowniu koksu prasowanego, jak i innych stalych materialów opalowych, jak na przyklad róznych gatunków koksu odlewniczego, które ucho¬ dza za nie poddajace sie reakcji, poniewaz równiez przy tych materialach opalowych tworza sie je- 25 szcze, powyzej strefy spalania w zeliwiaku, znacz¬ niejsze ilosci tlenku wegla.Dzieki dozowanemu doprowadzaniu wtórnego powietrza, równiez i w tych przypadkach tlen¬ ki wegla powstajace w zeliwiaku w wyniku reak- 30 cji Boudouarda mozna wykorzystac jako dodat¬ kowe zródlo ciepla, przy czym uzyskuje sie tem¬ perature zelaza pomiedzy 1480°C—1520°C, co pro¬ wadzi do wydatnej poprawy wspólczynnika spraw¬ nosci spalania dla zeliwiaka. 35 W przypadku zeliwiaka material opalowy, taki jak koks lub koks.prasowany wzglednie inne sta¬ le materialy opalowe, spala sie z tlenem z po¬ wietrza na CO, przy czym oczywiscie wówczas, gdy zawartosc tlenu z powietrza zostanie wyczer- 40 pana redukcja absorbujaca cieplo przechodzi z CO2 na CO. To CO uchodzi nie wykorzystane do atmosfery. To samo "zachodzi równiez w przy¬ padku pieca z podgrzewanym dmuchem o ogrze¬ waniu zewnetrznym. Przez dozowane doprowa- 45 dzanie wtórnego powietrza powyzej pierwotnej plaszczyzny spalania zeliwiaka mozna spalic do¬ datkowo przynajmniej czesc CO na CO2, przez co osiagnac mozna znaczne uzyski ciepla. W prak¬ tyce okazalo sie, ze na przyklad w zeliwiaku 50 z zimnym dmuchem o srednicy wewnetrznej 800 mm przy tylko 9°/o koksu wsadowego mozna bylo osiagnac temperatury zelaza od 1480°C—1520°C, przy czym zeliwo bylo calkowicie biale.W wielu przypadkach zgodnie z wynalazkiem, 55 dla uzyskania optymalnej liosci powietrza do ce¬ lów dopalania tak dlugo zwiejksza sie doprowa¬ dzanie powietrza, dopóki zawartosc CO w gazie gardzielowym nie osiagnie najnizszej, stalej war¬ tosci. Optymalna ilosc powietrza przy dopalaniu uzyskuje sie wówczas, gdy plomien powierzchni zmniejsza sie wzglednie calkowicie zanika. W ten sposób mozna równiez ustalic wzrokowo, ze zo¬ stala osiagnieta optymalna ilosc powietrza dla do¬ palania, gdyz wlasnie wówczas zawarto sc CO w 65 gazie gardzielowym nie moze juz ulec obnizeniu 6081914 6 nawet przy dalszym doprowadzaniu powietrza do celów dopalania.Dla wiekszej pewnosci mozna równiez obser¬ wowac wydajnosc pieca, gdyz przy jednakowym wsadzie koksu nie powinna ona doznac wskutek dopalania zadnej zmiany. Jezeli wystapi wzrost wydajnosci pieca, oznacza to, ze ilosc powietrza do celów dopalania jest za duza. W takim przy¬ padku oprócz zredukowanych gazów, ulega spa¬ laniu dodatkowo koks, tak, ze na stosunek Q: S nie mozna wówczas oddzialywac we wlasciwym kierunku. W tym przypadku zachodzi obawa, ze przy uprzednim optymalnym nastawieniu ilosci po¬ wietrza po stronie pierwotnej — temperatura ze¬ liwa znowu spada z powodu zbyt krótkiego okre¬ su jego przebywania w piecu.Korzystnie wedlug wynalazku przez zmiane, za¬ wartosci CO w gazie gardzielowym reguluje sie samoczynnie, poprzez odpowiednie urzadzenie po¬ miarowe i regulacyjne, doprowadzanie ilosci po¬ wietrza do celów dopalania. Ponadto przez kazda zmiane ilosci doprowadzanego powietrza po stro¬ nie pierwotnej zmienia sie samoczynnie, poprzez odpowiednie urzadzenia regulacyjne, ilosc powie¬ trza do celów dopalania, tak, ze stosunek iloscio¬ wy pomiedzy tymi czynnikami pozostaje staly.Dopalanie oddzialywuje odpowiednio na tempe¬ rature zeliwa tylko wówczas, gdy wytworzona ilosc ciepla ma mozliwosc przechodzenia w du¬ zym stopniu na material wsadowy. Wedlug wy¬ nalazku piec napelnia sie, powyzej doprowadza¬ nia powietrza do celów dopalania, materialem wsadowym wysoko, przewaznie warstwa o gru¬ bosci, odpowiadajacej 3,5—5-krotnej wewnetrznej srednicy pieca.Dla optymalnego dopalania korzystnym jest eksploatowanie pieca z wykorzystaniem tylko dol¬ nego rzedu dysz, ustalajac przy tym profil wy¬ palania sie, przez umieszczenie dysz do celów do¬ palania o 200 mm — 500 mm powyzej strefy najwiekszego wypalania sie, przy czym w piecach o komorze rozszerzajacej sie w kierunku gardzieli umieszcza sie dysze do celów dopalania w wez¬ szej czesci komory.Wedlug dalszego korzystnego rozwiazania wyna¬ lazku stosuje sie taka liczbe dysz, ze rozmieszcza sie je w wewnetrznej wymurówce pieca w od¬ stepach od 40 cm do 50 cm.Dla uzyskania dobrych wyników wedlug wy¬ nalazku, korzystne jest równiez plaskie i szero¬ kie uksztaltowanie zastosowanych dysz, przewaz¬ nie przy stosunku wysokosci do szerokosci 1:2,5 lub nawet mniej,, przy czym calkowity otwór wszystkich dysz do celów dopalania przy pracy z zimnym podmuchem stanowi mniej niz, 50% przekroju dolnych dysz.Dysze dla powietrza do celów dopalania mozna wedlug wynalazku tak uksztaltowac, ze suma prze¬ krojów wszystkich tych dysz do przekroju we¬ wnetrznego pieca wynosi L : 6—L : 8. Przy pracy z podgrzewanym dmuchem oblicza sie maksymal¬ ny przekrój otworów dysz do celów dopalania, po stronie pierwotnej z wzoru: 293°/o F = 50 przy czym % stanowi temperature goracego dmu¬ chu w °C, wyliczona wartosc okresla procent prze¬ kroju otworów dolnych dysz.Wedlug dalszego rozwiazania wynalazku dysze 5 dla powietrza do celów dopalania sie nachylone o okolo 5° w odniesieniu do poziomu.Dodatkowa dmuchawa do tloczenia powietrza dla celów dopalania powinna miec, wedlug, wy¬ nalazku cisnienie tloczenia co najmniej o 200 mm io — 300 mm wyzsze od cisnienia panujacego w stre¬ fie dopalania, lacznie z wielkoscia na pokrycie straty mocy, przy czym wydajnosc dmuchawy wy¬ nosi maksymalnie okolo 50Vt ilosci powietrza za¬ potrzebowanej maksymalnie po stronie pierwotnej. 15 Dla zabezpieczenia takiego pieca od niepoza¬ danych wypadków, koniecznym jest wzajemne zblokowanie elektryczne obu dmuchaw, w taki sposób, aby przy wypadnieciu z ruchu jednej dmuchawy, druga wypadala z ruchu samoczyn- 20 nie. Jesli zamiast dmuchaw stosuje sie wentyla¬ tory, z blokada wylaczajaca nalezy sprzegnac rów¬ niez klapki magnetyczne, zeby przy wypadnieciu z ruchu dmuchawy zamykac krócce zasilajace wen¬ tylatorów. Korzystnym jest zaopatrzenie obu prze- 25 wodów w klapy bezpieczenstwa.Jezeli piec zatrzymuje sie, nalezy otworzyc za¬ równo klapy dysz po stronie pierwotnej, jak rów¬ niez po stronie wtórnej dla uzyskania samoczyn¬ nie dostatecznego ciagu powietrza w piecu. 30 PL PL

Claims (10)

1. Zastrzezenia patentowe T1! + 273 1. Sposób prowadzenia zeliwiaka z co najmniej 35 dwoma rzedami dysz doprowadzajacych dmuch powietrza z oddzielnymi dmuchawami i z przy¬ rzadami do pomiaru ilosci dmuchu, znamienny tym, ze dla dopalania gazowego tlenku wegla wdmuchuje sie przez górny rzad dysz, umieszczo- 40 ny powyzej najnizsziego rzedu dysz w odleglosci odpowiadajacej prawie srednicy wewnetrznej pie¬ ca, ilosc powietrza równa 0,2 do 0,5 ilosci po¬ wietrza doprowadzanego najnizszym rzedem dysz, przy czym jako paliwo stosuje sie koks odlew- 45 niczy, brykiety koksowe lub koks rozdrobniony o wymiarze kostki od 60 do 80 mm.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze znajdujacy sie w górnej strefie pieca wsad ogrze¬ wa sie dodatkowo za pomoca paliw gazowych, 50 plynnych lub stalydh.

3. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ze na wsad w zeliwiaku dziala sie powie¬ trzem doprowadzonym tylko za pomoca dolnego rzedu dysz, a w przypadku dodatkowego opa- 55 lania za pomoca dolnego rzedu dysz i dodatko¬ wego nagrzewania paliwami gazowymi, plynny¬ mi lub stalymi przy czym ustala sie przebieg do¬ palania przez wtloczenie odpowiedniej ilosci po¬ wietrza przez dysze, umieszczone powyzej strefy 60 najwiekszego dopalania.

4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze powyzej strefy pieca, w której nastepuje dopa¬ lanie tlenku wegla, utrzymuje sie warstwe wsadu do wstepnego nagrzewu o wysokosci równej od 65 3,5 do 5 srednicy wewnetrznych pieca.81914 7

5. Sposób wedlug zastrz. 1, albo 2, albo 3, albo 4, znamienny tym, ze w piecach, których komo¬ ra rozszerza sie w kierunku gardzieli, powietrze do dopalania wtlacza sie do wezszej czesci gar¬ dzieli. 5

6. Sposób wedlug zastrz. 1 ,albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, znamienny tym, ze zarówno przy pracy zeliwiaka z zimnym dmuchem, jak i z podgrze¬ wanym dmuchem powietrze Bo celów dopalania wtlacza sie do pieca od strony pierwotnej przez górne dysze o odpowiednim przekroju poprzecz¬ nym z szybkoscia równa lub cokolwiek mniejsza od szybkosci powietrza wtlaczanego przez dolne dysze.

7. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie cisnienie powietrza u.wylotu dmucha¬ wy i przeznaczonego do dopalania tlenku wegla, co najmniej od 200 do 300 mm slupa wody 10 15 8 wyzsze od cisnienia panujacego w strefie dopa¬ lania.

8. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze dla ustalenia optymalnej ilosci powietrza do ce¬ lów dopalania, doprowadzanie powietrza zwieksza sie ta'k dlugo, dopóki zawartosc OO w gazie gar¬ dzielowym nie osiagnie najnizszej stalej warto¬ sci.

9. Sposób wedlug zastrz. 8, znamienny tym, ze w nastepstwie kazdej zmiany ilosci doprowadza¬ nego powietrza po stronie pierwotnej, zmienia sie samoczynnie, poprzez odpowiednie urzadzenie re¬ gulujace, ilosc powietrza do celów dopalania, przy czym stosunek miedzy obydwoma ilosciami powie¬ trza pozostaje staly.

10. Sposób wedlug zastrz. 9, znamienny tym, ze w miare zmiany zawartosci CO w gazie gardzie¬ lowym, zmienia sie odpowiednio ilosci doprowa¬ dzanego powietrza dla dopalania CO Druk: Opolskie Zaklady Graficzne im. Jana Langowskiego w Opolu, zam. 382/76 120 egz. Cena 10 zl PL PL