158607. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés széntartalmú termékek hőkezelésére

158607 6 egyenletes minőségű és repedásmentes termékeket eredményező hőkezelésére, a széntartalmú termékeknek egy velük reakcióba nem lépő gázzal való hevítésével, amely berendezésben a hőfcezelendő termék négy fázison: az elő- 5 melegítési fázison, az illékony anyagokat kiválasztó és elégető fázison, a hevítési fázison és lehűtési fázison megy keresztül, és amely berendezésnek egy alagútkemencéje, az alagútkemencének pedig az első két fázisnak megfe- io lelő két zónája van, s amely alagútkemencében a hőkezelendő termékek és a gáz mozgásiránya egymással ellentétes, s amely berendezés egy lehűtőszerkezetet is magában foglal, azzal jellemezve, hogy az alagútkemence után 15 egy szigetélt kamra van elrendezve, amely a hőkezelendő termék belsejébe bejuttatandó hő: képzésére szolgáló elektromos hevítőszerkezetet, vagy az elektromos áramnak a termék belsejébe való bejuttatására szolgáló, a terméken 20 elhelyezett árambevezető szerveket foglal magában; jellemezve továbbá azzal, hogy a kemence két zónája közötti csatlakozásnál csőcsonkok vannak elrendezve, és egy ventillátor nyomóoldalához vannak csatlakoztatva, amely 25 ventillátor szívódldala viszont az első zóna nyitott oldalához van csatlakoztatva, mimeilett a ventillátor nyomóoldala egy kéménnyel is össze van kapcsolva, és hogy a második zóna szabad vége felé égőkkel felszerelt, friss leve- 30 gőt bevezető csőcsonikok vannak elrendezve. A csatolt rajzok a találmány szerinti megoldásra a továbbiakban adott magyarázatok megértésének a megkönnyítését szolgálják, maga a g5 találmány azonban természetesen nem korlátozódik erre a példakénti kiviteli alakra. A rajzokon az 1. ábra a széntartalmú termékek hőkeze- 40 lésére szolgáló berendezés metszete; a 2. ábra az alagútkemence működési vázlata, amely alagútkemence ennek a berendezésnek az első eleme. 45 50 §5 Ezeken a rajzokon következetesen ugyanazok a hivatkozási számok jelölik ugyanazokat az elemeket. A széntartalmú termékek egy nyers termék hőkezelése útján nyerhetők, amely nyers termékeit kokszból és kötőanyagból álló keverék alkotja, amelyet sajtolnak (extrudálnak) vagy formáznak, akár fokozott mértékű nyomással, például 350 bar nyomással, akár vibrálással; vagy akár e két módszer együttes, kombinált alkalmazásával. Ebben a termékben belső feszültségek vannak. Ténylegesen, noha az extruderből való °° kilépésnél, vagy a formából való kiszedésnél a termék expanzión megy keresztül a bezárt levegő kiterjedésének a következtében, a bezárt levegő nyomása és a nyomás-gradiens 65 miatt a mechanikus feszültségek a tömegben jelen vannak. A nyers termék melegítése során a kötőanyag termikus átalakulást szenved, aminek következtében az alábbiakban ismertetendő klasszikus fázisokon megy keresztül, amely fázisoknak a megközelítő hőmérsékleti határaihoz egy-egy feketekőszénszurok-frakció tartozik. A kötőanyag, a lágyulási fázisban (IO1O C°-ig) fokozatosan meglágyul, jelentős dimenzionális átalakulás, vagyis térfogatváltozás nélkül. Egy nem-átalakulási plasztikus fázisban (100— 250 C°) a kötőanyag, amely meglágyult, egyre inkább folyékany halmazállapotúvá válik, anélkül, hogy illékony anyagokat vesztene. A termék teljesen plasztikussá válik, és ez lehetővé teszi a formázáskor bennmaradó maradék feszültségek teljes megszüntetését (felszabadulását). Ebben a zónában repedés észlelhető a rideg felületek mentén, amelyek az extrudáláskor vagy a sajtoláskor, a réteges zónának a szétválásakor keletkeznek, a bezárt gázoknak az át nem eresztő termékben gyakorolt nyomása következtében. A duzzadási fázisban (250—-450 C°) különül el az illékony anyagok legnagyobb része, ebből következően a termék plasztikus tömegének az expanziója következik be. Ezt az expanziót nem kísérik repedések, a termék plaszticitása miatt. Ez az a fázis, amely során a hőkezelendő termék jövőbeni makroporozitásai kialakulnak. A plasztikus zsugorodási fázisban (450—480 C°) az illékony anyagok kiválása csökken, és . zsugorodás konstatálható, ami a pórusok átlagos átmérőjének a csökkenésével jár. Az újraszilárdulási fázisban (480—'500 C°) a kötőanyag újraszilárdulása nagy hevességgel, hirtelen következik be, az újraszilárdúlás hőmérséklete, az adott anyagot illetően, függ a hőmérséklet növekedésének a sebességétől. A megadott hőmérsékleti határok megfelelnek a 10 C°/óra-nál magasabb hőmérsékletnövekedési sebességeknek. Végül egy szilárd fázis (500 C°^tól) felel meg a termék további kezelésének, amely termék mechanikai jellemzőinek átalakulásán megy keresztül. E mechanikai jellemzők, amelyeknek az értéke kezdetben csekélyek, maximumukat olyan hőmérsékleten érik el, amely az adott szurok-frakcióknál 950 C° körüli értékű, majd ezután közelítőleg állandó értéken marad. A termékben repedések keletkezésének a veszélyei olyan mértékben csökkennek, ahogyan a hőmérséklet növekszik. E repedések gyakorlatilag már nem lépnek fel, ha a tömeget oly módon hevítjük, hogy abban lényegesen hőmérsékleti gradiens már nem lép fel. Ipari hőkezelés esetében a hőkezelendő terméknek jelentős méretei lehetnek. A nyers terméknek azonban gyenge a termikus vezetőké-3