EP0962540A1 - Verfahren zum nicht-oxidierenden Schmelzen von Metallen in einem Ofen mit Brennerbetrieb - Google Patents
Verfahren zum nicht-oxidierenden Schmelzen von Metallen in einem Ofen mit Brennerbetrieb Download PDFInfo
- Publication number
- EP0962540A1 EP0962540A1 EP98117057A EP98117057A EP0962540A1 EP 0962540 A1 EP0962540 A1 EP 0962540A1 EP 98117057 A EP98117057 A EP 98117057A EP 98117057 A EP98117057 A EP 98117057A EP 0962540 A1 EP0962540 A1 EP 0962540A1
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- oxygen
- burner
- metal
- containing gas
- furnace
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 61
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 61
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 19
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 title description 6
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 title 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 title 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 75
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 75
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 74
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 38
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000010309 melting process Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 11
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 9
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 9
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 4
- 210000001061 forehead Anatomy 0.000 claims 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000006735 deficit Effects 0.000 description 3
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001603 reducing effect Effects 0.000 description 2
- 241001156002 Anthonomus pomorum Species 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- -1 aluminum Chemical class 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B21/00—Obtaining aluminium
- C22B21/0084—Obtaining aluminium melting and handling molten aluminium
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Electric arc furnaces ; Tank furnaces
- F27B3/10—Details, accessories or equipment, e.g. dust-collectors, specially adapted for hearth-type furnaces
- F27B3/20—Arrangements of heating devices
- F27B3/205—Burners
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Electric arc furnaces ; Tank furnaces
- F27B3/10—Details, accessories or equipment, e.g. dust-collectors, specially adapted for hearth-type furnaces
- F27B3/22—Arrangements of air or gas supply devices
- F27B3/225—Oxygen blowing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D7/00—Forming, maintaining or circulating atmospheres in heating chambers
- F27D7/06—Forming or maintaining special atmospheres or vacuum within heating chambers
Definitions
- the invention relates to a method for melting metal in an industrial furnace by means of one operated with a fuel and an oxygen-containing gas Burner, which is essentially parallel to the surface of the metal bath, which resulting during the melting process produces a running flame.
- the object of the present invention is to provide a method of the type mentioned at the outset Show melting of metals, which has a high thermal Has efficiency and prevents oxidation of the metal as possible becomes.
- This object is achieved in that the burner is operated substoichiometrically and predominantly above the burner Gas containing oxygen is introduced into the industrial furnace so that a Oxidation of the metal is avoided if possible.
- the burner is operated substoichiometrically, so that in the Flame due to the oxygen deficit compared to a stoichiometric one Ratio of oxygen and fuel higher proportion of CO is reached, which has a reducing effect and thus prevents oxidation of the metal.
- a gas containing oxygen is introduced into the furnace above the burner overall, a sufficient amount of oxygen is available for combustion put.
- the enriched air is therefore directed downwards at the end of the furnace opposite the burner onto the metal and is fed at the end of the furnace on the burner side above the burner in such a way that this is initially an upward and then a Downward flow takes place in the direction of the metal to be melted.
- the split oxygen supply results in a delayed combustion with significantly reduced NO x emissions.
- the enriched air is supplied directly to the metal from the flue gas end of the furnace and indirectly to the metal from the end of the burner, which causes a disadvantageous oxidation of the metal.
- the oxygen-containing gas becomes so supplied that oxidation of the metal is avoided.
- the metal with the oxygen-containing gas does not or only to a small extent in Contact.
- supplying the oxygen-containing gas must therefore Parameters such as the size and type of the furnace, the number, arrangement, type and Training of the burners as well as quantity, pressure and composition of the Fuel and the oxygen-containing component fed directly to the burner as well as the amount, type and composition of the metal to be melted be taken into account.
- the predominantly oxygen-containing gas is preferably introduced in such a way that it has essentially no movement component in the direction of the metal.
- the oxygen-containing gas is supplied above the burner between the oxygen-containing gas and the metal the flame of the Brenners.
- the flame acts as a barrier between the oxygen containing gas and the metal.
- the oxygen can also be supplied containing gas with a component of motion in the direction of the metal be cheap.
- the oxygen-containing gas from above in Direction of the metal are introduced when the oxygen-containing gas in the to such an extent on the flame burning metal Combustion process participates that at the lower end of the flame, i.e. nearby of the metal, the oxygen concentration in the flame or in the flame surrounding atmosphere has decreased so far that no oxidation of the metal occurs.
- the predominantly oxygen-containing gas becomes essentially parallel to the surface of the resultant during the melting process
- Metal bath introduced into the industrial furnace to make contact with the oxygen contain gas with the metal as low as possible.
- the flame and the predominantly oxygen-containing gas are formed Flame a barrier between the oxygen-containing gas and the metal.
- the oxygen-containing gas is particularly preferably supplied in such a way that that this flows in the same direction parallel to the flame generated by the burner.
- the oxygen content of the oxygen-containing gas is preferably more than 80%, particularly preferably more than 90%. It is of particular advantage introduce pure oxygen into the industrial furnace above the burner. With increasing oxygen content in this gas stream will be the thermal Efficiency improved and fuel consumption reduced. An oxidation of the Metal is also used when pure oxygen is used by the invention Proceedings prevented.
- the invention has particular advantages in heating, in particular melting, of Metals such as aluminum, which have a high affinity for oxygen. Is preferred the metal and in particular aluminum in the absence of a salt protection layer, particularly preferably in the complete absence of salt, melted.
- the melting furnace 1 is supplied with metal, especially aluminum 3, filled.
- a burner 4 is arranged, which has a Supply line 5 is supplied with natural gas and supply line 6 with oxygen.
- the the burner 4 supplied natural gas and oxygen quantities are by means of Valves 7 and 8 are set so that burner 4 is sub-stoichiometric, i.e. With Oxygen deficit, is operated.
- a feed line 9 for oxygen is provided above the burner 4.
- the outlet end of the feed line 9 is designed such that an oxygen flow 11 that is substantially horizontal and parallel to that of the burner 4 generated flame 10.
- An oxygen gradient forms within the flame 10 such that the flame at its lower end adjacent to the metal 3 burns sub-stoichiometrically, while in the upper flame area There is an excess of oxygen.
- the exhaust gases generated during combustion are withdrawn via the vent opening 12.
- the total amount of the burner 4 and the furnace 1 via line 6 via line 6 9 supplied oxygen will depend on the type and composition of the metal 3, in particular the impurities contained in the metal 3, set. Depending on the circumstances, there has been a total amount of oxygen between 80 and 120% of those required for stoichiometric combustion of the fuel Quantity proved to be cheap.
- the ratio of the amounts of oxygen in the Oxygen flow 11 and the flame 10 can be set. If the valve 8 closed, no oxygen is supplied to the burner 4. The one for the In this case, combustion of the fuel necessary oxygen becomes entirely provided by the layered oxygen stream 11. On the other hand, at completely open valve 8 almost all of the oxygen supplied via line 6 fed directly into the burner. Only a small proportion of the oxygen flows through line 9 into the oven. The ratio of the amounts of oxygen in the Oxygen flow 11 and flame 10 can thus between 100% and about 5% varied and adapted to the existing conditions.
- An advantageous adaptation of the method to the furnace geometry 1 and to the type and the amount of the metal 3 to be melted can also be changed by changing the Distance between the burner 4 and the feed line 9 take place.
- the distance can be changed in both the horizontal and vertical directions, which makes the Mixing of the oxygen flow 11 with the flame 10 accelerates or decelerates can be.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schmelzen von Metall (3) in einem Industrieofen (1) mittels eines Brenners (4), der mit einem Brennstoff und einem sauerstoffhaltigen Gas betrieben wird. Der Brenner ist so ausgerichtet, daß er eine im wesentlichen parallel zur Oberfläche des Metallbades (3), welches sich während des Schmelzprozesses ergibt, verlaufende Flamme erzeugt. Der Brenner (4) selbst wird unterstöchiometrisch betrieben und oberhalb des Brenners (4) wird ein überwiegend Sauerstoff enthaltendes Gas (11) so in den Industrieofen (1) eingeleitet, daß eine Oxidation des Metalls (3) möglichst vermieden wird. <IMAGE>
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schmelzen von Metall in einem Industrieofen
mittels eines mit einem Brennstoff und einem sauerstoffhaltigen Gas betriebenen
Brenners, der eine im wesentlichen parallel zur Oberfläche des Metallbades, welches
sich während des Schmelzprozesses ergibt, verlaufende Flamme erzeugt.
Die Befeuerung von Industrieöfen für Metalle erfolgt häufig mit Brennstoff-Luft-Brennern.
Bei der Verbrennung von Brennstoff mit Luft ist Stickstoff zwar bei der
Verbrennungsreaktion anwesend, wird aber chemisch nicht verändert und wirkt daher
im wesentlichen als Ballastgas. Aus diesem Grund ist man dazu übergegangen, den
Sauerstoffanteil in der Luft zu erhöhen bzw. den Brenner anstelle von Luft mit reinem
Sauerstoff zu betreiben. Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, daß sich aufgrund
des niedrigeren Stickstoffgehalts die Flammentemperatur erhöht und der
Wärmegehalt im Abgas reduziert, wodurch eine Einsparung an Brennstoff und ein
höherer thermischer Wirkungsgrad erreicht werden.
Beim Erwärmen von Metallen, die eine hohe Affinität zu Sauerstoff haben, besteht
allerdings die Gefahr, daß das Metall bei der Verwendung von Brennern, die mit
sauerstoffangereicherter Luft betrieben werden, stark oxidiert. In dem Artikel "A Novel
Retrofit Used To Increase Productivity In An Aluminium Rotary Furnace And Reduce
Baghouse Loading", von M.W. Paget et al., Second International Symposium on
Recycling of Metals and Engineered Materials 1990, wird daher ein neuartiger
Brenner vorgeschlagen, bei dem eine Brennstoff-Sauerstoff-Flamme von einer
Brennstoff-Luft-Flamme umgeben ist. Mit Hilfe dieses Brenners ist es möglich, die
Vorteile des Brennerbetriebs mit sauerstoffangereicherter Luft auch beim Erwärmen
bzw. Schmelzen von Aluminium zu erzielen.
Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art zum
Schmelzen von Metallen aufzuzeigen, welches einen hohen thermischen
Wirkungsgrad besitzt und bei dem eine Oxidation des Metalls möglichst verhindert
wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Brenner
unterstöchiometrisch betrieben wird und oberhalb des Brenners ein überwiegend
Sauerstoff enthaltendes Gas so in den Industrieofen eingeleitet wird, daß eine
Oxidation des Metalls möglichst vermieden wird.
Erfindungsgemäß wird der Brenner unterstöchiometrisch betrieben, so daß in der
Flamme aufgrund des Sauerstoffdefizits ein gegenüber einem stöchiometrischen
Verhältnis von Sauerstoff und Brennstoff höherer Anteil an CO erreicht wird, welches
reduzierend wirkt und so eine Oxidation des Metalls verhindert. Zusätzlich wird
oberhalb des Brenners ein Sauerstoff enthaltendes Gas in den Ofen eingeleitet, um
insgesamt eine ausreichende Sauerstoffmenge für die Verbrennung zur Verfügung zu
stellen. Beim Einleiten des Sauerstoff enthaltenden Gases ist darauf zu achten, daß
dieses in einer Art und Weise geschieht, die unter anderem von der Ofengeometrie,
der Menge und Art des Metalls sowie der Brenneranordnung abhängt, welche eine
Oxidation des Metalls möglichst verhindert.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE-A-41 42 401 ist ein ähnliches Verfahren
zum Betreiben eines brennerbefeuerten Schmelzofens mit dem Ziel einer Senkung
der Stickoxidbildung bekannt. Hierbei wird, analog zur Erfindung, einerseits der
Brenner stark unterstöchiometrisch betrieben und andererseits der zur Verbrennung
des Brennstoffs fehlende Sauerstoff in Form von sauerstoffangereicherter Luft
getrennt vom Brenner in den Ofen eingeführt. Wesentlich an diesem bekannten
Verfahren ist, daß die angereicherte Luft und die Flamme mit deutlichem Abstand
zum Brennermund aufeinander treffen.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel der DE-A-41 42 401 wird daher die angereicherte
Luft an dem dem Brenner gegenüberliegenden Ende des Ofens nach unten auf das
Metall gerichtet und am brennerseitigen Ofenende oberhalb des Brenners so
zugeführt wird, daß diese zunächst eine Aufwärts- und dann eine Abwärtsströmung in
Richtung des zu schmelzenden Metalls vollzieht. Durch die zweigeteilte
Sauerstoffzufuhr ergibt sich bei diesem Verfahren eine verzögerte Verbrennung mit
wesentlich reduzierter NOx-Emission. Die Zufuhr der angereicherten Luft erfolgt
allerdings vom abgasseitigen Ofenende her direkt auf das Metall, vom brennerseitigen
Ende indirekt auf das Metall, wodurch eine nachteilige Oxidation des Metalls
hervorgerufen wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Sauerstoff enthaltende Gas dagegen so
zugeführt, daß eine Oxidation des Metalls vermieden wird. Erfindungsgemäß kommt
das Metall mit dem Sauerstoff enthaltenden Gas nicht oder nur in geringem Maße in
Kontakt. Bei der Zuführung des Sauerstoff enthaltenden Gases müssen daher
Parameter wie die Größe und Art des Ofens, die Anzahl, Anordnung, Art und
Ausbildung der Brenner sowie Menge, Druck und Zusammensetzung des
Brennstoffes und der dem Brenner direkt zugeführten sauerstoffhaltigen Komponente
sowie die Menge, Art und Zusammensetzung des zu schmelzenden Metalls
berücksichtigt werden.
Das überwiegend Sauerstoff enthaltende Gas wird vorzugsweise so eingeleitet, daß
es im wesentlichen keine Bewegungskomponente in Richtung des Metalls besitzt. Da
das Sauerstoff enthaltende Gas oberhalb des Brenners zugeführt wird, befindet sich
zwischen dem Sauerstoff enthaltenden Gas und dem Metall die Flamme des
Brenners. Die Flamme wirkt dadurch als Barriere zwischen dem Sauerstoff
enthaltenden Gas und dem Metall.
Der Kontakt des Sauerstoff enthaltenden Gases mit der Flamme ist dagegen
erwünscht, um die Verbrennung des Brennstoffes zu fördern. Da der Brenner selbst
unterstöchiometrisch, d.h. mit Sauerstoffunterschuß, betrieben wird, oberhalb der
Flamme jedoch eine stark sauerstoffhaltige Gasströmung vorliegt, entsteht in der
Flamme ein Sauerstoffgradient, der für die erfindungsgemäßen Vorteile, d.h. der
unterbleibenden Oxidation des Metalls und des hohen thermischen Wirkungsgrades,
verantwortlich ist.
Je nach den Verfahrensbedingungen kann aber auch eine Zuführung des Sauerstoff
enthaltenden Gases mit einer Bewegungskomponente in Richtung des Metalls
günstig sein. Beispielsweise kann das Sauerstoff enthaltende Gas von oben in
Richtung des Metalls eingeleitet werden, wenn das Sauerstoff enthaltende Gas in der
über dem Metall brennenden Flamme in einem solchen Ausmaß an dem
Verbrennungsprozeß teilnimmt, daß am unteren Ende der Flamme, d.h. in der Nähe
des Metalls, die Sauerstoffkonzentration in der Flamme bzw. in der die Flamme
umgebenden Atmosphäre soweit abgenommen hat, daß keine Oxidation des Metalls
auftritt.
Vorzugsweise wird das überwiegend Sauerstoff enthaltende Gas im wesentlichen
parallel zur Oberfläche des sich während des Schmelzvorgangs ergebenden
Metallbades in den Industrieofen eingeleitet, um den Kontakt des Sauerstoff
enthaltenden Gases mit dem Metall möglichst gering zu halten. Durch eine parallele
Führung der Flamme und des überwiegend Sauerstoff enthaltenden Gases bildet die
Flamme eine Barriere zwischen dem Sauerstoff enthaltenden Gas und dem Metall.
Besonders bevorzugt erfolgt die Zuführung des Sauerstoff enthaltenden Gases so,
daß dieses gleichsinnig parallel zu der von dem Brenner erzeugten Flamme strömt.
In der Praxis hat es sich als vorteilhaft erwiesen, das überwiegend Sauerstoff
enthaltende Gas über eine in einer Stirn- und/oder Seitenwand des Industrieofens
angeordnete Zuleitung in den Industrieofen einzuleiten.
Der Sauerstoffgehalt des Sauerstoff enthaltenden Gases beträgt bevorzugt mehr als
80 %, besonders bevorzugt mehr als 90 %. Von ganz besonderem Vorteil ist es,
reinen Sauerstoff oberhalb des Brenners in den Industrieofen einzuleiten. Mit
steigendem Sauerstoffgehalt in diesem Gasstrom werden der thermische
Wirkungsgrad verbessert und der Brennstoffbedarf reduziert. Eine Oxidation des
Metalls wird auch beim Einsatz reinen Sauerstoffs durch das erfindungsgemäße
Verfahren verhindert.
Durch die erfindungsgemäße Überschichtung einer unterstöchiometrisch eingestellten
Flamme mit einem sauerstoffhaltigen Gasstrom wird eine langsame Vermischung des
Sauerstoffs mit dem Brennstoff erzielt. Aufgrund des langen Mischvorgangs und des
damit verbundenen verzögerten Verbrennungsablaufs entsteht eine im Vergleich zum
Stand der Technik längere Flamme. Dies hat den Vorteil einer gleichmäßigeren
Erwärmung des Metalls.
Durch die im wesentlichen horizontale, parallel zur Metallbadoberfläche ausgerichtete
Flammenführung wird die konvektive Wärmeübertragung auf das Metall, bei der stets
auch zur Oxidation des Metalls führender Sauerstoff zum Metall und insbesondere in
das Metallbad geleitet wird, minimiert. Erfindungsgemäß entsteht jedoch eine
leuchtendere, stärker abstrahlende Flamme als bisher. Dadurch wird die
Wärmeübertragung auf das Metall infolge Wärmestrahlung vorteilhaft erhöht.
Insgesamt wird auf diese Weise eine hohe Wärmeübertragung auf das Metall bei
minimaler Oxidation des Metalls erreicht.
Die Erfindung hat besondere Vorteile beim Erwärmen, insbesondere Schmelzen, von
Metallen wie Aluminium, die eine hohe Affinität zu Sauerstoff besitzen. Bevorzugt wird
das Metall und insbesondere Aluminium in Abwesenheit einer Salzschutzschicht,
besonders bevorzugt in völliger Abwesenheit von Salz, geschmolzen.
Die Erfindung sowie weitere Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand
von dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Hierbei
zeigt die einzige Figur einen für das erfindungsgemäße Verfahren ausgelegten
Schmelzofen.
Der Schmelzofen 1 wird über eine Beschickungstür 2 im unteren Drittel mit Metall,
insbesondere Aluminium 3, gefüllt. In der der Beschickungstür 2 gegenüberliegenden
Endwand des Ofens 1 ist ein Feuerungsbrenner 4 angeordnet, der über eine
Zuleitung 5 mit Erdgas und über eine Zuleitung 6 mit Sauerstoff versorgt wird. Die
dem Brenner 4 zugeführten Erdgas- und Sauerstoffmengen werden mittels der
Ventile 7 bzw. 8 so eingestellt, daß der Brenner 4 unterstöchiometrisch, d.h. mit
Sauerstoffdefizit, betrieben wird.
Oberhalb des Brenners 4 ist eine Zuleitung 9 für Sauerstoff vorgesehen. Das
Austrittsende der Zuleitung 9 ist so ausgebildet, daß sich ein Sauerstoffstrom 11
einstellt, der im wesentlichen waagrecht und parallel zu der von dem Brenner 4
erzeugten Flamme 10 ist. Innerhalb der Flamme 10 bildet sich ein Sauerstoffgradient
derart aus, daß die Flamme an ihrem unteren, an das Metall 3 angrenzenden Ende
unterstöchiometrisch brennt, während im oberen Flammenbereich ein
Sauerstoffüberschuß besteht. Die bei der Verbrennung entstehenden Abgase werden
über die Abzugsöffnung 12 abgezogen.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden im Ofen 1 solche
Strömungsverhältnisse eingestellt, daß sich direkt über dem Metall 3 eine
reduzierende Atmosphäre einstellt, obwohl der Brenner 4 mit reinem Sauerstoff
betrieben wird.
Die Gesamtmenge des über Leitung 6 dem Brenner 4 und dem Ofen 1 über Zuleitung
9 zugeführten Sauerstoffs wird in Abhängigkeit von der Art und Zusammensetzung
des Metalls 3, insbesondere den in dem Metall 3 enthaltenen Verunreinigungen,
eingestellt. Je nach den Verhältnissen hat sich ein Gesamtsauerstoffmenge zwischen
80 und 120 % der für eine stöchiometrische Verbrennung des Brennstoffs nötigen
Menge als günstig erwiesen.
Mittels des Ventils 8 kann das Verhältnis der Sauerstoffmengen in dem
Sauerstoffstrom 11 und der Flamme 10 eingestellt werden. Wird das Ventil 8
geschlossen, so wird dem Brenner 4 kein Sauerstoff zugeführt. Der für die
Verbrennung des Brennstoffes notwendige Sauerstoff wird in diesem Fall gänzlich
von dem überschichteten Sauerstoffstrom 11 bereitgestellt. Andererseits wird bei
völlig geöffnetem Ventil 8 nahezu der gesamte über Leitung 6 zugeführte Sauerstoff
direkt in den Brenner geleitet. Lediglich ein geringer Anteil des Sauerstoffs strömt
durch die Leitung 9 in den Ofen. Das Verhältnis der Sauerstoffmengen in dem
Sauerstoffstrom 11 und der Flamme 10 kann so zwischen 100 % und etwa 5 %
variiert und an die vorliegenden Verhältnisse angepaßt werden.
Eine vorteilhafte Anpassung des Verfahrens an die Ofengeometrie 1 und an die Art
und Menge des zu schmelzenden Metalls 3 kann auch durch Änderung des
Abstandes zwischen dem Brenner 4 und der Zuleitung 9 erfolgen. Der Abstand kann
sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung verändert werden, wodurch die
Vermischung des Sauerstoffstroms 11 mit der Flamme 10 beschleunigt oder verzögert
werden kann.
Claims (8)
- Verfahren zum Schmelzen von Metall in einem Industrieofen mittels eines mit einem Brennstoff und einem sauerstoffhaltigen Gas betriebenen Brenners, der eine im wesentlichen parallel zur Oberfläche des Metallbades, welches sich während des Schmelzprozesses ergibt, verlaufende Flamme erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner (4) unterstöchiometrisch betrieben wird und oberhalb des Brenners (4) ein überwiegend Sauerstoff enthaltendes Gas (11) so in den Industrieofen (1) eingeleitet wird, daß eine Oxidation des Metalls (3) möglichst vermieden wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das überwiegend Sauerstoff enthaltende Gas (11) so eingeleitet wird, daß es im wesentlichen keine Bewegungskomponente in Richtung des Metallbades (3) besitzt.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das überwiegend Sauerstoff enthaltende Gas (11) im wesentlichen parallel zur Oberfläche des Metallbades (3) in den Industrieofen (1) eingeleitet wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das überwiegend Sauerstoff enthaltende Gas (11) über eine in einer Stirn- und/oder Seitenwand des Industrieofens angeordnete Zuleitung (9) in den Industrieofen (1) eingeleitet wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Brenners (4) ein mehr als 80 % Sauerstoff, bevorzugt mehr als 90 % Sauerstoff enthaltendes Gas (11), besonders bevorzugt reiner Sauerstoff in den Industrieofen (1) eingeleitet wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtmenge des dem Brenner (4) zugeführten sauerstoffhaltigen Gases und des oberhalb des Brenners (4) zugeführten, überwiegend Sauerstoff enthaltenden Gases (11) zwischen 80 und 120 % der für eine stöchiometrische Verbrennung des Brennstoffs nötigen Menge entspricht.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall (3) in Abwesenheit einer Salzschutzschicht, bevorzugt in völliger Abwesenheit von Salz, geschmolzen wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zum Schmelzen von Aluminium.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19824573 | 1998-06-02 | ||
| DE1998124573 DE19824573A1 (de) | 1998-06-02 | 1998-06-02 | Verfahren zum Schmelzen von Metallen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EP0962540A1 true EP0962540A1 (de) | 1999-12-08 |
Family
ID=7869636
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EP98117057A Withdrawn EP0962540A1 (de) | 1998-06-02 | 1998-09-09 | Verfahren zum nicht-oxidierenden Schmelzen von Metallen in einem Ofen mit Brennerbetrieb |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0962540A1 (de) |
| DE (1) | DE19824573A1 (de) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002020859A2 (de) | 2000-09-08 | 2002-03-14 | Alumonte Technologiefortschritt In Alumnium Gmbh | Verfahren zum salzlosen oxidationsfreien umschmelzen von aluminium, dessen legierungen sowie von aluminiumschrotten |
| US6436337B1 (en) * | 2001-04-27 | 2002-08-20 | Jupiter Oxygen Corporation | Oxy-fuel combustion system and uses therefor |
| FR2854408A1 (fr) * | 2003-04-30 | 2004-11-05 | Air Liquide | Procede de traitement d'aluminium dans un four |
| FR2866656A1 (fr) * | 2004-02-25 | 2005-08-26 | Air Liquide | Procede de traitement d'aluminium dans un four rotatif ou reverbere |
| US7462218B2 (en) | 2001-11-29 | 2008-12-09 | L'air Liquide, Societe Anonyme A Directoire Et Conseil De Surveillance Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Aluminum melting method using analysis of fumes coming from the furnace |
| US7516620B2 (en) | 2005-03-01 | 2009-04-14 | Jupiter Oxygen Corporation | Module-based oxy-fuel boiler |
| US9091484B2 (en) | 2012-05-18 | 2015-07-28 | Air Products And Chemicals, Inc. | Method and apparatus for heating metals |
| EP3499162A1 (de) | 2017-12-18 | 2019-06-19 | Air Products And Chemicals, Inc. | Verfahren zur reduzierung des salzverbrauchs beim aluminiumrecycling |
| EP3572537A1 (de) * | 2018-05-24 | 2019-11-27 | Linde Aktiengesellschaft | Verfahren zum betrieb eines bleischmelzofens und bleischmelzofens |
| EP2166284B1 (de) | 2008-09-17 | 2020-11-11 | Messer Group GmbH | Drehtrommelofen und Verfahren zum Betreiben |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0475128A1 (de) * | 1990-08-21 | 1992-03-18 | Linde Aktiengesellschaft | Verfahren zur Verringerung von Schadstoffen in den Abgasen brennerbefeuerter Schmelzöfen |
| DE4142401A1 (de) * | 1991-12-20 | 1993-06-24 | Linde Ag | Verfahren zum betrieb einer auf einem oder mehreren brennern basierenden beheizung eines ofens |
| US5563903A (en) * | 1995-06-13 | 1996-10-08 | Praxair Technology, Inc. | Aluminum melting with reduced dross formation |
| EP0748994A1 (de) * | 1995-06-13 | 1996-12-18 | Praxair Technology, Inc. | System für einen mit verschieden Atmosphäreschichten direktgeheissten Ofen |
-
1998
- 1998-06-02 DE DE1998124573 patent/DE19824573A1/de not_active Withdrawn
- 1998-09-09 EP EP98117057A patent/EP0962540A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0475128A1 (de) * | 1990-08-21 | 1992-03-18 | Linde Aktiengesellschaft | Verfahren zur Verringerung von Schadstoffen in den Abgasen brennerbefeuerter Schmelzöfen |
| DE4142401A1 (de) * | 1991-12-20 | 1993-06-24 | Linde Ag | Verfahren zum betrieb einer auf einem oder mehreren brennern basierenden beheizung eines ofens |
| US5563903A (en) * | 1995-06-13 | 1996-10-08 | Praxair Technology, Inc. | Aluminum melting with reduced dross formation |
| EP0748994A1 (de) * | 1995-06-13 | 1996-12-18 | Praxair Technology, Inc. | System für einen mit verschieden Atmosphäreschichten direktgeheissten Ofen |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| M.W. PAGET ET AL.: "A novel burner retrofit used to increase productivity in an aluminium rotary furnace", SECOND INT. SYMPOSIUM ON RECYCLING OF METALS AND ENGINEERED MATERIALS, 1990, The Minerals, Metals and Materials Society, Canada, pages 671 - 678, XP002089284 * |
Cited By (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7160501B2 (en) | 2000-09-08 | 2007-01-09 | Alumonte Technologiefortschritt In Aluminium Gmbh | Method for the salt-free, non-oxidizing remelting of aluminium |
| WO2002020859A3 (de) * | 2000-09-08 | 2002-08-22 | Heribert Summer | Verfahren zum salzlosen oxidationsfreien umschmelzen von aluminium, dessen legierungen sowie von aluminiumschrotten |
| WO2002020859A2 (de) | 2000-09-08 | 2002-03-14 | Alumonte Technologiefortschritt In Alumnium Gmbh | Verfahren zum salzlosen oxidationsfreien umschmelzen von aluminium, dessen legierungen sowie von aluminiumschrotten |
| US6436337B1 (en) * | 2001-04-27 | 2002-08-20 | Jupiter Oxygen Corporation | Oxy-fuel combustion system and uses therefor |
| WO2002088400A1 (en) * | 2001-04-27 | 2002-11-07 | Jupiter Oxygen Corp. | Oxy-fuel combustion system and uses therefor |
| AU2002252439B2 (en) * | 2001-04-27 | 2005-07-28 | Jupiter Oxygen Corp. | Oxy-fuel combustion system and uses therefor |
| US7282171B2 (en) | 2001-04-27 | 2007-10-16 | Jupiter Oxygen Corporation | Method for oxy-fuel combustion |
| US7462218B2 (en) | 2001-11-29 | 2008-12-09 | L'air Liquide, Societe Anonyme A Directoire Et Conseil De Surveillance Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Aluminum melting method using analysis of fumes coming from the furnace |
| WO2004099453A1 (fr) * | 2003-04-30 | 2004-11-18 | L'air Liquide,Societe Anonyme A Directoire Et Conseil De Surveillance Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Procede de traitement d'aluminium dans un four |
| FR2854408A1 (fr) * | 2003-04-30 | 2004-11-05 | Air Liquide | Procede de traitement d'aluminium dans un four |
| US7648558B2 (en) | 2003-04-30 | 2010-01-19 | L'air Liquide Societe Anonyme A Directoire Et Conseil De Surveillance Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Method for the treatment of aluminum in a furnace |
| US7655067B2 (en) | 2004-02-25 | 2010-02-02 | L'Air Liquide-Societe Anonyme a Directoire et Conseil de Surveillande pour l'Etude et l'Exploitation des Procedes Georges Claude | Method for processing aluminium in a rotary or a reverberating furnace |
| FR2866656A1 (fr) * | 2004-02-25 | 2005-08-26 | Air Liquide | Procede de traitement d'aluminium dans un four rotatif ou reverbere |
| WO2005085732A1 (fr) * | 2004-02-25 | 2005-09-15 | L'air Liquide, Societe Anonyme A Directoire Et Conseil De Surveillance Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Procede de traitement d'aluminium dans un four rotatif ou reverbere |
| US8082737B2 (en) | 2005-03-01 | 2011-12-27 | Jupiter Oxygen Corporation | Module-based oxy-fuel boiler |
| US7516620B2 (en) | 2005-03-01 | 2009-04-14 | Jupiter Oxygen Corporation | Module-based oxy-fuel boiler |
| US8752383B2 (en) | 2005-03-01 | 2014-06-17 | Jupiter Oxygen Corporation | Module-based oxy-fuel boiler |
| EP2166284B1 (de) | 2008-09-17 | 2020-11-11 | Messer Group GmbH | Drehtrommelofen und Verfahren zum Betreiben |
| US9091484B2 (en) | 2012-05-18 | 2015-07-28 | Air Products And Chemicals, Inc. | Method and apparatus for heating metals |
| EP3499162A1 (de) | 2017-12-18 | 2019-06-19 | Air Products And Chemicals, Inc. | Verfahren zur reduzierung des salzverbrauchs beim aluminiumrecycling |
| US10669609B2 (en) | 2017-12-18 | 2020-06-02 | Air Products And Chemicals, Inc. | Method for reducing salt usage in aluminum recycling |
| EP3572537A1 (de) * | 2018-05-24 | 2019-11-27 | Linde Aktiengesellschaft | Verfahren zum betrieb eines bleischmelzofens und bleischmelzofens |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19824573A1 (de) | 1999-12-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE10118880C2 (de) | Verfahren und Anordnungen zum Beheizen von Glasschmelzöfen mit fossilen Brennstoffen | |
| DE4142401C2 (de) | Verfahren zum Betrieb einer auf einem oder mehreren Brennern basierenden Beheizung eines Ofens | |
| EP2202460B1 (de) | Flachflammenbrenner und Verfahren zum Betreiben eines Flachflammenbrenners | |
| EP0962540A1 (de) | Verfahren zum nicht-oxidierenden Schmelzen von Metallen in einem Ofen mit Brennerbetrieb | |
| EP2166284B1 (de) | Drehtrommelofen und Verfahren zum Betreiben | |
| DE2428891C3 (de) | Schachtofen zum Schmelzen von mineralischen Substanzen zur Herstellung von Mineralwolle | |
| DE2900676C2 (de) | ||
| EP1213364B1 (de) | Verfahren zum Einschmelzen von Metallschrott insbes. aus Aluminium unter Einsatz eines Brennstoff-Sauerstoffbrenners | |
| WO1981002747A1 (fr) | Procede et dispositif pour l'allumage d'un melange de frittage | |
| DE69312135T2 (de) | Schmelzverfahren für Metalle | |
| EP0521523B1 (de) | Verfahren zum Betreiben eines Kupolofens | |
| DD155433A5 (de) | Verfahren und vorrichtung zum schmelzen von metallen,insbesondere von leicht-,schwer-und edelmetallen,sowie deren legierungen | |
| DE102004045701A1 (de) | Metallschmelzofen und Verfahren sowie Verwendung zum Schmelzen von Metallen | |
| AT391757B (de) | Anlage zur metallurgischen behandlung von metallen, metallverbindungen und/oder metall-legierungen | |
| DE69101839T2 (de) | Verfahren zum wiederaufheizen eines stahlbades. | |
| DE10325557A1 (de) | Verfahren zur Verringerung von Schadstoffen in den Abgasen eines Schmelzofens | |
| DE102010029648A1 (de) | Verfahren zum Schmelzen von Metallen oder Glas oder zur Wärmebehandlung von Metallen | |
| DE311837C (de) | ||
| DE2339967B2 (de) | Verfahren zum Verhütten von oxidischen Erzen oder oxidierten ErzKonzentraten | |
| WO2006072363A1 (de) | Herdofen, verfahren sowie verwendung des herdofens zum schmelzen von metallen | |
| EP1721995A1 (de) | Metallschmelz-Drehtrommelofen | |
| DE1458785C (de) | Drehrohrofenanlage zur Reduktion schwer reduzierbarer Metalloxyde und Ver fahren zu ihrem Betrieb | |
| DE51681C (de) | Verfahren und Ofeneinrichtung zur Herstellung von Zink, Eisen u. dergl | |
| DE2255945A1 (de) | Siemens-martin-ofen | |
| DE183876C (de) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012 |
|
| AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE |
|
| AX | Request for extension of the european patent |
Free format text: AL;LT;LV;MK;RO;SI |
|
| STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN WITHDRAWN |
|
| 18W | Application withdrawn |
Withdrawal date: 19991210 |