JP2007524003A5 - - Google Patents
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したがって、文献JP 58−227706は非鉄金属溶解炉に据え付けられたバーナが消費されずに残っている燃料の一部で、95%と100%の間の範囲にある燃料流量に対する酸化剤の比の値の範囲の亜理論モードで操作することを立証するために煙道ガス中のCOおよびH2量の測定を用いることを提示している。
少なくとも1つのバーナに供給される酸化剤は10体積%を超える酸素、好ましくは21体積%を超える酸素を含み、かつ前記方法は少なくとも1つのバーナに噴射される燃料の流量が雰囲気または煙道ガスで一酸化炭素および/または水素濃度の関数であるか、またはその反対(すなわち、燃料流量が実質的に一定で、かつ酸化剤流量がそれらを以下に設定する限り同じ限界内に含まれるCOおよび/またはH2濃度に依存する)のときに前記酸化剤流量が実質的に一定である、間に前記溶融アルミニウムの酸化を低減する最終段階を含み、一酸化炭素および/または水素濃度は3体積%と15体積%の間(反対に、燃料流量が一定で酸化剤流量がCOおよび/またはH2濃度に依存する可能性を意味する)ことを特徴とする。
好ましくは、VOC燃焼段階はこの段階の間、燃料の容積流量に対する酸化剤に含まれる酸素の容積流量が以下に定義される閾値S、以下に下がるときに終結する。一般的に、一時的なずれに対処するためにこの炭化水素燃焼段階の条件は炉または煙道ガスで測定されるCOの目標値(C1値〜C2値)を変化させることによって第1段階に入る前に、値R<Sの推移を確認するために更なる期間Δt(当該の炭化水素燃焼段階の5%と20%の間)に維持される(例えば、図2に例示されるようにCO濃度での変化の可能な限りのずれを考慮する)。この期間Δtの段階は、検出段階と同様に以下に参照される。
本発明によれば、1つの段階から他の段階への遷移は閾値S以上の値から閾値S以下の値に動く比R(容積酸素流量/容積燃料流量=R)の持続的な変動の検出に基づかれる。
前記比Rの閾値Sは、以下のように本発明が遂行される炉での前もっての試験によって定義される:
−煙道ガスおよび/または雰囲気のCO濃度が(比Rの変化を用いて)調節される目標値C1は、装填物および(一般的に本発明に係るレーザダイオード)を用いてCO検出を試験される炉に対して最低限の値で設定される。この値は、しばしば約0.1vol%である。通常の処理での装填物を有する炉で、前記CO値はこの非常に低目標値に調節され、ある間隔の後に容積酸素/燃料流量の比は安定化される。この安定化が維持されるときの比Rは、上に定義される閾値Sである。
−煙道ガスおよび/または雰囲気のCO濃度が(比Rの変化を用いて)調節される目標値C1は、装填物および(一般的に本発明に係るレーザダイオード)を用いてCO検出を試験される炉に対して最低限の値で設定される。この値は、しばしば約0.1vol%である。通常の処理での装填物を有する炉で、前記CO値はこの非常に低目標値に調節され、ある間隔の後に容積酸素/燃料流量の比は安定化される。この安定化が維持されるときの比Rは、上に定義される閾値Sである。
バーナ10は、液状形態で金属3を加熱、溶融する炎を作る。炉から排出し、燃焼、特にバーナによって生成される煙道ガス4は、前記煙道中のCOおよび/またはH2濃度を測定するためにCOおよび/またはH2検出器5,6がそれぞれ置かれるライン18を通して除去される。それぞれの検出器5,6から出た信号は、接続ラインを通して操作が以下に説明される制御ユニット8に送信される。前記バーナ10は、適切な流量の酸化剤および燃料を前記バーナに配送するためのそれぞれの制御バルブ12,11(例えばマスフローメータ)を通してそれぞれ酸化剤および燃料が供給される。この流量は、接続ライン15を通して制御デバイス8によって制御される。接続ライン17,16は、前記バルブ12,11の開度の測定を前記制御システム8に送信し、このシステムはまたセンサを通して溶融金属の温度のデータを受信する。前記制御システム8は、特に値C1から値C2に進めるために時間の関数として変換されることができるCO(および/またはH2)濃度目標値の調節を備える。センサ5で前記制御デバイス8に送信されるCOおよび/またはH2濃度の測定が前記目標より高いか低いかによって、制御信号を接続15を通して酸化剤および燃料の注入を調節する制御バルブ12,11に発生し、前記煙道ガスの一酸化炭素および/または水素濃度減少および増加を得る。
図2は、前述した溶融サイクルの2つの段階処理の状況における比R(酸化剤の流量または好ましくは燃料の流量が一定に保持されている)と煙道ガス中のCOおよび/またはH2濃度の典型的な変形を示す。段階IおよびIIの同じ連続サイクルにおいてC1=C2およびC1<C2(C1=C2であれば、単一段階のみであろう)の全ての場合で、段階Iの間、COおよび/またはH2目標値は0.1vol%と5vol%の間のC1の値に設定され、一方段階IIにおいて、この目標値は実質的に高い、3vol%と15vol%の間の値C2に調節される。溶融が始まるので、COおよび/またはH2を目標値にサーボ制御するために、制御は過剰酸化剤を供給してVOCsを燃焼のために比Rの値を増加する。装填物およびそれらの燃焼によるVOCの生成は、ピークに達し、それから段階Iの最後でゼロに落ちる。比Rは、R MAXで示されるピークに上昇することによるこの傾向をたどり、それから段階Iに減少する。目標値C1のために、前記VOCsが殆ど全て消費される場合、比Rは必然的かつ最終的に既に定義された閾値Sを通過し、それからR MINで示される最小に落ちる。前記比Rが閾値Sに達すると、少量のVOCは装填物に実質的に残り、前記目標値C1より低いCOおよび/またはH2のレベルを生じる。このときから、制御器は比Rを調節し、この目標からのずれを補償するためにさらにそれ(バーナによるCOおよび/またはH2の生産)を減少する。全てのVOCsは、比がR MINに達するときに燃焼される。それから段階IIが始まるので、制御方法を変える時間である。本発明は、t2=t1+Δtによって定義される時間t2で、制御方法で変化を生じさせるために考慮される溶融段階I(時間t1で終結する)の5%と20%の間の検出時間Δtと結合される閾値超過の時間t1を用いることからなる。このとき、目標値はC2に等しくなる。
Claims (12)
- アルミニウム含有物質および必要に応じて1つ以上の塩は炉内に導入され、この物質はことによるとスラッジ、特にアルミナおよび少なくとも1つの塩を含む、で覆われた溶融アルミニウムを得るように酸化剤および燃料を供給する少なくとも1つのバーナを用いて加熱することによって溶融され、かつ一酸化炭素COおよび/または水素H2濃度は炉雰囲気または煙道ガスで測定される炉でのアルミニウムの処理方法であって、少なくとも1つのバーナに供給される酸化剤は10体積%を超える酸素、好ましくは21体積%を超える酸素を含み、かつ前記方法は少なくとも1つのバーナに噴射される燃料の流量が雰囲気または煙道ガスまたはその反対で一酸化炭素および/または水素濃度の関数であるときに前記酸化剤流量が本質的に一定である、間に前記溶融アルミニウムの酸化を低減する最終段階を含み、一酸化炭素および/または水素濃度は3体積%と15体積%の間の目標値C2に調節されることを特徴とする方法。
- 前記酸化剤は、88体積%を超える酸素、好ましくは95体積%を超える酸素を含むことを特徴とする請求項1記載の方法。
- 前記酸化剤は、工業的に純粋酸素であることを特徴とする請求項1,2いずれか記載の方法。
- 前記燃料は、天然ガス、炭化水素および軽燃料油または重燃料油から選ばれることを特徴とする請求項1記載の方法。
- 燃料に対する酸素の容積比は、1と5の間、好ましくは1.5と3の間に維持されることを特徴とする請求項1〜4いずれか1項記載の方法。
- 前記一酸化炭素および/または水素濃度は、3体積%と15体積%の間、好ましくは6体積%と10体積%の間の目標値C2でこの酸化限界段階全体を通して本質的に一定に維持されることを特徴とする請求項1〜5いずれか1項記載の方法。
- 前記酸化限界段階は、前記物質に存在される本質的に全ての有機化合物の熱分解による破壊される間の炭化水素燃焼段階に先行されることを特徴とする請求項1〜6いずれかい1項記載の方法。
- 前記炭化水素燃焼段階は、燃料の容積流量に対する酸素の容積流量の比Rの測定値が予め定義された値Sを下回ったときに終結することを考慮されることを特徴とする請求項7記載の方法。
- 安定化段階は、目標値C1に調節された測定一酸化炭素および/または水素濃度で生じ、この段階は前記比Rがその最小に到達したときに終結することを特徴とする請求項7または8記載の方法。
- 前記アルミニウム酸化限界段階は、炉にアルミニウム含有物質の新しい装填の再導入で終結されることを特徴とする請求項1〜9いずれか1項記載の方法。
- 前記CO濃度は、レーザダイオードを用いて測定されることを特徴とする請求項1〜10いずれか1項記載の方法。
- 先行された請求項の少なくとも1つの記載において、CO測定のためのレーザダイオードの使用。
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