JP2011257014A - Melting furnace - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、溶解炉に関する。 The present invention relates to a melting furnace.
環境保護の観点から、アルミニウムや銅等のスクラップ(被溶解材料)を溶解する溶解炉に対しても、排気ガスの低NOx化が求められている。例えば、特許文献1には、炉内に燃料と空気とを離れた位置から供給し、緩慢に燃焼(拡散燃焼)させるバーナを設けてNOxを低減した溶解炉が記載されている。さらに、特許文献1には、溶解炉に、蓄熱体を有する一対のバーナを交番運転し、燃焼していないバーナを介して燃焼排気ガスを排気して蓄熱体で燃焼排気ガスから熱回収し、熱回収した蓄熱体で燃焼用空気を予熱して燃焼運転するリジェネバーナを採用することが記載されている。 From the viewpoint of environmental protection, NOx reduction in exhaust gas is also required for melting furnaces for melting scraps (melting materials) such as aluminum and copper. For example, Patent Document 1 discloses a melting furnace in which NOx is reduced by providing a burner that supplies fuel and air from a remote location in the furnace and slowly burns (diffusion combustion). Further, in Patent Document 1, a pair of burners having a heat storage body are alternately operated in a melting furnace, exhaust gas is exhausted through a burner that is not combusted, and heat is recovered from the combustion exhaust gas by the heat storage body, It is described that a regenerative burner that preheats combustion air with a heat-recovered heat storage body and performs combustion operation is described.
しかしながら、溶解炉においては、例えば非特許文献1に記載されているように、被溶解材料に火炎を衝突させて効率よく熱を伝達することで溶解速度を向上させることができる。このため、省エネルギーの観点からは、溶解炉には、燃料と空気とを混合して供給し、集中燃焼させることによって、被溶解材料に高い運動エネルギーを持って衝突する指向性の高い集中火炎を形成するバーナが好ましいと考えられている。 However, in the melting furnace, for example, as described in Non-Patent Document 1, a melting rate can be improved by causing a flame to collide with a material to be melted and efficiently transferring heat. For this reason, from the standpoint of energy saving, the melting furnace is supplied with a mixture of fuel and air and intensively burned to create a highly directional concentrated flame that collides with the material to be melted with high kinetic energy. The burner that is formed is considered preferred.
また、特許文献2に記載されているように、溶解炉に拡散燃焼方式のバーナを用いる場合、運転初期には低温の被溶解材料がバーナの前に堆積しているため、未燃焼の燃料が低温の被溶解材料に当たって不完全燃焼を起こし、すすが発生したりするという問題もある。このため、特許文献2では、拡散燃焼する主バーナと、被溶解材料に衝突する集中火炎を形成する補助バーナとを設けた溶解炉を提案している。このように複数のバーナを設けると、構成が複雑になり、溶解炉が高価になる。
Further, as described in
前記問題点に鑑みて、本発明は、省エネルギー且つ低NOxで構成が簡単な溶解炉を提供することを課題とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a melting furnace that is energy saving, low NOx, and simple in configuration.
前記課題を解決するために、本発明による溶解炉は、被溶解材料を収容する炉体と、燃料と主燃焼空気とを混合して燃焼させることにより前記被溶解材料に衝突する集中火炎を形成でき、且つ、前記主燃焼空気の流量を少なくして前記燃料の一部のみを燃焼させられるバーナと、前記バーナで燃焼させた後の燃焼ガス中に残存する燃料を自燃させるための補助燃焼空気を前記炉体内に供給する補助空気ノズルと、前記被溶解材料が溶解したとき、前記バーナの前記主燃焼空気の流量を少なくし、且つ、前記補助空気ノズルの前記補助燃焼空気の流量を多くする制御手段とを有するものとする。 In order to solve the above problems, a melting furnace according to the present invention forms a concentrated flame that collides with a material to be melted by mixing a furnace body containing the material to be melted and fuel and main combustion air to be burned. A burner capable of burning only a part of the fuel by reducing the flow rate of the main combustion air, and auxiliary combustion air for self-combusting the fuel remaining in the combustion gas after being burned by the burner When the material to be melted is dissolved, the flow rate of the main combustion air in the burner is decreased and the flow rate of the auxiliary combustion air in the auxiliary air nozzle is increased. And control means.
この構成によれば、被溶解材料が溶けるまでは、バーナの集中火炎を被溶解材料に直接当てて効率よく熱を伝えることによって被溶解材料の溶解を促進できる。また、被溶解材料が溶けた後は、主燃焼空気を減じて集中火炎中では一部の燃料しか燃焼できないようにし、燃焼ガス中に残留する燃料を補助空気ノズルから供給される空気によって炉内の各所で分散的に拡散燃焼させることで、被溶解材料が溶けた溶湯の表面全体を輻射加熱して、溶湯温度の上昇を促進できる。また、燃料を拡散燃焼させることで、NOxの発生を抑制することもできる。 According to this structure, until the material to be melted is melted, the melting of the material to be melted can be promoted by efficiently applying heat by directly applying the concentrated flame of the burner to the material to be melted. In addition, after the material to be melted is melted, the main combustion air is reduced so that only a part of the fuel can be burned in the concentrated flame, and the fuel remaining in the combustion gas is fed into the furnace by the air supplied from the auxiliary air nozzle. By diffusing and burning in a dispersive manner in these places, the entire surface of the molten metal in which the material to be melted is radiantly heated, and the rise in the molten metal temperature can be promoted. Also, NOx generation can be suppressed by diffusing and burning the fuel.
また、本発明の溶解炉において、前記被溶解材料が溶解した後の前記主燃焼空気の流量を空気比0.2以下にすれば、NOxの発生を十分に抑制できる。 Further, in the melting furnace of the present invention, if the flow rate of the main combustion air after the material to be melted is reduced to an air ratio of 0.2 or less, generation of NOx can be sufficiently suppressed.
また、本発明の溶解炉において、前記主燃焼空気および前記補助燃焼空気の合計流量の前記バーナの燃料流量に対する空気比を、前記被溶解材料が溶解する前よりも前記被溶解材料が溶解した後の方が低くなるようにすれば、運転初期の集中火炎の不完全燃焼を防止し、溶湯の昇温のための拡散燃焼におけるNOxを低減できる。 In the melting furnace of the present invention, the air ratio of the total flow rate of the main combustion air and the auxiliary combustion air to the fuel flow rate of the burner is after the material to be melted is melted than before the material to be melted is melted. If it is made lower, incomplete combustion of the concentrated flame in the initial stage of operation can be prevented, and NOx in diffusion combustion for increasing the temperature of the molten metal can be reduced.
また、本発明の溶解炉において、溶解していない被溶解材料は、集中火炎を遮るため、その背後の部分に火炎の輻射熱が届かず、温度が低くなる。したがって、前記被溶解材料の溶解状態は、炉内の温度分布によって検出することができる。 In addition, in the melting furnace of the present invention, the material to be melted that is not melted blocks the concentrated flame, so that the radiant heat of the flame does not reach the portion behind it and the temperature is lowered. Therefore, the melting state of the material to be melted can be detected by the temperature distribution in the furnace.
また、火炎の状態や火炎が形成される位置が変化する本発明の溶解炉において、炉内に温度センサを設けると火炎の輻射熱の影響によって検出温度の誤差が大きくなる。そこで、火炎の輻射を受けない煙道内において排気ガスの温度を検出することによって炉内の温度の指標とすればよい。さらに、被溶解材料の溶解が進むのにしたがって炉内温度が上昇するので、煙道内の排気ガス温度によって被溶解材料の溶解状態を推測できる。 Further, in the melting furnace of the present invention in which the state of the flame and the position where the flame is formed are changed, if a temperature sensor is provided in the furnace, an error in the detected temperature increases due to the influence of the radiant heat of the flame. Therefore, the temperature of the exhaust gas may be detected as an index of the temperature in the furnace by detecting the temperature of the exhaust gas in the flue not receiving the flame radiation. Furthermore, since the furnace temperature rises as the melting of the material to be melted progresses, the melting state of the material to be melted can be estimated from the exhaust gas temperature in the flue.
以上のように、本発明によれば、1つのバーナによって、被溶解材料に集中火炎を衝突させて効率よく溶かすことも、拡散火炎によって溶湯全体を効率よく輻射加熱することもできる。これにより、本発明の溶解炉は、燃料消費を節減して省エネルギーを達成でき、且つ、排気ガス中のNOx濃度を低く維持することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to cause the concentrated flame to collide with the material to be melted and efficiently melt it with one burner, or to efficiently radiate and heat the entire molten metal with the diffusion flame. Thereby, the melting furnace of the present invention can save fuel consumption and achieve energy saving, and can maintain the NOx concentration in the exhaust gas low.
これより、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。先ず、図1に、本発明の第1実施形態の溶解炉1の構成を示す。溶解炉1は、二点鎖線で図示するように被溶解材料(アルミニウムのスクラップ)Asを山積みして収容し、実線で示すように被溶解材料が溶けた溶湯Amを貯留できる炉体2と、炉体2の内部に燃料(例えばLNG)と空気(主燃焼空気)とを混合して噴射し、集中火炎を形成するように燃焼させるバーナ3と、バーナ3の近傍から炉体2の内部に補助燃焼空気を導入できる補助空気ノズル4とを有する。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. First, in FIG. 1, the structure of the melting furnace 1 of 1st Embodiment of this invention is shown. A melting furnace 1 includes a
炉体2内の燃焼ガスは、煙道5からレキュペレータ6を通して排気される。レキュペレータ6は、この排気ガスと補助空気ノズル4に供給される補助燃焼空気との間で熱交換して熱回収を行う。主燃焼空気および補助燃焼空気は、共に、給気ファン7によって供給される。主燃焼空気の流量は、主調整弁8によって調節され、補助燃焼空気の流量は補助調整弁9によって調節される。主調整弁8および補助調整弁9の開度は、コンピュータからなる制御装置(制御手段)10によって、煙道5に設けられた温度センサ11が検出する排気ガス温度に応じて調節される。
The combustion gas in the
図2に、溶解炉1における、主燃焼空気および補助燃焼空気の流量を、バーナ3に供給される燃料の理論空気量に対する比(空気比)で示す。尚、溶解炉1では、排気ガス温度が例えば1200℃に達するまでは、バーナ3の最大燃焼量の燃料が供給され、その後は排気ガス温度を1200℃に維持するように、燃料流量が調節される。そして、溶解炉1は、排気ガス温度を1200℃に維持したまま、溶湯の温度が所定温度に達するまで燃焼運転を継続する。
FIG. 2 shows the flow rates of the main combustion air and the auxiliary combustion air in the melting furnace 1 as a ratio (air ratio) to the theoretical air amount of fuel supplied to the
図示するように、溶解炉1では、排気ガス温度が500℃に達するまでは、補助燃焼空気は供給せず、バーナ3に空気比1.2の主燃焼空気を供給し、バーナ3を完全燃焼させる。このとき、供給される燃料は、すべて、集中火炎の内部において燃焼する。バーナ3が形成する集中火炎は、直進性(指向性)が高く、山積みされた被溶解材料Asに衝突し、その高い運動エネルギーによって効果的に被溶解材料Asに熱を伝達する。
As shown in the figure, in the melting furnace 1, no auxiliary combustion air is supplied until the exhaust gas temperature reaches 500 ° C., main combustion air having an air ratio of 1.2 is supplied to the
アルミニウムの溶解温度は660℃であるため、排気ガス温度が500℃に達すると、直接、集中火炎に晒されている被溶解材料Asはより高温になり、少なくとも部分的には溶解して、溶湯Amになっていると考えられる。そこで、溶解炉1では、排気ガス温度が500℃以上になると、バーナ3の主燃焼空気の流量を減じると共に、補助空気ノズル4から、補助燃焼空気を炉体2の内部に供給する。
Since the melting temperature of aluminum is 660 ° C., when the exhaust gas temperature reaches 500 ° C., the material to be melted As that is directly exposed to the concentrated flame becomes higher and melts at least partially. It is thought that it is Am. Therefore, in the melting furnace 1, when the exhaust gas temperature becomes 500 ° C. or higher, the flow rate of the main combustion air in the
主燃焼空気の流量を減じることで、バーナ3の集中火炎では、一部の燃料が燃焼されずに残り、未燃焼の燃料を含む燃焼ガスが炉体2内に拡散する。この燃焼ガスは燃料の着火点以上の温度を有しているため、未燃焼の燃料は、補助空気ノズル4から、供給された補助燃焼空気に含まれる酸素と出会うと自燃する。つまり、バーナ3に供給された燃料の一部は、集中火炎から脱離して、炉体2の内部に拡散しながら燃焼して、各所で拡散火炎を形成する。
By reducing the flow rate of the main combustion air, in the concentrated flame of the
このような拡散火炎は、集中火炎が届かない部分にも形成され、固体の被溶解材料Asや溶湯Amを輻射熱によって加熱する。被溶解材料Asの溶解が進み、溶湯Amが多くなると、集中火炎によって局所的に加熱するよりも、拡散火炎によって全体的に輻射加熱する方が、効率的に熱を伝達できるようになる。このため、溶解炉1では、図2に示すように、排気ガス温度の上昇に伴って、主燃焼空気の流量を徐々に少なくし、同時に、補助燃焼空気の流量を多くしてゆく。 Such a diffusion flame is also formed in a portion where the concentrated flame does not reach, and heats the solid material As or the molten metal Am by radiant heat. When melting of the material to be melted advances and the amount of molten metal Am increases, heat can be transferred more efficiently by radiant heating as a whole by diffusion flame than by local heating by concentrated flame. For this reason, in the melting furnace 1, as shown in FIG. 2, as the exhaust gas temperature rises, the flow rate of the main combustion air is gradually decreased, and at the same time, the flow rate of the auxiliary combustion air is increased.
溶解炉1において、排気ガス温度が800℃に達すると、被溶解材料Asの溶解は略すべて溶解し、溶湯Amになっていると考えられる。そこで、溶解炉1では、排気ガス温度が800℃になったとき、主燃焼空気の空気比を0.1とし、補助燃焼空気の空気比を1.0とするように設定されている。ここで、図3に示すように、主燃焼空気と補助燃焼空気との総量の空気比は、1.1になっていることを注記する。溶解炉1において、高温時は、燃料を拡散させて緩慢に燃焼させるため、低温時の集中火炎を形成する場合に比べて、低い空気比でも燃料を残さずに燃焼させられるからである。 In the melting furnace 1, when the exhaust gas temperature reaches 800 ° C., it is considered that almost all of the material As to be melted is melted to become a molten metal Am. Therefore, in the melting furnace 1, when the exhaust gas temperature reaches 800 ° C., the air ratio of the main combustion air is set to 0.1, and the air ratio of the auxiliary combustion air is set to 1.0. Here, as shown in FIG. 3, it is noted that the air ratio of the total amount of the main combustion air and the auxiliary combustion air is 1.1. This is because, in the melting furnace 1, the fuel is diffused and burnt slowly at high temperatures, so that the fuel can be burned without leaving any fuel even at a low air ratio as compared to the case of forming a concentrated flame at low temperatures.
溶解炉1は、このように空気比を低くすることで、NOxの発生を抑制できる。NOxの低減効果を得るためには、主燃焼空気の空気比を0.2以下にすることが好ましい。主燃焼空気の空気比をさらに低くしても良いが、保炎のために集中火炎を残す必要があるので、主燃焼空気の空気比は少なくとも0.01程度を確保しなければならない。 The melting furnace 1 can suppress the generation of NOx by lowering the air ratio in this way. In order to obtain the NOx reduction effect, the air ratio of the main combustion air is preferably 0.2 or less. Although the air ratio of the main combustion air may be further reduced, it is necessary to leave a concentrated flame for holding the flame. Therefore, the air ratio of the main combustion air must be at least about 0.01.
尚、煙道5における排気ガスの温度は、炉体2の内部の燃焼ガスの温度と略同じであるが、温度センサ11を炉体2の内部に設けると火炎の輻射熱によって温度センサ11自体が直接加熱され、燃焼ガスの温度よりも高い温度を検出してしまう。溶解炉1では、火炎の状態や火炎の形成される位置が変化するので、火炎の輻射熱による検出誤差が一定ではなく、経験的に検出温度を補正することが困難である。このため、溶解炉1では、火炎の輻射の影響がない煙道5に温度センサ11を設けてある。
The temperature of the exhaust gas in the flue 5 is substantially the same as the temperature of the combustion gas inside the
続いて、図4に、本発明の第2実施形態の溶解炉1aを示す。尚、以下の説明において、先に説明した実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付して、重複する説明を省略する。溶解炉1aは、バーナ3および補助空気ノズル4をそれぞれ2つ一対として有する。補助空気ノズル4は、それぞれ、蓄熱体12を有し、蓄熱体12を通して補助燃焼空気を供給することができるようになっている。
Subsequently, FIG. 4 shows a melting furnace 1a according to a second embodiment of the present invention. In the following description, the same components as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. The melting furnace 1a has two
主調整弁8によって流量が調節された主燃焼空気は、主供給弁13によって選択された片側のバーナ3のみに供給され、一方のバーナ3のみが燃焼運転する。また、補助調整弁9によって流量が調節された補助燃焼空気は、補助供給弁14によって選択された、燃焼しているバーナ3と同じ側の補助空気ノズル4から、炉体2の内部に供給される。
The main combustion air whose flow rate is adjusted by the
また、補助空気ノズル4は、排気弁15を介して排気調整弁16および排気ファン17を備える排気流路に接続されており、炉体2内の燃焼ガスを蓄熱体12を通して排気することもできるようになっている。
In addition, the
つまり、溶解炉1aでは、拡散燃焼を行う際、補助空気ノズル4の一方から補助燃焼空気を供給し、他方の補助空気ノズル4を介して炉体2内の燃焼ガスを排気し、これらを交番運転することにより、蓄熱体12で排気ガスから熱回収して補助燃焼空気を予熱するいわゆるリジェネバーナの効果を得ることができる。
That is, in the melting furnace 1a, when performing diffusion combustion, auxiliary combustion air is supplied from one of the
また、溶解炉1aは、蓄熱体12の加熱と冷却とのバランスを保つために、バーナ3を介して炉体2に供給された主燃焼空気の全量と、補助空気ノズル4介して炉体2に供給された補助燃焼空気の約20%に相当する量の燃焼ガスを、煙道5を介して排気するように排気調整弁16の開度が調節される。
In addition, the melting furnace 1 a has a total amount of main combustion air supplied to the
図5に、本実施形態の溶解炉1aにおける、主燃焼空気および補助燃焼空気の流量を示す。本実施形態では、煙道5における排気ガス温度が低いときから、バーナ3の主燃焼空気の空気比を0.5に抑制し、補助空気ノズル4から空気比0.7の補助燃焼空気を導入している。また、本実施形態では、主燃焼空気および補助燃焼空気の流量を徐々に変化させるのではなく、排気ガス温度が800℃に達して被溶解材料がすべて溶解したと考えられるときに、主燃焼空気の空気比を0.1に、補助燃焼空気の空気比を1.0に変更し、集中燃焼と拡散燃焼との割合を不連続に変更するようになっている。
FIG. 5 shows the flow rates of main combustion air and auxiliary combustion air in the melting furnace 1a of the present embodiment. In this embodiment, since the exhaust gas temperature in the flue 5 is low, the air ratio of the main combustion air of the
尚、本実施形態の溶解炉1aは、所定温度に達した溶湯Amを排出した後、直ぐに、被溶解材料Asが供給され、炉体2がある程度高温の状態で次の燃焼運転が開始されることを想定している。しかしながら、休業空けの最初の運転開始時等の排気ガス温度が300℃よりもさらに低いような場合には、主燃焼空気の空気比を1.2とし、補助燃焼空気を導入しないようにして、集中燃焼のみで運転を開始してもよい。
In the melting furnace 1a of the present embodiment, the melted material As is supplied immediately after discharging the molten metal Am that has reached a predetermined temperature, and the next combustion operation is started in a state where the
勿論、蓄熱体12を有する本実施形態の装置構成の溶解炉1aにおいて、図2のように、排気ガス温度の上昇に合わせて、主燃焼空気を減少させ、補助燃焼空気を増加させることにより、集中火炎と拡散火炎との割合を連続的に変化させてもよい。
Of course, in the melting furnace 1a of the apparatus configuration of the present embodiment having the
さらに、図6に、本発明の第3実施形態の溶解炉1bを示す。本実施形態では、炉体2の天井に、バーナ3の火炎形成方向に並んで複数の温度センサ18が配設されている。先に述べたように、炉体2の内部に露出する各温度センサ18は、炉体2の内部の燃焼ガスの温度だけでなく、バーナ3が形成する火炎の輻射熱をも検出する。
Furthermore, FIG. 6 shows a
図示するように、固体の被溶解材料Asが存在する場合、バーナ3が形成する集中火炎は、被溶解材料Asによって途中で遮られる。したがって、燃焼運転中のバーナ3に近い位置に設けられた温度センサ18のみが、集中火炎の輻射熱を検出し、燃焼運転中のバーナ3から遠い側の温度センサ18よりも高い温度を検出する。つまり、検出温度が高い温度センサ18の直下では被溶解材料Asが溶解していると考えられる。
As shown in the figure, when there is a solid material to be melted As, the concentrated flame formed by the
被溶解材料Asが全体的に溶解して溶湯Amになると、炉体2の内部を集中火炎が横断し、すべての温度センサが略同じように集中火炎の輻射熱を検出するようになる。したがって、溶解炉1bでは、温度センサ18の検出温度の差が、ある一定温度以下になったとき、被溶解材料Asが溶解して溶湯Amになったものと判断し、主燃焼空気の流量を少なくし、補助燃焼空気の流量を多くして、集中火炎を小さくし、残りの燃料を拡散燃焼させる。
When the material to be melted is melted as a whole to become the molten metal Am, the concentrated flame traverses the inside of the
本発明では、以上の実施形態の方法以外にも、例えば、炉体2の内部を撮影するビデオカメラを設け、画像処理によって被溶解材料Asの溶解度合いを判断しても良い。
In the present invention, in addition to the method of the above embodiment, for example, a video camera for photographing the inside of the
また、本発明における主燃焼空気、補助燃焼空気という用語は、燃焼に必要な酸素を供給するガスを指し、酸素供給源となるいかなる気体も、これらの用語に含まれ得ると理解しなければならない。 In addition, the terms main combustion air and auxiliary combustion air in the present invention refer to a gas that supplies oxygen necessary for combustion, and it should be understood that any gas that serves as an oxygen supply source can be included in these terms. .
1,1a,1b…溶解炉
2…炉体
3…バーナ
4…補助空気ノズル
5…煙道
7…給気ファン
8…主調整弁
9…補助調整弁
10…制御装置
11…温度センサ
12…蓄熱体
18…温度センサ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
燃料と主燃焼空気とを混合して燃焼させることにより前記被溶解材料に衝突する集中火炎を形成でき、且つ、前記主燃焼空気の流量を少なくして前記燃料の一部のみを燃焼させられるバーナと、
前記バーナで燃焼させた後の燃焼ガス中に残存する燃料を自燃させるための補助燃焼空気を前記炉体内に供給する補助空気ノズルと、
前記被溶解材料が溶解したとき、前記バーナの前記主燃焼空気の流量を少なくし、且つ、前記補助空気ノズルの前記補助燃焼空気の流量を多くする制御手段とを有することを特徴とする溶解炉。 A furnace body containing the material to be melted;
A burner capable of forming a concentrated flame that collides with the material to be dissolved by mixing and burning fuel and main combustion air, and burning only a part of the fuel by reducing the flow rate of the main combustion air When,
An auxiliary air nozzle for supplying auxiliary combustion air into the furnace body for self-combustion of fuel remaining in the combustion gas after being burned by the burner;
And a control means for reducing the flow rate of the main combustion air of the burner and increasing the flow rate of the auxiliary combustion air of the auxiliary air nozzle when the material to be melted is melted. .
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103453780A (en) * | 2013-09-03 | 2013-12-18 | 南通曼特威金属材料有限公司 | Automatic energy-saving heat-accumulating burner for use in smelting |
CN104534863A (en) * | 2014-12-12 | 2015-04-22 | 魏伯卿 | Oxygen-enriched energy-saving and emission-reducing system of aluminum melting furnace |
JP2021042417A (en) * | 2019-09-10 | 2021-03-18 | サンコーアルミ株式会社 | Aluminum recovery method and recovery system |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101714347B1 (en) * | 2016-09-22 | 2017-03-09 | 윤서구 | High efficiency furnace using waste heat |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS52156427A (en) * | 1976-06-22 | 1977-12-26 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Combustion method and its device for upper stoking system soaking pit |
JPS59157218A (en) * | 1983-02-24 | 1984-09-06 | Daido Steel Co Ltd | Heating furnace |
JPS60172761U (en) * | 1984-04-20 | 1985-11-15 | 新日本製鐵株式会社 | aluminum melting furnace |
JPH01167591A (en) * | 1987-12-23 | 1989-07-03 | Tokyo Gas Co Ltd | Combustion in furnace |
JPH024191A (en) * | 1988-06-21 | 1990-01-09 | Kobe Steel Ltd | Temperature control of smelting furnace |
JP2001065859A (en) * | 1999-06-25 | 2001-03-16 | Sanken Sangyo Co Ltd | Combustion device and non-ferrous metal melting furnace |
JP2002081865A (en) * | 2000-09-11 | 2002-03-22 | Nippon Sanso Corp | Operating method for furnace |
WO2009038849A2 (en) * | 2007-06-29 | 2009-03-26 | Praxair Technology, Inc. | Low velocity staged combustion for furnace atmosphere control |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3462394B2 (en) * | 1998-07-24 | 2003-11-05 | Jfeスチール株式会社 | Combustion control method of regenerative burner device and burner device |
-
2010
- 2010-06-04 JP JP2010129025A patent/JP5203421B2/en active Active
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2011
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Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS52156427A (en) * | 1976-06-22 | 1977-12-26 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Combustion method and its device for upper stoking system soaking pit |
JPS59157218A (en) * | 1983-02-24 | 1984-09-06 | Daido Steel Co Ltd | Heating furnace |
JPS60172761U (en) * | 1984-04-20 | 1985-11-15 | 新日本製鐵株式会社 | aluminum melting furnace |
JPH01167591A (en) * | 1987-12-23 | 1989-07-03 | Tokyo Gas Co Ltd | Combustion in furnace |
JPH024191A (en) * | 1988-06-21 | 1990-01-09 | Kobe Steel Ltd | Temperature control of smelting furnace |
JP2001065859A (en) * | 1999-06-25 | 2001-03-16 | Sanken Sangyo Co Ltd | Combustion device and non-ferrous metal melting furnace |
JP2002081865A (en) * | 2000-09-11 | 2002-03-22 | Nippon Sanso Corp | Operating method for furnace |
WO2009038849A2 (en) * | 2007-06-29 | 2009-03-26 | Praxair Technology, Inc. | Low velocity staged combustion for furnace atmosphere control |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103453780A (en) * | 2013-09-03 | 2013-12-18 | 南通曼特威金属材料有限公司 | Automatic energy-saving heat-accumulating burner for use in smelting |
CN104534863A (en) * | 2014-12-12 | 2015-04-22 | 魏伯卿 | Oxygen-enriched energy-saving and emission-reducing system of aluminum melting furnace |
JP2021042417A (en) * | 2019-09-10 | 2021-03-18 | サンコーアルミ株式会社 | Aluminum recovery method and recovery system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TWI429872B (en) | 2014-03-11 |
KR101269794B1 (en) | 2013-05-30 |
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