JP2012500959A5

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Publication number: JP2012500959A5
Application number: JP2011524257A
Authority: JP
Filing date: 2009-08-28
Publication date: 2014-04-10
Anticipated expiration: 2029-08-28

Description

本発明による方法のもう１つの有利な形態によると、限界値を、炉内での一酸化
炭素放出による温度上昇の傾斜に基づいて選択する。

本発明による方法のもう１つの有利な形態によると、減少期間を、それが炉内での一酸化炭素放出による温度上昇の期間に基づいて選択する。

本発明による方法のもう１つの有利な形態によると、減少体積流量を、設定値燃料体積流量と減少体積流量との差に減少期間を乗じたものが、前記炉内での一酸化炭素放出による平均発熱量に相当する燃料体積に一致するように大きさを決める。代わりとしてまたはこれに加えて、増加体積流量を、一酸化炭素放出物の完全な酸化を行えるように大きさを決めてもよい。

前記期間および設置値燃料体積流量と減少体積流量との間の差は、それらが、炉２内での一酸化炭素放出がこの炉へと導入されるエネルギーに寄与する大きさと同様の発熱量を有する減少燃料供給量に基づいて大きさを決める。酸化剤体積流量を増加させる必要はなく、これは減少燃料供給のために酸化剤の直接的な消費を減らし、変わらずに利用可能な酸化剤、たとえば酸素を、一酸化炭素を二酸化炭素へと酸化させるのに使用できるからである。それによって生じる熱エネルギーを出発材料の炉２内でのさらなる加熱に使用する。

本発明による方法および本発明によるデバイスはたとえば屑鉄を溶融させるための炉２を従来技術により知られている方法と比較して高いエネルギー節約の可能性を以って操作することを有利に可能にし、これは、この場合燃料体積流量の急なおよび著しい減少が、著しい量の一酸化炭素の放出およびさらなる反応に起因しうる温度の大きな変化が起こったときに行われるからである。一酸化炭素の二酸化炭素への燃焼によって生じる熱はたとえば出発材料のさらなる加熱に使用できる。さらに、炉２および排気ガスライン６への熱応力は有利に減少され、これら装置の部材の有効寿命が延長される。
以下に出願当初の請求項を実質の態様として追記する。
１．
炉（２）を操作する方法であって、少なくとも１種の金属元素を含む出発材料を、ある燃料体積流量の燃料およびある酸化剤体積流量の酸化剤で操作される少なくとも１つのバーナー（４）を使用して前記出発材料を加熱することによって溶融し、排気ガスライン（６）において二次燃焼領域の下流にある少なくとも１つの測定点（１７）で前記炉（２）の排気ガス温度をモニタし、標準操作状態において設定値燃料体積流量および設定値酸化剤体積流量を前記バーナー（４）へ送り、前記排気ガス温度の変化（２６）を予め決定できる時間間隔で記録して予め決定できる限界値（２５）と比較する方法において、単位時間当たりの前記排気ガス温度の前記変化（２６）が前記限界値（２５）より大きい場合、前記バーナー（４）を予め決定できる減少期間にわたって減少操作状態にして、ここで前
記燃料体積流量の前記酸化剤体積流量に対する比を、以下の手段：
Ａ）前記燃料体積流量の減少体積流量への予め決定できる急な減少および
Ｂ）前記酸化剤体積流量の増加体積流量への予め決定できる急な増加
のうち少なくとも一方によって低下させ、
前記減少期間が経過したのちに前記標準操作状態に戻すことを特徴とする方法。
２．
前記限界値（２５）を、それが通常の測定値の変動よりも少なくとも２倍大きくなるように選択する１．に記載の方法。
３．
前記限界値（２５）を、それが前記炉（２）内での一酸化炭素放出による温度上昇の端に対応するように選択する１．または２．に記載の方法。
４．
前記限界値（２５）は少なくとも４Ｋ／ｓである１．ないし３．のうちの１項に記載の方法。
５．
前記減少期間を、それが前記炉（２）内での一酸化炭素放出による温度上昇の期間に対応するように選択する１．ないし４．のうちの１項に記載の方法。
６．
前記減少期間は少なくとも２０秒である１．ないし５．のうちの１項に記載の方法。
７．
前記減少体積流量を、前記設定値燃料体積流量と前記減少体積流量との差に前記減少期間を乗じたものが、その発熱量が前記炉内での一酸化炭素放出の平均発熱量に対応する燃料体積に対応するように大きさを決める１．ないし６．のうちの１項に記載の方法。
８．
前記減少体積流量と前記設定値燃料体積流量との比および／または前記設置値酸化剤体積流量と前記増加体積流量との比が０．３ないし０．９の範囲内にある１．ないし７．のうちの１項に記載の方法。
９．
前記増加体積流量を、それが通常の一酸化炭素放出物の完全な酸化に十分なように大きさを決める１．ないし８．のうちの１項に記載の方法。
１０．
前記出発材料が炭素を含む１．ないし９．のうちの１項に記載の方法。
１１．
前記出発材料が以下の金属元素のうち１種以上を有する１．ないし１０．のうちの１項に記載の方法：
ａ）鉄；
ｂ）アルミニウム；
ｃ）マンガン；
ｄ）錫；
ｅ）亜鉛；および
ｆ）鉛。
１２．
前記炉（２）は以下のタイプのうち１つの炉（２）である１．ないし１１．のうちの１項に記載の方法：
ａ）回転炉；
ｂ）溶銑炉；
ｃ）転炉；
ｄ）可傾炉；
ｅ）溶融／鋳造炉；および
ｆ）タンク炉。
１３．
以下の量のうち少なくとも１つを、前記通常操作状態での前記温度変化の関数として連続的に変動させる１．ないし１２．のうちの１項に記載の方法：
ａ）前記設定値燃料体積流量および
ｂ）前記設定値酸化剤体積流量。
１４．
１．ないし１３．のうちの１項に記載の方法を行うためのデバイス（１）であって、１．ないし１３．のうちの１項に記載の方法を行うのに好適でそうすることを意図した制御手段（１９）と、前記炉（２）の前記排気ガスの温度を記録するための温度センサ（１６）とを有するデバイス。
１５．
前記排気ガスライン（６）は方向変化部（７）を伴って形成されており、前記温度センサ（１６）は前記方向変化部（７）の下流に形成されている１４．に記載のデバイス（１）。

Claims

炉（２）を操作する方法であって、少なくとも１種の金属元素を含む出発材料を、ある燃料体積流量の燃料およびある酸化剤体積流量の酸化剤で操作される少なくとも１つのバーナー（４）を使用して前記出発材料を加熱することによって溶融し、排気ガスライン（６）において二次燃焼領域の下流にある少なくとも１つの測定点（１７）で前記炉（２）の排気ガス温度をモニタし、標準操作状態において設定値燃料体積流量および設定値酸化剤体積流量を前記バーナー（４）へ送り、前記排気ガス温度の変化（２６）を予め決定できる時間間隔で記録して予め決定できる限界値（２５）と比較する方法において、単位時間当たりの前記排気ガス温度の前記変化（２６）が前記限界値（２５）より大きい場合、前記バーナー（４）を予め決定できる減少期間にわたって減少操作状態にして、ここで前記燃料体積流量の前記酸化剤体積流量に対する比を、以下の手段：
Ａ）前記燃料体積流量の減少体積流量への予め決定できる少なくとも３％の減少および
Ｂ）前記酸化剤体積流量の増加体積流量への予め決定できる少なくとも３％の増加
のうち少なくとも一方によって低下させ、
前記減少期間が経過したのちに前記標準操作状態に戻すことを特徴とする方法。
前記限界値（２５）を、それが通常の測定値の変動よりも少なくとも２倍大きくなるように選択する請求項１に記載の方法。
前記限界値（２５）を、前記炉（２）内での一酸化炭素放出による温度上昇の傾斜に基づいて選択する請求項１または２に記載の方法。
前記限界値（２５）は少なくとも４Ｋ／ｓである請求項１ないし３のうちの１項に記載の方法。
前記減少期間を、それが前記炉（２）内での一酸化炭素放出による温度上昇の期間に基づいて選択する請求項１ないし４のうちの１項に記載の方法。
前記減少期間は少なくとも２０秒である請求項１ないし５のうちの１項に記載の方法。
前記減少体積流量を、前記設定値燃料体積流量と前記減少体積流量との差に前記減少期間を乗じたものが、前記炉内での一酸化炭素放出による平均発熱量に相当する燃料体積に一致するように大きさを決める請求項１ないし６のうちの１項に記載の方法。
前記減少体積流量と前記設定値燃料体積流量との比および／または前記設置値酸化剤体積流量と前記増加体積流量との比が０．３ないし０．９の範囲内にある請求項１ないし７のうちの１項に記載の方法。
前記増加体積流量を、一酸化炭素放出物の完全な酸化がなされるようにその大きさを決める請求項１ないし８のうちの１項に記載の方法。
前記出発材料が炭素を含む請求項１ないし９のうちの１項に記載の方法。
前記出発材料が以下の金属元素のうち１種以上を有する請求項１ないし１０のうちの１項に記載の方法：
ａ）鉄；
ｂ）アルミニウム；
ｃ）マンガン；
ｄ）錫；
ｅ）亜鉛；および
ｆ）鉛。
前記炉（２）は以下のタイプのうち１つの炉（２）である請求項１ないし１１のうちの１項に記載の方法：
ａ）回転炉；
ｂ）溶銑炉；
ｃ）転炉；
ｄ）可傾炉；
ｅ）溶融／鋳造炉；および
ｆ）タンク炉。
以下の量のうち少なくとも１つを、前記標準操作状態での前記温度変化の関数として連続的に変動させる請求項１ないし１２のうちの１項に記載の方法：
ａ）前記設定値燃料体積流量および
ｂ）前記設定値酸化剤体積流量。
請求項１ないし１３のうちの１項に記載の方法を行うためのデバイス（１）であって、請求項１ないし１３のうちの１項に記載の方法を実施するための制御手段（１９）と、前記炉（２）の前記排気ガスの温度を記録するための温度センサ（１６）とを有するデバイス。
前記排気ガスライン（６）は方向変化部（７）を伴って形成されており、前記温度センサ（１６）は前記方向変化部（７）の下流に形成されている請求項１４に記載のデバイス（１）。