JP4720328B2 - 溶融金属保持炉の燃焼制御方法 - Google Patents
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Description
本発明は、溶解室と溶解室で溶融された溶湯を溜めておく保持室との未燃焼ガスに対する燃焼空気比を制御して、溶解室と保持室とに存在する酸素密度を低減する溶融金属保持炉の燃焼制御方法に関し、特に溶湯保持工程において発生する溶湯酸化に伴う溶湯品質低下を防止することに関する。
従来のＬＮＧを燃料とするガス直火焚きの溶融金属保持炉１の燃焼制御方法は、図１に示すように、基本的に溶解室３及び保持室２のそれぞれの燃焼部で個別に燃焼物に対する燃焼空気比を管理するとともに、それぞれの燃焼部内での未燃焼ガスの発生を確実に抑えるため、溶解室及び保持室の各々燃焼部内の燃焼空気比を１以上に管理している。
上述の溶融金属保持炉の燃焼空気比の管理方法では、保持室内には常に過剰空気分の酸素が存在し、保持室内溶湯の酸化を進行させるので溶湯品質が劣化するという問題があった。
本発明は、溶融金属保持炉の保持室の未燃焼ガスに対する燃焼空気比を適切量に制御し保持室に存在する酸素密度を低減することで、溶湯保持工程において発生する溶湯酸化に伴う溶湯品質低下を防止することを課題とする。
さらに、本発明は、溶融金属保持炉の保持室及び溶解室のそれぞれの燃焼部の燃焼空気比を未燃焼ガスに対する燃焼空気比を適切量に制御し、又は燃焼装置を設けることにより、各燃焼室で発生する未燃焼ガスがそのまま排気されることがないよう対策することを課題とする。
上記課題を解決するため、本発明においては、溶融金属保持炉の保持室及び溶解室のそれぞれの燃焼部に発生する未燃焼ガスに対する燃焼空気比を制御して、さらに必要に応じて未燃焼ガスを処理する手段を設けることにより、溶融金属保持炉内に存在する酸素濃度を低減することで、溶湯保持工程において発生する溶湯酸化に伴う溶湯品質低下を防止することができる。
また、溶融金属保持炉の保持室及び溶解室のそれぞれの燃焼部に発生する未燃焼ガスに対する燃焼空気比を１以下に制御することに加えて、さらに、各燃焼室で発生する未燃焼ガスを以下に示す３つの手段により未燃焼ガスがそのまま排気されることがないよう対策する。
手段１）：保持室とつながった溶解室内の燃焼空気比を１以上すなわち、溶解室にて保持室の未燃焼ガスを完全に燃焼できるだけの空気を供給するとする。
手段２）：保持室・溶解室とも燃焼空気比を１以下に管理し、溶解室の排気部にアフターバーナを設ける。
手段３）：保持室・溶解室とも燃焼空気比を１以下に管理し、溶解室の排気部に酸化触媒を設ける。
これにより環境を損ねる物質の抑制、及び溶湯品質の向上を両立させることが可能となる。
手段２）：保持室・溶解室とも燃焼空気比を１以下に管理し、溶解室の排気部にアフターバーナを設ける。
手段３）：保持室・溶解室とも燃焼空気比を１以下に管理し、溶解室の排気部に酸化触媒を設ける。
これにより環境を損ねる物質の抑制、及び溶湯品質の向上を両立させることが可能となる。
上記手段１）、２）及び３）の効果：溶湯酸化物生成の抑制により、溶湯品質が向上された。
上記手段２）及び３）の効果：溶解時の酸化物生成の抑制により、溶湯の損失量が削減され、且つ未燃焼ガスの排出を防止することができた。
上記手段２）及び３）の効果：溶解時の酸化物生成の抑制により、溶湯の損失量が削減され、且つ未燃焼ガスの排出を防止することができた。
本発明の燃焼制御方法に用いる溶融金属保持炉１は、図２に示すように溶解室３及び溶解室につづく保持室２を備える。さらに必要に応じて、本発明の燃焼制御方法に用いる溶融金属保持炉１は、図４及び図５に示すように排気部５にアフターバーナ６または酸化触媒コンバータ７を備える。
上記の溶解室３及び溶解室につづく保持室２を備える溶解金属保持炉１を用いて行う本発明の燃焼制御方法は、溶解室３の溶解バーナ９が着火状態の溶解時には、保持室２の燃料に対する燃焼空気比を前記燃料の燃焼可能範囲内の１以下に制御し、溶解室３の溶解バーナ９が失火状態の非溶解時には、保持室２の燃焼空気比を燃焼可能範囲内の１以上に制御する。
さらに、本発明の燃焼制御方法は、保持室２及び溶解室３で発生する未燃焼ガスがそのまま排気されることがないようにする。
そのための本発明の第１の手段である燃焼制御方法は、保持室２とつながった溶解室３内の燃焼空気比を１以上にして、保持室２の未燃焼ガスを完全に燃焼できるだけの空気を供給する。
本発明の第２の手段である燃焼制御方法は、保持室２及び溶解室３の双方の燃焼空気比を１以下に制御して、さらに溶解室３の排気部５にアフターバーナ６を設ける。
本発明の第３の手段である燃焼制御方法は、保持室２及び溶解室３とも燃焼空気比を１以下に制御し、溶解室３の排気部５に酸化触媒コンバータ７を設ける。
さらに、本発明の燃焼制御方法は、保持室２及び溶解室３で発生する未燃焼ガスがそのまま排気されることがないようにする。
そのための本発明の第１の手段である燃焼制御方法は、保持室２とつながった溶解室３内の燃焼空気比を１以上にして、保持室２の未燃焼ガスを完全に燃焼できるだけの空気を供給する。
本発明の第２の手段である燃焼制御方法は、保持室２及び溶解室３の双方の燃焼空気比を１以下に制御して、さらに溶解室３の排気部５にアフターバーナ６を設ける。
本発明の第３の手段である燃焼制御方法は、保持室２及び溶解室３とも燃焼空気比を１以下に制御し、溶解室３の排気部５に酸化触媒コンバータ７を設ける。
実施例１
本発明の手段１を、図２及び図３を参照して以下に説明する。本発明の手段１を実施する溶解金属保持炉１においては、燃焼制御に関する設備構成が、溶解バーナ９の燃焼量と燃焼空気比を制御する溶解燃焼制御部１０、及び保持バーナ８の燃焼量と燃焼空気比を制御する溶解燃焼制御部１１より構成される。
本発明の手段１を、図２及び図３を参照して以下に説明する。本発明の手段１を実施する溶解金属保持炉１においては、燃焼制御に関する設備構成が、溶解バーナ９の燃焼量と燃焼空気比を制御する溶解燃焼制御部１０、及び保持バーナ８の燃焼量と燃焼空気比を制御する溶解燃焼制御部１１より構成される。
本発明の手段１の溶解燃焼制御部１０及び溶解燃焼制御部１１は、それぞれの制御部の燃焼空気比をコントロール出来るように燃料（例えば、ＬＮＧ）と空気との流量を別々にコントロールすることが出来る。なお、保持燃焼制御部１１の燃焼空気比は、未燃焼ガスの排出を防止するため、溶解室３の燃焼状態によって、すなわち、溶融バーナ９の着火状態及び失火状態によって、図３の燃焼空気比のフローチャートに示すように燃焼空気比を切替えることが出来る。また、溶解燃焼制御部１０の燃焼空気比は、保持燃焼制御部１１の出力信号である保持燃焼供給不足空気量をもとに、溶融バーナ９のエアーバルブ開度を可変することで空気量を増減することが出来る。
実施例２
本発明の手段２を、図３及び図４を参照して以下に説明する。本発明の手段２を実施する溶解金属保持炉１は、手段１を実施する設備構成に加えてさらに排気部５にアフターバーナ６を備える。本発明の手段２においては、溶解バーナ９の燃焼量を制御する溶解燃焼制御部１１は燃焼空気比を１以下の一定とし、また、保持バーナ８の燃焼量を制御する溶解燃焼制御部１１もまた燃焼空気比を１以下の一定とする。
本発明の手段２を、図３及び図４を参照して以下に説明する。本発明の手段２を実施する溶解金属保持炉１は、手段１を実施する設備構成に加えてさらに排気部５にアフターバーナ６を備える。本発明の手段２においては、溶解バーナ９の燃焼量を制御する溶解燃焼制御部１１は燃焼空気比を１以下の一定とし、また、保持バーナ８の燃焼量を制御する溶解燃焼制御部１１もまた燃焼空気比を１以下の一定とする。
上述のように、本発明の手段２においては、溶解燃焼制御部１１の燃焼空気比は、常に１以下の一定でガスリッチ状態に設定されている。なお、発生する未燃焼ガスについては排気部５に取り付けられたエアーリッチなアフターバーナ６にて無害化し排気される。なお、アフターバーナ６は、不足空気量をフィードバックし燃焼空気比を可変することが可能となるようにすることも出来る。
実施例３
本発明の手段３を、図３及び図５を参照して以下に説明する。本発明の手段３を実施する溶解金属保持炉１は、手段１を実施する設備構成に加えてさらに排気部５に酸化触媒コンバータ７を備える。本発明の手段３においては、溶解バーナ９の燃焼量を制御する溶解燃焼制御部１１は燃焼空気比を１以下の一定とし、また、保持バーナ８の燃焼量を制御する溶解燃焼制御部１１もまた燃焼空気比を１以下の一定とする。
本発明の手段３を、図３及び図５を参照して以下に説明する。本発明の手段３を実施する溶解金属保持炉１は、手段１を実施する設備構成に加えてさらに排気部５に酸化触媒コンバータ７を備える。本発明の手段３においては、溶解バーナ９の燃焼量を制御する溶解燃焼制御部１１は燃焼空気比を１以下の一定とし、また、保持バーナ８の燃焼量を制御する溶解燃焼制御部１１もまた燃焼空気比を１以下の一定とする。
上述のように、本発明の手段３においては、溶解燃焼制御部１１の燃焼空気比は、常に１以下の一定でガスリッチ状態に設定されている。なお、発生する未燃焼ガスについては排気部５に取り付けられた酸化触媒コンバータ７にて無害化し排気される。
本発明の構成を備える溶解金属保持炉を用いて手段１、２及び３を実施することにより、溶湯が酸化することなく且つ常に所定の温度に維持された溶湯を供給することができるので、酸化物を含まない均一な品質の鋳造製品及びダイキャスト製品が要求される製造分野に寄与することができる。
１ 溶融金属保持炉
２ 保持室
３ 溶解室
４ 溶湯
５ 排気部
６ アフターバーナ
７ 酸化触媒コンバータ
８ 保持室バーナ
９ 溶解室バーナ
１０ 溶解燃焼制御部
１１ 保持燃焼制御部
２ 保持室
３ 溶解室
４ 溶湯
５ 排気部
６ アフターバーナ
７ 酸化触媒コンバータ
８ 保持室バーナ
９ 溶解室バーナ
１０ 溶解燃焼制御部
１１ 保持燃焼制御部
Claims (5)
- 保持室（２）と、該保持室とつながった溶解室（３）とを備えた溶融金属保持炉（１）の燃焼制御方法であって、
前記溶解室の溶解バーナが着火状態の溶解時には、前記保持室の燃料に対する燃焼空気比を前記燃料の燃焼可能範囲内の１以下に制御し、前記溶解室の溶解バーナが失火状態の非溶解時には、前記保持室の燃焼空気比を燃焼可能範囲内の１以上に制御して燃焼ガスの発生を抑制することを特徴とする燃焼制御方法。 - 前記溶解室の溶解バーナが着火状態の溶解時に、前記保持室で発生する未燃焼ガスを完全燃焼するために、前記溶解室に必要な量の燃焼空気をさらに供給することを特徴とする請求項１に記載の溶融金属保持炉の燃焼制御方法。
- 前記溶解室の溶解バーナが着火状態の溶解時に、前記保持室及び前記溶解室の燃焼空気比を、未燃焼ガスの燃焼可能範囲内の１以下に制御することを特徴とする請求項１に記載の燃焼制御方法。
- 前記保持室及び前記溶解室で発生する未燃焼ガスを、完全燃焼するために前記溶解室の排気部（５）にアフターバーナ（６）を設けることを特徴とする請求項３に記載の燃焼制御方法。
- 前記保持室及び前記溶解室で発生する未燃焼ガスを、完全燃焼するために前記溶解室の排気部（５）に酸化触媒コンバータ（７）を設けることを特徴とする請求項３に記載の燃焼制御方法。
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| JP2005201643A JP4720328B2 (ja) | 2005-07-11 | 2005-07-11 | 溶融金属保持炉の燃焼制御方法 |
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