JPH04293740A - アルミニウム溶解炉の操業方法 - Google Patents
アルミニウム溶解炉の操業方法Info
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- JPH04293740A JPH04293740A JP3083410A JP8341091A JPH04293740A JP H04293740 A JPH04293740 A JP H04293740A JP 3083410 A JP3083410 A JP 3083410A JP 8341091 A JP8341091 A JP 8341091A JP H04293740 A JPH04293740 A JP H04293740A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、アルミニウム溶解炉
の操業方法に関し、さらに詳しくはアルミニウム溶解炉
の溶解期における操業方法に関する。
の操業方法に関し、さらに詳しくはアルミニウム溶解炉
の溶解期における操業方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般にアルミニウム溶解炉としては、定
置式あるいは傾動式の炉体の側壁部に、加熱源としてバ
−ナをそなえた構造の炉が多く用いられ、前記バ−ナに
おけるガスあるいは液体燃料の燃焼熱によつて、溶解期
にはアルミニウム地金やアルミニウムスクラツプを溶解
し、これに続く精錬期には所定温度での合金添加による
成分調整をおこない、さらに鎮静期には溶湯の所定温度
への保持をおこなつている。
置式あるいは傾動式の炉体の側壁部に、加熱源としてバ
−ナをそなえた構造の炉が多く用いられ、前記バ−ナに
おけるガスあるいは液体燃料の燃焼熱によつて、溶解期
にはアルミニウム地金やアルミニウムスクラツプを溶解
し、これに続く精錬期には所定温度での合金添加による
成分調整をおこない、さらに鎮静期には溶湯の所定温度
への保持をおこなつている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが上記従来の炉
体操業方法においては、バ−ナは空気比１．０５ 程度
で燃焼をおこない、排ガス中の酸素分が３％程度以下に
なるように過剰酸素を極力抑えた操業をおこなつている
。 これは活性で酸化しやすいアルミニウム溶湯の酸化を抑
え、歩留りの向上をはかるためであるが、燃焼空気中の
約８割を占める不活性な窒素が燃焼熱を奪つて炉外に排
出されるため熱損失が大きく、溶解期の所要時間が長時
間（たとえば溶解量１００トンの炉で約４時間）に及ぶ
という問題があつた。
体操業方法においては、バ−ナは空気比１．０５ 程度
で燃焼をおこない、排ガス中の酸素分が３％程度以下に
なるように過剰酸素を極力抑えた操業をおこなつている
。 これは活性で酸化しやすいアルミニウム溶湯の酸化を抑
え、歩留りの向上をはかるためであるが、燃焼空気中の
約８割を占める不活性な窒素が燃焼熱を奪つて炉外に排
出されるため熱損失が大きく、溶解期の所要時間が長時
間（たとえば溶解量１００トンの炉で約４時間）に及ぶ
という問題があつた。
【０００４】さらに従来のアルミニウム溶解炉は、バ−
ナの燃焼火炎によつて炉壁を加熱し、昇温した炉壁から
のふく射熱によりアルミニウムスクラツプや溶湯を加熱
する反射炉形式のものが多かつたので、たとえばコイル
状のアルミニウムスクラツプのように、嵩比重が小さく
内部空隙の多い装入材料の場合は、ふく射加熱特性が劣
り溶解時間がかかる原因になつていた。
ナの燃焼火炎によつて炉壁を加熱し、昇温した炉壁から
のふく射熱によりアルミニウムスクラツプや溶湯を加熱
する反射炉形式のものが多かつたので、たとえばコイル
状のアルミニウムスクラツプのように、嵩比重が小さく
内部空隙の多い装入材料の場合は、ふく射加熱特性が劣
り溶解時間がかかる原因になつていた。
【０００５】この発明は上記従来の問題点を解決するも
ので、溶解時間を短縮化でき、熱損失を低減化できるア
ルミニウム溶解炉の操業方法を提供しようとするもので
ある。
ので、溶解時間を短縮化でき、熱損失を低減化できるア
ルミニウム溶解炉の操業方法を提供しようとするもので
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】しかしてこの発明のアル
ミニウム溶解炉の操業方法は、炉体の側壁部に加熱源と
してバ−ナをそなえたアルミニウム溶解炉による溶解期
において、前記バ−ナに酸素富化した燃焼用空気を供給
して燃料の燃焼をおこない、得られた火炎を前記炉体内
に装入したアルミニウムスクラツプに吹付けて、該アル
ミニウムスクラツプの溶解をおこなうことを特徴とする
。
ミニウム溶解炉の操業方法は、炉体の側壁部に加熱源と
してバ−ナをそなえたアルミニウム溶解炉による溶解期
において、前記バ−ナに酸素富化した燃焼用空気を供給
して燃料の燃焼をおこない、得られた火炎を前記炉体内
に装入したアルミニウムスクラツプに吹付けて、該アル
ミニウムスクラツプの溶解をおこなうことを特徴とする
。
【０００７】この発明においてバ−ナへの酸素富化した
燃焼用空気の供給は、溶解期の全期間にわたつておこな
う必要はなく、溶解期の前期においてアルミニウムスク
ラツプの溶解が進行して、該スクラツプの一部（たとえ
ば装入量の３０〜４０％）が炉底部に残存している時点
で、酸素富化送風を停止して通常の酸素富化しない燃焼
用空気の送風に切替えるのが好ましく、これによつて高
温の火炎が直接溶湯に吹付けられて溶湯の酸化を生じる
のを防止できる。
燃焼用空気の供給は、溶解期の全期間にわたつておこな
う必要はなく、溶解期の前期においてアルミニウムスク
ラツプの溶解が進行して、該スクラツプの一部（たとえ
ば装入量の３０〜４０％）が炉底部に残存している時点
で、酸素富化送風を停止して通常の酸素富化しない燃焼
用空気の送風に切替えるのが好ましく、これによつて高
温の火炎が直接溶湯に吹付けられて溶湯の酸化を生じる
のを防止できる。
【０００８】この発明において燃焼用空気の酸素富化は
、たとえば空気中の窒素分を吸着するゼオライト等の吸
着剤を充填した吸着塔をそなえた酸素富化装置を用いた
り、工場内の酸素配管から燃焼用空気送風管へ酸素を導
入するなど、各種の方法によりおこなうことができる。 また酸素富化後の燃焼用空気の酸素富化率（全送風量中
の酸素の容積％）は、２５％未満では送風量低減化の効
果が少なく、４０％を超えるとバ−ナおよびその近傍部
が過熱されるので、２５〜４０％とするのが好ましい。
、たとえば空気中の窒素分を吸着するゼオライト等の吸
着剤を充填した吸着塔をそなえた酸素富化装置を用いた
り、工場内の酸素配管から燃焼用空気送風管へ酸素を導
入するなど、各種の方法によりおこなうことができる。 また酸素富化後の燃焼用空気の酸素富化率（全送風量中
の酸素の容積％）は、２５％未満では送風量低減化の効
果が少なく、４０％を超えるとバ−ナおよびその近傍部
が過熱されるので、２５〜４０％とするのが好ましい。
【０００９】
【作用】この発明の操業方法においては、酸素富化した
燃焼用空気により燃料の燃焼をおこなうので、所定の酸
素過剰率で燃料を燃焼させるために必要な空気量は少な
くて済み、従つて窒素ガスにより奪われる熱量は減少し
、火炎は高温化する。この高温火炎がアルミニウムスク
ラツプに吹付けられ該スクラツプの堆積層にボ−リング
をおこなうので、アルミニウムスクラツプは主として強
制対流熱伝達により加熱され、空隙の多いスクラツプで
も短時間で昇温溶解する。
燃焼用空気により燃料の燃焼をおこなうので、所定の酸
素過剰率で燃料を燃焼させるために必要な空気量は少な
くて済み、従つて窒素ガスにより奪われる熱量は減少し
、火炎は高温化する。この高温火炎がアルミニウムスク
ラツプに吹付けられ該スクラツプの堆積層にボ−リング
をおこなうので、アルミニウムスクラツプは主として強
制対流熱伝達により加熱され、空隙の多いスクラツプで
も短時間で昇温溶解する。
【００１０】そして前記窒素ガス量の減少と溶解所要時
間の短縮化により、排ガスによる熱損失および炉壁から
の放熱損失も減少し、熱効率が向上する。
間の短縮化により、排ガスによる熱損失および炉壁から
の放熱損失も減少し、熱効率が向上する。
【００１１】
【実施例】以下この発明の一実施例を図１および図２に
より説明する。図１はこの発明方法に使用するアルミニ
ウム溶解炉の縦断面図であり、１は定置式円形溶解炉で
あるアルミニウム溶解炉で、２はその炉体、３はこの炉
体２に被せられ材料装入時に開けられる炉蓋である。炉
体２の側壁４には、側壁円周を６等分する位置に６個の
バ−ナ５が設置され、燃料ガス供給源および燃焼用空気
供給源にそれぞれ接続されている。
より説明する。図１はこの発明方法に使用するアルミニ
ウム溶解炉の縦断面図であり、１は定置式円形溶解炉で
あるアルミニウム溶解炉で、２はその炉体、３はこの炉
体２に被せられ材料装入時に開けられる炉蓋である。炉
体２の側壁４には、側壁円周を６等分する位置に６個の
バ−ナ５が設置され、燃料ガス供給源および燃焼用空気
供給源にそれぞれ接続されている。
【００１２】バ−ナ５の軸線６は、水平方向に対して小
角度θだけ傾斜してバ−ナ５の火炎７が斜め下方に向つ
て噴出するように、また炉体２の直径に対して小角度傾
斜して炉中心よりも偏心した位置に向つて火炎７が噴出
して、各バ−ナ５の火炎７が全体として炉中心のまわり
に旋回流を形成するようになつている。８は炉体２の炉
底、９は炉体２内に装入されたアルミニウムスクラツプ
を主体とする材料、１０はこの材料が全量溶解したとき
の溶湯のメタルラインである。
角度θだけ傾斜してバ−ナ５の火炎７が斜め下方に向つ
て噴出するように、また炉体２の直径に対して小角度傾
斜して炉中心よりも偏心した位置に向つて火炎７が噴出
して、各バ−ナ５の火炎７が全体として炉中心のまわり
に旋回流を形成するようになつている。８は炉体２の炉
底、９は炉体２内に装入されたアルミニウムスクラツプ
を主体とする材料、１０はこの材料が全量溶解したとき
の溶湯のメタルラインである。
【００１３】上記構成のアルミニウム溶解炉１において
アルミニウムの溶解をおこなうには、バ−ナ５による燃
料ガスの通常燃焼（酸素富化をおこなわない燃焼用空気
による燃焼。以下同じ。）により所定の温度に予熱した
炉体２内に、材料９を装入後、バ−ナ５の燃焼用空気供
給用の送風管へ酸素ガスを導入して、所定の酸素富化率
の燃焼用空気をバ−ナ５へ供給して、燃料ガスの燃焼を
おこなう。このとき通常燃焼時と同程度の酸素過剰率で
燃焼をおこなわせるために、空気の送風量を絞つて低流
量に切替える。
アルミニウムの溶解をおこなうには、バ−ナ５による燃
料ガスの通常燃焼（酸素富化をおこなわない燃焼用空気
による燃焼。以下同じ。）により所定の温度に予熱した
炉体２内に、材料９を装入後、バ−ナ５の燃焼用空気供
給用の送風管へ酸素ガスを導入して、所定の酸素富化率
の燃焼用空気をバ−ナ５へ供給して、燃料ガスの燃焼を
おこなう。このとき通常燃焼時と同程度の酸素過剰率で
燃焼をおこなわせるために、空気の送風量を絞つて低流
量に切替える。
【００１４】これによつてバ−ナ５の火炎７は通常燃焼
時よりも高温となり、この高温の火炎７が材料９に吹付
けられ、材料９の堆積層をボ−リングし、材料９を強制
対流伝熱により急速に加熱し溶解させる。材料９の溶解
がある程度（たとえば材料９が６０〜７０％溶解した段
階迄）進行したら、酸素富化を停止し通常燃焼に切替え
て、高温の火炎７が直接溶湯面に衝突しないようにし、
残りの材料９の溶解をおこなつて、全体を所定の温度に
昇温し、溶解期を終了する。引続いてバ−ナは通常燃焼
させ、除滓後の精錬期、鎮静期を経て、溶湯を出湯する
。
時よりも高温となり、この高温の火炎７が材料９に吹付
けられ、材料９の堆積層をボ−リングし、材料９を強制
対流伝熱により急速に加熱し溶解させる。材料９の溶解
がある程度（たとえば材料９が６０〜７０％溶解した段
階迄）進行したら、酸素富化を停止し通常燃焼に切替え
て、高温の火炎７が直接溶湯面に衝突しないようにし、
残りの材料９の溶解をおこなつて、全体を所定の温度に
昇温し、溶解期を終了する。引続いてバ−ナは通常燃焼
させ、除滓後の精錬期、鎮静期を経て、溶湯を出湯する
。
【００１５】次に、上記構成の容量９５トンのアルミニ
ウム溶解炉１（但し炉体２の内径＝９０００ｍｍ）を用
いた溶解の実例を挙げる。約１０００℃に予熱した炉体
２内に、嵩比重７００ｋｇ／ｍ３ のアルミニウムスク
ラツプ４５トンとアルミニウム地金５０トンから成る常
温の材料９を装入後、４００℃に予熱された酸素富化率
４０％の燃焼用空気（全バ−ナ分送風量：毎分約２００
Ｎｍ３ ）により、ＬＮＧを毎分約３０Ｎｍ３ （全バ
−ナ分）燃焼させて、材料９の急速溶解をおこなつた。 ＩＴＶカメラを用いた炉内監視により材料９が約６０％
溶解した時点で酸素富化を停止し、酸素富化しない燃焼
用空気（全バ−ナ分送風量：毎分約４００Ｎｍ３ ）を
用いた空気比１．０５ の通常燃焼により材料９を全量
溶解させ、溶湯を７２０℃に昇温させて溶解期を終了し
た。図２は上記溶解時の昇温特性を示し、酸素富化燃焼
時間は材料装入後約１１０分、溶解期全所要時間は２０
０分であつた。
ウム溶解炉１（但し炉体２の内径＝９０００ｍｍ）を用
いた溶解の実例を挙げる。約１０００℃に予熱した炉体
２内に、嵩比重７００ｋｇ／ｍ３ のアルミニウムスク
ラツプ４５トンとアルミニウム地金５０トンから成る常
温の材料９を装入後、４００℃に予熱された酸素富化率
４０％の燃焼用空気（全バ−ナ分送風量：毎分約２００
Ｎｍ３ ）により、ＬＮＧを毎分約３０Ｎｍ３ （全バ
−ナ分）燃焼させて、材料９の急速溶解をおこなつた。 ＩＴＶカメラを用いた炉内監視により材料９が約６０％
溶解した時点で酸素富化を停止し、酸素富化しない燃焼
用空気（全バ−ナ分送風量：毎分約４００Ｎｍ３ ）を
用いた空気比１．０５ の通常燃焼により材料９を全量
溶解させ、溶湯を７２０℃に昇温させて溶解期を終了し
た。図２は上記溶解時の昇温特性を示し、酸素富化燃焼
時間は材料装入後約１１０分、溶解期全所要時間は２０
０分であつた。
【００１６】これに対して比較例として、酸素富化送風
をおこなわず、材料装入後全て通常燃焼により材料９の
溶解をおこなつたところ、溶解期全所要時間は２４０分
であり、溶湯の酸化によつて生じたドロスの量も前記実
施例の場合と大差はなかつた。
をおこなわず、材料装入後全て通常燃焼により材料９の
溶解をおこなつたところ、溶解期全所要時間は２４０分
であり、溶湯の酸化によつて生じたドロスの量も前記実
施例の場合と大差はなかつた。
【００１７】この発明は上記実施例に限定されるもので
はなく、たとえばバ−ナ５の軸線６は炉体２の中心に向
けてあつてもよく、さらにバ−ナ取付位置が低い場合は
水平方向に向けてあつてもよい。また材料９としてはア
ルミニウムスクラツプのみを用いてもよい。
はなく、たとえばバ−ナ５の軸線６は炉体２の中心に向
けてあつてもよく、さらにバ−ナ取付位置が低い場合は
水平方向に向けてあつてもよい。また材料９としてはア
ルミニウムスクラツプのみを用いてもよい。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
酸素富化送風により高温化した火炎がアルミニウムスク
ラツプを急速に溶解させるので溶解時間が短縮化され、
またこの溶解時間の短縮化と排ガス流量の減少により、
熱損失が減少し熱効率が向上する。
酸素富化送風により高温化した火炎がアルミニウムスク
ラツプを急速に溶解させるので溶解時間が短縮化され、
またこの溶解時間の短縮化と排ガス流量の減少により、
熱損失が減少し熱効率が向上する。
【図１】この発明の方法に使用するアルミニウム溶解炉
の一例を示す略示縦断面図である。
の一例を示す略示縦断面図である。
【図２】この発明の一実施例を示す昇温特性線図である
。
。
１ アルミニウム溶解炉
２ 炉体
４ 側壁
５ バ−ナ
７ 火炎
９ 材料
Claims (1)
- 【請求項１】 炉体の側壁部に加熱源としてバ−ナを
そなえたアルミニウム溶解炉による溶解期において、前
記バ−ナに酸素富化した燃焼用空気を供給して燃料の燃
焼をおこない、得られた火炎を前記炉体内に装入したア
ルミニウムスクラツプに吹付けて、該アルミニウムスク
ラツプの溶解をおこなうことを特徴とするアルミニウム
溶解炉の操業方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3083410A JPH04293740A (ja) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | アルミニウム溶解炉の操業方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3083410A JPH04293740A (ja) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | アルミニウム溶解炉の操業方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04293740A true JPH04293740A (ja) | 1992-10-19 |
Family
ID=13801665
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3083410A Pending JPH04293740A (ja) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | アルミニウム溶解炉の操業方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04293740A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2783595A1 (fr) * | 1998-09-22 | 2000-03-24 | Air Liquide | Procede de chauffage d'un four |
| JP2002357386A (ja) * | 2001-06-01 | 2002-12-13 | Iwatani Internatl Corp | アルミニウムの溶解方法 |
| WO2004083469A1 (en) * | 2003-03-21 | 2004-09-30 | L'air Liquide, Societe Anonyme A Directoire Et Conseil De Surveillance Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Process for melting an aluminum charge containing organic material |
| CN103438696A (zh) * | 2013-09-03 | 2013-12-11 | 魏伯卿 | 熔铝反射炉富氧局部增氧射流助燃节能减排系统 |
| CN105671337A (zh) * | 2016-04-11 | 2016-06-15 | 河南金阳铝业有限公司 | 便于投料的铝球 |
-
1991
- 1991-03-22 JP JP3083410A patent/JPH04293740A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2783595A1 (fr) * | 1998-09-22 | 2000-03-24 | Air Liquide | Procede de chauffage d'un four |
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