PL169847B1 - Sposób regulacji proporcji mieszaniny paliwo/powietrze zespolu palników w piecach,zwlaszcza do wytopu miedzi PL PL PL - Google Patents
Sposób regulacji proporcji mieszaniny paliwo/powietrze zespolu palników w piecach,zwlaszcza do wytopu miedzi PL PL PLInfo
- Publication number
- PL169847B1 PL169847B1 PL92308461A PL30846192A PL169847B1 PL 169847 B1 PL169847 B1 PL 169847B1 PL 92308461 A PL92308461 A PL 92308461A PL 30846192 A PL30846192 A PL 30846192A PL 169847 B1 PL169847 B1 PL 169847B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- fuel
- burner
- air
- copper
- furnace
- Prior art date
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 69
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 40
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 40
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 39
- 239000010949 copper Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 title claims description 7
- 239000000470 constituent Substances 0.000 title 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 abstract description 16
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 15
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 abstract description 15
- 238000002844 melting Methods 0.000 abstract description 13
- 230000008018 melting Effects 0.000 abstract description 13
- 238000005070 sampling Methods 0.000 abstract description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 18
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 7
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 6
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 4
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 3
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- -1 for example Chemical compound 0.000 description 1
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N1/00—Regulating fuel supply
- F23N1/02—Regulating fuel supply conjointly with air supply
- F23N1/022—Regulating fuel supply conjointly with air supply using electronic means
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B15/00—Obtaining copper
- C22B15/0026—Pyrometallurgy
- C22B15/0028—Smelting or converting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B15/00—Obtaining copper
- C22B15/0095—Process control or regulation methods
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N5/00—Systems for controlling combustion
- F23N5/003—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D19/00—Arrangements of controlling devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2221/00—Pretreatment or prehandling
- F23N2221/10—Analysing fuel properties, e.g. density, calorific
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2223/00—Signal processing; Details thereof
- F23N2223/06—Sampling
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Electric arc furnaces ; Tank furnaces
- F27B3/10—Details, accessories or equipment, e.g. dust-collectors, specially adapted for hearth-type furnaces
- F27B3/20—Arrangements of heating devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D19/00—Arrangements of controlling devices
- F27D2019/0028—Regulation
- F27D2019/0034—Regulation through control of a heating quantity such as fuel, oxidant or intensity of current
- F27D2019/004—Fuel quantity
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
Abstract
1. Sposób regulacji proporcji mieszaniny pa- liwo/powietrze zespolu palników w piecach, zwla- szcza do wytopu miedzi, w którym dla kazdego palnika okresla sie zadana wielkosc proporcji mie- szaniny paliwo/powietrze, pobiera sie próbke z da- nego palnika i analizuje sie jej sklad, a nastepnie porównuje sie proporcje pobranej próbki z zadana wielkoscia dla danego palnika i zmienia sie ilosc paliwa lub powietrza w badanym palniku, zna- mienny tym, ze kazdy z palników (16a-16d) dolacza sie do przewodu rozgaleznego (27) i przed przewo- dem rozgaleznym (27), kolejno pobiera sie miesza- nine paliwo/powietrze oddzielnie z kazdego palnika (16a-16d) przekazujac ja do analizowania, a jednoczesnie mieszaniny paliwo/powietrze z po- zostalych palników (16a-16d) odprowadza sie przez prózniowy przewód rozgalezny (27). FIG 1 PL PL PL
Description
Przedmiotem wynalazku jest sposób regulacji proporcji mieszaniny paliwo/powietrze zespołu palników w piecach, zwłaszcza do wytopu miedzi.
Topienie miedzi jest bardzo ważnym procesem przemysłowym. Jak dobrze wiadomo w tej dziedzinie i jak opisano w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych nr 3 199 977 katody miedziowe stanowią przeważającą formę miedzi produkowanej przemysłowo i katody te mają na ogół płaskie, prostokątne kształty o grubości około 2,54 cm, przy około
63,5 cm do 101,5 cm, chociaż mogą być produkowane wielkości większe lub mniejsze.
Chociaż miedź osadzana metodą katodową jest technicznie czysta za wyjątkiem zwykłych zanieczyszczeń i nie dających się uniknąć małych ilości elektrolitu (siarczanów) fizycznie obecnych na powierzchni katod lub wchłoniętych do wewnątrz nich, katody miedziowe na ogół nie są same jako takie używane z powodu ich kształtu i fizycznych właściwości, zwłaszcza struktury ziarnistej osadzonej miedzi. Aby nadać im bardziej użyteczną postać katody są topione a stopiony metal odlewany tak, aby otrzymać półgotową postać na przykład, placków, wlewków, prętów takich, jak pręty na druty, kęsów i walcówki oraz podobnych kształtów, z których produkowane są gotowe wyroby takie, jak na przykład blachy, druty, rury i wiele innych wyrobów technicznych wytwarzanych z technicznie czystej miedzi.
Miedziowe katody w postaci sztab wytapia się w pionowych piecach, na przykład takich jak ujawniony w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych nr 3 199 977.
Pionowy szybowy piec może być dowolnym ogólnie pionowo usytuowanym piecem pożądanego kształtu lub wielkości, w którym umieszcza się wsad miedzi o dowolnej pożądanej wielkości i kształcie, która ma być topiona. Wsad, przy udziale siły ciężkości przemieszcza się do dołu w piecu w miarę topienia wsadu. Piec może mieć kwadratowy, prostokątny lub korzystnie okrągły kształt.
Piec może być zbudowany w dowolny pożądany sposób z dowolnego pożądanego materiału. Korzystnie boczne ścianki i dno pieca tworzą gazoszczelny płaszcz i są połączone za pomocą spawania. Płaszcz ten jest wyłożony kwaśnym, neutralnym lub zasadowym
169 847 materiałem ogniotrwałym, korzystnie materiałem ogniotrwałym o podwyższonej zawartości tlenku glinu.
Topiący strumień jest wtryskiwany do pieca jako jeden strumień lub jako większa ilość strumieni w kilku punktach lub strefach w piecu. Mieszanie paliwa i zawierającego tlen gazu korzystnie jest dokonywane jednoetapowo lub w większej ilości etapów. Także zapalanie połączonego strumienia lub strumieni jest inicjowane w dowolnym czasie po etapie lub etapach mieszania i przed zetknięciem się zmieszanego strumienia lub strumieni z przeznaczoną do topienia miedzią. Tak więc, na przykład, strumień topiący korzystnie jest mieszany podczas pojedynczego etapu i potem doprowadzany do zespołu palników i zapalany w nich przed wtryskiwaniem do pieca. Chociaż takie postępowanie może być stosowane, nie należy ono do korzystnych z powodu możliwości wystąpienia w strumieniu topiącym cofnięcia płomienia. Podobnie, strumień topiący może być mieszany podczas pojedynczego etapu, a gorące produkty spalania mogą być potem doprowadzane do zespołu wielu otworów wlotowych w piecu. Chociaż takie postępowanie może być stosowane, nie należy do korzystnych, ponieważ wymaga stosowania stosunkowo długich przewodów z materiałów ogniotrwałych zdolnych do wytrzymywania skrajnie wysokich temperatur. Korzystnie, strumień topiący wytwarza się z większej liczby jednostkowych strumieni, z których każdy jest wtryskiwany do pieca z jego własnego korpusu palnikowego zamontowanego na ścianie pieca, przy czym każdy z jednostkowych strumieni jest zapalany wjego konkretnym korpusie palnikowym i potem wtryskiwany do pieca. W większości korzystnych postępowań strumień paliwa i strumień gazu zawierającego tlen są oddzielnie doprowadzane do każdego korpusu palnikowego, z których każdy jest zaopatrzony w mieszający odcinek do odbierania i mieszania tych oddzielnie doprowadzanych strumieni paliwa i zawierającego tlen gazu i potem doprowadzania połączonego strumienia do sąsiedniej części palnikowej w korpusie palnika, w której jednostkowy strumień jest zapalany i potem wtryskiwany do pieca.
Palnik ten lub palniki korzystnie są montowane w ściankach pieca tak, że wypływające z nich gazy są skierowane bezpośrednio na wsad miedzi lub stycznie do niej, przy czym wypływ bezpośrednio na wsad jest korzystny, ponieważ stwierdzono, że zapewnia on dużą szybkość topienia. Korzystnie w ściankach pieca montuje się większą liczbę palników stanowiących jeden zespół, w odstępie jeden od drugiego wokół obwodu pieca w sąsiedztwie jego dna. Korzystnie, taki zespół zawiera co najmniej trzy palniki. Korzystniej, stosuje się kilka zespołów zawierających palników zamontowanych w ściankach pieca, przy czym palniki w każdym zespole są rozmieszczone w odstępie jeden od drugiego wokół obwodu pieca i każdy zespół jest umieszczony w odstępie pionowym jeden od drugiego, przy czym najniższy zespół sąsiaduje z dnem. Ten ostatni układ palników, zwłaszcza w połączeniu z pochylonymi wewnątrz ściankami pieca w jego części spodniej jest korzystniejszy, ponieważ stwierdzono, że sprzyja on temu, aby spodnia część topiącego się wsadu miedzi przyjmowała kształt zbieżny, który w przypadku pieca okrągłego jest kształtem stożkowym. Stwierdzono, że taki kształt zapewnia większą szybkość topienia niż w innych przypadkach.
Ponadto stwierdzono, że w danych warunkach, ilość ciepła wchłanianego przez miedź jako ciepła konwekcyjnego z gazów zależy od temperatury gazów działających na wsad miedzi i że podwyższenie temperatury oddziaływujących gazów zwiększa ilość ciepła, która jest wchłaniana przez miedź jako ciepło konwekcyjne. Korzystnie, przynajmniej strumień gazu zawierającego tlen i korzystniej także strumień paliwa, są podgrzewane wstępnie tak bardzo, jak to jest możliwe. Korzystnie także tam, gdzie takie gazy są podgrzewane wstępnie, są one podgrzewane do temperatury w zakresie 423 do 813 K. W najkorzystniejszym sposobie postępowania, przynajmniej strumień gazu zawierającego tlen jest wstępnie podgrzewany za pomocą pośredniego kontaktu z gorącymi gazami spalinowymi z pieca.
Piec obsługuje się dodając miedź na wierzch wsadu, gdy to jest potrzebne, a stopioną miedź zbiera się w zbiorniku w dnie pieca i spuszcza się stamtąd w sposób ciągły albo przerywany przez otwór spustowy. Korzystnie, nie używa się żadnego zbiornika i pozwala się, aby stopiony metal wypływał swobodnie przez otwarty otwór spustowy tak szybko, jak topi się miedź w piecu. Stopiony metal z pieca może być dostarczany w dowolny odpowiedni sposób w dowolne pożądane miejsce dla dalszego użycia. Korzystnie, pozwala się, aby metal
169ΙΜ7 wypływał z otworu spustowego do podgrzewanej rynny spustowej, którą dostarcza się go bezpośrednio do form odlewniczych usytuowanych w sąsiedztwie pieca lub do pieca podgrzewającego, z którego to pieca podgrzewającego jest on dostarczany do odpowiednich form odlewniczych. Podgrzewana rynna spustowa i/lub piec podgrzewający korzystnie są podgrzewane przy użyciu palników, które są połączone z układem sterowania palnikami stosowanym do regulowania palników piecowych do topienia miedzi.
Ważne jest jednak, aby miedź nie została zanieczyszczona niedopuszczalnymi iloś ciami tlenu i siarki podczas procesu topienia, ponieważ zanieczyszczona stopiona miedź musi być ponownie przetwarzana za pomocą szeregu etapów w celu utworzenia nowej \atody. Jest to postępowanie kosztowne i czasochłonne.
Dlatego ważnym jest, aby palniki stosowane do topienia miedzi nie zanieczyszczały miedzi, na przykład, niepożądanym tlenem. Na ogół w mieszaninie paliwa/tlenu (powietrza) utrzymuje się ilość tlenu niewystarczającą do całkowitego spalania, a uzyskiwany strumień topiący działa odtleniająco. Dla większości zastosowań przemysłowych te z góry określone warunki redukujące powinny być takie, aby cały tlen wprowadzany do miedzi podczas topienia stanowił wagowo mniej niż 0,05%. Korzystnie, te z góry określone warunki redukujące są takie, że do topionej miedzi wprowadza się wagowo mniej niż 0,035% i najkorzystniej mniej niż 0,01% tlenu.
Palniki opisane w opisie patentowym 3 199 977 i w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych nr 4 536 152 są specjalnie zaprojektowane, aby zapewnić w wysokim stopniu wymieszane paliwo/powietrze w celu wytworzenia jednolitego odtleniającego płomienia i zminimalizowania ilości nie spalonego tlenu oraz możliwych zanieczyszczeń miedzi.
Chociaż palniki według dotychczasowego stanu techniki mają duże znaczenie dla wytapiania miedzi, to jest także bardzo ważne odpowiednie kontrolowanie mieszaniny paliwo/powietrze, ponieważ nadmiar paliwa lub powietrza może wytworzyć płomień, który zanieczyszcza miedź.
Paliwo i powietrze (tlen) doprowadzane do palników używanych do topienia, na przykład miedzi katodowej, są kontrolowane dla zapewnienia proporcji paliwo/powietrze w roboczych granicach, dla wytworzenia, na przykład redukującego płomienia mającego zawartość wodoru w spalanym paliwie wynoszącą objętościowo około 0,3% lub mniej pożądanej wartości dla tlenu. Ta wartość wodoru jest zwykle utrzymywana pomiędzy około 1%-3% objętościowo, w zależności od używanego paliwa. Przy używaniu gazu ziemnego zawartość wodoru wynosi około 1 %-2% podczas, gdy dla propanu zawartość wodoru wynosi około 0,3%-0,9% z powodu stosunku węgiel-wodór tego paliwa, i więcej tworzy się CO niż H2 przy propanie podczas, gdy przy (gazie ziemnym) metanie tworzą się w równych częściach H2 i CO.
Znany jest sposób regulacji proporcji mieszaniny paliwowej palnika, który polega na tym, że określa się zadaną wielkość proporcji mieszaniny, pobiera się jej próbkę i analizuje się jej skład, a następnie porównuje się proporcje pobranej próbki z zadaną wielkością i zmienia się ilość paliwa lub powietrza w mieszaninie.
W przypadku zastosowania zespołu wielu palników do wytwarzania płomienia w piecu, pobieranie próbek kolejno z różnych palników wydłuża czas badania. Wyniki dla danego palnika są otrzymywane w długich odstępach czasu. Pomiędzy odczytami skład mieszaniny może być niekorzystny dla właściwości otrzymywanej miedzi.
Sposób regulacji proporcji mieszaniny paliwo/powietrze zespołu palników w piecach, zwłaszcza do wytopu miedzi, w którym dla każdego palnika określa się zadaną wielkość proporcji mieszaniny paliwo/powietrze, pobiera się próbkę z danego palnika, i analizuje się jej skład, a następnie porównuje się proporcje pobranej próbki z zadaną wielkością dla danego palnika i zmienia się ilość paliwa lub powietrza w badanym palniku, charakteryzuje się tym, że każdy z palników dołącza się do przewodu rozgałęźnego i przed przewodem rozgałęźnym, kolejno pobiera się mieszaninę paliwo/powietrze oddzielnie z każdego palnika przekazując ją do analizowania, a jednocześnie mieszaniny paliwo/powietrze z pozostałych palników odprowadza się przez próżniowy przewód rozgałęźny.
169 847
Korzystnie podczas analizowania określa się zawartość wodoru w mieszaninie paliwo/powietrze.
Korzystnie po przeanalizowaniu proporcji mieszaniny paliwo/powietrze danego palnika zmienia się skład mieszaniny za pomocą sterowanego silnikiem zaworu upustowego.
Przy wytapianiu katod miedziowych w procesie przemysłowym przy użyciu pieca szybowego mającego trzy szeregi zespołów wielu palników, regulacja proporcji paliwo/powietrze przy zastosowaniu sposobu według wynalazku z zastosowaniem sterowanych silnikiem zaworów upustowych daje w rezultacie znaczne poprawienie jakości produktu na skutek regulowanych ilości wodoru w płomieniu palnika (mniej niż ±0,2% od pożądanych zadanych ilości wodoru). W operacjach topienia, w których nie stosowano regulacji według wynalazku ilości wodoru zmieniały się w zakresie 0,5% od zadanych pożądanych stężeń.
Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat regulacji proporcji paliwo/powietrze jednego palnika, fig. 2 - schemat regulacji proporcji paliwo/powietrze zestawu palników stosowanych w piecach szybowych, zwłaszcza do wytapiania miedzi.
Sposób regulacji proporcji paliwo/powietrze zespołu palników jest opisany w odniesieniu do zespołu palników pieca szybowego do wytopu miedzi.
Na fig. 1 pokazano schemat regulacji proporcji paliwo/powietrze dla pojedynczego palnika. Jak omówiono to powyżej, zwykle stosuje się zespół palników usytuowanych w rzędzie wokół obwodu pieca. Każdy palnik jest wyposażony w taki sam układ, opisany na fig. 1.
Paliwo takie, jak na przykład gaz ziemny doprowadza się ze źródła zasilania paliwem 10 do strefy regulatora 11 w celu utrzymywania nadciśnienia względem ciśnienia atmosferycznego. Strefa regulatora 11 ma dwa przewody 11a i 11b, które połączone są, odpowiednio z torem przepływu paliwa i z powietrznym przewodem rozgałęźnym 19, dla uzyskiwania nadciśnienia. Paliwo doprowadza się do paliwowego przewodu rozgałęźnego 12 i dostarcza się do sterowanego przeponą konwencjonalnego zaworu 13 z regulacją poziomu zerowego. Zawór 13 jest także wyposażony w przewód 13a i przewód 13b prowadzący z toru przepływu powietrza do przestrzeni ponad przeponą w zaworze 13 i doprowadzający ciśnienie atmosferyczne do przepony. Przewód 13b ma także zawór upustowy 20 i współpracujący z nim odpowietrznik 21 regulacji ilości paliwa lub powietrza za pomocą układu regulującego 26, jak opisano to poniżej. W korzystnej postaci wykorzystuje się sterowany silnikiem zawór upustowy 20 dla zapewnienia dokładnej regulacji stosunku paliwo/powietrze, ponieważ stwierdzono, że sterowanie silnikiem regulacji przeciwstawnych ciśnień jest bardzo istotne dla uzyskiwania doskonałych wyników pracy osiąganych za pomocą wynalazku.
Paliwo następnie przeprowadza się przez regulowany otwór 14, który służy także do regulacji ilości paliwa doprowadzanego do palnika. Za pomocą regulowanego otworu 14 dokonuje się zgrubnej regulacji przepływu paliwa, a za pomocą zaworu upustowego 20 dokonuje się ostatecznej dokładnej regulacji stosunku paliwo/powietrze. Następnie paliwo wprowadza się do komory mieszania 15 stanowiącej zazwyczaj część palnika, w celu wymieszania go z powietrzem.
Powietrze doprowadza się ze źródła zasilania powietrzem 17 przez zawór motylkowy 18 do powietrznego przewodu rozgałęźnego 19 i przez zawór przewodu rozgałęźnego 19a do mieszalnika 15. Strumień zmieszanego paliwa/powietrza wprowadza się, w celu spalania, do palnika 16.
W celu określenia stosunku paliwa do powietrza pobiera się próbkę ze strumienia zmieszanego paliwa/powietrza, spala się ją i analizuje produkty spalania. Mogą być stosowane inne sposoby pobierania próbek i analizowania. Korzystnie do pobierania próbki stosuje się trójdrogowy zawór elektromagnetyczny 22. Przy zaworze elektromagnetycznym 22 ustawionym na pobieranie próbki i analizowanie, mieszaninę paliwo/powietrze wprowadza się przez pompę próżniową 23 do pieca 24, w którym spala się mieszaninę w idealnych warunkach. Tę spaloną mieszaninę następnie wprowadza się do naczynia analizatora 25 dla dokonania analizy, a wyniki wprowadza się do układu regulacyjnego 26. W zależności od wyniku analizy reguluje się zawór upustowy 20 poprzez zmniejszenie otwarcia zaworu, jeśli
169 847 potrzeba więcej paliwa lub zwiększenia otwarcia zaworu, jeśli potrzeba więcej powietrza. Inne parametry wejściowe układu regulacyjnego 26 stanowią ciśnienie powietrza i ciśnienie paliwa z ich odpowiednich przewodów rozgałęźnych 12,19.
Kiedy próbki mieszaniny paliwo/powietrze nie są pobierane do analizy, wówczas poprzez zawór elektromagnetyczny 22 kieruje się mieszaninę do próżniowego przewodu rozgałęźnego 27 połączonego z pompą próżniową 28 i odpowietrznikiem 29.
W typowym zespole palników zawierającym wiele palników rozmieszczonych w szeregu wokół obwodu pieca, każdy palnik ma taką samą część układu od paliwowego przewodu rozgałęźnego 12 i powietrznego przewodu rozgałęźnego 19 do palnika 16. Każdy palnik jest dołączony do trójdrogowego zaworu elektromagnetycznego, a pozostałe wyposażenie w kierunku przepływu od zaworu elektromagnetycznego jest także używane do wszystkich palników niezależnie od ich liczby. Tak więc, na przykład, tylko jeden piec 24 jest ogólnie używany do zespołu palników. Może być stosowanych wiele pieców, naczyń analizatorów itp., lecz nie jest to ekonomiczne.
Na fig. 2 przedstawiono schemat sposobu dla zestawu czterech palników 16a, 16b, 16c, 16d pieca szybowego. Podczas działania pobiera się próbkę z mieszalnika 15a i kieruje się ją za pomocą zaworu 22a przewodem 23a do pompy próżniowej 23. Po wyjściu z pompy próżniowej 23 próbkę spala się w piecu 24, analizuje w naczyniu analizatora 25 i wyniki wprowadza się do układu regulującego 26.
Według wynalazku, podczas gdy pobiera się próbki mieszaniny gazowej z mieszalnika 15a i analizuje je poprzez zawory 22b, 22c i 22d kieruje się mieszaniny gazowe z mieszalników, odpowiednio 15b, 15c i 15d do próżniowego przewodu rozgałęźnego 27 połączonego z pompą próżniową 28 i odpowietrznikiem 29. Podczas analizowania próbki z mieszalnika 15a i przetwarzania przez układ regulujący 26, poprzez zawór 22a kieruje się gaz z mieszalnika 15a do próżniowego przewodu rozgałęźnego 27 przez przewód 27a, a poprzez zawór 22b pobiera się i analizuje próbkę mieszaniny gazowej z mieszalnika 15b, przepuszczając tę próbkę przez przewód 23b do pompy próżniowej 23 i naczynia analizatora 25. Zawory 22c i 22d pozostają jak opisano powyżej i mieszaniny gazowe z mieszalników 15c, 15d wprowadza się do próżniowego przewodu rozgałęźnego 27. Powyższa procedura jest powtarzana ciągle podczas pracy pieca przy wielokrotnym pobieraniu próbek z palników 16a-16d. Może być stosowana dowolna kolejność pobierania próbek.
Powyższa próba pobierania próbek i analizowania znacznie zwiększa liczbę próbek i analiz na jednostkę czasu, ponieważ próbka mieszaniny gazowej jest zawsze dostępna dla analizowania w pobliżu pieca 24 i naczynia analizatora 25 dzięki zastosowaniu próżniowego przewodu rozgałęźnego 27. Odległość od mieszalnika 15 do pieca 24 do spalania próbek, jaką musi przebyć próbka mieszaniny jest wyeliminowana. Przy normalnej pracy przemysłowej ilość próbek i analiz jest w przybliżeniu podwojona w porównaniu z układem, w którym nie stosuje się próżniowego przewodu rozgałęźnego 27. To zwiększenie ilości próbek i analiz umożliwia dokładne regulowanie proporcji paliwo/powietrze i wynikające z tego zwiększenie wydajności operacji topienia.
Sposobem według wynalazku można regulować proporcje w każdym paliwie, zwłaszcza paliwie płynnym lub sfluidyzowanym. Jest zwłaszcza przydatne do paliwa zawierającego wodór i tlenek węgla takiego, jak na przykład, gaz wodny lub gaz generatorowy, a także do paliwa węglowo-wodorowego (tj. paliwa zawierającego węgiel i wodór). Jest szczególnie przydatne do paliwa w postaci gazu ziemnego. Przy stosowaniu sposobu według wynalazku utrzymuje się proporcje paliwa, które zapewniają wytwarzanie składników redukujących w atmosferze pieca. Te składniki stanowi wodór i tlenek węgla, stanowiące wynik niezupełnego spalania paliwa. Ogólnie, ilość wodoru jest kontrolowana za pomocą analizowania spalonej próbki paliwa i powietrza i regulowania proporcji paliwo/powietrze dla uzyskania pożądanej ilości wodoru. Niezależnie jednak od tego, jaki jest używany gaz, sposób według wynalazku reguluje do z góry określonej zadanej ilości pożądanego składnika (np. wodoru, CO, O 2, N 2, H2O, itd) w zakresie około ±0,3%, a korzystnie w zakresie mniej niż ±0,2% lub ±0,1%.
169 847
Oczywistym będzie, że może być dokonanych wiele zmian i modyfikacji kilku cech tu opisanych bez odchodzenia od idei i zakresu wynalazku. Dlatego oczywistym jest, że powyższy opis stanowi raczej' ilustrację niż ograniczenie wynalazku.
169 847
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł
Claims (3)
- Zastrzeżenia patentowe1. Sposób regulacji proporcji mieszaniny paliwo/powietrze zespołu palników w piecach, zwłaszcza do wytopu miedzi, w którym dla każdego palnika określa się zadaną wielkość proporcji mieszaniny paliwo/powietrze, pobiera się próbkę z danego palnika i analizuje się jej skład, a następnie porównuje się proporcje pobranej próbki z zadaną wielkością dla danego palnika i zmienia się ilość paliwa lub powietrza w badanym palniku, znamienny tym, że każdy z palników (16a-16d) dołącza się do przewodu rozgałęźnego (27) i przed przewodem rozgałęźnym (27), kolejno pobiera się mieszaninę paliwo/powietrze oddzielnie z każdego palnika (16a-16d) przekazując ją do analizowania, a jednocześnie mieszaniny paliwo/powietrze z pozostałych palników (16a-16d) odprowadza się przez próżniowy przewód rozgałęźny (27).
- 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że podczas analizowania określa się zawartość wodoru w mieszaninie paliwo/powietrze.
- 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że po przeanalizowaniu proporcji mieszaniny paliwo/powietrze danego palnika (16a-16d) zmienia się skład mieszaniny za pomocą sterowanego silnikiem zaworu upustowego (20).* * *
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/691,250 US5240494A (en) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | Method for melting copper |
PCT/US1992/004380 WO1993024665A1 (en) | 1991-04-25 | 1992-05-22 | Method for melting copper |
CN92104572A CN1057594C (zh) | 1991-04-25 | 1992-06-12 | 控制多个燃烧器系统的燃料/空气比的方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
PL169847B1 true PL169847B1 (pl) | 1996-09-30 |
Family
ID=25742757
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PL92308461A PL169847B1 (pl) | 1991-04-25 | 1992-05-22 | Sposób regulacji proporcji mieszaniny paliwo/powietrze zespolu palników w piecach,zwlaszcza do wytopu miedzi PL PL PL |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5240494A (pl) |
EP (1) | EP0641393B1 (pl) |
JP (1) | JP3145119B2 (pl) |
CN (1) | CN1057594C (pl) |
AU (1) | AU667474B2 (pl) |
DE (1) | DE69230152T2 (pl) |
ES (1) | ES2137188T3 (pl) |
PL (1) | PL169847B1 (pl) |
RU (1) | RU2086855C1 (pl) |
WO (1) | WO1993024665A1 (pl) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5961797A (en) * | 1996-05-03 | 1999-10-05 | Asarco Incorporated | Copper cathode starting sheets |
DE19923980A1 (de) * | 1999-05-25 | 2000-11-30 | Linde Tech Gase Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen und Regeln einer Gaszusammensetzung |
US20020006591A1 (en) | 2000-07-07 | 2002-01-17 | Hugens John R. | Method and apparatus for mixing combustion gases |
US7452856B2 (en) * | 2004-07-06 | 2008-11-18 | Seikagaku Corporation | Antibacterial peptide |
RU2324745C2 (ru) * | 2006-02-26 | 2008-05-20 | Игорь Михайлович Дистергефт | Способ тепловой обработки металла в пламенной печи прямого или косвенного нагрева (варианты), способ сжигания смеси жидкого или газообразного топлива и нагретого воздуха в пламенной печи прямого или косвенного нагрева, устройство отопления (варианты) и регенеративная насадка (варианты) для осуществления способов |
DE102010047056B4 (de) | 2010-09-29 | 2021-07-29 | Kme Mansfeld Gmbh | Verfahren zum Einschmelzen von NE-Metallen in einem gasbefeuerten Schachtofen und Schachtofenanlage zur Durchführung des Verfahrens |
CN103123116A (zh) * | 2012-12-12 | 2013-05-29 | 江苏熙友磁电科技有限公司 | 熔炼炉燃烧调节系统 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2413215A (en) * | 1943-11-05 | 1946-12-24 | Int Nickel Co | Method of operating reduction-melting furnaces |
US3199977A (en) * | 1962-06-22 | 1965-08-10 | American Smelting Refining | Method and apparatus for melting copper |
US4211555A (en) * | 1978-02-21 | 1980-07-08 | Southwire Company | Method of controlling combustion in a metal melting furnace |
US4363440A (en) * | 1979-05-21 | 1982-12-14 | The G. C. Broach Company | Combustion control system |
JPS6055577B2 (ja) * | 1983-03-11 | 1985-12-05 | 日立製線株式会社 | 低酸素銅の製造方法 |
US4492559A (en) * | 1983-11-14 | 1985-01-08 | The Babcock & Wilcox Company | System for controlling combustibles and O2 in the flue gases from combustion processes |
JPH061122B2 (ja) * | 1984-06-06 | 1994-01-05 | 新日本製鐵株式会社 | 吸引式ラジアントチユ−ブバ−ナ−炉の最適燃焼制御方法 |
US4887958A (en) * | 1986-10-10 | 1989-12-19 | Hagar Donald K | Method and system for controlling the supply of fuel and air to a furnace |
AU5960390A (en) * | 1989-07-07 | 1991-02-06 | Forschungsgesellschaft Joanneum Gesellschaft M.B.H. | Furnace control device |
AU644382B2 (en) * | 1989-10-30 | 1993-12-09 | Honeywell Inc. | Microbridge-based combustion control |
DE4136085C2 (de) * | 1991-10-30 | 1993-11-04 | Mannesmann Ag | Verfahren zum herstellen von sauerstoffreiem kupferdraht |
-
1991
- 1991-04-25 US US07/691,250 patent/US5240494A/en not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-05-22 RU RU9294046128A patent/RU2086855C1/ru active
- 1992-05-22 DE DE69230152T patent/DE69230152T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-05-22 EP EP92913948A patent/EP0641393B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-05-22 WO PCT/US1992/004380 patent/WO1993024665A1/en active IP Right Grant
- 1992-05-22 AU AU21585/92A patent/AU667474B2/en not_active Ceased
- 1992-05-22 PL PL92308461A patent/PL169847B1/pl unknown
- 1992-05-22 JP JP50047794A patent/JP3145119B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1992-05-22 ES ES92913948T patent/ES2137188T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1992-06-12 CN CN92104572A patent/CN1057594C/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN1057594C (zh) | 2000-10-18 |
WO1993024665A1 (en) | 1993-12-09 |
RU94046128A (ru) | 1996-09-10 |
EP0641393B1 (en) | 1999-10-13 |
AU667474B2 (en) | 1996-03-28 |
JPH08504260A (ja) | 1996-05-07 |
ES2137188T3 (es) | 1999-12-16 |
DE69230152D1 (de) | 1999-11-18 |
RU2086855C1 (ru) | 1997-08-10 |
US5240494A (en) | 1993-08-31 |
DE69230152T2 (de) | 2000-04-06 |
JP3145119B2 (ja) | 2001-03-12 |
EP0641393A4 (en) | 1996-08-14 |
CN1080043A (zh) | 1993-12-29 |
EP0641393A1 (en) | 1995-03-08 |
AU2158592A (en) | 1993-12-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
USRE33464E (en) | Method and apparatus for flame generation and utilization of the combustion products for heating, melting and refining | |
US4642047A (en) | Method and apparatus for flame generation and utilization of the combustion products for heating, melting and refining | |
DE69610947T2 (de) | Verfahren zum Vermindern der Krätzebildung beim Schmelzen von Aluminium | |
PL169847B1 (pl) | Sposób regulacji proporcji mieszaniny paliwo/powietrze zespolu palników w piecach,zwlaszcza do wytopu miedzi PL PL PL | |
US20090136884A1 (en) | Direct-Fired Furnace Utilizing An Inert Gas To Protect Products Being Thermally Treated In The Furnace | |
KR20040074987A (ko) | 금속 장입 재료를 사용하여 강을 연속적으로 제조하는방법 및 장치 | |
CA2136417C (en) | Method for melting copper | |
SE441627B (sv) | Schaktugn for kontinuerlig smeltning av kopparstycken | |
FR2361470A1 (fr) | Four a cuve pour raffinage de cuivre en continu et son procede de mise en oeuvre | |
US20080066834A1 (en) | Direct-Fired Furnace Utilizing an Inert Gas to Protect Products Being Thermally Treated in the Furnace | |
WO2002097347A1 (de) | Verfahren zur thermischen behandlung von rohmaterialien und eine vorrichtung zur durchführung des verfahrens | |
RU2295574C2 (ru) | Способ получения металла и установка для его осуществления | |
EP0596095A1 (de) | Verfahren und einrichtung zum erhitzen und schmelzen von stückigem eisenschwamm | |
CN1056887C (zh) | 立式快速熔化炉氧气浓度的控制方法 | |
PL119589B1 (en) | Method of manufacture of fibres of thermoplastic,especially mineral material,and apparatus therefortmass,a osobenno mineral'nykh,i ustrojjstvo dlja izgotovlenija volokon iz termoplasticheskikh plastmass,a osobenno mineral'nykh | |
EP0479378B1 (en) | Fluidized bed furnace with internal gas combustion | |
JPS58174533A (ja) | 不純な銅を連続的に精錬する方法 | |
US675329A (en) | Process of manufacturing steel. | |
CN1030942A (zh) | 槽式炉连续炼钢工艺及设备 | |
JP3687695B2 (ja) | 雰囲気ガス供給方法及び装置 | |
US578441A (en) | Photturtho | |
US20020030070A1 (en) | Method and apparatus for treatment of metal cascades in flame and gas | |
GB2203170A (en) | Producing steel | |
WO1981003184A1 (en) | Method of heating,holding or heat treatment of metal material | |
JPH0617155A (ja) | 自熔製錬炉の操業方法 |