ES2246204T3 - Aparato de combustion y horno de fusion para metales no terrosos. - Google Patents
Aparato de combustion y horno de fusion para metales no terrosos.Info
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Abstract
Un horno de fusión (18) para metales no ferrosos para fundir cualquier metal no ferroso y para mantener el metal en forma líquida, que comprende un equipo de combustión que comprende un par o más de dos pares de grupos quemadores (1, 2); cada grupo quemador (1, 2) comprende un regenerador (3, 4) para una variedad de quemadores (1a-1d, 2a-2d) y dichos grupos quemadores (1, 2) se instalan en el techo del horno (18) distanciados entre sí; el equipo de combustión comprende los medios para encender un primer grupo quemador (1) y un segundo grupo quemador (2) de manera alternativa, los medios para almacenar el calor residual producido cuando el mencionado primer grupo quemador (1) se enciende en un regenerador (4) del segundo grupo quemador (2), los medios para utilizar el mencionado calor residual almacenado para precalentar el aire de combustión del mencionado segundo grupo quemador (2) cuando el mencionado segundo grupo quemador (2) se enciende; de manera similar, los medios para almacenar elcalor residual producido cuando el mencionado segundo grupo quemador (2) se enciende en un regenerador (3) del primer grupo quemador (1), los medios para utilizar el mencionado calor residual almacenado para precalentar el aire de combustión del mencionado primer grupo quemador (1) cuando el mencionado primer grupo quemador (1) se enciende.
Description
Aparato de combustión y horno de fusión para
metales no terrosos.
La presente invención se refiere a un horno de
fusión, que incluye un horno continuo y un horno de tipo
discontinuo, para el fundido de metales no ferrosos tales como
cobre, aluminio, zinc y aleaciones, que comprende más de un par de
quemadores regenerativos en los que el calor residual producido
mediante un primer quemador se almacena en un regenerador de un
segundo quemador y el calor residual almacenado se utiliza cuando
el segundo quemador se enciende.
Hubo un equipo de combustión para fundir y
calentar metales. El equipo comprende un quemador regenerativo que
incluye un par de quemadores 19, 20. Los quemadores 19, 20 se
encienden alternativamente de tal manera que cuando se enciende un
primer quemador 19, un segundo quemador 20 almacena el calor
residual producido por el primer quemador 19, y el calor residual
almacenado se usa para precalentar el aire de combustión del
quemador 20 cuando se enciende el segundo quemador 20. Tal como se
ilustra en la Fig. 6, el equipo de combustión convencional
comprende un regenerador 21 ó 22 por un quemador 19 ó 20, de forma
que, por ejemplo, cuando se proporcionan ocho (cuatro pares de)
quemadores, se necesita instalar el mismo número de regeneradores,
ocho.
Tal como se ilustra en la Fig. 7, el equipo de
combustión convencional comprende una válvula de regulación 23 en
la corriente superior del regenerador 3 para controlar un volumen
del aire de combustión. Con una operación de la válvula de
regulación 23, se controla la combustión del quemador 19 ó 20.
De manera convencional, hubo un horno de fusión
para metales no ferrosos que tiene un quemador regenerativo. El
quemador regenerativo comprende un par de quemadores, cada uno de
los cuales se enciende de manera alternativa, de tal manera que
cuando se enciende un primer quemador, un segundo quemador almacena
el calor residual producido por el primer quemador. El calor
residual almacenado se usa para precalentar el aire de combustión
del segundo quemador cuando se enciende el segundo quemador.
El horno de fusión convencional para metales no
ferrosos se describirá en detalle haciendo referencia a las Figs. 8
y 9. El horno de fusión comprende un par de quemadores
regenerativos 16, 17, en la pared lateral 5a del revestimiento del
horno 5, y cada quemador 16 ó 17 se integra con un regenerador.
Este horno de fusión opera de forma que a la vez que se enciende un
primer quemador 16, un segundo quemador 17 no está encendido sino
que almacena el calor residual producido por el primer quemador 16,
de tal manera que el calor residual se agota a través de un
regenerador del segundo quemador 17. Y, cuando el segundo quemador
17 se enciende, se proporciona aire de combustión a través del
regenerador del segundo quemador 17 que se precalienta mediante el
calor residual almacenado. Mediante el uso del calor residual,
aumenta una eficiencia térmica de los quemadores 16, 17.
Sin embargo, en el equipo de combustión
convencional, cada quemador 19 ó 20 se equipa con su propio
regenerador 21 ó 22, de tal manera que cuando se requiere instalar
un gran número de quemadores 19, 20 en, por ejemplo un horno
continuo 18, deberá instalarse también el mismo número de
regeneradores 20, 21. Por tanto, el equipo de combustión
convencional requiere mucho espacio de instalación así como mucho
coste y mano de obra para la instalación de los regeneradores 21, 22
y una ingeniería de mantenimiento de los mismos.
De manera adicional, de acuerdo con el horno de
fusión convencional para metales no ferrosos, cada quemador 16 ó 17
se integra con su propio regenerador y se instala en la pared
lateral 5a de la envoltura del horno 5. Por tanto, el espacio de
instalación y el tamaño de los quemadores 16, 17 queda restringido.
Además, llega a ser necesario aumentar el tamaño del revestimiento
del horno 5, lo que induce unos costes de construcción más
elevados.
Esto es, si el horno de fusión convencional se
proporciona con un dispositivo de alimentación de metales para
alimentar aluminio, por ejemplo, así como con un equipo auxiliar
15, por ejemplo una bomba, para circulación del metal líquido en la
pared lateral 5a del revestimiento del horno 5, de manera adicional
a los quemadores 16, 17 combinados con los regeneradores, el
espacio de instalación de los quemadores 16, 17 se restringe
drásticamente. Esto se vuelve crucial cuando el revestimiento del
horno 5 es de menor tamaño. En este caso, resulta necesario
selección tipos limitados de quemadores entre los muchos a instalar
en el pequeño espacio de instalación restringido. Como resultado de
esto, los quemadores 16, 17 tienden a tener una capacidad
insatisfactoria para fundir y calentar de manera eficiente el metal
no ferroso contenido en el horno.
Con el fin de resolver dichos inconvenientes, es
deseable aumentar el tamaño del revestimiento del horno 5 para
ensanchar el espacio de instalación. Sin embargo, esto llevará un
nuevo inconveniente, que el coste de la construcción aumentará
todavía más.
De manera adicional, debido a que el horno de
fusión convencional para metales no ferrosos comprende los
quemadores 16, 17 en la pared lateral 5a del revestimiento del
horno 5, cuando los quemadores 16, 17 se encienden, el gas de
combustión corre sobre la superficie del metal líquido 40 en ángulo
casi horizontal. De esta manera, el gas de combustión no se esparce
ampliamente sobre la superficie del metal líquido 40, sino que
calienta solo un área local de la superficie. Además, el chorro del
gas de combustión incide sobre una cierta área de la pared lateral
5a del horno. La cierta área de la pared lateral 5a, sobre la que
incide el chorro de gas de combustión, alcanza una temperatura
extremadamente alta y se produce una masa de óxido de metal no
ferroso 30 se produce alrededor y ésta se arraiga profundamente y
acumula en la pared lateral 5a. Debido a la producción en masa de
óxido de metal no ferroso 30, el rendimiento del fundido disminuye.
Al mismo tiempo, como el gas de combustión incide sobre la pared
lateral 5a donde el óxido se ha acumulado, la vida útil de la pared
lateral 5a se acorta y de esta manera el coste de mantenimiento de
la misma aumenta.
El Documento
US-A-5.823.769 describe un horno de
fusión de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. En el
horno para combustión de fuel y oxidante de acuerdo con el
Documento US-A-5.823.769 se mezcla
una primera porción de fuel con un oxidante para formar una mezcla
de combustible pobre en combustible/oxidante en una zona de
combustión pobre en combustible. La porción restante del combustible
se mezcla con la mezcla de combustible pobre en
combustible/oxidante aguas abajo de la zona de combustión pobre en
combustible, formando una mezcla sustancialmente estequiométrica de
combustible/oxidante. La mezcla estequiométrica de
combustible/oxidante se enciende, formando una llama primaria que
tiene una luminosidad alta y bajas emisiones de NO_{x}.
Es un objetivo de la presente invención
proporcionar un horno de fusión para metales no ferrosos que
comprende quemadores combinados con regeneradores en el techo del
horno con el fin de no restringir el tamaño, disposición y espacio
de instalación de los quemadores, que aumentará la eficiencia de
transferencia de calor, ahorrando costes de construcción y la
producción de óxido así como un aumento en la duración de vida de
la pared lateral 5a y una reducción del coste de mantenimiento.
El objetivo se alcanza mediante el horno de
acuerdo con el horno de fusión de la reivindicación 1 así como
mediante el procedimiento de la reivindicación 3.
El equipo de combustión comprende una válvula de
regulación para controlar un volumen de aire de combustión. La
válvula se instala en el lateral de cada quemador.
Una llama en chorro a alta velocidad o gas de
combustión eyectado de cada quemador se dirige derecha hacia abajo
para incidir sobre el metal no ferroso o la superficie del metal
líquido en el horno para transferir el calor.
El horno de fusión para metales no ferrosos de
acuerdo con la presente invención comprende un sistema principal de
suministro de combustible y un sistema secundario de suministro de
combustible, así como un sistema global de suministro del aire de
combustión requerido. Cada grupo de quemadores se instala sobre el
techo del horno, distanciados uno respecto del otro. Se regula la
relación de suministro de combustible primario a combustible
secundario para controlar la combustión en el horno con el objetivo
de controlar la variación de la llama y para controlar la
distribución de temperatura en el horno.
Un horno de fusión para metales no ferrosos
comprende un sistema primario de suministro de combustible y un
sistema secundario de suministro de combustible, así como un
sistema global de suministro del aire de combustión requerido. Cada
grupo de quemadores se instala sobre el techo del horno,
distanciados uno respecto del otro. Se regula la relación de
suministro del combustible primario y el combustible secundario
para controlar la combustión en el horno con el objetivo de cambiar
o variar el flujo de calor y para variar o uniformizar los campos
de temperatura en el horno.
De acuerdo con la presente invención se
proporciona un regenerador para una variedad de quemadores. De esta
forma es posible ahorrar de manera drástica un espacio de
instalación, coste y mano de obra para la instalación y la
ingeniería de mantenimiento de los regeneradores.
De acuerdo con una forma de realización de la
presente invención, se proporciona una válvula de regulación a cada
quemador para controlar un volumen de aire de combustión. Por
tanto, llega a ser posible controlar el volumen de combustión de
cada quemador individual para controlar correctamente la temperatura
del horno o el horno de fusión.
De acuerdo con la presente invención cada grupo
de quemadores se instala sobre el techo de un horno y eyecta una
llama en chorro a alta velocidad o gas de combustión directamente
hacia abajo desde techo. De esta forma es posible instalar un tipo
deseado de quemadores. Esto es, sin equipo auxiliar pero se
proporciona un espacio amplio por encima del revestimiento del
horno, de tal manera que se selecciona un número y tipo de
quemadores que se instalan sin ninguna restricción. De acuerdo con
esto, es posible fundir apropiadamente el metal no ferroso en el
horno y mantener el metal en forma líquida. Debido a dicha ventaja,
no se necesita aumentar el revestimiento del horno, ahorrando de
esta manera costes de construcción y mano de obra.
De manera adicional, debido a que la llama en
chorro a alta velocidad o gas de combustión eyectado de los
quemadores incide sobre la superficie de metal líquido en ángulos
apropiados, se reparten sobre toda la superficie del metal líquido,
calentando uniformemente todo el metal líquido y previniendo
cualquier área local del sobrecalentamiento. De esta forma, la
generación de óxido se modera y se mejora la disminución en el
rendimiento de fundición. De manera adicional, los flujos en chorro
del gas de combustión apenas fluyen hacia una pared lateral, de
manera que el óxido no se acumula en un área específica de la pared
lateral. Por tanto, el inconveniente que se refiere a la
disminución de la duración de la vida del horno se mejora.
De manera adicional, es posible controlar la
relación de suministro de combustible primario a combustible
secundario en cada grupo de quemadores, y variar de forma selectiva
la llama para controlar la distribución de temperatura en el horno.
Por tanto, resulta posible mantener el interior del horno en un
estado deseable.
De manera adicional, se controla un volumen de
combustión en cada grupo de quemadores ajustando el combustible
primario y el combustible secundario con el fin de cambiar o variar
el flujo de calor en las direcciones vertical y horizontal o
incluso para variar los campos de temperatura en el horno. Por
tanto, llega a ser posible mantener el interior del horno en una
condición deseada apropiada.
La Fig. 1 es una vista esquemática en planta que
ilustra una forma de realización de un equipo de combustión.
La Fig. 2 es una vista esquemática en planta que
ilustra una forma de realización de un horno de fusión para metales
no ferrosos de acuerdo con la presente invención.
La Fig. 3 es una vista esquemática en sección a
lo largo de la línea A-A en la Fig. 2.
La Fig. 4 es una vista esquemática en sección
aumentada que ilustra un par de quemadores instalados en el horno de
fusión para metales no ferrosos que se muestra en la Fig. 2.
La Fig. 5 es una vista esquemática en sección
aumentada que ilustra una estructura interna de cada quemador que
se muestra en la Fig. 2.
La Fig. 6 es una vista en planta que muestra un
equipo de combustión convencional.
La Fig. 7 es una vista lateral parcial en sección
que muestra un equipo de combustión convencional.
La Fig. 8 es una vista en planta que muestra un
horno de fusión convencional para metales no ferrosos.
La Fig. 9 es una vista en sección a lo largo de
la línea B-B en la Fig. 8 que muestra un horno de
fusión convencional para metales no ferrosos.
Se describirá una forma de realización de la
presente invención en referencia a la Fig. 1. La Fig 1 es una vista
esquemática en planta que ilustra un equipo de combustión.
El equipo de combustión comprende una variedad de
grupos quemadores regenerativos, y cada grupo de quemadores
regenerativos comprende un regenerador 3 ó 4 para cuatro quemadores
1a, 1b, 1c, 1d ó 2a, 2b, 2c, 2d. Dos grupos quemadores regenerativos
1, 2 forman un par, y cada grupo se enciende de manera alternativa.
Cuando se enciende un primer grupo quemador 1, un regenerador 4 de
un segundo grupo quemador 2 almacena el calor residual producido
por el primer grupo 1, y el calor residual almacenado se utiliza
para precalentar el aire de combustión del segundo grupo quemador
cuando se enciende el segundo grupo quemador 2. En esta forma de
realización, el equipo de combustión comprende tres pares de grupos
de quemadores, que son seis grupos de quemadores, que se instalan
en un horno continuo 18. Se proporciona una válvula de regulación
13 para controlar un volumen de aire de combustión y cada quemador
lateral
(véase la válvula de regulación en las Figs. 4 y 5).
(véase la válvula de regulación en las Figs. 4 y 5).
De acuerdo con este equipo de combustión, cuando
un grupo quemador 1 (un primer grupo quemador) se enciende, el otro
grupo quemador 2 (un segundo grupo quemador) se mantiene sin
encender pero almacena el calor residual producido por el primer
grupo quemador 1 en un regenerador 4 del segundo grupo quemador.
Cuando se segundo grupo quemador 2 se enciende, el calor residual
almacenado se usa para precalentar el aire de combustión el segundo
grupo quemador 2. Usando el calor residual, el aire de combustión
se precalienta, de esta manera, cada uno de los quemadores 1a a 2d
se enciende de manera eficiente. De forma similar, el calor
residual producido por el segundo grupo quemador 2 se almacena en
un regenerador del primer grupo quemador 1, y este se utiliza para
precalentar el aire de combustión del primer grupo quemador 1 cuando
el primer grupo quemador 1 se enciende.
El equipo de combustión comprende un regenerador
3 ó 4 por cuatro quemadores 1a-1d o
2a-2b, de tal manera que llega a ser posible reducir
el espacio de instalación del equipo. Es también posible reducir
drásticamente el coste y mano de obra necesarios para la
instalación y la ingeniería de mantenimiento de los regeneradores 3,
4.
De manera adicional se asegura una válvula de
regulación 13 para controlar un volumen de aire de combustión sobre
el lateral de cada quemador 1a-2d, de tal manera
que se hace posible controlar el volumen de combustión individual de
cada quemador.
El equipo de combustión en esta forma de
realización se instala en un horno continuo 18, sin embargo, se
puede instalar en otros tipos de hornos que incluyen un horno de
tipo discontinuo así como en diversos tipos de hornos de fundición y
otras instalaciones existentes.
En referencia a las Figs. 2 y 3, se describirá
una forma de realización de un horno de fusión para metales no
ferrosos de acuerdo con la presente invención. La Fig. 2 es una
vista esquemática en planta que ilustra un horno de fusión para
metales no ferrosos. La Fig. 3 es una vista en esquema en sección a
lo largo de la línea A-A de la Fig. 1. Se aplican
las mismas cifras para las porciones idénticas a las porciones que
se muestran en la técnica anterior.
Una forma de realización de un horno de fusión
para metales no ferrosos de acuerdo con la presente invención
comprende un par de grupos quemadores 1, 2, donde cada grupo 1 ó 2
se enciende de manera alternativa. El calor residual producido por
un primer grupo quemador a la vez que el mencionado está encendido
se almacena en un regenerador 4 de un segundo grupo quemador 2, y
el calor residual almacenado se utiliza para precalentar el aire de
combustión del segundo grupo quemador 2 cuando el segundo grupo
quemador se enciende. El horno de fusión funde un metal no ferroso o
calienta el metal para mantenerlo en forma líquida en un horno. En
esta forma de realización, se instalan un par de grupos quemadores
1, 2 sobre el techo del revestimiento del horno 5. Los quemadores de
cada grupo 1, 2 eyectan una llama en chorro de alta velocidad o gas
de combustión hacia la superficie superior del metal no ferroso o
metal líquido, y transfieren el calor a la misma de manera
eficiente. El metal no ferroso en el horno en esta forma de
realización es aluminio, pero se pueden mantener y fundir en el
horno otros metales no ferrosos tales como cobre, zinc, estaño o
similares.
Cada grupo quemador 1 ó 2 comprende tres
quemadores 1a-1c o 2a-2c
respectivamente, y cada tres quemadores 1a-1c o
2a-2c se conectan en serie conectando un conducto 6
ó 7 y comunicándolo con un regenerador correspondiente 3 ó 4 que se
instala próximo a la pared lateral 5a del revestimiento del horno
5. cada conducto conectado 6 ó 7 se interconecta con una junta de
expansión 6a o 7a con el fin de expandir o contraer el
correspondiente al calor a temperatura alta. Se proporciona un
dispositivo de alimentación del metal 14 a lo largo de la pared
lateral 5a del revestimiento del horno 5 y otro equipo auxiliar
15.
En dicho horno de fusión estructurado para
metales no ferrosos, se encienden de manera alternativa dos grupos
quemadores 1, 2 para fundir el aluminio en el horno, manteniendo
este en forma líquida. Cuando se enciende el primer grupo quemador
1, se produce el calor residual por el mismo grupo 1. A
continuación, el calor residual se almacena en el regenerador 4 del
segundo grupo quemador 2 a la vez que el calor residual se absorbe
en el regenerador 4. Al término de este procedimiento, se enciende
el segundo grupo quemador 2, a la vez que el primer grupo quemador
1 no se enciende pero se almacena el calor residual agotado fuera
del primer grupo quemador 1 y se introduce en el regenerador 3.
Repitiendo dicho procedimiento, el horno de fusión funde de manera
eficiente el aluminio en el horno y mantiene este en forma
líquida.
De acuerdo con esta forma de realización del
horno de fusión para metales no ferrosos, todos los grupos
quemadores 1, 2 se instalan sobre el techo del revestimiento del
horno 5, por tanto, es posible obtener un espacio de instalación más
amplio para los quemadores. De esta manera, se hace posible
instalar cualquier tamaño y número deseado de quemadores en el
revestimiento del horno 5, que mantiene el metal cargado o metal
líquido en el horno en una condición deseada.
De manera adicional de acuerdo con esta forma de
realización, debido a que el gas de combustión eyectado de los
grupos quemadores 1, 2 incide sobre el metal líquido 40 en el horno
en ángulos apropiados, todo el metal líquido 40 se calienta de
manera uniforme y se produce óxido de aluminio al mínimo.
De manera adicional, como el flujo en chorro
alcanza de manera uniforme a cada porción de la pared lateral 5a, el
óxido de aluminio 30 no se acumula en una porción específica de la
pared lateral 5a. También, el gas de combustión no incide sobre una
porción específica de la pared lateral 5a. Por tanto, la duración de
la vida del horno se incrementa drásticamente.
De manera adicional, de acuerdo con la forma de
realización del horno de fusión para metales no ferrosos, se
proporcionan tres quemadores 1a-2c en cada grupo
quemador 1 ó 2 sobre el techo del revestimiento del horno 5, y se
proporciona una cierta distancia entre quemadores adyacentes. Este
horno de fusión tiene las mencionadas funciones: permite optimizar
el flujo de calor en el horno controlando el volumen de combustión
de cada quemador 1a-2c; permite también variar
incluso los rendimientos de la temperatura en el horno moviendo o
cambiando el flujo de calor en las direcciones vertical y
horizontal.
Esto es, por ejemplo, encendiendo los quemadores
1a, 2a, que están distanciados de la pared lateral 5a localizados
de esta manera cerca del centro del revestimiento del horno 5, con
el fin de producir una llama con gran flujo de calor, el
inconveniente por lo que se refiere a una acumulación de óxido 30
en una cierta porción de la pared lateral 5a se mejorará. Esto
incrementará de manera adicional la duración de la vida del
horno.
En esta forma de realización del horno de fusión
para metales no ferrosos, cada grupo quemador 1 ó 2 comprende una
boquilla de aire 9 comunicada con una boquilla de combustible
primario 10 en una solera de quemador 8, así como una variedad de
boquillas de combustible secundario 11, organizados 11 en paralelo
próxima al puerto de la boquilla de aire 9. Se proporciona también
un quemador piloto 12 para la ignición y una válvula de regulación
13 para controlar un volumen de aire de combustión.
Con dicha estructura se proporcionan tres
sistemas de combustión. En primer lugar, el aire en la boquilla de
aire 9 y el combustible suministrado a partir de la boquilla de
combustible primario 10 se encienden en la solera del quemador 8. En
segundo lugar, el aire en la boquilla de aire 9 y el combustible
suministrado desde la boquilla de combustible secundario se
combinan y encienden en el horno. En tercer lugar, el primer y
segundo sistemas se combinan. Cualquier sistema de combustión además
de los tres sistemas se escoge de manera selectiva. De manera
adicional, controlando la relación de suministro del combustible
primario y el combustible secundario para la combustión, se hace
posible variar de manera selectiva la llama para controlar una
distribución de temperatura en el horno. El combustible primario se
suministra a partir de la boquilla de combustible primario 10, y el
combustible secundario se suministra a partir de la boquilla de
combustible secundario 11. De acuerdo con esto, es posible encender
cada grupo quemador 1 ó 2 tal como se desee con un objetivo de
mantener el horno en una condición preferible.
De acuerdo con la presente invención, se
proporciona un regenerador por una variedad de quemadores. Por
tanto, es posible ahorrar de manera drástica un espacio de
instalación, coste y mano de obra para la instalación y la
ingeniería de mantenimiento del equipo.
De acuerdo con una forma de realización de la
presente invención, se proporciona cada quemador con una válvula de
regulación para controlar un volumen de aire de combustión. Por
tanto se hace posible controlar la temperatura del horno u horno de
fusión. Esto aumenta también la productividad del equipo.
De acuerdo con la presente invención, un grupo de
quemadores se instalan sobre el techo de un revestimiento de horno
y eyectan una llama en chorro de alta velocidad o gas de combustión
directamente hacia abajo del techo. Por tanto, es posible instalar
un tipo deseado de quemadores. Esto es, sin equipo auxiliar, pero
se proporciona un espacio amplio por encima del revestimiento del
horno, de tal manera que se seleccionan un número deseado y tipo de
quemadores y se instalan sin ninguna restricción.
De acuerdo con esto es posible fundir
apropiadamente el metal no ferroso en el horno y mantener el metal
en forma líquida. Debido a dicha ventaja, no se necesita aumentar
el revestimiento del horno, ahorrando de esta manera un coste de
construcción y mano de obra. Esto lleva también a una productividad
mejorada.
De manera adicional, debido a que la llama en
chorro de alta velocidad o gas de combustión eyectado desde los
quemadores incide sobre la superficie de metal líquido en ángulos
apropiados, se esparcen sobre toda la superficie del metal líquido,
calentando de manera uniforme todo el metal líquido y evitando
cualquier área local del sobrecalentamiento.
De esta manera se restringe la generación de
óxido y se mejora la disminución en el rendimiento de fundición. De
manera adicional, los chorros del gas de combustión fluyen de
manera uniforme hacia la pared lateral, de tal manera que el óxido
no se acumula en un área específica de la pared lateral. Por tanto,
es posible incrementar la duración de la vida del horno, que
aumenta la productividad del horno de fusión.
Es posible controlar la relación de suministro de
combustible primario y combustible secundario en cada grupo
quemador, y cambiar de manera selectiva la llama para controlar la
distribución de temperatura en el horno. Por tanto, se hace posible
mantener el interior del horno en una condición deseada.
El volumen de combustión de cada grupo quemador
se controla ajustando el combustible primario y el combustible
secundario con el fin de cambiar o variar el flujo de calor en las
direcciones vertical y horizontal o incluso variar los rendimientos
de la temperatura en el horno. Por tanto, se hace posible mantener
el interior de horno con una condición deseada apropiada.
Claims (4)
1. Un horno de fusión (18) para metales no
ferrosos para fundir cualquier metal no ferroso y para mantener el
metal en forma líquida, que comprende un equipo de combustión que
comprende un par o más de dos pares de grupos quemadores (1, 2);
cada grupo quemador (1, 2) comprende un regenerador (3, 4) para una
variedad de quemadores (1a-1d,
2a-2d) y dichos grupos quemadores (1, 2) se instalan
en el techo del horno (18) distanciados entre sí; el equipo de
combustión comprende los medios para encender un primer grupo
quemador (1) y un segundo grupo quemador (2) de manera alternativa,
los medios para almacenar el calor residual producido cuando el
mencionado primer grupo quemador (1) se enciende en un regenerador
(4) del segundo grupo quemador (2), los medios para utilizar el
mencionado calor residual almacenado para precalentar el aire de
combustión del mencionado segundo grupo quemador (2) cuando el
mencionado segundo grupo quemador (2) se enciende; de manera
similar, los medios para almacenar el calor residual producido
cuando el mencionado segundo grupo quemador (2) se enciende en un
regenerador (3) del primer grupo quemador (1), los medios para
utilizar el mencionado calor residual almacenado para precalentar
el aire de combustión del mencionado primer grupo quemador (1)
cuando el mencionado primer grupo quemador (1) se enciende,
caracterizado porque
cada grupo quemador (1, 2)
comprende una boquilla de aire (9) comunicada con una boquilla de
combustible primario (10) en una solera del quemador (8), así como
una variedad de boquillas de combustible secundario (11) organizadas
en paralelo próximas al puerto de la boquilla de aire
(9);
se proporcionan tres sistemas de
combustión:
los medios para encender el aire en
la boquilla de aire (9) y el combustible suministrado por la
boquilla (10) de combustible primario en la solera de quemador
(8);
los medios para combinar el aire en
la boquilla de aire (9) y el combustible suministrado por la
boquilla de combustible secundario (11) y encenderlo en el horno
(18);
y
los medios para combinar el primer
y segundo
sistemas.
2. El horno de fusión de acuerdo con la
reivindicación 1 que se caracteriza en que se instala una
válvula de regulación (13) para controlar el volumen del aire de
combustión sobre el lateral de cada quemador (1a-d,
2a-d).
3. Un procedimiento para fundir metales no
ferrosos y para mantener los metales en forma líquida usando un
horno de fusión (18) de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el
que un primer grupo quemador (1) y un segundo grupo quemador (2) se
encienden de manera alternativa, en el que el calor residual
producido cuando el mencionado primer grupo quemador (1) se
enciende se almacena en un regenerador (4) del segundo grupo
quemador (2), el mencionado calor residual almacenado se utiliza
para precalentar el aire de combustión del mencionado segundo grupo
quemador (2) cuando el mencionado segundo grupo quemador (2) se
enciende; de manera similar, el calor residual producido cuando el
mencionado segundo grupo quemador (2) se enciende se almacena en un
regenerador (3) del primer grupo quemador (1); el mencionado calor
residual almacenado se utiliza para precalentar el aire de
combustión del mencionado primer grupo quemador (1) cuando el
mencionado primer grupo quemador (1) se enciende, en el que el aire
en la boquilla de aire (9) y el combustible suministrado a partir de
la boquilla de combustible primario (10) se encienden en una solera
de quemador (8), el aire en la boquilla de aire (9) y el
combustible suministrado a partir de la boquilla de combustible
secundario (11) se combinan y encienden en el horno (18), y se
proporcionan los medio para combinar el primer y segundo
sistemas.
4. El uso de un horno de fusión de acuerdo con la
reivindicación 1 ó 2 para fundir cualquier metal no ferroso y para
mantener los metales en forma líquida.
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|---|---|---|---|---|
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