ES2553956T3 - Procedimiento de fusión de una composición de materias primas por un quemador en bóveda - Google Patents
Procedimiento de fusión de una composición de materias primas por un quemador en bóveda Download PDFInfo
- Publication number
- ES2553956T3 ES2553956T3 ES05819410.1T ES05819410T ES2553956T3 ES 2553956 T3 ES2553956 T3 ES 2553956T3 ES 05819410 T ES05819410 T ES 05819410T ES 2553956 T3 ES2553956 T3 ES 2553956T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- burner
- composition
- fusion
- flame
- melting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
- C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
- C03B5/20—Bridges, shoes, throats, or other devices for withholding dirt, foam, or batch
- C03B5/202—Devices for blowing onto the melt surface, e.g. high momentum burners
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
- C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
- C03B5/235—Heating the glass
- C03B5/2353—Heating the glass by combustion with pure oxygen or oxygen-enriched air, e.g. using oxy-fuel burners or oxygen lances
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C5/00—Disposition of burners with respect to the combustion chamber or to one another; Mounting of burners in combustion apparatus
-
- 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
- F27B3/205—Burners
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D2900/00—Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
- F23D2900/00006—Liquid fuel burners using pure oxygen or oxygen-enriched air as oxidant
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D2900/00—Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
- F23D2900/00012—Liquid or gas fuel burners with flames spread over a flat surface, either premix or non-premix type, e.g. "Flächenbrenner"
- F23D2900/00013—Liquid or gas fuel burners with flames spread over a flat surface, either premix or non-premix type, e.g. "Flächenbrenner" with means for spreading the flame in a fan or fishtail shape over a melting bath
-
- 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
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
-
- 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
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
- Gas Burners (AREA)
- Combustion Of Fluid Fuel (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Furnace Details (AREA)
Abstract
Procedimiento de fusión de una composición de materias primas que comprende las operaciones siguientes: - introducir la composición en un horno (100) según una dirección de carga (D) paralela a un eje central longitudinal del horno (X-X), repartiendo la composición de manera sensiblemente continua y regular sobre una anchura de carga determinada (L), a fin de formar una capa de composición (2) sobre la superficie del baño de fusión (4), y - disponer un quemador de oxicombustión (10) por encima del baño de fusión (4), estando dirigido el quemador hacia la capa de composición (2), de manera que cree un frente de fusión (3) de la composición presente en la capa, comprendiendo el procedimiento además un ajuste de parámetros del quemador (10), efectuado de manera que: - el quemador produzca una llama (12) plana que tiene una sección transversal alargada horizontalmente, - el plano que contiene una sección longitudinal de la llama y una dirección horizontal perpendicular al eje del horno (X-X) corta el frente de fusión de la composición (3) a una altura (h) comprendida entre la tercera parte y la mitad del grosor de la capa de composición (e), a partir de la superficie del baño de fusión (4), y corta la superficie del baño de fusión (4) según una recta perpendicular al eje del horno (X-X); y - la llama (12) produce una transferencia térmica al frente de fusión de la composición (13) esencialmente por radiación.
Description
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
DESCRIPCION
Procedimiento de fusion de una composicion de materias primas por un quemador en boveda
El presente invento se refiere a un procedimiento de fusion de una composicion de materias primas con ayuda de un quemador situado en la boveda de un horno.
Numerosos procedimiento industriales comprenden una operacion de fusion de materias primas, en particular para elaborar materiales que no existen en el estado natural, o que existen en el estado natural en cantidades insuficientes o con un pequeno nivel de pureza. Metales y aleaciones son asf elaborados en metalurgia. Igualmente, vidrios, fritas y esmaltes son producidos industrialmente fundiendo composiciones vitrificables. En particular, las instalaciones industriales de fabricacion de vidrio plano, en particular de tipo sodocalcico, comprenden hornos de fusion cuyas capacidades y dimensiones son muy importantes.
En el dominio de la fusion, se llama composicion a una mezcla de materias primas cuyas proporciones son determinadas en funcion del material que se busca obtener. La composicion se presenta en general en forma de un polvo sensiblemente homogeneo, casi seco y disgregado.
Para obtener un caudal importante de materia fundida, se utiliza un horno de gran capacidad en regimen continuo. La composicion es introducida de manera continua en la cuba del horno sobre un primer lado de este, y la materia fundida es extrafda, tambien de manera continua, sobre un segundo lado del horno, en general opuesto al primer lado. Uno de los mayores desaffos de las instalaciones de este tipo reside en la continuidad y la estabilidad de las condiciones de fusion, de las que resulta, en particular, la homogeneidad de la materia fundida que es obtenida.
Un cargador es utilizado para verter la composicion en la cuba, por encima del nivel de llenado de esta, en forma de una cortina de anchura determinada. El flujo de la composicion asf cargada es sensiblemente constante y esta repartido regularmente sobre toda la anchura de carga. Dado que la composicion cargada es menos densa que la materia fundida, la composicion que es aun pulverulenta se estanca en la superficie del bano de fusion. Se forma asf una capa de composicion, que flota sobre el bano. Esta capa es empujada lentamente en direccion aguas abajo del horno por el flujo permanente de composicion que continua siendo vertido.
Cuando la capa de composicion llega a un lugar de la cuba donde la temperatura es suficientemente elevada, la composicion contenida en la capa se funde segun un frente bien definido. Este frente de fusion, comunmente llamado talud, es el lfmite de la capa de composicion. De manera general, la forma y la orientacion del frente de fusion resultan de mecanismos complejos que son poco o mal controlados. La conveccion del lfquido de fusion en el interior del bano y las corrientes gaseosas por encima del bano forman parte de estos mecanismos.
Un calentamiento por combustion es a menudo utilizado para tales hornos. Para ello, uno o varios quemadores son dispuestos por encima de la cuba del horno. La estabilidad de las condiciones de fusion depende entonces de manera cntica de numerosos parametros, tales como la disposicion de los quemadores, su numero, la proporcion entre el combustible y el comburente utilizados, la distancia ente la o las llamas del o de los quemadores y el nivel de llenado de la cuba, etc.
Cuando un quemador de un tipo descrito en una de las solicitudes de patentes europeas 1 319 150, 0 546 238, o 0 748 981 es utilizado, se obtiene una llama estrecha. Cuando esta es dirigida hacia la capa de composicion, se obtiene un frente de fusion en una zona limitada de impacto de la llama. En regimen permanente de funcionamiento del horno, el frente de fusion de la capa de composicion presenta entonces una forma en V abierta en direccion de aguas abajo del horno. Porciones distintas de composicion son por tanto fundidas en lugares del horno correspondientes a niveles diferentes de avance segun la direccion de carga, lo que provoca diferencias de condiciones de fusion de la composicion. Ademas, trozos o terrones de composicion se desploman o derrumban aleatoriamente sobre el frente de composicion, cayendo de un solo golpe en el bano de materia fundida. El talud es entonces erosionado irregularmente, lo que engendra desplazamientos incontrolados del frente de fusion. El funcionamiento del horno es entonces inestable.
Es posible disponer, perpendicularmente a la direccion de carga, varios quemadores identicos al precedente para empujar el conjunto del frente de fusion en una parte aguas arriba del horno. El numero de quemadores utilizados hace tal solucion cara y diffcil de poner en practica, en particular a causa de la frecuencia de las intervenciones de mantenimiento de los quemadores que son entonces necesarios.
Un proposito del presente invento consiste por tanto en proponer un procedimiento de fusion que no presente los inconvenientes citados anteriormente, o para el que estos inconvenientes sean reducidos.
Para ello, el invento propone un procedimiento de fusion de una composicion de materias primas que comprende las operaciones siguientes:
- introducir la composicion en un horno segun una direccion de carga paralela a un eje central longitudinal del horno, repartiendo la composicion de manera sensiblemente continua y regular sobre una anchura de carga determinada, a fin de formar una capa de composicion sobre la superficie del bano de fusion, y
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
- disponer un quemador de oxicombustion por encima del bano de fusion, estando dirigido el quemador hacia la capa de composicion, de manera que cree un frente de fusion de la composicion presente en la capa.
El procedimiento comprende ademas un ajuste de parametros del quemador, efectuado de manera que:
- el quemador produzca una llama plana que tiene una seccion transversal alargada horizontalmente,
- el plano que contiene una seccion longitudinal de la llama y una direccion horizontal perpendicular al eje del horno corta el frente de fusion de la composicion a una altura comprendida entre la tercera parte y la mitad del grosor de la capa de composicion, a partir de la superficie del bano de fusion, y corta la superficie del bano de fusion segun una recta perpendicular al eje del horno; y
- la llama produce una transferencia termica en el frente de fusion de la composicion esencialmente por radiacion.
Asf, en un procedimiento segun el invento, los parametros del quemador son ajustados de manera que se obtenga una llama grande y que cubra dirigida hacia el frente de fusion. Ademas, dado que la transferencia termica de la llama al frente de fusion de la composicion es esencialmente realizada por radiacion, esta transferencia tiene lugar en una parte importante de la anchura del horno al nivel del frente de fusion. El frente de fusion presenta entonces una gran porcion rectilmea orientada perpendicularmente al eje longitudinal del horno.
Una parte principal de la composicion es asf fundida a un mismo nivel de avance en el horno, segun el eje longitudinal de este. Ademas, las condiciones de fusion son sensiblemente identicas para porciones de composicion situadas en lugares diferentes de la parte rectilmea del frente de fusion. La composicion es entonces fundida de manera continua y regular, en condiciones particularmente estables. En particular, no se produce ningun desplome brutal de trozos de composicion sobre la parte rectilmea del frente de fusion.
Esta estabilidad resulta tambien del hecho de que la forma y la orientacion del frente de fusion son fijadas por la naturaleza de la llama generada por el quemador. La configuracion del frente de fusion no depende mas que debilmente de fenomenos incontrolados tales como la conveccion de la materia lfquida contenida en la cuba del horno, o bien tales como las corrientes gaseosas provocadas por la llama justo por encima de la capa de composicion. Las condiciones de fusion de la composicion son entonces bien controladas.
Una ventaja de un procedimiento segun el invento reside en el hecho de que los parametros de un solo quemador definen la naturaleza de la llama y asf la configuracion del frente de fusion sobre una distancia importante perpendicularmente al eje longitudinal del horno. Un unico quemador es suficiente para fijar la configuracion de una gran porcion del frente de fusion, lo que hace el procedimiento facil de poner en practica. Ademas, el numero reducido de quemadores necesarios para calentar el conjunto del horno hace el procedimiento particularmente economico, a la vez en lo que se refiere a la inversion inicial como en lo que se refiere a las intervenciones de mantenimiento durante la explotacion del horno.
De preferencia, los parametros del quemador son ajustados de forma que una extremidad longitudinal de la llama no toque el frente de fusion de la composicion. La llama es entonces corta y la proporcion de la transferencia termica que se efectua en forma de radiacion con relacion a la transferencia termica total de la llama es aun aumentada. La porcion rectilmea del frente de fusion es asf aun mayor.
Los inventores han observado que cuando los parametros del quemador son ajustados segun el invento, el quemador produce una llama particularmente poco impulsiva. Se entiende por llama poco impulsiva una llama mantenida por una inyeccion de fluidos entre los cuales figuran el combustible y un gas que comprende oxfgeno, que transmite una cantidad de movimiento total limitado a dichos fluidos. Esta cantidad de movimiento depende en particular de los parametros geometricos y de funcionamiento del quemador.
Otras particularidades y ventajas del presente invento apareceran en la descripcion siguiente de un ejemplo de puesta en practica no limitativo, en referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:
La fig. 1 ilustra un horno en el que es puesto en practica un procedimiento de fusion segun el invento; y
La fig. 2 representa una seccion del horno de la fig. 1.
Por razones de claridad, las dimensiones de los dispositivos representados en las figuras no estan en proporcion con dimensiones reales. En particular, dimensiones medidas sobre estas figuras que estan asociadas a direcciones reales distintas no son transpuestas segun una misma relacion de escala. Ademas, referencias identicas utilizadas en las dos figuras designan elementos identicos.
Conforme a la fig. 1, un horno 100 comprende una cuba 101, paredes laterales 102 y una estructura de cobertura 103, llamada boveda. Este puede ser, a tttulo de ejemplo, un horno de produccion de vidrio.
La composicion de materias primas es cargada por una abertura horizontal 104 practicada en una de las paredes 102, sobre una longitud L. Es vertida en el horno en forma de una cortina 1 sensiblemente continua y extendiendose
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
sobre la longitud L. L es llamada anchura de carga.
La composicion fundida forma un bano de lfquido 4 contenido en la cuba 101. Un vertedero 105 esta previsto en la pared del horno opuesta a la abertura 104, por el que la materia fundida fluye en forma de un flujo continuo de salida 5.
La materia contenida en el horno 100 se desplaza globalmente a partir de la abertura de carga 104 hacia el vertedero 105, segun la direccion D, llamada direccion de carga. La superficie del lfquido de fusion 4 esta descubierta en una parte aguas abajo del horno 100, y esta recubierta en una parte aguas arriba del horno 100 por una capa de composicion aun solida 2, que flota por encima del lfquido de fusion. Entre estas dos partes, la capa 2 presenta un lfmite neto 3, al nivel del cual la composicion contenida en la capa 2 funde y se transforma en lfquido que entra en el bano de fusion 4. El lfmite 3 de la capa 2 es el frente de fusion de la composicion.
En la fig. 1, X-X designa el eje longitudinal central del horno 100. Es horizontal. La cuba 101 tiene una base rectangular y el eje X-X corta la anchura Lf del horno 100 en un punto situado en medio de esta. P designa el plano vertical que comprende el eje X-X.
Un procedimiento segun el invento utiliza un quemador de oxicombustion 10. De manera conocida, tal quemador produce una llama a partir de una inyeccion de combustible, lfquido o gaseoso, y de una inyeccion de comburente constituido por un gas que comprende al menos un 60% de oxfgeno en volumen. De preferencia el gas oxigenado comprende al menos un 90% de oxfgeno en volumen. Tal quemador de oxicombustion es relativamente poco voluminoso y ligero, por comparacion con un quemador de aire. Ello hace su instalacion en un horno particularmente facil. En particular, el quemador 10 puede estar dispuesto a traves de los agujeros 106 perforados en la boveda 103 por encima del bano de fusion. Unos conductos 13 atraviesan los agujeros 106 para alimentar el quemador 10 con gas oxigenado y con combustible. Gracias a las dimensiones reducidas y al poco peso del quemador 10, no es necesario prever una abertura en la boveda 103 para el paso de los conductos 13. La concepcion y la realizacion de la boveda 103 resultan asf facilitadas.
El quemador 10 esta dispuesto en el plano P. Esta dirigido hacia la capa de composicion 2, de manera que produzca uno o varios chorros 11 de combustible y de gas oxigenado, repartidos a cada lado del plano P. Para ello, el quemador 10 puede ser inclinado con relacion a una direccion vertical, denominada H en la fig. 1 y orientada hacia abajo. a designa el angulo entre una direccion media F de salida de los chorros producidos por el quemador 10 y la direccion H, a esta preferiblemente comprendido entre 30 y 75 grados, y mas particularmente entre 45 y 65 grados. En la fig. 1, la referencia 12 designa la llama producida por el quemador 10.
El quemador 10 puede ser de un modelo tal como se ha descrito en la patente Norteamericana 6 068 468. Tal quemador posee varios orificios de salida de combustible, asf como varios orificios de salida del gas oxigenado. Esta particularmente adaptado para obtener una llama ancha y que cubre.
Eligiendo convenientemente la regulacion del quemador 10, es adoptado un modo principal de transferencia de la energfa termica producida por la llama 12, que procede por radiacion. De preferencia, al menos el 60% de la transferencia termica generada por la llama 12 procede por radiacion. Una parte particularmente grande del bano de fusion recibe entonces el calor producido por la llama 12. Cuando el quemador 10 asf regulado es dirigido hacia la capa de composicion 2, el frente de fusion 3 es situado en la zona de impacto termico de la llama 12. Dado que esta zona de impacto es ancha, el frente de fusion 3 presenta una gran porcion rectilmea y perpendicular al eje X-X, en una parte del horno situada enfrente del quemador 10. En la fig. 1 d es la longitud de esta porcion rectilmea del frente 3.
Al estar el quemador 10 dispuesto de manera centrada con relacion a la anchura del horno 100, el frente de fusion 3 presenta una configuracion simetrica con relacion al plano P. De esta manera, la capa de composicion 2 es fundida de la misma manera a los dos lados del horno 100 con relacion al plano P.
A fin de favorecer aun un modo de calentamiento por radiacion en vez de por conveccion, el quemador 10 puede ser regulado ademas para generar una llama 12 que es corta y luminosa. Por ello, la llama 12 es poco impulsiva y presenta una zona rica en combustible. La utilizacion de un quemador 10 de oxfgeno, en vez de un quemador de aire, es particularmente apropiada para obtener tales condiciones de combustion. La temperatura es entonces particularmente elevada en la zona rica en combustible, y la transferencia termica hacia la carga del horno se produce esencialmente por radiacion. La transferencia termica entre la llama y la capa de composicion se produce por tanto con una distancia de alejamiento de la llama con relacion a la capa, lo que hace mas facil la obtencion de un frente de fusion que tiene una gran porcion rectilmea.
Algunos de los parametros del quemador 10 que son ajustados para poner en practica un procedimiento de fusion segun el invento pueden ser elegidos entre numeros, dimensiones, posiciones e inclinaciones de orificios de inyeccion de fluidos en el horno 100, incluyendo dichos fluidos un combustible y un gas que comprende oxfgeno. Asf, el quemador de oxicombustion descrito en la publicacion EP-A1-0 754 912 conviene particularmente a la puesta en practica del procedimiento segun el invento.
Para obtener una llama 12 poco impulsiva, algunos de los parametros del quemador 10 son ajustados de manera
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
que los fluidos inyectados en el horno 100 por el quemador presenten una cantidad de movimiento total comprendida entre 0,58 N y 5 N. De preferencia, la cantidad de movimiento total de estos fluidos esta comprendida entre 1,2 N y 2,5 N.
La fig. 2 es una seccion del horno 100 en el plano P que muestra mas precisamente los parametros geometricos del quemador 10 y de la llama 12. La llama 12 es de forma aplastada y repartida de manera simetrica a una y otra parte del plano P. F corresponde a la direccion de la llama 12 en el plano P. El eje Z-Z, que pasa por el quemador 10 y paralelo a la direccion F, corta el frente de fusion 3 en el plano P en el punto referenciado A. A esta situado a una altura, medida a partir de la superficie del lfquido fundido 4, comprendida entre la tercera parte y la mitad del grosor e de la capa de composicion 2. w es la distancia entre la extremidad de la llama 12 y el frente de fusion 3. w no es nula, de manera que la llama 12 no toca la capa de composicion 2.
El plano inclinado que comprende el eje Z-Z y una direccion horizontal perpendicular al plano P contiene una seccion longitudinal de la llama 12. Corta la superficie del bano de fusion 4 segun una recta perpendicular al eje X-X que pasa por el punto B.
Cuando un regimen de fusion estable es establecido, la relacion siguiente une la potencia de calentamiento P entregada por la llama 12 a las caractensticas de la capa 2:
P = AH x p2 x V
donde AH designa la entalpfa media de fusion de la composicion, p designa la masa volumetrica de la composicion en la capa 2 y V es la velocidad de carga. Es por tanto posible ajustar la potencia P del quemador 10 en funcion del trazado deseado en el pico de vertido 105. Los consumos de oxfgeno y de combustible pueden asf ser reducidos a valores justo suficientes para fundir una cantidad de composicion correspondiente al trazado. A tttulo de ejemplo, es posible inyectar 10 Nm3/h de gas natural para 20 Nm3/h de oxfgeno por el quemador 10, para una carga de 12 kg/h de composicion para la fabricacion de vidrio.
Segun un perfeccionamiento de un procedimiento segun el invento, la posicion de avance del frente de fusion 3 en la superficie del bano de fusion 4, segun el eje X-X, puede ser tambien utilizada como criterio de ajuste de algunos de los parametros del quemador 10. En particular, el caudal de combustible, el caudal del gas que comprende oxfgeno, una presion de inyeccion del combustible, una presion de inyeccion del gas que comprende el oxfgeno, asf como el angulo a pueden ser ajustados de esta manera.
Eventualmente el procedimiento puede comprender ademas una instalacion de un sistema de deteccion de la posicion de avance del frente de fusion 3 segun el eje X-X- Algunos de los parametros del quemador pueden entonces ser subordinados a la posicion de avance del frente de fusion que es detectada.
A tftulo de ejemplo, el sistema de deteccion de la posicion de avance del frente de fusion 3 puede comprender un laser (no representado). Una vez que el haz del laser es cortado o alterado por un desplazamiento del frente de fusion 3, una senal de retroaccion es enviada a una unidad de control automatico de los parametros del quemador 10, de manera que corrija algunos de los parametros para compensar el desplazamiento del frente 3.
Parecera que un procedimiento de fusion segun el invento presenta multiples ventajas, entre las cuales se pueden recordar o citar las siguientes:
- el procedimiento proporciona condiciones de fusion particularmente estables;
- puede ser puesto en practica en hornos de gran capacidad;
- el montaje del quemador es simple y no necesita mas que pocas modificaciones de la boveda del horno;
- los coste de equipamiento y de mantenimiento del horno son reducidos;
- los consumos de combustible y de oxfgeno son reducidos;
- la materia fundfa que es extrafda del horno es bien homogenea;
- la llama dirigida contra el frente de fusion constituye una pantalla que impide que polvos de composicion salidos de la capa se propaguen hacia aguas abajo del horno, al exterior del horno y por la chimenea;
- el procedimiento es flexible y puede ser adaptado simplemente cuando composiciones diferentes son sucesivamente fundidas en un mismo horno. Los parametros del quemador son solamente ajustados para cada composicion, de manera que restituya una forma rectilmea del frente de fusion. Eventualmente, pueden tambien ser ajustados de manera que desplacen el frente de fusion segun la direccion de carga hasta una posicion adaptada para cada composicion; y
- el procedimiento puede ser facilmente automatizado.
Claims (12)
- 51015202530354045REIVINDICACIONES1. Procedimiento de fusion de una composicion de materias primas que comprende las operaciones siguientes:- introducir la composicion en un horno (100) segun una direccion de carga (D) paralela a un eje central longitudinal del horno (X-X), repartiendo la composicion de manera sensiblemente continua y regular sobre una anchura de carga determinada (L), a fin de formar una capa de composicion (2) sobre la superficie del bano de fusion (4), y- disponer un quemador de oxicombustion (10) por encima del bano de fusion (4), estando dirigido el quemador hacia la capa de composicion (2), de manera que cree un frente de fusion (3) de la composicion presente en la capa,comprendiendo el procedimiento ademas un ajuste de parametros del quemador (10), efectuado de manera que:- el quemador produzca una llama (12) plana que tiene una seccion transversal alargada horizontalmente,- el plano que contiene una seccion longitudinal de la llama y una direccion horizontal perpendicular al eje del horno (X-X) corta el frente de fusion de la composicion (3) a una altura (h) comprendida entre la tercera parte y la mitad del grosor de la capa de composicion (e), a partir de la superficie del bano de fusion (4), y corta la superficie del bano de fusion (4) segun una recta perpendicular al eje del horno (X-X); y- la llama (12) produce una transferencia termica al frente de fusion de la composicion (13) esencialmente por radiacion.
- 2. Procedimiento segun la reivindicacion 1, segun el cual los parametros del quemador (10) son ajustados de manera que una extremidad longitudinal de la llama (12) no toca el frente de fusion de la composicion (3).
- 3. Procedimiento segun la reivindicacion 1 o 2, segun el cual el quemador (10) esta dispuesto en un plano vertical que comprende el eje central longitudinal del horno (X-X).
- 4. Procedimiento segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, segun el cual el quemador (10) esta inclinado con relacion a una direccion vertical (H).
- 5. Procedimiento segun la reivindicacion 4, segun el cual el quemador (10) esta inclinado hacia abajo segun un angulo (a) comprendido entre 45 y 65 grados con relacion a la direccion vertical (H).
- 6. Procedimiento segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, segun el cual el quemador (10) esta dispuesto a traves de los agujeros (106) perforados en una estructura de boveda (103) por encima del bano de fusion (4).
- 7. Procedimiento segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, segun el cual, algunos de los parametros del quemador (10) son ajustados de manera que los fluidos inyectados en el horno (100) por el quemador presenten una cantidad de movimiento total comprendida entre 0,58 N y 5 N.
- 8. Procedimiento segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, segun el cual algunos de los parametros del quemador (10) son ajustados en funcion de una posicion de avance del frente de fusion (3) segun el eje del horno (X-X).
- 9. Procedimiento segun la reivindicacion 8, segun el cual los parametros del quemador (10) ajustados en funcion de la posicion de avance del frente de fusion (3) son elegidos entre un caudal de combustible, un caudal de gas que comprende oxfgeno, una presion de inyeccion del combustible, una presion de inyeccion del gas que comprende oxfgeno, y un angulo (a) de inclinacion del quemador (10) con relacion a una direccion vertical (H).
- 10. Procedimiento segun la reivindicacion 8 o 9, que comprende ademas una instalacion de un sistema de deteccion de la posicion de avance del frente de fusion (3) segun el eje del horno (X-X) y segun el cual algunos de los parametros del quemador (10) estan subordinados a la posicion de avance del frente de fusion detectada.
- 11. Procedimiento segun la reivindicacion 10, segun el cual el sistema de deteccion de la posicion de avance del frente de fusion (3) comprende un laser.
- 12. Procedimiento de fusion segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, utilizado para la produccion de vidrio.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0452913A FR2879284B1 (fr) | 2004-12-09 | 2004-12-09 | Procede de fusion d'une composition de matieres premieres par un bruleur en voute |
| FR0452913 | 2004-12-09 | ||
| PCT/FR2005/050970 WO2006061530A2 (fr) | 2004-12-09 | 2005-11-21 | Procede de fusion d'une composition de matieres premieres par un bruleur en voute |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2553956T3 true ES2553956T3 (es) | 2015-12-15 |
Family
ID=34951846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES05819410.1T Expired - Lifetime ES2553956T3 (es) | 2004-12-09 | 2005-11-21 | Procedimiento de fusión de una composición de materias primas por un quemador en bóveda |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US8256245B2 (es) |
| EP (1) | EP1824793B1 (es) |
| JP (1) | JP5441088B2 (es) |
| CN (1) | CN101076500B (es) |
| BR (1) | BRPI0518407A2 (es) |
| ES (1) | ES2553956T3 (es) |
| FR (1) | FR2879284B1 (es) |
| PT (1) | PT1824793E (es) |
| WO (1) | WO2006061530A2 (es) |
| ZA (1) | ZA200704315B (es) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2879284B1 (fr) * | 2004-12-09 | 2007-01-19 | Air Liquide | Procede de fusion d'une composition de matieres premieres par un bruleur en voute |
| FR2903478B1 (fr) * | 2006-07-06 | 2008-09-19 | L'air Liquide | Procede de chauffage d'une charge, notamment d'aluminium |
| FR2918657B1 (fr) * | 2007-07-10 | 2010-11-12 | Air Liquide | Four et procede oxy-combustible pour la fusion de matieres vitrifiables. |
| CN102803163B (zh) * | 2009-06-12 | 2015-11-25 | 气体产品与化学公司 | 用于控制熔融材料氧化状态的熔炉和方法 |
| CN102992581B (zh) * | 2012-11-06 | 2015-03-25 | 中材科技股份有限公司 | 生产玄武岩连续纤维的大型火电结合池窑 |
| FR3015469B1 (fr) | 2013-12-23 | 2016-01-22 | Air Liquide | Procede pour la fabrication d'ouvrages de verre |
| WO2016106035A1 (en) | 2014-12-23 | 2016-06-30 | Praxair Technology, Inc. | Upwardly angled burners in glass furnaces |
| CN113461312B (zh) * | 2021-07-05 | 2022-07-15 | 巨石集团有限公司 | 一种窑炉的旋转燃烧方法 |
| FR3162433A1 (fr) * | 2024-05-23 | 2025-11-28 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Procédé de fusion à multiple flammes impactantes |
| FR3162434A1 (fr) * | 2024-05-23 | 2025-11-28 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Procédé de fusion à multiple flammes impactantes |
Family Cites Families (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3592622A (en) * | 1968-06-05 | 1971-07-13 | Air Reduction | Oxy-fuel accelerated glass melting furnace and method of operation |
| US3592623A (en) * | 1969-04-04 | 1971-07-13 | Air Reduction | Glass melting furnace and method of operating it |
| JPS55126539A (en) * | 1979-03-22 | 1980-09-30 | Central Glass Co Ltd | Controlling method for molten glass material surface position |
| US4473388A (en) * | 1983-02-04 | 1984-09-25 | Union Carbide Corporation | Process for melting glass |
| US4816056A (en) * | 1987-10-02 | 1989-03-28 | Ppg Industries, Inc. | Heating and agitating method for multi-stage melting and refining of glass |
| US5116399A (en) * | 1991-04-11 | 1992-05-26 | Union Carbide Industrial Gases Technology Corporation | Glass melter with front-wall oxygen-fired burner process |
| US5139558A (en) * | 1991-11-20 | 1992-08-18 | Union Carbide Industrial Gases Technology Corporation | Roof-mounted auxiliary oxygen-fired burner in glass melting furnace |
| US5346524A (en) * | 1992-09-14 | 1994-09-13 | Schuller International, Inc. | Oxygen/fuel firing of furnaces with massive, low velocity, turbulent flames |
| FR2722272B1 (fr) * | 1994-07-08 | 1996-08-23 | Air Liquide | Ensemble de combustion pour un four et procede de mise en oeuvre |
| US5575637A (en) * | 1994-11-04 | 1996-11-19 | Air Products And Chemicals, Inc. | Method and device for low-NOx high efficiency heating in high temperature furnaces |
| CN1158954A (zh) | 1995-06-13 | 1997-09-10 | 普拉塞尔技术有限公司 | 减少氮氧化物和一氧化碳产生的分级燃烧 |
| ES2220965T3 (es) * | 1995-07-17 | 2004-12-16 | L'air Liquide, S.A. A Directoire Et Conseil De Surv. Pour L'etude Et L'exploitat. Procedes G. Claude | Proceso de combustion y aparato para el mismo con inyeccion separada de las corrientes de combustible y oxidante. |
| US5611682A (en) * | 1995-09-05 | 1997-03-18 | Air Products And Chemicals, Inc. | Low-NOx staged combustion device for controlled radiative heating in high temperature furnaces |
| US6109062A (en) * | 1996-10-08 | 2000-08-29 | Richards; Raymond S. | Apparatus for melting molten material |
| FR2757845B1 (fr) * | 1996-12-31 | 1999-01-29 | Air Liquide | Procede pour ameliorer le profil thermique des fours de verre et four de fusion de verre pour sa mise en oeuvre |
| US6237369B1 (en) * | 1997-12-17 | 2001-05-29 | Owens Corning Fiberglas Technology, Inc. | Roof-mounted oxygen-fuel burner for a glass melting furnace and process of using the oxygen-fuel burner |
| DE19815326C2 (de) * | 1998-04-06 | 2001-05-03 | Sorg Gmbh & Co Kg | Glasschmelzofen mit Brennern für fossile Brennstoffe und mit inneren Strahlungsschutzwänden |
| US6422041B1 (en) * | 1999-08-16 | 2002-07-23 | The Boc Group, Inc. | Method of boosting a glass melting furnace using a roof mounted oxygen-fuel burner |
| US6705117B2 (en) * | 1999-08-16 | 2004-03-16 | The Boc Group, Inc. | Method of heating a glass melting furnace using a roof mounted, staged combustion oxygen-fuel burner |
| US6519973B1 (en) * | 2000-03-23 | 2003-02-18 | Air Products And Chemicals, Inc. | Glass melting process and furnace therefor with oxy-fuel combustion over melting zone and air-fuel combustion over fining zone |
| US6540508B1 (en) | 2000-09-18 | 2003-04-01 | The Boc Group, Inc. | Process of installing roof mounted oxygen-fuel burners in a glass melting furnace |
| US6722161B2 (en) * | 2001-05-03 | 2004-04-20 | The Boc Group, Inc. | Rapid glass melting or premelting |
| US7475569B2 (en) * | 2001-05-16 | 2009-01-13 | Owens Corning Intellectual Captial, Llc | Exhaust positioned at the downstream end of a glass melting furnace |
| US7392668B2 (en) * | 2003-06-10 | 2008-07-01 | Ocv Intellectual Capital Llc | Low heat capacity gas oxy fired burner |
| FR2879284B1 (fr) * | 2004-12-09 | 2007-01-19 | Air Liquide | Procede de fusion d'une composition de matieres premieres par un bruleur en voute |
-
2004
- 2004-12-09 FR FR0452913A patent/FR2879284B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2005
- 2005-11-21 CN CN2005800424309A patent/CN101076500B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2005-11-21 ES ES05819410.1T patent/ES2553956T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2005-11-21 PT PT58194101T patent/PT1824793E/pt unknown
- 2005-11-21 US US11/721,191 patent/US8256245B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2005-11-21 EP EP05819410.1A patent/EP1824793B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 2005-11-21 BR BRPI0518407-0A patent/BRPI0518407A2/pt active Search and Examination
- 2005-11-21 JP JP2007544951A patent/JP5441088B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2005-11-21 WO PCT/FR2005/050970 patent/WO2006061530A2/fr not_active Ceased
-
2007
- 2007-05-25 ZA ZA200704315A patent/ZA200704315B/xx unknown
-
2012
- 2012-09-04 US US13/602,852 patent/US8578738B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2879284A1 (fr) | 2006-06-16 |
| FR2879284B1 (fr) | 2007-01-19 |
| EP1824793B1 (fr) | 2015-09-30 |
| US8578738B2 (en) | 2013-11-12 |
| JP5441088B2 (ja) | 2014-03-12 |
| CN101076500B (zh) | 2010-12-29 |
| PT1824793E (pt) | 2015-12-02 |
| US20090293546A1 (en) | 2009-12-03 |
| BRPI0518407A2 (pt) | 2008-11-18 |
| ZA200704315B (en) | 2008-09-25 |
| CN101076500A (zh) | 2007-11-21 |
| WO2006061530A3 (fr) | 2006-08-10 |
| US20120324951A1 (en) | 2012-12-27 |
| JP2008522936A (ja) | 2008-07-03 |
| WO2006061530A2 (fr) | 2006-06-15 |
| EP1824793A2 (fr) | 2007-08-29 |
| US8256245B2 (en) | 2012-09-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2553956T3 (es) | Procedimiento de fusión de una composición de materias primas por un quemador en bóveda | |
| ES2384582T3 (es) | Horno de quemador sumergido y quemador aéreo | |
| US6237369B1 (en) | Roof-mounted oxygen-fuel burner for a glass melting furnace and process of using the oxygen-fuel burner | |
| US9676644B2 (en) | Methods and systems for making well-fined glass using submerged combustion | |
| JP3981286B2 (ja) | 天井取付型段階的燃焼酸素バーナーを有するガラス溶融炉を加熱する方法 | |
| ES2253186T3 (es) | Metodo para aumentar el calentamiento en un horno de fusion de vidrio que utiliza un quemador de combustible y oxigeno montado en el techo. | |
| CA2062707C (en) | Glass melter with front-wall oxygen fired burner | |
| ES2560444T3 (es) | Sección frontal con quemador de gas-oxígeno con capacidad calorífica reducida | |
| JP2009532321A5 (es) | ||
| EP0115863A1 (en) | Process for melting glass | |
| JP3297693B2 (ja) | 原料から精製した材料を製造する方法 | |
| JPH05139753A (ja) | 天井据え付け式補助酸素焚きバーナー | |
| JPH07501309A (ja) | 大量、低速、乱流火炎による炉の酸素/燃料燃焼 | |
| JPH1036122A (ja) | 放出物及び耐火物腐蝕が低減されたガラス製造方法 | |
| JPH11132420A (ja) | 酸素燃焼バーナと該バーナを持つ燃焼炉 | |
| ES2600564T3 (es) | Procedimiento de calentamiento de una carga | |
| RU2684792C2 (ru) | Горелки для стекловаренных печей, ориентированные под углом вверх | |
| ES2617876T3 (es) | Horno de fusión de materias primas vitrificables con zona optimizada de precalentamiento | |
| RU2017691C1 (ru) | Ванная печь для получения расплава из горных пород | |
| WO2008030074A1 (es) | Método y quemador para el quemado de combustibles sólidos | |
| ES2319005A1 (es) | Mejoras en el objeto de la patente principal n 200202583 por perfeccionamientos en los hornos de fusion de fritas ceramicas. |