JPH04160123A - アルミニウム溶解炉におけるバーナの燃焼制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明はアルミニウム溶解炉におけるバーナの燃焼制御
方法に関する。

アルミニウム地金やアルミニウムスクラップの溶解に、
また溶解したアルミニウム溶湯の合金配合や精製に、ア
ルミニウム溶解炉が使用されている。該アルミニウム溶
解炉には、定置式、傾動式、円形炉、角形炉等、各種が
ある。

ところで、アルミニウム溶解炉にはその側壁に加熱源と
して複数のバーナが装備されている。該バーナは、操業
状況に応じて、その燃焼を制御する必要がある。

本発明は上記のようなアルミニウム溶解炉におけるバー
ナの燃焼制御方法の改良に関するものである。

〈従来の技術、その課題〉 従来、アルミニウム溶解炉におけるバーナの燃焼制御方
法として、操業状況に応じて設定された炉温となるよう
に、複数のバーナに接続されている空気用バルブの開度
及び燃料ガス用バルブの開度を制御することが行なわれ
ている。従来は、空気用バルブの上流側に接続されてい
るブロアの回転数を一定にしておき、該空気用バルブの
開度及び燃料ガス用バルブの開度を制御することによっ
て複数のバーナの燃焼度をほぼ均等に増減し、全体の燃
焼を制御しているのである。

ところが、かかる従来のアルミニウム溶解炉におけるバ
ーナの燃焼制御方法には、燃焼制御の精度に劣り、アル
ミニウムの歩留が低いという課題がある。特に、高い炉
温か設定される溶解初期〜溶解中期の操業段階から低い
炉温か設定される溶解後期〜保持期の操業段階へと移行
するときに問題が大きい。かかる移行に際しては、複数
のバーナへ供給する空気量及び燃料ガス量を急激に減ら
して、これらのバーナによる全体としての燃焼を急激に
減らす必要があるが、従来の燃焼制御方法では、ブロア
の回転数を一定にして空気用バルブの開度により空気量
を制御するため、かかる制御を高精度で行なうことがで
きない。空燃比を確保する必要上、結果的に過剰の空気
を複数のバーナへ供給することになり、炉内の酸素ガス
濃度が高くなってしまうのである。その結果、溶解した
アルミニウム溶湯の一部が酸化され、ドロスとなって浮
上し、アルミニウムの歩留が低くなってしまう。またブ
ロアを必要以上に回転させる分だけエネルギの無駄があ
る。

〈発明が解決しようとする課題、その解決手段〉本発明
は斜上の如き従来の課題を解決する改良されたアルミニ
ウム溶解炉におけるバーナの燃焼制御方法を提供するも
のである。

しかして本発明は、 アルミニウム溶解炉の側壁に装備されている複数のバー
ナの燃焼を制御するに際し、炉温及び排ガス中の酸素ガ
ス濃度を制御因子とする演算装置を介して、該複数のバ
ーナの上流側に接続されている空気用バルブの開度及び
燃料ガス用バルブの開度を制御し、同時に該空気用バル
ブの上流側に接続されているブロアの回転数及び該ブロ
アに接続されているダンパの開度を制御することを特徴
とするアルミニウム溶解炉におけるバーナの燃焼制御方
法に係る。

く作用〉 本発明においては、複数のバーナの燃焼を制御するに際
し、炉温及び排ガス中の酸素ガス濃度を制御因子とする
演算装置を介して、空気用バルブの開度及び燃料ガス用
バルブの開度を制御し、同時にブロアの回転数及びダン
パの開度を制御する。

かかる本発明によると、複数のバーナへ供給する空気量
及び燃料ガス量を急激に減らして、これらのバーナによ
る全体の燃焼を急激に減らすときでも、複数のバーナへ
供給する空気量の制御を高精度で行なうことができる。

空燃比を確保しつつ、炉内の酸素ガス濃度を０％に近付
けることができるのである。その結果、溶解したアルミ
ニウム溶湯の酸化が防止され、アルミニウムの歩留が向
上する。またブロアを必要最小限で回転させるため、省
エネルギになる。

空気用バルブの開度及び燃料ガス用バルブの開度を制御
するとき、複数のバーナの上流側にそれぞれ空気用バル
ブ及び燃料ガス用バルブを接続し、各バーナ毎で個別に
制御するのが好ましい。全体の燃焼制御を、複数のバー
ナの燃焼度をほぼ均等に増減して行なうのではなくて、
燃焼を継続するバーナと燃焼を実質的に間引きするバー
ナとに分けて行なうことができるからである。例えば、
合計６木のバーナが装備されているアルミニウム溶解炉
において、全体の燃焼度を５０％に減らす場合、６本の
バーナのそれぞれの燃焼度を５０％に減らすのではなく
て、３本のバーナの燃焼度を１００％に保持し、残りの
３本のバーナの燃焼を停止するのである。このように制
御すると、燃焼を継続するバーナの燃焼炎によって炉内
に形成される対流雰囲気を利用し、対流熱でアルミニウ
ムスクラップやアルミニウム溶湯等を加熱することがで
きるため、熱効率が良く、制御の応答が速い。

燃焼を継続するバーナと燃焼を実質的に間引きするバー
ナとに分けて全体の燃焼を制御するとき、燃焼を継続す
るバーナはその燃焼度を６０％以上に保持し、また燃焼
を実質的に間引きするバーナはその燃焼度を１０〜２０
％に保持することが好ましい。上記のような対流熱を有
効活用しつつ、燃焼を実質的に間引きしたバーナの確実
な再点火に備えるためである。

上記のような対流熱をより有効活用するためには、アル
ミニウム溶解炉として、複数のバーナがその燃焼炎が炉
内の溶湯面を斜めに指向し且つ全体として炉内で旋回流
を形成するように配設されているものを使用するのが好
ましく、かかるバーナのうちで排気口に近接する１本の
バーナがその燃焼炎が該排気口を遮るように配設されて
いるものを使用するのが更に好ましい。本発明で使用す
るアルミニウム溶解炉は、それが定置式であるか、傾動
式であるか、円形炉であるか又は角形炉であるかを間わ
ないが、上記旋回流を形成させる上で、円形炉の場合に
特に有効である。

以下、図面に基づいて本発明の構成を更に詳細に説明す
る。

〈実施例〉 第１図は本発明で使用され得るアルミニウム溶解炉を略
伝する縦断面図、第２図は該アルミニウム溶解炉を略伝
する横断面図である。第１図及び第２図に示したアルミ
ニウム溶解炉は炉底に図示を省略する傾動手段（例えば
シリンダ機構）を備えた傾動式円形炉である。円筒形の
本体１１の上面に開閉可能な蓋体２１が被着されており
、本体】１の側壁１２に操業口３１と排気口４１とが相
対して開設され、操業口３１には開閉可能な扉３２が被
着されている。そして側壁１２に合計６本のバーナ５１
〜５６が装備されており、排気口４１に温度検出端子６
１と酸素ガス濃度検出端子６２とが挿入されている。バ
ーナ５１〜５６は円筒形の側壁１２の横断面をほぼ６分
割する位置に装備されており、これらのうちで合計５本
のバーナ５１〜５５はその燃焼炎が炉内の溶湯面Ｍ（ア
ルミニウム地金やアルミニウムスクラップを溶解する場
合にはこれらを溶解した後の溶湯面）を指向し且つ全体
として炉内で旋回流を形成するように配設され、上記旋
回流の上流側において排気口４１に近接する残りの１本
のバーナ５６はその燃焼炎が炉内の溶湯面Ｍを指向し且
つ排気口４１を遮るように配設されている。

第３図は第１図及び第２図に示したようなアルミニウム
溶解炉を使用する場合の本発明の一実施例を略伝する系
統図である。ここでは、バーナ５１〜５６としてプレミ
ックスタイプのバーナ５１ａ〜５６ａを、また温度検出
端子６１として温度検出端子６１ａを、更に酸素ガス濃
度検出端子６２として酸素ガス濃度検出端子６２ａを使
用している。バーナ５１ａ〜５６ａの上流側に空気及び
燃料ガスの混合ガス供給系統が接続されており、該混合
ガス供給系統の上流側は合流後に分岐されて、空気供給
系統の空気用バルブ７１ａと燃料ガス供給系統の燃料ガ
ス用バルブ８１ａとに接続されている。空気用バルブ７
１ａの上流側にはブロア９１ａが接続されており、ブロ
ア９１ａの上流側にはダンパ９２ａが接続されていて、
燃料ガス用バルブ８１ａの上流側には燃料ガス供給源９
３ａが接続されている。そして空気用バルブ７１ａ、燃
料ガス用バルブ８１ａ、ブロア９１ａ、ダンパ９２ａ及
び燃料ガス供給源９３ａには演算装置９４ａが接続され
ており、演算装置９４ａには温度検出端子６１ａ及び酸
素ガス濃度検出端子６２ａが接続されている。

温度検出端子６１ａ及び酸素ガス濃度検出端子６２ａか
ら演算装置９４ａへ入力される信号によって、演算装置
９４ａを介し、空気用バルブ７１ａの開度及び燃料ガス
用バルブ８１ａの開度を制御し、同時にブロア９１ａの
回転数及びダンパ９２ａの開度を制御する。そしてかか
る開度及び回転数の制御によって、バーナ５１ａ〜５６
ａへ供給する空気量及び燃料ガス量を高精度に制御し、
バーナ５１ａ〜５６ａの燃焼度をほぼ均等に制御して、
全体の燃焼を設定通りに制御しているのである。

第４図は第１図及び第２図に示したようなアルミニウム
溶解炉を使用する場合の本発明の他の一実施例を略伝す
る系統図である。ここでは、バー　　　　”す５１〜５
６としてノズルミックスタイプのバーナ５１ｂ〜５６ｂ
を、また温度検出端子６１として温度検出端子６１ｂを
、更に酸素ガス濃度検出端子６２として酸素ガス濃度検
出端子６２ｂを使用している。バーナ５１ｂ〜５６ｂの
上流側にそれぞれ空気供給系統と燃料ガス供給系統とが
接続されており、該空気供給系統には空気用バルブ７１
ｂ〜７６ｂが接続されていて、また該燃料ガス供給系統
には燃料ガス用バルブ８１ｂ〜８６ｂが接続されている
。空気用バルブ７１ｂ〜７６ｂの上流側は合流後にフロ
ア９１ｂへと接続されており、ブロア９１ｂの上流側に
はダンパ９２ｂが接続されていて、燃料ガス用バルブ８
１ｂ〜８６ｂの上流側は合流後に燃料ガス供給源９３ｂ
へと接続されている。そして空気用バルブ７１ｂ〜７６
ｂ、燃料ガス用バルブ８１ｂ〜８６ｂ、ブロア９１ｂ、
ダンパ９２ｂ及び燃料ガス供給源９３ｂには演算装置９
４ｂが接続されており、演算装置９４ｂには温度検出端
子６１ｂ及び酸素ガス濃度検出端子６２ｂが接続されて
いる。

温度検出端子６１ｂ及び酸素ガス濃度検出端子６２ｂか
ら演算装置９４ｂへ入力される信号によって、演算装置
９４ｂを介し、空気用バルブ７］ｂ〜７６ｂの開度及び
燃料ガス用バルブ８１ｂ〜８６ｂの開度を制御し、同時
にブロア９１ｂの回転数及びダンパ９２ｂの開度を制御
する。そしてかかる開度及び回転数の制御によって、バ
ーナ５１ｂ〜５６ｂへ供給する空気量及び燃料ガス量を
高精度に制御し、バーナ５１ｂ〜５６ｂの燃焼度を個別
に制御して、全体の燃焼を設定通りに制御しているので
ある。

例えば、バーナ５１ｂ〜５６ｂによる全体の燃焼を減ら
す場合、演算装置９４ｂを介して、先ず空気用バルブ７
１ｂの開度及び燃料ガス用バルブ８１ｂの開度を絞り、
これに見合うようにブロア９１ｂの回転数及びダンパ９
２ｂの開度を絞って、バーナ５１ｂの燃焼を実質的に間
引きする。更に全体の燃焼を減らす場合には、次にバー
ナ５１ｂと相対するバーナ５４ｂの燃焼をバーナ５１ｂ
の場合と同様にして実質的に間引きする。以下順次。

バーナ５２ｂ→バーナ５５ｂ→バーナ５３ｂの燃焼を実
質的に間引きする。燃焼を実質的に間引きしないで燃焼
を継続する残りのバーナによって炉内に旋回流を形成し
続けるのである。

〈発明の効果〉 既に明らかなように、以上説明した本発明には、燃焼制
御を高精度で行ない、アルミニウムの歩留を向上するこ
とができるという効果があり、またブロアを必要最小限
で回転させ、省エネルギを図ることができるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明で使用され得るアルミニウム溶解炉を略
伝する縦断面図、第２図は該アルミニウム溶解炉を略伝
する横断面図、第３図は第１図及び第２図で示したよう
なアルミニウム溶解炉を使用する場合の本発明の一実施
例を略伝する系統図、第４図は同様に本発明の他の一実
施例を略伝する系統図である。 １１・・・・本体、１２・・・・側壁 ４１・・・・排気口 ５１〜５６．５１ａ　〜５６ａ、　５１ｂ　〜５６ｂ−
−−−バーナ６１．６１ａ、６１ｂ・・・・温度検出端
子６２、６２ａ、　６２ｂ・・・・酸素ガス濃度検出端
子７］ａ、７１ｂ〜７６ｂ・・・・空気用バルブ８１ａ
、８１ｂ〜８６ｂ・・・・燃料ガス用バルブ９１ａ、９
１ｂ・−・−ブロア、９２ａ、９２ｂ・・−・ダンパ９
３ａ、　９３ｂ・・・・燃料ガス供給源９４ａ、　９４
ｂ・・・・演算装置 間・・・・溶湯面 特許出願人　大同特殊鋼株式会社 代理人　弁理士　入　山　宏　正 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、アルミニウム溶解炉の側壁に装備されている複数の
   バーナの燃焼を制御するに際し、炉温及び排ガス中の酸
   素ガス濃度を制御因子とする演算装置を介して、該複数
   のバーナの上流側に接続されている空気用バルブの開度
   及び燃料ガス用バルブの開度を制御し、同時に該空気用
   バルブの上流側に接続されているブロアの回転数及び該
   ブロアに接続されているダンパの開度を制御することを
   特徴とするアルミニウム溶解炉におけるバーナの燃焼制
   御方法。 ２、複数のバーナの上流側にそれぞれ接続されている空
   気用バルブの開度及び燃料ガス用バルブの開度を個別に
   制御する請求項１記載のアルミニウム溶解炉におけるバ
   ーナの燃焼制御方法。