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FR2969267A1 - DISCONTINUOUS LOAD FUSION PROCESS - Google Patents

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FR2969267A1
FR2969267A1 FR1060982A FR1060982A FR2969267A1 FR 2969267 A1 FR2969267 A1 FR 2969267A1 FR 1060982 A FR1060982 A FR 1060982A FR 1060982 A FR1060982 A FR 1060982A FR 2969267 A1 FR2969267 A1 FR 2969267A1
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furnace
gas
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fuel
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Philippe Beaudoin
Benoit Loiselet
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LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Original Assignee
Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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Abstract

Procédé à chargement discontinu pour fusion de matières à fondre dan un four à flamme dans lequel au moins une étape de fourniture d'énergie thermique comporte une phase de conditionnement pendant laquelle - le au moins un brûleur opère en substance en stœchiométrie, - on diminue la puissance P fournie par le au moins un brûleur, et on injecte à travers le au moins un brûleur, en plus du combustible et du gaz comburant, un gaz complémentaire de manière à maintenir constant ou quasi-constant un des paramètres de procédé suivants quand on réduit la puissance P : o impulsion totale des gaz injectés dans le four par le au moins un brûleur, o impulsion totale du comburant et du gaz complémentaire injectés par le au moins un brûleur, et o débit volumétrique normal des gaz de combustion générés par le au moins un brûleur.Batch loading process for melting materials to be melted in a flame furnace in which at least one thermal energy supply step comprises a conditioning phase during which - the at least one burner operates substantially in stoichiometry, - the temperature is reduced. power P supplied by the at least one burner, and an additional gas is injected through the at least one burner, in addition to the fuel and the oxidizing gas, so as to maintain constant or quasi-constant one of the following process parameters when one reduces the power P: o total impulse of the gases injected into the furnace by the at least one burner, o total impulse of the oxidizer and additional gas injected by the at least one burner, and o normal volumetric flow rate of the combustion gases generated by the at least one burner.

Description

PROCEDE DE FUSION A CHARGEMENT DISCONTINU DISCONTINUOUS LOAD FUSION PROCESS

La présente invention concerne un procédé optimisé de fusion à chargement discontinu dans un four à flamme, ainsi qu'une installation adaptée pour la mise en ouvre d'un tel procédé. The present invention relates to an optimized method for batchwise melting in a flame furnace, as well as to an installation adapted for the implementation of such a method.

Une application particulièrement intéressante de l'invention est la seconde fusion de métal. Pour cette raison, l'invention est décrite ci-après en se référant principalement aux procédés et fours à flamme de seconde fusion de métaux. Dans la refonte ou seconde fusion, du métal liquide, souvent appelé métal secondaire, est obtenu par la fusion d'une charge métallique recyclée ou issue de la métallurgie primaire. La seconde fusion se distingue ainsi de la fusion primaire dans laquelle du métal liquide est obtenu à partir de minerai (par exemple : dans un haut fourneau pour la fonte). Il est connu d'utiliser des fours à flamme pour la seconde fusion de métaux. La terminologie « four à flamme » désigne un four de fusion dans lequel au moins une partie de l'énergie est produite par la combustion d'un combustible avec un comburant à l'intérieur du four. Le terme « four à flamme » couvre ainsi également les fours de fusion dans lesquels au moins une partie de l'énergie est produite par la combustion d'un combustible avec un comburant sans flamme visible, une telle combustion étant parfois appelée « combustion sans flamme » (en anglais « flameless combustion »). Dans un four de fusion à flamme, au moins une partie des fumées (contenant généralement 20 du CO2, du CO, du H20, de l'02,...) générées par la combustion entrent en contact direct avec la charge métallique, avant d'être évacuées du four. Le four à flamme est typiquement équipé d'un ou plusieurs brûleurs pour l'injection de combustible et de comburant. L'air, dont le composant principal est l'azote, est le comburant traditionnellement utilisé 25 dans les fours à flamme. Dans ce cas, on parle d'« aérocombustion ». Quand le comburant est de l'air enrichi en oxygène, voire de l'oxygène dit « oxygène pur » (c'est-à-dire : ayant une teneur en oxygène de 80%vol à 100%vol), on parle d'« oxycombustion ». Dans ce cas, l'opérateur du four bénéficie d'une consommation de combustible réduite. Dans le cas d'oxycombustion, la flamme est normalement plus chaude et le 30 volume de fumées généré est réduit par rapport à l'aérocombustion. Sur les fours à chargement discontinu, le besoin de chauffe varie en fonction de l'avancement du procédé de fusion. La puissance thermique à fournir au four est généralement plus importante au début du cycle, c'est-à-dire après un chargement d'une charge solide, qu'à la fin lorsque le four a atteint sa température de fonctionnement. Pendant la phase finale, la charge liquide doit être maintenue à une température homogène requise pour son traitement en aval du four de fusion, en évitant des points froids ou chauds sur la charge. Il est également important d'éviter toute surchauffe locale de la surface réfractaire du four. Dans le cas d'un four rotatif ou d'un four rotatif basculant, il est notamment important de maintenir chaude l'ensemble de la surface réfractaire en évitant toute surchauffe locale, afin d'optimiser le transfert de chaleur vers la charge. Ces obligations sont délicates quand la puissance du ou des brûleurs du four est réduite. Étant donné les propriétés spécifiques de l'oxycombustion (flamme plus chaude, fumées réduites), ces obligations sont encore plus délicates dans le cas de cette dernière. Au vue des conditions dans les fours de fusion, tels que les fours de seconde fusion, (températures, atmosphère fortement polluée, matières condensables, etc.) les brûleurs doivent être particulièrement robustes. A particularly interesting application of the invention is the second metal melting. For this reason, the invention is described below with reference mainly to metal second flame processes and furnaces. In recasting or second melting, liquid metal, often referred to as secondary metal, is obtained by melting a recycled metal charge or from primary metallurgy. The second fusion thus differs from the primary melting in which liquid metal is obtained from ore (for example: in a blast furnace for melting). It is known to use flame furnaces for the second melting of metals. The term "flame furnace" refers to a melting furnace in which at least a portion of the energy is produced by burning a fuel with an oxidant inside the furnace. The term "flame furnace" thus also covers melting furnaces in which at least a portion of the energy is produced by the combustion of a fuel with an oxidant without a visible flame, such combustion being sometimes called "flameless combustion". (In English "flameless combustion"). In a flame melting furnace, at least a portion of the fumes (generally containing CO 2, CO 2, H 2 O, O 2, ...) generated by the combustion come into direct contact with the metal filler, before to be removed from the oven. The flame oven is typically equipped with one or more burners for fuel and oxidant injection. Air, the main component of which is nitrogen, is the oxidizer traditionally used in flame furnaces. In this case, we are talking about "aérocombustion". When the oxidizer is oxygen enriched air, or even oxygen called "pure oxygen" (that is to say: having an oxygen content of 80% vol to 100% vol), we speak of "Oxycombustion". In this case, the oven operator has a reduced fuel consumption. In the case of oxycombustion, the flame is normally warmer and the volume of fumes generated is reduced compared with the aerocombustion. In batch-fed furnaces, the heating requirement varies according to the progress of the melting process. The thermal power to be supplied to the oven is generally greater at the beginning of the cycle, that is to say after loading a solid charge, than at the end when the oven has reached its operating temperature. During the final phase, the liquid charge must be maintained at a homogeneous temperature required for its treatment downstream of the melting furnace, avoiding cold or hot spots on the charge. It is also important to avoid any local overheating of the refractory surface of the oven. In the case of a rotary kiln or tilting rotary kiln, it is particularly important to keep the entire refractory surface warm by avoiding any local overheating, in order to optimize the heat transfer to the load. These obligations are delicate when the power of the furnace burner (s) is reduced. Given the specific properties of oxycombustion (hotter flame, reduced smoke), these obligations are even more delicate in the case of the latter. In view of conditions in melting furnaces, such as second melting furnaces (temperatures, highly polluted atmosphere, condensable materials, etc.) the burners must be particularly robust.

En pratique, les brûleurs les plus courants de fours de seconde fusion présentent une plage d'opération, en termes de puissance, assez étroite. Cette plage d'opération se situe autour de la puissance nominale pour laquelle le brûleur a été conçu. Afin de pouvoir réduire la puissance fournie, en évitant des points chauds ou froids, malgré la plage d'opération étroite des brûleurs, il a été proposé, dans le livre de référence « Handbook of Aluminium Recycling - Ch.Schmitz - Vulkan» (ISBN 10 : 3-8027-2936-6, ISBN 13 : 978-3-8027-2936-2), à la page 152, d'utiliser deux types de brûleurs distincts : (a) un ou des brûleurs à forte puissance nominale pour utilisation quand la puissance à fournir au four est importante et (b) un ou des brûleurs à puissance nominale plus faible qui reste(nt) en attente quand le ou les brûleurs à forte puissance nominale sont actifs et qu'on utilise uniquement quand la puissance à fournir au four est réduite. L'installation de deux types de brûleurs dans un four afin de permettre une plus grande variation de puissance est une solution coûteuse et complexe (deux brûleurs, double alimentation en combustible et comburant, encombrement, etc.), notamment dans le cas d'un four rotatif. La présente invention a pour but de proposer une solution améliorée au problème décrit ci- dessus. Ainsi, l'invention concerne un procédé à chargement discontinu de fusion dans un four à flamme. Le four est équipé d'au moins un brûleur pour l'injection d'un combustible et d'un gaz comburant dans le four. In practice, the most common burners of second melting furnaces have a range of operation, in terms of power, quite narrow. This operating range is around the nominal power for which the burner was designed. In order to reduce the power supplied, avoiding hot or cold spots, despite the narrow operating range of the burners, it has been proposed in the reference book "Handbook of Aluminum Recycling - Ch.Schmitz - Vulkan" (ISBN: 10: 3-8027-2936-6, ISBN 13: 978-3-8027-2936-2), at page 152, to use two distinct types of burners: (a) one or more high-power burners for use when furnace power is high and (b) one or more lower rated burners that remain on standby when the high-power burner (s) are active and used only when the power is to provide in the oven is reduced. The installation of two types of burners in an oven in order to allow a greater power variation is an expensive and complex solution (two burners, double fuel and oxidant supply, bulk, etc.), especially in the case of a Rotary kiln. The present invention aims to provide an improved solution to the problem described above. Thus, the invention relates to a discontinuous melting process in a flame furnace. The oven is equipped with at least one burner for injecting a fuel and an oxidizing gas into the furnace.

Le procédé comprend : - une ou plusieurs étapes de chargement de matière solide à fondre dans le four à flamme, - une ou plusieurs étapes de fourniture d'énergie thermique au four de manière à fondre la matière solide et à obtenir de la matière fondue, et - une ou plusieurs étapes de déchargement de la matière fondue du four. Au moins une partie de l'énergie thermique est fournie au four par la combustion du combustible avec le gaz comburant dans le four. Le gaz comburant a une teneur en oxygène de 80%vol à 100%vol. The method comprises: - one or more steps for charging solid material to be melted in the flame oven, - one or more steps for supplying thermal energy to the oven so as to melt the solid material and obtain melt, and one or more steps of unloading the melt from the furnace. At least a portion of the thermal energy is supplied to the furnace by combustion of the fuel with the oxidant gas in the furnace. The oxidizing gas has an oxygen content of 80% vol to 100% vol.

Pendant l'étape de fourniture d'énergie thermique, ledit au moins un brûleur opère à une puissance P et génère des gaz de combustion dans le four. Dans ce procédé, au moins une étape de fourniture d'énergie thermique comporte une phase de conditionnement pendant laquelle (a) le au moins un brûleur opère en substance en stoechiométrie, et (b) on réduit la puissance P fournie par le au moins un brûleur. Suivant l'invention, on injecte à travers le au moins un brûleur, en plus du combustible et du gaz comburant, un débit > 0 d'un gaz complémentaire ayant une teneur en oxygène > 0%vol et <22vol% pendant cette phase de conditionnement de manière à maintenir constant ou quasi-constant un des paramètres de procédé suivants quand on réduit la puissance P : o impulsion totale des gaz injectés dans le four par le au moins un brûleur, o impulsion totale du gaz comburant et du gaz complémentaire injectés par le au moins un brûleur, et o débit volumétrique normal des gaz de combustion générés par le au moins un brûleur. During the step of supplying thermal energy, said at least one burner operates at a power P and generates combustion gases in the furnace. In this method, at least one step of supplying thermal energy comprises a conditioning phase during which (a) the at least one burner operates substantially in stoichiometry, and (b) reducing the power P supplied by the at least one burner. According to the invention, a flow> 0 of a complementary gas having an oxygen content> 0% vol and <22 vol% during this phase of the invention is injected through the at least one burner, in addition to the fuel and the oxidizing gas. conditioning so as to maintain constant or almost constant one of the following process parameters when the power P is reduced: o total impulse of the gases injected into the furnace by the at least one burner, o total impulse of the injected gas and complementary gas injected by the at least one burner, and o normal volumetric flow of combustion gases generated by the at least one burner.

De cette manière, l'invention permet de réduire la puissance fournie par le au moins un brûleur en dessous de la plage d'opération pour laquelle le au moins un brûleur a été conçu. Ce qui plus est, l'invention permet ainsi de réduire la puissance pendant une durée prolongée sans surchauffe du au moins un brûleur et en évitant des points froids et des points chauds sur la charge ou sur les réfractaires du four. In this way, the invention makes it possible to reduce the power supplied by the at least one burner below the operating range for which the at least one burner has been designed. What is more, the invention thus makes it possible to reduce the power for a prolonged period without overheating the at least one burner and avoiding cold spots and hot spots on the charge or on the furnace refractories.

Le gaz comburant a de préférence une teneur en oxygène de 88%vol à l00%vol. Quand le combustible est un combustible gazeux, l'impulsion totale des gaz injectés dans le four par le au moins un brûleur est la somme des impulsions d'injection du combustible gazeux, du gaz comburant et du gaz complémentaire. The oxidizing gas preferably has an oxygen content of 88% vol to 100% vol. When the fuel is a gaseous fuel, the total impulse of the gases injected into the furnace by the at least one burner is the sum of the injection pulses of the gaseous fuel, the oxidizing gas and the complementary gas.

Il est à noter que, dans le présent contexte, les combustibles solides pulvérulents ou liquides pulvérisés propulsés par un gaz porteur sont considérés comme des combustibles gazeux, et leur impulsion d'injection correspond à l'impulsion d'injection du gaz porteur chargé du combustible solide ou liquide. Quand le combustible n'est pas un combustible gazeux, l'impulsion totale des gaz injectés par le au moins un brûleur est la somme des impulsions d'injection du gaz comburant et du gaz complémentaire. Suivant une forme de réalisation simplifiée du procédé, on fait abstraction de l'impulsion d'injection du combustible et on injecte le gaz complémentaire de manière à maintenir constante ou quasi-constante l'impulsion totale du gaz comburant et du gaz complémentaire injectés par le au moins un brûleur quand on réduit la puissance P. Par impulsion totale du gaz comburant et du gaz complémentaire, on comprend la somme de l'impulsion d'injection du gaz comburant et l'impulsion d'injection du gaz complémentaire. Quand on connaît le volume normal de gaz de combustion générés par la combustion stoechiométrique du combustible avec le gaz comburant, on peut également, suivant l'invention, injecter le gaz complémentaire de manière à maintenir constant ou quasi-constant le débit volumétrique normal des gaz de combustion générés par le brûleur, c'est-à-dire les gaz de combustion générés par la combustion du combustible avec le gaz comburant et le gaz complémentaire, quand ce dernier est également injecté. Le volume normal de gaz de combustion générés par la combustion du combustible avec le gaz comburant peut être déterminé de manière expérimentale ou sur la base de formules chimiques, quand la composition du combustible et du gaz comburant est connue. Dans le présent contexte, on comprend par « volume normal » d'une quantité de gaz le volume occupé par cette quantité de gaz à une température de 0°C et une pression de 1,013 bar absolu. It should be noted that, in the present context, powdered solid or liquid fuels sprayed propelled by a carrier gas are considered as gaseous fuels, and their injection pulse corresponds to the injection pulse of the carrier gas charged with the fuel solid or liquid. When the fuel is not a gaseous fuel, the total impulse of the gases injected by the at least one burner is the sum of the injection pulses of the oxidizing gas and the complementary gas. According to a simplified embodiment of the process, the injection pulse of the fuel is ignored and the complementary gas is injected so as to maintain constant or quasi-constant the total pulse of the oxidizing gas and the complementary gas injected by the fuel. at least one burner when the power P is reduced. By total impulse of the oxidizing gas and the complementary gas, the sum of the injection pulse of the oxidizing gas and the injection pulse of the complementary gas is understood. When the normal volume of combustion gases generated by the stoichiometric combustion of the fuel with the combustion gas is known, it is also possible, according to the invention, to inject the additional gas so as to keep the normal volumetric flow rate of the gases constant or quasi-constant. combustion generated by the burner, that is to say the combustion gases generated by the combustion of the fuel with the oxidizing gas and the complementary gas, when the latter is also injected. The normal volume of combustion gases generated by the combustion of the fuel with the oxidizing gas can be determined experimentally or on the basis of chemical formulas, when the composition of the fuel and the oxidant gas is known. In the present context, "normal volume" of a quantity of gas is understood to mean the volume occupied by this quantity of gas at a temperature of 0 ° C. and a pressure of 1.013 bar absolute.

On considère qu'un paramètre est quasi-constant quand les variations dans la valeur dudit paramètre sont inférieures à 10%. De préférence, ces variations seront inférieures à 7%. Un brûleur opère en stoechiométrie quand il injecte un débit d'oxygène qui correspond au débit d'oxygène chimiquement nécessaire pour la combustion totale du débit de combustible injecté par ce brûleur avec un excès d'oxygène nul (teneur en 02 dans les fumées sèches de 0%). It is considered that a parameter is quasi-constant when the variations in the value of said parameter are less than 10%. Preferably, these variations will be less than 7%. A burner operates stoichiometrically when it injects an oxygen flow rate that corresponds to the oxygen flow rate chemically necessary for the total combustion of the fuel flow rate injected by this burner with a zero excess of oxygen (O 2 content in the dry fumes of the burner). 0%).

Un brûleur injecte de l'oxygène par l'injection du gaz comburant, et, le cas échéant aussi avec le gaz complémentaire et/ou avec le gaz porteur quand ceux-ci sont également injectés et contiennent de l'oxygène. A burner injects oxygen by injecting the oxidizing gas, and optionally also with the additional gas and / or with the carrier gas when these are also injected and contain oxygen.

On considère, dans le présent contexte, qu'un brûleur opère en substance en stoechiométrie quand la quantité d'oxygène injecté par le brûleur se situe entre 0,95 et 1,25 fois la quantité stoechiométrique d'oxygène. En pratique, la combustion en substance stoechiométrique résulte en une teneur en 02 dans les fumées sèches de l'ordre de 0 à 5% et en une teneur en imbrûlés dans les fumées faible ou nulle (typiquement une teneur en CO dans les fumées sèches inférieure à 10%, de préférence inférieure à 5%). Comme déjà indiqué ci-dessus, l'invention est particulièrement intéressante pour la seconde fusion de métaux. Dans ce cas, la matière solide à fondre que l'on charge dans le four est du métal solide. 10 Dans ce cas, la matière liquide est du métal fondu. Le procédé suivant l'invention peut comporter une seule étape de chargement. Un procédé à chargement discontinu comportant une seule étape de chargement est appelé un procédé « batch ». Le procédé suivant l'invention peut plus particulièrement comporter une seule étape de chargement, une seule étape de fourniture d'énergie thermique et une seule étape 15 de déchargement. Le procédé suivant l'invention peut également comporter plusieurs étapes de chargement, chaque étape de chargement étant suivie d'une étape de fourniture d'énergie thermique. Un procédé à chargement discontinu comportant plusieurs étapes de chargement est appelé un procédé « semi-batch ». 20 Un tel procédé comportant plusieurs étapes de chargement et dans lequel chaque étape de chargement est suivie d'une étape de fourniture d'énergie thermique peut comporter plusieurs étapes de déchargement ou une seul étape de déchargement. Le procédé suivant l'invention peut en particulier comporter plusieurs étapes de chargements par étape de déchargement ou encore, plusieurs étapes de déchargement par étape 25 de chargement. Selon une forme de mise en oeuvre, on diminue la puissance thermique fournie par le au moins un brûleur de manière continue au cours de la phase de conditionnement. Selon une forme de réalisation alternative, on diminue la puissance fournie par le au moins un brûleur de manière discontinue au cours de la phase de conditionnement, par exemple en 30 escalier. La phase de conditionnement peut notamment comprendre une phase d'affinage de la matière fondue avant l'étape de déchargement. In the present context, it is considered that a burner operates substantially in stoichiometry when the quantity of oxygen injected by the burner is between 0.95 and 1.25 times the stoichiometric amount of oxygen. In practice, the combustion stoichiometric substance results in a content of O 2 in dry fumes of the order of 0 to 5% and a content of unburnt in fumes low or zero (typically a CO content in dry fumes lower 10%, preferably less than 5%). As already indicated above, the invention is particularly interesting for the second melting of metals. In this case, the solid material to be melted and charged in the furnace is solid metal. In this case, the liquid material is molten metal. The method according to the invention may comprise a single charging step. A batch loading process with a single loading step is called a batch process. The process according to the invention may more particularly comprise a single charging step, a single thermal energy supply step and a single unloading step. The method according to the invention may also comprise several charging steps, each charging step being followed by a step of supplying thermal energy. A batch loading process with several loading steps is called a "semi-batch" process. Such a method comprising a plurality of charging steps and in which each charging step is followed by a thermal energy supply step may comprise several unloading steps or a single unloading step. The method according to the invention may in particular comprise several steps of loading by unloading step or else several unloading steps by loading step. According to one form of implementation, the thermal power supplied by the at least one burner is reduced continuously during the conditioning phase. According to an alternative embodiment, the power supplied by the at least one burner is reduced in a discontinuous manner during the conditioning phase, for example in a staircase. The conditioning phase may in particular comprise a refining phase of the melt before the unloading step.

L'étape de fourniture d'énergie thermique peut comporter une phase sur-stoechiométrique qui précède la phase de conditionnement et pendant laquelle on injecte par le au moins un brûleur de l'oxygène en sur-stoechiométrie, c'est-à-dire en excès de la quantité stoechiométrique correspondant à la quantité de combustible injecté par le au moins un brûleur. The step of supplying thermal energy may comprise an over-stoichiometric phase which precedes the conditioning phase and during which the oxygen is injected by the at least one oxygen burner into over-stoichiometry, that is to say into excess of the stoichiometric amount corresponding to the amount of fuel injected by the at least one burner.

La phase sur-stoechiométrique peut être plus particulièrement la phase initiale de l'étape de fourniture d'énergie thermique. Une telle phase sur-stoechiométrique est notamment intéressante quand la matière solide à fondre comporte elle-même de la matière combustible inhérente à la matière solide à fondre ou intentionnellement ajoutée. L'injection d'oxygène en sur-stoechiométrie par rapport au combustible injecté permet alors la combustion complète (1) du combustible injecté et (2) de la matière combustible libérée par la charge de matière solide, de manière à optimiser le chauffage de la charge dans le but de limiter ou d'éviter des imbrûlés polluants dans les fumées évacuées du four. Un procédé et un dispositif pour le réglage du rapport d'injection combustible/gaz comburant par le au moins un brûleur sont décrits dans la demande de brevet FR 1053147 déposée le 23 avril 2010. The over-stoichiometric phase may be more particularly the initial phase of the thermal energy supply step. Such an over-stoichiometric phase is particularly advantageous when the solid material to be melted itself comprises combustible material inherent in the solid material to be melted or intentionally added. The injection of oxygen over-stoichiometry with respect to the injected fuel then allows the complete combustion (1) of the injected fuel and (2) the combustible material released by the solid matter charge, so as to optimize the heating of the fuel. charge in order to limit or avoid unburned pollutants in fumes discharged from the oven. A method and a device for adjusting the fuel injection / combustion gas ratio by the at least one burner are described in the patent application FR 1053147 filed on April 23, 2010.

Le four peut être un four rotatif, et plus particulièrement un four rotatif basculant. Le four peut comporter un seul brûleur, ce qui est notamment intéressant dans le cas d'un four rotatif, y compris dans le cas d'un four rotatif basculant. Comme indiqué ci-dessus, le procédé peut être un procédé batch ou encore un procédé semi-batch. The oven may be a rotary kiln, and more particularly a tilting rotary kiln. The oven may comprise a single burner, which is particularly interesting in the case of a rotary kiln, including in the case of a tilting rotary kiln. As indicated above, the process may be a batch process or a semi-batch process.

Le procédé peut être un procédé de seconde fusion d'un métal choisi parmi la fonte, le fer, le plomb, l'aluminium, le cuivre, l'antimoine et l'étain et les alliages desdits métaux. Le gaz complémentaire injecté par le au moins un brûleur est avantageusement choisi parmi de l'air, de la vapeur, des fumées recyclées, du CO2. L'air, en tant que gaz complémentaire, comporte environ 21%vol en oxygène. The process may be a second melting process of a metal selected from cast iron, iron, lead, aluminum, copper, antimony and tin and alloys of said metals. The additional gas injected by the at least one burner is advantageously chosen from air, steam, recycled fumes and CO2. Air, as a complementary gas, comprises about 21% oxygen vol.

Dans le cas de vapeur ou de fumées recyclées comme gaz complémentaire, le gaz complémentaire ne contient pas d'oxygène ou un taux faible d'oxygène. Suivant une forme de réalisation de l'invention, le gaz complémentaire contient entre 0%vol et 10%vol en oxygène et de préférence entre 0%vol et 6%vol en oxygène. Le combustible injecté par le au moins un brûleur peut être un combustible gazeux, tel que le gaz naturel ou du propane. Le combustible injecté peut également être un fioul liquide, tel qu'un biocombustible liquide. Le combustible peut également être un combustible solide pulvérulent, tel que du charbon pulvérulent. Les combustibles liquides et les combustibles pulvérulents peuvent être injectés dans le four par le au moins un brûleur au moyen d'un gaz porteur. Le gaz porteur et le gaz complémentaire peuvent notamment avoir une même composition. L'invention s'applique principalement à un four de fusion fonctionnant à l'oxygène pur (pureté de l'oxygène comprise entre 80% et 100%). Elle permet au(x) brûleur(s) dudit four de fonctionner dans une plage entre 25% et 100% de sa puissance nominal ou de sa puissance maximum. Elle permet d'utiliser une géométrie simple de brûleur, et peut dans certains cas s'appliquer avec le brûleur oxy-combustible existant sans changement du brûleur, par exemple, quand le gaz complémentaire est mélangé avec le gaz comburant en amont du brûleur. Cette particularité permet une installation de la technologie particulièrement simple et économique. Dans d'autres cas, le brûleur sera spécifique avec un premier circuit de gaz comburant et un deuxième circuit de gaz complémentaire. L'invention permet d'effectuer le procédé de fusion avec un seul brûleur en 15 fonctionnement dont on fait varier la puissance comme décrit ci-dessus. L'invention permet de maintenir constante l'impulsion du brûleur sans avoir recours à un brûleur dit «à impulsion variable » qui nécessite une construction plus complexe et plus coûteuse. La gestion du mélange gaz comburant - gaz complémentaire pour maintenir constant 20 l'impulsion du brûleur (et dans ce cas une légère réduction du volume de fumées) ou le volume de fumées (et dans ce cas une légère augmentation de l'impulsion du brûleur) ou réaliser un compromis entre ces deux solutions est facilement automatisable. L'invention et ses avantages sont illustrés dans l'exemple ci-après relatif à la seconde fusion de métal de récupération. 25 Exemple Dans la seconde fusion de métal de récupération, la charge métallique comporte souvent une forte proportion de carbone (plastique, peinture, coke, ...). Ces matières combustibles peuvent être de facto présentes dans la charge métallique (par 30 exemple dans le cas du recyclage de cannettes en aluminium) et/ou peuvent être ajoutées intentionnellement pour le besoin du procédé de fusion (par exemple en vue d'une réaction de désoxydation lors du recyclage du plomb). In the case of steam or fumes recycled as a complementary gas, the additional gas does not contain oxygen or a low oxygen level. According to one embodiment of the invention, the additional gas contains between 0% vol and 10% vol oxygen and preferably between 0% vol and 6% vol oxygen. The fuel injected by the at least one burner may be a gaseous fuel, such as natural gas or propane. The injected fuel may also be a liquid fuel, such as a liquid biofuel. The fuel may also be a powdery solid fuel, such as pulverulent coal. Liquid fuels and pulverulent fuels can be injected into the furnace by the at least one burner by means of a carrier gas. The carrier gas and the complementary gas may in particular have the same composition. The invention applies mainly to a melting furnace operating with pure oxygen (purity of oxygen between 80% and 100%). It allows the burner (s) of said furnace to operate in a range between 25% and 100% of its rated power or maximum power. It allows the use of a simple burner geometry, and can in some cases be applied with the existing oxy-fuel burner without changing the burner, for example, when the additional gas is mixed with the combustion gas upstream of the burner. This feature allows installation of the technology particularly simple and economical. In other cases, the burner will be specific with a first combustion gas circuit and a second complementary gas circuit. The invention permits the melt process to be carried out with a single burner in operation whose power is varied as described above. The invention makes it possible to keep the burner pulse constant without resorting to a so-called "variable impulse" burner which requires a more complex and more expensive construction. The management of the combustion gas / additional gas mixture to maintain constant the burner impulse (and in this case a slight reduction of the flue gas volume) or the flue gas volume (and in this case a slight increase in the burner impulse ) or make a compromise between these two solutions is easily automatable. The invention and its advantages are illustrated in the example below relating to the second recovery metal melting. Example In the second recovery metal melting, the metal charge often has a high proportion of carbon (plastic, paint, coke, etc.). These combustible materials may be de facto present in the metal filler (for example in the case of recycling aluminum cans) and / or may be added intentionally for the purpose of the melting process (for example for deoxidation during lead recycling).

La combustion de ces matières combustibles dans le four permet des économies car elle permet de réduire la consommation de combustible injecté par le au moins un brûleur. La pyrolyse ou combustion d'au moins une partie de ces matières combustibles présentes dans la charge démarre généralement dès que la température dans le four est suffisamment élevée. Toutefois, la combustion de ces matières combustibles dans le four se fait généralement à une vitesse peu maîtrisée qui varie en fonction de la nature de la charge, du temps écoulé depuis le départ du cycle de chauffe, de la répartition des matières dans le four, ou d'autres paramètres du procédé. The combustion of these combustible materials in the furnace saves money because it reduces the fuel consumption injected by the at least one burner. The pyrolysis or combustion of at least some of these combustible materials present in the feed generally starts as soon as the temperature in the furnace is sufficiently high. However, the combustion of these combustible materials in the oven is generally at a low speed that varies depending on the nature of the load, the time elapsed since the start of the heating cycle, the distribution of materials in the oven, or other process parameters.

En fin du cycle de fusion, quand l'ensemble ou la plus grande partie de la charge métallique est présente sous forme fondue, le procédé nécessite moins d'énergie thermique et la puissance du ou des brûleurs peut être réduite. Cette phase de puissance réduite du ou des brûleurs peut occuper une partie importante de la durée du procédé. En effet, la (seconde) fusion de certains métaux, voire d'autres matières solide à fondre, par exemple dans le cas des fours de fusion de verre ou d'émaux, nécessite une phase d'affinage de la matière fondue pendant laquelle on cherche à homogénéiser la composition et/ou la température de la matière fondue. Des variations de compositions et/ou de températures dans le métal fondu (par exemple à l'entrée de l'installation de coulée) peuvent fortement nuire à la qualité du produit final. Ceci peut notamment se manifester en un manque de résistance mécanique ou chimique du produit final. Ce qui plus est, les installations de coulées n'opèrent pas toujours à la même cadence que le four de fusion. Il peut donc être nécessaire de maintenir le métal à couler à l'état liquide pendant une durée plus ou moins longue avant d'introduire le métal fondu dans l'installation de coulée. Comme indiqué ci-dessus, il est important de maintenir le métal fondu à une température et composition suffisamment homogènes pendant cette période d'attente. Ainsi, la présente invention, qui rend possible de réduire la puissance du ou des brûleurs de manière fiable et sans création de points chauds ou froids, permet d'utiliser le four de fusion en 30 tant que four de maintien pendant une durée prolongée. Dans le présent exemple, le four de fusion est un four rotatif basculant. Le four est équipé d'un seul brûleur qui fournit l'ensemble de l'énergie thermique de fusion nécessaire. At the end of the melting cycle, when all or most of the metal charge is present in molten form, the process requires less thermal energy and the power of the burner (s) can be reduced. This reduced power phase of the burner (s) can occupy a significant portion of the process time. Indeed, the (second) melting of certain metals, or even other solid materials to be melted, for example in the case of melting furnaces of glass or enamels, requires a refining phase of the melt during which one seeks to homogenize the composition and / or the temperature of the melt. Variations in compositions and / or temperatures in the molten metal (for example at the entrance to the casting plant) can seriously affect the quality of the final product. This can be manifested in a lack of mechanical or chemical resistance of the final product. What is more, the casting installations do not always operate at the same rate as the melting furnace. It may therefore be necessary to keep the metal to flow in the liquid state for a longer or shorter time before introducing the molten metal into the casting plant. As indicated above, it is important to keep the molten metal at a sufficiently homogeneous temperature and composition during this waiting period. Thus, the present invention, which makes it possible to reduce the power of the burner (s) reliably and without creating hot or cold spots, allows the melting furnace to be used as a holding furnace for a prolonged period of time. In the present example, the melting furnace is a tilting rotary kiln. The oven is equipped with a single burner that provides all the necessary thermal fusion energy.

Le fait que le four n'a pas besoin d'être équipé d'un second brûleur pour les puissances de chauffe faible permet un moindre coût et une plus grande simplicité de l'installation de fusion et de son opération. Le brûleur unique du four est de type oxy-combustible. The fact that the furnace does not need to be equipped with a second burner for low heating powers allows a lower cost and greater simplicity of the melting installation and its operation. The single burner of the furnace is of the oxy-fuel type.

Le combustible injecté par le brûleur est le gaz naturel ou GN. Le gaz comburant injecté par le brûleur est de l'oxygène pur. Le gaz complémentaire injecté par le brûleur est de l'air. La charge comporte une proportion importante de matières organiques Le cycle de seconde fusion de métal est décomposé en plusieurs étapes ou phases : - a : chargement de la charge métallique dans le four ; - b : début de fusion de la charge métallique et pyrolyse des matières combustibles présentes dans la charge ; - c : suite de la fusion de la charge métallique ; - d : surchauffe et maintien en température de la charge fondue ; et - e : déchargement du four de la charge fondue. Lors de l'étape ou de la phase b, la puissance (débit d'injection du combustible) et la stoechiométrie (rapport oxygène/combustible) du brûleur peuvent être réglées en fonction du déroulement de la pyrolyse des matières combustible dans la charge. En effet, dans l'étape ou phase b du cycle de fusion, un excès d'oxygène peut être injecté par le brûleur (par rapport au débit de combustible injecté par ce brûleur) afin d'assurer la combustion des matières combustibles de la charge dans le four. On rencontre, pour l'étape ou la phase d et parfois pour l'étape ou la phase c du cycle de fusion, la nécessité de faire fonctionner le brûleur à faible puissance. Dans ce dernier cas, il s'est avéré, avec les fours rotatifs basculant à un seul brûleur suivant l'état de la technique, que la répartition de la chauffe dans le four n'est pas optimale, ce qui conduit très souvent à une surchauffe locale, avec une température trop basse dans le reste du four. Dans l'exemple suivant l'invention, on utilise comme seul brûleur du four un brûleur combustible/oxygène/air. The fuel injected by the burner is natural gas or NG. The oxidant gas injected by the burner is pure oxygen. The additional gas injected by the burner is air. The feed has a large proportion of organic material The second metal melting cycle is broken down into several steps or phases: a: loading the metal feed into the furnace; b: beginning of melting of the metal charge and pyrolysis of the combustible materials present in the charge; - c: following the melting of the metal charge; d: overheating and maintaining the temperature of the molten charge; and e: unloading the furnace from the molten charge. During the step or phase b, the power (fuel injection rate) and the stoichiometry (oxygen / fuel ratio) of the burner can be adjusted depending on the course of the pyrolysis of the fuel materials in the load. In fact, in the stage or phase b of the melting cycle, an excess of oxygen can be injected by the burner (with respect to the fuel flow rate injected by this burner) in order to ensure the combustion of the combustible materials of the charge. in the oven. For the step or the phase d and sometimes for the step or the phase c of the melting cycle, it is necessary to operate the low-power burner. In the latter case, it turned out, with rotary kilns tilting to a single burner according to the state of the art, that the distribution of the heater in the oven is not optimal, which very often leads to a overheating local, with a temperature too low in the rest of the oven. In the example according to the invention, the only burner of the furnace is a fuel / oxygen / air burner.

Le ratio : air (comme gaz complémentaire) oxygène (comme gaz comburant) du dit brûleur est ajusté, pendant l'opération en substance stoechiométrique du brûleur, afin de maintenir constante ou quasi constante un des paramètres suivants : - l'impulsion totale des gaz issus du brûleur, ou - l'impulsion totale du gaz comburant et du gaz complémentaire issus du brûleur, ou - le volume de fumées (en mètres cubes normales) issues de la combustion du combustible injecté par le brûleur. Les aspects caractéristiques de l'invention s'appliquent donc pour les phases ou étapes du cycle de fusion durant lesquelles une puissance réduite du brûleur est demandée avec un réglage stoechiométrique du brûleur, voire un réglage en substance stoechiométrique (typiquement un léger excédent en oxygène). En pratique ; le débit total d'oxygène injecté par le brûleur ne dépassera pas le débit d'oxygène requis lors d'une opération stoechiométrique du brûleur à la puissance maximale pour laquelle le brûleur a été conçu. Les tableaux et les figures ci-joints illustrent deux formes de réalisation de l'invention : - tableau 1 et figure 1 : Impulsion totale constante du gaz comburant et du gaz supplémentaire injectés par le brûleur ; et - tableau 2 et figure 2: Impulsion constante des fumées générées par le brûleur. Exemple 1 : Mode de fonctionnement « Impulsion totale constante du gaz comburant et du gaz supplémentaire (tableau 1, figure 1) La teneur en 02 de l'ensemble du gaz comburant et du gaz complémentaire se calcule comme suit : %O2[gaz comburant + gaz complémentaire] = QGN x %02 comburant QGN-Maxi où %O2[gaz comburant + gaz complémentaire] : teneur en 02 de l'ensemble du gaz comburant et du gaz complémentaire %02 comburant : teneur en 02 du comburant QGN : débit de GN injecté 2,15 : ratio 02 / GN pour une combustion stoechiométrique QGN-Maxi : débit GN à la puissance nominale (ou maximum) du brûleur, ce débit étant 1000 Nm3GN/h dans l'exemple. The ratio: air (as complementary gas) oxygen (as combustion gas) of said burner is adjusted, during the substantially stoichiometric operation of the burner, in order to maintain constant or almost constant one of the following parameters: the total impulse of the gases from the burner, or - the total impulse of the oxidizing gas and the complementary gas coming from the burner, or - the volume of fumes (in normal cubic meters) resulting from the combustion of the fuel injected by the burner. The characteristic aspects of the invention therefore apply for the phases or stages of the melting cycle during which a reduced power of the burner is required with a stoichiometric adjustment of the burner, or even an adjustment in stoichiometric substance (typically a slight excess of oxygen). . In practice ; the total oxygen flow injected by the burner will not exceed the oxygen flow required during a stoichiometric operation of the burner at the maximum power for which the burner was designed. The tables and the accompanying figures illustrate two embodiments of the invention: Table 1 and FIG. 1: Constant total impulse of the oxidizing gas and the additional gas injected by the burner; and - Table 2 and Figure 2: Constant impulse fumes generated by the burner. Example 1: Operating mode "Constant total impulse of the oxidizing gas and the additional gas (Table 1, Figure 1) The 02 content of all the oxidizing gas and the additional gas is calculated as follows:% O2 [oxidizing gas + additional gas] = QGN x% 02 QGN-Maxi oxidant where% O2 [oxidizing gas + additional gas]: 02 content of all the oxidizing gas and the complementary gas% 02 oxidant: 02 content of the oxidant QGN: flow rate of GN injected 2.15: ratio 02 / GN for stoichiometric combustion QGN-Maxi: GN flow at the rated power (or maximum) of the burner, this flow rate being 1000 Nm3GN / h in the example.

Exemple 2 : Mode de fonctionnement « Volume de fumées constant » (tableau 2, figure 2) Le débit d'air (gaz complémentaire) nécessaire est égale à : 3,2 x QGN-Maxi - 3,2 x QGN ou QAtr - 0,791 QAir : débit d'air QGN : débit de GN 3,2 : ratio Volume de fumées / Volume GN pour une combustion à l'oxygène pur, et un ratio 02/GN stoechiométrique (cette valeur est spécifique de la composition du combustible utilisé) QGN-Maxi : débit combustible à la puissance nominale (ou maximum) du brûleur 1000 15 Nm3GN/h dans l'exemple. Example 2: Operating mode "Constant flue gas volume" (table 2, figure 2) The air flow rate (additional gas) required is: 3.2 x QGN-Maxi - 3.2 x QGN or QAtr - 0.791 QAir: QGN air flow rate: GN 3.2 flow rate: Flue volume / GN volume ratio for pure oxygen combustion, and a stoichiometric O2 / GN ratio (this value is specific to the fuel composition used) QGN-Max: fuel flow at the rated power (or maximum) of the burner 1000 15 Nm3GN / h in the example.

A partir de ces données on peut calculer le débit d'oxygène pur nécessaire à la combustion. Dans les tableaux 1 et 2, le cas 1 représente le fonctionnement du brûleur oxygène/gaz naturel à sa puissance nominale avec un fonctionnement stoechiométrique. 20 Les cas 2 à 6 correspondent à des puissances du brûleur en décroissance, de 1000 Nm3/h de gaz naturel à 250 Nm3/h de gaz naturel. La puissance transmise au procédé (à la charge + les pertes parois) passe ainsi de 8785 à 1472 kW, cette dernière valeur représentant 17% de la valeur d'origine. Les tableaux 1 et 2 donnent les débits gaz complémentaire (air) et gaz comburant 25 (oxygène) nécessaires au fonctionnement respectif décrit. L'utilisation d'un mode de fonctionnement à impulsion constante ou de volume de fumées constante permet d'atteindre le fond du four rotatif basculant quelque soit la puissance thermique du brûleur. Le rendement global de l'installation est conservé car l'usage de l'air est réservé aux 30 faibles puissances. From these data can be calculated the flow of pure oxygen necessary for combustion. In Tables 1 and 2, case 1 represents the operation of the oxygen / natural gas burner at its nominal power with stoichiometric operation. Cases 2 to 6 correspond to decreasing burner capacities of 1000 Nm3 / h of natural gas at 250 Nm3 / h of natural gas. The power transmitted to the process (the load + the losses walls) thus goes from 8785 to 1472 kW, the latter value representing 17% of the original value. Tables 1 and 2 give the additional gas (air) and combustion gas (oxygen) flow rates required for the respective operation described. The use of a constant pulse mode of operation or a constant volume of flue gas makes it possible to reach the bottom of the rotating oven, regardless of the thermal power of the burner. The overall efficiency of the plant is maintained because the use of air is reserved for low power.

Cas Case 1 Case 2 Case 3 Case 3 Cases Case 6 Débit gaz naturel Nm3/h 1000 900 800 600 400 250 Débit air Nm3/h 0 283 565 1131 1698 2123 Débit oxygène Nm3/h 2150 1881 1611 1072 533 129 Teneur 02 comburant % 100% 90% 79% 59% 40% 25% Débit fumées Nm3/h 3199 3108 3016 2833 2651 2514 Variation débit fumées % ... , -.. ~, 89~, Débit fumées kg/h 3852 3755 3657 3462 3268 3123 Variation débit fumées 100% 97% 95% 90% 85% 81% Teneur 02 fumées % sec 2,05% 2,05% 2,05% 2,05% 2,05% 2,05% Energieprocédé kW 8785 7810 6835 4885 2935 1472 Proportion énergie % 100% 89% 78% 56% 33% 17% Air + 02 Nm3/h 2150 2163 2177 2204 2231 2252 Variation 100% 101% 101% 102% 104% 105% Air + 02 kg/h 3071 3053 3034 2997 2960 2933 Variation 100% 99% 99% 98% 96% 95% Impulsion comburant kg/h x Nm3/s 1834 1834 1834 1834 1834 1834 Variation 100% % , 100% % , 100% % , 100% _10_ ,. i00% Tableau 1 Cas Case 1 Case 2 Case 3 Case 4 Case 5 Case 6 Débit gaz naturel Nm3/h 1000 900 800 600 400 250 Débit air Nm3/h 0 396 792 1585 2377 2793 Débit oxygène Nm3/h 2150 1859 1568 985 403 0 Teneur 02 comburant % 100% 86% 73% 51% 32% 21% Débit fumées Nm3/h 3199 3199 3199 3199 3199 3055 Variation débit fumées % 10o'),;, 10o'),;, i X30? _ ' Débit fumées kg/h 3852 3870 3888 3924 3959 3805 Variation débit fumées 100% 100% 101% 102% 103% 99% Teneur 02 fumées % sec 2,05% 2,05% 2,05% 2,05% 2,05% 2,05% Energie procédé kW 8785 7772 6758 4731 2703 1243 Proportion énergie % 100% 88% 77% 54% 31% 14% Air + 02 Nm3/h 2150 2255 2360 2570 2780 2793 Variation 100% 105% 110% 120% 129% 130% Air + 02 kg/h 3071 3168 3265 3459 3652 3616 Variation 100% 103% 106% 113% 119% 118% Impulsion comburant kg/h x Nm3/s 1834 1985 2140 2469 2820 2806 Variation 10( .. .'?8",. 35% 54% Tableau 2 Case Case 1 Case 2 Case 3 Case 3 Cases Case 6 Natural gas flow Nm3 / h 1000 900 800 600 400 250 Air flow Nm3 / h 0 283 565 1131 1698 2123 Oxygen flow Nm3 / h 2150 1881 1611 1072 533 129 Oxidizer content 02% 100% 90% 79% 59% 40% 25% Flue gas flow Nm3 / h 3199 3108 3016 2833 2651 2514 Flue gas flow variation% ..., - .. ~, 89 ~, Flue gas flow kg / h 3852 3755 3657 3462 3268 3123 Flue gas flow variation 100% 97% 95% 90% 85% 81% Content 02 fumes% dry 2.05% 2.05% 2.05% 2.05% 2.05% 2.05% Energyprocess kW 8785 7810 6835 4885 2935 1472 Proportion energy% 100% 89% 78% 56% 33% 17% Air + 02 Nm3 / h 2150 2163 2177 2204 2231 2252 Variation 100% 101% 101% 102% 104% 105% Air + 02 kg / h 3071 3053 3034 2997 2960 2933 Variation 100% 99% 99% 98% 96% 95% Oxidizing impulse kg / hx Nm3 / s 1834 1834 1834 1834 1834 1834 Variation 100%%, 100%%, 100%%, 100% _10_,. i00% Table 1 Case Case 1 Case 2 Case 3 Case 4 Case 5 Case 6 Natural gas flow Nm3 / h 1000 900 800 600 400 250 Airflow Nm3 / h 0 396 792 1585 2377 2793 Oxygen flow Nm3 / h 2150 1859 1568 985 403 0 Content 02 oxidizer% 100% 86% 73% 51% 32% 21% Fume flow Nm3 / h 3199 3199 3199 3199 3199 3055 Fume flow variation% 10o '),;, 10o'),;, i X30? Fume flow kg / h 3852 3870 3888 3924 3959 3805 Fumes flow rate variation 100% 100% 101% 102% 103% 99% Content 02 fumes% dry 2.05% 2.05% 2.05% 2.05% 2 , 05% 2.05% Process energy kW 8785 7772 6758 4731 2703 1243 Proportion energy% 100% 88% 77% 54% 31% 14% Air + 02 Nm3 / h 2150 2255 2360 2570 2780 2793 Variation 100% 105% 110% 120% 129% 130% Air + 02 kg / h 3071 3168 3265 3459 3652 3616 Variation 100% 103% 106% 113% 119% 118% Combustive impurity kg / hr Nm3 / s 1834 1985 2140 2469 2820 2806 Variation 10 (.. 8% 35% 54% Table 2

Claims (14)

REVENDICATIONS1) Procédé à chargement discontinu pour fusion de matières à fondre dans un four à flamme équipé d'au moins un brûleur pour l'injection de combustible et d'un gaz comburant dans le four, ledit procédé comprenant : - une ou plusieurs étapes de chargement de matière solide dans le four à flamme, - une ou plusieurs étapes de fourniture d'énergie thermique au four de manière à fondre la matière solide et à obtenir du métal fondu, au moins une partie de l'énergie thermique étant fournie par la combustion dans le four du combustible avec le gaz comburant, ce gaz comburant ayant une teneur en oxygène de 80%vol à 100%vol, et de préférence de 88%vol à 100%ovol, ledit au moins un brûleur opérant à une puissance P et générant des gaz de combustion dans le four, - une ou plusieurs étapes de déchargement de la matière fondue du four, procédé dans lequel au moins une étape de fourniture d'énergie thermique comporte, une phase de conditionnement pendant laquelle (a) le au moins un brûleur opère en substance en stoechiométrie, et (b) on diminue la puissance P fournie par le au moins un brûleur, le procédé étant caractérisé en ce que quand, pendant cette phase de conditionnement, on injecte à travers le au moins un brûleur, en plus du combustible et du gaz comburant, un gaz complémentaire ayant une teneur en oxygène > 0%vol et 522vo1% de manière à maintenir constant ou quasi-constant un des paramètres de procédé suivants quand on réduit la puissance P: o impulsion totale des gaz injectés dans le four par le au moins un brûleur, o impulsion totale du comburant et du gaz complémentaire injectés par le au moins un brûleur, et o débit volumétrique normal des gaz de combustion générés par le au moins un brûleur. CLAIMS1) Discontinuous charging method for melting materials for melting in a flame oven equipped with at least one burner for injecting fuel and an oxidizing gas into the furnace, said method comprising: - one or more steps of loading solid material into the flame oven, - one or more steps of supplying thermal energy to the furnace so as to melt the solid material and to obtain molten metal, at least a portion of the thermal energy being supplied by the combustion in the furnace of the fuel with the oxidizing gas, this oxidizing gas having an oxygen content of 80% vol to 100% vol, and preferably 88% vol to 100% ovol, said at least one burner operating at a power P and generating combustion gases in the furnace, - one or more steps of discharging the melt from the furnace, wherein at least one step of supplying thermal energy comprises, a conditioning phase p wherein (a) the at least one burner operates in substantially stoichiometric manner, and (b) decreases the power P supplied by the at least one burner, the method being characterized in that when, during this conditioning phase, the through the at least one burner, in addition to the fuel and the oxidizing gas, a complementary gas having an oxygen content> 0% vol and 522vo1% so as to maintain constant or near constant one of the following process parameters when reduced the power P: o total impulse of the gases injected into the furnace by the at least one burner, o total impulse of the oxidant and the complementary gas injected by the at least one burner, and o normal volumetric flow rate of the combustion gases generated by the less a burner. 2) Procédé suivant la revendication 1, dans lequel la matière solide à fondre est du métal solide. The process of claim 1, wherein the solid material to be melted is solid metal. 3) Procédé suivant la revendication 1 ou 2, comportant une seule étape de chargement, une seule étape de fourniture d'énergie thermique et une seule étape de déchargement. 3) Process according to claim 1 or 2, comprising a single charging step, a single step of supplying thermal energy and a single unloading step. 4) Procédé suivant la revendication 1 ou 2, comportant plusieurs étapes de chargement, chaque étape de chargement étant suivie d'une étape de fourniture d'énergie thermique. 4) Process according to claim 1 or 2, comprising several charging steps, each charging step being followed by a step of supplying thermal energy. 5) Procédé suivant l'une des revendications 1 à 4, comportant une seul étape de 10 déchargement. 5) Method according to one of claims 1 to 4, comprising a single unloading step. 6) Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, pendant la phase de conditionnement, on diminue de manière continue la puissance fournie par le au moins un brûleur. 6) Process according to any one of the preceding claims, wherein during the conditioning phase, the power supplied by the at least one burner is continuously reduced. 7) Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel, pendant la phase de conditionnement, on diminue la puissance fournie par le au moins un brûleur de manière discontinue. 20 7) A method according to any one of claims 1 to 5, wherein during the conditioning phase, decreases the power provided by the at least one burner discontinuously. 20 8) Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la phase de conditionnement comprend une phase d'affinage de la matière fondue avant l'étape de déchargement. The process of any one of the preceding claims, wherein the conditioning phase comprises a refining phase of the melt prior to the unloading step. 9) Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel 25 l'étape de fourniture d'énergie thermique comporte une phase sur-stoechiométrique qui précède la phase de conditionnement et pendant laquelle on injecte par le au moins un brûleur de l'oxygène en sur-stoechiométrie. 9) A method according to any one of the preceding claims, wherein the step of supplying thermal energy comprises an over-stoichiometric phase which precedes the conditioning phase and during which the at least one burner of the oxygen in over-stoichiometry. 10) Procédé suivant la revendication 9, dans lequel la phase sur-stoechiométrique est 30 la phase initiale de l'étape de fourniture d'énergie thermique. The method of claim 9, wherein the superstoichiometric phase is the initial phase of the thermal energy supply step. 11) Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le four comporte un seul brûleur. 15 11) A method according to any one of the preceding claims, wherein the furnace comprises a single burner. 15 12) Procédé suivant la revendication précédente, dans lequel le four est un four rotatif. 12) Process according to the preceding claim, wherein the oven is a rotary kiln. 13) Procédé suivant l'une des revendications précédentes pour la seconde fusion d'un métal choisi parmi la fonte, le fer, le plomb, l'aluminium, le cuivre, l'antimoine et l'étain et les alliages desdits métaux. 13) Process according to one of the preceding claims for the second melting of a metal selected from cast iron, iron, lead, aluminum, copper, antimony and tin and alloys of said metals. 14) Procédé pour la seconde fusion de métaux suivant l'une des revendications précédentes dans lequel le gaz complémentaire est choisi parmi de l'air, de la vapeur, des 10 fumées recyclées, du CO2. 14) Process for the second metal melting according to one of the preceding claims wherein the additional gas is selected from air, steam, recycled fumes, CO2.
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BROTZMANN K ET AL: "NEW APPLICATIONS OF HOT BLAST JETS IN METALLURGICAL PROCESSES//NEUE ANWENDUNGSGEBIETE FUER DEN EINSATZ VON HEISSWINDSTRAHLEN BEI METALLURGISCHEN PROZESSEN", STAHL UND EISEN, VERLAG STAHLEISEN, DUSSELDORF, DE, vol. 123, no. 6/07, 16 June 2003 (2003-06-16), pages 67 - 72, XP001177256, ISSN: 0340-4803 *

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