Miglioramento delle prestazioni dei forni di fusione dell'alluminio
Il riciclaggio dell'alluminio utilizza forni rotativi ad alte temperature per fondere rottami e scorie che sono sottoprodotti di un precedente processo di fusione di metalli. Uno dei principali vantaggi di questi forni per fondere alluminio è la capacità di trattare un'ampia varietà di rottami riciclabili nelle fonderie. In rotazione, i materiali da fondere entrano a diretto contatto con i gas di combustione e con la parete refrattaria del forno riscaldata dal bruciatore.
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La soluzione dell'ossicombustione
Air Liquide ha sviluppato una gamma dotata di bruciatori ossicombustibili specifici per il riciclaggio di rottami di tipo II e III. I composti organici che contengono possono fungere da combustibile per risparmiare l'utilizzo di gas naturale in tubazione che alimenta i forni industriali e ridurre il costo energetico della fusione.
Grazie a due tipi di modalità di combustione, i bruciatori realizzati da Air Liquide ottimizzano il trasferimento di calore da fornire durante le diverse fasi del processo di produzione. Una prima modalità d’uso dirige la fiamma verso il carico per garantire una capacità massima di fusione dei metalli. Una seconda modalità mantiene una temperatura uniforme per prevenire l'ossidazione dell'alluminio nei punti caldi e preservare la durata dei refrattari.
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Sistema di controllo di Air Liquide
Il sistema di controllo di Air Liquide misura in continuo la temperatura dei fumi in tempo reale. I picchi di temperatura rivelano la presenza di CO incombusto rilasciato dall’incompleta combustione dei composti organici. Quando il sistema rileva un picco di temperatura, riduce l'alimentazione di combustibile al bruciatore per facilitare la combustione completa dei composti organici. Tutta l'energia termica fornita da questi composti viene utilizzata per la fusione nel forno invece di perderla in camino.
L'impianto comprende una termocoppia posizionata in un punto determinato nel camino e una valvola a risposta rapida pilotata dal sistema di controllo per regolare la portata del combustibile in base alla lettura della temperatura.
Caso pratico
Esempio di forno rotativo da 18 tonnellate per la fusione di rottami puliti, inizialmente convertito in ossicombustione con un bruciatore di Air Liquide. Il consumo di gas naturale è stato monitorato per tre mesi e confrontato con il funzionamento ad aria. La conversione della combustione con Ossigeno permette di ridurre il consumo di gas naturale del 50% e il tempo di fusione di un'ora. Durante questa prima fase, la resa metallica del 95% è rimasta simile a quella prevista con il funzionamento ad aria.
In un secondo momento, è stato messo in atto il sistema di controllo di Air Liquide con tutte le sue attrezzature per poter riciclare rottami di tipo III.
Il rendimento energetico del forno presenta risultati migliori con un consumo di gas naturale più basso del 6%, senza alcuna conseguenza sui fumi, e un leggero aumento della resa di produzione metallica. Ulteriori risparmi di combustibile dipendono dalla quantità di materie organiche contenute nel rottame.
