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Techniques Oxy-Fuel

Les différentes méthodes d'apport d'oxygène pour la fusion du verre

Accroître la proportion d'oxygène contenu dans l'air au delà de ses 21% initiaux augmente de manière significative la température de flamme obtenue à partir de n'importe quel combustible. Pas exemple, le gaz naturel brûlé dans l'air donne une température de flamme de 1160°C, mais avec un taux de 23% d'oxygène, la température atteint les 1700 °C. L'effet de l'apport d'oxygène est présenté dans le diagramme ci-dessous.

 

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Des températures de flamme plus élevées dans le four de verre améliorent le transfert de chaleur aux composants traités. Cela est dû au fait que l'efficacité des trois modes de transfert de chaleur - conduction, convection et radiation - est étroitement dépendante de la température de la flamme:
 
 
Conduction: Q µ (Tf - Tp)
Convection: Q µ (Tf - Tp)
Radiation: Q µ (Tf - Tp)
   
Où: Tf = Température de flame
  Tp = Température du produit (chaux)
 
Lorsqu'on atteint les températures de fusion du verre, le mode dominant de transfert de chaleur est la radiation. Pour la conduction et la convection, le transfert de chaleur est linéaire en fonction de la différence de température entre le verre et la flamme. Le taux de transfert de chaleur dû à la radiation est proportionnel à la différence entre la température du verre et celle de la flamme, toutes deux élevées par la quatrième force. L'oxygène augmente la température de la flamme, et donc accroît considérablement la radiation, le mode déjà dominant de transfert de chaleur. Ainsi, avec l'enrichissement en oxygène, les composants absorbent plus de chaleur, laquelle se perd moins dans le gaz de combustion sortant, et le processus de combustion en entier devient plus efficace.
 
 
Enrichissement à l'oxygène:
 
 
Dans cette technique, l'oxygène est injecté dans la principale arrivée d'air de combustion, bien en avant du point d'alimentation du four. Cet emploi d'oxygène prémélangé est très courant pour les fours de récupération, les fours à plusieurs points d'alimentation (brûleurs à air chaud ou froid) et les régénérateurs, l'apport d'oxygène permettant de renforcer le processus de combustion tout entier d'une manière efficace. L'expérience seule permet de déterminer la quantité optimale de chaleur à appliquer dans des zones précises, et de s'assurer d'une utilisation de l'oxygène en toute sécurité.
 
 
Lances à oxygène:
 
 
Cette méthode a toujours constitué le moyen le plus économique d'utiliser l'oxygène pour renforcer la combustion air-fuel. L'injection appropriée d'oxygène à côté, en-dessous ou à travers la flamme air-fuel permet aux fours de verre d'atteindre les objectifs de cycles de production en termes de de rendement du combustible, de vitesse de laminage et de qualité du verre. Les bénéfices des lances à oxygène sont encore accrus en mélangeant l'oxygène avec le combustible pour combler le manque d'oxygène dans certaines zones de combustion ou activer le processus du côté de la surface des composants, là où la température de flamme a le plus grand impact sur le transfert de chaleur au bain de fusion. Notre maîtrise technologique permet de déterminer précisément le nombre de lances, leur emplacement et les débits optimums d'oxygène à utiliser.
 
 

Dopage à l'oxygène:

Relativement nouvelle pour les fabricants de verre, cette méthode découle de l'émergence d'une nouvelle génération de brûleurs oxy-fuel développés pour la conversion des fours au 100% oxy-fuel. Le concept de dopage repose sur le positionnement de brûleurs oxy-fuel à l'intérieur du mélangeur pour augmenter l'efficacité et la stabilité de la fusion. Nous concevons sur mesure l'installation afin de procurer à nos clients les bénéfices exacts qu'ils en attendent. Le dopage oxy-fuel est traditionnellement utilisé pour augmenter le rendement d'un four à pleine capacité ou qui a été endommagé. Le retour sur investissement pour cette technologie est souvent de moins de trois mois. Les avantages sont si significatifs que beaucoup de fours ayant utilisé le dopage d'Air Products à la fin d'un cycle de production sont modifiés pour redémarrer en utilisant directement ce procédé.
 
 
Les flammes à très haute température de la combustion oxy-fuel sont dirigées sur le dessus des composants froids pour créer une énorme quantité de transfert de chaleur. Il en résulte une vitrification plus rapide, ce qui permet d'augmenter la production et de de réduire la consommation de presque tous les combustible.

Nous sommes à votre disposition pour vous conseiller dans le choix de la technique la plus adaptée pour vous, et vous tenir au courant des technologies nouvelles que nous développons pour améliorer la fabrication du verre.