(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定位置にあり且つ方向が可変な火炎を発生させるランス又はバーナーによって発生させた火炎を使用して装填物を溶融する方法であって、殆どの前記装填物が固体状態で存在する第１段階において、前記火炎は前記装填物へと向けられることと、殆どの前記装填物が溶融された第２段階において、前記火炎は、前記火炎と水平面との間の角度φが５°乃至０°になるように向けられることとを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法であって、前記第１段階中、前記火炎と水平面との間の角度φは、９０°乃至５°であることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の方法であって、前記第１段階中の前記火炎と水平面との間の角度φは、５°乃至７５°であることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１項記載の方法であって、前記火炎は、可変な軸角度を有していることを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１項記載の方法であって、前記火炎は、少なくとも１つの指向性ジェットによってつくり出され、前記ジェットは、主たる流体の少なくとも１つのジェットと、第２流体の少なくとも１つのジェットとの相互作用によって得られる方法。
【請求項６】
請求項５記載の方法であって、互いに相互作用する少なくとも１つの主たるジェットと少なくとも１つの第２ジェットとの流量の比は変更されることを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項５又は６記載の方法であって、前記火炎の方向の変化は、少なくとも１つの主たるジェットと少なくとも１つの第２ジェットとの前記相互作用のみに起因することを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項５乃至７の何れか１項記載の方法であって、前記主たるジェットが、支燃剤、燃料、又は支燃剤と燃料との予混合物を含有したジェットであることを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか１項記載の方法であって、前記装填物は、鉄若しくは非鉄金属、またはガラスの装填物であることを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項１乃至８の何れか１項記載の方法であって、前記装填物は金属であることを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１乃至８の何れか１項記載の方法であって、前記装填物は非鉄金属であることを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１乃至８の何れか１項記載の方法であって、前記装填物はアルミニウムであることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の概要】
【０００１】
本発明は、装填物を、この装填物に対する向きが可変な火炎を使用して加熱する方法であって、この向き付け可能な火炎は、特には、ランス及び／又はバーナーによって、より詳細には、支燃剤（comburant）、燃料、又は支燃剤及び燃料の予混合物を含有したジェットなどの少なくとも１種の主たるジェットを噴射する少なくとも１つの流路を具備したランス及び／又はバーナーによって発生する方法に関する。
【０００２】
本発明の背景
実際、バーナーが設計されるときに、バーナーによって使用される支燃剤及び燃料の様々なジェット又は流れの相互作用の条件が決定される。一旦バーナーが組み立てられると、動作条件のみが変更可能である。
【０００３】
産業的燃焼プロセスの動作条件は、時間と共に変化し得る。これは、本来、断続的なプロセスの場合であるが、加熱されるべき装填物の特徴が製造要件に応じて変化し得る連続プロセスの場合でもある。それは、より一般的には、エージングを受け易いか又は変わり得るその環境条件に敏感な製造ユニットの場合である。
【０００４】
バーナーの性能を変わり得る動作条件に適合させるために、オペレーターは、通常、バーナーの運転出力及び過剰量の支燃剤（超化学量論的な酸素）という２つのパラメータのみを変更し得る。
【０００５】
幾つかの燃焼技術は、不連続な動作モードを可能にしている。これは、例えば、バーナーが低又は高パルスの何れで作動されるかに応じて２つの異なる噴射システムを使用する「二重パルス（a double implusion）」バーナーと呼ばれるバーナーの場合である。これら２つの動作モードは、このバーナーの作用又は使用の範囲を広げるのに役立つ。
【０００６】
しかしながら、作用位置及び／又はモードの変更は、通常、あらゆる条件下でバーナー又はこれらバーナーを使用する方法の性能を最適にするのには不十分である。例えば、周囲温度にある固体材料の溶融炉への繰り返しの導入は、溶融装填物の必然的な劣化（品質）も、炉の過熱（装置実用寿命）もなしに、加熱能力を高めて、（生産性を高めるべく）可能な限り最速な溶解を得ることへと、オペレータ（又は、制御システム）を導くであろう。生産性と、品質及び／又は実用寿命とのこの折り合いは、特には、エネルギーを装填物へと伝達するシステムの能力に依存し、それと同時に、装填物又は炉耐火性材料の局所的な過熱を避ける。この折り合いは、溶融時間に反映されており、この時間より短いと、生産性の増加が、品質の低下又は炉の実用寿命の短縮によって相殺される。
【０００７】
国際公開第９７４４６１８号は、まず第１支燃剤の複数のジェットに囲まれ、次いで第２支燃剤の複数のジェットによって囲まれた燃料の中央ジェットを含んだバーナーを教示している。これは、火炎の位置を動作中に変更することを可能にする。
【０００８】
炉内での方向が可変な火炎の使用は、欧州公開特許第１２１３３６４号からも知られている。
【０００９】
本発明の目的
局所的な過熱を起こすことなく、装填物の加熱を制御することを提案することが、本発明の目的である。
【００１０】
本発明の説明
本発明に従うと、装填物の加熱は、第１段階において、ランス及び／又はバーナーによって発生する火炎は装填物に向けられ、第２段階において、この火炎は装填物に対して実質的に平行に向けられるものである。
【００１１】
特には、第１段階中、火炎噴射又は入射角度φは、約９０°乃至５°、典型的には約９０°乃至１０°であり得る。第２段階中、火炎噴射又は入射角度φは、典型的には、約５°乃至０°である。
【００１２】
本発明の文脈では、噴射又は入射角度は、水平面に対する火炎の角度φを意味している。入射角がゼロのとき、火炎は、水平であり、装填物の自由面（la surface libre）又は曝露面によって定義された平面に対して平行である（固体装填物の場合であって、この自由面の凹凸は無視する）。入射角がゼロでないとき、火炎は、水平面下に傾けられており、炉の溶融端の炉床に向けられている。９０°の噴射角φでは、火炎は、装填物へと向けられており、この装填物の自由面によって定義された平面に垂直である。０°の噴射角φでは、火炎方向は、装填物の自由面によって定義された平面に対して平行である。
【００１３】
好ましくは、第１段階中の火炎噴射角度φは、５°乃至７５°、より好ましくは、２５°乃至４５°である。
【００１４】
バーナー／ランスは、有利には、耐火性ポート（例えば、セラミック製）を具備している。
【００１５】
このようにその方向が変更されねばならない火炎は、好ましくは、固定位置を有したランス及び／又はバーナーを使用して発生される。これは、機械的手段以外によって火炎の位置を変位させることを必要とする。実際、機械的手段は、特には、高温の火室などの好ましくない環境において、機能障害の原因となり得る。
【００１６】
特に、固定位置を有したランス及び／又はバーナーの場合、火炎は、主たる又は第１ジェットと呼ばれる少なくとも１つの流体のジェットと、第２ジェット又はアクチュエータと呼ばれる流体の少なくとも１つの他の流体のジェットとの間での相互作用の結果得られる、方向が可変な少なくとも１つのジェットによって作り出され得る。
【００１７】
主たるジェットは、有利には、支燃剤、燃料、又は支燃剤と燃料との予混合物を含有したジェットである。
【００１８】
ランス／バーナーは、実用的には、互いに中心を同じくして配置された、少なくとも１つの支燃剤噴射流路と、少なくとも１つの燃料噴射流路とを具備し得る。また、ランス／バーナーは、独立した、好ましくは互いに平行である、少なくとも１つの支燃剤噴射流路と、少なくとも１つの燃料噴射流路注入路とを具備しても良い。
【００１９】
或る代案に従うと、火炎は、可変な軸角度（ouverture）も有している。用語ジェット又は火炎の「軸角度」は、一般には、ラインから噴出するジェットについての、このラインの長手方向の軸と、ジェット／火炎表面の母線との間の角度を意味している。
【００２０】
より詳細には、火炎は、可変な方向（及び、任意に軸角度も）に由来する少なくとも１つのジェットから作り出されても良く、前記ジェットは、主たる流体の少なくともジェットと、第２流体の少なくとも１つのジェットとの相互作用の結果得られる。好ましくは、互いに相互作用を及ぼす少なくとも１つの主たるジェットと少なくとも１つの第２ジェットとの流量の比は変更され、より好ましくは、火炎の方向の変更は、少なくとも１つの主たるジェットと少なくとも１つの第２ジェットとの相互作用の結果のみに起因する。
【００２１】
この噴射は、炉内に入るエネルギーを増加させず、溶融された装填物の品質を劣化させずに装填物への熱伝導を高めるのと同時に、炉の実用寿命を低下させずに生産性を高めるべく、火炎と装填物との間の熱抵抗を動作中及び連続的に変更するのに適している。
【００２２】
本発明に従う方法の性能は、閉ループ又は開ループにおいて制御され得る。
【００２３】
このように、本発明の方法は、例えば：
−主たる流体の少なくとも１つのジェットを噴射する工程と、
−第２流体の少なくとも１つのジェットを噴射する工程と、
−主たる流体の少なくとも１つのジェットを、第２流体の少なくとも１つのジェットと相互作用させて、この相互作用の結果得られる少なくとも１つのジェットを発生させる工程であって、前記相互作用は、前記得られたジェットの方向及び／又は軸角度の変更と、それによる火炎の方向及び／又は軸角度の変更を可能にする工程と
を含んだ方法であり得る。
【００２４】
好ましくは、ランス／バーナーの製造費用と、更には、複数のアクチュエーテッドジェット（les jets actionneurs）が別個に制御されるべき場合の、流体の供給及びこの流量の制御を行うシステムの費用とを削減するために、得られるジェットへの所望の効果を得るべく主たるジェットと相互作用する補助ジェットの数は最小限にされる。一方向性の効果は、好ましくは、単一のアクチュエータ（un seul actionneur）を用いて得られ得る。（ジェット／火炎の方向は、流れ方向、即ち上流から下流へと向けられた流体の流れ断面に対して垂直な単位ベクトルであると定義される）。
【００２５】
第２ジェット又はアクチュエータジェット中の流体の種類は、目的の用途に応じて選択される。実際、主たるジェットのため及びアクチュエータジェットのために、しばしば、同じ流体が使用される。しかしながら、例えば、空気ジェットの偏向（deviation）の制御のため、空気と（それより低密度の）ヘリウムとの混合物を使用すること、又は、水蒸気の第２ジェットを用いて、燃料がプロパンである火炎中での燃焼排ガスの同伴を増加させて、燃料及び／又は支燃剤の主たるジェットを制御することが考えられる。
【００２６】
第２ジェット又はアクチュエータを製造するために使用される流体の物理化学的性質に関して、それらは、得られる流れの或る特性を制御するために選択され得る。例えば、主たる燃料（例えば天然ガス）及び支燃剤（例えば空気）のジェットの混合物の反応性は、酸素（又は他の支燃剤）及び／又は水素（又は他の燃料）の使用によって変更され得る。
【００２７】
このように、本発明は、装填物を、本願において説明されるバーナー又はランスなどの、火炎を発生させるツールを使用して加熱する方法であって、装填物に対する火炎の方向（及び／又は軸角度）を変更するために、一方では支燃剤及び／又は燃料及び／又は予混合物のジェットのパルスと、他方では補助燃料のジェットのパルスとの比が、必要に応じて変更される方法を包含している。
【００２８】
本発明の方法の或る場合では、燃料噴射流量はゼロであり得る。この場合、火炎を発生させるツールは、そのジェットが可変な方向（及び任意に軸角度）を有した（例えば、酸素などの支燃剤を噴射するための）ランスである。明らかではあるが、ランスは、燃料、液体及び／又はガス及び／又は固体を噴射するのに使用されることもでき、例えば微粉炭ランスである（石炭などの固体粉末を推進する空気などのガス）。
【００２９】
もし、主たるジェットと第２ジェットとの相互作用の直前で、ランスの先端が、末細／末広部分を具備したノズル（文献では、ラバルノズルとも呼ばれている）を備えていれば、末広部分の出口で、主たる流体の超音速ジェットを（それ自体が文献において知られている方法で）得ることができ、この超音速ジェットは、例えば、この場合、可変な方向（任意に、その超音速を概して失ってしまうことによる可変な軸角度，これにより、或るプロセスにおいて、亜音速と超音速とを交互に生み出すのに役立つ）を有し得る酸素の超音速ジェットである。
【００３０】
ラバルノズルから噴出する流体ジェットの速度が（ラバルノズルの上流の圧力が下がることにより）亜音速に過ぎないときに好ましいのだが、主たるジェットを第２ジェットを用いて調節することが任意に可能である。亜音速噴射相では、これは、本願において説明される方法で主たるジェットを調節することによって、装填物全体を「掃射する」のに役立ち、超音速相では、超音速の主たるジェット（転換炉、電気炉などでの冶金での用途）について、調節をより限られたものにするか、又は調節なし（同様のゼロ運動量の際の低運動量の補助ジェット）に済ますのに役立つ。
【００３１】
代案に従うと、火炎は、装填物の表面の少なくとも一部を掃射するために偏向される。それにより、例えば、少なくとも２つの正割面での火炎方向の変更（例えば、炉の幅に応じた偏向及び炉の長さに応じた偏向）を達成するために、少なくとも２つの補助ジェットを使用して火炎の方向を変えることが可能である。これは、特には、局所的な過熱なしに、装填物の表面全体をカバーすることに役立つ。
【００３２】
例
この噴射は、図面と組み合わせて、非限定的である以下の実施形態からより十分に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の方法において使用可能なランス又はバーナーでのジェットの相互作用の概略図。
【図２】方法の性能の制御についての概略図。
【図３Ａ】得られるジェット／火炎の方向を制御するアクチュエータジェットの概略図。
【図３Ｂ】得られるジェット／火炎の方向を制御するアクチュエータジェットの概略図。
【図４Ａ】得られるジェット／火炎の軸角度を制御するアクチュエータジェットの概略図。
【図４Ｂ】得られるジェット／火炎の軸角度を制御するアクチュエータジェットの概略図。
【図５】様々な入射角での、噴射点からの距離の関数としての熱流密度を示した図。
【図６】アクチュエータジェットの主たるジェットに対する流量の比の関数としての、装填物への熱伝達を示した図。
【図７Ａ】装填物の加熱方法の概略図。
【図７Ｂ】装填物の加熱方法の概略図。
【図８】火炎の横方向の変位を示した概略図。
【００３４】
図１は、火炎の方向（及び任意に軸角度）を変更する方法に使用可能なバーナー又はランスの概略を示している。
【００３５】
主噴射器７から噴出する主たるジェット３は、第２噴射器４から噴出するアクチュエータジェット２と相互作用をし、アクチュエータジェット２がない場合のジェット３と異なる方向及び／又は軸角度を有する合成ジェット１をつくり出す。
【００３６】
第２噴射器４によって運ばれるアクチュエータジェット２は、材料５、例えば流路７を囲ったブロックを貫通しているラインの形態を有しており、前記アクチュエータジェット２は、第２噴射器４を介して、好ましくはジェット３に対して実質的に垂直に終端することが、図１からわかり得る。主たるジェット３は、ここで、材料５の内部、即ち、主噴射器７からのジェットの放出の前へと流れる。
【００３７】
これらジェット間の相互作用は、好ましくは、（示したように）主たるジェットを配送する手段（チューブ、耐火性ポートなど）の内部であって、この手段から主たるジェットが流れ出す前、又は、任意に、主たるジェットがこれら手段から噴出する場所若しくはこの場所の近くで起きる。
【００３８】
図２は、ランスから又はバーナーからのジェットの性能を、本発明に従うジェットのシステムを使用して制御する方法の概略を示している。
【００３９】
センサ１４、１６及び１７は、この方法及び／又は火室及び／又はバーナーの燃焼排ガスと動作条件とを特徴付ける量を測定した。これら測定値は、ライン１８、１９及び２０を介して、コントローラ１５へと伝えられる。後者は、これら特徴的な量に対して設定された設定値に従って、その特徴的な量をそれらの設定値に維持するために、アクチュエータの動作パラメータを決定し、ライン２１を用いて、これらパラメータを、アクチュエータ１１の制御部材へと伝える。
【００４０】
図３Ａ及び図３Ｂは、ジェット／火炎の方向を制御するアクチュエータの概略を示している。
【００４１】
図３Ａは、互いに例えば９０°の位置にそれぞれ配置されており、主たるジェット３０の方向に対して垂直な入射角で噴出している４つのアクチュエータジェット３１、３２、３３及び３４を含んだジェット３０の正面図を示している。図３Ｂは、図３Ａのアセンブリの側面図を示している。アクチュエータジェット３１及び３３は示されていない。
【００４２】
アクチュエータジェットがない場合、主たるジェット３０は、図３Ａの面に対して垂直に流れ、噴射器３３内へのジェット噴射は、図３Ａの合成ジェットを右向きに（３１に向けて）、即ちジェット３３の流れ方向と同じ向き（及び同じ方向）に偏向させる。ジェット３４が同時にアクチュエートされる場合、ジェット３３及び３４の相対運動量に応じて、（図３Ａの面に投影された）或る方向に偏向した合成ジェットを得ることができ、この方向は、ジェット３３及び３４の方角（図３Ａにおける右向き及び下向き）の間で連続的に変化し得る。
【００４３】
図４ａ及びｂは、ジェット／火炎の軸角度を制御するためのアクチュエータの概略を示している。
【００４４】
図４ａは、噴射デバイスの長手方向の断面を示しており、ここでは、主たるジェット５５（図では、左から右へと流れている）は、アクチュエータジェット（図４ａのＡＡに沿った正面図である図４ｂに示されている）５１、５２、５３及び５４にぶつかり、これらは、主たるジェット５５に接線的にぶつかり、それにより、これら様々なジェットのパルスに応じ、主たるジェット５５をより大きく又はより小さく「開く」ことを可能にする。この軸角度の効果は、本質的に、アクチュエータジェットと主たるジェットとは交差軸を有していないけれども、これらジェットは適度な物理的相互作用を有しているという事実に因るものである。これは、主たるジェットの自転をもたらし、それにより、ジェット／火炎の軸角度の変化をもたらす。
【００４５】
方向及び軸角度の効果を同時に得るためには、上述の段落の教示を併用する。
【００４６】
図５は、装填物に対する火炎の入射角に従う、バーナー軸上にある反応物質の噴射点からの距離の関数としての、火炎によって装填物へと伝達される熱流の３つの曲線を示している。装填物へと伝達される熱流の非常に鋭い増加が、火炎の入射角の増加に伴って観測される。ゼロの入射角（φ＝０、図７Ｂ参照）では、熱流は、火炎の長さ全てに亘って実質的に一定である。１５°の入射角では、伝達される流束は迅速に増加し、その後、ポイントＡから僅かに減速する。一方、３０°の火炎入射角では、伝達される流束は、ポイントＢまで極めて迅速に増加し、その後、実質的にポイントＡまで低速で増加し、そこからその伝達は減少する。
【００４７】
図６は、主たるジェットのアクチュエータジェットとの相互作用によって生じた方向が可変な火炎による、装填物への熱伝達を示している。より詳細には、図６は、燃料ジェット及び支燃剤ジェットの双方（別々の噴射を用いるバーナーでの）について、アクチュエータジェットの流量の主たるジェットの流量に対する比の関数として導出される熱流（ここでは、主たるジェットの流量の百分率としても示されている）を示している。始めは装填物の上に平行に噴射された各ジェットは、漸次、装填物へと向きが変えられ、それにより、装填物への熱伝達を増加させる。
【００４８】
本発明を、任意の装填物を加熱するのに使用されるバーナーの場合について、以下に例証する。任意の装填物は、金属装填物、又は、溶融及び／又は高温まで加熱され、その後、前記高温に保たれねばならない他の装填物，例えば、鉄若しくは非鉄金属、ガラス、セメント，又は、対照的に、液浴から乾燥されねばならない装填物であり得る。
【００４９】
本発明を、電気アーク炉における鋼処理ツールに適用することが可能である。例えば、このツールは、金属を加熱し、それを特には溶解の開始と同時に溶融させるのに役立つ火炎（通常、亜音速）を具備している。この火炎は、本願において説明されるように、火炎を装填物へと向けて変位させるために、バーナー本体の方向を変える大規模な機械的手段を必要とせずに、各主たるジェット（支燃剤、燃料、予混合物）又は少なくとも１つの主たるジェットに、その方向（及び任意にその軸角度）を変更する１つのアクチュエータジェットを与えることによって可変な方向を有し得る。
【００５０】
このツールの中心には、酸素、窒素などの噴射ガス用の超音速噴射流路（ラバルノズルを備えている）が一般には設けられている。この流路は、ジェット（亜音速又は超音速）の方向を変更するための補助ジェット噴射流路を備えていても良い。また、アクチュエータジェットは、例えば速度が亜音速であるときに、主たるジェットの軸角度を増加させるように提供され得る。一般に、超音速にある主たるジェットに対しては、このアクチュエータジェットの動作は避けられる。なぜなら、この場合、この超音速ジェットの侵入を増加させるためには、一般に、このジェットの軸角度をできるだけ小さく保つようにするからである。
【００５１】
或る動作段階では、ノズル（末細／末広）の出口でのその初期速度に近い速度をできるだけ長く保つために、超音速にあり、炎に囲まれた中心のジェット（例えば、酸素、窒素など）が使用され得る。
【００５２】
電気炉内での方法の工程に応じて、火炎は、任意に、多少幅広い軸角度（即ち、多少長い距離沿っての、超音速ジェットのカバー）を有し得る。
【００５３】
以下の例は、装填物、例えば金属装填物（固体及び／又は液体の部分を含み得る）を溶融させる方法における、本発明を使用するバーナーの装填物への熱伝達の制御に関する。これら例は、特には上記の制御方法を使用して実施され得る。
【００５４】
アルミニウム溶鉱炉は、一般には、炉の溶融床（le bassin de fusion）を囲んだ１つ以上のこれら側壁に据えられており、金属が完全に溶融しているとき（液体）にその流束線の上に位置している１つ以上のバーナーを備えている。水平のときの火炎の軸は、この流速線の上、１０乃至１００ｃｍ、好ましくは４０乃至８０ｃｍの高さに位置している。
【００５５】
例１：炉内の固体材料の場合
この例では、噴射は、火炎の入射角が可変であるように使用される。各流体ジェットは、噴射器を介して、炉のチャンバ内へと噴射される。
【００５６】
アルミニウム溶鉱サイクルの第１部分では、金属が、主に、固体状態で存在しているとき、火炎は、それがゼロでない入射角を有するように調節される（５°乃至７５°、好ましくは２５°乃至４５°の火炎の軸）。この調節は、（図６の助けを借りて説明されたように）バーナーの熱伝達を著しく向上させるのと、それにより、溶融時間を短縮させるのとに役立つ。
【００５７】
固体金属の金属ブロックの殆どが溶融されたとき、火炎は、ゼロの入射角を有するように調節される。それ故、火炎は、液体金属の流束線に平行である。この調節は、エネルギーを装填物へと伝達し続けるのと、金属の溶融を完了させることか又は既に溶融した金属の過熱及び結果として火炎又は燃焼排ガスによるその酸化を制限することによってそれを洗練するのとに役立つ。
【００５８】
上記した火炎の両極端の位置の間（正の入射角及びゼロ入射角）で、このサイクルの第１部の最中に、中間の固定調節を採用することが可能であり、ここでは、火炎による炉装填物のカバー面積（火炎による浴上の投影面積）と熱伝導強度との折り合いをつけるために、火炎の入射角は、５°乃至３０°、好ましくは１０°乃至２５°である。図７Ａ及びＢは、加熱プロセスの２つの段階での、装填物に対する火炎の位置を例証している。
【００５９】
図７Ａは、本発明に従って金属浴の上方に位置した２つの火炎をつくる２つのバーナーを備えた、アルミニウム溶鉱炉の平面図を示している。
【００６０】
火炎によって生じた燃焼排ガスは、炉の煙突を介して排出される。
【００６１】
図７Ｂは、火炎のうちの１つの高さでの、同じ炉の側面図を示している。
【００６２】
図７Ｂの下部では、火炎は、好ましくは固体金属が溶融物中にまだ存在しているときに、水平面に対して角度φに傾いており、一方、この図の上部では、火炎は、ゼロ入射角（φ＝０）に位置している。
【００６３】
火炎のその両極端の位置の間（正の入射角及びゼロ入射角）で、火炎の入射角は、このサイクルの第１部分の最中、周期的に変えられても良い。
【００６４】
例えば、第１段階では、炉のオペレーターは、任意には手動で、入射角を５°乃至４５°又は１０°乃至４５°に変更しても良く、その後、第２段階で、０°に戻しても良い。好ましくは、バーナーは、バーナー制御比、即ち、主たるジェットとアクチュエータジェットとのパルスの比及び結果的に浴への火炎の入射角を周期的に調節すべく、制御ユニットを用いて制御される。制御ユニットからの制御信号は、０．０５Ｈｚ乃至１００Ｈｚの可変周波数を持つ正弦波、三角波、矩形波などでも良く、好ましくは、０．１乃至１０Ｈｚの周波数の三角波であり得る。火炎の位置の周期的な変更は、熱伝達を炉内で均一にするのと、それにより、固体成分をより迅速に溶融させるのとに役立つ。
【００６５】
例２：装填物への均一なエネルギー伝達
この例では、図８に示すように、火炎の水平方向の向きを、各噴射器の制御比に応じて、所望の通りに変更できるように、本発明の噴射器が使用される。
【００６６】
各流体ジェットは、このような噴射器を介して炉のチャンバ内へと噴射されるが、同一水平面又は互いに僅かに（例えば、ジェットの径の１乃至２倍）離れた複数の水平面に位置する噴射点から噴出するジェットに関しては、外側を流れるジェット（les jets peripheriques）が偏向されるべき他のジェットと相互作用を起こし得るときには、その外側を流れるジェットのためだけにこれら噴射器を使用することが十分であり得る。
【００６７】
各主たるジェットに２つの側方アクチュエータジェットを備えるか、又は、外側を流れる各主たるジェットに、この主たるジェットを、水平方向で、互いに反対向きにアクチュエート可能な１つのアクチュエータジェットのみを備えるかの何れにより、２つの左向き及び右向きの２つの向きで、水平方向の変位を得ることができる。また、主噴射器の軸は、制御比がゼロのときに、火炎が、自然と、図８のバーナーの軸Ｘ−Ｘ’に関して（左向き又は右向きに）偏向するように変位されることもでき、それにより、制御システムの制御比を漸次増加させることによって、火炎の向きを変えること（即ち、制御比がゼロでないときに、軸Ｘ−Ｘ’に沿ったジェットを得ること）ができる。
【００６８】
可変な火炎の向きを有した１つ以上のバーナーの使用は、火炎の水平移動による装填物のカバー面積を増加させるのに役立つ。
【００６９】
（燃焼排ガスジェットのパルスは、単に、バルブの軸角度を変えることによって制御することができ、バルブの軸角度の増加は、他の全てのものは等しいままでの、ジェットの流量の増加に比例するという条件で、上で使用された表現である制御比は、アクチュエータジェットの流量の、主たるジェットに対する比として定義されている。）
バーナーの制御比がゼロであるとき、火炎は、バーナーの中立軸に向き、この火炎は、装填物の或る一部を覆う。制御比のうちの１つがゼロでないとき、火炎の位置が動かされ、火炎は、装填物の他の部分を覆う。
【００７０】
図８は、装填物の上方にある火炎の水平変位の一例を示している。各主たるジェット１３０、１３２（支燃剤又は燃料）は、アクチュエータジェット１３１、１３３が与えられている。図８の上部では、ジェット１３０の制御比ＣＲは、ゼロであり、即ち、流体は流路１３１内には噴射されていない。しかしながら、ジェット１３２の制御比ＣＲは正であり、これは、１３３が、図の下部から上向きに作用しているため、アクチュエータジェット１３３は、主たるジェット１３２を、この図において上向きに、即ち、バーナー軸Ｘ−Ｘ’に対して左向きに偏向させている。
【００７１】
図８の中央部では、２つの主たるジェット１３０及び１３２の制御比がゼロであり、（ＣＲ＝０）、そのため、作動中のアクチュエータジェットはなく、火炎は、軸Ｘ−Ｘ’に沿って伝播している。
【００７２】
図８の下部では、ジェット１３０及びジェットの制御比ＣＲは正であり、図における火炎の下向き（平面図においては右向き）の偏向をもたらし、主たるジェット１３２及びアクチュエータジェット１３３はゼロ制御比を有している（ジェット１３３はない）。
【００７３】
例１に示されているように、炉のオペレーターは、火炎の位置を変更するために、手動で、周期的であってもそうでなくとも、制御比を変化させることができる。制御比も、バーナーの制御比を周期的に調節するための制御ユニットを使用して調節され得る。
【００７４】
このように、各バーナーは、装填物のより広い範囲を覆うことができ、熱伝達の均一性を与え、それにより、耐火材料が浴（例えば、再循環されたか、又は溶融中の金属の酸化による形成途中にあるアルミニウム系廃棄物）中に含まれている場合に起こり得るホットスポットの形成を制限し、それにより、一定の能力での溶融プロセスを促進させるため又は一定の溶融時間でのエネルギー消費を低減させるために、全体的な熱伝達を与える。
【００７５】
例３：装填物への入射角が可変な火炎は、装填物を横方向に掃射する。
【００７６】
例４：閉ループ制御
本発明のこの例示的実施形態は、例えば、炉に取り付けられた様々なタイプのセンサ及び、特には、熱流、温度又は考えられる化学組成のセンサ（例えば、ＴＤＬ式レーザダイオード）によって与えられる様々な炉の動作パラメータに応じて、火炎の横及び縦移動を制御するのに役立つ。
【００７７】
−センサが測定用デバイスである制御ループは、装填物への熱伝達又はアルミニウム浴の酸化のイメージを得るのに役立ち、この情報は、装填物への伝達を、上で説明したように、アクチュエータジェットの流量を調節することによって増減させるのに役立つ。
【００７８】
−浴の少なくとも一部が液体状態で存在しているときに、火炎の位置をこの浴の温度の測定値に基づいて制御する制御ループ。浴の温度が、例えばアルミニウムについては６５０乃至７５０℃である値Ｔc未満である限り、火炎は、この浴に対して、ゼロでない入射角を維持し、熱伝導を最大にしなければならない。値Ｔcに近付いたら、特には、目標値に達したときに、装填物の酸化のリスクを制限するべく、火炎は、漸次引き揚げられ、この浴から離れていく。その後、火炎の入射角は、温度をその目標値に維持するように調節される。
【００７９】
−火炎の位置を、熱流の測定値に基づいて制御する制御ループ。  
場合により、この熱流は、浴内に２つの異なる深さで浸けられているが、炉の炉床に対して垂直な同じ母線上にある２つの熱電対間の温度の読みの差から値を求めることができる。  
また、この熱流は、そこでの温度差を測定することによって同様に計算されるこの炉の炉床を通る熱伝達からも推論され得る。耐火性材料からなるこの炉床の高い抵抗値おかげで、著しい温度勾配を得るのは容易である。  
また、この熱流は、例えば溶融チャンバのアーク内に位置した流束計によって監視され得る。実際、他の全てのものが等しいままでの、アークによって受け取られ、流束計によって観察される流束の減少は、装填物へと伝達される熱流の増加に少なくとも部分的に対応するであろう（装填物へと伝達される熱流（即ち、壁の損失）の絶対値を知ることは、それに対応した信号の時間変化に比べると、さほど重要ではない）。  
装填物は、装填物に対して正の入射角を成す火炎を用いて、溶融し始める。この入射角は、装填物へと伝達される流束が高いままである限り維持される。この流束が減少して、装填物の温度の上昇とその熱吸収能力の低下とが明らかになったら直ぐ、火炎は、装填物の酸化及び過熱のリスクを制限するべく、漸次、それをこの浴から離れるように引き揚げられる。
【００８０】
−炉を通る、又は炉の内部，例えば、炉の燃焼排ガスマニホールドの前、浴の上方、入射火炎とアルミニウム浴との間など，を通る燃焼排ガスの組成の測定であって、ＣＯなど、アルミニウム浴の酸化を知らせてくれる１つ以上の種を検出するための測定に基づいて、火炎の位置を制御する制御ループ。  
ａ．燃焼排ガスの組成は、それ自体が知られている方法で、抽出及びその後の分析（従来の分析器、ＴＤＬなど）によってか、又はその場での吸収（レーザーダイオードなど）若しくは電気化学的プローブによって測定することができる。  
ｂ．溶融は、装填物に対して正の入射角を成す火炎で始まり、この入射角は、装填物の酸化の痕跡が安定且つ少量である限り、維持される。酸化の痕跡の濃度が増加したら直ぐ、この痕跡の濃度を制限し、それにより装填物の酸化を制限すべく、上で説明したように主たるジェットをアクチュエータジェットによって調節することにより、火炎は、漸次、この浴から離れるように引き揚げられる。
【００８１】
ｃ．更には、火炎の位置は、設定値に達するように、及び、酸化の痕跡の濃度設定値を維持するように調節され得る。超えてはならない濃度閾値を決定するのと、これを達成するように火炎の入射角を永続的に調節するのとは、実際に可能である。
【００８２】
装填物が少なくとも部分的に冷たい固体からなる全ての場合において、温度が適度なまま，例えば、アルミニウムについては６００℃，である限り、酸化速度は低いままなので、装填物に対する火炎の入射角は正にされ得ることに気付くはずである。装填物が本質的に液体になったとき、使用される調節は、金属の温度上昇とその酸化とを防ぐのに重要になる。アルミニウム以外の材料の加熱、例えばガラス溶融物の加熱などへの本発明の適用に関し、材料によって異なるが、それ自身が当業者によく知られている温度及び基準のために同様の制御原理が適用される。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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