JP2001027482A - 銅溶解炉 - Google Patents
銅溶解炉Info
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
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- Combustion Of Fluid Fuel (AREA)
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
- Furnace Details (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 より優れた熱効率を有し、銅材料を炉底部よ
り円滑に溶解させることができる銅溶解炉を提供するこ
と。 【解決手段】 シャフト型の溶解炉１の底部寄り位置へ
当該溶解炉１の外周部から内部へほぼ放射状に臨む状態
に多数のリジェネレーティブバーナ２を設けたことを特
徴とする。溶解炉１のリジェネレーティブバーナ２より
も上位位置に、外周部から溶解炉１内へ臨むように高温
の還元性雰囲気ガスを供給する雰囲気ガス供給配管８を
設けるのが好ましい。
り円滑に溶解させることができる銅溶解炉を提供するこ
と。 【解決手段】 シャフト型の溶解炉１の底部寄り位置へ
当該溶解炉１の外周部から内部へほぼ放射状に臨む状態
に多数のリジェネレーティブバーナ２を設けたことを特
徴とする。溶解炉１のリジェネレーティブバーナ２より
も上位位置に、外周部から溶解炉１内へ臨むように高温
の還元性雰囲気ガスを供給する雰囲気ガス供給配管８を
設けるのが好ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一般的には銅溶解炉
に関するものであり、さらに具体的には、電気銅，リン
脱酸銅その他精錬を要しない銅のスクラップやビレット
を連続溶解させるのに適する銅溶解炉に関するものであ
る。
に関するものであり、さらに具体的には、電気銅，リン
脱酸銅その他精錬を要しない銅のスクラップやビレット
を連続溶解させるのに適する銅溶解炉に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、電気銅やリン脱酸銅のように純銅
又は純銅に近く精錬を要しない銅を溶解する銅溶解炉に
は、図４で示すようなシャフト型（炉本体が円筒縦型で
あるところから一般にシャフト炉と通称されている）の
溶解炉が使用されている。図４の溶解炉１は、外殻部１
１の内側に耐火材からなる厚い耐火層１２を設けた円筒
縦型（シャフト型）の炉本体１０と、銅のスクラップや
ビレット等の銅材料ａを投入するための開閉可能な投入
口１５が側部に設けられた炉頂部１４とから構成されて
いる。投入口１５には、銅材料ａを運搬する運搬手段１
６を導くための通路１７が設けられている。
又は純銅に近く精錬を要しない銅を溶解する銅溶解炉に
は、図４で示すようなシャフト型（炉本体が円筒縦型で
あるところから一般にシャフト炉と通称されている）の
溶解炉が使用されている。図４の溶解炉１は、外殻部１
１の内側に耐火材からなる厚い耐火層１２を設けた円筒
縦型（シャフト型）の炉本体１０と、銅のスクラップや
ビレット等の銅材料ａを投入するための開閉可能な投入
口１５が側部に設けられた炉頂部１４とから構成されて
いる。投入口１５には、銅材料ａを運搬する運搬手段１
６を導くための通路１７が設けられている。
【０００３】シャフト型の炉本体１０の内底部分は逆円
錐台状の円錐面１０ａに形成されており、炉本体１０の
内底部から外部に向けて溶湯を導出する緩やかな傾斜の
樋１３が形成されている。炉本体１０の底部寄り位置
（炉内底部から投入口１５までの高さである炉高の１／
３以下のレベル）には、垂直方向に対して複数（通常２
〜４）の段になり、水平方向には外周部から内部へ放射
状に臨むように多数のバーナ５が設けられている。炉内
に投入された銅材料ａは、各バーナ５からの燃焼フレー
ムが外周部へ直接当たることにより予熱されながら下部
外周部から順次溶解し、その溶湯は湯溜まりを造ること
なく傾斜した炉内底面に沿って樋１３へ流れるようにな
っている。したがって、各バーナ５からの燃焼ガスの燃
焼制御が適切である限り、炉内の銅材料ａは炉底部にゆ
く程周辺部が溶融することによりいわゆるペンシル形状
をなす。
錐台状の円錐面１０ａに形成されており、炉本体１０の
内底部から外部に向けて溶湯を導出する緩やかな傾斜の
樋１３が形成されている。炉本体１０の底部寄り位置
（炉内底部から投入口１５までの高さである炉高の１／
３以下のレベル）には、垂直方向に対して複数（通常２
〜４）の段になり、水平方向には外周部から内部へ放射
状に臨むように多数のバーナ５が設けられている。炉内
に投入された銅材料ａは、各バーナ５からの燃焼フレー
ムが外周部へ直接当たることにより予熱されながら下部
外周部から順次溶解し、その溶湯は湯溜まりを造ること
なく傾斜した炉内底面に沿って樋１３へ流れるようにな
っている。したがって、各バーナ５からの燃焼ガスの燃
焼制御が適切である限り、炉内の銅材料ａは炉底部にゆ
く程周辺部が溶融することによりいわゆるペンシル形状
をなす。
【０００４】各バーナ５は例えば図５で示されているよ
うに、基端周壁に多数の小孔を有する内管と外管とから
なる混合筒５０を備えており、空気配管５２を通じて高
速で混合筒５０内へ送り込まれた燃焼空気と、燃料ガス
の配管５１を通じて混合筒５０内へ送り込まれた燃料ガ
スが混合筒５０内で混合され、この混合ガスが点火プラ
グ５６により点火されて燃焼するようになっている。燃
焼空気は図示しないエアーヒータによって加熱（２００
℃〜５００℃）され、バタフライ弁５２ａを有する空気
配管５２を通じてバーナ５に送られるが、バタフライ弁
５２ａの直後で空気信号をとって比例調節計５３を作動
させ、燃料ガスのガス圧を制御する。燃料ガスは、比例
調節計５３の直後に設置されたニードル弁５４により微
調節され、混合筒５０で空気と混合され、バーナスロー
トを経て炉内に噴射される。空気配管５２における空気
信号取り出し部の直後にオリフィスプレート５５を設置
し、このオリフィスプレート５５の位置調整により、混
合筒の断面内における酸素量の均一化を図っている。
うに、基端周壁に多数の小孔を有する内管と外管とから
なる混合筒５０を備えており、空気配管５２を通じて高
速で混合筒５０内へ送り込まれた燃焼空気と、燃料ガス
の配管５１を通じて混合筒５０内へ送り込まれた燃料ガ
スが混合筒５０内で混合され、この混合ガスが点火プラ
グ５６により点火されて燃焼するようになっている。燃
焼空気は図示しないエアーヒータによって加熱（２００
℃〜５００℃）され、バタフライ弁５２ａを有する空気
配管５２を通じてバーナ５に送られるが、バタフライ弁
５２ａの直後で空気信号をとって比例調節計５３を作動
させ、燃料ガスのガス圧を制御する。燃料ガスは、比例
調節計５３の直後に設置されたニードル弁５４により微
調節され、混合筒５０で空気と混合され、バーナスロー
トを経て炉内に噴射される。空気配管５２における空気
信号取り出し部の直後にオリフィスプレート５５を設置
し、このオリフィスプレート５５の位置調整により、混
合筒の断面内における酸素量の均一化を図っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の銅溶解炉では、
バーナ５の混合筒５０に送られる空気の温度が低いため
に熱効率が悪かった（炉からの排熱を利用した場合の総
合熱効率でも６２％程度であった。）。同様な理由で燃
料ガスが完全燃焼せず、バーナの火炎（バーナフレー
ム）外周部の温度に比べ炎心部の温度が極端に低い（局
所高温になる）ため、銅材料ａが下方外周部から均一に
溶解し難く（炉内の銅材料ａの非溶解部分が炉底部にゆ
く程小さくなってペンシル形状を形成するようにならな
い。）、その結果炉底部分に溶解しない銅材料が下降し
て炉底から樋１３に通じるタップホールに詰まることが
あった。この現象を改善するには、バーナ５の数を多く
するとともに、バーナ５の設置段数を多くする必要があ
るが、この場合には炉長が大きくなって設置現場の空間
効率を低下させるとともに、設備費の増大が避けられな
い。前述のように燃料ガスの燃焼度が低く、バーナフレ
ームに未燃焼酸素が残存するので、還元性ガスを炉内に
供給するだけでは銅の酸化（汚染）を防ぐことは困難で
あった。同様な理由により、炉からの排出ガス中のＮＯ
ｘ濃度も高かった。また、燃料ガスと燃焼空気とをより
均一に混合するためには、混合筒５０への空気流は極め
て高速でなければならないので、この高速気流のため騒
音が大きかった。
バーナ５の混合筒５０に送られる空気の温度が低いため
に熱効率が悪かった（炉からの排熱を利用した場合の総
合熱効率でも６２％程度であった。）。同様な理由で燃
料ガスが完全燃焼せず、バーナの火炎（バーナフレー
ム）外周部の温度に比べ炎心部の温度が極端に低い（局
所高温になる）ため、銅材料ａが下方外周部から均一に
溶解し難く（炉内の銅材料ａの非溶解部分が炉底部にゆ
く程小さくなってペンシル形状を形成するようにならな
い。）、その結果炉底部分に溶解しない銅材料が下降し
て炉底から樋１３に通じるタップホールに詰まることが
あった。この現象を改善するには、バーナ５の数を多く
するとともに、バーナ５の設置段数を多くする必要があ
るが、この場合には炉長が大きくなって設置現場の空間
効率を低下させるとともに、設備費の増大が避けられな
い。前述のように燃料ガスの燃焼度が低く、バーナフレ
ームに未燃焼酸素が残存するので、還元性ガスを炉内に
供給するだけでは銅の酸化（汚染）を防ぐことは困難で
あった。同様な理由により、炉からの排出ガス中のＮＯ
ｘ濃度も高かった。また、燃料ガスと燃焼空気とをより
均一に混合するためには、混合筒５０への空気流は極め
て高速でなければならないので、この高速気流のため騒
音が大きかった。
【０００６】本発明の目的は、より優れた熱効率を有す
る銅溶解炉を提供することにある。本発明の他の目的
は、燃料ガスの燃焼度がより高く、銅材料を炉底部より
円滑に溶解させることができる銅溶解炉を提供すること
にある。本発明のさらに他の目的は、炉排出ガス中のＮ
Ｏｘ濃度をより低くすることができる銅溶解炉を提供す
ることにある。本発明のさらに他の目的は、銅の酸化を
抑制することができる銅溶解炉を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、運転中の騒音がより小さい
銅溶解炉を提供することにある。
る銅溶解炉を提供することにある。本発明の他の目的
は、燃料ガスの燃焼度がより高く、銅材料を炉底部より
円滑に溶解させることができる銅溶解炉を提供すること
にある。本発明のさらに他の目的は、炉排出ガス中のＮ
Ｏｘ濃度をより低くすることができる銅溶解炉を提供す
ることにある。本発明のさらに他の目的は、銅の酸化を
抑制することができる銅溶解炉を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、運転中の騒音がより小さい
銅溶解炉を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係る銅溶解炉
は、前述の課題を解決するため以下のように構成されて
いる。すなわち、請求項１の銅溶解炉は、シャフト型の
溶解炉１の底部寄り位置へ当該炉１の外周部から内部へ
ほぼ放射状に臨む状態に多数のリジェネレーティブバー
ナ２を設けたことを特徴としている。
は、前述の課題を解決するため以下のように構成されて
いる。すなわち、請求項１の銅溶解炉は、シャフト型の
溶解炉１の底部寄り位置へ当該炉１の外周部から内部へ
ほぼ放射状に臨む状態に多数のリジェネレーティブバー
ナ２を設けたことを特徴としている。
【０００８】請求項２の銅溶解炉は、請求項１に記載の
銅溶解炉において、溶解炉１の前記リジェネレーティブ
バーナ２よりも上位位置に、外周部から炉１内へ臨むよ
うに高温の雰囲気ガスを供給する雰囲気ガス供給配管８
を設けたことを特徴としている。
銅溶解炉において、溶解炉１の前記リジェネレーティブ
バーナ２よりも上位位置に、外周部から炉１内へ臨むよ
うに高温の雰囲気ガスを供給する雰囲気ガス供給配管８
を設けたことを特徴としている。
【０００９】請求項３の銅溶解炉は、請求項２に記載の
銅溶解炉において、雰囲気ガス供給配管８から溶解炉１
内に供給される雰囲気ガスが還元性ガスであることを特
徴としている。
銅溶解炉において、雰囲気ガス供給配管８から溶解炉１
内に供給される雰囲気ガスが還元性ガスであることを特
徴としている。
【００１０】請求項４の銅溶解炉は、請求項２又は３に
記載の銅溶解炉において、前記雰囲気ガス供給配管８は
ブロワ７０を介して前記リジェネレーティブバーナ２の
蓄熱材収容部２２と連通していることを特徴としてい
る。
記載の銅溶解炉において、前記雰囲気ガス供給配管８は
ブロワ７０を介して前記リジェネレーティブバーナ２の
蓄熱材収容部２２と連通していることを特徴としてい
る。
【００１１】請求項５の銅溶解炉は、請求項４に記載の
銅溶解炉において、雰囲気ガス供給配管８の途中に二次
燃焼装置８０が設けられていることを特徴としている。
銅溶解炉において、雰囲気ガス供給配管８の途中に二次
燃焼装置８０が設けられていることを特徴としている。
【００１２】請求項６の銅溶解炉は、請求項１〜５のい
ずれかの銅溶解炉において、リジェネレーティブバーナ
２の蓄熱材収容部２２には振動装置２６が設置されてい
ることを特徴としている。
ずれかの銅溶解炉において、リジェネレーティブバーナ
２の蓄熱材収容部２２には振動装置２６が設置されてい
ることを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１〜図３を参照しながら、本発
明に係る銅溶解炉の好ましい実施形態を説明する。図１
は本発明に係る銅溶解炉の一実施形態を示す配管部分を
含む部分破断正面図、図２は図１の銅溶解炉の上段のバ
ーナ取付部分を切断した配管部分を含む平断面図、図３
は図１の銅溶解炉におけるリジェネレーティブバーナの
拡大断面図である。なお、図１及び図２において、図４
の溶解炉と同じ構成部分は同じ符号を付してその説明は
省略する。
明に係る銅溶解炉の好ましい実施形態を説明する。図１
は本発明に係る銅溶解炉の一実施形態を示す配管部分を
含む部分破断正面図、図２は図１の銅溶解炉の上段のバ
ーナ取付部分を切断した配管部分を含む平断面図、図３
は図１の銅溶解炉におけるリジェネレーティブバーナの
拡大断面図である。なお、図１及び図２において、図４
の溶解炉と同じ構成部分は同じ符号を付してその説明は
省略する。
【００１４】シャフト型の溶解炉１における炉本体１０
の底部寄り位置には、当該炉本体１０の外周部から内部
へほぼ放射状に臨む状態に多数のリジェネレーティブバ
ーナ２が設けられている。この実施形態におけるリジェ
ネレーティブバーナ２は、図３で示されているように、
蓄熱材２１を収容した耐熱性の蓄熱材収容部２２と、こ
の蓄熱材収容部２２を炉本体１０へ連通する耐熱性の誘
導管２３とを備えている。誘導管２３内には燃料ガスノ
ズル２０が炉本体１０内へ向けて突入状に保持されてお
り、燃料ガスノズル２０は開閉弁３０を介して燃料ガス
配管３と連通している。誘導管２３の先端部は、炉本体
１０の耐火炉壁内に埋められた状態の耐火レンガその他
の耐火材からなるカバー２４が被覆されて、炉本体１０
内に臨ませてある。蓄熱材収容部２２には、先端が蓄熱
材２１へ接触する状態に熱電対からなる温度センサ２５
が取り付けられている。蓄熱材２１は、例えば酸化アル
ミナその他のセラミックスをボール状又はハニカム状に
したものである。
の底部寄り位置には、当該炉本体１０の外周部から内部
へほぼ放射状に臨む状態に多数のリジェネレーティブバ
ーナ２が設けられている。この実施形態におけるリジェ
ネレーティブバーナ２は、図３で示されているように、
蓄熱材２１を収容した耐熱性の蓄熱材収容部２２と、こ
の蓄熱材収容部２２を炉本体１０へ連通する耐熱性の誘
導管２３とを備えている。誘導管２３内には燃料ガスノ
ズル２０が炉本体１０内へ向けて突入状に保持されてお
り、燃料ガスノズル２０は開閉弁３０を介して燃料ガス
配管３と連通している。誘導管２３の先端部は、炉本体
１０の耐火炉壁内に埋められた状態の耐火レンガその他
の耐火材からなるカバー２４が被覆されて、炉本体１０
内に臨ませてある。蓄熱材収容部２２には、先端が蓄熱
材２１へ接触する状態に熱電対からなる温度センサ２５
が取り付けられている。蓄熱材２１は、例えば酸化アル
ミナその他のセラミックスをボール状又はハニカム状に
したものである。
【００１５】リジェネレーティブバーナ２の蓄熱材収容
部２２には、通過するガスが蓄熱材２１と接触するよう
に、例えば三方コック又は四方コック等からなる切替え
弁４を介して、燃焼空気の給気用配管６と排気用配管７
とが連通されている。溶解炉１の炉頂部１４の上端には
ブロワ９０によって炉内ガスを排出する排ガス配管９が
連通されており、この排ガス配管９には熱交換器９１が
設けられている。排ガス配管９を通じて排出される炉内
ガスは、図示しない廃熱ボイラ等の廃熱回収装置を通過
し、最終的には図示しない排ガス処理装置で処理されて
大気中に放出されるようにしている。
部２２には、通過するガスが蓄熱材２１と接触するよう
に、例えば三方コック又は四方コック等からなる切替え
弁４を介して、燃焼空気の給気用配管６と排気用配管７
とが連通されている。溶解炉１の炉頂部１４の上端には
ブロワ９０によって炉内ガスを排出する排ガス配管９が
連通されており、この排ガス配管９には熱交換器９１が
設けられている。排ガス配管９を通じて排出される炉内
ガスは、図示しない廃熱ボイラ等の廃熱回収装置を通過
し、最終的には図示しない排ガス処理装置で処理されて
大気中に放出されるようにしている。
【００１６】給気用配管６にはブロワ６０が取り付けら
れ、空気取り入れ口６１から配管６内に取り込まれた希
釈された空気は、酸素濃度が調整され、排ガス配管９に
設置された熱交換器９１により加熱された後、前記ブロ
ワ６０により各リジェネレーティブバーナ２の蓄熱材収
容部２２へ送られ、内部の蓄熱材２１に接触することに
より１０００℃以上に加熱されて溶解炉１内に供給され
る。排気用配管７にはブロワ７０が取り付けられ、各リ
ジェネレーティブバーナ２の蓄熱材収容部２２を通じて
排気される溶解炉１内の高温の雰囲気ガスは、蓄熱材２
１へ接触することにより当該蓄熱材２１を加熱した後、
排気用配管７を通じて排気される。
れ、空気取り入れ口６１から配管６内に取り込まれた希
釈された空気は、酸素濃度が調整され、排ガス配管９に
設置された熱交換器９１により加熱された後、前記ブロ
ワ６０により各リジェネレーティブバーナ２の蓄熱材収
容部２２へ送られ、内部の蓄熱材２１に接触することに
より１０００℃以上に加熱されて溶解炉１内に供給され
る。排気用配管７にはブロワ７０が取り付けられ、各リ
ジェネレーティブバーナ２の蓄熱材収容部２２を通じて
排気される溶解炉１内の高温の雰囲気ガスは、蓄熱材２
１へ接触することにより当該蓄熱材２１を加熱した後、
排気用配管７を通じて排気される。
【００１７】この実施形態では、誘導管２３の途中にフ
レキシブル接続管２７を設けるとともに、切替え弁４と
蓄熱材収容部２２との間に同様なフレキシブル接続管２
９を設ける一方、蓄熱材収容部２２へ振動装置２６を設
けている。このような構成により、振動装置２６を作動
させて蓄熱材収容部２２内の蓄熱材２１に振動を与え、
当該蓄熱材２１に付着する炉内雰囲気中の微量な金属，
耐火物等の粉塵を蓄熱材２１から定期的に振るい落とし
（洗浄し）、常に熱交換率を初期の状態に維持すること
ができる。
レキシブル接続管２７を設けるとともに、切替え弁４と
蓄熱材収容部２２との間に同様なフレキシブル接続管２
９を設ける一方、蓄熱材収容部２２へ振動装置２６を設
けている。このような構成により、振動装置２６を作動
させて蓄熱材収容部２２内の蓄熱材２１に振動を与え、
当該蓄熱材２１に付着する炉内雰囲気中の微量な金属，
耐火物等の粉塵を蓄熱材２１から定期的に振るい落とし
（洗浄し）、常に熱交換率を初期の状態に維持すること
ができる。
【００１８】溶解炉１のリジェネレーティブバーナ２よ
りも上位位置には、外周部から溶解炉１内へ臨むように
高温の雰囲気ガスを供給する雰囲気ガス供給配管８が設
けられており、雰囲気ガス供給配管８を通じて溶解炉１
内の燃焼領域の上方に高温の雰囲気ガスを供給すること
により、炉内に投入された銅材料（図示しない）を予熱
するように構成している。この実施形態では、リジェネ
レーティブバーナ２を通じて排気される炉内ガスの熱を
利用し、ブロワ７０により排気用配管７から雰囲気ガス
供給配管８へ取り込み、これを炉本体１０内の上部領域
へ供給するように構成している。また、雰囲気ガス供給
配管８には、開閉弁３０を介して燃料ガス配管３と接続
された二次燃焼装置８０を取り付け、排気用配管７を通
じて供給された炉内のガスを二次燃焼装置８０で不完全
燃焼させ、Ｃｏガス濃度を高めた還元性の雰囲気ガスに
して炉内へ供給することにより、炉内の銅材料を予熱す
ると同時に、銅材料表面の酸化皮膜を還元するように構
成している。このように構成することにより、溶湯中の
残留酸素を低減し、後工程における脱酸素処理の負荷を
低減させている。
りも上位位置には、外周部から溶解炉１内へ臨むように
高温の雰囲気ガスを供給する雰囲気ガス供給配管８が設
けられており、雰囲気ガス供給配管８を通じて溶解炉１
内の燃焼領域の上方に高温の雰囲気ガスを供給すること
により、炉内に投入された銅材料（図示しない）を予熱
するように構成している。この実施形態では、リジェネ
レーティブバーナ２を通じて排気される炉内ガスの熱を
利用し、ブロワ７０により排気用配管７から雰囲気ガス
供給配管８へ取り込み、これを炉本体１０内の上部領域
へ供給するように構成している。また、雰囲気ガス供給
配管８には、開閉弁３０を介して燃料ガス配管３と接続
された二次燃焼装置８０を取り付け、排気用配管７を通
じて供給された炉内のガスを二次燃焼装置８０で不完全
燃焼させ、Ｃｏガス濃度を高めた還元性の雰囲気ガスに
して炉内へ供給することにより、炉内の銅材料を予熱す
ると同時に、銅材料表面の酸化皮膜を還元するように構
成している。このように構成することにより、溶湯中の
残留酸素を低減し、後工程における脱酸素処理の負荷を
低減させている。
【００１９】この実施形態の銅溶解炉では、リジェネレ
ーティブバーナ２は上下二段に設置されるとともに、上
段のバーナ２は図２のように炉本体１０の外周から内部
へ放射状に八つ並ぶように設置され、下段のバーナ２は
七つ並ぶように設置されている。この実施形態の銅溶解
炉では、同じ段でランダムに選択された半数（又は半数
に近い）一部のリジェネレーティブバーナ２と他のリジ
ェネレーティブバーナ２とが交互に燃焼と排気を繰り返
すように構成され、蓄熱材２１の温度を温度センサ２５
で常時検出し、燃焼中のリジェネレーティブバーナ２に
おける温度センサ２５の温度検出値が所定の設定値を下
回ると、図示しない制御装置により開閉弁３０と切替え
弁４がリジェネレーディブバーナ２の運転を切り換える
べく作動するようになっている。
ーティブバーナ２は上下二段に設置されるとともに、上
段のバーナ２は図２のように炉本体１０の外周から内部
へ放射状に八つ並ぶように設置され、下段のバーナ２は
七つ並ぶように設置されている。この実施形態の銅溶解
炉では、同じ段でランダムに選択された半数（又は半数
に近い）一部のリジェネレーティブバーナ２と他のリジ
ェネレーティブバーナ２とが交互に燃焼と排気を繰り返
すように構成され、蓄熱材２１の温度を温度センサ２５
で常時検出し、燃焼中のリジェネレーティブバーナ２に
おける温度センサ２５の温度検出値が所定の設定値を下
回ると、図示しない制御装置により開閉弁３０と切替え
弁４がリジェネレーディブバーナ２の運転を切り換える
べく作動するようになっている。
【００２０】給気用配管６を通じて炉内に供給される空
気は、酸素濃度が５％前後以下になるように希釈され
る。炉内に供給される燃焼空気の酸素濃度が５％以下
で、当該空気の温度が１０００℃以上に加熱されると、
燃焼による火炎は高温空気燃焼により最大に拡大すると
ともに、火炎各部の温度が均一化して局所高温が小さく
なるとともに、輝炎のないほぼ透明な火炎になる。そし
て、燃料ガスの燃焼状態はより完全燃焼に近くなる。し
たがって、熱効率は従来の銅溶解炉に比べてはるかに向
上するとともに、燃料ガスの燃焼度がより高くなるた
め、炉内の銅材料を炉底部より円滑に溶解させることが
できる。完全燃焼により近くなるため排出ガス中のＮＯ
ｘ濃度はより低く（３０〜４０ｐｐｍ程度を維持）な
る。また、燃焼中の騒音もはるかに小さい。さらに、リ
ジェネレーティブバーナを使用すると、以上のような高
温空気燃焼によりＣｏガスが発生しにくくなり（又はＣ
ｏガス量が減少し）、炉内が還元性雰囲気になり難い
が、前記実施形態の銅溶解炉では、炉内に還元性ガスを
供給するようにしたので銅の酸化を抑制することができ
る。
気は、酸素濃度が５％前後以下になるように希釈され
る。炉内に供給される燃焼空気の酸素濃度が５％以下
で、当該空気の温度が１０００℃以上に加熱されると、
燃焼による火炎は高温空気燃焼により最大に拡大すると
ともに、火炎各部の温度が均一化して局所高温が小さく
なるとともに、輝炎のないほぼ透明な火炎になる。そし
て、燃料ガスの燃焼状態はより完全燃焼に近くなる。し
たがって、熱効率は従来の銅溶解炉に比べてはるかに向
上するとともに、燃料ガスの燃焼度がより高くなるた
め、炉内の銅材料を炉底部より円滑に溶解させることが
できる。完全燃焼により近くなるため排出ガス中のＮＯ
ｘ濃度はより低く（３０〜４０ｐｐｍ程度を維持）な
る。また、燃焼中の騒音もはるかに小さい。さらに、リ
ジェネレーティブバーナを使用すると、以上のような高
温空気燃焼によりＣｏガスが発生しにくくなり（又はＣ
ｏガス量が減少し）、炉内が還元性雰囲気になり難い
が、前記実施形態の銅溶解炉では、炉内に還元性ガスを
供給するようにしたので銅の酸化を抑制することができ
る。
【００２１】その他の実施形態炉内をに供給される還元
性ガスは、前述のようにＣｏガスでなく窒素ガスでもよ
く、あるいは、バーナ２から排気される雰囲気ガス中の
酸素濃度及びＣｏ濃度に対応して、雰囲気ガス中に適量
の微粉炭素と酸素とを混合して炉本体１０の上部領域へ
供給するように構成してもよい。リジェネレーティブバ
ーナ２の具体的な構造は、図３で示した構成のものに限
らず、蓄熱構造により燃料ガスを短時間交番で高温空気
燃焼し得るものであれば使用することができる。
性ガスは、前述のようにＣｏガスでなく窒素ガスでもよ
く、あるいは、バーナ２から排気される雰囲気ガス中の
酸素濃度及びＣｏ濃度に対応して、雰囲気ガス中に適量
の微粉炭素と酸素とを混合して炉本体１０の上部領域へ
供給するように構成してもよい。リジェネレーティブバ
ーナ２の具体的な構造は、図３で示した構成のものに限
らず、蓄熱構造により燃料ガスを短時間交番で高温空気
燃焼し得るものであれば使用することができる。
【００２２】
【発明の効果】請求項１の発明に係る銅溶解炉によれ
ば、燃料は高温空気燃焼により完全燃焼に近くなるの
で、熱効率は従来の銅溶解炉に比べてはるかに向上する
とともに、炉内の銅材料を炉底部より円滑に、すなわち
シャフト型の炉内で理想的に溶解させることができる。
完全燃焼により近くなるため排出ガス中のＮＯｘ濃度は
より低く（３０〜４０ｐｐｍ程度を維持）なるととも
に、炉高をより小さくすることができる。また、燃焼中
の騒音もはるかに小さい。
ば、燃料は高温空気燃焼により完全燃焼に近くなるの
で、熱効率は従来の銅溶解炉に比べてはるかに向上する
とともに、炉内の銅材料を炉底部より円滑に、すなわち
シャフト型の炉内で理想的に溶解させることができる。
完全燃焼により近くなるため排出ガス中のＮＯｘ濃度は
より低く（３０〜４０ｐｐｍ程度を維持）なるととも
に、炉高をより小さくすることができる。また、燃焼中
の騒音もはるかに小さい。
【００２３】請求項２の発明に係る銅溶解炉によれば、
溶解炉１のリジェネレーティブバーナ２よりも上位位置
に、外周部から溶解炉１内へ臨むように高温の雰囲気ガ
スを供給する雰囲気ガス供給配管８を設けたので、熱効
率はさらに向上する。
溶解炉１のリジェネレーティブバーナ２よりも上位位置
に、外周部から溶解炉１内へ臨むように高温の雰囲気ガ
スを供給する雰囲気ガス供給配管８を設けたので、熱効
率はさらに向上する。
【００２４】請求項３の発明に係る銅溶解炉によれば、
雰囲気ガス供給配管８から溶解炉１内に供給される雰囲
気ガスが還元性ガスであるので、銅の酸化を抑制するこ
とができる。
雰囲気ガス供給配管８から溶解炉１内に供給される雰囲
気ガスが還元性ガスであるので、銅の酸化を抑制するこ
とができる。
【００２５】請求項４の発明に係る銅溶解炉によれば、
雰囲気ガス供給配管８がブロワ７０を介してリジェネレ
ーティブバーナ２の蓄熱材収容部２２と連通しているの
で、炉から蓄熱材収容部２２を通じて排出される雰囲気
ガスの熱を有効に利用することができる。
雰囲気ガス供給配管８がブロワ７０を介してリジェネレ
ーティブバーナ２の蓄熱材収容部２２と連通しているの
で、炉から蓄熱材収容部２２を通じて排出される雰囲気
ガスの熱を有効に利用することができる。
【００２６】請求項５の発明に係る銅溶解炉によれば、
雰囲気ガス供給配管８の途中には二次燃焼装置８０が設
けられているので、炉内に還元性の雰囲気ガスをより効
率的に供給することができる。
雰囲気ガス供給配管８の途中には二次燃焼装置８０が設
けられているので、炉内に還元性の雰囲気ガスをより効
率的に供給することができる。
【００２７】請求項６の発明に係る銅溶解炉によれば、
振動装置２６を作動させて蓄熱材収容部２２内の蓄熱材
２１に振動を与え、当該蓄熱材２１に付着する炉内雰囲
気中の微量な金属，耐火物等の粉塵を蓄熱材２１から定
期的に振るい落とし、常に熱交換率を初期の状態に維持
することができる。
振動装置２６を作動させて蓄熱材収容部２２内の蓄熱材
２１に振動を与え、当該蓄熱材２１に付着する炉内雰囲
気中の微量な金属，耐火物等の粉塵を蓄熱材２１から定
期的に振るい落とし、常に熱交換率を初期の状態に維持
することができる。
【図１】本発明に係る銅溶解炉の一実施形態を示す配管
部分を含む部分破断正面図である。
部分を含む部分破断正面図である。
【図２】図１の銅溶解炉の上段のバーナ取付部分を切断
した配管部分を含む平断面図である。
した配管部分を含む平断面図である。
【図３】図１の銅溶解炉におけるリジェネレーティブバ
ーナの拡大断面図である。
ーナの拡大断面図である。
【図４】従来の銅溶解炉の部分断面図である。
【図５】図４の銅溶解炉のバーナの拡大断面図である。
ａ 銅材料 １ 溶解炉 １０ 炉本体 １０ａ 円錐面 １１ 炉殻部 １２ 耐火層 １３ 樋 １４ 炉頂部 １５ 投入口 １６ 運搬手段 ２ リジェネレーティブバーナ ２０ 燃料ノズル ２１ 蓄熱材 ２２ 蓄熱材収容部 ２３ 誘導管 ２４ カバー ２５ 温度センサ ２６ 振動装置 ２７，２８ フレキシブル接続管 ３ 燃料ガス配管 ３０ 開閉弁 ４ 切替え弁 ５ バーナ ５０ 混合筒 ５１ 燃料ガスの配管 ５２ 空気配管 ５２ａ バタフライ弁 ５３ 比例調節計 ５４ ニードル弁 ５５ オリフィスプレート ５６ 点火プラグ ６ 給気用配管 ７ 排気用配管 ６０，７０，９０ ブロワ ６１ 取り入れ口 ８ 雰囲気ガス供給配管 ８０ 二次燃焼装置 ９ 排ガス配管 ９１ 熱交換器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２７Ｄ 7/04 Ｆ２７Ｄ 7/04 7/06 7/06 Ｚ 17/00 １０１ 17/00 １０１Ａ Ｆターム(参考） 3K023 QA06 QB09 QB10 QB13 QC06 3K091 AA01 AA08 AA20 BB07 BB26 CC06 CC22 DD01 EC05 EC07 EC08 EC12 4K045 AA01 BA03 GA13 GB08 GB09 LA02 4K056 AA05 BA01 BB01 CA04 CA20 DA02 DA27 DA29 DA32 DB09 DC17 4K063 AA04 AA13 AA15 BA03 BA13 CA01 CA02 CA03 DA07 DA16 DA26
Claims (6)
- 【請求項１】 シャフト型の溶解炉１の底部寄り位置へ
当該溶解炉１の外周部から内部へほぼ放射状に臨む状態
に多数のリジェネレーティブバーナ２を設けたことを特
徴とする、銅溶解炉。 - 【請求項２】 溶解炉１の前記リジェネレーティブバー
ナ２よりも上位位置に、外周部から溶解炉１内へ臨むよ
うに高温の雰囲気ガスを供給する雰囲気ガス供給配管８
を設けたことを特徴とする、請求項１に記載の銅溶解
炉。 - 【請求項３】 前記雰囲気ガス供給配管８から溶解炉１
内に供給される雰囲気ガスが還元性ガスであることを特
徴とする、請求項２に記載の銅溶解炉。 - 【請求項４】 前記雰囲気ガス供給配管８はブロワ７０
を介して前記リジェネレーティブバーナ２の蓄熱材収容
部２２と連通していることを特徴とする、請求項２又は
３に記載の銅溶解炉。 - 【請求項５】 前記雰囲気ガス供給配管８の途中には二
次燃焼装置８０が設けられていることを特徴とする、請
求項４に記載の銅溶解炉。 - 【請求項６】 前記リジェネレーティブバーナ２の蓄熱
材収容部２２には振動装置２６が設置されていることを
特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の銅溶解
炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11197719A JP2001027482A (ja) | 1999-07-12 | 1999-07-12 | 銅溶解炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11197719A JP2001027482A (ja) | 1999-07-12 | 1999-07-12 | 銅溶解炉 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001027482A true JP2001027482A (ja) | 2001-01-30 |
Family
ID=16379224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11197719A Pending JP2001027482A (ja) | 1999-07-12 | 1999-07-12 | 銅溶解炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001027482A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003056986A (ja) * | 2001-08-09 | 2003-02-26 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 溶解炉の燃焼排ガス中に含まれるダイオキシン類を低減する方法 |
| EP2437017A1 (de) * | 2010-09-29 | 2012-04-04 | MKM Mansfelder Kupfer Und Messing Gmbh | Verfahren zum Einschmelzen von NE-Metallen in einem gasbefeuerten Schachtofen und Schachtofenanlage zur Durchführung des Verfahrens |
| CN102997659A (zh) * | 2012-11-09 | 2013-03-27 | 江苏熙友磁电科技有限公司 | 熔炼炉熔化炉段 |
| CN103604293A (zh) * | 2013-10-30 | 2014-02-26 | 安徽华鑫铅业集团有限公司金铅分公司 | 一种再生铅负压反焰冶炼节能环保炉 |
| CN103614559A (zh) * | 2013-11-21 | 2014-03-05 | 安徽嘉伟再生资源有限公司 | 一种废旧铜锌合金冶炼炉 |
| CN104180656A (zh) * | 2013-05-23 | 2014-12-03 | 宜兴市新芳铜厂有限公司 | 熔铜炉熔化炉段 |
| CN104294050A (zh) * | 2014-10-31 | 2015-01-21 | 宁波大学 | 一种低品位铜冶炼上引电工铜杆的节能方法 |
-
1999
- 1999-07-12 JP JP11197719A patent/JP2001027482A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003056986A (ja) * | 2001-08-09 | 2003-02-26 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 溶解炉の燃焼排ガス中に含まれるダイオキシン類を低減する方法 |
| EP2437017A1 (de) * | 2010-09-29 | 2012-04-04 | MKM Mansfelder Kupfer Und Messing Gmbh | Verfahren zum Einschmelzen von NE-Metallen in einem gasbefeuerten Schachtofen und Schachtofenanlage zur Durchführung des Verfahrens |
| CN102997659A (zh) * | 2012-11-09 | 2013-03-27 | 江苏熙友磁电科技有限公司 | 熔炼炉熔化炉段 |
| CN104180656A (zh) * | 2013-05-23 | 2014-12-03 | 宜兴市新芳铜厂有限公司 | 熔铜炉熔化炉段 |
| CN103604293A (zh) * | 2013-10-30 | 2014-02-26 | 安徽华鑫铅业集团有限公司金铅分公司 | 一种再生铅负压反焰冶炼节能环保炉 |
| CN103614559A (zh) * | 2013-11-21 | 2014-03-05 | 安徽嘉伟再生资源有限公司 | 一种废旧铜锌合金冶炼炉 |
| CN104294050A (zh) * | 2014-10-31 | 2015-01-21 | 宁波大学 | 一种低品位铜冶炼上引电工铜杆的节能方法 |
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