JP2004251530A - Arc melting furnace of cold iron source - Google Patents

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JP2004251530A
JP2004251530A JP2003042212A JP2003042212A JP2004251530A JP 2004251530 A JP2004251530 A JP 2004251530A JP 2003042212 A JP2003042212 A JP 2003042212A JP 2003042212 A JP2003042212 A JP 2003042212A JP 2004251530 A JP2004251530 A JP 2004251530A
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Japan
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exhaust duct
iron source
cold iron
movable
melting furnace
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Application number
JP2003042212A
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Japanese (ja)
Inventor
Hirotsugu Kubo
博嗣 久保
Noboru Suyama
登 須山
Keiji Wakahara
啓司 若原
Hirotake Kato
弘剛 加藤
Yasuhiro Sato
靖浩 佐藤
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JP Steel Plantech Co
Original Assignee
JP Steel Plantech Co
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the circumferential air from being sucked into a duct from a connecting part of a movable exhaust duct and a fixed exhaust duct, and stably sucking only the exhaust gas from as preheating shaft without sucking the air even during the tilting motion of a furnace. <P>SOLUTION: This arc melting furnace comprises a melting chamber, a preheating shaft directly connected to an upper part at one side of the melting chamber, the movable exhaust duct mounted on the preheating shaft, an arc electrode, a tapping part mounted in the melting chamber in a projected state and having a tapping port, and a tilting means for tilting the melting chamber to a tapping part side. The movable exhaust duct is connected to the fixed exhaust duct, and the tapping part is mounted in the direction different from the cold iron source supplying direction. The connecting part of the fixed exhaust duct and the movable exhaust duct coincides with a tilting rotation center axis of the melting chamber, and the movable exhaust duct is airtightly rotatable on the tilting rotation center axis, with respect to the fixed exhaust duct by an airtight joint. As the increase of the amount of exhaust gas caused by the air sucked from the connecting part of both ducts can not be found, the exhaust gas processing equipment can be miniaturized. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、冷鉄源のアーク溶解炉、特に、溶解室が傾動中でも予熱シャフトからの排ガスを吸引することが可能な、冷鉄源のアーク溶解炉に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、資源および環境問題から、発生量の多い鉄鋼スクラップをアーク炉を用いて溶解するプロセスが増加している。このようなアーク炉では、スクラップ溶解に多くの電力を消費するため、溶解中に炉から発生する排ガスでスクラップを予熱しながら溶解し、必要とする電力を極力少なくする、冷鉄源のアーク溶解炉が提案されている。
【0003】
その1つに特許第3114713号(特許文献1)のアーク溶解炉がある。以下、この従来アーク溶解炉を、図面を参照しながら説明する。
【0004】
図6は、従来アーク溶解炉を示す概略斜視図、図7は、図6のA−A線断面図、図8は、傾動前の図6のB−B線断面図、図9は、傾動後の図6のB−B線断面図である。
【0005】
この従来アーク溶解炉は、冷鉄源をアーク溶解するための溶解炉1と、その一方側1aの上部に直結された、上方に向かって延在する予熱シャフト2と、溶解室1に設けられた出湯部3とを備えている。
【0006】
予熱シャフト2の上端には、排ガス吸引系に連結する可動排気ダクト4が設けられている。可動排気ダクト4内の排ガスは、排ガス処理設備(図示せず)側に接続される固定排気ダクト(図示せず)を通って排ガス処理設備に送られる。この溶解炉1および予熱シャフト2には、冷鉄源としての鉄スクラップSが装入される。
【0007】
予熱シャフト2の上方にはスクラップ装入バケット5が設けられており、このバケット5から予熱シャフト2内に鉄スクラップSが装入される。また、棚吊りを防止するため、予熱シャフト2に炭素源、例えばコークスを装入しても良い。この場合に、このバスケット5からのスクラップSの装入は、操業中に、スクラップSが溶解室1と予熱シャフト2に連続して存在する状態を保つように予熱シャフト2へスクラップSを連続的または断続的に供給する。この際のスクラップSの装入は、操業実績に基づいて予め設定されたレシピに基づいて行っても良いし、予熱シャフト2内のスクラップSの量を検出可能なセンサーを設け、このセンサーからの信号に基づいてバケット5によるスクラップSの投入を適宜の制御手段により制御するようにしても良い。
【0008】
溶解炉1の上部には、開閉可能な炉蓋6が設けられており、その炉蓋6を貫通して溶解炉1の上方からその中に垂直にアーク電極7が挿入されている。また、溶解炉1の炉底8のアーク電極7と対向する位置には、炉底電極9が設けられている。そして、アーク電極7によって形成されるアーク10により、スクラップSが溶解され、溶鋼11となる。溶鋼11の上にはスラグ12が形成されており、アーク10はこのスラグ12内に形成されることとなる。アーク電極7は、支持部材(図示せず)に支持されており、かつ傾動機構13により傾動可能となっている。
【0009】
溶解炉1には、2本のランス14a、14bがその先端を溶鋼湯面に向けて挿入されており、ランス14aからは酸素が供給され、ランス14bからは補助熱源としてのコークスがそれぞれインジェクションされる。
【0010】
予熱シャフト2内のスクラップSは、溶解炉1の一方側(予熱シャフト2側)1aからその他方側(反対側)1bに向かう方向へ供給されるが、出湯部3は、このスクラップSの供給方向に対して直交する方向に向くように溶解炉1に突設されている。そして、溶解炉1は、図示しない傾動手段により、傾動軸線(L)を中心として出湯部3側に傾動可能となっている。また、溶解炉1の予熱シャフト2が設けられた部分と出湯部3が設けられた部分とは距離aだけ離間しており、溶解炉1が傾動された際に、その部分の壁部によりスクラップSが出湯部3側に流出することが阻止される。
【0011】
出湯部3の先端近傍の底部には、出湯口15が形成されており、この出湯口15を開閉するための上下動可能なストッパー16が設けられている。さらに、出湯部3の先端部側面には、スラグ12の排出時に開くスラグドア17が設けられている。
【0012】
このように構成される従来アーク溶解炉において、鉄スクラップを溶解するに際しては、まず、溶解炉1と予熱シャフト2に鉄スクラップSを装入し、鉄スクラップSが溶解炉1と予熱シャフト2に連続して存在する状態とする。
【0013】
この状態でアーク電極7によりアーク10を形成し、鉄スクラップSを溶解する。この際に、ランス14aから酸素を供給し、スクラップの溶解を補助する。そして、炉内に溶鋼が溜まってきたら、ランス14bからスラグ中に補助熱源としてのコークスをインジェクションしてスラグフォーミング操業に移行し、電極7の先端をスラグ12中に埋没させ、アーク10がスラグ12内に形成されるようにする。この補助熱源としてのコークスはスクラップSの溶解に寄与する。
【0014】
このようなスクラップ溶解により発生する排ガスは、予熱シャフト2および可動排気ダクト4を経由して炉外に排出され、この排ガスの熱により、シャフト2内のスクラップSが予熱される。溶解炉1内でスクラップSが溶解するに従い、予熱シャフト2のスクラップが順次溶解炉1に供給されるため、予熱シャフト2内のスクラップSの上端位置が低下してくる。この場合に、スクラップSが溶解室と予熱シャフトに連続して存在する状態を保つように、バケット5から予熱シャフト2へスクラップSを連続的または断続的に供給する。これにより、常に一定量以上のスクラップが溶解炉1および予熱シャフト2内に存在している状態が保たれる。この際のスクラップSの装入は、上述したように、操業実績に基づいて予め設定されたレシピに基づいて行っても良いし、予熱シャフト2内のスクラップSの量を検出可能なセンサーを設け、このセンサーからの信号に基づいてバケット4によるスクラップSの投入を制御するようにしても良い。
【0015】
スクラップSが溶解していくと、溶解炉1内で冷鉄源であるスクラップSと溶鋼とが共存する状態となっており、溶鋼の温度が低く、例えば1540〜1550℃と、溶鋼の凝固温度1530℃に対してわずかなスーパーヒートしかなく、このままでは出湯の際に出湯口がつまる等の不都合が生じる。このため、出湯前に図9に示すように、溶解炉1を出湯部3側に傾動させてアーク加熱を続ける。
【0016】
この場合に、出湯部3は、溶解炉1へのスクラップSの流入方向に対して直交する方向に向くように溶解炉1に突設されており、しかも、溶解炉1の予熱シャフト2が設けられた部分と出湯部3が設けられた部分とは距離aだけ離間しており、その部分の壁部によりスクラップSが出湯部3側に流出することが阻止されるため、出湯部3側へ流れ込んだ溶鋼とスクラップSとの接触面積を小さくすることができる。従って、溶鋼のスーパーヒートを高くすることができ、出湯される溶鋼の温度が低いという問題を回避することができる。
【0017】
また、溶解炉1を傾動させるとアーク電極7が図9の波線の位置になり、アークが有効に供給されなくなるが、傾動機構13よりアーク電極7を傾動させることにより、図9の実線位置となり、アークを溶鋼に対して有効に供給することができる。
【0018】
以上のようにして溶解が進行し、所定量の溶鋼が炉内に溜まったら、溶解炉1を傾動して溶鋼とスクラップの接触面積を小さくし、一定時間アーク加熱することにより溶鋼をスーパーヒートさせた後、さらに、溶解炉1を傾動させ溶解炉1および溶解シャフト2内にスクラップSが連続して存在する状態を保ったまま、出湯部3の出湯口15を塞いでいたストッパー16を上昇させて出湯口15を開き、出湯口15から1チャージ分の溶鋼を取鍋等へ出湯する。
【0019】
このようにしてスクラップを溶解する場合には、予熱シャフト2内にプッシャーやフィンガー等のスクラップ搬送供給のための設備を備えていないので、これらが設けられている従来溶解設備よりも使用する酸素量を増やすことができ、排ガス温度を高めることができる。従って、従来溶解設備よりも高い温度にスクラップを予熱することが可能になる。
【0020】
また、常にスクラップSが溶解炉1と予熱シャフト2に連続して存在する状態を保つように予熱シャフト2へスクラップSを供給し、溶解炉1内で1チャージ分以上の溶鋼が形成されてこれを出湯する際にも、溶解炉1および予熱シャフト2に連続してスクラップが存在するため、排ガスによるスクラップ予熱効率が高い。この場合に、溶解中および出湯時に1チャージ分の50%以上のスクラップを溶解炉1および予熱シャフト2に連続して存在するようにすることによって、予熱効率が極めて高いものとなる。
【0021】
以上のように、プッシャーやフィンガー等の設備が不要であるため排ガス温度を高めることができ、かつ常にスクラップSが溶解炉1と予熱シャフト2に連続して存在する状態を保つことができるのでスクラップの溶解効率が極めて高い。また、冷鉄源であるスクラップSとそれが溶解して生成された溶鋼との接触面積を小さくすることができるので、溶鋼をスーパーヒートさせることができ、出湯される溶鋼の温度が低いという問題を解消することができる等、従来アーク溶解炉は、種々の利点を有していた。
【0022】
【特許文献1】
特許第3114713号公報
【0023】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来アーク溶解炉は、以下のような問題を有していた。
【0024】
従来アーク溶解炉の予熱シャフト2に設けられた可動排気ダクト4と固定排気ダクトとは、直接接続されていなかった。すなわち、可動排気ダクト4と固定排気ダクトとは縁が切れていた。従って、可動排気ダクト4と固定排気ダクトとの接続部分から周囲の空気がダクト内に吸引されてしまい、排ガス量が増大する恐れがあった。このため、排ガス処理設備は、排ガスの最大量に合わせて設計する必要があり、大規模にならざるを得なかった。
【0025】
従って、この発明の目的は、可動排気ダクトと固定排気ダクトとの接続部分から周囲の空気がダクト内に吸引されることがなく、しかも、炉の傾動中でも空気が吸引されることなく安定して排ガスのみを予熱シャフト内から吸引できるアーク溶解炉を提供することにある。
【0026】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は、冷鉄源を溶解する溶解室と、その一方側の上部に直結され、冷鉄源を予熱する予熱シャフトと、前記予熱シャフトに設けられた可動排気ダクトと、前記溶解室内で冷鉄源を溶解するアーク電極と、前記溶解室に突設され、出湯口を有する出湯部と、前記溶解室を前記出湯部側へ傾動させる傾動手段とを有し、前記可動排気ダクトは、固定排気ダクトに接続され、前記予熱シャフト内の冷鉄源は、溶解中に前記溶解室の予熱シャフトが設けられている一方側から他方側へ向けて供給され、前記出湯部は、冷鉄源の供給方向とは異なる方向に設けられている、冷鉄源のアーク溶解炉において、前記固定排気ダクトと前記可動排気ダクトとの接続部分は、前記溶解室の傾動回転中心軸線と一致し、前記可動排気ダクトは、気密継手により前記固定排気ダクトに対して、前記傾動回転中心軸線を中心として気密に回転可能であることに特徴を有するものである。
【0027】
請求項2記載の発明は、前記気密継手は、前記固定排気ダクトと前記可動排気ダクトとの間に設けられた可撓性継手部材と、前記固定排気ダクトと前記可動排気ダクトとの摺動部分に設けられたシール材とを備えていることに特徴を有するものである。
【0028】
請求項3記載の発明は、前記可撓性継手部材は、耐熱ジャバラからなっていることに特徴を有するものである。
【0029】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の、冷鉄源のアーク溶解炉の一実施態様を図面を参照しながら説明する。
【0030】
図1は、この発明のアーク溶解炉を示す概略斜視図、図2は、図1のA−A線断面図、図3は、この発明のアーク溶解炉の気密継手を示す断面図、図4は、図3のA方向視図、図5は、図3のB方向視図である。
【0031】
図1および図2において、図6および図7と同一番号は、同一物を示す。すなわち、1は、溶解炉、2は、予熱シャフト、3は、出湯部、4は、可動排気ダクト、5は、スクラップ装入バケット、6は、炉蓋、7は、アーク電極、8は、炉底、9は、炉底電極、10は、アーク、11は、溶鋼、12は、スラグ、13は、傾動機構、14a、14bは、ランス、15は、出湯口、16は、ストッパー、17は、スラグドア、そして、Sは、鉄スクラップである。
【0032】
この発明の特徴は、上記アーク溶解炉において、予熱シャフト2に設けられた、固定排気ダクト18に接続される部分の溶解室1の傾動中心軸線(L)と一致している。すなわち、可動排気ダクト4は、予熱シャフト2から下方にL形に湾曲していて、この水平部分の可動排気ダクト4Aの中心軸線が溶解室1の傾動中心軸線(L)と一致している。そして、可動排気ダクト4Aは、気密継手19により固定排気ダクト18に対して、傾動中心軸線(L)を中心として気密に回転可能になっている。
【0033】
気密継手19の詳細を、図3から図5を参照しながら説明する。
【0034】
図3から図5において、20は、可動排気ダクト4Aの端部に固定された可動排気ダクト側フランジ、21は、固定排気ダクト18の端面に固定された固定排気ダクト側フランジ、22は、両フランジ20、21との間に気密に連結された可撓性継手部材としての耐熱ジャバラである。可撓性継手部材は、継手の軸線方向および周方向に伸縮可能なものであれば、特にジャバラに限定されない。
【0035】
23は、ジャバラ22部分の可動排気ダクト4Aの全周にわたって環状に設けられた可動排気ダクト側水冷ダクトであり、アンカー24によって可動排気ダクト4Aの内張り耐火物25に固定されている。可動排気ダクト側水冷ダクト23内の冷却水は、入口23Aから注入され出口23Bから排水される。
【0036】
26は、可動排気ダクト側水冷ダクト23の先端外周面に巻き付けられたノンアスベスト製耐火シール材である。シール材26は、固定排気ダクト側フランジ21の内面に固定された挟み込み板27によって、可動排気ダクト側水冷ダクト23の先端外周面に押し付けられている。溶解室1の傾動時には、挟み込み板27は、シール材26の外周面を摺動する。28は、可動排気ダクト4Aおよび固定排気ダクト18の端面間に挟み込まれた耐火性詰め物である。
【0037】
29は、固定排気ダクト18の端部の全周にわたって環状に設けられた固定排気ダクト側水冷ダクトであり、アンカー30によって固定排気ダクト18の内張り耐火物31に固定されている。固定排気ダクト側水冷ダクト29内の冷却水は、入口29Aから注入され出口29Bから排水される。
【0038】
上記気密継手19によって、可動排気ダクト4Aと固定排気ダクト18とが接続されているので、溶解室1の傾動に伴って予熱シャフト2と共に可動排気ダクト4Aが回転(回転角度は、数十度)すると、ジャバラ22は、よじれるものの伸縮性に富むので、気密が保持される。しかも、挟み込み板27と密着して摺動するシール材26および両ダクト4Aと18との間の詰め物28によって高い気密性が得られる。
【0039】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、固定排気ダクトに接続される部分の可動排気ダクトを、溶解室の傾動中心軸線と一致させ、可動排気ダクトを、気密継手により固定排気ダクトに対して、傾動中心軸線を中心として気密に回転可能とすることによって、可動排気ダクトと固定排気ダクトとの接続部から周囲の空気がダクト内に吸引されることを防止でき、しかも、炉の傾動中でも空気が吸引されることなく安定して排ガスのみを予熱シャフト内から吸引できる。従って、従来のように固定排気ダクトと可動排気ダクトとの接続部からの吸引空気によって排ガス量が増大するといったことがなくなるので、排ガス処理設備を小型化することができるといった有用な効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のアーク溶解炉を示す概略斜視図である。
【図2】図1のA−A線断面図である。
【図3】この発明のアーク溶解炉の気密継手を示す断面図である。
【図4】図3のA方向視図である。
【図5】図3のB方向視図である。
【図6】従来アーク溶解炉を示す概略斜視図である。
【図7】図6のA−A線断面図である。
【図8】傾動前の図6のB−B線断面図である。
【図9】傾動後の図6のB−B線断面図である。
【符号の説明】
1:溶融炉
2:予熱シャフト
3:出湯部
4:可動排気ダクト
5:スクラップ装入バケット
6:炉蓋
7:アーク電極
8:炉底
9:炉底電極
10:アーク
11:溶鋼
12:スラグ
13:傾動機構
14a,15b:ランス
15:出湯口
16:ストッパー
17:スラグドア
18:固定排気ダクト
19:気密継手
20:可動排気ダクト側フランジ
21:固定排気ダクト側フランジ
22:ジャバラ
23:可動排気ダクト側水冷ダクト
24:アンカー
25:内張り耐火物
26:シール材
27:挟み込み板
28:詰め物
29:固定排気ダクト側水冷ダクト
30:アンカー
31:内張り耐火物
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cold iron source arc melting furnace, and more particularly to a cold iron source arc melting furnace capable of sucking exhaust gas from a preheating shaft even when the melting chamber is tilted.
[0002]
[Prior art]
In recent years, due to resource and environmental problems, a process for melting a large amount of steel scrap using an arc furnace is increasing. In such an arc furnace, a large amount of electric power is consumed for melting the scrap, so the melting of the scrap is preheated with the exhaust gas generated from the furnace during melting, and the required electric power is reduced as much as possible. A furnace has been proposed.
[0003]
One of them is the arc melting furnace of Japanese Patent No. 3114713 (Patent Document 1). Hereinafter, the conventional arc melting furnace will be described with reference to the drawings.
[0004]
6 is a schematic perspective view showing a conventional arc melting furnace, FIG. 7 is a sectional view taken along line AA in FIG. 6, FIG. 8 is a sectional view taken along line BB in FIG. 6 before tilting, and FIG. FIG. 7 is a sectional view taken along line BB in FIG. 6 later.
[0005]
This conventional arc melting furnace is provided in a melting chamber 1, a melting furnace 1 for arc melting a cold iron source, a preheating shaft 2 directly connected to the upper part of one side 1a, and extending upward. And a hot spring section 3.
[0006]
A movable exhaust duct 4 connected to an exhaust gas suction system is provided at the upper end of the preheating shaft 2. The exhaust gas in the movable exhaust duct 4 is sent to the exhaust gas treatment facility through a fixed exhaust duct (not shown) connected to the exhaust gas treatment facility (not shown) side. The melting furnace 1 and the preheating shaft 2 are charged with iron scrap S as a cold iron source.
[0007]
A scrap charging bucket 5 is provided above the preheating shaft 2, and iron scrap S is charged into the preheating shaft 2 from the bucket 5. Moreover, in order to prevent shelf hanging, you may insert a carbon source, for example, coke, into the preheating shaft 2. FIG. In this case, the charging of the scrap S from the basket 5 is performed continuously to the preheating shaft 2 so that the scrap S is continuously present in the melting chamber 1 and the preheating shaft 2 during operation. Or supply intermittently. The charging of the scrap S at this time may be performed based on a preset recipe based on the operation results, or a sensor capable of detecting the amount of the scrap S in the preheating shaft 2 is provided. Based on the signal, the input of the scrap S by the bucket 5 may be controlled by appropriate control means.
[0008]
An openable / closable furnace lid 6 is provided at the top of the melting furnace 1, and an arc electrode 7 is inserted vertically from above the melting furnace 1 through the furnace lid 6. A furnace bottom electrode 9 is provided at a position facing the arc electrode 7 on the furnace bottom 8 of the melting furnace 1. Then, the scrap S is melted by the arc 10 formed by the arc electrode 7 to become the molten steel 11. A slag 12 is formed on the molten steel 11, and the arc 10 is formed in the slag 12. The arc electrode 7 is supported by a support member (not shown) and can be tilted by the tilt mechanism 13.
[0009]
Two lances 14a and 14b are inserted into the melting furnace 1 with their tips facing the molten steel surface, oxygen is supplied from the lance 14a, and coke as an auxiliary heat source is injected from the lance 14b. The
[0010]
The scrap S in the preheating shaft 2 is supplied in a direction from one side (preheating shaft 2 side) 1a of the melting furnace 1 to the other side (opposite side) 1b. It projects from the melting furnace 1 so as to face in a direction orthogonal to the direction. And the melting furnace 1 can be tilted by the tilting means (not shown) about the tilting axis (L) toward the hot water outlet 3 side. Further, the portion of the melting furnace 1 provided with the preheating shaft 2 and the portion provided with the tapping part 3 are separated by a distance a, and when the melting furnace 1 is tilted, scraping is caused by the wall portion of the part. S is prevented from flowing out to the hot water outlet 3 side.
[0011]
A hot water outlet 15 is formed at the bottom near the tip of the hot water outlet 3, and a vertically movable stopper 16 for opening and closing the hot water outlet 15 is provided. Furthermore, a slag door 17 that is opened when the slag 12 is discharged is provided on the side surface of the front end of the hot water outlet 3.
[0012]
In the conventional arc melting furnace configured as described above, when melting iron scrap, first, the iron scrap S is charged into the melting furnace 1 and the preheating shaft 2, and the iron scrap S is transferred to the melting furnace 1 and the preheating shaft 2. It is assumed that it exists continuously.
[0013]
In this state, the arc 10 is formed by the arc electrode 7 and the iron scrap S is melted. At this time, oxygen is supplied from the lance 14a to assist the melting of the scrap. When molten steel accumulates in the furnace, coke as an auxiliary heat source is injected from the lance 14b into the slag to shift to the slag forming operation, the tip of the electrode 7 is buried in the slag 12, and the arc 10 is slag 12 To be formed inside. The coke as the auxiliary heat source contributes to the dissolution of the scrap S.
[0014]
The exhaust gas generated by such scrap melting is discharged outside the furnace via the preheating shaft 2 and the movable exhaust duct 4, and the scrap S in the shaft 2 is preheated by the heat of the exhaust gas. As the scrap S melts in the melting furnace 1, the scraps of the preheating shaft 2 are sequentially supplied to the melting furnace 1, so that the upper end position of the scrap S in the preheating shaft 2 is lowered. In this case, the scrap S is continuously or intermittently supplied from the bucket 5 to the preheating shaft 2 so that the scrap S is continuously present in the melting chamber and the preheating shaft. As a result, a state where a certain amount or more of scrap is always present in the melting furnace 1 and the preheating shaft 2 is maintained. As described above, the charging of the scrap S at this time may be performed based on a recipe set in advance based on the operation results, or a sensor capable of detecting the amount of the scrap S in the preheating shaft 2 is provided. Based on the signal from the sensor, the input of the scrap S by the bucket 4 may be controlled.
[0015]
As the scrap S melts, the scrap S, which is a cold iron source, and the molten steel coexist in the melting furnace 1, and the temperature of the molten steel is low, for example, 1540 to 1550 ° C., the solidification temperature of the molten steel. There is only a little super heat with respect to 1530 ° C., and this causes problems such as clogging of the tap at the time of pouring. For this reason, as shown in FIG. 9, the melting furnace 1 is tilted to the side of the hot-water part 3 and the arc heating is continued before the hot water.
[0016]
In this case, the hot water discharge section 3 is protruded from the melting furnace 1 so as to face in a direction perpendicular to the inflow direction of the scrap S to the melting furnace 1, and the preheating shaft 2 of the melting furnace 1 is provided. The portion provided with the hot water discharge unit 3 is separated by a distance a, and the wall portion of the portion prevents the scrap S from flowing out to the hot water discharge unit 3 side. The contact area between the molten steel that has flowed in and the scrap S can be reduced. Therefore, the superheat of molten steel can be made high and the problem that the temperature of the molten steel discharged is low can be avoided.
[0017]
Further, when the melting furnace 1 is tilted, the arc electrode 7 becomes the position of the wavy line in FIG. 9 and the arc is not supplied effectively, but by tilting the arc electrode 7 from the tilting mechanism 13, the position of the solid line in FIG. The arc can be effectively supplied to the molten steel.
[0018]
When melting proceeds as described above and a predetermined amount of molten steel has accumulated in the furnace, the melting furnace 1 is tilted to reduce the contact area between the molten steel and scrap, and the molten steel is superheated by arc heating for a certain period of time. After that, the melting furnace 1 is further tilted, and the stopper 16 that has blocked the hot water outlet 15 of the hot water outlet 3 is raised while maintaining the state where the scrap S is continuously present in the melting furnace 1 and the melting shaft 2. Then, the tap 15 is opened, and the molten steel for one charge is poured from the tap 15 into a ladle.
[0019]
In the case of melting scrap in this way, the preheating shaft 2 is not equipped with equipment for scrap transport and supply such as pushers and fingers, so the amount of oxygen used is higher than that of the conventional melting equipment provided with these. The exhaust gas temperature can be increased. Therefore, it becomes possible to preheat the scrap to a higher temperature than the conventional melting equipment.
[0020]
Further, the scrap S is always supplied to the preheating shaft 2 so that the scrap S is continuously present in the melting furnace 1 and the preheating shaft 2, and molten steel of one charge or more is formed in the melting furnace 1. Also when the hot water is discharged, scrap continuously exists in the melting furnace 1 and the preheating shaft 2, so that the efficiency of preheating the scrap by the exhaust gas is high. In this case, preheating efficiency becomes extremely high by allowing scraps of 50% or more for one charge to be continuously present in the melting furnace 1 and the preheating shaft 2 during melting and at the time of tapping.
[0021]
As described above, since no equipment such as a pusher or fingers is required, the exhaust gas temperature can be increased, and the scrap S can always be kept continuously in the melting furnace 1 and the preheating shaft 2 so that the scrap can be kept. The dissolution efficiency of is extremely high. In addition, since the contact area between the scrap S, which is a cold iron source, and the molten steel produced by melting it can be reduced, the molten steel can be superheated and the temperature of the molten steel discharged is low. Conventional arc melting furnaces have various advantages, such as being able to eliminate the problem.
[0022]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 3114713 [0023]
[Problems to be solved by the invention]
However, conventional arc melting furnaces have the following problems.
[0024]
Conventionally, the movable exhaust duct 4 provided on the preheating shaft 2 of the arc melting furnace and the fixed exhaust duct have not been directly connected. That is, the edge of the movable exhaust duct 4 and the fixed exhaust duct was cut. Accordingly, ambient air is sucked into the duct from the connection portion between the movable exhaust duct 4 and the fixed exhaust duct, and there is a fear that the amount of exhaust gas increases. For this reason, it is necessary to design the exhaust gas treatment facility according to the maximum amount of exhaust gas, and it has been unavoidable.
[0025]
Therefore, the object of the present invention is to prevent the surrounding air from being sucked into the duct from the connecting portion of the movable exhaust duct and the fixed exhaust duct, and stably without sucking air even when the furnace is tilted. An object of the present invention is to provide an arc melting furnace capable of sucking only exhaust gas from the preheating shaft.
[0026]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is a melting chamber for melting a cold iron source, a preheating shaft that is directly connected to the upper part of one side and preheats the cold iron source, a movable exhaust duct provided on the preheating shaft, An arc electrode for melting a cold iron source in the melting chamber; a tapping part projecting from the melting chamber and having a tapping outlet; and tilting means for tilting the melting chamber toward the tapping part, the movable exhaust The duct is connected to a fixed exhaust duct, and the cold iron source in the preheating shaft is supplied from one side to the other side where the preheating shaft of the melting chamber is provided during melting, In the arc melting furnace of the cold iron source provided in a direction different from the supply direction of the cold iron source, the connecting portion between the fixed exhaust duct and the movable exhaust duct is aligned with the tilt rotation center axis of the melting chamber. The movable exhaust duct With respect to the fixed exhaust duct by joint, and it has the characteristics that it is rotatable hermetically about said tilt central axis of rotation.
[0027]
According to a second aspect of the present invention, the airtight joint includes a flexible joint member provided between the fixed exhaust duct and the movable exhaust duct, and a sliding portion between the fixed exhaust duct and the movable exhaust duct. And a sealing material provided in the above.
[0028]
The invention according to claim 3 is characterized in that the flexible joint member is made of heat-resistant bellows.
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment of a cold iron source arc melting furnace of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0030]
1 is a schematic perspective view showing an arc melting furnace of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG. 1, and FIG. 3 is a sectional view showing an airtight joint of the arc melting furnace of the present invention. FIG. 5 is a view in the A direction of FIG. 3, and FIG. 5 is a view in the B direction of FIG.
[0031]
1 and 2, the same numbers as those in FIGS. 6 and 7 denote the same items. That is, 1 is a melting furnace, 2 is a preheating shaft, 3 is a tapping part, 4 is a movable exhaust duct, 5 is a scrap charging bucket, 6 is a furnace lid, 7 is an arc electrode, 8 is Furnace bottom, 9 is a furnace bottom electrode, 10 is an arc, 11 is molten steel, 12 is a slag, 13 is a tilting mechanism, 14a and 14b are lances, 15 is a tap, 16 is a stopper, 17 Is a slag door and S is iron scrap.
[0032]
The feature of the present invention coincides with the tilting central axis (L) of the melting chamber 1 of the portion connected to the fixed exhaust duct 18 provided on the preheating shaft 2 in the arc melting furnace. That is, the movable exhaust duct 4 is curved downwardly in an L shape from the preheating shaft 2, and the central axis of the horizontal portion of the movable exhaust duct 4 </ b> A coincides with the tilting central axis (L) of the melting chamber 1. The movable exhaust duct 4A is airtightly rotatable about the tilting central axis (L) with respect to the fixed exhaust duct 18 by the airtight joint 19.
[0033]
Details of the airtight joint 19 will be described with reference to FIGS. 3 to 5.
[0034]
3 to 5, 20 is a movable exhaust duct side flange fixed to the end of the movable exhaust duct 4A, 21 is a fixed exhaust duct side flange fixed to the end surface of the fixed exhaust duct 18, and 22 is both It is a heat-resistant bellows as a flexible joint member that is airtightly connected between the flanges 20 and 21. The flexible joint member is not particularly limited to the bellows as long as it can expand and contract in the axial direction and the circumferential direction of the joint.
[0035]
A movable exhaust duct side water cooling duct 23 is provided in an annular shape over the entire circumference of the movable exhaust duct 4A in the bellows 22 portion, and is fixed to the lining refractory 25 of the movable exhaust duct 4A by an anchor 24. The cooling water in the movable exhaust duct side water cooling duct 23 is injected from the inlet 23A and drained from the outlet 23B.
[0036]
26 is a non-asbestos fireproof sealing material wound around the outer peripheral surface of the tip of the water-cooled duct 23 on the movable exhaust duct side. The sealing material 26 is pressed against the outer peripheral surface of the distal end of the movable exhaust duct side water cooling duct 23 by a sandwiching plate 27 fixed to the inner surface of the fixed exhaust duct side flange 21. When the melting chamber 1 is tilted, the sandwiching plate 27 slides on the outer peripheral surface of the sealing material 26. 28 is a refractory padding sandwiched between the end surfaces of the movable exhaust duct 4A and the fixed exhaust duct 18.
[0037]
Reference numeral 29 denotes a fixed exhaust duct side water-cooled duct provided in an annular shape over the entire circumference of the end of the fixed exhaust duct 18, and is fixed to the lining refractory 31 of the fixed exhaust duct 18 by an anchor 30. The cooling water in the fixed exhaust duct side water cooling duct 29 is injected from the inlet 29A and drained from the outlet 29B.
[0038]
Since the movable exhaust duct 4A and the fixed exhaust duct 18 are connected by the airtight joint 19, the movable exhaust duct 4A rotates with the preheating shaft 2 as the melting chamber 1 tilts (the rotation angle is several tens of degrees). Then, since the bellows 22 are twisted, the bellows 22 are rich in elasticity, so that airtightness is maintained. In addition, high sealing performance is obtained by the sealing material 26 that slides in close contact with the sandwiching plate 27 and the filling 28 between the ducts 4A and 18.
[0039]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the movable exhaust duct of the portion connected to the fixed exhaust duct is made to coincide with the tilting central axis of the melting chamber, and the movable exhaust duct is connected to the fixed exhaust duct by the airtight joint. By enabling airtight rotation about the tilting center axis, ambient air can be prevented from being sucked into the duct from the connection between the movable exhaust duct and the fixed exhaust duct, and the air can be moved even while the furnace is tilting. Thus, only the exhaust gas can be stably sucked from the preheating shaft without being sucked. Therefore, since the amount of exhaust gas is not increased by the suction air from the connecting portion between the fixed exhaust duct and the movable exhaust duct as in the prior art, a useful effect that the exhaust gas treatment facility can be miniaturized is brought about. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view showing an arc melting furnace of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an airtight joint of the arc melting furnace of the present invention.
4 is a view in the A direction of FIG.
FIG. 5 is a view in the B direction of FIG. 3;
FIG. 6 is a schematic perspective view showing a conventional arc melting furnace.
7 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
8 is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 6 before tilting.
9 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 6 after tilting.
[Explanation of symbols]
1: Melting furnace 2: Preheating shaft 3: Hot water outlet part 4: Movable exhaust duct 5: Scrap charging bucket 6: Furnace lid 7: Arc electrode 8: Furnace bottom 9: Furnace bottom electrode 10: Arc 11: Molten steel 12: Slag 13 : Tilt mechanism 14a, 15b: lance 15: tap 16: stopper 17: slug door 18: fixed exhaust duct 19: airtight joint 20: movable exhaust duct side flange 21: fixed exhaust duct side flange 22: bellows 23: movable exhaust duct side Water cooling duct 24: Anchor 25: Lined refractory 26: Sealing material 27: Clamping plate 28: Stuffing 29: Fixed exhaust duct side water cooling duct 30: Anchor 31: Lined refractory

Claims (3)

冷鉄源を溶解する溶解室と、その一方側の上部に直結され、冷鉄源を予熱する予熱シャフトと、前記予熱シャフトに設けられた可動排気ダクトと、前記溶解室内で冷鉄源を溶解するアーク電極と、前記溶解室に突設され、出湯口を有する出湯部と、前記溶解室を前記出湯部側へ傾動させる傾動手段とを有し、前記可動排気ダクトは、固定排気ダクトに接続され、前記予熱シャフト内の冷鉄源は、溶解中に前記溶解室の予熱シャフトが設けられている一方側から他方側へ向けて供給され、前記出湯部は、冷鉄源の供給方向とは異なる方向に設けられている、冷鉄源のアーク溶解炉において、
前記固定排気ダクトと前記可動排気ダクトとの接続部分は、前記溶解室の傾動回転中心軸線と一致し、前記可動排気ダクトは、気密継手により前記固定排気ダクトに対して、前記傾動回転中心軸線を中心として気密に回転可能であることを特徴とする、冷鉄源のアーク溶解炉。
A melting chamber that melts the cold iron source, a preheating shaft that is directly connected to the upper part of the cold iron source, preheats the cold iron source, a movable exhaust duct provided on the preheating shaft, and the cold iron source is melted in the melting chamber. And a tilting means for tilting the melting chamber toward the outlet portion, the movable exhaust duct being connected to a fixed exhaust duct. The cold iron source in the preheating shaft is supplied from one side to the other side where the preheating shaft of the melting chamber is provided during melting, and the hot water source is the supply direction of the cold iron source. In an arc melting furnace with a cold iron source provided in different directions,
The connecting portion between the fixed exhaust duct and the movable exhaust duct coincides with the tilting rotation center axis of the melting chamber, and the movable exhaust duct has the tilting rotation center axis aligned with the fixed exhaust duct by an airtight joint. A cold iron source arc melting furnace characterized by being airtightly rotatable as a center.
前記気密継手は、前記固定排気ダクトと前記可動排気ダクトとの間に設けられた可撓性継手部材と、前記固定排気ダクトと前記可動排気ダクトとの摺動部分に設けられたシール材とを備えていることを特徴とする、請求項1記載の、冷鉄源のアーク溶解炉。The airtight joint includes a flexible joint member provided between the fixed exhaust duct and the movable exhaust duct, and a seal member provided at a sliding portion between the fixed exhaust duct and the movable exhaust duct. The arc melting furnace of a cold iron source according to claim 1, characterized by comprising: 前記可撓性継手部材は、耐熱ジャバラからなっていることを特徴とする、請求項2記載の、冷鉄源のアーク溶解炉。The arc melting furnace of a cold iron source according to claim 2, wherein the flexible joint member is made of heat-resistant bellows.
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