JP2013194942A - Metal melting furnace and metal melting method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、金属材料を溶解させて金属溶湯を作り出すための金属溶解炉と、これを用いた金属溶解方法に関する。 The present invention relates to a metal melting furnace for melting a metal material to create a molten metal, and a metal melting method using the same.
炉体に投入された金属材料を、液化天然ガス等を燃焼させて得た熱ガスで溶解する金属溶解炉が知られている。液化天然ガス等の燃料を炉体の内部で燃焼させると、一酸化炭素を含む高温の排気ガスが発生する。高温の排気ガスは、炉体内を上昇し炉体上部に設けられた排気口に導入されて炉体の外に排出される。しかし排気ガスが排気口の周辺で外の空気と混合すると、含まれている一酸化炭素が着火して燃焼することがある。排気口周辺で一酸化炭素が燃焼した場合には、炉体内が負圧となり、排気口周辺の空気が炉体内に引っ張られると共に出湯口から炉内に空気が吸い込まれる。このような吸い込みによる外気の進入が発生すると、炉体内の圧力が不安定になる。また、外部の冷たい空気が炉体に進入することで炉内の材料温度が低下し、進入した空気に含まれる窒素が熱を持ち出すために、炉の熱効率が低下するという不具合が生じる。このため、排気ガスから一酸化炭素を除去し、排気口周辺での排気ガスの燃焼を防止する必要があった。 There is known a metal melting furnace that melts a metal material charged into a furnace body with a hot gas obtained by burning liquefied natural gas or the like. When fuel such as liquefied natural gas is burned inside the furnace body, high-temperature exhaust gas containing carbon monoxide is generated. The hot exhaust gas rises in the furnace body, is introduced into an exhaust port provided in the upper part of the furnace body, and is discharged outside the furnace body. However, if the exhaust gas is mixed with outside air around the exhaust port, the contained carbon monoxide may ignite and burn. When carbon monoxide burns around the exhaust port, the pressure in the furnace body becomes negative, and the air around the exhaust port is pulled into the furnace body and air is sucked into the furnace from the outlet. When the outside air enters due to such suction, the pressure in the furnace becomes unstable. Moreover, since the external cold air enters the furnace body, the material temperature in the furnace is lowered, and nitrogen contained in the entered air brings out heat, so that the heat efficiency of the furnace is lowered. For this reason, it has been necessary to remove carbon monoxide from the exhaust gas to prevent combustion of the exhaust gas around the exhaust port.
これに加えて、炉内に外部の空気が進入すると、空気に含まれる酸素が金属材料の酸化を進行させるおそれがあった。外気の進入を防止して金属材料の酸化を低減する技術として、例えば特許文献1には、炉蓋によって開閉される材料投入口を頭頂部に有する縦型の炉体と、その炉体内の底部付近に配置された複数の酸素燃焼バーナーとを具備した金属溶解炉が開示されている。特許文献1の金属溶解炉の炉体には、燃焼バーナーよりも高い位置に、空気よりも比重の大きい非酸化ガスを炉体内に導入するための非酸化物質導入部が設けられており、導入された非酸化ガスがガスバリヤー層として機能することによって材料投入時の外気の進入を抑制する技術が開示されている。 In addition to this, when external air enters the furnace, oxygen contained in the air may cause oxidation of the metal material. As a technique for preventing the entry of outside air and reducing oxidation of a metal material, for example, Patent Document 1 discloses a vertical furnace body having a material inlet that is opened and closed by a furnace lid at the top, and a bottom portion in the furnace body. A metal melting furnace having a plurality of oxyfuel combustion burners arranged in the vicinity is disclosed. The furnace body of the metal melting furnace of Patent Document 1 is provided with a non-oxidizing substance introduction section for introducing a non-oxidizing gas having a specific gravity larger than air into the furnace body at a position higher than the combustion burner. A technique is disclosed in which the non-oxidized gas that has been used functions as a gas barrier layer to suppress the entry of outside air when the material is charged.
他方で、特許文献1の非酸化ガスの導入技術は、炉蓋を開放する時以外の外気の進入を想定しておらず、出湯口からの吸い込みによる外気の進入を完全に防止することは困難であった。このため酸素を多く含む外気が導入されることによって金属材料が酸化するおそれは依然として存在していた。金属材料の酸化はスラグの生成の一因であり、金属溶湯の質及び量を低下させて、最終的には材料の損失につながる。このため、材料の投入時に外気の進入を防止するだけではなく、金属の溶解工程をできるだけ効率よく進めて、金属材料の酸化による材料損(一般に「酸化損失」という)を一層低減する技術が求められていた。 On the other hand, the non-oxidizing gas introduction technique of Patent Document 1 does not assume the entry of outside air except when the furnace lid is opened, and it is difficult to completely prevent the entry of outside air due to suction from the hot water outlet. Met. For this reason, there is still a possibility that the metal material is oxidized by the introduction of outside air containing a large amount of oxygen. The oxidation of the metal material contributes to the generation of slag, which lowers the quality and quantity of the molten metal and ultimately leads to material loss. For this reason, there is a need for technology that not only prevents the entry of outside air when materials are added, but also promotes the metal melting process as efficiently as possible to further reduce material loss (generally referred to as “oxidation loss”) due to oxidation of metal materials. It was done.
本発明はかかる実情に鑑みてなされものであり、その目的は、炉内圧力の低下及び炉の熱効率の低下が未然に防止された金属溶解炉を提供することにある。同時に、炉内への外気の進入を防止することで、金属の酸化を回避することが可能な金属溶解炉を提供することにある。これに加えて本発明の目的は、炉の熱効率が高く、炉内の圧力が安定しており、同時に金属の酸化を極力回避可能な金属溶解方法を提供することにある。 This invention is made | formed in view of this situation, The objective is to provide the metal melting furnace by which the fall of the pressure in a furnace and the fall of the thermal efficiency of a furnace were prevented beforehand. At the same time, it is an object of the present invention to provide a metal melting furnace capable of avoiding metal oxidation by preventing the outside air from entering the furnace. In addition, an object of the present invention is to provide a metal melting method in which the thermal efficiency of the furnace is high, the pressure in the furnace is stable, and at the same time, oxidation of the metal can be avoided as much as possible.
本発明の金属溶解炉は、上部に送風口を有すると共に、底部に出湯口を有する縦型の炉体と、炉体の上部に隣接しており、金属材料を保管する材料保管室と、炉体と材料保管室との境界に開閉可能に設けられており、開放されることで炉体と材料保管室とを連通させて金属材料を材料保管室から炉体内に投入する材料投入扉と、炉体内に投入された金属材料を加熱溶解すべく炉体の底部付近に設けられた燃焼バーナーと、燃焼バーナーの燃焼によって発生する一酸化炭素を含む排気ガスと送風口から供給される酸素とを炉体の上部で再燃焼させるべく、炉体の頭頂部に設けられた着火バーナーと、再燃焼させた排気ガスを材料保管室に供給して保管されている金属材料を予熱するための、一端部が炉体に開口しており且つ他端部が材料保管室に開口している熱排出通路と、を備えていることを特徴とする。 The metal melting furnace according to the present invention has a vertical furnace body having a blower opening at the top and a tapping outlet at the bottom, a material storage chamber adjacent to the upper part of the furnace body for storing metal materials, and a furnace A material charging door that is openable and closable at the boundary between the body and the material storage chamber, and is opened to allow the furnace body and the material storage chamber to communicate with each other so as to input the metal material from the material storage chamber into the furnace body; Combustion burner provided near the bottom of the furnace body to heat and melt the metal material charged into the furnace body, exhaust gas containing carbon monoxide generated by combustion of the combustion burner, and oxygen supplied from the air outlet In order to reheat at the top of the furnace body, an ignition burner provided at the top of the furnace body and one end for supplying reheated exhaust gas to the material storage chamber and preheating the stored metal material Is open to the furnace body and the other end is a material storage chamber Characterized in that it comprises a heat discharge passage are opened, the.
本発明によれば、燃焼バーナーにおける燃焼で発生した排気ガスに含まれる一酸化炭素は、着火バーナーにより炉体の上部で着火し、送風口から供給された空気に含まれる酸素と反応して完全燃焼することで二酸化炭素となる。この反応によって排気ガス中の一酸化炭素が除去されるために、排気ガスは、高温の状態で排気口から排出されて空気と混合しても燃焼しない。 According to the present invention, the carbon monoxide contained in the exhaust gas generated by the combustion in the combustion burner is ignited at the upper part of the furnace body by the ignition burner, and reacts with the oxygen contained in the air supplied from the blower port to be completely It becomes carbon dioxide by burning. Since carbon monoxide in the exhaust gas is removed by this reaction, the exhaust gas is discharged from the exhaust port at a high temperature and does not burn even when mixed with air.
これに加えて本発明の金属溶解炉は、一端部が炉体に開口しており且つ他端部が材料保管室に開口している熱排出通路によって、一酸化炭素が除去された排気ガスが材料保管室に供給されて、保管されている金属材料が予熱される。予熱された金属材料が炉体に投入されることにより、効率よく金属材料が溶解される。 In addition, the metal melting furnace of the present invention has an exhaust gas from which carbon monoxide has been removed by a heat exhaust passage having one end opened in the furnace body and the other end opened in the material storage chamber. The metal material stored in the material storage chamber is preheated. By introducing the preheated metal material into the furnace body, the metal material is efficiently dissolved.
本発明の金属溶解炉にあっては、第一の排気ダンパーを備える第一の排気ダクトが炉体の上部に接続されており、且つ第二の排気ダンパーを備える第二の排気ダクトが材料保管室の上部に接続されていることが好ましい。材料保管室に金属材料が保管されているときには、第一の排気ダンパーが閉鎖され、且つ第二の排気ダンパーが開放される。また金属材料が材料保管室から炉体内に投入されるときには、第一の排気ダンパーが開放され且つ第二の排気ダンパーが閉鎖される。 In the metal melting furnace of the present invention, the first exhaust duct including the first exhaust damper is connected to the upper portion of the furnace body, and the second exhaust duct including the second exhaust damper is the material storage. It is preferably connected to the upper part of the chamber. When the metal material is stored in the material storage chamber, the first exhaust damper is closed and the second exhaust damper is opened. When the metal material is introduced from the material storage chamber into the furnace body, the first exhaust damper is opened and the second exhaust damper is closed.
このように、排気ダンパーを備えた排気ダクトを二個設けることによって、炉体からの排気ガスの排出経路を制御して、金属材料が材料保管室に保管されている時と金属材料の投入時とで、それぞれに適した排気ガスの流れを選択することができる。金属材料が材料保管室に保管されているとき、排気ガスを材料保管室に導入して第二の排気ダクトから排出することができるので、金属材料の予熱が効率よく行われる。金属材料が投入されるとき、排気ガスを、炉体の上部の第一の排気ダクトから排出することができるので、炉内の圧力が一定に制御される。 In this way, by providing two exhaust ducts with exhaust dampers, the exhaust gas exhaust path from the furnace body is controlled, and when the metal material is stored in the material storage room and when the metal material is charged And an exhaust gas flow suitable for each can be selected. When the metal material is stored in the material storage chamber, the exhaust gas can be introduced into the material storage chamber and discharged from the second exhaust duct, so that the metal material is efficiently preheated. When the metal material is charged, the exhaust gas can be discharged from the first exhaust duct at the top of the furnace body, so that the pressure in the furnace is controlled to be constant.
本発明はまた、効率の良い金属溶解方法を提供する。本発明の金属溶解方法は、上部に第一の排気ダンパーを備える第一の排気ダクト及び送風口を有すると共に、底部に出湯口を有する縦型の炉体と、炉体の上部に隣接しており、第二の排気ダンパーを備える第二の排気ダクトが設けられている材料保管室と、炉体と材料保管室との境界に開閉可能に設けられており、開放されることで炉体と材料保管室とを連通させる材料投入扉と、炉体内に材料保管室から投入された金属材料を加熱溶解すべく炉体の底部付近に設けられた燃焼バーナーと、燃焼バーナーの燃焼によって発生する一酸化炭素を含む排気ガスと送風口から供給される酸素とを炉体の上部で再燃焼させるべく、前記炉体の頭頂部に設けられた着火バーナーと、再燃焼後の排気ガスを材料保管室に供給して保管されている金属材料を予熱するための、一端部が炉体に開口しており且つ他端部が材料保管室に開口している熱排出通路と、を備えた金属溶解炉を用いた金属溶解方法である。本発明の金属溶解方法は、材料保管室に金属材料が保管されているときには、第一の排気ダンパーを閉鎖し且つ第二の排気ダンパーを開放することで、熱排出通路を介して、再燃焼した排気ガスを材料保管室に供給する。一方、材料保管室に保管されている前記金属材料が炉体に投入されるときには、第一の排気ダンパーを開放し且つ第二の排気ダンパーを閉鎖することで、再燃焼した排気ガスを第一の排気ダクト側に導入して炉内の圧力を制御する。 The present invention also provides an efficient metal melting method. The metal melting method of the present invention includes a vertical furnace body having a first exhaust duct having a first exhaust damper and a blower opening at the top, and a hot water outlet at the bottom, and adjacent to the top of the furnace body. And a material storage chamber provided with a second exhaust duct provided with a second exhaust damper, and provided at the boundary between the furnace body and the material storage chamber. A material charging door that communicates with the material storage chamber, a combustion burner provided near the bottom of the furnace body to heat and melt the metal material charged from the material storage chamber into the furnace body, and one generated by the combustion of the combustion burner In order to re-combust the exhaust gas containing carbon oxide and the oxygen supplied from the blower at the upper part of the furnace body, the ignition burner provided at the top of the furnace body, and the exhaust gas after the re-combustion are stored in the material storage chamber Metal materials that are supplied and stored in For heat, one end is a metal dissolution method using a metal melting furnace equipped with a heat discharge passage and the other end is open to the furnace body is open to the material storage chamber, the. In the metal melting method of the present invention, when the metal material is stored in the material storage chamber, the first exhaust damper is closed and the second exhaust damper is opened, so that the recombustion is performed via the heat exhaust passage. The exhaust gas is supplied to the material storage room. On the other hand, when the metal material stored in the material storage chamber is thrown into the furnace body, the first exhaust damper is opened and the second exhaust damper is closed, so that the reburned exhaust gas is removed from the first exhaust damper. The pressure inside the furnace is controlled by introducing it into the exhaust duct side.
以上詳述したように各請求項に記載の金属溶解炉及び金属溶解方法によれば、燃焼バーナーにおける燃焼で発生した排気ガスの中の一酸化炭素は、着火バーナーにより炉体の上部で着火し、送風口から供給された酸素と燃焼反応することで二酸化炭素となる。この燃焼反応によって排気ガス中の一酸化炭素が除去されるために、排気口から排出される排気ガスは、空気と混合しても燃焼しない。排気口周辺での燃焼が発生しないために、炉体内は常に正圧に維持されて、排気口と出湯口のいずれからも炉内に外気が進入するおそれが未然に回避されている。この結果、炉体内の圧力が常に安定し、熱効率も一定に維持される。 As described in detail above, according to the metal melting furnace and the metal melting method described in each claim, carbon monoxide in the exhaust gas generated by combustion in the combustion burner is ignited at the upper part of the furnace body by the ignition burner. Carbon dioxide is produced by a combustion reaction with oxygen supplied from the air blowing port. Since carbon monoxide in the exhaust gas is removed by this combustion reaction, the exhaust gas discharged from the exhaust port does not burn even when mixed with air. Since the combustion around the exhaust port does not occur, the inside of the furnace is always maintained at a positive pressure, and the possibility of outside air entering the furnace from both the exhaust port and the hot water outlet is avoided. As a result, the pressure in the furnace body is always stable and the thermal efficiency is kept constant.
また本発明の金属溶解炉及び金属溶解方法によれば、熱排出通路によって供給される排気ガスが、材料保管室の金属材料の予熱に利用されることで、炉の熱効率を一層向上させることができる。 Moreover, according to the metal melting furnace and the metal melting method of the present invention, the exhaust gas supplied through the heat exhaust passage is used for preheating the metal material in the material storage chamber, thereby further improving the thermal efficiency of the furnace. it can.
本発明の金属溶解炉及び金属溶解方法によれば、炉体内への外気の侵入が防止されることにより、溶解工程における金属の酸化が極力回避される。また、炉体内から熱排出通路を介して材料保管室に再燃焼した排気ガスが供給されるので、材料保管室に保持されている金属材料も同時に、酸化が極力回避される。金属材料の酸化の回避はスラグの排出量の減少をもたらし、金属溶湯の質及び収量の向上に貢献する。金属溶湯の質及び収量の向上によって後工程における合金添加費用が抑制されるので、結果として良質の金属溶湯をより安価に得ることを可能とする。 According to the metal melting furnace and the metal melting method of the present invention, by preventing the entry of outside air into the furnace body, metal oxidation in the melting process is avoided as much as possible. In addition, since the reburned exhaust gas is supplied from the furnace body to the material storage chamber through the heat exhaust passage, the metal material held in the material storage chamber is also prevented from being oxidized as much as possible. Avoidance of oxidation of the metal material leads to a decrease in slag discharge and contributes to an improvement in the quality and yield of the molten metal. Since the alloy addition cost in the subsequent process is suppressed by improving the quality and yield of the molten metal, it is possible to obtain a high-quality molten metal at a lower cost.
本発明の金属溶解炉は、既存の炉体に着火バーナーと熱排出通路と第二の排出ダクトとを追加設置するだけで金属溶湯の質及び収量を向上させることができる。 The metal melting furnace of the present invention can improve the quality and yield of the molten metal simply by additionally installing an ignition burner, a heat discharge passage, and a second discharge duct in an existing furnace body.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1及び図2を参照して、鋳鉄の溶湯を作り出すための金属溶解炉の一実施形態を説明する。図1に、本実施形態の金属溶解炉の鉛直方向断面図を示す。図1に示すように、本実施形態の金属溶解炉は、縦型の炉体10を備えており、この縦型の炉体10は鉛直方向に沿って直立した有底有蓋円筒形状をなしている。炉体10の底部には出湯口11が設けられており、炉体10の側壁上部には材料投入口18が設けられている。炉体10の頭頂部の、中心よりも材料投入口18に近い位置に、送風口12が設けられている。送風口12には、送風ファン32を備えた送風通路31が接続されており、供給量を制御した状態で空気が供給される。炉体10内には、金属材料からなる投入物Mを溶解するための溶解室13が区画形成されている。溶解室13の底面に相当する炉床面15は、出湯口11に向けて下降する傾斜面として形成されており、溶解室13の最も低い場所に出湯口11が位置している。
With reference to FIG.1 and FIG.2, one Embodiment of the metal melting furnace for producing the molten metal of cast iron is described. In FIG. 1, the vertical direction sectional view of the metal melting furnace of this embodiment is shown. As shown in FIG. 1, the metal melting furnace of the present embodiment includes a
炉体10の材料投入口18の外側に、金属材料を保管するための材料保管室21が炉体10に隣接して設けられている。材料保管室21は、頭頂部に搬入扉25を備えた搬入口27を備えており、炉体10の材料投入口18に対応する位置に搬出口28を備えている。材料保管室21の床面22は、搬入口27から搬出口28に向かって直線状に下降しており、材料保管室21の最も低い位置に搬出口28が位置している。材料保管室21側の搬出口28と炉体10側の材料投入口18とが接続されている箇所(即ち材料保管室21と炉体10の境界)には、材料投入扉23が配置されている。材料投入扉23の上部には、材料投入扉23を開位置(実線で示す位置)と閉位置(二点鎖線で示す位置)との間で回動させるヒンジ式の支持構造24が設けられており、材料投入扉23はこの支持構造24によって開閉可能に支持されている。材料投入扉23は、通常は閉位置にあって材料保管室の底板として機能しており、材料保管室21に積み重ねられている金属材料を保持している。材料投入時には、材料投入扉23が炉体10側に回転して開位置に移動し、炉体10と材料保管室21とが連通して、保持していた金属材料を炉体10内に投入する。
A
炉体10の底部付近には、酸素を助燃剤として液化天然ガス等の燃料ガス又は燃料液体を燃焼させる複数基の酸素燃焼バーナー16(本例では11基、図面上では3基)が設けられている。11基の酸素燃焼バーナー16からなるバーナー群は、炉体10の溶解室13から出湯口11に向かう通路の上部に配置されている。それぞれの酸素燃焼バーナー16から噴出される燃焼火炎は、円筒に酷似した空洞状をなす空洞状火炎f(二点鎖線で示す)をなす。酸素燃焼バーナー16は、助燃ガスとして高濃度の酸素ガス(酸素濃度90%以上)を使用するため、空洞状火炎fの温度は1800℃〜3300℃という高温度に達する。それ故、投入物Mが高融点金属の場合でも、投入物Mを効率的且つ高速に溶解することができる。
Near the bottom of the
炉体10の頭頂部に、酸素燃焼バーナー16と同一の仕様の酸素燃焼バーナーである着火バーナー17(本例では1基)が設けられている。着火バーナー17は、送風口12に近接して配置されており、燃焼バーナー16の燃焼によって発生する一酸化炭素を含む排気ガスと、送風口12から供給される空気に含まれる酸素とを再度燃焼させる。以下に於いては、着火バーナー17によって着火して再燃焼した排気ガスのことを、二次排気ガスとも言う。排気ガスの中に当初含まれていた一酸化炭素は、再燃焼時に酸素と反応して二酸化炭素となるため、二次排気ガスの中にはほとんど含まれない。
An ignition burner 17 (one in this example) that is an oxyfuel burner having the same specifications as the
図2に、炉体10と材料保管室21とを、材料投入口18の高さ方向の中心位置で水平方向に切断したときの断面を模式的に示す。図2では、材料投入扉23は閉位置にある。材料投入口18に対して、炉体10の直径方向で対向する位置に、第一の排気ダクト33が接続されている。第一の排気ダクト33の内部には、第一の排気ダンパー34が設けられている。また、図1に示すように、材料保管室21の上部には、第二の排気ダンパー36を備える第二の排気ダクト35が接続されている。本実施形態では、排気ダンパー34,36は蝶型の弁体であり、図示されない制御手段によって材料投入扉23と同期してその開閉が制御される。
FIG. 2 schematically shows a cross section when the
図2に示すように、炉体10の側壁上部と材料保管室21の側面とを接続するために、熱排出通路26が、材料保管室21と略同一の高さで設けられている。熱排出通路26の一端部は、排気ガス吸気口19として炉体10に開口している。また熱排出通路26の他端部は、排気ガス導入口29として材料保管室21に開口している。第一の排気ダクト33が開放されており且つ第二の排気ダクト35が閉鎖されているときには、炉体10で発生した二次排気ガスの大部分は、炉体10の上部から第一の排気ダクト33を経由し、更に吸引配管38を経由して排出される。第一の排気ダクト33が閉鎖されており且つ第二の排気ダクト35が開放されているときには、炉体10で発生した二次排気ガスは、熱排出通路26を経由して材料保管室21を通過し、第二の排気ダクト35から排出される。
As shown in FIG. 2, a
本実施形態の金属溶解炉では、燃焼バーナー16の燃焼によって生成した一酸化炭素を含む排気ガスは、投入された金属材料の間を通過して炉体10の上部まで上昇する。炉体10の上部に到達した排気ガスの中に含まれる一酸化炭素は、着火バーナー17の空洞状火炎fにより炉体10の上部で着火し、送風口12から供給された空気に含まれる酸素と反応し完全燃焼することで二酸化炭素となる。炉体内の排気ガスの成分分析から着火バーナー17周辺に必要とされる酸素の量が図示されない外部解析手段によって継続的に算出されており、送風ファン32の送風量を制御することで送風口12から供給される空気の量が最適化される。適量の空気が送風口12から供給される結果、二次排気ガスの中には一酸化炭素及び酸素が、ほとんど残存しない。
In the metal melting furnace of the present embodiment, the exhaust gas containing carbon monoxide generated by the combustion of the
本実施形態の金属溶解炉を用いた金属溶解方法を以下に説明する。本実施形態の金属溶解方法では、第一の排気ダンパー34と、第二の排気ダンパー36と、材料投入扉23の開閉が、図示されない制御手段によって同期された状態で行われる。第一の排気ダンパー34及び第二の排気ダンパー36の開放量は、炉体10の内圧が外気に対して正圧(+の圧力)となるように調整される。
A metal melting method using the metal melting furnace of this embodiment will be described below. In the metal melting method of the present embodiment, the
材料保管室21への金属材料の搬入工程は、炉体10内で溶解されている金属材料の残量に応じて、適宜行われる。金属材料は材料保管室21の上部の搬入口27から搬入される。このとき制御手段は、材料投入扉23を閉鎖し、第一の排気ダンパー34を閉鎖することで第一の排気ダクト33を閉鎖し、第二の排気ダンパー36を開放することで第二の排気ダクト35を開放する。この結果、高温の二次排気ガスは、熱排出通路26を経由して材料保管室21を通過し、第二の排気ダクト35から排出される。二次排気ガスは、材料保管室21を通過するときに、搬入された金属材料を加温する。搬入口27に設けられている搬入扉25の開閉時には、第二の排気ダンパー36の開放量を特に小さくすることで、材料保管室21と炉体10の圧力の変化を最小にすることができる。
The step of bringing the metal material into the
搬入された金属材料が材料保管室21に保持されている間、制御手段は、材料投入扉23と第一の排気ダンパー34とを閉鎖状態に維持し、これに同期して第二の排気ダンパー36を開放状態に維持する。高温の二次排気ガスは、引き続き熱排出通路26を経由して材料保管室21を通過し、第二の排気ダクト35から排出される。二次排気ガスは、材料保管室21に保管されている金属材料を加温する。高温の二次排気ガスには酸素も一酸化炭素もほとんど含まれていないため、保管中に二次排気ガスに曝される金属材料は、酸化による材料劣化が発生することなく良好な品質を維持した状態で、充分に予熱される。
While the carried-in metal material is held in the
金属材料が材料保管室21から炉体10に投入される材料投入工程で、制御手段は、材料投入扉23を開放し、これに同期して第一の排気ダンパー34を開放することで第一の排気ダクト33を開放する。同時に制御手段は、第二の排気ダンパー36を閉鎖することで第二の排気ダクト35を閉鎖する。二次排気ガスは、炉体10の上部から第一の排気ダクト33を経由して排出される。このとき、第一の排気ダンパー34の開放量は、炉体10の内圧が外気に対して正圧となるように制御される。これにより材料投入時の炉内の圧力の変動は最小に抑えられ、同時に外気の流入が防止されている。また、溶解室13に投入される金属材料が充分に予熱されていることから、効率よく溶解されて金属溶湯を得ることができる。
In the material charging process in which the metal material is charged into the
第一の排気ダクト33又は第二の排気ダクト35を経由して排出される二次排気ガスは、炉体10の上部で再度燃焼したことにより一酸化炭素が除去されているため、高温の状態で排出されて空気と混合しても燃焼しない。一酸化炭素の不慮の燃焼が回避されていることで、炉体内の圧力は常に正圧に維持され、排気ダクト33,35や出湯口から炉内に空気が吸い込まれるおそれが事前に回避されている。以上のことから、本実施形態の金属溶解炉とこれを用いた金属溶解方法によって、熱効率が高く、炉内の圧力が安定しており、同時に金属の酸化を極力回避可能な金属溶解技術が提供される。
Since the secondary exhaust gas discharged through the
[その他の変更例]
本実施形態で説明した材料保管室の形状および炉体に対する配置は、適宜変更が可能である。例えば、材料保管室の床面の一部が炉体の上部に隣接するように材料保管室を炉体よりも上部に配置し、熱排出通路を炉体から材料保管室に上昇する通路として設けることが可能である。高温の二次排気ガスが炉体から熱排出通路に自然に上昇するように排気ガス吸気口と排気ガス導入口の位置を変更することで、一層効率よく金属材料を予熱することができる。その他、着火バーナーに、空気バーナーを始めとする他のバーナーを適用することも可能である。また送風口から空気を供給する場合について説明を行ったが、酸素単体を供給することでより厳密に酸素の供給量を管理することが可能である。
[Other changes]
The shape of the material storage chamber and the arrangement with respect to the furnace body described in the present embodiment can be appropriately changed. For example, the material storage chamber is disposed above the furnace body so that a part of the floor surface of the material storage chamber is adjacent to the upper portion of the furnace body, and the heat exhaust passage is provided as a passage rising from the furnace body to the material storage chamber. It is possible. By changing the positions of the exhaust gas inlet and the exhaust gas inlet so that the high-temperature secondary exhaust gas naturally rises from the furnace body to the heat exhaust passage, the metal material can be preheated more efficiently. In addition, other burners such as an air burner can be applied to the ignition burner. Moreover, although the case where air was supplied from a ventilation port was demonstrated, it is possible to manage the supply amount of oxygen more strictly by supplying oxygen alone.
本発明は、金属を基材とするスクラップ及び/又は銑鉄インゴットを溶解する金属溶解炉に適用可能である。 The present invention is applicable to a metal melting furnace for melting metal-based scrap and / or pig iron ingots.
10 炉体
11 出湯口
12 送風口
13 溶解室
15 炉床面
16 酸素燃焼バーナー
17 着火バーナー
18 材料投入口
19 排気ガス吸気口
21 材料保管室
22 材料保管室の床面
23 材料投入扉
24 支持構造
25 搬入扉
26 熱排出通路
27 搬入口
28 搬出口
29 排気ガス導入口
31 送風通路
32 送風ファン
33 第一の排気ダクト
34 第一の排気ダンパー
35 第二の排気ダクト
36 第二の排気ダンパー
38 吸引配管
M 投入物
f 燃焼火炎
DESCRIPTION OF
25 Loading door
26
28 Unloading
M Input f Combustion flame
Claims (3)
前記炉体の上部に隣接しており、金属材料を保管する材料保管室と、
前記炉体と前記材料保管室との境界に開閉可能に設けられ、開放されることで前記炉体と前記材料保管室とを連通させて前記金属材料を前記材料保管室から炉体内に投入する材料投入扉と、
前記炉体内に投入された前記金属材料を加熱溶解すべく前記炉体の底部付近に設けられた燃焼バーナーと、
前記燃焼バーナーの燃焼によって発生する一酸化炭素を含む排気ガスと前記送風口から供給される酸素とを前記炉体の上部で再燃焼させるべく、前記炉体の頭頂部に設けられた着火バーナーと、
前記再燃焼後の排気ガスを前記材料保管室に供給して保管されている前記金属材料を予熱するための、一端部が前記炉体に開口しており且つ他端部が前記材料保管室に開口している熱排出通路と、
を備えていることを特徴とする金属溶解炉。 A vertical furnace body having an air outlet at the top and a tapping outlet at the bottom,
Adjacent to the top of the furnace body, a material storage chamber for storing metal materials,
It is provided at the boundary between the furnace body and the material storage chamber so as to be openable and closable, and is opened to allow the furnace body and the material storage chamber to communicate with each other so that the metal material is introduced into the furnace body from the material storage chamber. A material loading door,
A combustion burner provided near the bottom of the furnace body to heat and melt the metal material charged into the furnace body;
An ignition burner provided at the top of the furnace body in order to re-combust the exhaust gas containing carbon monoxide generated by the combustion of the combustion burner and oxygen supplied from the blower at the upper part of the furnace body; ,
One end is opened in the furnace body and the other end is in the material storage chamber for preheating the metal material stored by supplying the exhaust gas after reburning to the material storage chamber. An open heat exhaust passage,
A metal melting furnace comprising:
前記材料保管室に前記金属材料が保管されているときには前記第一の排気ダンパーが閉鎖され且つ前記第二の排気ダンパーが開放され、前記金属材料が前記材料保管室から前記炉体内に投入されるときには前記第一の排気ダンパーが開放され且つ前記第二の排気ダンパーが閉鎖されることを特徴とする請求項1に記載の金属溶解炉。 A first exhaust duct comprising a first exhaust damper is connected to the upper part of the furnace body, and a second exhaust duct comprising a second exhaust damper is connected to the upper part of the material storage chamber;
When the metal material is stored in the material storage chamber, the first exhaust damper is closed and the second exhaust damper is opened, and the metal material is put into the furnace body from the material storage chamber. The metal melting furnace according to claim 1, wherein the first exhaust damper is sometimes opened and the second exhaust damper is closed.
前記炉体の上部に隣接しており、第二の排気ダンパーを備える第二の排気ダクトが設けられている材料保管室と、
前記炉体と前記材料保管室との境界に開閉可能に設けられており、開放されることで前記炉体と前記材料保管室とを連通させる材料投入扉と、
前記炉体内に前記材料保管室から投入された金属材料を加熱溶解すべく前記炉体の底部付近に設けられた燃焼バーナーと、
前記燃焼バーナーの燃焼によって発生する一酸化炭素を含む排気ガスと前記送風口から供給される酸素とを前記炉体の上部で再燃焼させるべく、前記炉体の頭頂部に設けられた着火バーナーと、
前記再燃焼後の排気ガスを前記材料保管室に供給して保管されている前記金属材料を予熱するための、一端部が前記炉体に開口しており且つ他端部が前記材料保管室に開口している熱排出通路と、
を備えた金属溶解炉を用いた金属溶解方法であって、
前記材料保管室に前記金属材料が保管されているときには、前記第一の排気ダンパーを閉鎖し且つ前記第二の排気ダンパーを開放することで、前記熱排出通路を介して、前記再燃焼した排気ガスを前記材料保管室に供給し、
前記材料保管室に保管されている前記金属材料が前記炉体に投入されるときには、前記第一の排気ダンパーを開放し且つ前記第二の排気ダンパーを閉鎖することで、前記再燃焼した排気ガスを前記第一の排気ダクト側に導入して炉内の圧力を制御することを特徴とする金属溶解方法。 A vertical furnace body having a first exhaust duct having a first exhaust damper at the top and a blower opening, and having a tapping outlet at the bottom,
A material storage chamber adjacent to the top of the furnace body and provided with a second exhaust duct comprising a second exhaust damper;
A material charging door that is openably and closably provided at a boundary between the furnace body and the material storage chamber, and that opens and communicates the furnace body and the material storage chamber;
A combustion burner provided near the bottom of the furnace body to heat and melt the metal material charged from the material storage chamber into the furnace body;
An ignition burner provided at the top of the furnace body in order to re-combust the exhaust gas containing carbon monoxide generated by the combustion of the combustion burner and oxygen supplied from the blower at the upper part of the furnace body; ,
One end is opened in the furnace body and the other end is in the material storage chamber for preheating the metal material stored by supplying the exhaust gas after reburning to the material storage chamber. An open heat exhaust passage,
A metal melting method using a metal melting furnace comprising:
When the metal material is stored in the material storage chamber, the re-burned exhaust gas is closed via the heat exhaust passage by closing the first exhaust damper and opening the second exhaust damper. Supplying gas to the material storage chamber;
When the metal material stored in the material storage chamber is charged into the furnace body, the re-burned exhaust gas is opened by opening the first exhaust damper and closing the second exhaust damper. Is introduced into the first exhaust duct side to control the pressure in the furnace.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5724025B1 (en) * | 2014-08-29 | 2015-05-27 | アルカエンジニアリング株式会社 | Non-ferrous metal melting furnace |
JP2016161139A (en) * | 2015-02-26 | 2016-09-05 | アルカエンジニアリング株式会社 | Nonferrous metal melting furnace |
KR20210156396A (en) * | 2020-06-17 | 2021-12-27 | 재단법인 포항산업과학연구원 | Apparatus for injecting of melthing slag |
CN114739184A (en) * | 2022-03-22 | 2022-07-12 | 武钢集团昆明钢铁股份有限公司 | Blast furnace gas combustion heat storage stabilizing device |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5136503U (en) * | 1974-09-12 | 1976-03-18 | ||
JPS5835799U (en) * | 1981-09-03 | 1983-03-08 | 有限会社日本特殊技術研究所 | Induction furnace connected to material preheating chamber and combustion chamber to improve melting |
JPH10300365A (en) * | 1997-04-18 | 1998-11-13 | Daido Steel Co Ltd | Scrap preheating device |
JPH1121607A (en) * | 1997-07-07 | 1999-01-26 | Nkk Corp | Operation of arc furnace |
JP2002022366A (en) * | 2000-07-06 | 2002-01-23 | Nkk Corp | Method for melting cold iron source |
JP2002156186A (en) * | 2000-02-14 | 2002-05-31 | Nkk Corp | Melting equipment and treatment method using the same |
JP2010230237A (en) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Aisin Takaoka Ltd | Furnace for melting metal and method for melting metal |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5855679A (en) * | 1981-09-29 | 1983-04-02 | マツダ株式会社 | Melting furnace |
JPH05271811A (en) * | 1992-03-30 | 1993-10-19 | Nippon Sanso Kk | Method for melting metal |
JPH0755341A (en) * | 1993-08-06 | 1995-03-03 | Taiyo Chuki Co Ltd | Shaft type melting furnace using gaseous fuel |
JPH11325746A (en) * | 1998-05-20 | 1999-11-26 | Osaka Gas Co Ltd | Non-ferrous metal melting furnace |
-
2012
- 2012-03-16 JP JP2012060016A patent/JP2013194942A/en active Pending
-
2013
- 2013-01-21 WO PCT/JP2013/051078 patent/WO2013136841A1/en active Application Filing
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5136503U (en) * | 1974-09-12 | 1976-03-18 | ||
JPS5835799U (en) * | 1981-09-03 | 1983-03-08 | 有限会社日本特殊技術研究所 | Induction furnace connected to material preheating chamber and combustion chamber to improve melting |
JPH10300365A (en) * | 1997-04-18 | 1998-11-13 | Daido Steel Co Ltd | Scrap preheating device |
JPH1121607A (en) * | 1997-07-07 | 1999-01-26 | Nkk Corp | Operation of arc furnace |
JP2002156186A (en) * | 2000-02-14 | 2002-05-31 | Nkk Corp | Melting equipment and treatment method using the same |
JP2002022366A (en) * | 2000-07-06 | 2002-01-23 | Nkk Corp | Method for melting cold iron source |
JP2010230237A (en) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Aisin Takaoka Ltd | Furnace for melting metal and method for melting metal |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5724025B1 (en) * | 2014-08-29 | 2015-05-27 | アルカエンジニアリング株式会社 | Non-ferrous metal melting furnace |
JP2016161139A (en) * | 2015-02-26 | 2016-09-05 | アルカエンジニアリング株式会社 | Nonferrous metal melting furnace |
KR20210156396A (en) * | 2020-06-17 | 2021-12-27 | 재단법인 포항산업과학연구원 | Apparatus for injecting of melthing slag |
KR102393081B1 (en) * | 2020-06-17 | 2022-05-03 | 재단법인 포항산업과학연구원 | Apparatus for injecting of melthing slag |
CN114739184A (en) * | 2022-03-22 | 2022-07-12 | 武钢集团昆明钢铁股份有限公司 | Blast furnace gas combustion heat storage stabilizing device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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