JP2603421B2

JP2603421B2 - 予熱シャフト炉付電気炉

Info

Publication number: JP2603421B2
Application number: JP5115017A
Authority: JP
Inventors: 達也甲斐
Original assignee: 株式会社ニッコー
Priority date: 1993-05-17
Filing date: 1993-05-17
Publication date: 1997-04-23
Anticipated expiration: 2012-04-23
Also published as: JPH06323732A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スクラップ原料を予熱
し、その後、溶解・精錬を行う電気炉に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】スクラップ原料の予熱を行う手段として
シャフト炉が知られており、例えば電気炉炉体の側方に
シャフト炉を設置し、電気炉炉体とシャフト炉の側壁下
部を連通させた電気炉がある。この電気炉では、スクラ
ップ原料の炉内への装入に際し、初回装入はバケットに
より電気炉炉体に装入し、残量をシャフト炉に装入して
おり、１チャージ分の原料装入後に予熱を行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の電気
炉では、スクラップ原料の収容容積が小さく、予熱時間
が短いため、電力・電極等の原単位低減が少ないという
問題があり、さらに、電気炉炉体内での溶解・精錬中の
溶融金属中に、シャフト炉で予熱された半溶融の原料が
次々と流入してくるため溶鋼の均質性に欠ける等の問題
があった。

【０００４】本発明は、上述のような実状に鑑みてなさ
れたもので、その目的とするところは、排ガス顕熱の有
効利用による省エネルギーを図ると共に、バーナーを用
い積極的予熱によりスクラップ原料の高温予熱を行い、
電力、電極原単位等の低減により製鋼能率の向上及び製
造コストの低減、スクラップ原料装入時における発生粉
塵の減少及び省力化、炉用電気変圧器の単位当たり容量
の減少、フリッカー等給電側のトラブル減少を図ること
ができる予熱シャフト炉付電気炉を提供するにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の予熱シャフト炉付電気炉は、各々バーナー
を備えた２基の電気炉炉体と、加熱用の電極を備えかつ
各電気炉炉体に交互に装着されるように移動可能な炉蓋
と、各電気炉炉体上の各接続位置と待機位置との間を移
動可能なシャフト炉とが設けられ、各電気炉炉体の上方
には上記各接続位置に位置するときのシャフト炉の上部
側に各々接続される排ガスダクトがそれぞれ配設される
一方、両電気炉炉体が連通ダクトにより相互に接続され
ていることを特徴としている。

【０００６】

【作用】本発明によれば、最初は一方の電気炉炉体上に
シャフト炉を接続し、該シャフト炉の上部から１チャー
ジ分のスクラップ原料を投入して電気炉炉体とシャフト
炉とを満たし、バーナーを用いて電気炉炉体内の原料を
加熱すると共に、その排ガス顕熱でシャフト炉内の原料
を予熱する。

【０００７】原料の予熱が完了すると、その電気炉炉体
上のシャフト炉内には原料が残っていないため、該シャ
フト炉を待機位置に移動する。次いで、電気炉炉体上に
炉蓋を移動して閉塞し、炉蓋の電極への通電により、予
熱済原料の溶解・精錬を開始する。同時に、他方の空の
電気炉炉体上にシャフト炉を接続してスクラップ原料の
１チャージ分をシャフト炉にその上方から装入し、電気
炉炉体内のスクラップをバーナーにより加熱する。この
とき、溶解・精錬中の一方の電気炉炉体内の排ガスが連
通ダクトを通して他方の電気炉炉体内に導入され、これ
によって、他方の電気炉炉体及びシャフト炉内のスクラ
ップはバーナーの燃焼熱とその排ガス及び他方の電気炉
炉体の排ガスの顕熱により予熱される。

【０００８】一方の電気炉炉体内の原料の溶解・精錬が
完了すると、他方の電気炉炉体上からシャフト炉を待機
位置に移動すると共に、一方の電気炉炉体上の電極及び
炉蓋を他方の電気炉炉体上に移動して施蓋する。次い
で、精錬された溶融金属を取鍋へと排出した後、空にな
った電気炉炉体上にシャフト炉を移動して接続し、該シ
ャフト炉に上方からスクラップ原料を装入する。

【０００９】このような操業が繰返されることにより、
両電気炉炉体の一方ではスクラップ原料の予熱、他方で
は原料の溶解・精錬が並行してかつ連続して行われるこ
とになる。特に上記では、一方の電気炉炉体で溶解・精
錬が行われているとき、その内部空間は連通ダクトを介
して他方の電気炉炉体に連通しているので、溶解・精錬
時における高温の排ガスは、上記の連通ダクトを通して
他方の電気炉炉体へと導かれ、その上方のシャフト炉を
通して、このシャフト炉の上部側に接続された排ガスダ
クトへと流れ出ていく。これにより、この溶解・精錬を
行う側の電気炉炉体からの高温の排ガスが、他方の電気
炉炉体に接続されているシャフト炉内のスクラップ原料
の加熱に直接的に利用されるので、加熱効率が向上す
る。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図面において、1,2 は電気炉炉体（以下、単に炉体
と略記する）で、相互に所要の間隔で並設され、夫々に
複数のスクラップ原料を加熱（予熱）するバーナー3,4
が配設されると共に、これら炉体1,2 は連通ダクト５に
より相互に接続されている。一方、両炉体1,2 に共用の
電極6A等の電源設備６を有する炉蓋７が設けられ、ま
た、前記連通ダクト５と直交する方向に延びるレール8,
9 が互いに平行に敷設されると共に、これらレール8,9
上に、取鍋10を載置した取鍋台車11が走行自在に載設さ
れている。

【００１１】前記炉蓋７は、昇降及び旋回可能な支持ポ
スト12上に一端が取付けられたアーム13の他端に設けら
れている。そして、前記ポスト12は、前記両炉体1,2 の
中心から同距離でかつ前記レール8,9 の反対側に位置し
て立設され、図外の昇降及び旋回手段により昇降、旋回
が行われるようになっている。14,15 は予熱用シャフト
炉で、両炉体1,2 の夫々の中心を結ぶ直線上の炉体1,2
外側に位置して昇降及び旋回自在に立設された支柱16,1
7 上端に、支持アーム18,19 を介して取付けられてい
る。上記の支柱16,17 は、夫々図外の昇降及び旋回手段
によって、昇降すると共に炉体1,2 の直上と待機位置間
をシャフト炉14,15 が90度旋回するようになっている。

【００１２】そして、各シャフト炉14,15 の側面上部に
排ガスダクト20,21 が設けられ、該ダクト20,21 はシャ
フト炉14,15 が各炉体1,2 上に接続されたとき、定置さ
れた排ガスダクト22,23 に接続するようになっている。
なお、24は電気炉用変圧器（トランス）、25は原料装入
バケットである。前記炉体1,2 は、原料の溶解・精錬を
均一に行いうるプロフイルが採用され、また、シャフト
炉14,15 は、スクラップの棚吊り状態が発生しない形状
が採用されると共に水冷構造とされており、全ての鋼種
に適用できる。

【００１３】次に、上記構成の電気炉における操業手順
について説明する。最初に、例えば図１に示すように、
右側の炉体２上にシャフト炉15が接続され、このシャフ
ト炉15の上部から図２に示す原料装入バケット25からス
クラップ原料が１チャージ分投入されて、炉体２及びシ
ャフト炉15が満たされる。そこで、バーナー４が点火さ
れ、炉体２内のスクラップ原料が燃焼ガスにより加熱
（予熱）され、その排ガスが上昇してシャフト炉15内の
スクラップ原料を予熱し、排ガスダクト21,23 を経て集
塵機等に送られる。シャフト炉15内の温度が1200℃〜14
00℃になると、バーナー４による加熱が停止される。な
お、この間、炉蓋７は左側の炉体１上に載置されてい
る。

【００１４】上記のように右側の電気炉における予熱が
完了すると、右側のシャフト炉15内は空になっているの
で所定量上昇した後、90度旋回して図１に２点鎖線で示
す待機位置に移動される。同時に、左側の炉体１上の炉
蓋７は電源設備６と共に所定量上昇して、右側の炉体２
上へと移動して停止し、続いて下降してこれを閉塞す
る。

【００１５】他方、左側の炉体１上に、待機位置にある
空のシャフト炉14が旋回した後下降して接続され、１チ
ャージ分のスクラップ原料がシャフト炉14の上部から前
記バケット25により投入される。そこで、右側の炉体２
内の原料に対しては、電源設備６を始動して溶解・精錬
作業を開始すると同時に、左側の炉体１内のスクラップ
をバーナー３により加熱すると共に、溶解・精錬中の右
側の炉体２内の排ガスを、左側の炉体１内に導入して、
その顕熱により予熱する。したがって、左側のシャフト
炉14内のスクラップは両炉体1,2 からの排ガスの顕熱に
より予熱される。このとき排ガスはダクト20,22 を経て
集塵機等に送られる。

【００１６】右側の炉体２内の原料が1620℃前後まで加
熱され、その溶解・精錬が完了すると、この炉体２上の
電源設備６を停止する。また、左側の炉体１における予
熱が完了すると、バーナー３の運転を停止する。そし
て、左側のシャフト炉14を待機位置に移動させると同時
に、炉蓋７を右側の炉体２上から左側の炉体１上に移動
させて、この炉体１を炉蓋７により閉塞させる。他方、
精錬の終了した右側の炉体２内の溶鋼は、取鍋10内に投
入され、空になった炉体２上に、シャフト炉15が移動さ
れて接続され、シャフト炉15上から１チャージ分のスク
ラップ原料が投入される。

【００１７】このようにして、両炉体1,2 の運転及び予
熱準備が完了すると、前述のようにして、左側の炉体１
内では原料の溶解・精錬が、右側の炉体２及びシャフト
炉15内では予熱が、同時に並行して繰返し行われ、これ
によりスクラップ原料の予熱と溶解・精錬が交互に連続
して行われる。上記実施例において、シャフト炉14,15
内でのスクラップ原料の予熱温度を1200℃、炉体1,2 内
での原料の加熱・溶解・精錬温度を1620℃とした場合に
おける必要エネルギーを計算すると、次のようになる。

【００１８】 (a) シャフト炉の必要燃料（灯油）エネルギーＬ（l/t) Ｌ＝（q1−q2×μ1)／（q3×μ2)＝22 l/t ここで、q1はスクラップを1200℃まで昇温するのに要す
るエネルギー（＝204,000 kcal/t）、q2は排ガス顕熱
（＝137,600 kcal/t）、q3は燃料（灯油）エネルギー
（＝8,800 kcal/l）、μ1 は予熱効率（＝50％）、μ2
は加熱効率（＝70％）。

【００１９】 (b) 電気炉の必要（電力）エネルギーＱ（kcal/t, kwh/t) Ｑ＝（Q1＋Q2）／μ−Q3 ここで、Q1は1200℃に予熱された原料を1620℃まで加熱
するに要するエネルギー（kcal/t）、Q2はスクラップの
融解潜熱（kcal/t）、Q3は化学反応熱（＝全エネルギー
の20％）、μは電気エネルギー効率（＝0.７）。

【００２０】そこで、Ｑ＝147,700 kcal/t−Q3となり、
Q3は全エネルギーの20％であるから、電力エネルギーＱ
は 147,700×0.8=118,160 kcal/t (137 kwh/t)となる。 (c) 本実施例の操業の一例を示すと次のとおりである。電気炉容量； 150トン（ｔ） TaP to TaP 時間；50分生産能率；180 ｔ／ｈ炉用変圧器；47 MVA 原単位〜電力；150 kwh/t 、燃料（灯油); 25 l/t 、電極；1 kg/t、酸素； 35 Nm³/t （シャフト炉；20Nm³/t,電気炉；15Nm³/t) 以上の説明のように、本実施例においては、２基の電気
炉炉体1,2 を並設すると共に、１基の電極6aにより加熱
するようにした電源設備６を有する炉蓋７と、各炉体1,
2 の夫々に接続できかつ待機位置に移動可能な２基のシ
ャフト炉14,15を備えているので、スクラップ原料の予
熱と溶解・精錬とを交互に連続して行うことができる。
これにより、排ガス顕熱を有効利用して省エネルギー化
を図り、また炉体1,2 及びシャフト炉14,15 への原料投
入時の粉塵発生量を少なくしうると共に省力化でき、予
熱精錬能率の向上及びコスト低下を図ることができる。

【００２１】特に、炉体1,2 は連通ダクト５により相互
に接続されていることから、電源設備６による溶解・精
錬時における排ガス顕熱もスクラップの予熱に有効利用
でき、さらに省エネルギー化が図れる。また、各炉体1,
2 では、バーナー3,4 によるスクラップ原料の高温予熱
が行われるので、電力・電極原単位等の低減、並びに製
鋼能率の向上及び製造コスト低減を図ることができ、電
力エネルギーの半減により炉用変圧器の単位当りの容量
を減少させうるほか、フリッカー等の給電側のトラブル
を減少させることができる。

【００２２】また、上記の電気炉は構造が簡単かつ頑丈
で、しかも操業が容易であり、全ての鋼種に適用でき生
産性の向上が期待できる。本発明は、上記実施例に限定
されるものではなく、適宜設計変更することができる。

【００２３】

【発明の効果】上述のように、本発明の電気炉では、各
電気炉炉体で、シャフト炉を接続してスクラップ原料を
投入し、これをバーナーによって予熱した後、シャフト
炉を外して炉蓋を装着し、電極に通電して予熱済原料の
溶解・精錬を行うという操業を並行して行うことができ
る。

【００２４】これにより、均質性に優れた溶鋼を得るこ
とができ、また、１チャージ当たりの投入量をより多く
することができると共に、スクラップ原料の高温予熱が
可能であるので、電力・電極原単位等の低減、並びに製
鋼能率の向上及び製造コスト低減を図ることができる。
さらに、電力エネルギーの半減により炉用変圧器の単位
当りの容量を減少させうるほか、フリッカー等の給電側
のトラブルを減少させることができる。また、原料投入
時の粉塵発生量を少なくしうると共に省力化が可能とな
る。

【００２５】特に、隣接電気炉炉体の溶解・精錬時にお
ける排ガス顕熱が、電気炉炉体を相互に接続する連通ダ
クトを通してスクラップ原料の予熱に有効利用できるの
で、さらに省エネルギー化が図られ、さらに予熱精錬能
率の向上及びコスト低下を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す平面図である。

【図２】図１の一部省略正面拡大図である。

【符号の説明】

1,2 電気炉炉体 3,4 バーナー５連通ダクト６電源設備 6A 電極７炉蓋 14,15 シャフト炉 22,23 排ガスダクト

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】各々バーナーを備えた２基の電気炉炉体
と、加熱用の電極を備えかつ各電気炉炉体に交互に装着
されるように移動可能な炉蓋と、各電気炉炉体上の各接
続位置と待機位置との間を移動可能なシャフト炉とが設
けられ、各電気炉炉体の上方には上記各接続位置に位置
するときのシャフト炉の上部側に各々接続される排ガス
ダクトがそれぞれ配設される一方、両電気炉炉体が連通
ダクトにより相互に接続されていることを特徴とする予
熱シャフト炉付電気炉。