JP2827126B2 - 溶湯・溶滓の連続排出方法及びその装置 - Google Patents

溶湯・溶滓の連続排出方法及びその装置

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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電気誘導炉等の溶融炉から溶湯・溶滓を連
続して排出する方法及びその装置に関する。
［従来技術］ 金属及び金属化合物を溶融還元するために、湯溜りを
溶融還元の熱源に利用している実施例として電気誘導炉
やアーク炉等の溶融炉が用いられる場合もあるが、処理
能力や生産量にかかわず、これらの電気誘導炉等よりの
溶湯・溶滓の排出は溶融処理後に炉体を傾動させて排出
したり、炉体底部の栓体を壊して炉体底部より排出する
ことが行われている。
［発明が解決しようとする課題］ 従来方法によれば、溶湯・溶滓の排出作業は危険性が
高いので熟練した作業者を必要とすること、又、排出作
業中は溶融炉の前後設備を含んだプラント全体の運転を
中断しなければならない。
従って、炉操業中断に伴ない生産性が低下すると共
に、中断の間のプラント全体の温度保持も困難である
等、重大な欠点を有している。
また、従来の如く主炉からの溶融物の直接排出では、
高温排出時の白煙発生防止の為に溶融物の温度を下げて
排出すると、溶滓の流動性が悪くなり円滑な排出が困難
であった。
［課題を解決するための手段］ （１）本発明は、底部に湯溜りを有する主炉の側壁上部
に排出穴を設け、該排出穴を介して連通する湯溜め容器
を連設すると共に、操業中、主炉の液面レベルを常時排
出穴の位置以上に保持し、主炉内の溶湯或いは溶滓で排
出穴を液面シールした状態で連続的に湯溜め容器に排出
し、湯溜め容器に設けた溶湯・溶滓分離堰で溶湯と溶滓
を分離して湯溜め容器から個別に排出するようにしたこ
とを特徴とする溶湯・溶滓の連続排出方法。
（２）湯溜め容器に温度制御装置を設け、該容器内の溶
湯・溶滓を温度制御するようにしたことを特徴とする請
求項１に記載の溶湯・溶滓の連続排出方法。
（３）側壁上部に排出穴を有する主炉と、排出穴によっ
て前記主炉と連通した湯溜部を備えた湯溜め容器を設け
ると共に、該湯溜め容器には溶湯・溶滓分離堰と温調用
のヒータ或いは温調媒体配管が設置されていることを特
徴とする溶湯・溶滓の連続排出装置。
（４）側壁上部に排出穴を有する主炉と、排出穴によっ
て前記主炉と連通した湯溜部を備えた湯溜め容器を設け
ると共に、該湯溜め容器には溶湯・溶滓分離堰と溶滓加
熱装置を設置したことを特徴とする溶湯・溶滓の連続排
出装置。
［作用］ 前処理された金属及び金属化合物を含有する被処理物
を電気誘導炉１の金属溶湯上に連続的に投入すると、被
処理物Ｓは溶融還元され、溶融金属およびスラグ（溶
滓）となり、ガス状物質は排ガスＧとなって炉外に排出
され、後段の排ガス回収装置に導入される。炉内での反
応生成物の増加に伴い溶融物の炉内レベルは上昇する
が、電気誘導炉１と湯溜容器５とは排出穴６で連通され
ており、溶融物は排出穴６を通って流出し湯溜容器５の
放出堰７を越えて放出される。放出堰７の高さは溶融還
元する物質，炉内静圧，電磁力による溶湯の攪拌効果
（力）等を考慮して設定しておけば排出穴６より炉内ガ
スの吹出しのない状態で炉内レベルを一定に保ちながら
炉内での溶融生成物の増加分が炉外に連続してとり出さ
れる。湯溜容器５に取り出された溶融生成物は、この容
器内で溶滓と溶湯（溶融金属）とに比重分離され、比重
の小さい溶滓は溶湯面上に浮遊する。また、湯溜容器５
に設けた温調装置と溶滓加熱装置の制御により溶湯と溶
滓の排出温度を別々に調整出来る。
［実施例］ 以下、その実施例を図面について説明する。
図中１は、主炉となる電気誘導炉で側壁下部の周囲に
は誘導加熱コイル２が設けられている。
3aは誘導炉１の上部に装備された主原料装入口、3bは
同副原料装入口、４は炉内ガスの排出口である。
５は電気誘導炉１の側壁上部、即ち、主炉の中間より
上部で前記誘導加熱コイル２に近接して形成された排出
穴６を介して電気誘導炉１内と連通して湯溜部を形成し
た湯溜容器で、該容器５には電気誘導炉１より排出穴６
を通って流出された溶湯が放出される放出堰７が形成さ
れている。
尚、この放出堰７の高さ（レベル）は、溶融還元する
物質、炉内静圧、電磁力による溶湯の攪拌効果（力）等
を考慮して設定しており、主炉内ガスの排出穴６からの
吹出しのない状態で主炉内の溶融物レベルを一定に保ち
ながらその増加分を炉外に連続して取り出すようにして
いる。
８は溶湯・溶滓の分離堰である。９は溶滓放出堰で紙
面に直交して形成されている。前記湯溜容器５の湯溜部
の上方には溶融金属より分離された溶滓を加熱するため
のガスバーナ10が設けられており、この溶滓の温度を検
知して、溶滓の流動性を調整することも出来るようにな
っている。尚、この溶滓の加熱手段としては上記ガスバ
ーナ10の他に溶滓の電気抵抗を利用して溶滓層に電極を
挿入して通電加熱しても良い。
11は湯溜容器５の底部に埋設された抵抗加熱ヒータも
しくは電気誘導加熱コイル等の加熱体で、放出堰７の手
前における溶湯温度を温度計12で検知し、この検知信号
に基づいてコントローラ13で加熱制御している。
また、溶湯の熱放散が小さく、溶湯の温度が所定の排
出温度より高い場合、放出堰７の近傍に水冷管16を設置
して排出溶湯を冷却することも出来る構造になってい
る。
14は電気誘導炉１内で湯溜りとなっている溶湯、15は
該溶湯上に浮遊している溶滓（スラグ）を示す。
この誘導炉１での溶融還元操業及び溶湯・溶滓の排出
操業は次のように行われる。
まず、誘導炉１内に、溶融還元により生成する溶湯・
溶滓と同じ材料を、誘導コイルへの通電により溶融し湯
溜りをあらかじめ形成しておく。この時の炉内レベルは
図示しているように排出穴６及び湯溜容器５が溶融金属
で満たされており、排出穴６の位置以上としている。
金属及び金属化合物を含有する被処理物Ｓを電気誘導
炉１の装入口3aより金属溶湯14上に連続的に投入し、同
時に装入口3bより炭素質還元剤やスラグの塩基度を調整
する石灰石等のフラックスも投入する。その結果、被処
理物Ｓは溶融還元され、溶融金属およびスラグ（溶滓）
となり、ガス状物質は排ガスＧとなって炉外に排出さ
れ、後段の回収装置に導入される。
炉内での反応生成物の増加に伴い溶融物の炉内レベル
は上昇するが、誘導炉１と湯溜容器５とは排出穴６で連
通されており、溶融物は排出穴６を通って流出し湯溜容
器５の放出堰７を越えて放出される。放出堰７の高さは
溶融還元する物質，炉内静圧，電磁力による溶湯の攪拌
効果（力）等を考慮して設定しておけば排出穴６は常に
液面シールされ、該穴６より炉内ガスの吹出しのない状
態で炉内液面レベルを一定に保ちながら炉内での溶融生
成物の増加分が炉外に連続して取り出される。
湯溜容器５に取り出された溶融生成物の内、分離堰８
によって集合された溶滓15Aは生成量が少ない場合、湯
溜容器５での滞留時間が長くなり凝固する恐れがある
が、その上面よりガスバーナ10で加熱されて十分な流動
化状態のもとで排出樋９より円滑にしかも連続して排出
される。湯溜容器５の容量が小さい場合等、熱放散が多
いときは加熱体11によって湯溜容器５内で溶湯が加熱さ
れて流動化状態を確保する。
一方、溶湯の熱放散が少なく溶湯温度が所定の排出温
度よりも高い場合には、放出堰７の近傍に冷却管16を設
置して冷却することにより過剰な流動性を阻止する。
従って、放出堰７手前での溶湯温度が所定の温度に調
整されるため、溶湯が例えば、銑鉄又は、フエロマンガ
ンでは排出温度を約1300℃以下にすることが可能とな
り、放出堰７より円滑にしかも連続して放出できると共
に、これ以上の高温排出により生じる放出溶湯よりの白
煙発生が防止でき除塵設備の小型化に寄与できる。
［発明の効果］ 本発明の溶湯・溶滓の連続排出方法によれば、底部に
湯溜りを有する主炉の側壁上部に排出穴を設け、該排出
穴を介して連通する湯溜め容器を連設すると共に、操業
中、主炉の液面レベルを常時排出穴の位置以上に保持
し、主炉内の溶湯或いは溶滓を排出穴を液面シールした
状態で連続的に湯溜め容器に排出するようにしたので、 （１）溶解作業に熟練した者を必要とせず、溶解作業時
に、溶融生成物の炉からの排出（タッピング作業）に伴
う危険性がなくなる。
（２）タッピング作業に伴う、その間の生産の中断も無
くなり、生産性は向上する。更に、この作業に伴うその
間のプラント全体の再起動の為の保持の必要も無くな
り、従来であればこの作業終了後にプラントを再起動し
たときに必ず生じるプラント全体の温度、圧力、物の流
れ等の乱れによる操業の困難さも解消される。
（３）主炉の生成物の湯溜容器を通して排出するため、
排出溶湯の温度の調整を湯溜容器内で行うことが出来、
排出，鋳造に可能な低温で湯溜容器から排出可能とな
り、溶湯が例えば、銑鉄又は、フエロマンガンの場合で
は排出温度を約1300℃以下にすることによってこれ以上
高温排出に伴う白煙発生を防止出来るので集塵装置の大
幅な縮小が可能になり、更に、有害物質の作業環境への
汚染も著しく減少する。
（４）更に、本発明では主炉からの溶融物の排出を一
旦、主炉に連通した湯溜部を通じて排出するようにして
おり、この湯溜部の大きさを適当に選択することによっ
て被処理物の溶融還元により生成した金属成分と溶滓成
分の分配時間、即ち、スラグ／メタルの反応時間をこの
湯溜部で調整出来、組成的に安定した溶滓として排出可
能で、且つ、生成金属の生産量も向上する。
等、多大の効果を有する。
【図面の簡単な説明】
図は本発明に係る溶融炉からの溶湯・溶滓の連続排出装
置の縦断面図である。 １…主炉となる電気誘導炉 ５…湯溜容器、６…排出穴 ７…放出堰、８…溶湯・溶滓分離堰 ９…溶滓放出堰、10…ガスバーナ 11…加熱体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−132931（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−29302（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−39110（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−15703（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−110051（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F27D 3/14,3/15 C21B 11/00 C21C 5/52

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】底部に湯溜りを有する主炉の側壁上部に排
    出穴を設け、該排出穴を介して連通する湯溜め容器を連
    接すると共に、操業中、主炉の液面レベルを常時排出穴
    の位置以上に保持し、主炉内の溶湯或いは溶滓で排出穴
    を液面シールした状態で連続的に湯溜め容器に排出し、
    湯溜め容器に設けた溶湯・溶滓分離堰で溶湯と溶滓を分
    離して湯溜め容器から個別に排出するようにしたことを
    特徴とする溶湯・溶滓の連続排出方法。
  2. 【請求項２】湯溜め容器に温度制御装置を設け、該容器
    内の溶湯・溶滓を温度制御するようにしたことを特徴と
    する請求項１記載の溶湯・溶滓の連続排出方法。
  3. 【請求項３】側壁上部に排出穴を有する主炉と、排出穴
    によって前記主炉と連通した湯溜部を備えた湯溜め容器
    を設けると共に、該湯溜め容器には溶湯・溶滓分離堰と
    温調用のヒータ或いは温調媒体配管が設置されているこ
    とを特徴とする溶湯・溶滓の連続排出装置。
  4. 【請求項４】側壁上部に排出穴を有する主炉と、排出穴
    によって前記主炉と連通した湯溜部を備えた湯溜め容器
    を設けると共に、該湯溜め容器には溶湯・溶滓分離堰と
    溶滓加熱装置を設置したことを特徴とする溶湯・溶滓の
    連続排出装置。
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