JP3131116B2 - 鉄系スクラップの予熱方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鉄系スクラップを溶解
する際に溶解炉の前段に設ける予熱炉における予熱方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】電気或いは化石燃料をエネルギー源とす
る転炉或いは電気炉等の溶解炉において鉄系スクラップ
を溶解し再利用する場合に、その排ガス顕熱及び潜熱を
有効に活用することによって、高効率に鉄系スクラップ
を溶解することが望まれる。この鉄系スクラップ用溶解
炉の前段には、鉄系スクラップを予熱するための設備が
配置されている。

【０００３】このような予熱設備の従来例としては、大
きく分ければ、シャフト炉型とロータリーキルン型の二
つに区分される。一方のシャフト炉型予熱炉は、例え
ば、特公平６−４６１４５号公報に示されるように、電
気炉の上部横方向に配設しており、他方のロータリーキ
ルン型予熱炉は、例えば、特開平６−２２８６６２号公
報に開示されているように、電気炉の上部にロータリー
キルンを接続した構成で、いずれもスクラップを充分予
熱して炉へ装入する構造となっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、シャフ
ト炉型予熱炉では、高い熱交換率の達成が可能である
が、ガスの低温化にともない熱交換率は落ちるので、現
実的な高さでは約７０％が限度である。また、炉の下部
では高温ガスに晒されると、スクラップ同士の融着のお
それが高くなる。融着を防止するために、水冷火格子を
設けたシャフト炉型予熱炉もあるが、火格子の可動空間
を確保するため、炉内充填率が低くなり、熱交換率が低
下する欠点がある。

【０００５】また、ロータリーキルン型の予熱炉は、常
に回転によってスクラップを揺動させているため、融着
は起こりにくく比較的高温度の排ガスを導入することが
可能であり、しかもＣＯガスを多く含む排ガスに対して
は、酸素または空気の導入によって容易に排ガスの潜熱
を予熱に利用することができる。しかし、この形式では
炉内のスクラップ充填率が低いため、熱交換率がせいぜ
い３０〜４０％と低く、この点が最大の問題点となって
いる。

【０００６】本発明は、このような両タイプの予熱形式
の欠点を解消すると共にこれらの長所を生かした予熱方
法、即ち、鉄系スクラップの融着を回避しつつ、高い熱
交換率を達成でき、予熱効率を大幅に向上させることが
できるスクラップの予熱方法を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、電気ま
たは化石燃料をエネルギー源とする溶解炉に装入する鉄
系スクラップを予熱するに際し、溶解炉の前段にロータ
リーキルン型の第１予熱炉を配置すると共に、さらに第
１予熱炉の前段にシャフト炉型の第２予熱炉を配置した
設備を用い、該第２予熱炉下部におけるスクラップの温
度を５００℃以上８００℃以下に抑えて、スクラップが
融着しないようにした後、該スクラップを次の第１予熱
炉へ供給し、溶解炉からの高温排ガスを用いてスクラッ
プの予熱し、予熱炉内二次燃焼率１００％で行うことを
特徴とする鉄系スクラップの予熱方法にある。なお、こ
こでいう化石燃料とは、石炭、石油、ＬＮＧ、及びそれ
らを原料として得られる炭化物・炭化水素化合物、例え
ば、コークス、重油等を意味する。

【０００８】

【作用】以下本発明の詳細を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の予熱方法を実施するための設備概略図で
あり、溶解炉１の上部に、円筒状の軸周りに回転可能な
傾斜したロータリーキルン型の第１予熱炉２の一端を接
続すると共に、該第１予熱炉２の他端に、縦方向に一定
高さに延びるシャフト炉型の第２予熱炉３の下部を連設
した構成としている。鉄系スクラップの装入は第２予熱
炉３の上部から行われ、また、溶解炉１から第１予熱炉
２及び第２予熱炉３内を通過する排ガスは、同じく第２
予熱炉３の上部から排出される形式となっている。

【０００９】このような設備において、第２予熱炉３の
上部から装入されたスクラップは、該予熱炉３で予熱さ
れた後、次の第１予熱炉２へ送られて再度より高温に予
熱されてから、溶解炉１上方から投入され溶解される。
この場合シャフト炉型の第２予熱炉３には常にスクラッ
プを充填させることが必要であり、また、第１予熱炉で
は、必要とするスクラップ投入速度に応じてキルンの回
転数を調整しながら、スクラップを溶解炉１に装入す
る。

【００１０】溶解炉１から発生する排ガスは高温のまま
でロータリーキルン型の第１予熱炉２へ導入され、スク
ラップと熱交換されるが、この第１予熱炉２では回転に
よりスクラップの融着は起こらない。また、該第１予熱
炉２では酸素または空気を供給して、排ガス中のＣＯガ
ス又はＬＰＧガスなどを燃焼させ（第１予熱炉２が排ガ
ス燃焼筒となる）、これにより予熱効果を向上させるこ
とができる。第１予熱炉２で熱交換を完了した排ガスは
シャフト型の第２予熱炉３に導入され、そこでスクラッ
プと熱交換される。

【００１１】本発明においては、上記のシャフト型の第
２予熱炉３の下部（第１予熱炉との接続部近傍で、特に
融着の起こりやすい位置）におけるスクラップ温度を８
００℃以下に抑えることが重要である。この位置でスク
ラップ温度を８００℃以下に維持することで、スクラッ
プの融着を起こさせずにそのまま次の第１予熱炉２に送
給できることになり、逆に８００℃を超えるとスクラッ
プ融着が生じ、次のロータリーキルン型の予熱炉でもこ
の融着は解消できない。

【００１２】第２予熱炉３の下部におけるスクラップ温
度を８００℃以下に維持するため、例えば、この位置の
温度を連続的に計測してその温度が８００℃を超えた時
点で、第２予熱炉３におけるスクラップ排出量を増加さ
せて温度低下を図るか、或いは第１予熱炉２における排
ガス燃焼（ＣＯガス燃焼）を止めて第２予熱炉３に導入
する排ガス温度を下げればよい。なお、第２予熱炉３の
下部におけるスクラップ温度をあまり下げ過ぎても予熱
効率を低下させるので、スクラップ温度の下限は大体５
００℃程度以上に維持することが好ましい。

【００１３】

【実施例】図１の溶解設備において、次のような操業条
件で鉄系スクラップの溶解を行った。 ［操業条件］ スクラップ投入量：２３．６t/h （うち８．６t/h は冷
却材として投入） コークス投入量：１２２kg/t 溶解炉内二次燃焼率：６０％（推定炉内着熱効率７０
％） 予熱炉内二次燃焼率：１００％（空気導入により残留Ｃ
Ｏガスの完全燃焼） 予熱炉内排ガス量：６０９５Nm³ /h ロータリーキルン型第１予熱炉のガス入側排ガス温度：
１２５７℃

【００１４】 ［操業結果］ 第１予熱炉 第２予熱炉 スクラップ出側 スクラップ出側 排ガス温度 ８３５℃ ２９８℃ スクラップ温度 １０７２℃ ６７３℃ 第１予熱炉推定熱交換率 ３５％ 第２予熱炉推定熱交換率 ６５％ 操業中、スクラップには融着現象はみられず、かつ、ト
ータルの予熱炉熱交換率は、約７７％であった。

【００１５】

【発明の効果】本発明のスクラップの予熱方法によれ
ば、次のような効果が得られる。 鉄系スクラップを融着させることなく、シャフト型予
熱炉及びロータリーキルン型予熱炉を通過させるため、
最も良好な状態でスクラップを溶解炉に装入することが
できる。 スクラップを二つの予熱炉で連続して予熱でき、か
つ、溶解炉からの高温排ガスをそのまま直接スクラップ
の予熱に供することができるため、高い予熱効果が期待
でき、溶解炉における溶解時間の短縮や歩留まり向上を
実現し得る。 ２段階で鉄系スクラップを効果的に予熱することか
ら、従来で最も高い熱交換率以上の熱交換率を達成でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスクラップ予熱方法を実施するための
スクラップ溶解設備の概要を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 溶解炉 ２ 第１予熱炉（ロータリーキルン型） ３ 第２予熱炉（シャフト炉型）

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F27D 13/00 C21C 5/52 C22B 1/00 F27B 7/32

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気または化石燃料をエネルギー源とす
   る溶解炉に装入する鉄系スクラップを予熱するに際し、
   溶解炉の前段にロータリーキルン型の第１予熱炉を配置
   すると共に、さらに第１予熱炉の前段にシャフト炉型の
   第２予熱炉を配置した設備を用い、該第２予熱炉下部に
   おけるスクラップの温度を５００℃以上８００℃以下に
   抑えて、スクラップが融着しないようにした後、該スク
   ラップを次の第１予熱炉へ供給し、溶解炉からの高温排
   ガスを用いてスクラップの予熱し、予熱炉内二次燃焼率
   １００％で行うことを特徴とする鉄系スクラップの予熱
   方法。