JP5563783B2 - 溶融金属の製造方法 - Google Patents
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Description
〔定置式非傾動型電気炉の構成〕
図1に、本発明の一実施形態に係る定置式非傾動型電気炉の概略構成を示す。本実施形態に係る定置式非傾動型電気炉(以下、単に「炉」ということもある。)は、水平断面形状が略矩形のアーク 炉であり、炉上部(本実施形態では炉天井部1)には、排ガスダクト3および複数の原料装入シュート4が接続されるとともに、炉内には、加熱器として、炉天井部1を介して複数本の電極5が挿入されている。原料装入シュート4は、炉幅方向の両端部(一方の端部と他方の端部)2,2にそれぞれ設置される一方、電極5は、炉幅方向の中央部に設置されている。さらに、炉上部(炉天井部1)には、複数本の二次燃焼バーナ6が設けられている。
予め、上記炉幅方向の両端部2,2に設置された原料装入シュート4,4から所定量の充填層形成用原料としての炭材である石炭Aを炉内に装入して、該炉幅方向の両端部2,2から電極5の下端部の下方に向かう下り勾配の斜面12aを有する原料充填層としての炭材充填層12を形成しておく。ここで、石炭Aの粒度は、後記炭材内装酸化鉄ペレットBが炭材充填層12の空隙内に潜り込まない程度に、炭材内装酸化鉄ペレットBの粒度に応じて調整しておくとよい。
上記実施形態では、原料装入シュート4および電極5の配置に関し、原料装入シュート4を炉幅方向の両端部2,2にそれぞれ設置する一方、電極5を炉天井部1の中央部に設置する例を示したが、原料装入シュート4を炉幅方向の片端部(一方の端部)2に設置する一方、電極5を炉幅方向の他端部(他方の端部)2に設置するようにしてもよい。本変形例を採用すると、炉内に形成される炭材充填層12の斜面が片側だけになるので、上記実施形態に比べて、耐火物保護の観点からは不利になるが、炉幅が縮小され、設備のコンパクト化が図れるメリットがある。
Claims (13)
- 定置式非傾動型電気炉を用いて溶融金属を製造する方法であって、
前記電気炉は、炉幅方向の一方の端部に上方から炉内に接続する原料装入シュートと、炉幅方向の他方の端部であって炉内高さ方向の下部である位置を電気で加熱する加熱器と、炉上部において前記一方の端部と前記他方の端部との間に設けられた二次燃焼バーナとを備えており、
前記原料装入シュートから炭材および/または溶融金属となる非揮発性金属元素を含有する炭材内装塊成化物を所定量炉内に装入して、炉内上方の前記一方の端部から炉内下方の前記他方の端部に向かう下り勾配の斜面を有する原料充填層を形成し、
次いで、前記原料装入シュートから前記炭材内装塊成化物を所定量炉内に装入して、前記原料充填層の斜面上に塊成化物層を形成し、
その後、前記塊成化物層の下端部を前記加熱器で加熱して前記炭材内装塊成化物を溶融することにより、炉内に溶融金属層と溶融スラグ層を形成するとともに、前記溶融により前記塊成化物層をその下端部に向かって前記原料充填層の斜面に沿って降下させつつ、前記二次燃焼バーナから炉内に酸素含有ガスを吹き込んで、前記塊成化物層から発生するCO含有ガスを燃焼させ、その放射熱により前記塊成化物層を加熱して還元する溶融金属の製造方法。 - 定置式非傾動型電気炉を用いて溶融金属を製造する方法であって、
前記電気炉は、炉幅方向の一方の端部と他方の端部に上方から炉内にそれぞれ接続する複数の原料装入シュートと、炉幅方向において前記一方の端部に接続する原料装入シュートと他方の端部に接続する原料装入シュートの間であって炉内高さ方向の下部である位置を電気で加熱する加熱器と、高さ方向では炉上部であって炉幅方向では前記一方の端部に接続する原料装入シュートと前記加熱器との間である位置および高さ方向では炉上部であって炉幅方向では前記他方の端部に接続する原料装入シュートと当該加熱器との間である位置にそれぞれ設けられた二次燃焼バーナとを備えており、
前記原料装入シュートから炭材および/または溶融金属となる非揮発性金属元素を含有する炭材内装塊成化物を所定量炉内に装入して、炉内上方の前記一方の端部から炉内下方の前記加熱器が加熱する位置に向かう下り勾配の斜面と、炉内上方の前記他方の端部から炉内下方の当該加熱器が加熱する位置に向かう下り勾配の斜面とを有する原料充填層を形成し、
次いで、前記原料装入シュートから前記炭材内装塊成化物を所定量炉内に装入して、前記原料充填層の各斜面上に塊成化物層を形成し、
その後、前記塊成化物層の下端部を前記加熱器で加熱して前記炭材内装塊成化物を溶融することにより、炉内に溶融金属層と溶融スラグ層を形成するとともに、前記溶融により前記塊成化物層をその下端部に向かって前記原料充填層の各斜面に沿って降下させつつ、前記二次燃焼バーナから炉内に酸素含有ガスを吹き込んで、前記塊成化物層から発生するCO含有ガスを燃焼させ、その放射熱により前記塊成化物層を加熱して還元する溶融金属の製造方法。 - 前記加熱器で加熱するときに、前記原料装入シュートから前記炭材内装塊成化物を連続的または間欠的に炉内に装入し、前記塊成化物層のうち、前記塊成化物層の下端部に位置する前記炭材内装塊成化物を順次溶融する請求項1または2に記載の溶融金属の製造方法。
- 前記電気炉は炉上部に接続して炉内に生成した排ガスを排出する排ガスダクトをさらに備えている請求項1〜3のいずれか1項に記載の溶融金属の製造方法。
- 前記炭材内装塊成化物は揮発性金属元素をさらに含有し、前記排ガスダクトによって排出された排ガスから前記揮発性金属を分離および回収する請求項4に記載の溶融金属の製造方法。
- 前記加熱器は上方から炉内に挿入される電極であり、通電によって当該加熱器の下端がアーク加熱される請求項4または5に記載の溶融金属の製造方法。
- 前記電極の下端部を前記塊成化物層中または前記溶融スラグ層中に浸漬してアーク加熱を行う請求項6に記載の溶融金属の製造方法。
- 前記電気炉の炉上部において、前記排ガスダクトと前記原料装入シュートとの距離が、当該排ガスダクトと前記電極との距離より短い請求項6または7に記載の溶融金属の製造方法。
- 前記電気炉は、前記排ガスダクトと前記原料装入シュートの間に、炉内に垂下する隔壁をさらに備えている請求項4、5または8に記載の溶融金属の製造方法。
- 前記電気炉は、前記電極と前記二次燃焼バーナとの間に、炉内に垂下する隔壁をさらに備えている請求項6〜8のいずれか1項に記載の溶融金属の製造方法。
- 前記電気炉は、前記二次燃焼バーナと前記排ガスダクトとの間に、炉内に垂下する隔壁をさらに備えている請求項4、5、8または9に記載の溶融金属の製造方法。
- 前記原料装入シュートは炉内の高さ方向の異なる位置に原料を装入する請求項1〜11のいずれか1項に記載の溶融金属の製造方法。
- 前記原料装入シュートは原料投入口を上下方向に移動可能なアウターシュートを備えている請求項12に記載の溶融金属の製造方法。
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