JPH0414271B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 加熱すべき装填物３を受入れる容器２と、容
器２を空にするための閉塞可能な底部開口４と、
装填物３を容器２に導入するための着脱自在のカ
バー５と、加熱用ガスを導入および排出するため
の下方開口及び上方開口９及び１０とを有する容
器の形態の装填物予熱装置を備え、容器の内部
は、底部開口４に向かつて傾斜位置で細くなる格
子６によつて、装填物の受入れスペース７と、加
熱用ガスのための下方開口９が開口する環状の自
由下方スペース８とに分割されている、装填物、
特に金属スクラツプを、加熱用ガス、特に製錬装
置又は精錬装置からの高温の廃ガスにより加熱す
る装置において、容器２内に、カバー５を貫通
し、かつ下端部及び上方領域内で閉塞されている
中空シリンダ１３が設けられ、該中空シリンダ
は、底部開口４を閉塞する下降位置と、容器２を
空にするために底部開口を開放する上方位置とに
上下に変位自在であり、加熱用ガスのための上方
開口１０は装填物３とカバー５との間に形成され
る環状の上方スペース１１に開口されており、変
位自在の中空シリンダ１３は下方領域に周方向に
配分された複数個のガスオリフイス１６を備える
とともに、環状の上方スペース１１の領域に少な
くとも１つのガス流通開口１７を備えることを特
徴とする装填物加熱装置。

２ 格子６は下方に向つて細くなる環状部材６
ａ，６ｂ，６ｃにより形成され、隣接する環状部
材に関して外側の環状部材のそれぞれの内縁端部
の領域は内側の環状部材の外縁端部の領域と重な
り合い且つ内側の環状部材の外縁端部の領域から
上方へ離間して配設されることにより、環状の間
隙６ｄを形成することを特徴とする請求の範囲第
１項に記載の装置。

３ 容器２が円形状の横断面のものであつて、環
状部材は円錐台形の表面を有する形状であること
を特徴とする請求の範囲第２項に記載の装置。

４ １回分の装填量を収容する供給容器２１がカ
バー５の上方に配置されていることを特徴とする
請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかの項に
記載の装置。

５ 変位自在の中空シリンダ１３は供給容器２１
を貫通していることを特徴とする請求の範囲第４
項に記載の装置。

６ カバー５は供給容器２１の底部の一部分を形
成することを特徴とする請求の範囲第４項又は第
５項に記載の装置。

７ カバー５および供給容器２１は２個の水平方
向に変位自在の部分（２１／１，２１／２）に分
割されていることを特徴とする請求の範囲第６項
に記載の装置。

８ 加熱用ガス導管２２を装填物予熱装置１の下
方開口又は上方開口（それぞれ９及び１０）に選
択的に接続することができ、それぞれ他方の開口
１０又は９を廃ガス用導管２７に接続できること
を特徴とする請求の範囲第１項ないし第７項のい
ずれかの項に記載の装置。

９ 加熱用ガス導管２２は、酸素含有ガス又は燃
料ガスおよび酸素含有ガスを導入するためのノズ
ル３４が開口している処理室３３を介して連通し
ていることを特徴とする請求の範囲第８項に記載
の装置。

１０ 処理室３３を廃ガス用導管２７に接続でき
ることを特徴とする請求の範囲第９項に記載の装
置。

技術分野 本発明は、装填物、特に金属スクラツプ、を加
熱用ガス、特に製錬装置からの高温の廃ガス、に
より加熱する装填物加熱装置に係り、加熱すべき
装填物を受入れる容器と、容器を空にするための
閉塞可能な底部開口と、装填物を容器に導入する
ための着脱自在のカバーと、加熱用ガスを導入お
よび排出するための下方開口および上方開口とを
有する容器の形態の装填物予熱装置を具備し、容
器の内部は、底部開口に向かつて傾斜位置で細く
なる格子によつて、装填物の受入れスペースと、
加熱用ガスのための下方開口が開口している環状
の自由下方スペースとに分割されているものであ
る。

背景技術 上述の種類の装置には、加熱すべき装填物の局
部的過熱を阻止しなければならないという問題が
ある。施削鋼などの軽いスクラツプを使用する場
合、局部的過熱によつて装填物が燃え出すことも
あり得る。

米国特許明細書第2805143号には、装填物予熱
装置を通過し、装填物との熱交換関係で冷却した
加熱用ガスの一部を再循環し、これを装填物予熱
装置の導入側で高温のガスと混合することが開示
されている。この手順はガスの温度を低下させる
ので、装填物の過熱が起こる可能性はなくなる。
しかしながら、装填物予熱装置に導入される加熱
用ガスの温度が下がると、加熱時間が長くなると
共に、装填物予熱装置の中で装填物を加熱するこ
とができる平均温度が低下する。

ドイツ公告明細書（DE―AS）第2302012号に
は、スクラツプを少なくとも２つの断熱容器の中
で燃焼ガスにより加熱することによつてスクラツ
プを予熱する方法が開示されており、この場合、
燃焼ガスは第１の容器の加熱用カバーの下方で発
生され、次に、その下流側に配設される別の容器
に通される。この方法においては、容器の周期的
な送りにより、加熱用ガスは上方と下方とから交
互に供給される。最後の加熱段階では、すなわ
ち、容器が製錬炉を連通する前には加熱用ガスは
一方向にのみ通過するだけであるので、長い流路
に対して、加熱用ガスの導入側と排出側とに相当
の温度差が生じるのは避けられない。

ドイツ公開出願（DE―OS）第3038515号に開
示されている装置においては、ガスを横断面全体
に配分するように高温のガスを装填物に通すこと
によつて、加熱すべきすべての装填物を均一に加
熱し、且つ圧力低下を減少する試みがなされて
い。この目的を達成するために、装填物予熱装置
の内周に、周囲に沿つて均一な間隔で、複数本の
垂直方向に延出する通路が設けられ、それぞれの
通路は該通路を予熱装置の内部と半径方向に連通
するオリフイスを備え、また、予熱装置の中央に
は垂直方向の通路を備えている。この構成によ
り、高温のガスの導入横断面積は相当に拡大さ
れ、短い流路を形成することにより局部的過熱現
象の危険を減少させることはできるが、次のよう
な問題もある。装填物予熱装置の中央に垂直方向
に通路を形成する目的で、装填物が導入される前
にコア部材が容器に嵌合され、このコア部材は装
填物導入後に取除かれる。この場合、特に細かい
スクラツプを使用するときには、細片がコア部材
により形成される垂直方向の通路に落下し、その
一部を閉塞してしまうこともありうる。この場
合、ガスが装填物を通つて一様に流れるという保
証は全くなくなる。

ドイツ公開出願（DE―OS）第3107548号に開
示されている装置においては、請求の範囲第１項
の前段部分に記載されているように、装填物予熱
装置の容器の内部は、底部開口に向つて傾斜位置
で細くなる格子により、装填物の受入れスペース
と、加熱用ガスを供給するための加熱用ガス導管
に接続される環状の自由下方スペースとに分割さ
れている。底部開口は、回動自在であつて且つガ
ス透過格子として形成される２個のフラツプによ
り閉鎖されている。この装置においては、装填物
予熱装置内の装填物の端縁部の領域は中心部の領
域より多く加熱され、中心部の領域に関して短い
流路を保証する構成とはなつていない。また、装
填物予熱装置にとつては、装填物を導入する操作
に先立つて、引上げ装置により装填物予熱装置が
支持基台の上に載置され、これにより、回動動作
で開閉自在とされた格子によつて形成される底部
閉塞部材が、下方へ落下する装填物の衝突のため
に過剰な機械的荷重を受けることがないように保
証しなければならない。

発明の開示 本発明の目的は、構成が簡単であり且つ操作が
容易であると共に、装填物を局部的過熱なくさら
に高い平均温度値まで均一に加熱することができ
る請求の範囲第１項の前段部分に記載された種類
の装置を提供することである。本発明は、短い流
路で予熱装置内の装填物を通る均一なガスの流れ
を確保することを目的とする。本発明は、さら
に、容器に装填物が装填されているとき、付加的
手段を要せず、下方へ落下する装填物の衝突に耐
えることができる底部閉塞部材を備えたものを提
供することを目的とする。また、本発明は、予熱
装置内に入れられた装填物を、簡単な要件の付加
によりガス排出側の装填物の領域をガス導入側の
装填物の領域と同じ温度に加熱することを可能と
し、これにより装填物を局部的過熱なくさらに一
層均一に且つさらに高い平均温度値まで加熱する
ことができるようにすることを目的とする。最後
に、本発明は、加熱用ガスとして製錬装置などか
らの高温の廃ガスを使用するときに、加熱用ガス
に関して簡単な温度調整を達成できるようにする
ことを目的とする。

本発明による装置は、請求の範囲第１項に記載
される特徴により特徴づけられている。本発明の
有利な実施例はその他の請求の範囲に記載されて
いる。

本発明による装置においては、上下動自在であ
り、請求の範囲第１項に記載されている特徴に対
応する構成の中空シリンダは、容器内に、加熱す
べき装填物のための環状の受入れスペースを形成
し、中空シリンダが加熱用ガス流路に組込まれる
結果、短い流路と、装填物を通る一様なガスの流
れを保証する。装填物が充たされた容器の中に
は、傾斜する形状で細くなる格子および上下動自
在の中空シリンダにより、加熱用ガスを導入およ
び排出するための下方開口と上方開口がそれぞれ
開口している環状の下方自由スペースと上方自由
スペースとが形成される。本発明を発展させたも
のによれば、加熱用ガス導管を下方開口又は上方
開口に選択的に接続することができ、それぞれ他
方の開口を廃ガス用導管と連通させることができ
る。この構成により、予熱装置内に入れられた装
填物を局部的過熱なくさらに均一に且つさらに高
い平均温度値まで加熱することを達成するという
本発明の目的に関して、より一層の改善が得られ
る。さらに詳しくは、適切な時間間隔をおいて、
好ましくは約５分の間隔で、流れの方向を周期的
に逆転することにより、装填物を通つて流れる高
温のガスの導入側と排出側とを入れ替えることが
できるので、装填物を局部的過熱なく双方の領域
で均一に高い温度に加熱することができる。製錬
装置又は製錬装置からの高温の廃ガスを使用する
場合に、廃ガスが装填物に通される前に、温度調
整を目的として、廃ガスを加熱又は冷却する処理
室を通過させられるならば、装填物の加熱は最適
の状態で制御される。

【図面の簡単な説明】

次に、図面の２個の図を参照して、一実施例に
より本発明をさらに詳細に説明する。図面中、第
１図は、本発明による装置の概略的な一部欠截側
面図であり、そして第２図は、第１図の線―
に沿つた断面図である。

発明を実施する形態 第１図に示される装置は、加熱用ガスにより加
熱されるべき装填物３を受入れる容器２の形態を
とる装填物予熱装置１を含む。装填物は、好まし
くは製錬炉（図示せず）に装填され、その内部で
製錬されるべき鋼のスクラツプである。製錬炉か
らの廃ガスは加熱用ガスとして使用されることが
好ましい。

第２図に示されるように、図示の実施例におい
ては横断面が円形である装填物予熱装置１の容器
２は、該容器２を空にするための閉塞可能な底部
開口４と、装填物を容器２内に導入するための着
脱自在のカバー５とを含む。容器の内部は、底部
開口４に向かつて傾斜する形状で細くなる格子６
により、装填物の受入れスペース７と、加熱用ガ
スのための下方開口９が開口している環状の自由
下方スペース８とに分割されている。加熱用ガス
のための上方開口１０は受入れスペース７に連通
しており、さらに詳しくは、上方開口は、装填物
３とカバー５との間に形成されて、受入れスペー
ス７の一部を形成する環状の上方スペース１１に
連通している。

容器２内の中心位置には、カバー５を貫通し、
下端部で下方閉塞板１２によつて閉塞されてお
り、かつその軸方向に変位自在の中空シリンダ１
３が配設されている。第１図に示すように、中空
シリンダ１３はその下降位置において底部開口４
を閉塞するとともに、上昇位置においては容器２
を空にするために底部開口を開放する。中空シリ
ンダ１３の上方および下方への運動は二方向矢印
１４によつて示されている。

中空シリンダ１３は、その下端部で下方閉塞板
１２により閉塞されているばかりでなく、その上
方領域に配設されている上方閉塞板１５によつて
も閉塞されている。後述するように、この構成に
より、中空シリンダは、加熱用ガスを搬送するた
めに利用可能であるばかりではなく、装填物を通
る加熱用ガスの流路の長さを短縮するためにも利
用可能である。この目的で、変位自在の中空シリ
ンダにはその下方領域に、周方向に配分された複
数個のガスオリフイス１６を備えており、一方、
その環状の上方スペース１１の領域には、少なく
とも１個のガス流通開口１７を備える。中空シリ
ンダには、このようなガス流通開口１７をその周
方向に配分して備えるのが好ましい。

格子６は、下方に向つて細くなる環状部材６
ａ，６ｂおよび６ｃにより形成されている。環状
部材６ｂおよび６ｃのように互いに隣接する環状
部材に関しては、外側の環状部材６ｂの内縁端部
の領域は内側の環状部材６ｃの外縁端部の領域に
重なり合い且つ内側の環状部材６ｃの外縁端部の
領域から上方へ離間して配設されることによつ
て、環状の間隙６ｄを形成する。この構成によつ
て、装填物の細片が環状の間隙６ｄに嵌まり込む
ことのないようにする。ガスオリフイス、１６
も、それぞれのオリフイスの開口は、その開口の
上方に配設されるそれぞれの縁部によつて、容器
２の受入れスペース７の中の装填物の流れから遮
蔽されるように構成されている。ここで取扱われ
ている対象は横断面が円形の容器に関するもので
あるので、環状部材６ａ，６ｂおよび６ｃは円錐
台形の表面を有する形状であり、これらは、それ
ぞれ、周縁部の一部の上部にのみ延出しいるだけ
で良い。さらに、格子６は異なる構成であつても
良い。重要なことは、ガスができる限り一様な状
態で装填物に導入されるか、又は装填物から排出
されることである。その目的は、容器２の下方開
口９と上方開口１０とにそれぞれ設けられる加熱
用ガスのための接続部１８および１９を接線方向
に配置したことによつても達成される（第２図を
参照）。容器２のカバー５の上には、装填物２０
を収容する供給容器２１が配設される。供給容器
２１の底部２１ａは容器２のカバー５と一体に形
成され、すなわち、底部２１ａは同時に容器２の
カバー５を形成する。さらに、第２図に示すよう
に、カバーと供給容器は２つの水平方向に変位自
在の部分２１／１および２１／２に分割される。
部分２１／１および２１／２を第１図および第２
図に示す位置から右方向と左方向とに向けて変位
させることにより、供給容器２１内の装填物２０
は容器２の中へ搬入される。その操作を容易にす
るために、供給容器２１の底部２１ａは中心に向
かつて傾斜して細くなるような形状とされる。さ
らに、中空シリンダ１３は第１図からわかるよう
に供給容器２１をも貫通する。供給容器２１は上
方に向けて開放されている。

加熱用ガスを装填物を通して相反する方向へ交
互に流すことができるように次の特徴が設けられ
ている。加熱用ガスを搬送するための加熱用ガス
導管２２は第１のパイプ部分２３を介して容器２
の下方開口９に接続されると共に、第２のパイプ
部分２４を介して容器２の上方開口１０に接続さ
れる。さらに、廃ガス用導管２７は第３のパイプ
部分２５を介して容器２の下方開口９に接続され
ると共に、第４のパイプ部分２６を介して容器２
の上方開口１０に接続される。パイプ部分２３な
いし２６のそれぞれはそれを通るガスの流れに関
してそれぞれのスライダ２８ないし３１により開
閉することができる。第１図に示す位置において
は、スライダ２８および３１は開いており、スラ
イダ２９および３０は閉じている。

通常、使用される加熱用ガスは製錬装置又は製
錬装置からの廃ガスにより形成される。この場
合、ガスの温度と組成とを調整することが望まし
い。第１図に示す装置において、この調整は、製
錬装置又は製錬装置から導管３２を介して供給さ
れる高温の廃ガスが、スクラツプ予熱装置１に直
接送られるのではなく、好ましくは複数本の同心
パイプを備え、且つバーナーとしても作用するよ
うに、酸素又は冷却用ガスを導入するノズル３４
が開口している処理室３３を介して送られること
により、効果的に行なわれる。処理室３３で所望
の温度に調整された加熱用ガスは、加熱用ガス導
管２２を介して処理室３３を出る。処理室３３
は、さらに、スライダ３５により閉塞可能のガス
出口３６を介して廃ガス用導管２７に接続されて
いる。

次に、上述の装置の様々な操作の態様を説明す
る。

第１図に示す方法過程においては、導管部分２
３および２６のスライダ２８、および３１は開い
ており、導管部分２４および２５のスライダ２９
および３０は閉じている。スライダ３５も閉じて
いる。加熱用ガス導管２２を介して接線方向に供
給される加熱用ガスは環状の自由下方スペース８
に接線方向に流入し、そこから環状の間隙６ｄを
通つて装填物３の中に流入する。このように装填
物に導入される加熱用ガスの一部は、受入れスペ
ース７の下方領域において装填物３の中を通つて
ほぼ半径方向に流れ、ガスオリフイス１６を経て
中空シリンダ１３の中に入り、そこから上方ガス
流通開口１７を介して、装填物とカバー５との間
に形成される環状の上方スペース１１に入る。装
填物３に導入される加熱用ガスの残りの部分は下
方から装填物を通つて上方に向つて流れ、環状の
上方スペース１１に直接流入する。加熱用ガス
は、装填物３を通つて流れるとき、かなりの熱を
絶えず放出し、その後、環状の上方スペース１１
から上方開口１０を介し、廃ガス用導管２７を通
して排出される。熱を絶えず放出することによ
り、加熱用ガス導入側の装填物３は排出側のもの
より多く加熱される。

導入側の領域で装填物の局部的加熱が起こる前
に、スライダ２８および３１を閉じ且つスライダ
２９および３０を開くことにより、装填物の中を
逆方向に加熱用ガスを通過させると、加熱用ガス
は、最大量の熱エネルギーを今度は先の過程で最
低のレベルに加熱された領域に供給するようにな
る。このようにガスの流れ方向を反覆して周期的
に切替えることにより、ほぼすべての装填物３
を、過熱の危険なく、公知の方法より高い平均温
度まで加熱することができる。

規定の温度に達すると、スライダ２８ないし３
１のすべては閉じられるとともにスライダ３５が
開かれ、加熱された装填物３は中空シリンダ１３
を上昇させることによつて、下方のトラツク又は
搬送用の容器の中にあけられる。次に、中空シリ
ンダ１３を下降させることにより、容器２の底部
開口４は再び閉塞され、半体２１／１および２
１／２を引き離すことによつて、次の装填物２０
が供給容器２１から容器２の中へあけられる。２
個の水平方向に変位自在の部分２１／１および２
１／２が再び接合された後、容器２に導入された
装填物３を加熱する手順を開始することができ、
加熱過程中に次の装填物２０供給容器２１に導入
することができる。

処理室３３とノズル３４によつて、装填物予熱
装置１に送られる加熱用ガスの温度と組成を所望
のように調整することを可能とする。たとえば、
製錬炉などから導管３２を介して供給される廃ガ
スの温度が低すぎる場合には、バーナ３４を介し
てさらにエネルギを供給することができ、加熱用
ガスの温度を上げることができる。導管３２を介
して処理室３３に導入されるガスがまだ可燃性成
分を含んでいる場合には、ノズル３４を介して酸
素又は空気を導入することによりこれらの成分を
燃焼させれば良く、これらの成分をエネルギーを
節約するために利用することができる。導管３２
を介して供給されるガスの温度が高すぎる場合に
は、ノズル３４を介して冷却ガスを導入すること
によつて所望のように温度を下げることができ
る。冷却すべきガスが可燃性成分を全く有してい
ないか又はごく僅かな量のみ有しているならば、
冷却用ガスとして冷却空気を使用することもでき
る。