JPH05231776A - 溶解炉における発生炉ガスの２次燃焼方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、冷鉄源を溶解する溶解炉に
おける炉壁の溶損を防止することのできる発生炉ガスの
２次燃焼方法を提供することにある。 【構成】 発生炉ガスの中央部から酸化性ガスを供給
し、中央部で着火され炉壁に沿って広がる様なことのな
い火災を溶解炉１内で形成する方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、燃料を理論酸素量以下
の低酸素比で燃焼してガス化させた発生炉ガスを、酸化
性ガスによって２次燃焼させ溶解炉内へ吹込む発生炉ガ
スの２次燃焼方法に関し、詳細には溶解炉々壁の溶損を
防止することのできる溶解炉における発生炉ガスの２次
燃焼方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４はスクラップ材や冷銑等の冷鉄源を
溶解するための溶解炉１の一例を示す断面説明図であ
り、冷鉄源４が装入された溶解炉１の周壁には夫々吹込
管３を介して予燃焼器２が設けられ、該予燃焼器２には
微粉炭等の固体燃料、又は液体燃料やガス燃料を供給す
る燃料供給管２１、及び酸素富化空気、純酸素や予熱空
気等を供給する空気供給管２２が接続される。

【０００３】そして燃料供給管２１より供給される燃料
は予燃焼器２内で理論空気量以下の低酸素比で燃焼し、
Ｈ₂ やＣＯ濃度の高い発生炉ガスを発生させ、該発生炉
ガスは吹込管３内の発生炉ガス送給管３９を通して溶解
炉１側へ吹込まれる。なお予燃焼器２内に残存する灰分
は該予燃焼器２内で形成される旋回流（空気供給管２２
の先端部に旋回羽根２４を取付け、その旋回羽根により
旋回流を形成する）によってガスとの分離を行ない、予
燃焼器２の下方部に設けた排出口２３より排出する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで前記吹込管３
内においては中央部に上記発生炉ガス送給管３９を設
け、その外周部に純酸素や酸素富化空気等の酸化性ガス
を供給する酸化性ガス供給路３８を形成し、発生炉ガス
を適正な酸素量で２次燃焼させて大量の熱量を溶解炉１
内へ送り込んでいる。

【０００５】ところが発生炉ガスの温度は約１０００℃
に達する高温であると共に、酸化性ガスとしては酸素濃
度の高いガス又は高温のガスを使用しているため、その
燃焼速度は非常に速く発生炉ガスは上記供給路３８の出
口近くで直ちに着火して富酸化状態にあるその周囲へ広
がる様に燃焼することになり、冷鉄源装入形態等の影響
もあって約２０００℃以上の火炎は溶解炉１の炉壁内面
に沿って広がる様に形成される。その結果炉壁耐火物は
溶損され易く、その寿命は著しく短く、頻繁に交換又は
修理を行なわなければならなかった。そこで本発明の目
的は、発生炉ガスの２次燃焼による溶解炉の溶損を防止
することのできる２次燃焼方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成し得た本
発明は、低酸素比でガス化させた発生炉ガスを酸化性ガ
スと共に溶解炉内へ供給し、前記発生炉ガスを溶融炉内
で燃焼させて溶解炉内の冷鉄源を溶融する発生炉ガスの
２次燃焼方法において、前記酸化性ガスの供給は上記発
生炉ガスの吹込流の中央部から溶解炉内へ供給すること
とし、該中央部で着火されて形成される火炎を溶解炉内
へ吹込むことを要旨とするものである。

【０００７】

【作用及び実施例】図１は本発明に使用する溶解炉１及
び予燃焼器２を示す断面説明図である。予燃焼器２には
燃料供給管２１及び空気供給管２２が接続され、例えば
燃料である微粉炭は酸化性ガスである純酸素と混合され
て酸素比０．４で燃焼する。ガス化されたこの発生炉ガ
スは吹込管３を介して溶解炉１側へ送給される。なお空
気供給管２２から供給する酸化性ガスにはスチームを添
加することが好ましく、これによって水性ガス化反応を
促進して微粉炭のガス化を促進することができる。また
該空気供給管２２には旋回羽根２４を設けて予燃焼器２
内で旋回気流を形成しておくことが望ましい。

【０００８】上記発生炉ガスはＨ₂ を約２５％、ＣＯを
約５２％含み、後述する様に吹込管３内を通って溶解炉
１へ吹込まれる。すなわち図２に示す様に溶解炉１側の
吹込管３内においては、その中央部を貫通する様に酸化
性ガス供給管３１を設け、該供給管３１の先端開口は溶
解炉１の内部を臨んで少し奥側へ退避する様に設けられ
る。

【０００９】従って前記供給管３１の外周側に形成され
る外側路３２を通して発生炉ガスが吹込まれると共に、
酸化性ガスはその中央部から供給管３１を介して送給さ
れる。図２の例においては酸化性ガスは酸化性供給管３
１内を通って矢印Ｌ方向へ供給されると共に、発生炉ガ
スはその外周部を矢印Ｋ方向に沿って送給される。これ
により溶解炉１側の吹込管３の出口部においては、発生
炉ガスはその中央部に供給される酸化性ガスとの境界近
傍で着火し、その着火部分周辺で燃焼され、火炎Ｂは従
前例のように広がることはなく、まっ直ぐに形成され
る。従って炉内に吹込まれる発生炉ガスの周囲は無酸素
状態となっているので、火炎Ｂは外側へ広がる様には形
成されず、この火炎が溶解炉々壁に衝突する様なことは
少なく炉壁を溶損することはない。

【００１０】例えばこの２次燃焼用の酸化性ガスとして
濃度６０％の酸素富化空気を用いた場合、発生炉ガスは
空気比１．０で完全燃焼されることにより約２０００℃
以上の火炎を形成する。この火炎により酸化性ガス供給
管３１の先端吹込み部分が溶損されるのを防止するた
め、該供給管３１は図３に示す様に水冷構造とすること
が推奨される。すなわち酸化性ガス通路３１ａの外周部
に水冷ジャケット３１ｂを形成し、該水冷ジャケット３
１ｂへ冷却水を流通させ、酸化性ガス供給管３１全体を
冷却し、その溶損を防止する。

【００１１】一方吹込管３内で中央部から供給される酸
化性ガスとその外周部から供給される発生炉ガスの噴射
速度は１０〜５０ｍ／ｓの範囲内とすることが好まし
く、噴射速度が１０ｍ／ｓ未満であると、溶解炉内の装
入物に衝突して火炎の直進性が阻害され、炉壁耐火物の
保護目的が十分に達成することが困難となり、また５０
ｍ／ｓを超えると燃焼騒音が８５ｄＢ（Ａ）以上となり
操業上好ましくない。さらに酸化性ガスは発生炉ガスよ
り速く供給するのが一般的であり、その相対速度差は１
０ｍ／ｓ以上とすることが望ましく、これによって安定
した火炎が形成される。

【００１２】本発明は以上の実施例に限定されず、予燃
焼器で用いられる燃料は微粉炭の他、液体燃料やガス燃
料を用いるものであっても良く、また２次燃焼に用いら
れる酸化性ガスは純酸素や予熱空気等であっても構わ
ず、さらに溶解炉１の構成自体は図４に示す様な構造の
ものであっても良い。

【００１３】

【発明の効果】本発明は以上の様に構成されているの
で、溶解炉における炉壁耐火物の溶損を防止でき、その
寿命を延ばすことができる様になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に用いられる予燃焼器及び溶解炉を示す
説明図である。

【図２】図１に示す吹込管３の先端部を示す断面説明図
である。

【図３】本発明に用いられる酸化性ガス供給管の一例を
示す一部破断説明図である。

【図４】従来の２次燃焼方法を示す断面説明図である。

【符号の説明】

１ 溶解炉 ２ 予燃焼器 ３ 吹込管 ４ 冷鉄源 21 酸化性ガス供給管

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 低酸素比でガス化させた発生炉ガスを酸
   化性ガスと共に溶解炉内へ供給し、前記発生炉ガスを溶
   融炉内で燃焼させて溶解炉内の冷鉄源を溶融する発生炉
   ガスの２次燃焼方法において、 前記酸化性ガスの供給は、上記発生炉ガスの吹込流の中
   央部から溶解炉内へ供給することとし、該中央部で着火
   されて形成される火炎を溶解炉内へ吹込ませる様にする
   ことを特徴とする溶解炉における発生炉ガスの２次燃焼
   方法。
2. 【請求項２】 前記酸化性ガス及び発生炉ガスの供給速
   度は１０〜５０ｍ／ｓの範囲内とすると共に、該酸化性
   ガスは発生炉ガスよりも１０ｍ／ｓ以上速く吹込む請求
   項１に記載の溶解炉における発生炉ガスの２次燃焼方
   法。