JPH0535348B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、スクラツプ等をアーク熱などにより
溶解するための溶解炉に係り、特に、初期溶解は
アーク加熱により行い、本溶解は炭材吹込による
発熱反応熱により行うようにして、省電力化を達
成することができる溶解炉に関する。

［従来の技術］ 一般に、スクラツプ等の固体の鉄を再利用する
ためにこれを溶解する装置として、三相電極のア
ーク熱を利用する三相アーク炉はすでに知られて
いる。このアーク炉は、上方が開放されたアーク
炉本体内に原料スクラツプを投入しておきこれに
三相電極を挿入しつつ上蓋をして放電させ、この
アーク熱により原料を溶解するようにしたもので
ある。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、上述した装置例の如くスクラツプ等
をアーク熱で溶解する場合には多量の電力を必要
とし、特に我が国のように電気料の高い国におい
ては電気エネルギー費が操業コストの大部分を占
める結果となつている。

特に、スクラツプ消費量が今後大きく増加する
ことが予想される今日において、上記した問題点
の解決が早期に望まれている。

［発明の目的］ 本発明は、以上のような問題点に着目し、これ
を有効に解決すべく創案されたものである。

本発明の目的は、初期溶解はアーク熱により行
い、その後の本溶解は炭材吹込による発熱反応熱
により行うと共に発生する可燃ガスを燃焼させて
この燃焼熱により装入原料を予熱するようにし、
もつて使用電力を大幅に削減することができる溶
解炉を提供するにある。

［発明の概要］ 上記目的を達成する本発明の構成は、垂直状態
でアーク熱により初期溶解を行うと共に傾斜状態
で炭材吹込により本溶解を行うべく炉本体を傾動
自在に設け、この炉本体の側壁に、初期溶解時に
おける溶鋼位置を外すと共に炉本体傾斜時におけ
る溶鋼位置に臨ませて炭材吹込ノズルを形成し、
初期溶解のみアーク熱により行うこととして本溶
解は炭材酸化時の発生熱により行い、更にこの際
発生する可燃ガスを直接燃焼して発生する燃焼高
温排ガスにより予熱槽内の装入原料を予熱するよ
うにし、全体として消費電力を削減するようにし
たことを要旨とする。

［実施例］ 以下に、本発明に係る溶解炉を添付図面に基づ
いて詳述する。

第１図は直立状態になされた本発明に係る溶解
炉を示す概略平面図、第２図は傾斜状態になされ
た本発明に係る溶解炉を示す概略平面図、第３図
乃至第６図は本発明に係る溶解炉の操業状態を説
明するための説明図である。

図示する如くこの溶解炉は、上端が炉蓋１によ
り開閉自在になされた有底円筒体状の炉本体２
と、この炉本体２の側壁に設けられた炭材吹込ノ
ズル３と、予熱する装入原料を貯留しておくため
の予熱槽４とにより主に構成されている。具体的
には、上記炉本体２は、図示しない支持部材によ
りその底部側壁を回動自在に支持することにより
全体として垂直方向から水平方向まで傾動自在に
なされている。この炉本体２の上方には初期時に
アーク加熱を行うための電極５……が垂直方向へ
昇降自在に設けられており、アーク加熱時には電
極５を炉蓋１に挿通させて炉本体２内へ挿入する
ようになつている。

そして、炉本体２の側壁２ａに設けられる上記
炭材吹込ノズル３の取付位置は、炉本体２の底部
２ｂより適宜距離だけ上方へ離間されている。す
なわち、炭材吹込ノズル３は炉体垂直状態で初期
溶解を行うときに生成される溶鋼ａの位置を外す
と共に炉本体傾斜時における溶鋼ｂ（第２図参照）
の位置に臨ませて取付けられている。この炭材吹
込ノズル３は本溶解時にこれより炉内へ微粉炭や
チヤーなどの炭材を空気又は酸素とともに導入す
るためのノズルであり、このノズルは常時開放さ
れている。

そこで、初期溶解時に炉内雰囲気が炉外へ漏洩
することを防止するために、この時には炉内圧と
ほぼ同圧の空気等を炭材吹込ノズル３に吹き付け
ておく。

このように、炭材を空気或は酸素とともに炉内
に吹込むことによりこれらが発熱反応してCO，
H₂などの可燃分ガスが生成されることとなるが、
本発明においてはこれら可燃分ガスを炉内で直接
燃焼させることとしている。そのため、燃焼に必
要な酸素を炉内へ供給するために炉本体２の側壁
２ａであつて溶鋼の届かない位置には酸素供給ノ
ズル６が形成されている。また、炉本体２の上部
側壁には、最終的に溶鋼を出鋼するための出鋼口
７が形成されている。

一方、装入原料を予熱するための予熱槽４は炉
本体２の側部上方に取付けられており、この予熱
槽と傾斜時における炉本体２の装入口８とを連絡
すべく予熱槽４には下方へ延出されたフード９が
取付けられている。そして、このフード９の先端
開口部にはこれを開閉するための回転自在になさ
れたダンパ１０が取付けられており、本溶解時の
燃焼高温排ガスを予熱槽４へ導入するようになつ
ている。また、このフード９と前記炉蓋１との間
には排ガスフード１１が連結されており、初期溶
解時に発生する排ガスを予熱槽４へ導入して熱エ
ネルギーの有効利用を図るようになつている。

次に、以上のように構成された溶解炉による操
業方法を第３図乃至第６図を参照しつつ説明す
る。

まず、第３図に示す如く傾動自在になされた炉
本体２を所定角度だけ傾動させてその装入口８を
フード９の開口端に接続しておき、予熱槽４内で
すでに所定の温度まで予熱されているスクラツプ
等の原料Ｍを炉本体２に装入する。

装入が完了したならば、次に、炉本体２を適宜
角度だけ回転させてこれを垂直状態に維持し、第
４図に示す如く上方から電極５を降下させて、こ
れを炉蓋１に挿通させて炉内へ挿入する。

電極５の装入が完了したら、電極５に通電して
アークを飛ばし、このアーク熱により初期溶解を
適宜時間行う。この初期溶解は、炭材吹込みによ
り溶解に必要な発熱を得るに十分な溶鋼量ができ
るまで行う。炭材吹込ノズル３の取付位置は、こ
の初期溶解時に生成される溶鋼位置よりも上方に
相当するので、溶鋼ａがこれより流出することは
ない。しかしながら、炉内雰囲気が炭材吹込ノズ
ル３或は酸素供給ノズル６から炉外へ流出するこ
とを防止するために各ノズルには炉内圧とほぼ同
圧の空気などを供給しておく。この初期溶解時に
発生する未燃焼ガスは排ガスフード１１から予熱
槽４へ導入され、新たにこれに投入された装入原
料を若干予熱している。

このようにして、初期溶解を終了したら、電極
５を上昇させて炉外へ引抜いた後、第５図に示す
如く再度炉本体２を傾動させてこの装入口８をフ
ード９の開口端に接続し、ダンパ１０を開にして
炉内と予熱槽４とを連絡する。このような状態に
おいて、炭材吹込ノズル３から炭材を空気或は酸
素とともに吹込むと共に炭材と酸素との反応によ
つて生成される可燃ガスを燃焼するために酸素供
給ノズル６から炉内へ酸素或は空気を導入し、本
溶解を開始する。炉体の傾動により炭材吹込ノズ
ル３に溶鋼ｂが臨むことになるがこのノズルより
炭材が加圧供給されているので溶鋼ｂが流出する
こともない（第２図参照）。供給された炭材と酸
素とは発熱反応してCO，H₂等の可燃ガスを発生
するので原料溶解の為の熱量はアーク加熱がなく
てもこの反応熱でまかなうことができる。

一方、上記発熱反応で発生した可燃ガスは、酸
素供給ノズル６から供給される酸素分により直接
炉内で燃焼され、この燃焼熱は原料の溶解に一部
寄与するが発生した燃焼高温排ガスの顕熱となつ
てフード９を介して予熱槽４へ搬送され、ここに
貯留される装入原料を予熱することになる。この
場合、炉本体２の近傍上部に予熱槽４を設けてこ
れに燃焼高温排ガスを直接導入するようにしたの
で、搬送途中における熱ロスが少なく効果的な予
熱が可能となる。

このようにして、装入原料全ての溶解が完了し
たならば第６図に示すように炉本体２を更に傾動
させてこれをほぼ水平状態に維持し、出鋼口７か
ら溶鋼を取出して一工程の作業を終了する。そし
て、この一連の作業が終了したら空になつた炉本
体２内に第３図に示す如く再度予熱槽４から予熱
された原料を装入して、この一連の作業を繰り返
して行う。

このように、本発明においては、初期溶解時の
みアーク加熱を行つて、それに後続する本溶解時
には炭材吹込みにより発生する反応熱を利用して
溶解を行うようにしているので、全工程にわたつ
てアーク加熱を行う場合に比較して消費電力を大
幅に削減することができる。

また、炭材吹込みによつて生成された可燃ガス
を炉内で直接燃焼させて発生する燃焼高温排ガス
により直接装入原料を加熱するようにしたので熱
の有効利用を促進することができる。

［発明の効果］ 以上要するに、本発明によれば次のような優れ
た効果を発揮することができる。

(1) 初期溶解のみアーク加熱で行い、溶鋼生成後
は炭材吹込により加熱するようにしたので消費
電力を大幅に削減することができる。

(2) 炉内で発生した加熱ガスを直接炉内で燃焼さ
せ、発生する高温排ガスを炉の上方に位置する
予熱槽内へ直接導入するようにしたので、搬送
途中における熱ロスがなくなり効率よく予熱を
行うことができる。

(3) 炉本体を傾動自在に設けると共に炭材吹込ノ
ズルを所定の場所に設けるだけで上述した操作
が可能となるので構造が複雑化することなく容
易に採用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は直立状態になされた本発明に係る溶解
炉を示す概略平面図、第２図は傾斜状態になされ
た本発明に係る溶解炉を示す概略平面図、第３図
乃至第６図は本発明に係る溶解炉の操業状態を説
明するための説明図である。 尚、図中２は炉本体、３は炭材吹込ノズル、４
は予熱槽、５は電極、６は酸素供給ノズル、ａ，
ｂは溶鋼、Ｍは原料である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 垂直状態でアーク熱により初期溶解を行うと
   共に傾斜状態で炭材の吹込みにより本溶解を行う
   べく傾動自在に設けられた炉本体と、該炉本体の
   側壁に、初期溶解時における溶鋼位置より外すと
   共に炉本体傾斜時における溶鋼位置に臨ませて形
   成された炭材吹込ノズルと、炭材吹込により発生
   する可燃ガスの燃焼高温排ガスにより装入原料を
   予熱すべく上記炉本体の傾動時にこの装入口に連
   結される予熱槽とを備えたことを特徴とする溶解
   炉。