JPH06300455A - Melting furnace - Google Patents

Melting furnace

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JPH06300455A
JPH06300455A JP10745493A JP10745493A JPH06300455A JP H06300455 A JPH06300455 A JP H06300455A JP 10745493 A JP10745493 A JP 10745493A JP 10745493 A JP10745493 A JP 10745493A JP H06300455 A JPH06300455 A JP H06300455A
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melting
furnace body
burner
furnace
oxygen
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Etsuo Murata
悦夫 村田
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Naniwa Roki Co Ltd
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Naniwa Roki Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To provide a melting furnace capable of displaying an excellent effect from the aspects of economical efficiency, labor reduction, environmental pollution, working environment and quality. CONSTITUTION:The melting furnace is lined with a refractory body 11 and is provided with a cylindrical furnace body 4 made rotatable about the horizontal axis B and a burner 5 for melting the material R to be melted charged into the furnace body 4 by burning fluid fuel with oxygen.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は溶解炉に関する。This invention relates to melting furnaces.

【0002】[0002]

【従来の技術】鋳鉄等の被溶解材料を溶解する溶解炉と
して、従来、れんが等の耐火材を裏張りしてなる縦型円
筒状のキュポラが使用されており、このキュポラに、固
体燃料のコークスや被溶解材料等を交互に積層し、下方
の羽口から送風機で空気を送り、コークスを燃焼させて
被溶解材料を溶解していた。
2. Description of the Related Art As a melting furnace for melting a material to be melted such as cast iron, a vertical cylindrical cupola made of a refractory material such as brick is conventionally used. Coke and material to be melted were alternately laminated, and air was blown from the tuyere below to blow coke to melt the material to be melted.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなキ
ュポラでは、次のような問題点があった。
However, such a cupola has the following problems.

【0004】 コークス燃焼による熱効率及び溶解効
率が低い。
Thermal efficiency and melting efficiency due to coke combustion are low.

【0005】 使用による耐火材の損耗が大きく、補
修のための労力が大である。
[0005] The refractory material is greatly worn out due to use, and a lot of labor is required for repair.

【0006】 排ガス量が多く、排ガス中のSO2 ,NO
X ,CO2 のダスト濃度が高い。
The amount of exhaust gas is large, and SO 2 , NO in exhaust gas
The dust concentration of X and CO 2 is high.

【0007】 操業の自動化が難しく、多くの操業要
員を必要とする。
[0007] It is difficult to automate the operation and requires many operation personnel.

【0008】そこで、本発明は上記問題点〜を解決
する溶解炉を提供することを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide a melting furnace that solves the above problems (1) to (3).

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、耐火体にて裏張りされると共に水平状の
軸心廻りに回転駆動される円筒状炉体と、酸素で流体燃
料を燃焼させて該炉体内に装入された被溶解材料を溶解
させるバーナーと、を備える。
In order to achieve the above object, the present invention provides a cylindrical furnace body lined with a refractory body and driven to rotate around a horizontal axis, and a fluid containing oxygen. A burner that burns fuel to melt the material to be melted charged in the furnace body.

【0010】上記酸素の純度を、99.99 %以上に設定す
る。
The oxygen purity is set to 99.99% or more.

【0011】上記流体燃料を、メタン、プロパン、ブタ
ン、灯油の内のいずれか一つとする。
The fluid fuel is any one of methane, propane, butane and kerosene.

【0012】上記酸素と流体燃料の空燃比を0.5 〜1.5
に設定する。
The air-fuel ratio of oxygen and fluid fuel is 0.5 to 1.5.
Set to.

【0013】SiO2 を90%〜95%を含むSiO2 −Al2
3 系の酸性不定形耐火材から成ると共に焼成処理により
表面をセラミック化させた耐火体とする。
[0013] SiO 2 -Al 2 O, including the SiO 2 90% ~95%
A refractory body consisting of three types of acid amorphous refractory material and having its surface ceramicized by firing treatment.

【0014】上記バーナーの火炎温度を1800℃〜2800℃
に設定する。
The flame temperature of the burner is 1800 ° C to 2800 ° C.
Set to.

【0015】上記炉体の回転周期を1分〜2分とする。The rotation cycle of the furnace body is 1 to 2 minutes.

【0016】[0016]

【作用】バーナーにより流体燃料を酸素燃焼させるので
火炎温度が高温で、かつ、炉体回転により耐火体の熱を
被溶解材料に移行させているので、キュポラ等と比べ
て、高い熱効率及び溶解効率を得ることができる。
[Function] Since the burner burns the fluid fuel with oxygen, the flame temperature is high, and the heat of the refractory is transferred to the material to be melted by the rotation of the furnace body. Therefore, the heat efficiency and the melting efficiency are higher than those of the cupola. Can be obtained.

【0017】しかも、酸素使用による燃焼で、排気量は
空気燃焼に比べて急減し、排ガス中のSO2 ,NOX ,CO2
のダスト濃度は極少量となり、環境への悪影響が少な
い。
In addition, combustion using oxygen causes the exhaust volume to decrease sharply compared to air combustion, and SO 2 , NO X , CO 2 in exhaust gas
Has a very small dust concentration and has little adverse effect on the environment.

【0018】また、耐火体は、SiO2 −Al2 3 系の酸
性不定形耐火材を用いて焼成処理によりセラミック化し
てあるので、長期間の連続使用が可能で、日常のメンテ
ナンスの労力が大幅に軽減される。
Further, since the refractory body is made into a ceramic by firing treatment using an acid amorphous refractory material of the SiO 2 —Al 2 O 3 system, it can be used continuously for a long period of time, and the labor of daily maintenance is reduced. Significantly reduced.

【0019】さらに、溶解作業工程は、コンピュータ等
の使用により、原材料の装入から出湯まで無人運転が可
能である。
Further, in the melting work step, unmanned operation from charging of raw materials to tapping can be performed by using a computer or the like.

【0020】また、酸素と流体燃料の空燃比をコンピュ
ータ等にて制御することにより、炉体内の雰囲気を酸化
性・還元性に自由に調整することができ、かつ、溶解さ
れた溶湯が、炉体の回転により適度に混合されるので、
鋳鉄の精練溶解が可能となる。
Further, by controlling the air-fuel ratio of oxygen and fluid fuel with a computer or the like, the atmosphere in the furnace can be freely adjusted to be oxidizing and reducing, and the molten metal melt is As the body rotates, it mixes appropriately, so
It enables refining and melting of cast iron.

【0021】[0021]

【実施例】以下実施例を示す図面に基づいて本発明を詳
説する。
The present invention will be described in detail below with reference to the drawings showing the embodiments.

【0022】図1は、本発明に係る溶解炉の一実施例の
側面図、図2はその平面図、図3はその要部断面図を示
しており、この溶解炉は、普通鋳鉄、強靱鋳鉄、球状黒
鉛鋳鉄、ニハードやニレジストなどの合金鋳鉄、その他
の非鉄金属等の製造に用いられる。
FIG. 1 is a side view of an embodiment of the melting furnace according to the present invention, FIG. 2 is a plan view thereof, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the essential parts thereof. It is used for producing cast iron, spheroidal graphite cast iron, alloy cast iron such as hardened and hardened resist, and other non-ferrous metals.

【0023】しかして、溶解炉は、円筒状胴部1及びそ
の両端に連設された円錐状コニカル部2,3を有する炉
体4と、酸素で流体燃料を燃焼させて炉体4内に装入さ
れた鋳鉄等の被溶解材料R…を溶解させるバーナー5
と、燃焼排ガスを外部へ逃がす煙突状排気路6と、炉体
4内に被溶解材料R等を投入するスキップやコンベア等
の投入機7と、を備えている。
In the melting furnace, the furnace body 4 having the cylindrical body 1 and the conical conical parts 2 and 3 connected to both ends of the body 1 and the fluid fuel is burned with oxygen to form the furnace body 4. Burner 5 for melting the material R to be melted, such as cast iron.
And a chimney-shaped exhaust path 6 for escaping combustion exhaust gas to the outside, and an injector 7 such as a skip or a conveyor for introducing the material R to be melted into the furnace body 4.

【0024】炉体4は、地面等の固定部8に立設された
支持部材9に、水平軸心A廻りに回動自在、かつ、軸心
Aと直交状であって水平状の軸心B廻りに回転自在に枢
支されており、図示省略の流体圧シリンダやモータ等を
備えた駆動機構にて、炉体4が、軸心A廻りに所定角度
で回動駆動可能に構成され、かつ、軸心B廻りに所定回
転周期で回転駆動可能に構成される。
The furnace body 4 is rotatable about a horizontal axis A on a supporting member 9 which is erected on a fixed portion 8 such as the ground, and is orthogonal to the axis A and has a horizontal axis. The furnace body 4 is rotatably supported around B and is configured to be rotatable around the axis A at a predetermined angle by a drive mechanism including a fluid pressure cylinder, a motor and the like (not shown). Moreover, it is configured to be rotatable around the axis B at a predetermined rotation cycle.

【0025】炉体4の回動及び回転は、コンピュータ等
にて制御され、所定の条件(回転速度や傾斜角度等)及
び順序に従って自動的に行われる。
The rotation and rotation of the furnace body 4 are controlled by a computer or the like, and are automatically performed in accordance with predetermined conditions (rotation speed, inclination angle, etc.) and order.

【0026】この炉体4は、鋼板製の外周壁10の内周面
を、耐火体11で裏張りして成り、耐火体11は、例えば容
量3tの炉体4では厚み約30cmとされる。
The furnace body 4 is constructed by lining the inner peripheral surface of a steel plate outer peripheral wall 10 with a refractory body 11. The refractory body 11 has a thickness of about 30 cm in the furnace body 4 having a capacity of 3 t, for example. .

【0027】耐火体11には、SiO2 を90%〜95%を含む
SiO2 −Al2 3 系の酸性不定形耐火材(例えば粒度0
mm〜10mm)が用いられ、耐用温度により配合成分が調整
される。
The refractory body 11 contains 90% to 95% of SiO 2.
SiO 2 -Al 2 O 3 -based acidic monolithic refractory material (e.g. size 0
mm to 10 mm) is used, and the compounding ingredients are adjusted by the service temperature.

【0028】具体的には、炉体4の外周壁10内に図示省
略のコアを挿入して、該コアと外周壁10との間に、上記
酸性不定形耐火材を流し込んでつき固め、自然乾燥させ
て水分を追い出した後、焼成処理により1600℃以上に加
熱して表面(耐火体11内面)をセラミック化させる。
Specifically, a core (not shown) is inserted into the outer peripheral wall 10 of the furnace body 4, and the acidic amorphous refractory material is poured between the core and the outer peripheral wall 10 to solidify the mixture. After being dried to drive out moisture, the surface (the inner surface of the refractory body 11) is made into ceramic by heating it to 1600 ° C. or higher by firing treatment.

【0029】炉体4の一端開口部12は、バーナー取付口
となり、炉体4の他端開口部13は、被溶解材料R…の装
入口、排ガス出口及びスラグ排出口となる。17は、炉体
4のコニカル部2に貫設された出湯孔であり、出湯時以
外は閉栓されている。
The one end opening 12 of the furnace body 4 serves as a burner mounting port, and the other end opening 13 of the furnace body 4 serves as a charging port for the material R to be melted, an exhaust gas outlet and a slag discharge port. Reference numeral 17 denotes a tap hole that is provided through the conical portion 2 of the furnace body 4 and is closed except when tapping.

【0030】バーナー5は、(図2に示す)鉛直軸心C
廻りに揺動自在なアーム14に付設されており、アーム14
を水平に揺動させることにより、水平状の炉体4の一端
開口部12に対して、バーナー5を取付け・取外しするこ
とができる。
The burner 5 has a vertical axis C (shown in FIG. 2).
It is attached to the arm 14 that can swing around,
By horizontally swinging the burner 5, the burner 5 can be attached / detached to / from the one end opening 12 of the horizontal furnace body 4.

【0031】図4は、バーナー5の内部構造の一例を示
し、このバーナー5は三重管で、中央の流体燃料吹込み
口15の外周に、酸素供給口16を設け、その外側に水を流
し冷却している。
FIG. 4 shows an example of the internal structure of the burner 5. This burner 5 is a triple pipe, and an oxygen supply port 16 is provided on the outer periphery of the central fluid fuel injection port 15, and water is flown outside it. It is cooling.

【0032】流体燃料としては、メタン、プロパン、ブ
タン、灯油の内のいずれか一つが使用され、酸素の純度
は、99.99 %以上に設定される。さらに、バーナー5の
火炎温度は1800℃〜2800℃に設定される。
As the fluid fuel, any one of methane, propane, butane and kerosene is used, and the purity of oxygen is set to 99.99% or more. Further, the flame temperature of the burner 5 is set to 1800 ° C to 2800 ° C.

【0033】また、酸素と流体燃料の空燃比は0.5 〜1.
5 に設定され、この範囲の空燃比にコンピュータ等にて
制御される。ここで、本発明では、空燃比が1.0 の場合
に、流体燃料が完全燃焼するものと定義する。
The air-fuel ratio of oxygen to fluid fuel is 0.5 to 1.
It is set to 5 and the air-fuel ratio in this range is controlled by a computer. Here, in the present invention, it is defined that the fluid fuel completely burns when the air-fuel ratio is 1.0.

【0034】従って、1.0 未満の空燃比でバーナー5を
燃焼させれば酸素不足となって、炉体4内の雰囲気は還
元性となり、1.0 を越える空燃比でバーナー5を燃焼さ
せれば酸素が多くなって、炉体4内の雰囲気は酸化性と
なる。
Therefore, if the burner 5 is burned with an air-fuel ratio of less than 1.0, oxygen becomes insufficient, and the atmosphere in the furnace body 4 becomes reductive, and if the burner 5 is burned with an air-fuel ratio of more than 1.0, oxygen is released. As the number increases, the atmosphere inside the furnace body 4 becomes oxidative.

【0035】次に、図5に示す溶解炉の溶解作業工程の
一例を説明する。
Next, an example of the melting operation process of the melting furnace shown in FIG. 5 will be described.

【0036】運転をスタートすると、図1と図3に示す
ように、必要に応じて水平状の炉体4をバーナー5で予
熱した後、一端開口部12からバーナー5が取外され鉄蓋
等で施蓋される。
When the operation is started, as shown in FIGS. 1 and 3, after the horizontal furnace body 4 is preheated by the burner 5 as required, the burner 5 is removed from the one end opening 12 and the iron lid or the like is removed. Is covered with.

【0037】次に、図6に示すように、炉体4が軸心A
廻りに回動して傾斜し、投入機7から、所定量の鋳鉄や
鋼屑等の被溶解材料及び造滓剤等の原料が、炉体4内に
投入される。
Next, as shown in FIG. 6, the furnace body 4 has an axis A.
After turning around and tilting, a predetermined amount of a material to be melted such as cast iron or steel scrap and a raw material such as a slag forming agent are charged into the furnace body 4.

【0038】なお、造滓剤としては、例えば、被溶解材
料の1.65%のけい砂やSiC2%を添加し、SiO2 91%,
Al2 3 6.5 %の耐火材使用の溶解炉では、SiO2 68.5
%,Al2 3 5.0 %,CaO0.5 %,FeO15.8%,MnO7.
5 %のスラグ3%〜 3.5%が、溶解により生じる。
As the slag forming agent, for example, 1.65% silica sand or 2% SiC of the material to be melted is added, and SiO 2 91%,
In a melting furnace using a refractory material containing Al 2 O 3 6.5%, SiO 2 68.5
%, Al 2 O 3 5.0%, CaO 0.5%, FeO 15.8%, MnO 7.
5% slag 3% to 3.5% is produced by dissolution.

【0039】原材料投入後、図1に示すように、炉体4
は水平状に戻り、他端開口部13は排気路6と連通連結さ
れる。
After charging the raw materials, as shown in FIG.
Returns to a horizontal shape, and the other end opening 13 is connected to the exhaust passage 6 for communication.

【0040】さらに、図3に示すように、炉体4の一端
開口部12にはバーナー5が取付けられて自動点火する。
Further, as shown in FIG. 3, a burner 5 is attached to the one end opening 12 of the furnace body 4 for automatic ignition.

【0041】そして、炉体4が軸心B廻りに回転して、
被溶解材料R…の溶解が開始される。
Then, the furnace body 4 rotates about the axis B,
The melting of the materials R to be melted is started.

【0042】炉体4の回転周期は1分〜2分とされ、バ
ーナー5で加熱された耐火体11の熱は、炉体4の回転に
より下部で被溶解材料R…に移行する。このように、回
転する耐火体11が熱媒体となって、高い熱効率を維持で
きる。
The rotation cycle of the furnace body 4 is set to 1 to 2 minutes, and the heat of the refractory body 11 heated by the burner 5 is transferred to the material R to be melted in the lower portion by the rotation of the furnace body 4. In this way, the rotating refractory body 11 serves as a heat medium, and high heat efficiency can be maintained.

【0043】しかも、溶解された溶湯が、炉体4の回転
により適度に混合され、バーナー5の火炎の長さや温
度、炉体4内の雰囲気の酸化・還元の度合い等は、操業
段階───例えば、予熱期・溶解期・溶湯保持期(成分
調整や昇温を含む)───に応じ自動調整されるので、
鋳鉄の精練溶解が可能となり、均一かつ高品質の鋳鉄材
質を得ることができる。
Moreover, the melted melt is appropriately mixed by the rotation of the furnace body 4, and the length and temperature of the flame of the burner 5, the degree of oxidation / reduction of the atmosphere in the furnace body 4, etc. are in the operating stage-- ─ For example, since it is automatically adjusted according to the preheating period, melting period, molten metal holding period (including component adjustment and temperature rise),
Cast iron can be refined and melted, and a uniform and high-quality cast iron material can be obtained.

【0044】なお、バーナー5は、上記予熱期には酸化
燃焼が、上記溶解期及び溶湯保持期には還元燃焼が、望
ましく、バーナー5の火炎の酸化度を調整することによ
り、Feの酸化の抑制と、CやSiロスの低減を図ることが
できる。また、火炎の調整で、ダライ粉に付着した油
や、最近溶解材料として増加傾向にある亜鉛鋼板のZnを
除去することができる。
In the burner 5, oxidative combustion is preferable in the preheating period, and reducing combustion is preferable in the melting period and the molten metal holding period. By adjusting the degree of oxidation of the flame of the burner 5, the oxidation of Fe It is possible to suppress and reduce C and Si loss. Further, by adjusting the flame, it is possible to remove the oil adhering to the Dalai powder and the Zn of the zinc steel sheet which has recently been increasing as a dissolved material.

【0045】次に、溶解が終了すると、温度測定と分析
が行われ、その結果、必要に応じて───例えば被溶解
材料に鋼屑を使用する場合など───黒鉛等の加炭剤や
C,Si,Mn等の合金類が添加され、成分調整が行われ
る。
Next, when the melting is completed, temperature measurement and analysis are performed, and as a result, if necessary, for example, when steel scrap is used as the material to be melted, a carbonizing agent such as graphite. Alloys such as C, Si, and Mn are added to adjust the composition.

【0046】成分調整が不要であれば、バーナー5が停
止して、一端開口部12からバーナー5が取外され、さら
に、出湯孔17が開栓されて、図7に示すように、炉体4
を傾斜させて出湯する。
If the component adjustment is not necessary, the burner 5 is stopped, the burner 5 is removed from the opening 12 at one end, and the tap hole 17 is further opened. As shown in FIG. Four
Incline and pour hot water.

【0047】出湯が終了すれば、炉体4が軸心A廻りに
回動して鉛直状となり、炉体4内に残るスラグが他端開
口部13から排出され、その後、図1の如く、炉体4は水
平状に戻り、溶解作業工程が終了する。
When the tapping is completed, the furnace body 4 is rotated around the axis A and becomes vertical, and the slag remaining in the furnace body 4 is discharged from the other end opening 13, and thereafter, as shown in FIG. The furnace body 4 returns to the horizontal state, and the melting work process is completed.

【0048】これらの溶解作業工程は、コンピュータ等
にて制御され、原材料の装入から出湯まで無人運転が可
能となっている。
These melting work steps are controlled by a computer or the like, and unmanned operation from charging of raw materials to tapping is possible.

【0049】なお、各部の温度については、炉体4内が
1550℃〜1650℃、出湯が1450℃〜1550℃、排ガスが1200
℃〜1300℃、炉体4の(鋼板)外側が約250 ℃である。
Regarding the temperature of each part, the inside of the furnace body 4 is
1550 ℃ ~ 1650 ℃, hot water discharge 1450 ℃ ~ 1550 ℃, exhaust gas 1200
℃ ~ 1300 ℃, outside the furnace body 4 (steel plate) is about 250 ℃.

【0050】また、排ガス成分は、CO2 が30%〜50%、
COが25%〜45%である。表1は、NOX 排出量を、空気燃
焼と酸素燃焼で比較した結果であり、空気燃焼よりも酸
素燃焼の方が大幅に減少することがわかる。
In the exhaust gas component, CO 2 is 30% to 50%,
CO is 25% to 45%. Table 1 shows the results of comparison of NO X emissions between air combustion and oxyfuel combustion, and it can be seen that oxyfuel combustion is significantly reduced compared to air combustion.

【0051】[0051]

【表1】 [Table 1]

【0052】また、本発明の溶解炉では、溶解作業中の
排気量は空気燃焼に比べて急減し、コークスを使用しな
いので、排ガス中のSO2 ,NOX ,CO2 のダスト濃度は、
キュポラの1/10以下となり、環境への悪影響が少な
く、排ガス処理設備が不要か、又は設ける場合でも、小
容量で簡素化され、コストが掛からない。
Further, in the melting furnace of the present invention, the amount of exhaust gas during melting work decreases sharply compared to air combustion, and coke is not used, so the dust concentrations of SO 2 , NO X and CO 2 in the exhaust gas are
It is less than 1/10 of the cupola and has little adverse effect on the environment. Even if an exhaust gas treatment facility is not required, or even if it is provided, it has a small capacity and is simple, and cost is not required.

【0053】ダスト発生量の一例を示すと、キュポラで
は 0.5g/m3 〜 6.2g/m3 であるのに対して、本発
明では平均0.19g/m3 であり、極めて少ない。
[0053] As an example of a dust generation amount, whereas in the cupola is 0.5g / m 3 ~ 6.2g / m 3, the average 0.19 g / m 3 in the present invention, extremely small.

【0054】表2と表3は、本発明の溶解炉の容量別の
溶解作業の所要時間と、その生産量を例示している。
Tables 2 and 3 exemplify the time required for the melting operation for each capacity of the melting furnace of the present invention and the production amount thereof.

【0055】[0055]

【表2】 [Table 2]

【0056】[0056]

【表3】 [Table 3]

【0057】表4と表5は、本発明の溶解炉の容量別の
酸素及び流体燃料の使用量を例示し、表6は副資材のロ
スを示している。
Tables 4 and 5 exemplify the amounts of oxygen and fluid fuel used for each capacity of the melting furnace of the present invention, and Table 6 shows the loss of auxiliary materials.

【0058】[0058]

【表4】 [Table 4]

【0059】[0059]

【表5】 [Table 5]

【0060】[0060]

【表6】 [Table 6]

【0061】さらに、表7は、上記表4,表5と異なる
流体燃料を使用した場合の容量別の溶解時間及び酸素・
流体燃料の使用量を例示している。なお、メタン以外の
燃料消費量は、表7中のメタン消費量をHとすると、プ
ロパンは約0.4 ×H、ブタンは約0.32×H、灯油は約0.
88×Hの各消費量となり、これらの燃料消費量に対する
酸素消費量は表7中の数値と同じである。
Further, Table 7 shows that the dissolution time and oxygen content by volume when different fluid fuels from those in Tables 4 and 5 are used.
The amount of fluid fuel used is illustrated. The fuel consumption other than methane is about 0.4 x H for propane, about 0.32 x H for butane, and about 0 for kerosene, where H is the methane consumption in Table 7.
Each consumption amount is 88 × H, and the oxygen consumption amount for these fuel consumption amounts is the same as the numerical value in Table 7.

【0062】[0062]

【表7】 [Table 7]

【0063】また、本発明の溶解炉では、上述の如く耐
火体11に、SiO2 −Al2 3 系の酸性不定形耐火材を用
いて焼成処理によりセラミック化してあるので、長期間
の連続使用が可能で、日常のメンテナンスの労力が大幅
に軽減され、炉体4(耐火体11)の補修のための耐火材
と作業費が低減できる。
Further, in the melting furnace of the present invention, as described above, the refractory body 11 is made into a ceramic by a firing treatment using an acid amorphous refractory material of the SiO 2 —Al 2 O 3 system, so that it can be continuously used for a long period of time. It can be used, the labor of daily maintenance is greatly reduced, and the refractory material and work cost for repairing the furnace body 4 (refractory body 11) can be reduced.

【0064】表8は、8トンの容量の溶解炉における炉
体4(耐火体11)のメンテナンス内容を例示しており、
胴部1は、最初は200 バッチ連続使用可能で、コニカル
部2,3は、50バッチ連続使用可能であって、総張替え
まで600 〜800 バッチ連続使用可能である。なお、小さ
な侵食箇所は、毎回出湯後に、熱間補修又は冷間補修す
る。
Table 8 exemplifies the maintenance contents of the furnace body 4 (refractory body 11) in the melting furnace having a capacity of 8 tons.
The body 1 can initially use 200 batches continuously, the conical parts 2 and 3 can use 50 batches continuously, and 600 to 800 batches can be continuously used until the total replacement. Note that small erosion points are repaired hot or cold after tapping every time.

【0065】[0065]

【表8】 [Table 8]

【0066】このうちの総張替え作業内容,作業時間及
び必要日数を、表9に例示する。
Table 9 exemplifies the contents of the total reassignment work, the work time, and the required number of days.

【0067】[0067]

【表9】 [Table 9]

【0068】また、本発明の溶解炉では、バーナー5は
(純)酸素により流体燃料を燃焼させるので、火炎温度
を約2850℃まで上昇させることができる。これに対し
て、空気燃焼では、火炎温度は最高1870℃までであり、
溶解時間の短縮,高溶解温度の実現及び燃料節約が可能
となる。例えば、鋳鉄の溶解温度は1600℃以上が可能
で、1400℃までの昇温速度は7〜10℃/min となる。
In the melting furnace of the present invention, since the burner 5 burns the fluid fuel with (pure) oxygen, the flame temperature can be raised to about 2850 ° C. On the other hand, in air combustion, the flame temperature is up to 1870 ℃,
It is possible to shorten the melting time, achieve a high melting temperature and save fuel. For example, the melting temperature of cast iron can be 1600 ° C or higher, and the temperature rising rate up to 1400 ° C is 7 to 10 ° C / min.

【0069】しかも、バーナー5の火炎の長さ調整が容
易で、火炎を短く螺旋状に吹込むことで、熱効率を向上
させることができ、かつ、上述の如く耐火体11が熱媒体
となるので高い熱効率を維持できる。
Moreover, the length of the flame of the burner 5 can be easily adjusted, and the thermal efficiency can be improved by blowing the flame in a short spiral shape, and the refractory body 11 serves as a heat medium as described above. High thermal efficiency can be maintained.

【0070】これにより、表10に示すように、本発明で
は、キュポラや誘導電気炉に比べ、高い溶解効率を得る
ことができる。なお、各誘導電気炉の溶解効率は、発電
所の効率を入れた数値である。
As a result, as shown in Table 10, in the present invention, higher melting efficiency can be obtained as compared with the cupola and the induction electric furnace. The melting efficiency of each induction furnace is a numerical value that includes the efficiency of the power plant.

【0071】[0071]

【表10】 [Table 10]

【0072】表11は、キュポラや誘導電気炉とトータル
コストを比較したもので、本発明の溶解炉は、キュポラ
と比べ、炉メンテナンス費と運転人件費の面で優れ、誘
導電気炉と比べ、エネルギー費と設備(償却)費の面で
優れ、いずれのものよりもトータルコストが最も少なく
て済む。
Table 11 compares the total cost with the cupola and induction electric furnace. The melting furnace of the present invention is superior in terms of furnace maintenance cost and operator labor cost to the cupola, and compared with the induction electric furnace. It is excellent in terms of energy cost and equipment (depreciation) cost, and has the lowest total cost than any of them.

【0073】[0073]

【表11】 [Table 11]

【0074】このように、本発明の溶解炉は、経済性、
省力化、公害・作業環境、品質の面で優れた効果を発揮
するのみならず、粗悪鋼屑を原材料として使用可能で、
増え続ける鋼屑のリサイクル炉としても活用できる。
Thus, the melting furnace of the present invention is economical,
Not only does it show excellent effects in terms of labor saving, pollution, work environment, and quality, but it can also use bad steel scrap as a raw material.
It can also be used as a recycling furnace for the ever-increasing amount of steel scrap.

【0075】[0075]

【発明の効果】本発明は上述の如く構成されているの
で、次に記載するような著大な効果を奏する。
Since the present invention is constructed as described above, it has the following great effects.

【0076】(純)酸素により流体燃料を燃焼させるバ
ーナー5であるので火炎温度が高温で、かつ、炉体4を
回転させて耐火体11の熱を被溶解材料に移行させている
ので、キュポラ等と比べて、高い熱効率及び溶解効率を
得ることができ、溶解時間の短縮,高溶解温度及び燃料
節約が実現される。
Since the burner 5 burns the fluid fuel with (pure) oxygen, the flame temperature is high, and the furnace body 4 is rotated to transfer the heat of the refractory body 11 to the material to be melted. Compared with the above, high thermal efficiency and melting efficiency can be obtained, and shortening of melting time, high melting temperature and fuel saving are realized.

【0077】しかも、酸素使用による燃焼で、排気量は
空気燃焼に比べて急減し、コークスを使用しないので、
排ガス中のSO2 ,NOX ,CO2 のダスト濃度は、キュポラ
の1/10以下となり、環境への悪影響が少なく、排ガス
処理設備が不要か又は設ける場合でも、小容量で簡素化
され、コストが掛からない。
Moreover, since the combustion using oxygen causes the exhaust volume to decrease sharply compared to the air combustion, and coke is not used,
The dust concentration of SO 2 , NO X , CO 2 in the exhaust gas is less than 1/10 of that of cupola, and it has little adverse effect on the environment. Even if exhaust gas treatment equipment is unnecessary or installed, it is simplified with a small capacity and cost is reduced. Does not hang.

【0078】また、耐火体11は、SiO2 −Al2 3 系の
酸性不定形耐火材を用いて焼成処理によりセラミック化
してあるので、長期間の連続使用が可能で、日常のメン
テナンスの労力が大幅に軽減され、炉体4の補修のため
の耐火材と補修作業費を低減できる。
Further, since the refractory body 11 is made into a ceramic by a firing treatment using an acid amorphous refractory material of the SiO 2 —Al 2 O 3 type, it can be used continuously for a long period of time, and the labor of daily maintenance is required. Is greatly reduced, and the refractory material for repairing the furnace body 4 and the repair work cost can be reduced.

【0079】さらに、溶解作業工程は、コンピュータ等
の使用により、原材料の装入から出湯まで無人運転が可
能であり、操業要員を大幅に削減できる。
Further, in the melting work step, unmanned operation from charging of raw materials to tapping can be performed by using a computer or the like, and the number of operating personnel can be greatly reduced.

【0080】また、酸素と流体燃料の空燃比をコンピュ
ータ等にて制御することにより、炉体4内の雰囲気を酸
化性・還元性に自由に調整することができ、かつ、溶解
された溶湯が、炉体4の回転により適度に混合されるの
で、鋳鉄の精練溶解が可能となり、均一かつ高品質の鋳
鉄材質を得ることができる。
Further, by controlling the air-fuel ratio of oxygen and fluid fuel with a computer or the like, the atmosphere in the furnace body 4 can be freely adjusted to be oxidizing and reducing and the molten metal melted can be adjusted. Since the furnace body 4 is appropriately mixed by rotation, the cast iron can be refined and melted, and a uniform and high-quality cast iron material can be obtained.

【0081】しかも、本発明の溶解炉では、粗悪鋼屑を
原材料として使用可能で、増え続ける鋼屑のリサイクル
炉としても活用することができる。
Moreover, in the melting furnace of the present invention, bad steel scrap can be used as a raw material, and can also be utilized as a recycling furnace for an increasing number of steel scraps.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例を示す側面図である。FIG. 1 is a side view showing an embodiment of the present invention.

【図2】平面図である。FIG. 2 is a plan view.

【図3】炉体の断面図である。FIG. 3 is a sectional view of a furnace body.

【図4】バーナーの内部構造を示す側面図である。FIG. 4 is a side view showing the internal structure of the burner.

【図5】溶解作業工程のフローチャート図である。FIG. 5 is a flowchart of a melting work process.

【図6】溶解作業工程の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a melting work process.

【図7】溶解作業工程の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of a melting work process.

【図8】溶解作業工程の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of a melting work process.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

4 炉体 5 バーナー 11 耐火体 R 被溶解材料 B 軸心 4 Furnace body 5 Burner 11 Refractory material R Dissolved material B Shaft center

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 耐火体11にて裏張りされると共に水平状
の軸心B廻りに回転駆動される円筒状炉体4と、酸素で
流体燃料を燃焼させて該炉体4内に装入された被溶解材
料Rを溶解させるバーナー5と、を備えたことを特徴と
する溶解炉。
1. A cylindrical furnace body 4 lined with a refractory body 11 and driven to rotate around a horizontal axis B, and a fluid fuel is burned with oxygen to be charged into the furnace body 4. And a burner 5 for melting the melted material R thus melted.
【請求項2】 酸素の純度を、99.99 %以上に設定した
ことを特徴とする請求項1記載の溶解炉。
2. The melting furnace according to claim 1, wherein the purity of oxygen is set to 99.99% or more.
【請求項3】 流体燃料を、メタン、プロパン、ブタ
ン、灯油の内のいずれか一つとしたことを特徴とする請
求項1又は請求項2記載の溶解炉。
3. The melting furnace according to claim 1 or 2, wherein the fluid fuel is any one of methane, propane, butane, and kerosene.
【請求項4】 酸素と流体燃料の空燃比を0.5 〜1.5 に
設定したことを特徴とする請求項1,請求項2又は請求
項3記載の溶解炉。
4. The melting furnace according to claim 1, wherein the air-fuel ratio of oxygen to the fluid fuel is set to 0.5 to 1.5.
【請求項5】 SiO2 を90%〜95%を含むSiO2 −Al2
3 系の酸性不定形耐火材から成ると共に焼成処理によ
り表面をセラミック化させた耐火体11としたことを特徴
とする請求項1,請求項2,請求項3又は請求項4記載
の溶解炉。
5. The SiO 2 -Al 2 containing a SiO 2 90% ~95%
5. The melting furnace according to claim 1, wherein the refractory body 11 is composed of an O 3 -based acidic amorphous refractory material and whose surface is made ceramic by a firing treatment. .
【請求項6】 バーナー5の火炎温度を1800℃〜2800℃
に設定したことを特徴とする請求項1,請求項2,請求
項3又は請求項4記載の溶解炉。
6. The flame temperature of the burner 5 is 1800 ° C. to 2800 ° C.
The melting furnace according to claim 1, claim 2, claim 3 or claim 4, wherein
【請求項7】 炉体4の回転周期を1分〜2分としたこ
とを特徴とする請求項1又は請求項5記載の溶解炉。
7. The melting furnace according to claim 1, wherein the rotation cycle of the furnace body 4 is set to 1 minute to 2 minutes.
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