JPH0669689U - アーク炉のスクラップ装入装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 炉の排ガスを導入し、スクラップを予熱しな
がらアーク炉に供給する振動コンベア方式のスクラップ
装入装置において、スクラップのつまり等の問題がな
く、さらに搬送装置の横幅、機長を大きくすることな
く、予熱効率の高いスクラップの装入装置を提供するこ
とを目的とする。 【構成】 スクラップ搬送装置の側板と底板との間に排
ガス通過用のすきまを設け、該搬送装置側板の背面には
排ガス吸引用の空間、および該空間に接続される排ガス
ダクトを複数箇所設けた構造とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、金属材料の溶解、溶融金属の精錬等に使用されるアーク炉におけ るスクラップ装入装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

金属材料の溶解、溶融金属の精錬等に使用されるアーク炉へのスクラップの装 入は、通常、以下のようにおこなわれる。 すなわち、バケットと呼ばれる容器内にスクラップを事前に装入しておき、天 井クレーンにてアーク炉付近まで運搬する。アーク炉には旋回可能な炉蓋があり 、スクラップ装入時には、炉蓋を旋回して開けた後、バッケトを炉上に移動し、 バッケトの底部を開いてスクラップを炉内に投入する。

【０００３】 アーク炉へのスクラップ投入は、１ヒート当り２ー３回のいわゆるバッチ装入 を行っている。ところが、この方法ではスクラップ装入時に必ず炉蓋を開くため 炉内からの放散熱が大きく、また、粉塵等の発生により作業環境が悪化するとい う問題があった。

【０００４】 そこで、炉蓋を開けることなくスクラップを炉内へ装入する方法としてスクラ ップの連続装入方法が種々提案されている。この場合の炉操業においては、前回 の出鋼作業時に適量の溶鋼を炉内に残した状態で次の溶解作業を開始するため、 操業は溶解初期より従来の精錬期状態の操業となる。精錬期状態の操業では、ア ークの熱効率を高めるため溶鋼上のスラグの厚みを適度に維持することが重要と なるが、一般には炭素と酸素の反応によるＣＯガスの発生によりこれを行う。

【０００５】 このために炉から発生するガス量も従来に比べて増加することになる。従って 、排ガスの熱を効率よく回収する技術が重要となり、この排ガスを煙道を形成し たスクラップの搬送装置内に導入し、スクラップの移動と対向させて流すことに よりスクラップを予熱しながら炉内に投入する技術が知られている。

【０００６】 ところが、このようなスクラップの搬送装置においては、排ガスが、煙道を形 成した搬送装置内のスクラップの上方を通過する構造であり、スクラップの予熱 は表層部のみとなり、下層部のスクラップまで充分に熱が伝わらないため、予熱 温度を上げるためには、搬送装置の横幅を広げて伝熱面積を大きくとる、あるい は、搬送装置の長さを長くして予熱時間を長くとるといった対策が必要となり、 設備が大きくなるという問題があった。

【０００７】 このような問題を解決するために発明者等が先に出願した実願平４−７２２８ ７号では、搬送装置の底板部にスリット状、あるいは格子状の排ガス通過孔を設 け、さらに搬送装置の底板下方に排ガス吸引用ダクトを設けて搬送装置上のスク ラップの層厚方向へも排ガスを通過させ、スクラップの予熱温度を高める構造を 提示している。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、アーク炉で使用されるスクラップ原料としては、一般に薄板の打ち 抜き屑、あるいは針金状の屑といった種種のものも含まれるため、前記のような 底板部に排ガスの通過孔を設ける構造の場合、一部のスクラップが通過孔につま り、アーク炉への円滑なスクラップの供給が阻害される可能性があるという懸念 があった。 そこで本考案では、前記のような種種のスクラップについても、排ガス通過孔 へのスクラップのつまり等の問題がなく、さらに、搬送装置の横幅、機長を大き くすることなく予熱効率の高いスクラップの装入装置を提供することを目的とす る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するために、本考案におけるスクラップの装入装置は、 煙道を形成したスクラップ搬送装置内に炉の排ガスを導入しスクラップを余熱 しながらアーク炉に供給する振動コンベア方式のスクラップ装入装置において、 該スクラップ搬送装置の側板と底板との間に排ガス通過用のすきまを設け、該搬 送装置側板の背面には排ガス吸引用の空間、および該空間に接続される排ガスダ クトを複数箇所設けたことを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】

炉内で発生した高温の排ガスは、煙道を形成したスクラップ搬送装置内に導入 され、搬送装置上のスクラップの上方を通過すると同時に、排ガスの一部、ある いは全量がスクラップの層内を通過し、搬送装置側板と底板との間に設けられた すきまを通り、側板の背面の空間を経由して排ガスダクトに排出される。

【００１１】 上記排ガスの流れにより、スクラップの表層部は排ガスの対流、および輻射伝 熱により予熱され、さらにスクラップ層内はスクラップ間の伝導伝熱に加え、ス クラップ層内を通過する排ガスの対流による伝熱が加わり搬送装置内の下層部ス クラップまで予熱されることになる。一般には、スクラップ間の伝導伝熱量に比 べ、排ガスによる対流伝熱量の方がはるかに大きいため格段に予熱効果が高まる 。

【００１２】

【実施例】

本考案による実施例を例図によって説明する。 図１は本考案の全体平面図、図２は図１のＡ−Ａ線で切った搬送装置の断面図 である。 アーク炉１により発生した高温の排ガスは、アーク炉１とスクラップ搬送装置 ２をガスシールのために接続する伸縮可能な接続管（図示せず）を通り、煙道３ を形成した搬送装置２内に導入され、搬送装置２内のスクラップの表層部４を対 流、および輻射伝熱によって予熱した後、搬送装置へのスクラップ入口部近傍に 設けられた排ガスダクト１６から排出される。また、搬送装置２へのスクラップ 入口部には、エアーカーテン（図示しない）等による排ガスの漏出防止装置が設 けられる。

【００１３】 搬送装置のスクラップ上方を通過する排ガスはその一部、あるいは全量がスク ラップ層内を通り、搬送装置２の側板５と底板６との間に設けられたすきま７を 通過し、側板５と外壁８との空間９、および外壁８に取り付けられた排ガス取り 出し口１０を通って排ガスダクト１１に排出される。搬送装置２の外壁８に固定 される排ガス取り出し口１０と搬送装置外側の固定部に取り付けられる排ガスダ クト１１との接続部は摺動面１５となるが、この部分は、グランドパッキン等の 簡易なガスシール材、あるいはラビリンス構造等により、外気の侵入を少なく押 さえることができ、集塵風量の増加を防ぐことが可能である。

【００１４】 排ガス取り出し口１０、および排ガスダクト１１は、搬送装置２の長手方向に おける排ガスの圧損バランスを考慮し各々異なったダクト径で、搬送装置２の進 行方向に複数箇所設けられる。図１では、複数箇所の排ガスダクト１１の径は変 えずに流量調整弁１２を設けたものである。この場合、流量調整弁１２は半固定 での使用、あるいは遠隔操作のどちらの使用でも可能であり、半固定で使用する 場合は、前記排ガスの圧損バランスにより決めることができるのは勿論のこと、 搬送装置２内を通過する排ガスの温度の高い前半部分は流量調整弁１２の開度を 絞りスクラップ層内を通過する排ガスの量を少なくして主にスクラップの表層部 を輻射で予熱し、排ガス温度の低下する後半部分では流量調整弁１２の開度を大 きくしスクラップ層内の排ガス通過量を増やして主に層内の排ガスによる対流で 予熱する等の調整が可能となる。

【００１５】 また、遠隔操作で行う場合には、ゾーン毎に任意に流量調整が可能となるため 、一連の溶解作業が完了し、次の溶解作業に入るときに搬送装置２上にスクラッ プがなくなる場合など、そのゾーンの流量調整弁１２を絞りスクラップ層厚方向 の吸引ガス量を少なくする等の調整も可能となる。さらに、搬送装置２上に積載 されたスクラップのうち部分的に厚物が多かったり、積載量が大きく変動した場 合にはスクラップの予熱温度が大きく変動することになり、この場合は別に準備 する搬送装置２上のスクラップ位置検出手段との組み合わせにより、前記スクラ ップ部分が通過するゾーンの流量調整弁１２を調整して予熱温度の均一化を図る ことも可能であり、アーク炉１の操業の安定化につながる。

【００１６】 一方、搬送装置２内への排ガス入口部には、排ガスバイパスダクト１３、およ び流量調整弁１４が設けられている。搬送装置２内のスクラップの予熱温度は、 アーク炉１から排出される排ガスの温度、および量により変わるため前記流量調 整弁１４の調整によってスクラップ予熱温度を容易に制御することが可能となる 。また、スクラップの種類に応じて搬送装置２内に導入する排ガス量を調整する ことにより、スクラップ表層部の加熱しすぎによる融着、スクラップの酸化等の 発生を防止することができる。

【００１７】 スクラップの上方を排ガスが通過する従来構造のスクラップの平均予熱温度と 、本考案におけるスクラップの平均予熱温度について、発明者等が行ったシュミ レーション結果の一例を図３に示す。これは、アーク炉１からの排ガス温度を１ ０００［℃］、アーク炉からの排ガス量を１０００［Ｎｍ³ ／ｍｉｎ］、搬送速 度を１．５［ｔ／ｍｉｎ］、搬送装置上のスクラップの予熱時間を１２．５［分 ］、スクラップの入側温度を２０［℃］とし、さらに本考案の場合には、搬送装 置２の全長にわたって排ガス量の全量を均等にスクラップの層厚方向へ通過させ たとした場合のものである。前記条件におけるスクラップの平均予熱温度は、従 来構造の場合約２００［℃］であるのに比べ本考案によると約４００［℃］まで あげることができる。これからもわかるように、本考案によると、スクラップの 層厚方向に排ガスを通過させることにより、スクラップの予熱効率を従来よりは るかに高めることができる。

【００１８】

【考案の効果】

以上に説明したように、本考案によるスクラップの装入装置においては、 薄板の打ち抜き屑、あるいは針金状の屑といった種々のスクラップにおいても、 排ガス通過孔へのスクラップのつまり等の問題がなく、また、炉の排ガスをスク ラップの上方だけでなく、スクラップ層内にも流すことにより、搬送装置下層部 のスクラップまで効果的に熱を伝えることが可能になり熱効率が大幅に向上する 。 これにより、搬送装置の横幅を広くしたり、機長を長くしたりすることなく、 設備の信頼性を向上させ、さらに効率的なスクラップの予熱が可能となる。

【００１９】 さらに、搬送装置への入側排ガス量、およびスクラップ層内のガス吸引量を調 整することにより、スクラップの温度制御が容易となり、スクラップの予熱温度 の均一化による操業の安定化が図れる。また、スクラップ層表層部温度の上がり すぎを抑えることにより、表層部スクラップの融着、スクラップの酸化等も防止 可能となる。 以上のように、本考案は設備の信頼性が高く、設備コストの増加を抑えて大幅 な熱効率の向上が図られ、この結果、操業の安定化、生産性の向上、エネルギー コストの低減等に大きく貢献するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の全体平面図。

【図２】図１のＡ−Ａ線で切った搬送装置の断面図。

【図３】スクラップの平均予熱温度のシュミレーション
結果の一例を示す図。

【符号の説明】

１ 炉 ２ 搬送装置 ３ 煙道 ４ スクラップ表層部 ５ 側板 ６ 底板 ７ すきま ８ 外壁 ９ 空間 １０ 排ガス取り出し口 １１ 排ガスダクト １２ 流量調整弁 １３ 排ガスバイパスダクト １４ 流量調整弁 １５ 摺動面 １６ 排ガスダクト １７ 流量調整弁 １８ カバー

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】煙道を形成したスクラップ搬送装置内に炉
   の排ガスを導入しスクラップを予熱しながらアーク炉に
   供給する振動コンベア方式のスクラップ装入装置におい
   て、 該スクラップ搬送装置の側板と底板との間に排ガス通過
   用のすきまを設け、該搬送装置側板の背面には排ガス吸
   引用の空間、および該空間に接続される排ガスダクトを
   複数箇所設けたことを特徴とするスクラップ装入装置。