JPH07208871A - 下端開放型溶融金属処理炉の予熱方法 - Google Patents

下端開放型溶融金属処理炉の予熱方法

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JPH07208871A
JPH07208871A JP1570794A JP1570794A JPH07208871A JP H07208871 A JPH07208871 A JP H07208871A JP 1570794 A JP1570794 A JP 1570794A JP 1570794 A JP1570794 A JP 1570794A JP H07208871 A JPH07208871 A JP H07208871A
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JP
Japan
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oxygen concentration
preheating
exhaust gas
refractory
molten metal
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Withdrawn
Application number
JP1570794A
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English (en)
Inventor
Shigenori Yakura
重範 矢倉
Makoto Moriguchi
誠 森口
Toshiya Komori
俊也 小森
Shinichi Fujisawa
伸一 藤沢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、予熱時間を延長することなく効率
的に必要温度まで短時間内で昇温でき、且つ、保温効果
により耐火物表面温度を高温に保持し、燃料流量を増大
させることなく、耐火物予熱を可能とし、遠隔操作、自
動化によりオペレータ負荷低減も図る。 【構成】 溶融金属処理炉における内張り耐火物を予熱
昇温するに際して、排ガス煙道に酸素濃度計及び可変作
動型ダンパーを有する予熱装置にて、排ガス中酸素濃度
を連続的に測定しながら、酸素濃度値により、予熱バー
ナー燃焼状態を把握し、可変作動型ダンパーを作動させ
侵入空気を調整して排ガス中酸素濃度を所定余剰酸素濃
度に対して、+2%〜−1%にする。さらにスポーリン
グ防止温度まで耐火物を予熱した後、可変作動型ダンパ
ーを絞り込み、予熱バーナーの燃焼量を減少させ燃焼ガ
スにより炉内を正圧にして外気の侵入を抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は溶融金属処理炉の耐火物
予熱方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、耐火物予熱は一般的に溶融金属処
理設備下端開放部(浸漬管)より燃焼バーナーで燃料
(主にコークスガス)を燃焼して行われる。この方法で
は予熱時燃焼バーナーと浸漬管との管に多少の隙間が存
在するため、その隙間より予熱時にドラフト力により外
気が吸い込まれる。この外気の吸い込みにより燃焼ガス
の温度が低下し、効率的な耐火物昇温が出来ない。この
ため、外気吸い込み防止対策として燃焼バーナーと浸漬
管の間にシール材を詰め込む等により外気の侵入を抑制
している。又、外気侵入による燃焼ガス熱量低下を補う
ため、燃料の流量を増大して対処してきた。しかし、浸
漬管、予熱バーナー間へのシール材詰め込み等では、外
気侵入抑制効果は小さく且つ作業性も悪いのが実情であ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】溶融金属処理炉の耐火
物予熱を浸漬管下方より行うに際し、予熱中に炉内への
外気侵入を防止するため浸漬管と燃焼バーナー管の間隙
へシール材の詰め込みを行っている。又、侵入空気によ
る燃焼ガス熱容量低下を補うため燃料流量の増量を行っ
ている。浸漬管−バーナー管へのシール材の詰め込みは
予熱毎にオペレーターが予熱装置迄行き、シール材詰め
込みの作業を行う必要があり、且つ詰め込み作業に時間
を要するため予熱時間が短くなることから、要員上、時
間上不都合であった。又、排ガス熱量確保のための、燃
料流量の増量は、燃料を無駄に消費するばかりでありコ
スト的に不利である。本発明は上記の問題点を解決し、
侵入空気量の調整が遠隔で容易に出来、且つ燃料ガス流
量を増量することなく、短時間内で耐火物の昇温を可能
とする耐火物予熱方法を提供するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴とする技術
的手段は、次の通りである。 (1)溶融金属処理炉の炉内部耐火物を予熱するに際し
て、上部排気ダクトに可変作動型ダンパー及び酸素濃度
計を設け、溶融金属処理炉の下端開放部からバーナーに
よって燃料を燃焼し、前記上部排気ダクトから排気しな
がら、排気ダクト内の酸素濃度を前記バーナーからの所
定余剰酸素濃度に対して、+2%〜−1%になるよう
に、排気ダクトのダンパーの開度を制御することを特徴
とする下端開放型溶融金属処理炉の予熱方法。 (2)上記方法においてスポーリング防止温度まで耐火
物を昇温した後、ダンパー開度を絞り込み、且つ、バー
ナーでの燃焼量を減少させつつ燃焼ガスにより炉内を正
圧に保ち、外気の侵入を抑制することを特徴とする下端
開放型溶融金属処理炉の予熱方法。
【0005】
【作用】下端部が開放された溶融金属処理炉をその下端
開放部で燃料を燃焼して耐火物を予熱するに際して、本
発明者等は、該溶融金属処理炉の上部に連結させた排気
ダクト内に可変動作型ダンパー及び酸素濃度計を設置
し、排ガス中の酸素濃度が燃料の燃焼に必要な余剰酸素
量に対して+2%〜−1%の範囲となる様、予熱中にこ
のダンパー開度の制御を行った際の、排ガス温度、耐火
物表面温度について検討を行った結果、可変動作型ダン
パー無使用時に比べて同時間内で耐火物表面温度、排ガ
ス温度共約200℃高くなることの知見を得た。特に、
短時間予熱(1hr程度)で耐火物スポーリング防止温
度迄昇温させるためには可変動作型ダンパーの制御は不
可欠であることも判明した。又、耐火物温度が所定温度
迄達した後、本発明では燃料流量を低減しても高温で保
持可能であるが、可変動作型ダンパーを適用しない場合
は燃料流量を低減すると、耐火物表面温度が高温に保持
できないことも知見した。
【0006】ここで通常燃焼バーナーで燃料を完全燃焼
させるためには、その必要とする理論酸素量に対して余
剰(過剰)の酸素(空気)を供給し、未燃分の発生がな
いように操業を行っている。例えばコークス製造時に発
生するコークス炉ガス(以下COGと略す)を燃料とし
て用いる場合、COGの組成により若干は変動するが1
Nm3 に対して約4.6Nm3 の空気量が必要となる。
しかし、この理論空気量だけを供給したのでは実操業上
燃料と空気との均一な混合が難しいため、両者間での完
全反応ができず、どうしても未燃焼状の燃料が発生し、
排ガス中に未燃焼ガスと酸素とが共存するような状態と
なっている。そこで未燃焼燃料の発生を防止し無駄な燃
料の消費を少なくするため、理論空気量に対して余剰な
空気を供給し、できるだけ完全燃焼が達成されるような
操業を行っている。上記例で云えばCOG1Nm3 に対
してその理論必要空気量は4.6Nm3 であるが、それ
に対して5.0〜7.0Nm3 と余剰な空気の供給を行
い、不完全燃焼の防止を図っている。
【0007】本発明者等の経験によれば、本発明が対象
とする溶融金属処理炉の予熱に際してCOGを燃料とし
て用いた場合は、この余剰空気量によって生ずる排ガス
中の酸素濃度は4〜5%が耐火物への熱付与において最
適であるとの知見を得た。そこで、この状態を継続保持
するためには単に燃焼バーナーに供給する燃料と空気を
調節するだけでは駄目で、燃焼排ガスを積極的に制御し
なければならないとの結論に到達し、本発明では排気ダ
クト内の酸素濃度を余剰酸素量に対して+2%〜−1%
の範囲に制御して外気の侵入をできるだけ抑制するもの
である。本発明による耐火物予熱方法によれば、短時間
内で耐火物スポーリング防止温度(≧800℃)へ到達
することができ且つ、効果的に耐火物温度を高温で保持
できるため浸漬管補修〜補修間でも充分に昇温可能で、
脱ガス処理中の温度降下の低減も図れると共に操作室か
らの遠隔操作も容易に可能となる。
【0008】
【実施例】図1に本発明の設備構成の一例を示した。ま
た図2に予熱中のダンパー開度と排ガス中酸素濃度、排
ガス温度推移を、図3に予熱中ダンパー開度と耐火物表
面温度推移を示す。予熱設備は、燃料ガス予熱設備であ
り、燃料ガスと空気の混合割合は1:6となっている。
【0009】図1において溶融金属処理炉6の炉内耐火
物の予熱に当って、排ガス煙道中に設置されている酸素
濃度検知端1aにより予熱中排ガス酸素濃度を連続的に
測定する。酸素濃度計1の測定値を制御装置2へ伝送
し、制御装置2を介し排ガス煙道取り付けの可変動作型
ダンパー3を酸素濃度値により可変制御を実行する。排
ガスの酸素濃度は予熱バーナー4の燃焼状態及び浸漬管
5との隙間からの侵入空気量によって変動する。酸素濃
度計1にて排ガスの酸素濃度を測定し、可変動作型ダン
パー3を制御し、侵入空気量を抑制し効率的な予熱を行
う。
【0010】図2は予熱中の排ガス温度の推移を示した
ものであり可変動作型ダンパーにて制御を行った場合
(図中実線)、排ガス中酸素濃度は早期に略一定値(O
2 =4〜5%)化出来るが制御無の場合(図中点線)
は、酸素濃度一定値化のために長い時間を要する。又、
燃料ガスバーナー浸漬管間へのシール材詰め込みを行っ
ても排ガスの酸素濃度は7%以下迄には低下できず、人
手によるシールでは空気侵入の防止は困難であることが
わかる。排ガスの酸素濃度の低下に伴い排ガス温度は上
昇する。ダンパー制御により侵入空気量は低減する。可
変動作型ダンパー制御有無により同時間内(1hrの予
熱時間)で排ガス温度に約200℃の差が生じておりダ
ンパー制御による短時間予熱でも耐火物を高温に昇温で
きる。
【0011】図3に予熱中の耐火物表面温度推移を示し
ているが、排ガス温度同様に排ガス中酸素濃度の低下に
伴い、表面温度は上昇する。可変動作型ダンパー制御有
では、制御無に比較し、短時間で必要温度(≧800
℃)迄昇温され、昇温された後、燃料ガス流量を低減し
ても耐火物温度は高温保持が可能である。可変動作型ダ
ンパー制御の活用により耐火物寿命の延長、処理中温度
降下の低減、燃料ガス流量の低減が可能である。
【0012】
【発明の効果】以上の様に本発明によれば溶融金属処理
設備の耐火物予熱を行う際に、予熱中排ガス中酸素濃度
を連続的に測定し、酸素濃度値により可変動作型ダンパ
ーの開度制御を行うことで、予熱時間を延長することな
く効率的に必要温度迄短時間内で昇温出来、且つ、保温
効果により耐火物表面温度を高温に保持できるため、燃
料流量を増大させることなく、耐火物予熱が可能とな
り、又、遠隔操作、自動化によりオペレーター負荷低減
も図ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法を実施するための設備概要を示す側
面簡略図である。
【図2】排ガス酸素濃度と排ガス温度の各々と予熱時間
との関係を示すグラフである。
【図3】排ガス酸素濃度と耐火物表面温度各々と予熱時
間との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
1 酸素濃度計 1a 酸素濃度検知端 2 制御装置 3 可変作動型ダンパー 4 予熱バーナー 5 浸漬管 6 溶融金属処理炉
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤沢 伸一 大分県大分市大字西ノ洲1番地 新日本製 鐵株式会社大分製鐵内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶融金属処理炉の炉内部耐火物を予熱す
    るに際して、上部排気ダクトに可変作動型ダンパー及び
    酸素濃度計を設け、溶融金属処理炉の下端開放部からバ
    ーナーによって燃料を燃焼し、前記上部排気ダクトから
    排気しながら、排気ダクト内の酸素濃度を前記バーナー
    からの所定余剰酸素濃度に対して、+2%〜−1%にな
    るように、排気ダクトのダンパーの開度を制御すること
    を特徴とする下端開放型溶融金属処理炉の予熱方法。
  2. 【請求項2】 請求項1においてスポーリング防止温度
    まで耐火物を昇温した後、ダンパー開度を絞り込み、且
    つ、バーナーでの燃焼量を減少させつつ燃焼ガスにより
    炉内を正圧に保ち、外気の侵入を抑制することを特徴と
    する下端開放型溶融金属処理炉の予熱方法。
JP1570794A 1994-01-17 1994-01-17 下端開放型溶融金属処理炉の予熱方法 Withdrawn JPH07208871A (ja)

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