JPH09243274A - 炉頂予熱装置における金属スクラップの予熱方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】金属スクラップの予熱効率を高めることができ
る、炉頂予熱装置における金属スクラップの予熱方法を
提供する。 【解決手段】溶解炉から発生する排ガス中の一酸化炭素
を燃焼させるに足る量の酸素を、溶解炉の炉頂に装備さ
れた予熱装置の各所へ分割して供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は炉頂予熱装置におけ
る金属スクラップの予熱方法に関する。金属スクラップ
を溶解炉、例えばアーク炉で溶解する場合、原料となる
金属スクラップをアーク炉から発生する排ガスで予熱す
ることが行なわれる。金属スクラップの予熱に用いる装
置には各種が知られているが、近年では、予熱効率の点
で、炉頂予熱装置が注目されている。この炉頂予熱装置
は、溶解炉の炉頂にシャフトを立設し、シャフト内に１
段又は２段以上の多段で予熱室を形成して、予熱室に装
填した金属スクラップを該予熱室へ溶解炉から発生する
排ガスを導入することにより予熱するものである。本発
明はかかる炉頂予熱装置における金属スクラップの予熱
方法の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、炉頂予熱装置の予熱室に装填した
金属スクラップを予熱する方法として、溶解炉から発生
する排ガスを予熱室へ導入する前の段階で、該排ガス中
の一酸化炭素を燃焼させるに足る量の酸素を一度に供給
して該排ガス中の一酸化炭素を燃焼させた後、その燃焼
ガスを予熱室へ導入することが行なわれている（特開平
７−１４５４２０）。この従来法には、溶解炉から発生
する排ガスをそのまま予熱室へ導入する場合に比べて、
該排ガス中の一酸化炭素を燃焼させるため、その燃焼熱
をも金属スクラップの予熱に利用できるという利点があ
る。ところが、この従来法には、依然として金属スクラ
ップの予熱効率が不充分という欠点がある。この従来法
では、金属スクラップの予熱に、排ガス中の一酸化炭素
を燃焼させた後の燃焼ガスからの対流伝熱及び金属スク
ラップ相互間の伝導伝熱を利用しているが、排ガス中の
一酸化炭素を燃焼させるときの輻射伝熱を充分に利用し
ていないからである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、従来法では、金属スクラップの予熱効率が
不充分という点である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】しかして本発明は、溶解
炉の炉頂に装備された予熱装置に装填されている金属ス
クラップを、溶解炉から発生する排ガス中の一酸化炭素
を燃焼させた燃焼ガスで予熱する方法において、溶解炉
から発生する排ガス中の一酸化炭素を燃焼させるに足る
量の酸素を、予熱装置の各所へ分割して供給することを
特徴とする炉頂予熱装置における金属スクラップの予熱
方法に係る。

【０００５】本発明において、炉頂予熱装置は、溶解炉
の炉頂にシャフトを立設し、シャフト内にフォークで仕
切った１段又は２段以上の多段で予熱室を形成して、各
予熱室に金属スクラップを装填するように構成したもの
で、これには溶解炉から発生する排ガスを最下段の予熱
室から最上段の予熱室へと順次導入するようになってい
るものや、溶解炉から発生する排ガスを最下段の予熱室
へ導入すると共にバイパスを経由して最上段の予熱室へ
導入するようになっているもの等、各種の形式のものが
ある。

【０００６】本発明では、溶解炉から発生する排ガス中
の一酸化炭素を燃焼させるに足る量の酸素を、予熱装置
の各所へ分割して供給する。全体としては溶解炉から発
生する排ガス中の一酸化炭素を燃焼させるに足る量の酸
素を供給するのであるが、この酸素を排ガスを予熱室へ
導入する前の段階で一度に供給するのではなくて、例え
ばその一部を排ガスを予熱室へ導入する直前若しくは導
入した直後に供給し、また他の一部を予熱室の中部へ供
給して、更に他の一部を予熱室の下部へ供給するのであ
る。このように酸素を分割供給すると、予熱室に装填さ
れている金属スクラップの予熱に、全体としては排ガス
中の一酸化炭素を燃焼させた後の燃焼ガスからの対流伝
熱を利用でき、また金属スクラップ相互間の伝導伝熱を
利用できることに加え、排ガス中の一酸化炭素を燃焼さ
せるときの輻射伝熱をも充分に利用できるため、金属ス
クラップの予熱効率を高めることができる。

【０００７】溶解炉から発生する排ガス中の一酸化炭素
量は、排ガスの風量と一酸化炭素濃度とによって求めら
れる。排ガスの風量は、予熱室の上流側における予熱装
置内へ例えば水冷ピトー管を挿入し、この水冷ピトー管
を風量計に接続して、直接に計測することもできるが、
予熱装置に接続した排ガスダクトにおける風量を同様に
計測し、この風量から予熱装置へ供給した酸素量（酸素
として空気を供給した場合には空気量）に見合う量を差
し引いて求めることもできる。また排ガスの一酸化炭素
濃度は、予熱室の上流側における予熱装置内へサンプリ
ング管を挿入し、このサンプリング管をＣＯ計へ接続し
て、直接に計測することができる。予熱装置へ供給する
酸素としては、酸素ガスそれ自体でもよいが、通常は空
気を供給し、好ましくは溶解炉、予熱装置或は予熱装置
に接続した排ガスダクトと接触させて予熱した空気を供
給する。

【０００８】予熱装置へ空気を分割供給する場合、具体
的には例えば、予熱装置の各所へ空気供給管を接続し、
これらの空気供給管にそれぞれ電磁弁を介装して、これ
らの電磁弁の開閉及び／又は開度を調節する。より具体
的には例えば、排ガスの風量を計測する風量計及び一酸
化炭素濃度を計測するＣＯ計を演算装置に接続し、演算
装置を各電磁弁に接続して、風量計及びＣＯ計からの入
力値によって計算される排ガス中の一酸化炭素を燃焼さ
せるに足る空気量を演算し、全体としてこの空気量が予
熱装置に供給されるよう、演算装置から発せられる信号
により各電磁弁の開度を調節する。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態を例示す
る縦断面図である。溶解炉１１の頂部に炉内と連通する
シャフト２１が立設されており、シャフト２１内には開
閉可能なフォーク２２，２３で上下２段に仕切られた予
熱室２４，２５が形成されていて、予熱室２４，２５に
金属スクラップが装填されている。上段の予熱室２４を
形成するシャフト２１の側面最上部には排ガスダクト３
１が接続されており、排ガスダクト３１の下流側に集塵
装置３２及び排気ブロア３３が接続されている。内部に
上下２段の予熱室２４，２５が形成されたシャフト２１
を備える図示した炉頂予熱装置では、溶解炉１１から発
生する排ガスを下段の予熱室２５→上段の予熱室２４の
順で通して、これらの予熱室２５，２４に装填されてい
る金属スクラップを予熱するようになっている。

【００１０】下段の予熱室２５に装填された金属スクラ
ップを支持するフォーク２３よりも下方におけるシャフ
ト２１内には水冷ピトー管４１及びサンプリング管４２
が挿入されており、水冷ピトー管４１は風量計４３に、
またサンプリング管４２はＣＯ計４４に接続されてい
て、風量計４３及びＣＯ計４４は演算装置５１に接続さ
れている。

【００１１】フォーク２３よりも下方におけるシャフト
２１の側面上部、下段の予熱室２５を形成するシャフト
２１の側面中部及び上部、上段の予熱室２４を形成する
シャフト２１の側面下部及び中部並びに上部には空気供
給管６１〜６６が接続されており、空気供給管６１〜６
６には電磁弁７１〜７６が介装されていて、これらの合
流した上流側に給気ブロア８１が接続されている。そし
て各電磁弁７１〜７６は演算装置５１に接続されてい
る。

【００１２】溶解炉１１から発生する排ガスの風量を水
冷ピトー管４１を介して風量計４３で計測し、また一酸
化炭素濃度をサンプリング管４２を介してＣＯ計４４で
計測して、これらの計測値を演算装置５１に入力する。
演算装置５１では、これらの計測値に基づいて排ガス中
の一酸化炭素が計算され、この一酸化炭素を燃焼させる
に足る空気量が演算されるので、全体としてこの空気量
がシャフト２１内に供給されるよう、演算装置５１から
発せられる信号により各電磁弁７１〜７６の開度を調節
して、必要な空気量をシャフト２１内に分割供給する。
かくして排ガス中の一酸化炭素を燃焼させるに足る量の
空気をシャフト２１内へ分割供給すると、予熱室２５，
２４に装填されている金属スクラップを、全体としては
排ガス中の一酸化炭素を燃焼させた後の燃焼ガスからの
対流伝熱により予熱でき、また金属スクラップ相互間の
伝導伝熱により予熱できることに加えて、排ガス中の一
酸化炭素が燃焼するときの輻射伝熱によっても予熱でき
るので、効率的に予熱できる。

【００１３】図２は本発明の他の実施形態を例示する縦
断面図である。溶解炉１１ａの頂部に炉内と連通するシ
ャフト２１ａが立設されており、シャフト２１ａ内には
開閉可能なフォーク２２ａ，２３ａで上下２段に仕切ら
れた予熱室２４ａ，２５ａが形成されていて、予熱室２
４ａ，２５ａに金属スクラップが装填されている。フォ
ーク２３ａよりも下方におけるシャフト２１ａの側面下
部と上段の予熱室２４ａを形成するシャフト２１ａの側
面上部との間にはバイパス９１が渡されている。下段の
予熱室２５ａを形成するシャフト２１ａの側面最上部に
は排ガスダクト３１ａが接続されており、排ガスダクト
３１ａの下流側に集塵装置３２ａ及び排気ブロア３３ａ
が接続されている。内部に上下２段の予熱室２４ａ，２
５ａが形成されたシャフト２１ａ及びバイパス９１を備
える図示した炉頂予熱装置では、溶解炉１１ａから発生
する排ガスを下段の予熱室２５ａへ通すと共に、バイパ
ス９１を介して上段の予熱室２４ａへも通して、これら
の予熱室２５ａ，２４ａに装填されている金属スクラッ
プを予熱するようになっている。

【００１４】下段の予熱室２５ａに装填された金属スク
ラップを支持するフォーク２３ａよりも下方であってバ
イパス９１の接続部よりも上方におけるシャフト２１ａ
内には水冷ピトー管４１ａ及びサンプリング管４２ａが
挿入されており、水冷ピトー管４１ａは風量計４３ａ
に、またサンプリング管４２ａはＣＯ計４４ａに接続さ
れていて、風量計４３ａ及びＣＯ計４４ａは演算装置５
１ａに接続されている。同様に、バイパス９１内にも水
冷ピトー管４１ｂ及びサンプリング管４２ｂが挿入され
ており、水冷ピトー管４１ｂは風量計４３ｂに、またサ
ンプリング管４２ｂはＣＯ計４４ｂに接続されていて、
風量計４３ｂ及びＣＯ計４４ｂは演算装置５１ｂに接続
されている。

【００１５】フォーク２３ａの直下におけるシャフト２
１ａの側面上部、下段の予熱室２５ａを形成するシャフ
ト２１ａの側面中部及び上部、上段の予熱室２４ａを形
成するシャフト２１ａの側面上部及び中部並びに下部に
は空気供給管６１ａ〜６３ａ，６４ｂ〜６６ｂが接続さ
れており、空気供給管６１ａ〜６３ａ，６４ｂ〜６６ｂ
には電磁弁７１ａ〜７３ａ，７４ｂ〜７６ｂが介装され
ていて、空気供給管６１ａ〜６３ａの合流した上流側に
給気ブロア８１ａが接続され、また空気供給管６４ｂ〜
６６ｂの合流した上流側に給気ブロア８１ｂが接続され
ている。そして電磁弁７１ａ〜７３ａは演算装置５１ａ
に接続され、また電磁弁７４ｂ〜７６ｂは演算装置５１
ｂに接続されている。

【００１６】溶解炉１１ａから発生する排ガスのうちで
下段の予熱室２５ａに導入される排ガスの風量を水冷ピ
トー管４１ａを介して風量計４３ａで計測し、また一酸
化炭素濃度をサンプリング管４２ａを介してＣＯ計４４
ａで計測して、これらの計測値を演算装置５１ａに入力
する。同様に、溶解炉１１ａから発生する排ガスのうち
でバイパス９１を経由して上段の予熱室２４ａに導入さ
れる排ガスの風量を水冷ピトー管４１ｂを介して風量計
４３ｂで計測し、また一酸化炭素濃度をサンプリング管
４２ｂを介してＣＯ計４４ｂで計測して、これらの計測
値を演算装置５１ｂに入力する。演算装置５１ａ，５１
ｂでは、これらの計測値に基づいて各予熱室２５ａ、２
４ａに導入される排ガス中の一酸化炭素が計算され、こ
の一酸化炭素を燃焼させるに足る空気量が演算されるの
で、全体としてこの空気量がシャフト２１ａ内に供給さ
れるよう、演算装置５１ａ，５１ｂから発せられる信号
により各電磁弁７１ａ〜７３ａ，７４ｂ〜７６ｂの開度
を調節して、必要な空気量をシャフト２１ａ内に分割供
給する。

【００１７】

【発明の効果】既に明らかなように、以上説明した本発
明には、金属スクラップの予熱効率を高めることができ
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を例示する縦断面図。

【図２】本発明の他の実施形態を例示する縦断面図。

【符号の説明】

１１，１１ａ・・・溶解炉、２１，２１ａ・・・シャフ
ト、２２，２３，２２ａ，２３ａ・・・フォーク、２
４，２５，２４ａ，２５ａ・・・予熱室、３１，３１ａ
・・・排ガスダクト、４３，４３ａ，４３ｂ・・・風量
計、４４，４４ａ，４４ｂ・・・ＣＯ計、５１，５１
ａ，５１ｂ・・・演算装置、６１〜６６，６１ａ〜６３
ａ，６４ｂ〜６６ｂ・・・空気供給管、７１〜７６，７
１ａ〜７３ａ，７４ｂ〜７６ｂ・・・電磁弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ２７Ｄ 19/00 Ｆ２７Ｄ 19/00 Ｚ // Ｆ２７Ｄ 17/00 １０１ 17/00 １０１Ｇ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶解炉の炉頂に装備された予熱装置に装
   填されている金属スクラップを、溶解炉から発生する排
   ガス中の一酸化炭素を燃焼させた燃焼ガスで予熱する方
   法において、溶解炉から発生する排ガス中の一酸化炭素
   を燃焼させるに足る量の酸素を、予熱装置の各所へ分割
   して供給することを特徴とする炉頂予熱装置における金
   属スクラップの予熱方法。