JPH09243275A - 炉頂予熱装置への導入ガス量の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】金属スクラップを効率的に均一加熱できる、炉
頂予熱装置への導入ガス量の制御方法を提供する。 【解決手段】溶解炉から発生する排ガスの温度及び風量
に基づいて供給空気量を調節し、炉頂予熱装置への導入
ガス量を制御するようにした。

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への導
入ガス量の制御方法に関する。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
かる炉頂予熱装置へ導入するガス量を制御する方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、溶解炉から発生する排ガスを炉頂
予熱装置へ導入する場合、排ガス中の一酸化炭素を二酸
化炭素へ酸化するに足る量の空気を供給し、これらを炉
頂予熱装置へ導入することが行なわれている（特開平７
−１４５４２０）。ところが、この従来法には、炉頂予
熱装置の予熱室に装填した金属スクラップの一部が溶融
してその溶融物が固着したり、或は金属スクラップの予
熱温度がその装填部位によって大きくバラツクという欠
点がある。溶解炉から発生する排ガスの温度及び風量は
その操業段階によって大きく変動する。排ガスの温度は
高いが、風量が少ない場合、かかる排ガス中の一酸化炭
素を二酸化炭素へ酸化するに足る空気を供給し、これら
を炉頂予熱装置へ導入すると、かかる導入ガスに直面す
る金属スクラップの一部が溶融してその溶融物が固着し
たり、或はかかる導入ガスの上流側に位置する金属スク
ラップと下流側に位置する金属スクラップとの間でその
予熱温度に大きな差が生じるのである。

【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、炉頂予熱装置の予熱室に装填
した金属スクラップの一部が溶融してその溶融物が固着
したり、或は金属スクラップの予熱温度がその装填部位
によって大きくバラツクという点である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】しかして本発明は、溶解
炉の炉頂に装備したスクラップ予熱装置へ導入するガス
量を制御する方法であって、溶解炉から発生する排ガス
の温度及び風量に基づいて供給空気量を調節することに
より予熱装置への導入ガス量を制御することを特徴とす
る炉頂予熱装置への導入ガス量の制御方法に係る。

【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の
温度及び風量に基づいて供給空気量を調節する。溶解炉
から発生する排ガスの温度及び風量は溶解炉の操業段階
によって大きく変動するので、例えば温度は高いが、風
量が少ない場合には、空気供給後のガス温度を見込みつ
つ過剰量の空気を供給し、これらを予熱室へ導入して、
かかる導入ガスが予熱室に装填されている金属スクラッ
プの間を通過するときの流速を高め、よって金属スクラ
ップを効率的に均一加熱するのである。予熱室に装填さ
れている金属スクラップが比較的に細かく、圧力損失の
大きいものである場合、上記のように流速を高めること
が特に有効である。溶解炉から発生する排ガスの温度は
それが予熱室へ入る前の箇所に挿入した温度検出端子及
びこれに連結した温度計で計測でき、また風量は同様の
箇所に挿入した例えば水冷ピトー管及びこれに連結した
風量計で計測できる。そして空気の供給量は、排ガスの
温度及び風量の計測値に基づいて、溶解炉の頂部と炉頂
予熱装置の下部との間の隙間及び／又は空気供給管に取
付けたダンパによって調節できる。

【０００７】排ガスの温度を計測する温度計及び風量を
計測する風量計は演算装置に接続し、これらの入力値と
設定値との間の差に基づいて演算装置から発せられる信
号により、例えばダンパの開度を調節し、したがって供
給空気量を調節するのが好ましい。演算装置には、空気
供給後のガス温度が金属スクラップを予熱するのに不適
当な低温とならないよう、排ガスの温度及び風量との関
係で供給空気量に限界値を設定しておくことができ、ま
た排ガスの温度及び風量との関係で供給空気量を経時的
に設定しておくこともできる。具体的には、予熱の時間
経過に伴って金属スクラップは暖まるので、予熱当初は
過剰の空気を供給して、前述したように導入ガスの流速
を高めつつ金属スクラップが溶融するような過熱を防止
し、金属スクラップ全体の平均温度を上げ、その後は空
気の供給量を徐々に絞って、導入ガスと金属スクラップ
との間の温度差を確保し、熱伝達効率を上げるのであ
る。排ガスの温度及び風量との関係で供給する空気は、
大気そのままでもよいが、溶解炉、炉頂予熱装置、排ガ
スダクト等と接触させて予熱した大気又は予熱後の排ガ
スを利用するのが好ましい。

【０００８】

【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は、炉体１２、炉内へ挿
入された図示しない電極及び炉体１２の側面下部に開設
された出湯口１３等を備えている。溶解炉１１の頂部に
は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の側面上部には
排ガスダクト３１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及び吸引ブロア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。

【０００９】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の側面上部には空気供給管４１が接続されてお
り、空気供給管４１内に開閉可能なダンパ４２が取付け
られている。フォーク２３よりも下方におけるシャフト
２１内には温度計５１に連結された温度検出端子５２及
び風量計５３に連結された水冷ピトー管５４が挿入され
ており、温度計５１及び風量計５３は演算装置６１に接
続されていて、演算装置６１はダンパ４２の図示しない
開閉機構に接続されている。

【００１０】溶解炉１１から発生する排ガスの温度を温
度検出端子５２を介して温度計５１で計測し、また風量
を水冷ピトー管５４を介して風量計５３で計測して、こ
れらの計測値を演算装置６１に入力すると、設定値とこ
れらの入力値との差に基づいて演算装置６１から発せら
れる信号によりダンパ４２の開度が調節される。例え
ば、溶解炉１１の操業段階が溶解後期にあり、したがっ
て溶解炉１１から発生する排ガスの温度は高いが、風量
が少ない場合、ダンパ４２の開度を大きくして、過剰量
の空気をシャフト２１内へ供給すると、予熱室２５，２
４内には溶解炉１１から発生する排ガス、供給した過剰
量の空気及びこの空気によって排ガスの一部が燃焼した
燃焼ガス等で形成される大量のガスが導入され、予熱室
２５，２４内におけるかかる導入ガスの流速が高くなっ
て、予熱室２５，２４内に装填されている金属スクラッ
プを効率的に均一加熱する。

【００１１】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は、炉体１２ａ、炉内へ挿
入された図示しない電極及び炉体１２ａの側面下部に開
設された出湯口１３ａ等を備えている。溶解炉１１ａの
頂部には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２４ａ，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７
１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３２
ａ及び吸引ブロア３３ａが接続されている。内部に上下
２段の予熱室２４ａ，２５ａが形成されたシャフト２１
ａ及びバイパス７１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２
５ａへ通すと共に、バイパス７１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。

【００１２】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よりも下方におけるシ
ャフト２１ａの側面上部には空気供給管４１ａが接続さ
れており、空気供給管４１ａ内に開閉可能なダンパ４２
ａが取付けられている。フォーク２３ａよりも下方であ
ってバイパス７１の接続部よりも上方におけるシャフト
２１ａ内には温度計５１ａに連結された温度検出端子５
２ａ及び風量計５３ａに連結された水冷ピトー管５４ａ
が挿入されており、温度計５１ａ及び風量計５３ａは演
算装置６１ａに接続されていて、演算装置６１ａはダン
パ４２ａの図示しない開閉機構に接続されている。また
バイパス７１には空気供給管４１ｂが接続されており、
空気供給管４１ｂ内に開閉可能なダンパ４２ｂが取付け
られている。バイパス７１内には温度計５１ｂに連結さ
れた温度検出端子５２ｂ及び風量計５３ｂに連結された
水冷ピトー管５４ｂが挿入されており、温度計５１ｂ及
び風量計５３ｂは演算装置６１ｂに接続されていて、演
算装置６１ｂはダンパ４２ｂの図示しない開閉機構に接
続されている。

【００１３】溶解炉１１ａから発生する排ガスであって
下段の予熱室２５へ導入されることとなる排ガスの温度
を温度検出端子５２ａを介して温度計５１ａで計測し、
また風量を水冷ピトー管５４ａを介して風量計５３ａで
計測して、これらの計測値を演算装置６１ａに入力する
と、設定値とこれらの入力値との差に基づいて演算装置
６１ａから発せられる信号によりダンパ４２ａの開度が
調節される。同様に、溶解炉１１ａから発生する排ガス
であってバイパス７１を経由して上段の予熱室２４ａへ
導入されることとなる排ガスの温度を温度検出端子５２
ｂを介して温度計５１ｂで計測し、また風量を水冷ピト
ー管５４ｂを介して風量計５３ｂで計測して、これらの
計測値を演算装置６１ｂに入力すると、設定値とこれら
の入力値との差に基づいて演算装置６１ｂから発せられ
る信号によりダンパ４２ｂの開度が調節される。

【００１４】図３は本発明の更に他の実施形態を例示す
る部分縦断面図である。説明を省略する他の構成は図１
又は図２の場合と同様になっているが、図３では、炉本
体１２ｂの側面上部にシリンダ機構８１，８２が取付け
られており、これらのシリンダロッドに炉本体１２ｂの
側周面上部に対して摺動可能な筒状片８３が取付けられ
ている。一方、図示しない機枠に支持されたシャフト２
１ｂの下部は末広がりの湾曲状に形成されていて、シリ
ンダ機構８１，８２を作動させて筒状片８３が昇降する
ことにより、筒状片８３とシャフト２１ｂの下部との間
の隙間８４が調節させるようになっている。図１又は図
２について前述したように、溶解炉１１ｂから発生する
排ガスの温度を温度検出端子を介して温度計で計測し、
また風量を水冷ピトー管を介して風量計で計測して、こ
れらの計測値を演算装置に入力すると、設定値とこれら
の入力値との差に基づいて演算装置から発せられる信号
によりシリンダ機構８１，８２が作動して、筒状片８３
とシャフト２１ｃの下部との間の隙間８４が調節され
る。

【００１５】

【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、金属スクラップを効率的に均一加熱できるとい
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。

【図３】本発明の更に他の実施形態を例示する部分縦断
面図。

【符号の説明】

１１，１１ａ，１１ｂ・・・溶解炉、２１，２１ａ，２
１ｂ・・・シャフト、２４，２５，２４ａ，２５ａ・・
・予熱室、３１，３１ａ・・・排ガスダクト、４１，４
１ａ，４１ｂ・・・空気供給管、４２，４２ａ，４２ｂ
・・・ダンパ、５１，５１ａ，５１ｂ・・・温度計、５
３，５３ａ，５３ｂ・・・風量計、６１，６１ａ，６１
ｂ・・・演算装置、７１・・・バイパス、８３・・・筒
状片、８４・・・隙間

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶解炉の炉頂に装備したスクラップ予熱
   装置へ導入するガス量を制御する方法であって、溶解炉
   から発生する排ガスの温度及び風量に基づいて供給空気
   量を調節することにより予熱装置への導入ガス量を制御
   することを特徴とする炉頂予熱装置への導入ガス量の制
   御方法。