JPH10330857A - 金属の溶解方法 - Google Patents
金属の溶解方法Info
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- JPH10330857A JPH10330857A JP14528697A JP14528697A JPH10330857A JP H10330857 A JPH10330857 A JP H10330857A JP 14528697 A JP14528697 A JP 14528697A JP 14528697 A JP14528697 A JP 14528697A JP H10330857 A JPH10330857 A JP H10330857A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 酸素バーナーを使用して金属を溶解するにあ
たり、炉内に空気が流入したり、低純度酸素を使用した
りする場合でも、窒素酸化物の発生を抑えて排ガス中の
窒素酸化物濃度を低くする。 【解決手段】 酸素バーナーに供給する燃料量や酸素量
を調整して溶解炉内の雰囲気を還元雰囲気に維持する。
たり、炉内に空気が流入したり、低純度酸素を使用した
りする場合でも、窒素酸化物の発生を抑えて排ガス中の
窒素酸化物濃度を低くする。 【解決手段】 酸素バーナーに供給する燃料量や酸素量
を調整して溶解炉内の雰囲気を還元雰囲気に維持する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属の溶解方法に
関し、詳しくは、化石燃料を酸素で燃焼させる酸素バー
ナーによって金属を溶解する方法、特に、酸素バーナー
を設けた回転溶解炉で金属を溶解する方法に関する。
関し、詳しくは、化石燃料を酸素で燃焼させる酸素バー
ナーによって金属を溶解する方法、特に、酸素バーナー
を設けた回転溶解炉で金属を溶解する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】酸素バーナーは、空気バーナーと比較し
て高温の燃焼火炎が得られることから、鉄，銅，アルミ
ニウム等のスクラップや地金を再溶解するための熱源と
して多く用いられている。しかし、この酸素バーナー
は、火炎温度が高いために，少量の窒素が存在していて
も窒素酸化物（ＮＯＸ）が発生してしまうので、従来
は、溶解炉内への空気の流入を極力抑制して炉内の窒素
量が増加することを防ぐようにしていた。
て高温の燃焼火炎が得られることから、鉄，銅，アルミ
ニウム等のスクラップや地金を再溶解するための熱源と
して多く用いられている。しかし、この酸素バーナー
は、火炎温度が高いために，少量の窒素が存在していて
も窒素酸化物（ＮＯＸ）が発生してしまうので、従来
は、溶解炉内への空気の流入を極力抑制して炉内の窒素
量が増加することを防ぐようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平７−２
９４１４７号公報等に記載されているような回転溶解炉
では、回転する炉体と、酸素バーナーを固定した回転し
ない炉蓋との間に隙間が発生し易いため、この部分から
の炉内への空気の流入を完全に阻止することは困難であ
る。また、非常に密閉性のよい溶解炉であっても、ＰＳ
Ａのような吸着分離式酸素発生装置で得た酸素濃度９０
％程度の低純度酸素を酸素バーナーに供給して燃焼させ
る場合は、炉内への窒素の混入は避けられない。したが
って、いずれの場合でも窒素酸化物の発生を回避するこ
とはできず、脱硝設備を設置して排ガス中に含まれてい
る窒素酸化物を除去する必要があった。
９４１４７号公報等に記載されているような回転溶解炉
では、回転する炉体と、酸素バーナーを固定した回転し
ない炉蓋との間に隙間が発生し易いため、この部分から
の炉内への空気の流入を完全に阻止することは困難であ
る。また、非常に密閉性のよい溶解炉であっても、ＰＳ
Ａのような吸着分離式酸素発生装置で得た酸素濃度９０
％程度の低純度酸素を酸素バーナーに供給して燃焼させ
る場合は、炉内への窒素の混入は避けられない。したが
って、いずれの場合でも窒素酸化物の発生を回避するこ
とはできず、脱硝設備を設置して排ガス中に含まれてい
る窒素酸化物を除去する必要があった。
【０００４】そこで本発明は、炉内に空気が流入した
り、低純度酸素を使用したりした場合でも、窒素酸化物
の発生を抑えることができ、排ガス中の窒素酸化物濃度
を低くできる金属の溶解方法を提供することを目的とし
ている。
り、低純度酸素を使用したりした場合でも、窒素酸化物
の発生を抑えることができ、排ガス中の窒素酸化物濃度
を低くできる金属の溶解方法を提供することを目的とし
ている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の金属の溶解方法は、溶解炉に設けた酸素バ
ーナーの燃焼火炎によって金属を溶解するにあたり、前
記酸素バーナーに供給する燃料及び酸素の少なくともい
ずれか一方の供給量を調整して前記溶解炉内の雰囲気を
還元雰囲気に維持することを特徴としている。
め、本発明の金属の溶解方法は、溶解炉に設けた酸素バ
ーナーの燃焼火炎によって金属を溶解するにあたり、前
記酸素バーナーに供給する燃料及び酸素の少なくともい
ずれか一方の供給量を調整して前記溶解炉内の雰囲気を
還元雰囲気に維持することを特徴としている。
【０００６】さらに、本発明の金属の溶解方法は、前記
溶解炉から排出される排ガス中の一酸化炭素濃度を測定
し、該一酸化炭素濃度が５〜３５％の範囲内となるよう
に前記燃料及び酸素の少なくともいずれか一方の供給量
を調整することを特徴としている。また、溶解する金属
が鉄原料であること、前記溶解炉内に還元剤を添加する
こと、さらに、前記溶解炉が回転溶解炉であることを特
徴としている。
溶解炉から排出される排ガス中の一酸化炭素濃度を測定
し、該一酸化炭素濃度が５〜３５％の範囲内となるよう
に前記燃料及び酸素の少なくともいずれか一方の供給量
を調整することを特徴としている。また、溶解する金属
が鉄原料であること、前記溶解炉内に還元剤を添加する
こと、さらに、前記溶解炉が回転溶解炉であることを特
徴としている。
【０００７】本発明で金属溶解用の熱源として使用する
前記酸素バーナーは、燃料に対して酸素を十分に供給し
て燃料を完全に燃焼させると、燃料は二酸化炭素と水と
になるが、酸素バーナーに供給する酸素量を、燃料を完
全に燃焼させるために必要な理論必要酸素量未満にして
酸素が不足している状態で燃焼させると、燃料中の炭素
が全て二酸化炭素にならず、一部が一酸化炭素となって
溶解炉内が還元雰囲気となる。このため、溶解炉内は酸
素が欠乏した状態となり、空気が流入して溶解炉内に窒
素が存在しても、窒素酸化物が発生し難い状態となる。
したがって、上述のように、酸素バーナーに供給する燃
料量や酸素量を調整して溶解炉内の雰囲気を還元雰囲気
に維持することにより、窒素酸化物の発生を抑えること
ができる。
前記酸素バーナーは、燃料に対して酸素を十分に供給し
て燃料を完全に燃焼させると、燃料は二酸化炭素と水と
になるが、酸素バーナーに供給する酸素量を、燃料を完
全に燃焼させるために必要な理論必要酸素量未満にして
酸素が不足している状態で燃焼させると、燃料中の炭素
が全て二酸化炭素にならず、一部が一酸化炭素となって
溶解炉内が還元雰囲気となる。このため、溶解炉内は酸
素が欠乏した状態となり、空気が流入して溶解炉内に窒
素が存在しても、窒素酸化物が発生し難い状態となる。
したがって、上述のように、酸素バーナーに供給する燃
料量や酸素量を調整して溶解炉内の雰囲気を還元雰囲気
に維持することにより、窒素酸化物の発生を抑えること
ができる。
【０００８】また、燃料に対して十分な酸素を供給して
酸素バーナーを燃焼させた場合でも、炉内に還元剤を投
入すると、例えば、鉄原料を溶解する際に、成分調整用
のカーボン等を炉内に投入すると、燃焼により発生した
二酸化炭素の一部が還元剤によって還元されて一酸化炭
素となるので、前記同様に、溶解炉内を還元雰囲気にす
ることができる。
酸素バーナーを燃焼させた場合でも、炉内に還元剤を投
入すると、例えば、鉄原料を溶解する際に、成分調整用
のカーボン等を炉内に投入すると、燃焼により発生した
二酸化炭素の一部が還元剤によって還元されて一酸化炭
素となるので、前記同様に、溶解炉内を還元雰囲気にす
ることができる。
【０００９】なお、溶解炉内を還元雰囲気にする方法と
しては、燃料の供給量を一定として酸素の供給量を調整
することが一般的であるが、酸素の供給量を一定として
燃料の供給量を調整してもよく、両者の供給量を同時に
調整するようにしてもよい。
しては、燃料の供給量を一定として酸素の供給量を調整
することが一般的であるが、酸素の供給量を一定として
燃料の供給量を調整してもよく、両者の供給量を同時に
調整するようにしてもよい。
【００１０】溶解炉内の還元雰囲気の確認は、排ガス中
の一酸化炭素の量を測定することにより行うことがで
き、排ガス中の一酸化炭素濃度が所定濃度範囲、例え
ば、５〜３５％、好ましくは８〜２０％の範囲になるよ
うに酸素供給量を調整することにより、炉内を所望の還
元雰囲気に維持することができる。なお、排ガス中の一
酸化炭素が多いときは、未燃分が排ガス中に排出されて
いる状態であるから、熱エネルギーの損失となる。
の一酸化炭素の量を測定することにより行うことがで
き、排ガス中の一酸化炭素濃度が所定濃度範囲、例え
ば、５〜３５％、好ましくは８〜２０％の範囲になるよ
うに酸素供給量を調整することにより、炉内を所望の還
元雰囲気に維持することができる。なお、排ガス中の一
酸化炭素が多いときは、未燃分が排ガス中に排出されて
いる状態であるから、熱エネルギーの損失となる。
【００１１】本発明の対象となる溶解炉は、特に限定さ
れるものではないが、空気が流入し易い回転溶解炉に特
に最適な方法であり、酸素バーナーに低純度酸素を供給
するものにも有効であり、密閉性に優れた溶解炉でも採
用することができる。
れるものではないが、空気が流入し易い回転溶解炉に特
に最適な方法であり、酸素バーナーに低純度酸素を供給
するものにも有効であり、密閉性に優れた溶解炉でも採
用することができる。
【００１２】
【実施例】図１は、実施例で使用した回転溶解炉を示す
一部断面正面図である。この回転溶解炉は、耐火材１を
内張りした円筒体の両端に開口部２，３をそれぞれ設け
た炉体４と、一方の開口部２に設けられた炉蓋５と、該
炉蓋５に設けられた酸素バーナー６と、他方の開口部３
に設けられた排気ダクト（図示せず）とにより形成され
ている。炉体４は、回転駆動手段を有する支持装置によ
り、円筒体中心軸を水平方向として回転可能に支持され
ており、溶解運転中は、回転駆動手段によって所定の回
転数で回転する。前記炉蓋５と排気ダクトとは、図示し
ない支持手段によって支持されており、炉体４の回転と
は切り離されている。また、炉体４の炉蓋５側には、出
湯口４ａが設けられている。
一部断面正面図である。この回転溶解炉は、耐火材１を
内張りした円筒体の両端に開口部２，３をそれぞれ設け
た炉体４と、一方の開口部２に設けられた炉蓋５と、該
炉蓋５に設けられた酸素バーナー６と、他方の開口部３
に設けられた排気ダクト（図示せず）とにより形成され
ている。炉体４は、回転駆動手段を有する支持装置によ
り、円筒体中心軸を水平方向として回転可能に支持され
ており、溶解運転中は、回転駆動手段によって所定の回
転数で回転する。前記炉蓋５と排気ダクトとは、図示し
ない支持手段によって支持されており、炉体４の回転と
は切り離されている。また、炉体４の炉蓋５側には、出
湯口４ａが設けられている。
【００１３】この回転溶解炉は、運転中は、排気ダクト
に設けられている排気ブロワーによって炉内から排気ガ
スが吸引されるため、運転中の炉内は減圧状態となって
いる。したがって、回転する炉体４の開口部２の端面
と、回転しない炉蓋５の内面とが摺動状態で接合するた
め、この部分を完全に密封して炉内への空気の流入を防
止することは困難である。
に設けられている排気ブロワーによって炉内から排気ガ
スが吸引されるため、運転中の炉内は減圧状態となって
いる。したがって、回転する炉体４の開口部２の端面
と、回転しない炉蓋５の内面とが摺動状態で接合するた
め、この部分を完全に密封して炉内への空気の流入を防
止することは困難である。
【００１４】実施例１ 全長４００ｃｍ，内径１２０ｃｍの炉体を持つ上記構造
の回転溶解炉を用い、炉内には、鉄屑と銑鉄とを２：３
の比率で合計２トン投入するとともに、成分調整のため
のコークス２５ｋｇとフェロシリコン２０ｋｇとを投入
した。酸素バーナーへは、重油を毎時１５０リットル
と、酸素ガスを毎時２７０Ｎｍ3 （理論必要酸素量に対
して０．９倍に相当）とでそれぞれ供給して燃焼させ
た。原料が完全に溶解した後、溶湯温度が１５００℃ま
で昇温したときに出湯した。このときの窒素酸化物（Ｎ
ＯＸ）及び一酸化炭素（ＣＯ）の濃度変化を図２に示
す。
の回転溶解炉を用い、炉内には、鉄屑と銑鉄とを２：３
の比率で合計２トン投入するとともに、成分調整のため
のコークス２５ｋｇとフェロシリコン２０ｋｇとを投入
した。酸素バーナーへは、重油を毎時１５０リットル
と、酸素ガスを毎時２７０Ｎｍ3 （理論必要酸素量に対
して０．９倍に相当）とでそれぞれ供給して燃焼させ
た。原料が完全に溶解した後、溶湯温度が１５００℃ま
で昇温したときに出湯した。このときの窒素酸化物（Ｎ
ＯＸ）及び一酸化炭素（ＣＯ）の濃度変化を図２に示
す。
【００１５】比較例１ 酸素ガスを毎時４２０Ｎｍ3 （理論必要酸素量に対して
１．４倍に相当）で供給し、炉内を酸化雰囲気とした以
外は実施例１と同様にして溶解操作を行った。このとき
の窒素酸化物（ＮＯＸ）及び一酸化炭素（ＣＯ）の濃度
変化を図３に示す。図３から明らかなように、運転初期
に多くの窒素酸化物が発生している。
１．４倍に相当）で供給し、炉内を酸化雰囲気とした以
外は実施例１と同様にして溶解操作を行った。このとき
の窒素酸化物（ＮＯＸ）及び一酸化炭素（ＣＯ）の濃度
変化を図３に示す。図３から明らかなように、運転初期
に多くの窒素酸化物が発生している。
【００１６】実施例２ 酸素の供給量を排ガス中の一酸化炭素濃度に応じて変化
させた以外は、実施例１と同様の溶解操作を行った。す
なわち、排ガス中の一酸化炭素濃度を連続して測定し、
一酸化炭素濃度が８〜２０％の範囲に入るように酸素バ
ーナーへの酸素供給量を調整した。その結果、窒素酸化
物の発生量は、経過時間２０分で４３０ｐｐｍ，経過時
間４０分で１０３ｐｐｍ，経過時間６０分で４０ｐｐ
ｍ，経過時間８０分で６０ｐｐｍとなった。
させた以外は、実施例１と同様の溶解操作を行った。す
なわち、排ガス中の一酸化炭素濃度を連続して測定し、
一酸化炭素濃度が８〜２０％の範囲に入るように酸素バ
ーナーへの酸素供給量を調整した。その結果、窒素酸化
物の発生量は、経過時間２０分で４３０ｐｐｍ，経過時
間４０分で１０３ｐｐｍ，経過時間６０分で４０ｐｐ
ｍ，経過時間８０分で６０ｐｐｍとなった。
【００１７】実施例３ 成分調整用及び炉内雰囲気調整用の還元剤としてカーボ
ン５０ｋｇを投入した。また、酸素バーナーへの酸素供
給量は、炉内の温度が低い初期の段階の３０分間は、理
論必要酸素量に対して０．９倍に相当する毎時２７０Ｎ
ｍ3 とし、原料が略溶解してカーボンが還元剤として作
用し始めた後（３０分経過後）は、理論必要酸素量の
１．２倍に相当する毎時３６０Ｎｍ3 とした。これらの
条件以外は、実施例１と同様にして溶解操作を行った。
このときの窒素酸化物（ＮＯＸ）及び一酸化炭素（Ｃ
Ｏ）の濃度変化を図４に示す。
ン５０ｋｇを投入した。また、酸素バーナーへの酸素供
給量は、炉内の温度が低い初期の段階の３０分間は、理
論必要酸素量に対して０．９倍に相当する毎時２７０Ｎ
ｍ3 とし、原料が略溶解してカーボンが還元剤として作
用し始めた後（３０分経過後）は、理論必要酸素量の
１．２倍に相当する毎時３６０Ｎｍ3 とした。これらの
条件以外は、実施例１と同様にして溶解操作を行った。
このときの窒素酸化物（ＮＯＸ）及び一酸化炭素（Ｃ
Ｏ）の濃度変化を図４に示す。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の金属の溶
解方法によれば、炉内に空気が流入し易い回転溶解炉で
酸素バーナーを用いて金属を溶解する場合でも、排ガス
中の窒素酸化物濃度を低くすることができ、窒素酸化物
の除去設備を不要とすることが可能となる。
解方法によれば、炉内に空気が流入し易い回転溶解炉で
酸素バーナーを用いて金属を溶解する場合でも、排ガス
中の窒素酸化物濃度を低くすることができ、窒素酸化物
の除去設備を不要とすることが可能となる。
【図１】 実施例で使用した回転溶解炉を示す一部断面
正面図である。
正面図である。
【図２】 実施例１における窒素酸化物及び一酸化炭素
の濃度変化を示す図である。
の濃度変化を示す図である。
【図３】 比較例１における窒素酸化物及び一酸化炭素
の濃度変化を示す図である。
の濃度変化を示す図である。
【図４】 実施例３における窒素酸化物及び一酸化炭素
の濃度変化を示す図である。
の濃度変化を示す図である。
１…耐火材、２，３…開口部、４…炉体、５…炉蓋、６
…酸素バーナー
…酸素バーナー
Claims (5)
- 【請求項１】 溶解炉に設けた酸素バーナーの燃焼火炎
によって金属を溶解するにあたり、前記酸素バーナーに
供給する燃料及び酸素の少なくともいずれか一方の供給
量を調整して前記溶解炉内の雰囲気を還元雰囲気に維持
することを特徴とする金属の溶解方法。 - 【請求項２】 前記溶解炉から排出される排ガス中の一
酸化炭素濃度を測定し、該一酸化炭素濃度が５〜３５％
の範囲内となるように前記燃料及び酸素の少なくともい
ずれか一方の供給量を調整することを特徴とする請求項
１記載の金属の溶解方法。 - 【請求項３】 溶解する金属が鉄原料であることを特徴
とする請求項１記載の金属の溶解方法。 - 【請求項４】 前記溶解炉内に還元剤を添加することを
特徴とする請求項１記載の金属の溶解方法。 - 【請求項５】 前記溶解炉が回転溶解炉であることを特
徴とする請求項１記載の金属の溶解方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14528697A JPH10330857A (ja) | 1997-06-03 | 1997-06-03 | 金属の溶解方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14528697A JPH10330857A (ja) | 1997-06-03 | 1997-06-03 | 金属の溶解方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10330857A true JPH10330857A (ja) | 1998-12-15 |
Family
ID=15381637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14528697A Pending JPH10330857A (ja) | 1997-06-03 | 1997-06-03 | 金属の溶解方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10330857A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1213364A3 (de) * | 2000-12-06 | 2003-04-16 | MESSER GRIESHEIM GmbH | Verfahren zum Einschmelzen von Metallschrott insbes. aus Aluminium unter Einsatz eines Brennstoff-Sauerstoffbrenners |
| JP2004520490A (ja) * | 2001-04-27 | 2004-07-08 | ジュピター オキシジェン コーポレーション | 炉およびその炉を用いた酸素供給式燃焼システムまたは燃焼方法またはアルミニウム回収方法またはアルミニウム分離方法またはアルミニウム回収炉または廃棄物焼却装置廃棄物焼却方法若しくはその炉の制御方法 |
| EP1721995A1 (de) * | 2005-05-09 | 2006-11-15 | SUG Schmelz- und Giessanlagen GmbH & Co. KG | Metallschmelz-Drehtrommelofen |
| CN112033145A (zh) * | 2020-11-05 | 2020-12-04 | 小跃科技(北京)有限公司 | 一种提升煅烧效率的回转窑 |
-
1997
- 1997-06-03 JP JP14528697A patent/JPH10330857A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1213364A3 (de) * | 2000-12-06 | 2003-04-16 | MESSER GRIESHEIM GmbH | Verfahren zum Einschmelzen von Metallschrott insbes. aus Aluminium unter Einsatz eines Brennstoff-Sauerstoffbrenners |
| JP2004520490A (ja) * | 2001-04-27 | 2004-07-08 | ジュピター オキシジェン コーポレーション | 炉およびその炉を用いた酸素供給式燃焼システムまたは燃焼方法またはアルミニウム回収方法またはアルミニウム分離方法またはアルミニウム回収炉または廃棄物焼却装置廃棄物焼却方法若しくはその炉の制御方法 |
| EP1721995A1 (de) * | 2005-05-09 | 2006-11-15 | SUG Schmelz- und Giessanlagen GmbH & Co. KG | Metallschmelz-Drehtrommelofen |
| CN112033145A (zh) * | 2020-11-05 | 2020-12-04 | 小跃科技(北京)有限公司 | 一种提升煅烧效率的回转窑 |
| CN112033145B (zh) * | 2020-11-05 | 2021-03-02 | 小跃科技(北京)有限公司 | 一种提升煅烧效率的回转窑 |
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