JPS58145886A

JPS58145886A - 蓄熱装置

Info

Publication number: JPS58145886A
Application number: JP2793882A
Authority: JP
Inventors: Ryuzo Okuno; 奥野　隆三; Hiroo Toyoda; 豊田　啓男; Masahiro Sarai; 更井　正宏; Kiyoshi Takai; 高井　清
Original assignee: Godo Steel Ltd; Kawasaki Heavy Industries Ltd; Kawasaki Jukogyo KK; GODO SEITETSU KK
Current assignee: Godo Steel Ltd; Kawasaki Heavy Industries Ltd; GODO SEITETSU KK; Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 1982-02-22
Filing date: 1982-02-22
Publication date: 1983-08-31
Also published as: JPS6327638B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、含塵高温排ガスの保有する熱を蓄熱すると共
に、低温排ガスが導入されたときには蓄熱された熱をそ
れに放出することができるようにした蓄熱装置に関し、
詳しくは、電気炉の排ガス利用によるスクラップ予熱設
備における脱臭装置や均温化器として利用できる直接熱
交換式の蓄熱装置に関する。

従来、第１Ｍω（υに示すよう々熱風炉型式の直接熱交
換器である蓄熱装置においては、蓄熱材として耐火レン
ガや異形レンガ等の耐火物２が使用されている。この耐
火物２は、例えば第２図■に示すようなチェッカレンガ
３を同図（ロ）のように通風路４に積み重ねたり、第１
図（ａ）に示すように塊状または破片のレンガ５を格子
６上に堆積させたり、同図ら）に示すように長方体のレ
ンガ７を格子６上で井桁状に組んで積み上げたりして、
所定の炉に適した状態で使用されている。

しかし、これらの耐火物２では、これを通過する排ガス
にダストが多量に含まれていると、耐火物２にダストが
付着し目詰９等が生じ易く、定期的に掃除するなど保守
に手間が掛る上耐火物とダストの分離が容易でない欠点
がある。

本発明は上述の問題点を解決するためになされたもので
、蓄熱体の地検えが容易で、ダスト等による目詰りが生
じ難く、かつ蓄熱体を廃棄することなくダスト除去後再
利用するか、または再利用不可能な場合には電気炉にお
ける製鋼素材であるスクラップとして利用できる上、蓄
熱体の配置を簡単に変更することにより流過する高温排
ガスの蓄熱装置内での滞留時間を自由に調整でき、その
結果、電気炉排ガス利用によるスクラップ予熱設備にお
ける排ガスのある温度以上での一定滞留時間を確保でき
る脱臭装置や、温度変化の大きい排ガス温度を均一化す
る均温化器として利用できる蓄熱装置を提供することを
目的とする。

その特徴とするところは、蓄熱炉体に開閉体を設け、棒
状の多数本の蓄熱用鋼材をユニット化した蓄熱体を排ガ
ス流路に装入配置した蓄熱装置としたことであり、加え
て、蓄熱炉体に開閉体を設け、棒状の多数本の蓄熱用鋼
材をユニット化した蓄熱体を排ガス流路に装入配置し、
排ガス導入口内に予熱バーナを介在した蓄熱装置とした
ことである。

以下、本発明をその実施例に基づいて詳細に説明する。

第３図は本発明の蓄熱装置１ｏの一実施例の縦断面図で
、この装置１ｏば、排ガスダクト１１に接続される排ガ
ス導入口１２と排出口１３が炉体胴部１４に一体構造と
され、これらの外殻１５の内面には必要ならばレンガ等
の耐火物１６が裏張りされていて、蓄熱炉体として機能
するよう形成されている。

この炉体胴部１４には、例えば耐火物１６ａを裏張した
密閉可能な開閉体１７がその上部に設けられ、炉体胴部
１４の天井部には蓄熱体１８を乗載する支持梁１９が架
設されている。

蓄熱体１８は、例えば第４図（ａ）■に示すように一列
に配置された多数本の棒状鋼材１８ａをその上端におい
て２本のアングル鋼材２０でボルト２１または溶接等に
より垂下したものや、−同図（ｃ）に示すように水平に
組立てたものでよく、要は簡単に棒状鋼材１８ａを一定
間隔でユニット化したものであればよい。

このように、蓄熱体１８をユニット化しておくと、前記
開閉体エフからの出し入れや支持梁１９への乗載を簡単
に行うことができるので、地検えが容易となる利点があ
る。したがって、上述のユニットをさらに第５図のよう
に多列一体構造としてもよい。

なお、蓄熱体１８は鋼製素材の棒材が適切であり、前記
した棒状鋼材１８ａとしては、棒鋼、異形棒鋼、平鋼、
形鋼などの圧延鋼材でも鋼管でもよく、排ガスの保有す
る高熱エネμギを吸収できかつ逆に放熱も容易になしう
る長尺な鋼材であればよい、加えて、排ガス中のダスト
量が多い場合にはダストの付着の少ない表面の平滑な丸
棒を、ダスト量が少ない場合には、熱伝達を効率よくす
るため表面の粗い丸棒または異形棒鋼、型鋼等を選定す
ると都合がよい。

また、蓄熱体１８を棒状鋼材１８ａで構成したのけ、含
塵排ガスとの直接熱交換の際ダストが付着しても前記ユ
ニット毎に地検えが容易であること、水洗等で洗浄が可
能であること、さらに再利用できなくなったときは廃棄
することなくそのま！−電気炉における製鋼素材である
スクラップとして利用することができることに基づく。

これらの蓄熱体１８の棒状鋼材１８ａは、第６図（ａ）
　（ｂｌに示すように炉体胴部１４の排ガス流路２２内
に設置され、各棒状鋼材１８ａの断面配置は第７図ωに
示すように格子状でもよく、同図（ｂ）に示すように千
鳥状に配置してもよい、また、第４図（ａ）、（ｃ）に
示す蓄熱体１８を排ガス流方向に交互に組合せて配置し
てもよい、加えて、それらの配置の間隔は一定でもよい
が第８図に示すように一部空間部２３を残置しておいて
もよい。

なお、前記の排ガス導入口１２内には第３図に示すよう
に必要に応じて予熱バーナ２４が排ガスの流過方向に介
在されていて、蓄熱装置１０が脱臭効果を発揮できない
電気炉操業当初において、悪臭成分を燃焼することがで
きるようにしておくよい。

と（で、本発明の蓄熱装置１０が用いられる電気炉の排
ガスを利用したスクラップの予熱設備の一例を第９図に
示し、上述の作動を詳細に説明する。

このスクラップ予熱設備は、スクラップ予熱後の悪臭排
ガスを高温ガス部に戻すリサイクル方式である０手順を
追って説明すると、先ず、スクラップが装入されたパス
ケラｌ−３８ａの前後の弁を開くと共に、他方のバスケ
ラ）３８ｂの弁を閉じておく、このときバスケラ）３８
ｂは予熱済みのスクラップを排出したり新しいスクラッ
プが装入されたりまた待機する状態にあったりする。電
気炉３１が稼動しているとき、その高温排ガスはダクト
１１に介在された間隙調整リング３２を経て燃焼塔３３
に導入され、そこで未燃物が燃焼されると共に粗い粉塵
が除去され、高温除塵器３４でさらに除塵された後、蓄
熱装置１０に導入される。

このような排ガスの流れにおいて、電気炉３１にスクラ
ップを一定時間間隔で投入する度に大気が電気炉３１に
混入し、第１０図の線Ａで示すように電気炉排ガス温度
が大きく変動する。そこで前記蓄熱装置１０において排
ガスと前記蓄熱体１８の間で熱授受が繰返えされ、同図
のＨＢで示すように排ガス温度がはソ均−化される。し
たがって、蓄熱装置１０が均温化器として機能するので
、電気炉排ガス温度が高すぎる場合にはその排ガスはス
クラップの予熱に適した温度に降下され、次に述べるス
クラップ予熱装置３８でのスクラップの溶着が防止され
る。また、排ガス温度が低すぎる場合には昇温されて所
望のスクラップ予熱後度の排ガスがスクラップ予熱装置
３８に供給される。

この排ガスが分岐ダクト３７を経て上述の予熱ハフ、ケ
ラ）３８ａに導入され、スクラップが所望温度に予熱さ
れる。この予熱排ガスはスクラップとの熱交換により例
えば１００℃程度になるので、スクラップ中の悪臭成分
の気化により悪臭を伴う。

この悪臭排ガスは誘引ファン３９によりダクト４０を経
て電気炉３１の直後の高温排ガスダクト１１または燃焼
塔３３に帰還される。

この悪臭排ガスと電気炉の高温排ガスが混合されて上述
の課程をたどシ蓄熱装置１０に至り、この蓄熱装置１０
内の温度が悪臭成分を燃焼させるに十分な温度例えば６
５０　’Ｃ以上に常時維持されていると、ダクト４０で
帰還されるスクラップ予熱装置３８からの悪臭成分が燃
焼除去される。

したがって、このとき蓄熱装置１０は脱臭装置として機
能する。

その結果、スクラップの予熱による悪臭を放出すること
はないし、変動する電気炉排ガス温度を均温し常時最適
な排ガス温度でもってスクラップを予熱することができ
る。

なお、上述の蓄熱体１８間において第８図に示すような
一定の空間２３を設けておくと、鋼材１８ａを流過した
排ガスはその流路断面積が急に拡大されるので、排ガス
流速が低下する。したがって、この空間２３の長さ２３
ａを適宜変えるこ′とにより流過する排ガスの蓄熱装置
１０中での滞留時間を調整することができ、脱臭効果の
増減を図ることができる。

なお、電気炉の操業開始当初にあっては、蓄熱装置１０
内の蓄熱体１８および炉内全体が悪臭を燃焼除去できる
程高温状態に達していないので、予熱バーナ２４でもっ
てそこを流過する悪臭成分を燃焼させることができるし
、加えて、炉内の温度上昇を早めることもできる。

第１１図は異なる実施例の蓄熱装置４４で、前述の実施
例と異ならない部分には同一の符号を付して説明を省く
０本実施例は蓄熱体１８の上流および下流に排ガス整流
用の蓄熱体４５．４６を配置したものである。

この整流用蓄熱体４５，４６は上流側だけでもよく、例
えば棒状鋼材１８ａを交差するごとく格子状に組立て、
排ガス路を規制する流路４７が形成されていればよい。

この整流用蓄熱体４５．４６を用いると、排ガスが蓄熱
体１８全体に供給されるので熱交換性が向上する上、そ
れ自体蓄熱体としても機能させることができる。

なお、この整流用蓄熱体４５．４６を耐火レンガ等で構
成してもよい。

また、図示しないが蓄熱体１８の下部の炉体胴部１４や
排ガス導入口１２の近傍下部に、堆積した粉塵を排出す
る掃除用ホッパを設けておくと粉塵の排出が容易となる
。

さらに、前記開閉体１７は炉体胴部１４の上方に限らず
側面に設けて、蓄熱体１８の出し入れを横方向にスライ
ドさせるようにして行ってもよい。

また、蓄熱体１８．４５．４６を装架する支持梁１９は
、実施例の形状に限らず各蓄熱体を適宜支承できるもの
であればよい。

本発明は以上詳細に述べたように、含塵高温排ガスに適
用する蓄熱装置であって、蓄熱炉体内にユニット化され
た棒状鋼材からなる蓄熱体を介在させたので、含塵排ガ
スとの直接熱交換が効率よく行われ、またダストで炉体
胴部や蓄熱体間において目詰りが生ずることがないすま
た、蓄熱体にダストが付着しても蓄熱体の地検えも極め
て容易に行われ、その保守作業が軽減される。

加えて、ダストの付着した蓄熱体や整流用蓄熱体は洗浄
によって再利用もできるし、再利用できない場合でも廃
棄することなく電気炉用のスクラップとして直ちに使用
でき省資源の観点から都合がよい、また、本蓄熱装置は
電気炉排ガスを利用したスクラップ予熱設備において、
均温化器や脱臭装置としても機能し、その熱エネルギー
のリサイクル使用に多大の効果を発揮する。加えて、電
気炉の操業開始当初の低温排ガスが蓄熱装置を流過する
際には、予熱バーナでもってその脱臭機能を補充すると
共に装置内の昇温を早めることができ、電気炉の操業当
初より脱臭を行うことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）　（ｂ）は従来の熱風炉式直接熱交換器の
断面図、第２図（ａ）はチェッカレンガの断面図、同図
■はチェッカレンガを積み重ねた状態図、第３図は本発
明の蓄熱装置の一実施例の縦断面図、第４図（ａ）は蓄
熱体の平面図、第４図０は同図（ａ）の立面図、第４図
（ｃ）は異なる蓄熱体の正面図、第５図は大ユニット化
された蓄熱体の立面図、第６図■（ｂ）は第３図のｘ　
−ｍ線断面における蓄熱体の設置図、第７図００および
第８図は棒状鋼材の断面配置図、第９図は本発明の蓄熱
装置が用いられる電気炉排ガスを利用したスクラップ予
熱設備の配置図、第１０図は時間の経過に伴う電気炉の
稼動状況とその排ガスならびに蓄熱装置内の温度変動を
示すグラフ、第１１図は異なる実施例の蓄熱装置の縦断
面図である。１０．４４・・・蓄熱装置、１１・・・排ガスダクト、
１２・・・排ガス導入口、１３・・・排出口、１４・・
・炉体胴部、１７・・・開閉体、１８・・・蓄熱体、１
８ａ・・・棒状鋼材、２２・・・排ガス流路、２４・・
・予熱ノ（−す、４５．４６・・・整流用蓄熱体特許出願人　　川崎重工業株式会社特許出願人　合同製鉄株式会社代理人弁理士　吉村勝俊（ほか１名）第１図（ａ）第１図（ｂ）第２図（ａ）第２図　（ｂ）第４図（ａ）第４図（ｂ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）含塵高温排ガスダクトに接続される排ガス導入口
と排出口を炉体胴部の両端部に有する蓄熱炉体に開閉体
を設けると共に、この開閉体から取換え可能な多数本の
棒状の鋼材からなる蓄熱体を排ガス流路に装入配置した
ことを特徴とする蓄熱装置。
（２）前記蓄熱体の少なくとも上流側に排ガス流を整流
するため、棒状鋼材を格子状に組立てられた蓄熱体を配
置したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の蓄
熱装置。
（３）含塵高温排ガスダクトに接続される排ガス導入口
と排出口を炉体胴部の両端部に有する蓄熱炉体に開閉体
を設けると共に、この開閉体から取換え可能な多数本の
棒状の鋼材からなる蓄熱体を排ガス流路に装入配置し、
前記排ガス導入口内に予熱バーナを介在させたことを特
徴とする蓄熱装置。