JPS5862486A - プラズマ溶融炉 - Google Patents

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、カバーと、炉の軸に対して傾斜するように配
置されたプラズマバーナが側壁を通して案内されたメル
ト・コンテナ（溶湯容器）と、ドラフトｍ整相ダンパを
備えカバーに接続された主煙道ガスダクトと、炉の他の
開口からの煙道ガスのための主煙道ガスダクトとは分離
して付加的に設けられたガス排出手段とを備えたプラズ
マ溶融炉に関するものである。

プラズマ溶融炉においては、陰極を形成するプラズマバ
ーナと陽極としての底部電極もしくはメルトとの間に放
電が行なわれる。直流は、プラズマバーナを介して導入
されるイオン化さねたガスによって形成される導電チャ
ンネル内を流れる所謂プラズマジェットを発生させる。

好ましくは、窒素ガスが点火用ガスとして用いられ、ア
ルゴン等の稀ガス（不活性ガス）もしくは稀ガスの混合
ガスが溶融工程で用いられる。かくして、プラズマ溶融
炉内部には、同時に保護ガス雰囲気が生成されるが、こ
の保護ガス雰囲気は混合物の殆んどないＦｊＭ工程の間
維持されるべきものである。このことは、低窒素成分の
溶鋼の場合に特に必要とされる。

汚染されたスクラップ、例えば油が付着したスクラップ
の溶融では、常に濃い煙ガスが発生し、この煙ガスは、
コーナ部の煙ガス用ソケットを介して放出もしくは排出
される。この排出に際しては、保護ガスも同時に引出さ
れ、その結果生ずる圧力低下によって、外気即ち窒素ガ
ス、酸素ガスおよび水蒸気が、炉ドアや湯口等の炉の開
口部を通して炉の内部に侵入する。このことは、メルト
の汚染をもたらす、即ち、鋳造後において、鋳造物中に
は酸化物や窒化物、さらには溶解物として多く存在し、
鋳造物の品質を低下させる。

米国特許第３，５３３，６１１号明細書には、電気アー
ク炉用のベンチレーションシステムが開示されており、
該システムでは、ガスおよび蒸発気は除去さね、所望の
雰囲気条件が炉内において生成される。

かかる電気アーク炉は煙道ガスのため２つの分離された
ガス排出ダクトを備え、各ダクトにはドラフト調整材ダ
ンパが設けられている。さらに、上記米国特許では、一
方の溶融サイクルと他方の精製およびスラグ排出サイク
ルの間でバルブを介してドラフト調整ダンパを交互に開
いたり閉じたりする選択スイッチが設けられている。こ
の場合、電流は炉のアークによって導ひかれるため、保
護ガス雰囲気を炉の内部において維持する構造とはなっ
ていない。この米国特許にしたがったベンチレーション
システムでは、特に湯口や炉ドア部分から立件る蒸発気
の排出はごく不完全にしか行なわれない。

本発明は、ダストや蒸発気とともに発生される煙道ガス
や反応ガスを、炉建屋や環境を汚染することなく効率的
に排出することができるとともに、例えば、後のチャー
ジングや出銑作業等の全ての必要な作業サイクルの間、
炉の内部において保護ガス雰囲気を安全に保持すること
ができるプラズマ溶融炉、特に初期プラズマ溶融炉を提
供することを目的としている。

この目的は、冒頭に定義した如きプラズマ溶融炉におい
て、分離されたガス排出手段を下向きに開いた溝形部材
として形成し、この溝形部材をコンテナの上部リムの領
域においてコンテナの外周に取付けることによって達成
される。

この溝形部材を用いれば、蒸発気、ダストおよび煙道ガ
スの排出は、炉のカバーの開口から導びかれた煙道ガス
ダクト内のドラフト調整ダンパの位置とは無関係に炉作
業の各サイクルにおいて行なうことができる。

好ましくは、溝形部材は、炉ドアおよび湯口の上方に、
これら比較的大きい炉の開口部からの煙道ガスの放出を
、例え、それが多量であっても、安全に制御するため、
フード状の拡大部を有する。

さらに好ましくは、構形部材は炉のカバーから離れて導
びかれた煙道ガスダクトに、ドラフト調整ダンパの背後
においてガス排出方向に接続される。この方式では、唯
一っの下流ドラフトベンチレータのみが必要で、全ての
煙道ガスは一つのダクトに集められるとともに、外気に
放出される以前に純化され除塵され、或いは保護用ガス
を再生するためにガス分離される。

本発明の有利な実施例によれば、保護用ガスを供給する
ための導管が排出用溝形部材内に設けられ、該導管には
炉ドアおよび湯口の上方において下向きに開口された穴
を設けている。

これらの穴を通して保護用ガスが必要に応じて吹き出さ
れ、炉の２つの大きな開口の前面に一種のガスベールも
しくはカーテンが形成される。このガスベールは、炉内
に僅かな圧力減少があったとしても２次空気が炉の内部
に侵入することを阻Ｉにするとともに、溶副工程中に生
じうる炉ドアの開放の際、例えば・劣化や窒素の吸収に
ょるメルトの汚染を防Ｉトすることができる。上記の同
じ目的の穴を、例えば、プラズマバーナのための通路開
口の上方において導管に開設することができることはい
うまでもない。

メルトの組成に応じて、不活性ガスはガスベールのため
の保護用ガスとして選択的に用いることができ、特にア
ルゴン、窒素ガスもしくは炭酸ガスを用いることができ
る。

以下、図示の実施例に基づいて本発明をより詳細に説明
する。

第１図〜第５図を参照して、プラズマ溶融炉の実質的に
円筒状のメルト・コンテナ１の上には、水冷式のカバー
２が載置されている。このカバー２はカバー支持手段３
に結合されている。カバー２の排出開口からは煙道ガス
ダクト４がダクトベンドを介して導ひかれている。スロ
ットルバルブ５がドラフト調整ダンパとして煙道ガスダ
クト４内に装着さねている。煙道ガスダクト４は排出手
段（下流ドラフトベンチレータ）（図示せず）に接続さ
れている。

カバー２の下方には、メルト・コンテナ１の全周に亘っ
てその外壁面に下向きに開口した溝形部材６が取付けら
れている。

炉ドア７および湯口８の上方において、溝形部材６は、
フード状の拡大部９．１０を有している（第３図、第４
図参照）。溝形部材６は連通ダクト１１を介して煙道ガ
スダクト４に接続されており、上記連通ダクト１１は上
記スロットルバルブ５の直下流において煙道ガスダクト
４に連結されている。溝形部材６内には、炉ドア７およ
び湯口８の上方において下向きに開口した穴１３を備え
た円環状の導管１２が設けられており、該導管１２には
、接続部材１４を介して保護用ガスが供給される（第５
図参照）。

３つのプラズマバーナ１５はメルト・コンテナ１の側壁
内を貫通して炉の中心軸に対して傾斜するように案内さ
れている。これらプラズマバーナ１５は支持手段１６上
に移動可能に装着されている。

メルト・コンテナ１の側方には、カバーリフト手段Ｉ７
およびカバーピボット手段１８が配置されている。炉の
底部１９は、可動ビーム２０によって基礎２１上に支持
された走行路２２上に載置されている。底部電極２３は
底部１９から下向きに導出されているが、電気接続は図
示されていない。

溶融工程の間、プラズマ溶融炉のカバー２から導びかれ
た煙道ガスダクト４はスロットルバルブ５によって閉じ
られる。プラズマバーナ１５から炉の内部に公知の方法
によって導入された保護用ガスはこれによって炉内に保
持される。当初炉内に存在する工Ｔおよび溶融工程中に
生成される煙ガスは上記炉の開口部から逃げて、溝形部
材６、連通ダクト１１および煙道ガスダクト４の経路で
下流ドラフトベンチレータの作用で排出される。

この種のガスの排出は、炉ドア７および湯口８の領域に
設けたフード状の拡大部もしくは突出部９および１０に
よって良好に行なわれる。

強く汚染（汚濁）された原材料を用いる場合には、所謂
１補助炉〃によって酸素ガスを吹込んで溶融されるべ＾
原材料を予じめ溶融することが可能であって、この場合
に多量に生成されるダストや蒸発気はスロットルバルブ
５を開くことにより迅速に排出される。前記の溶融工程
は予じめの溶融処理の俊に、スロットルバルブ５を閉じ
た状態で行なうことができる。

鉄や鋼のスクラップが溶融された場合には、メルトは通
常製錬される。

製錬サイクルの間に生成される反応ガスの大部分はカバ
ー２から煙道ガスダクト４を介して導出される。

溶融工程において多量の煙ガスが発生されない場合には
、下流ドラフトベンチレータは全く駆動されない。この
場合において、排気ガス流が明確には生成されていない
ために、危険なガスが炉内に存在したり、圧力変動か生
じて炉内が一時的に負圧となると、炉ドア７や湯口８か
ら炉内に２次エアが侵入するおそれがある。２次エアの
供給は、常に生じる対応拡散プロセスの結果としても可
能である。

したがって、環状のガス導管１２には、接続部材１４を
介して保護用ガスが供給される。保護用ガスは１管１２
の開口１３から噴出され、前述した如く、炉ドア７およ
び湯口８の領域において保護用ガスのベールを形成する
。

以上のことから明らかなように、本発明は所期の目的を
有効に達成することができる。

【図面の簡単な説明】

弔１図は本発明に係るプラズマ溶融炉の実施例の側面図
、第２図は同じく平面図、第３図および第４図は夫々炉
のドア部および湯口部の拡大断面図、第５図は保護用ガ
スの供給導管の接続部における排出用溝形部材を含む要
部断面図である。 １・・・メルト・コンテナ、２・・・カバー、４・・・
煙道ガスダクト、５・・・スロットルバルブ、６・・・
溝形部材、７・・・炉ドア、８・・・湯口、９．１０・
・・フード状拡大部、１１・・・連通ダクト、１２・・
・保護用ガス導管、１３・・開口、１５・・・プラズマ
バーナ。 特許ｌｉｔ　　ｍ　　人　　ホエヌト−アルピン・アク
チェンゲゼルシャフト 代理　人　弁理士　青　山　　葆ほか２名ＦＩＧ、３ ２ ＦＩＧ、　５ ＦＩＧ、４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　カバー（２）と炉の軸に対して傾斜するよう
   に配置されたプラズマバーナα９が側壁を通して案内さ
   れたメルト・コンテナ（１）と、ドラフト調整ｌダンパ
   （５）を備えカバー（２）に接続された主煙道ガスダク
   ト（４）と、付加的に設けられ炉の他の開口からの煙道
   ガスのための主煙道ガスダクトとは分離されたガス排出
   手段とを備えたプラズマ溶融炉において、上記分離され
   たガス排出手段が下向きに開いた溝形部材（６）として
   形成され、該溝形部材はメルト・コンテナ（１）の上部
   リムの領域において該コンテナの外面の周囲に取付けら
   れたことを特徴とするプラズマ溶融炉。 （２、特許請求の範囲第１項記載のプラズマ溶融炉にお
   いて、 溝形部材（６）は炉ドア（７）および湯口（８）の上方
   のフード状拡大部（９，１０）を含むことを特徴とする
   プラズマ溶融炉。 （３）特許請求の範囲′ｓ１項又は第２項に記載のプラ
   ズマ溶融炉において、 溝形部材（６）は、カバー（２）から離れて導びかれた
   主煙道ガスダクト（４）のドラフト調整〆ダンバ（５）
   の背後に排出方向に連通ダク）　Ｑｌｌを介して接続さ
   れたことを特徴とするプラズマ溶融炉。 （４）　　特許請求の範囲第１項から第３項のいずれか
   に記載のプラズマ溶゛融炉において、 保護用ガスを供給するための導管ｏりが溝形部材（６）
   内に設けられ、該導管は炉ドア（７）および湯口（８）
   上方に下向きに開口した穴０３１を有することを特徴と
   するプラズマ溶融炉。