JPS59138883A - 金属を溶解するための炉 - 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、溶解されるべき金属のだめの少くとも１つの
閉鎖可能な供給開口を有する炉室と、少くとも１つの熱
源と、ガスを排出するだめの手段とを含んでいる溶解金
属のだめの炉に関する。

溶解金属のだめの炉では、エネルギーの損失を制限する
目的のため、燃焼室内に位置づけされた１つのバーナー
又は複数のバーナーを崩している炉において燃焼ガスで
あるところのガスを排出するだめの手段がしばしばこれ
等の燃焼ガスから最大量の熱を回収する手段を備えてい
る。

回収された熱は炉内のバーナー又は複数のバーナーのだ
めの燃焼空気を予熱するだめ、又は水を加熱するプヒめ
のいづれかに使用することかでき、この高温水はｘＭ々
の目的に使用することができる。

燃焼ガスからの熱を回収するこの方法に旬随する欠点は
効率が比較的低く一実際にはエネルギーの１５乃至２５
％節約が実現できるー、且つ特にバーナーのだめの燃焼
空気の予熱は予熱した燃焼空気の使用に特に適し、てい
る高価なバーナーを必要とする。

エナメル金属又は油残渣で汚染された金属又は例えば合
成プラスチックの如き他の汚染物質を含む金属の加工処
理は塩を使用する又は使用しない現存の炉、例えばロー
タリキルン、で可能である、しかし乍ら、金属を含む有
機成分間の相互の化学反応はスラグの形成によって多く
は金属の損失を増加する結果となる。更に、特に僅かな
材料の厚さのスクラップを溶解するとき、炉室内の空気
の作用による金属表面の酸化の結果として、溶解される
べき金属の比較的大きな表面により実質的な効率の損失
に遭遇する。

本発明の目的は、上述の欠点のない、いかなる有機成分
も熱分解でき、金属を予熱でき、且つ金属を溶解するこ
とができ、一方これ等のステップの各々が別々に行なう
ことができるばかりでなく、炉内において２又は３のこ
れ等のステップと共に行なうこともでき、後者の場合で
は、炉内に一旦装入されたバッチは次の工程段階のため
の他の場所に移される必要がない炉を提供することであ
る。

この目的のため、本発明は、ガスを排出するだめの手段
がこれ等のガスの少くとも１部分を炉室へ再循環するた
めの導管に連結されている上述の型式の炉を提供してい
る。

本発明は、溶解金属を最少量のエネルギーを用いて、最
適の溶解した金属の収率を得るため、出来る限り酸素の
少ない高温ガスにより溶解されるべき金属を加熱し、且
つ金属と火焔との直接接触が実際に常に酸化を増加する
ので、バーナーの火焔と金属の最少の直接接触を許容す
ることが望ましいという洞察に基づいている。

本発明による第１の実施態様によれば、炉室を通り再循
環されるガスはバーナーの燃焼ガスであり、一方、第２
の実施態様によれば、再循環ガスは加熱要素、例えば熱
交換器によシ炉室の外部で加熱される不活性ガスである
。不活性ガス使用の利点は溶解されるべき金属の酸化が
更に抑制できることである。

本発明による炉においては、炉室に位置づけされるとき
は、バーナー又は複数のバーナーの火焔を出来る限り短
く保つか、又はバーナーをシステム内のどこか他の場所
に位置づけするのが望ましい。溶解されるべき金属の加
熱は炉室又はシステム内の他の場所の１つ又はそれ以上
のバーナーにより行なう必要はない；１又はこれ以上の
バーナーによって加熱される熱交換器によシ間接加熱を
行なうことも可能であり、一方最終的に、電気的加熱も
使用できる。熱伝達媒体と溶解されるべき金属との間の
温度差を出来る限シ少くすることは最少量の金属酸化物
、従って最大の収率を得るのに好ましいことが判った。

本発明によれば、燃焼ガス又は不活性ガスのいづれかの
高温ガスの少くとも１部分を炉室へ再循環することによ
って、溶解すべき金属に沿って高温燃焼ガスの最適循環
が実現され、一方熱伝達媒体と溶解されるべき金属との
間の温度差を少くすることができ、且つエネルギーの消
費量が最少となる。本発明による炉はエネルギーの実質
的な節約を得ることが可能であ、す、これにより、アル
ミニウム工業に使用されている公知の炉においては５％
以上である金属酸化物の形成を著しく減少する。

本発明による炉においては、また炉室内の温度を公知の
炉よりもよく制御することができる。その結果として、
本発明による炉は、前処理を必要とすることなく、エナ
メル金属又は油で汚染された金属の溶解にも使用するこ
とができる、この効果のため、汚染された金属は先づ比
較的低い温度で汚染物質を除去し、熱分解後炉内の温度
は、更に金属の加熱及び溶解のための望ましい温度に達
するまで増加される。

本発明の好まし７い実施態様によれば、２つ又はこれ以
上の実質的に同一の炉の結合体が提供されており、第１
の炉の高温ガスはその炉の炉室へ１部分が再循環され、
他の部分が予熱のため、且つ必要があれば、溶解される
べき金属を熱分解するために使用される第２の炉の炉室
へ導かれる。

２つの同一の炉の結合は、異なる加工処理ステップ時間
に関連して、相互に異なる炉における加工処理ステップ
を調和する際に時折問題を生ずることがある；このよう
な場合には２以上の炉を結合するのが望ましい。いくつ
かの別箇の炉を使用する代シに、溶解されるべき金属が
第１の区画で熱分解され、第２の区画で予熱され、溶解
した金属が高温状態で第３の区画に維持されるようにな
っている炉室内に複数の区画な含む炉を使用することが
でき、その配置は燃焼装置からの高温ガスにより、又は
液状の金属によって常に加熱が行なわれるよう罠なって
いる。

本発明の１実施態様を添付図面を参照して、実施例によ
り説明する。

第１図は炉室１を示しており、この中に金属スクラップ
又は新しい金属片のいづれかであればよい溶解されるべ
き金属をドアー２を通り装することができる。参照番号
３がホールディング・々−す−（ｈｏｌｄｉｎｇ　ｂｕ
ｒｎｅｒ　）を、番号４が２つの溶解バーナーを示して
いる複数の・々−ナーが炉室内で終っている。金属の溶
解中に生成された燃焼ガスは制御可能な弁６に沿って導
管を５を通シ煙突７へ逃げることができる。燃焼ガスを
後期燃焼するためアフターバーナー９を弁６と煙突７と
の間に設けることができるので、煙突７を通り逃げるガ
スは環境を汚染しない。

また、バーナー３，４に隣接する導管５は炉室１と連通
しておシ、一方送風機８は高温の燃焼ガスを炉室１へ再
循環するだめの導管５内に内蔵されている。また導管５
内に又は導管５に隣接して、炉室内の圧力を測定し、そ
れを弁６の位置を動かすことによって所定の値に保つ圧
力計１０が設けられている。弁６の閉止位置ではすべて
の燃焼ガスは溶解されるべき金属を加熱するため送風機
８によって炉室内に再循環されることは明らかであろう
。しかし乍ら、炉室内の圧力が所定の値を超えると、炉
室内の圧力を所望の値に維持するためｒ−ジ１０からの
制御信号によって弁６がよυ大きな程度又はより少い程
度に開かれる。好ましくは、送風機８は、溶解されるべ
き材料に最適の熱伝達を保証するように高速で燃焼ガス
を循環する。

金属を加熱するために、燃焼ガスの代シに不活性ガスが
使用されるときは、炉室上のバーナー３及び４を省くこ
とができ、その代シに加熱要素が導管５に結合される。

第１図は実施例として点線で熱交換器１１を示しており
、これは導管５内の不活性ガスを加熱するために導管１
２を通り高温媒体を受は入れる。不活性ガスが使用され
るときは、勿論燃焼ガスは生成されない；しかし乍ら、
汚染された金属が溶解されるとき、種々の煙が生成され
、これは煙突７によシ排出することができる。

炉室と煙突７との間の導管５の部分内にまた燃焼ガスか
ら余熱を回収する所謂エコノマイザ−を設けることがで
き、この熱は例えば水を加熱するのに使用することがで
き、その結果炉のエネルギー効率が更に増加される。

金属を溶解する際、金属が例えば熱分解によシ汚染物を
除去することができれば、先づ溶解されるへき金属を第
１の温度に予熱シフ、次に、その金属を第２の高温度で
溶解するのが好ましい。第２図に示された実施態様はこ
の目的のため特に適している配置である。前の炉に比べ
て、この配置は予熱された金属が予熱炉から溶解炉本体
へ移される必要がないという利点を有しでいる。

第２図に示された実施態様においでは、相互に、第１図
に示された炉と同一である２つの炉がこのため設けられ
ている。第２図の左側の炉の種々の部分は第１図の炉の
参照番号と同じ参照番号によって示されており、一方第
２図の右側の炉の部分は第１図の炉の参照番号と同一の
参照番号を有しているが特色を備えている。同様に稙々
の部分の機能は第１図に示された炉のこれ等の部分の機
能と同一である。第２図による実施態様における燃焼ガ
スのための導管５及び５′は導管１１によって相互に連
結されており、その中に制御可能な弁１２が取付けられ
ている。弁１２は圧力計１０又は圧力計１０′のいづれ
かによって制御される。

第２図に示された炉の作動は下記の如くである。

第２図において、ある所定の時点で、左側の炉が溶解炉
であり、右側の炉が予熱炉であると仮定する。溶解炉か
らの燃焼ガスは送風機８によって導管５を通シ炉室１へ
循環され、一方圧力計１０が炉内の圧力を所定の値に維
持する。また、弁１２が圧力計ｌＯによって制御される
ので、炉室１からの過剰の燃焼ガスを、弁６を閉じたま
まにして、送風機８′によって導管５′を通り予熱炉の
炉室１′へ導くことができる。

予熱炉においては、バーナー３′のみが燃焼しておシこ
れは送風機８′によって供給される炉室１からの燃焼ガ
スと一緒に炉室内の金属を所望の所定の温度にもたらす
。ゲージ１０’が、炉室１′内の圧力が所定の値を超え
たことを検出すると、適切な信号によって前記のｒ−ソ
が弁６′を開くので、燃焼ガスの１部分が煙突７′を通
って逃げることができる。あるいはまた、これ等の燃焼
ガスは余熱を回収するためエコノマイザ−を通り導くこ
とがてきる。

炉室ｌ内の金属が溶解したとき、この金属は図示しない
流出路によって炉から取出すことができ、溶解すべき新
しい金属の量を炉室１内に装入することができる。炉室
１においては、もっばら予熱バーナー３が点火され、一
方炉室１′においてはバーナー３′の他にまた溶解バー
ナー４′が点火される。圧力計１０′が弁１２の制御を
引き受け、升６′は閉じたままとなる。ｒ−ゾ１０が弁
６を制御する。第２図の左側の炉が予熱炉として作用し
、一方布側の炉が溶解炉として作用すると、導管５′内
の燃焼ガスの１部分は送風機８によって導管１１によシ
炉室１へ導かれ、燃焼ガスのための導管５がバーナー３
と共に炉室１内の金属の予熱のため設けられている。第
２図に示された構成によシ、予熱した金属を他の炉へも
はや移す必要がなく、一方更に燃焼ガス内の余熱は最適
に利用される。特に汚染した金属が溶解されるとき、炉
は外気から気密に閉鎖され、与えられた過大外圧力が圧
力計１０によって炉内に維持されるのが望ましい。この
ような配置は、さもなくば爆発を生ずるかも知れない熱
分解の際に生じた不完全燃焼ガス中に酸素が入らず、且
つ燃焼ガスが自由に逃げることができないことを保証す
る。第２図に示された実施態様では、両方の炉は第１図
の炉と同一であるから、所望によシ、弁１２が閉ざされ
ていれば、いづれかの炉を別々に使用することが可能で
ある。このことは例えば、修理の場合、又は溶解すべき
金属の予熱が必要でないとき重要である。

第２図に示された対の炉の構造では、勿論燃焼ガスの代
＃）Ｋ溶解すべき金属を加熱するため不活性ガスを使用
することも可能であシ；その場合には導管５そして／又
は５′に対して加熱要素、例えば第１図に示された如き
熱交換器を結合する必要がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は溶解金属のための炉を概略的に示している、 第２図は２つの炉の燃焼ガスを再循環するための手段が
互に結合されている本発明による好ましい実施態様を概
略的に示している。 １・・・・・・炉　室 ２・・・・・・ドアー ３．４・・・・・・バーナー ５・・・・・・導　管 ６・・・・・・弁 ７・・・・・・煙　突 ８・・・・・・送風機 ％許出１ｉ人　　　ヘンｒルモレン・エンジニアリング
・ペー・プイ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、溶解されるべき金属のだめの少くとも１つの閉鎖可
   能な供給開口を有する炉室と、少くとも１つの熱源と、
   該炉室からのガスを排出するための手段とを含む金属を
   溶解するための炉において、該ガスを排出するための手
   段がこれ等のガスの少くとも１部分を該炉室へ再循環す
   るための導管に連結されていることを特徴とする炉。 ２、該ガスが燃焼ガスを含む特許請求の範囲第１項記載
   の炉。 １　該ガスが不活性ガスを含む特許請求の範囲第１項記
   載の炉。 未　送風機が該ガスの少くとも１部分を再循環するため
   の導管内に設けられておる点、該ガスを排出するための
   手段が導管によって１側部において煙突と連絡しており
   、ｌ１１整可能な弁が該導管内に内蔵されておる点、及
   び圧力計によって制御される該制御可能な弁を備えた、
   該炉室内の圧力を測定するだめの装置が該炉室内に設け
   られている点に特徴を有する特許請求の範囲第２項又は
   第３項記載の装置。 ５、該少くとも１つの熱源が該炉室の外部に設けられて
   いて、該熱源が該ガスを加熱するため少くとも１部分の
   ガスを再循環するだめの該導管に連結されている加熱要
   素であることを特徴とする特許請求の範囲第３項又は第
   ４項記載の炉。 ６、該ガスを煙突へ排出するだめの該導管内に該燃焼ガ
   スから熱を回収するための手段が設けられている特許請
   求の範囲第４項又は第５項記載の炉。 ７、該第１の炉と本質的に同一である第２０炉が設けら
   れており、該第１の炉からの該ガスの少くとも１部分を
   再循環するための該導管が、２つの該導管の間の連結部
   分に内蔵されている制御可能な弁を有していて、該第２
   の炉からの該ガスの少くとも１部分を再循犯するだめの
   該導管に連結されている特許請求の範囲第４項又は第５
   項記載の炉。 ８　第１の状態において、該第１の炉の煙突への該導管
   内の制御可能な弁が閉じられ、該連結導管内の該制御可
   能な弁が該第１の炉室内の該圧力計により制御され、一
   方該第２の炉の煙突への該導管内の制御可能な弁が該第
   ２の炉室内の該圧力計によって制御され、第２の状態に
   おいて、該第２の炉の煙突への該導管内の該制御可能な
   弁が閉じられ、該連結導管内の該制御可能な弁が該第２
   の炉内の該圧力計によ多制御され、一方該第１の炉の煙
   突への該導管内の該制御可能な弁が該第１の炉室内の該
   圧力計によって制御される特許請求の範囲第７項記載の
   炉。 ９、該圧力計が該炉室内に大気圧以上の圧力を維持する
   だめ調整される特許請求の範囲第４項又は第７項記載の
   炉。