JPS59200185A - 非鉄金属溶解炉 - Google Patents

非鉄金属溶解炉

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JPS59200185A
JPS59200185A JP7520583A JP7520583A JPS59200185A JP S59200185 A JPS59200185 A JP S59200185A JP 7520583 A JP7520583 A JP 7520583A JP 7520583 A JP7520583 A JP 7520583A JP S59200185 A JPS59200185 A JP S59200185A
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JP
Japan
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temperature
exhaust gas
preheating
melting furnace
preheating tower
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JP7520583A
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JPH0250396B2 (ja
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小釘 致
木田 隆
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TOHO DEV ENG
TOUHOU KAIHATSU ENGINEERING KK
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TOHO DEV ENG
TOUHOU KAIHATSU ENGINEERING KK
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Publication date
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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】 本発明はアルミニウム、亜鉛等非鉄金属p加熱溶解にお
いて用いられる金属溶解炉に関し、特に、排ガス利用の
予熱機構を有する金属溶解炉に関する。
一般に、アルミニウム等の非鉄金属の溶解炉においては
、燃焼排ガスは煙道を通って直接に大気中に放出される
か、適当な集塵設備で浄化した後、大気中に放出される
のが普通である。そして、最近の非鉄金属用溶解炉では
前述のように無駄に排出されていた燃焼排ガスの熱量を
回収する種々の試みがなされている。即ち、この試みの
うちには、燃焼排ガスを熱交換器に導びき、燃焼用−次
空気または二次空気との間に熱交換を行わせて溶解燃費
の節減を図るものや、溶解炉に煙道を兼ねた予熱室を付
設して、予熱室内の原料塗材を燃焼排ガスで予熱するも
のがある。
予熱室付溶解炉の例を挙げると、アルミニウムスクラッ
プやダイカスト返シ材等の溶解に用いられて−る予熱塔
式のもので、この溶解炉においては燃焼排ガスの経路即
ち煙道の立上り部分を広くとって予熱塔とし、ここに原
料を装入して排ガスの余熱を利用して予熱する構造か、
同予熱塔の下部に燃焼加熱バーナを設けて予熱された原
料の溶融を行うものであるが、これらの構造では、排熱
の利用効率が低く、排熱温度が高過ぎるため、予熱目的
を越えて原料が溶解され、溶解歩溜りが低下するなどの
問題が提起されている。
この問題を、第1図に示した従来の予熱塔付溶解炉につ
いて具体的に説明すると、反射炉などの溶解炉主の側部
上方に溶解炉と同じ耐火煉瓦壁で構成した予熱塔糸を設
けである。この予熱塔ヱは上部に排気口3を有し煙道を
兼ねてbるものである。スクラップ等の溶解原料は予熱
塔スの上部の原料装入口4から装入され、その重力に応
じて予熱室5内を降下し、降下中に、下方から上昇する
排熱ガスにより予熱される。
予熱塔下部は傾斜を有するシュート状の溶解部6を構成
し、その付近に1まだは2以上の溶解バーナー7が設け
られる。この溶解バーナー7は予熱塔下部の予熱済みの
高温原料を溶解する。
すなわち予熱塔且が溶解の炉を兼ねて込る。この場合、
溶解炉1は実質的には昇温なりし保温炉の役割りを有し
そのための保温バーナー8を有する。なお、炉1は底部
に溶湯10の出湯口9を有し、保温室11には適宜窓を
付す。
この形式の溶解設備においては高温の燃焼ガスで溶解部
6の原料溶融を行ない、その余熱がそのまま塔内を上昇
して上部予熱室5の原料の      ゛予熱を行なう
のであるが、問題となるのは排熱ガス通路には偏よりが
あり、その通路のみが局部的に過熱されることが多く、
部分的な溶解や溶解が生じ、熱ガスの吹き抜けを生じや
すいことであり、そのため有効伝熱面積の減少、熱回収
率の急速低下、局部的過熱による金属の酸化損失および
蒸発損失が増大する等の問題が生じる。
こうしたことのための改善案として、例えば特開昭56
−108092の溶解炉のように排熱ガス利用の予熱塔
内部を複数の棚段とし、最下棚段部を熱容量の大きい金
属インゴットで装荷せしめ、その上部の棚段に装荷した
一般のスクラップやリターン材への高熱ガスの直接接触
を避けるようにしたものがある。しかしこの炉では常に
金属インゴットの装荷を必要とすること、監視や作業が
わずられしいこと、また常時高温度に曝される棚段の材
質などに問題がある。
本発明は、これらの実状を考慮し、溶解炉からの排熱ガ
スを有効に原料の予熱用に利用することを目的とするも
ので、予熱塔を有する溶解炉において、溶解炉からの高
温排ガスを予熱塔内に導入して装入原料を予熱し、予熱
塔がらの低温排ガスの一部を前記高温排ガスに循環的に
混合して予熱温度を調整することを提案するものである
。しかして前記高温排ガスに制御された量の低温排ガス
を循環的に混合しながら予熱温度を調整するために予熱
塔の排気口から排気煙突にいたる低温排ガス導管を分岐
させ、分岐管をパルプまたはファン等の流量調整手段を
介して予熱塔下部へ連絡させるものであり、前記パルプ
またはファン等の流量調整手段は予熱塔内の温度を検知
する温度検知器と連携し、温度検知器が検知する設定温
度に応じて作動して予熱塔への低温の排ガスの戻り量を
制御するようになさしめ一方、排気煙突にはパルプまた
はファン等の別の流量調整手段を設けて、同流量調整手
段を、溶解炉内の圧力を検知する圧力検知器と連携し、
溶解炉内圧力が一定になるように大気中への低温排ガス
の排出量を制御するようになさしめるものである。
以下、第2図から第4図について本発明の詳細な説明す
る。
第2図は第1図に示した従来例の溶解炉に本発明を適用
した場合の系統図である。溶解炉↓Δ内においては主バ
ーナ−8Aにより溶湯10Aが加熱保持されており予熱
塔島内には原料が装入され、原料は予熱されながら塔内
を降下し溶湯に浸漬されて溶入する。主バーナ−8Aで
溶湯10Aとともに加熱された炉内雰囲気ガスは高温排
ガスとして直接煙道としての予熱塔2人内を下部よシ装
入原料を予熱しながら上昇し、上部の排気口3Aから低
温排ガスとなって低温排ガス導管13、排気ファン14
および煙突15を経て大気中に排気される。この煙突1
5からの排ガスは一般に適西な集塵装置等の除害装置で
処理されてから大気中に排出される。煙突15の中間部
分より分岐管16が分岐され、その先端は予熱塔1人内
の下部に連絡するようになさしめられる。即わち、溶解
炉内の高温排ガスがそのまま予熱塔内に導入され装入原
料を直接溶解せしめる等前記した問題を生じるのを防止
するため。
この方式では低温排ガスを低温排ガス導管13、ファン
14および分岐管16の経路を循環的に返戻して混合さ
せるものである。本発明では特に予熱塔島内、好ましく
はその下部の温度を検知する温度検知器17を設ける。
この温度検出器17は予め定めた設定温度からの偏差温
度信号を出力し、この出力により分岐管16の途中のバ
ルブ18の開度が調整される。また溶解炉1人には内部
圧力を検知できる圧力検知器19を設け、この圧力検知
器19の信号により煙突15に設けたバルブ20の開度
を調整し、炉内圧力を一定に維持する。なおこのバルブ
20は大気圧より僅かに高い圧力(たとえば1〜3+m
IIAq圧)で開くように設定するのが好ましい。即t
ち、予熱塔島内の温度が高くなれば分岐管16のバルブ
18が開くか、または開度が大きくなり、予熱塔の排気
口3Aからの低温排ガスは前記した経路によって予熱塔
1人の下部へ戻され、溶解炉1人からの高温ガスに実質
的に混合されるから、予熱ガスの温度は下傾゛る。主バ
ーナ−,8Aは作業員の操作によっても制御され得るが
、好ましくは溶湯10Aの温度に連携させて自動的に制
御されるようにする。しかして主バーナーからの燃料噴
射量が増大し、炉内発生ガスが増大し、もって炉内圧力
が所定値を越えて高くなれば、圧力検知器19からの信
号により煙突部のバルブ20が開くか、または開度が大
きくなり排ガスが大気中に排出される。やがて圧力が所
定値に達すればバルブ20は閉じるかまたは開度が減少
するので、系統内の圧力は所定範囲内に保持される。
換言すれば、炉内温度制御とは独立して、圧力系統は、
主バーナーからの燃料による発生ガス相当分の排ガス量
が常にバルブ20を通して煙突15から排出されるよう
にされて込ることによってバランスされて込る。なお補
助/<−f−7Aは特別な場合を除き通常操業では使用
を要しない。
本発明は、第3図に示す方式の炉においてさらに好都合
に実施することができる。この予熱塔付き溶解炉にお込
ては、溶解炉1旦の内部の保温室11Bと予熱塔l島内
の予熱室5Bが、溶湯シールシャッター21(第4図に
示されたような固定された溶湯シール壁であってもよい
)によって仕切られ、保温室11Bは主バーナ−8Bに
よって加熱され溶湯10Bが加熱保温される。
保温室11Bと予熱室5Bとは溶湯10B部分で連通し
ている。予熱塔1人内に装入された原料は、溶解炉り旦
の排気口22から保温措置を施された高温排ガス導管2
3を経由して予熱塔11の下部に吹き込まれる高温排ガ
スによって、向流的に加熱されて降下し、高温状態で予
熱室底部の溶湯と接触し容易に溶入するようになる。こ
のような形式の炉において予熱塔■の排気口3Bからの
低温排ガスは低温排ガス導管13を通り排気ファン14
、バルブ20および排気煙突工5を経て大気中へ排出さ
れる経路を有する妙ζ排気ファン14を経た後、分岐管
16およびバルブ18を経て前記高温排ガス導管23を
経由する高温排ガスと混合されて予熱塔l旦の下部に吹
き込まれる経路をも有する。予熱塔内へのガス吹き込み
は予熱塔下部外周を囲むようにガス導入管26を設け、
そこから塔壁に穿った複数個所のガス導入口27に二っ
て吹き込みが行なわれるようにすることが望ましA。ま
た、両ガスの混合はガス導入管26の内部で行なわれて
もよいし、低温排ガス用の導管13または分岐管16を
高温排ガス導管23に連結して行なってもよい。バルブ
18は予熱塔内下部の温度を検知する温度検知器17と
連携し、該検知器が所定の上限温度を検知することによ
って開き、または開度を大きくし、下限温度を検知する
ことにょシ閉じ、または開度な小さくするものである。
またバルブ2oは溶解炉保温室11B内の圧力を検知す
る圧力検知器19と連携し、検知器の所定上限圧力値の
検知によって開き、または開度を大きクシ、所定下限圧
力値の検知によって閉じまたは開度を小さくする。
すなわち、予熱塔内下部の温度の上昇に応じてバルブ1
8が開きまたは開度を大きくして予熱塔排気ロaB、低
温排ガス導管13、ファンエ4、分岐管16およびバル
ブ18を経由する低温排ガスの導入を大となし、温度を
下げるが、やがて所定下限温度に達することによりバル
ブ18は閉鎖方向に作動する。また溶湯温度低下に追随
してバーナー作動による燃焼ガスの増量があれば、溶解
炉11B内の圧力は上昇し、炉内圧力検知器19の信号
によりバルブ2oは開きまたは開度な大として煙突15
からの排出ガス量を大とする。
圧力降下によp所定下限圧カになるとバルブ2゜は閉鎖
方向に作動する。炉内正方の設定は前記実施例の場合と
同様大気圧よシ僅かに高めとする方が、温度が安定しゃ
すboこの形式の炉では保温室11Bと予熱室5Bを仕
切ることにょ如、保温室内の高温排ガスが直接予熱室内
に導入されることがなくなるので、予熱室内の温度はさ
らに安定しやす−。
本発明は、さらに第4図に示した実施例によっても説明
できる。
本実施例におりては、前述した第3図の場合と同様に保
温室310と予熱室5oとが仕切られ      ”て
いる。予熱塔20内の装入原料は、溶解炉19の排気口
22から高温排ガス導管23を通し予熱塔20の下部へ
吹き込まれる高温排ガスによって向流的に加熱され降下
し、塔内底部の溶湯に接触し溶入ネ逼。装入原料を加熱
したあとの予熱塔且9の排気口3Cからの低温排ガスは
低温排ガス導管13を通り、ファン24を経て排気煙突
15から排出される。また、低温排ガスは、前記低温排
ガス導管13に設けられた分岐管16とその分岐管に設
けられたファン25を経由して高温排ガス導管23から
の高温排ガスと合体し、予熱塔内下部に吹き込まれる。
本実施例では、ファン24は予熱塔内特にはその下部の
温度を検知する温度検知器17と連携しており、予熱塔
赳内の所定の上限温度の検知にょシ、ファンの回転制御
等によシ風量が増加し、かつ所定の下限温度の検知によ
り風量を減少するようになさしめている。一方、ファン
24は溶解炉10内の圧力を検知する圧力検知器19に
連携しており、溶解炉内の所定の上限圧力の検知でファ
ンの回転制御等によシ風量を・増加し下限圧力の検知で
風量を減少するようになさしめているものである。
即すち、予熱塔zO内の温度上昇によってファン25(
ハ回転制御等によって循環低温排ガス量を増加させて温
度を下げるように働らき、予熱塔内温度が下限値に達し
て風量を減少する。また溶解炉10内の圧力上昇により
ファン24は回転制御等によって煙突15からの大気中
への排ガスの排出量を大とし、所定圧力下限値の検知に
より風量が減少されることになる。
しかしてこのような系統内圧力制御を補助手段として予
熱塔20内の温度は安定に保持されるようになるもので
ある。
以上のように本発明は、溶解炉本体から発生する高温で
かつ量的にも変動の多い排ガスを、装入原料を予熱した
あとの比較的低温の排ガスでもって応分に希釈し、また
操業の変動に伴なう燃料の消費変動による排ガス温度や
排ガス量の変動にも容易に追随し得るようにしたもので
あって、安定的かつ有効に原料の予熱が行なし得、非鉄
金属の溶解作業の安定化とエネルギーの有効利用および
溶解歩留シの向上に資するところが大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例の予熱塔付き溶解炉の縦断面図で、第2
図から第4図はそれぞれ本発明の実施例の予熱塔付き溶
解炉の排ガス系統図である。 1、IA、旦、上9・・・溶解炉、 ヱ・且Δ、且呈、且Ω・・・予熱塔、 3.3A、3B、30・・・排気口、 5.5A、5B、50・・・予熱室、 7・・・溶解バーナー、   7A・・・補助バーナー
、8・・・保温バーナー、 8A、8B、80・・・主バーナ−, 10、IOA、IOB、100・・・溶湯、11、II
A、IIB、110・・・保温室、13・・・低温排ガ
ス導管、14・・・ファン、15・・・煙突、    
    16・・・分岐管、17・・・温度検知器、 
    18・・・バルブ、19・・・圧力検知器、 
    20・・・バルブ、22・・・排気口、   
 23・・・高温排ガス導管、24・・・ファン、25
・・・ファン、26・・・ガス導入管、27・・・ガス
導入口。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)予熱塔を有する溶解炉において、溶解炉からの高
    温排ガスを予熱塔内に導入して装入原料を予熱し、予熱
    塔からの低温排ガスの一部を前記高温排ガスに循環的に
    混合して予熱温度を調整することを特徴とする非鉄金属
    溶解炉。
  2. (2)予熱塔を有する溶解炉にお込て、溶解炉からの高
    温排ガスを予熱塔内に導入して装入原料を予熱し、予熱
    塔の排気口から排気煙突にいたる低温排ガス導管を分岐
    して同分岐管を予熱塔内温度検知器と連携する流量調整
    手段を介して、予熱塔下部に連絡し、排気煙突側には溶
    解炉内圧力検知器と連携する流量調整手段を設け、前記
    温度検知器の検知信号で前者の流量調整手段を動作させ
    て予熱塔内に循環的に返戻される低温排ガス量を制御し
    て予熱塔内温度を一定に維持し、かつ前記圧力検知器の
    検知信号で後者の流量調整手段を動作させて大気中に排
    出される低温排ガス量を調整して炉内圧を一定に制御す
    ることを特徴とする非鉄金属溶解炉。
JP7520583A 1983-04-28 1983-04-28 非鉄金属溶解炉 Granted JPS59200185A (ja)

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JP7520583A JPS59200185A (ja) 1983-04-28 1983-04-28 非鉄金属溶解炉

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JP7520583A JPS59200185A (ja) 1983-04-28 1983-04-28 非鉄金属溶解炉

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JPS59200185A true JPS59200185A (ja) 1984-11-13
JPH0250396B2 JPH0250396B2 (ja) 1990-11-02

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4681535A (en) * 1986-04-28 1987-07-21 Toho Development Engineering Co., Ltd. Preheating mechanism for source metal for melt
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JPH0250396B2 (ja) 1990-11-02

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