JPS61128090A - 溶解炉の排ガス回収方法及びその装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明はスクラップ原料を溶解して！１１練する溶解炉
に関し、特に溶解炉から排出されるガスでスクラップ原
料を予熱する溶解炉の排ガス回収方法及びその装置に関
するものである。

［°従来の技術］ 従来、スクラップ原料を溶解精錬するにはアークを主熱
源とした電気アーク炉などの溶解炉が使用されているが
、精錬コスト中に占める電気代の割合が高い。そのため
溶解炉へ投入するスクラップ原料を予熱することがなさ
れている。

従来から行なわれているスクラブ原料の予熱は溶解炉か
ら出た排ガスの熱を利用して行なっている。この排ガス
は、大部分が炉内に侵入した空気であり、残りは炉内で
のアーク電極の燃焼や助燃バーナによる若干のガスであ
り、その温度は５００〜８００℃程度でほとんど潜熱は
ない。

［発明が解決しようとする問題点］ このため、スクラップ原料の予熱温度は３００〜４００
℃程度であり、大きな省電効果は期待できない。また５
００〜８００℃程度の排ガスで油等の付着したスクラッ
プ原料を予熱すると、予熱中に臭いや有害物質が発生し
、それを熱分解する温度に至っていないため、予熱後の
ガス中の有害物質を除去するなど別途公害防止策が必要
となる問題がある。

［発明の目的］ 本発明は上記事情を考慮してなされたもので省電或いは
脱電が可能で、しかもスクラップ原料を１ｓ潟で予熱で
きる溶解炉の排ガス回収方法及びその装置を提供するこ
とを目的とする。

［発明の概要］ 本発明は上記の目的を達成するために、溶解炉内の溶融
物中に炭材及び酸素を供給し、その溶解炉内で生成した
可燃ガスを燃焼させ、その燃焼ガスで溶解炉へ供給する
スクラップ原料を予熱する方法であり、またスクラップ
を溶解させる溶解炉と、その溶解炉に炭材及び酸素を供
給する手段と、溶解炉で生成した可燃ガスを導入し、そ
れを燃焼させる燃焼室と、溶解炉へ装入するスクラップ
を収容し上記燃焼室からの燃焼ガスを導入してスクラッ
プを予熱する予熱室とを備えたことを特徴とするもので
、溶鋼などの溶融物中に炭材と酸素を供給することによ
り、その炭材と酸素との反応熱を溶解炉の熱源に使用し
、アーク投入電力を少なく、或いは全く無くすることが
でき、しかも溶解炉で生成したＣｏ、８２等の可燃ガス
を燃焼室で燃焼させて１０００〜１２００℃の燃焼ガス
とし、その燃焼ガスでスクラップ原料を予熱することで
スクラップ原料に付着した油等から発生する悪臭や有害
物質を熱分解して無害のものとすることができる。

［実施例］ 以下本発明に係る溶解炉の排ガス回収方法及びその装置
の好適一実施例を添付図面に基づいて説明する。

第１図において、１は三相アーク電極２により　　　−
スクラップ原料が溶融される溶解炉で、その炉体３には
溶融物４を排出する出鋼口３ａが設けられる。

三相アーク電極２は三本のアーク電極体５からなり上端
が支持体６を介して昇降装置７に取り付けられ、アーク
電極２が炉体３に出入自在にされ、また各アーク電極２
には電源ケーブル８に接続される。炉体３の底部にはノ
ズル９が設けられ、そのノズル９を介して溶！Ｎ＃４中
に炭材及び酸素を供給する手段１０が接続される。この
ノズル９は図示のように炉体３の底部に設けても或いは
炉体３の側部から溶融物４中に炭材及び酸素を吹き込む
ように設けてもよい。

炉体３の上側部には溶解炉１内で生成した可燃ガス等を
排出する排気口１１が設けられ、その排気口１１に可燃
ガスを導入する燃焼室１２が接続される。この燃焼室１
２には、その燃焼室１２に常温の空気を供給する常温空
気供給管１３が、また予熱した空気を供給する予熱空気
供給管１４が接続される。

燃焼ｖ１２の燃焼ガス排出管１５は予熱室１６に接続さ
れる。この予熱室１６には図示していないがスクラップ
原料投入装置によりスクラップ原料１７が投入され、そ
の予熱室１６内のスクラップ原料１７が適宜溶解炉１へ
供給される。予熱室１６の排ガス管１８は空気予熱器１
つに接続され、その空気予熱器１９に予熱空気供給管１
４が接続されている。

以上において、溶解炉１内に装入されたスクラップ原料
はアーク電極２のアークにより溶解される。この溶融物
４中に、炭材及び酸素供給手段１０よりノズル９を介し
て微粉炭、チャー、コークス等の炭材と酸素が吹き込ま
れる。この際溶融物４中で、例えば、銑鉄中の炭素のよ
うに装入スクラップ原料中に含まれる炭素や、吹込み炭
材と吹込み酸素とが反応し、その反応により可燃ガス（
例えばＣＯガス、ｃｏと［」２の混合ガス）が発生する
。この反応は発熱反応であり、そのためのスクラップ原
料を溶解するアーク投入電力を省電することができる。

溶解炉１内で発生した可燃ガスは排気口１１より燃焼室
１２に導かれ、そこで予熱空気供給管１４からの予熱空
気で燃焼され、１ｏｏｏ〜１２００℃の燃焼ガスとなる
。この場合、燃焼ガスの温度をある温度に保つため常温
空気供給管１３から常温の空気を適宜燃焼室１２内に入
れてその温度を制御する。

燃焼室１２で生じた燃焼ガスは排出管１５より予熱室１
６内に導入され、そこで予熱室１６内のスクラップ原料
１７を５００〜８００℃に高温予熱する。

予熱室１６から排出管１８に流入した予熱後のガスは６
００〜９００℃程度の温度を有しており、このガスを空
気予熱器１つに導入し、そこで空気予熱器１９を通る予
熱空気供給管１４内の空気を予熱したのら、大気中に排
出される。

溶解炉１内で製錬を終えた溶融物４は出鋼口３ａから排
出し、次にアーク電極２を炉体３から上昇装置７にて上
方に上げて取り除き、その炉体３内に予熱室１６内で予
熱したスクラップ原料１７を装入し、上述と同様に製錬
を行なう。

また予熱室１６内でのスクラップ原料１７の予熱は、予
熱初期においては燃焼室１２からの燃焼ガスの温度が１
２００℃程度で予熱するようになし、予熱末期には１０
００℃程度の燃焼ガスで予熱するようにすることで予熱
室１６から出るガス温度を６００℃以上保つことができ
る。すなわち、予熱初期においては、スクラップ原料１
７は低温のため１２００℃の燃焼ガスを供給してその予
熱後のガス温度を６００℃以上に保ち、予熱末期におい
ては、スクラップ原料１７が５００〜８００℃程度に予
熱されているため、その燃焼ガス温度を１０００℃程度
に下げる。この場合燃焼ガス温度が１０００℃以下では
スクラップ原料１７の予熱後のガスを、スクラップ原Ｆ
４１７に付着した油等からの臭気を熱分解できる温度６
００℃以上に保ちえず、また燃焼ガス温度が１２００℃
以上ではスクラップ原料中に一部可燃物が含まれている
ため、部分溶解が起り、予熱後のスクラップ原料１７を
溶解炉１へ搬送することが困難となる。

この第１図の実施例においては、溶解炉１でスクラップ
原料を溶解するに当って電力と炭材及び酸素との反応に
よる熱とを併用した例を示したが、これはアークによる
初期溶解の促進、溶解時間の短縮と、高温予熱に必要な
可燃ガスの発生のためでありアーク電流、炭材、酸素の
供給割合は以下のとおりである。

アーク；２００〜３００ｋｗｈ　／を一鋼炭　　材；　
　２０〜　４０　　ｋａ／ｌ　　−鋼酸　素；　　１５
〜３５Ｎｍ　／ｌ−鋼通常アーク電流のみで溶解を行な
うとすると鋼材１トン当り４００ｋｗｈ以上の消１’１
ｆｆｉ力が必要となるが、本実施例においては、その約
半分程度に省電することが可能となる。

また溶解炉１と別個に可燃ガスの燃焼室１２を設けるこ
とにより、炉内で燃焼させる場合よりもアーク用黒鉛電
極の消耗の減少及び溶解炉の熱負荷の低減と熱ロスの低
減が可能となり、しかも予熱室１６近くで燃焼せること
により熱ロスをなくし、燃焼室１２としての最適設計が
可能となる。

［変形実施例］ 第２図は本発明の変形実施例を示すもので、第１図の実
施例との相異は溶解炉１でスクラップ原料を溶解するに
おいて、アーク電極２を用いず炭材と酸素の吹き込みだ
けでスクラップ原料を溶解さ才る例を示したものである
。

この場合、スクラップ原料の溶解を促進させるために、
炉体３内で、溶融物４を全て排出せず一部残した状態と
しておき、その残した溶融物４の熱を利用して炭材と酸
素の反応を促進させるか或いは溶融物４を全部排出した
のち、炭材と酸素を供給手段１０から溶解炉１に供給す
ると同時に溶場を注入するようにしてもよい。

この例においてはアーク電流を用いないためその分炭材
と酸素の供給量を多くする。又燃焼室１゛２での可燃ガ
ス山もある程度増えるので常温空気供給管１３での温度
υ１１［Ｉにより、予熱ｖ１６へ供給する燃焼ガスの温
度を１０００〜１２００℃になるようにする。

第３図は本発明のさらに別の変形例を示す。

第３図において、溶解炉１は、第１図で説明したように
アーク電Ｉ！ｊＡ２と炭材及び酸素の反応熱とを併用し
た熱源としても、或いは第２図で説明したように炭材及
び酸素の反応熱のみを熱源とするものでもよい。

本例においては溶解炉１内で発生した可燃ガスを予熱室
１６でスクラップ原１’３１７の予熱に必要な串だけを
燃焼室１２に導入し、残りは排気口１１からガスホルダ
ー２０に貯え、他の燃料ガスとして使用する。すなわら
、溶解炉１の排気口１１には可燃ガスを燃焼室１２へ供
給する予熱用制御弁２１とガスホルダー２０に送る貯蔵
用制御弁２２とを接続し、その各制御弁２１．２２を予
熱室１６の前後に設けた温度センサ２３．２４から制御
装置２５を介して開度制御するように構成する。

またガスホルダー２０に送る場合に可燃ガスは高温のた
め補助空気予熱器２６を設け、その可燃ガスの顕熱を、
燃焼室１２へ供給する補助空気の供給管２７の予熱に用
いる。

本例においては予熱室１６へ入る燃焼ガスの温度を温度
センサ２３により、また予熱後のガスの温度を温度セン
サ２４により検出し、その温度を基に制御装Ｗ２５が予
熱用制御弁２１と貯蔵用制御弁２２の弁開度を制御して
、溶解炉１で生じた可燃ガスをスクラップ原料１７の予
熱に必要な置のみ確保して残りをガスホルダー２０に貯
えて他の熱源に用いることができる。

［発明の効果］ 以上詳述してきたことから明らかなように本発明によれ
ば次のごとき優れた効果を発揮する。

（１）　　溶解炉内の溶融物中に炭材と酸素とを供給し
、その溶解炉で生成した可燃ガスを燃焼させ、その燃焼
ガスでスクラップ原料を予熱するので、従来よりその予
熱温度を高めることができ、溶解炉内でのアーク消費電
力や炭材及び酸素吸込層の低減が可能となる。

（ｂ　溶解炉内で発生した可燃ガスの持つ顕熱と潜熱の
熱エネルギーのうち、潜熱弁を燃焼室内での燃焼により
顕熱としてスクラップ原料の予熱に供し、さらに予熱後
、燃焼室へ供給する空気の予熱に供することにより系内
での熱の利用度を高められる。

（３）　　従来の予熱方式より高い温度でスクラップ原
料を予熱できるので、溶解炉での投入エネルギーの負担
を減少でき、これにより溶解製８１１時間を短縮でき、
生産性を向上できる。

（４）　　スクラップ原料を高温で予熱するので、原料
に付着した油等から発生する悪臭や有害物質を熱分解で
き、公害を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る溶解炉の排ガス回収方法及びその
装置の一実施例を示す図、第２図は本発明の変形実施例
を示す図、第３図は本発明の他の変形実施例を示す図で
ある。 図中、１は溶解炉、４は溶融物、１０は炭材及び酸素供
給手段、１２は燃焼室、１６は予熱室、１７はスクラッ
プ原料である。 特許出願人　　石川島播磨重工業株式会社代理人弁理士
　　絹　　谷　　信　　雄第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶解炉内の溶融物中に炭材及び酸素を供給し、そ
   の溶解炉内で生成した可燃ガスを燃焼させ、その燃焼ガ
   スで溶解炉へ供給するスクラップ原料を予熱することを
   特徴とする溶解炉の排ガス回収方法。
2. （２）スクラップ原料を溶解させる溶解炉と、その溶解
   炉に炭材及び酸素を供給する手段と、溶解炉で生成した
   可燃ガスを導入し、それを燃焼させる燃料室と、溶解炉
   へ装入するスクラップを収容し、上記燃焼室からの燃焼
   ガスを導入してスクラップを予熱する予熱室とを備えた
   ことを特徴とする溶解炉の排ガス回収装置。