JPS61134586A - スクラツプ等の溶解方法 - 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、スクラップ等の溶解方法に係り、特に、省電
力化と排ガスの顕熱と潜熱との有効利用を達成すること
ができるスクラップ等の溶解方法に関する。

［従来の技術］ 一般にスクラップ等の固体の鉄を再利用するために、こ
れを溶解する装置として、三相電極のアーク熱を利用す
る三相アーク炉はすでに知られている。

このアーク炉は、上方が開放されたアーク炉本体内に原
料スクラップを投入しておき、これに三相電極を挿入し
つつ上蓋をして放電させ、このアーク熱により原料を溶
解するようにしたものである。そして、このアーク炉本
体から発生する排ガスは周辺部より炉内に侵入した空気
を主成分とするが一部ＣＯ等の可燃分を含んでいるため
、排ガ　　。

スを炉内より取出してこれを燃焼し、この燃焼ガスによ
り原料スクラップを予熱して熱の有効利用を図っている
。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、従来の溶解方法の如くアーク熱でスクラップ
等の原料を溶解する場合には、排ガスで予熱を行なって
いるといえども多量の電力を必要とし、特に我国のよう
に電気料の高い国においては、操業コストの高騰を余儀
なくされていた。

そこで、溶解のために、電気エネルギと油、石油ガスと
を併用することも行なわれてはいるが、油、石油ガス等
も高価であり、操業コストを充分に低減することはでき
ない。

また、溶解時に発生する高温排ガスで他の原料を予熱し
てはいるが、この排ガス温度は約６００度前後と低く、
従って原料の予熱温度も２００〜３００度と更に低くな
って十分な予熱を行なうことができない。

また、排ガス中に含まれる可燃ガスを燃焼することも行
なわれてはいるが、可燃ガスの含有率は非常に低く排ガ
スを充分に温度上昇させることができない。

更には、前述の如く原料の予熱温度が低いことから、原
料中に含まれる有機分の熱分解により発生する悪臭成分
が公害の発生源となっていた。

特にスクラップ消費量が今後大きく増加することが予想
される今日において、上記した問題点の解決が早期に望
まれている。

［発明の目的］ 本発明は以上のような問題点に着目し、これを有効に解
決すべく創案されたものである。

本発明の目的は、溶解炉内に炭材を酸素又は空気ととも
に吹込むことにより可燃ガス生成反応をさせてその反応
熱で原料溶解を行ない、そして、排出される可燃ガスか
ら顕然及び潜熱を順次回収するようにし、もって消費電
力を大幅に削減することができるスクラップ等の溶解方
法に関する。

［発明の概要］ 上記目的を達成する本発明の構成は、まず、溶解炉内へ
炭材を空気などと共に吹込むことにより、この炭材を酸
素と反応させて、可燃性ガス例えばＣ，Ｏ，Ｈ２等を生
成させて、この反応熱により装入原料を溶解し、次いで
排出される高温可燃ガスを１次原料予熱器へ導入してこ
の中゛に装入されて　　　　１いる原料を予熱すること
により顕熱を回収し、更に、顕然回収後の可燃ガスを燃
焼させて得られる高温排ガスを２次原料予熱器へ導入し
て、この中へ装入されている他の原料を高温予熱するこ
とにより潜熱を回収するようにし、もって排ガスの顕熱
、潜熱を有効に利用するようにしたことを要旨とする。

［実施例１ 以下に、本発明方法を添付図面に基づいて詳述する。

第１図は本発明方法を実施するための溶解炉設備を示す
概略平面図である。

図示する如くこの溶解炉設備は装入原料を溶解する溶解
炉１と、溶解時に発生する。高温可燃ガスから顕熱を回
収する第１原料予熱器２と、顕然回収後の可燃ガスを燃
焼する燃焼塔３と、これより排出される高温排ガスによ
り他の原料を高温予熱して潜熱を回収する第２原料予熱
器４とにより主に構成されている。

溶解炉１の炉蓋５の上方には炉内へ挿脱自在になされた
電極６を備えると共に、溶解時に生成された可燃性の高
温ガスを炉外へ排出するための高温ガス排出ロアが形成
さ・れている。また炉の底部側壁には炉内で生成した溶
鋼を取出すための出鋼口８が形成されると共に炉の底部
には微粉炭等の炭材を酸素又は廓気とともに炉内へ吹込
むための炭材吹込口９が形成されている。

上記溶解炉１の高温ガス排出ロアは、高温可燃ガス通路
１０を介して１次原料予熱器２のガス導入口１１に連絡
されている。また、１次原料予熱器２のガス排出口１２
は燃焼塔３のガス人口１３に通路１４を介して連絡され
ており、塔内に導入した可燃ガスを燃焼するようになっ
ている。燃焼塔３のガス出口１５は高温排ガス通路１６
を介して２次原料予熱器４の高温排ガス導入口１７に連
絡されている。この２次原料予熱器４のガス排出口１８
は、上記燃焼塔３内で用いる燃焼用空気を予熱するため
の燃焼用空気予熱器１９のガス入口２０へ低温ガス通路
２１を介して連絡されている。

燃焼用空気予熱器１９のガス出口２°２は、途中に送風
ファン２３が介設されたガス通路２４を介して集じん器
２５のガス入口２６へ連絡され、この集じん器２５で除
じんされた排ガスをガス出口２７から系外へ排出するよ
うになっている。

次に以上のように構成された溶解炉設備に基づいて本発
明方法を具体的に説明する。

まず、溶解炉１内にこの底部に設けた炭材吹込口９から
微粉炭、チャー、コークス等の炭材を酸素又は空気とと
もに吹込む。この溶解炉１内にはアーク熱により或いは
前工程で生成した溶鋼を少し残留させるなどして初期溶
鋼を予め形成してお１く。吹込まれた酸素弁は溶鉄中に
吹込まれた炭素とともに発熱反応を起し、ｃｏ、ト１２
、炭化水素系の可燃ガスを発生させる。この時発生する
熱凹により装入原料を昇熱し、溶解する。

そして、発生した高温可燃ガスは約６００℃前後となり
、高温ガス排出ロアから排出されて高温可燃ガス通路１
０を通り、１次原料予熱器２内へ導入される。この１次
原料予熱器２内には予め他の原料が装入されており、こ
の原料を上記高温可燃ガスにより１次子熱して排ガスの
保有する顕熱を回収する。この１次子熱においては、熱
源となる高温可燃ガス温度が約６００℃と比較的低いた
めに原料を２００〜３００℃まで予熱できるにすぎない
。

そして、この予熱された原料はその後前記溶解炉１内へ
移送されて、溶解されることになる。上記１次子熱にお
いては、予熱温度が低いことから原料に含まれる有機分
が分解して悪臭成分を生成することとなるが、この悪臭
成分は可燃ガスとともに後流側へ搬送されることになる
。

すなわち、１次原料予熱！２のガス排出口１２かう排出
される顕然回収後の可燃ガス中には悪臭成分が含まれて
おり、この可燃ガスは通路１４を介してガス入口１３か
ら燃焼塔３内へ導入され、導入されたこの可燃ガスは燃
焼用空気予熱器１９側から供給される燃焼用空気により
燃焼されて約１．０００℃前後の高温排ガスとなる。こ
の際、１次原料予熱器２から可燃ガスとともに搬送され
てきた悪臭成分は燃焼塔３内の高熱のために熱分解され
て無臭となる。　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　１ここで、発生する高温ガスは燃焼塔３のガス出口
１５から排出された後、高温排ガス通路１６内を流れ、
高温排ガス導入口１７から２次原料予熱器４内に導入さ
れる。この２次原料予熱器４内においては、予め更に他
の原料が装入されており、この原料を上記高温排ガスに
より、２次子熱して潜熱の回収を行なう。この２次子熱
の熱源となる高温排ガスは約ｉ、ｏｏｏ℃と特に＾く、
従ってこの予熱器４内に装入されていた原料は６００〜
８００℃前後の高温にまで予熱されることになる。また
、この高温予熱時に発生する悪臭成分は、この２次子熱
自体が８００℃以上の高温状態で行なわれるために、直
ちに熱分解される。

このように潜熱回収がなされて比較的低温となったガス
は、２次原料予熱器４のガス排出口１８から排出されて
低温ガス通路２１を流れ、ガス入口２０より燃焼用空気
予熱器１９内へ導入される。

この導入された排ガスは外気温と比較したら未だ高温な
ので、この排ガスの保有する顕熱により前記燃焼塔３で
使用する燃焼用空気を予熱し、更に熱回収を行なう。こ
こで予熱された燃焼用空気は、通路２８を介して前述の
如く燃焼塔３内へ導入されて可燃ガスの燃焼に寄与する
。

一方、燃焼用空気予熱器１９から排出された排ガスはガ
ス通路２４を流れ、送風ファン２３及び集じん器２５を
通過した後、大気中へ放出される。

このようにして、溶解炉１内で原料の溶解を行ないつつ
溶解により発生したｌｓ温可燃ガスから顕然回収及び潜
熱回収を行なって溶解作業を終了すると、その溶鋼を出
鋼口８から取出し、更に空になった溶解炉１に１次原料
予熱器２又は２次原料予熱器４内で低温予熱或いはａ温
予熱した原料を装入して前記と同様に溶解を行なう。

このように、本発明方法においては、まず、溶鋼炉内へ
炭材を空気などと共に吹込むことにより、この炭材を酸
素と可燃ガス生成反応させてこの反応熱により装入原料
を溶解し、次いで排出される高温可燃ガスを１次原料予
熱器へ導入して、この中に装入されている原料を予熱す
ることにより顕熱を回収し、更に、顕熱回収後の可゛燃
排ガスを燃焼させて得られる高温排ガスを２次原料予熱
器へ導入して、この中に装入されている他の原料を高温
予熱することにより潜熱を回収するようにしたので、全
工程を通じてアーク加熱を行なう必要がなく使用すると
しても初期溶鋼生成時だけで済み、消費電力を大幅に削
減することができる。

具体的には、従来において、溶解炉の大きさにもよるが
原料溶解のために電力エネルギ４５０〜４７０Ｋ　Ｗ　
Ｈ／　Ｔを必要とし、オイルバーナ等の助燃エネルギ等
を利用しても３６０〜４００Ｋ　Ｗ　ｌ−１／　Ｔを必
要としたが、本発明方法によれば２５０ＫＷｌ−１／Ｔ
以下にでき、大幅な省電力化を図ることができる。

また、原料溶解時に発生する高温可燃ガスから、顕然回
収と潜熱回収とを行なって２段階回収をなしているので
、従来では３０〜５０Ｋ　Ｗ　ｌ−１／　Ｔの熱回収量
であったが、本発明方法では７０〜１００Ｋ　Ｗ　Ｈ／
Ｔに熱回収ｌを向上させることができる。

更には、１次原料予熱器２及び２次原料予熱器４におい
て、それぞれ低温予熱及び高温予熱ができるので予熱す
べき原料の種類により、低温予熱をすべきかａｉａｉ予
熱をすべきかを選択することができ予熱状態の選択の自
由度を増すことができる。

すなわち、原料の種類により溶融温度が異なることから
、原料の溶融温度が低い場合には予熱時における原料溶
融を抑制するために低温予熱を行ない、原料の溶融温度
が高い場合には高温予熱を行なうようにする。

〔発明の効果〕

以上要するに、本発明によれば次のような浸れた効果を
発揮することができる。

（１）　　炭材吹込により可燃ガス生成反応をさせて、
この反応熱により原料を溶解し、得られる高温可燃ガス
から顕然及び潜熱を回収するようにしたので、従来例に
比較して消費電力を大幅に削減することができる。

（Ｖ　低温予熱時に発生する悪臭成分を、燃焼塔内にお
ける可燃ガスの燃焼時に発生する高温ガスにより熱分解
できるので悪臭公害を防止することができる。　　　　
　　　　　　　　　　　　１（３）　　低温予熱と高温
予熱とができるので、原料の種類により予熱状態を選択
することができ、予熱状態選択の自由度を増すことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施するための溶解炉設備を示す
概略平面図である。 尚、図中、１は溶解炉、２は１次原料予熱器、３は燃焼
塔、４は２次原料予熱器、９は炭材吹込口、１９は燃焼
用空気予熱器である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. スクラップ等の原料を溶解するに際し、炭材を酸素含有
   気体の存在下で可燃ガス生成反応させてこの反応熱によ
   り原料を溶解し、得られる高温可燃ガスにより他の原料
   を予熱して顕熱を回収し、次いで、顕熱回収後の可燃ガ
   スを燃焼させて発生する高温排ガスにより更に他の原料
   を予熱して潜熱を回収するようにしたことを特徴とする
   スクラップ等の溶解方法。