JPS61149785A - 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】 り産業上の利用分野］ 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。

また、溶解時に生成される排ガスを有効利用する溶解方
法として、２基の溶解炉を並設してそれぞれを排ガス通
路で連通させておき、一方の溶解炉内で溶解を行なうと
きに発生する高温排ガスを他方の溶解炉内に導き、これ
に予め装入した原料を予熱するようにし、装入原料の溶
解と予熱とを交互に繰返し行なうことがなされている。

［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間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、溶解と予熱の両機能を有する複数の溶
解炉を備え、溶解と予熱とを交互に繰返して行なうに際
し、１の溶解炉内の原料溶解時に炭材吹込により発生す
る高温可燃ガスからまず顕熱回収を行ない、更に、この
可燃ガスを燃焼させて発生する高温排ガスにより他の溶
解炉内の原料を予熱して潜熱を回収するようにし、もっ
て大幅な電力の削減を図ることができるスクラップ等の
溶解方法を提供するにある。

［発明の概要］ 上記目的を達成する本発明の構成は、原料の予熱と溶解
の両機能を有する複数の溶解炉を備え、１つの溶解炉内
の原料溶解時に発生する排ガスを他の溶解炉内へ導入し
て予熱し、原料の予熱と溶解とを交互に繰返して行なう
のに際し、１の溶解炉内で炭材を酸素とともに吹込、む
ことにより、これらをを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、得られる高温可燃排ガスに
より他の原料を予熱してまず顕熱回収を行ない、次いで
、顕熱回収後の低温化した可燃排ガスを燃焼させて高温
化し、この高温ガスで他の溶解炉内の原料を予熱して潜
熱を回収し、もってアーク加熱をほとんど行なうことな
く原料溶解を行なうようにしたことを要旨とする。

［実施例］ 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
概略フロールートである。

図示する如くこの溶解炉設備は複数（図示例においては
２基）の溶解炉すなわら第１溶解炉１及び第２溶解炉２
と、溶解時に発生する高温可燃ガスから顕熱を回収する
原料予熱器３と、顕熱回収後の可燃ガスを燃焼する燃焼
塔４とにより主に構成されている。上記両溶解炉１，２
はともに同様な構造になされており、しかもともに原料
の溶解と予熱の両機能を備えている。すなわち炉蓋５゜
５の上方には炉内へ挿脱自在になされた電極６゜６を備
えると共に底部側壁には生成した溶鋼を取出すための出
鋼ロア、７及び炉を予熱器として使用する際に予熱ガス
を炉内へ導入するための予熱ガス導入口８．８が形成さ
れている。また、炉の底部９．９には溶解時に炉内へ微
粉炭等の炭材を酸素又は空気とともに吹込むための吹込
口１０゜１０が形成されると共に、炉蓋５．５には溶解
時に高温排ガスを排出する高温ガス排出口１１．１１と
予熱時に低温ガスを排出する低温ガス排出口１２．１２
が形成されている。

図中、実線は第１溶解炉１を原料溶解のために機能させ
ると共に第２溶解炉２を原料予熱のために機能させてい
る経路を示し、破線はその逆の場合を示す。

両溶解炉１．２の＾温ガス排出口１１．１１は、途中に
第１開閉弁１３及び第２開閉弁１４がそれぞれ介設され
たａｉ％ａ！可燃ガス通路１５．１６を介して原料予熱
器３のガス導入口１７にそれぞれ接続されている。この
原料予熱器４のガス排出口１８は燃焼塔４のガス人口１
９に通路２０を介して接続され、このガス出口２１は途
中に第１開閉弁２２及び第２開閉弁２３がそれぞれ介設
された高温排ガス通路２４．２５を介して第１及び第２
溶解炉１．２の予熱ガス導入口８．８にそれぞれ接続さ
れている。

８炉の低温ガス排出口１２．１２は、途中に第１開閉弁
２６及び第２開閉弁２７がそれぞれ介設された低温ガス
通路２８．２９を介して燃焼用空気予熱器３０のガス導
入口３１に接続され、このガス排出口３２は排気ガスフ
ァン３３を介した後集じん器３４に接続されている。

また、上記燃焼用空気予熱器３０内で予熱された燃焼用
空気を前記燃焼塔４内へ導入するために空気出口３５と
燃焼塔４のガス人口１９とを連絡する通路３６が設けら
れている。

以上に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、本発明方法の特長は１の溶解炉内で原料溶解を行
なうときは、その排ガスを利用して他の溶解炉内で原料
予熱を行なうようにした点にあり、これを交互に繰返し
て行なうものである。

まず、第１溶解炉１内で原料溶解を行ないつつ第２溶解
炉２内で原料予熱を行なうためには図中実線で示す排ガ
ス経路を成立さぼる。すなわち、高温可燃ガス通路１５
．１６の第１ｒ１４閏弁１３を開に、第２ｊｌｌｆｆｌ
弁１４を閉にし、高温排ガス通路２４．２５の第１開閉
弁２２を閏に、第２開閉弁２３を開にし、更に低温ガス
通路２８．２９の第１開閉弁２６を閏に、第２開閏弁２
７を開にする。

実線に示す排ガス経路が確立したならば、次に操業に着
手する。

まず、第１溶解炉１内に、この底部に設けた吹込口１０
から微粉炭、チャー、コークス等の炭材を酸素又は空気
とともに吸込む。この溶解炉１内にはアーク加熱により
、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く。吹込まれた酸素弁は吹
込炭材又は銑鉄中の炭素のように装入原料中に含まれる
炭素とともに発熱反応を起し、Ｇｏ、Ｈ２、炭化水素系
の可燃ガスを発生させる。この時発生する熱量により装
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℃前後で高温ガス排出口１１から排出さ
れて高温可燃ガス通ＶＲ１５を通り、第１開閏弁１３を
通過した後、原料予熱器３内へ導入される。この予熱器
３内には予め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２００〜３００℃まで１次子熱し、排
ガスの保有する顕熱を回収する。尚、予熱後の原料は各
溶解炉内へ導入されて溶解されることになる。　予熱器
３のガス排出口１８から排出される顕熱回収後の可燃ガ
スは通路２０を介して燃焼塔４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３０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、原料予熱器３から可燃ガスと
ともに搬送されてきた悪臭分は燃焼塔４内の高熱のため
に熱分解されて無臭となる。

この高温排ガスは燃焼塔４のガス出口２１から排出され
た後、高温排ガス通路２５内を流れ、これに介設される
第２開閉弁２３を介して第２溶解炉２内に導入される。

この第２溶解炉２内においては、予め他の原料が装入さ
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。この場合、第２溶解炉２は原料
溶解のために機能するのでなく予熱器として機能する。

また高温排ガスは約１　、０００℃と特に高く、従って
装入原料は６００〜８００℃前後の高温にまで予熱され
ることになる。また、この予熱時に発生する悪臭は、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。

尚、この際、第２溶解炉２内には炭材吹込を行なってい
ないのは勿論である。

潜熱回収がなされて比較的低温となったガスは、第２溶
解炉２の低温ガス排出口１２から排出されて低温ガス通
路２９を流れ、第２開閉弁２７を通過した後、第ｉｎ閉
弁が閉状態なので燃焼用空気予熱器３０内に導入される
。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３６を介して前述の如く燃焼塔４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３０を排出された排ガスは排気
ガスファン３３及び集じん器３４を通過した後、大気中
へ放出される。

このように、第１溶解炉１内で原料の溶解を行ないつつ
原料予熱器３内及び第２溶解炉２内で１次子熱、２次子
熱をそれぞれ行なって第１溶解炉内の溶解作業を終了す
ると、その溶鋼を出鋼ロアから取出す。

そして、空になった第１溶解炉１内に、原料予熱器３内
で予熱した原料や新たな原料を装入して前記方法と逆に
第１溶解炉１を原料予熱のために機能さ往、第２１Ｆ８
解炉２を原料溶解のために機能させる。すなわち、図中
破線で示す排ガス経路を確立させる。そのために前記方
法とは逆に高温加熱ガス通路１５．１６の第１開閉弁１
３を閉に、第２開閉弁１４を開にし、高温排ガス通路２
４゜２５の第１ｒｉ＃閉弁２２を開に、第２開閉弁２３
を閏にし、更に、低温ガス通路２８．２９の第１開閉弁
２６を開に、第２開閉弁２７を閉にする。この場合の作
用は、第１溶解炉１と第２溶解炉２とのｌｌ能が交代す
るだけで他は同様なので説明を省略する。

このように、本発明においては溶解と予熱との両機能を
備えた複数（２Ｍ）の溶解炉１，２を交互に溶解と予熱
とを繰り返させて、一方の溶解炉の溶解時に発生する排
ガスを他方の溶解炉内に装入した原料の予熱に利用する
ようになした溶解方法において、１の溶解炉の原料溶解
時に炭材吹込を行なうことにより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
スを原料予熱器３内へ導入することにより他の原料を予
熱してまず顕熱を回収し、次いで、顕熱回収後の可燃ガ
スを燃焼させて得られる高温排ガスを他の溶解炉内へ導
入することにより、それに装入されている原料を高温予
熱して潜熱を回収するようにしたので、全工程を通じて
アーク加熱を全く行なう必要がないか或いは使用すると
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４５０〜４７０ＫＷ
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　Ｈ／　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、大幅に省電力化を図ることができた。

また、原料溶解時に発生する排ガスから顕熱回収と潜熱
回収とを行なって２段階熱回収をなしているので、従来
では３０〜５０Ｋ　Ｗ　Ｈ／　Ｔの熱回収量であったが
、本発明方法では７０〜１００Ｋ　Ｗ　Ｉ−１／　Ｔに
熱回収量を向上させることができる。

更には、各溶解炉１．２内においてそれぞれ高温予熱さ
れた原料は、他に移送されることなくそのまま溶解され
るので原料のハンドリングを大幅に簡略化させることが
できる。

尚、上記実施例にあっては溶解炉を２基設けた場合につ
いて説明したが、その数量に限定されないのは勿論であ
る。

［発明の効果］ 以上要するに、本発明方法によれば次のような優れた効
果を発揮することができる。

中　炭材吹込により可燃ガス生成反応をさせて反応熱に
より原料を溶解し、得られる高温可燃ガスから顕熱及び
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。

Ｑ）　原料予熱器内における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
ａ瀉排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。

【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１．２は溶解炉、３は原料予熱器、４は燃焼塔
、１０は炭材の吹込口、３０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の予熱と溶解の両機能を有する複数
   の溶解炉を備え、１つの溶解炉内の原料溶解時に発生す
   る排ガスを他の溶解炉内へ導入して予熱し、原料の予熱
   と溶解とを交互に繰返して行なうに際し、１の溶解炉内
   で、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
   により他の溶解炉内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。