JPS6132592B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6132592B2 JPS6132592B2 JP55072541A JP7254180A JPS6132592B2 JP S6132592 B2 JPS6132592 B2 JP S6132592B2 JP 55072541 A JP55072541 A JP 55072541A JP 7254180 A JP7254180 A JP 7254180A JP S6132592 B2 JPS6132592 B2 JP S6132592B2
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- JP
- Japan
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- furnace
- solid material
- heat
- molten metal
- temperature
- Prior art date
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- Expired
Links
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Landscapes
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
- Furnace Charging Or Discharging (AREA)
Description
この発明は、反射炉における熱効率を改善する
改良技術に関する。 この種の反射炉においては、第１図および第２
図に示すよに、炉の一端に燃焼バーナ１が設けら
れ、またこの燃焼バーナ１側に近い炉の両側に給
鉱部２が設けられており、この給鉱部２から装入
された材料３を炉内において熔錬するようになさ
れている。 このような反射炉において燃焼バーナー１の燃
焼炎１ａによつて材料（原料）３を熔錬する場
合、燃焼のエネルギーが材料３に伝わる機能はき
わめて複雑で、それを完全に把握することは困難
である。しかし、熱源（燃焼炎１ａ）から材料３
に伝わる熱移動の基本的な原理は対流伝熱にし
ろ、輻射にしろ結局は材料３と熱源の温度差によ
つて決まるものである。 ここで、材料（原料）３の加熱について考察す
ると、加熱当初は材料の温度が低いため伝熱に及
ぼす温度差が大きく、熱源から材料３の表面に伝
わる熱の移動は最大である。しかし、表面に伝わ
つた熱が材料の内部に伝わる速度は、熱伝導のた
め非常に遅く（融金属は速いが）、したがつて上
方の熱源から次々に伝えられた熱は材料３の表面
に滞留することになり、結果的に材料３表面の温
度を異常に高めることになる。そしてこれらによ
り、熱源と材料３との間の温度差が小さくなるた
め、熱源からの熱移動速度は遅くなる一方とな
る。 他方、加熱がさらに進み、材料３が融解し、そ
の融体に熱が供給されるようになると、熱膨張と
比重の関係から最も温度の高い部分が融体の上面
に浮き、したがつて融体内の上下の対流混合は起
き難く、湯上部からの大部分の熱移動は速度の遅
い熱伝導によることになる。その結果、熱源から
伝えられた熱は上面に滞留し、湯面を必要以上に
高温とし、熱効率を悪化させることになる。この
場合、金属のような不透明なものの場合とは異な
り、ガラスや水のような透明で良く光を通す物質
の場合でも、温度が高くなると内部の原子の運動
が活発になるため次第に不透明となり、一般のガ
ラス融解炉等の高温炉では融体が輻射熱をほとん
ど通さなくなる。 以上のように、上面から直接加熱熔錬する型式
の反射炉にあつては受熱材料自体の熱伝達の機構
が熱源から伝えられる熱移動の速度より遅いため
に、熱が局部的に滞留し、そのことが熱源からの
熱移動を妨げ、炉の融解（伝熱）効率を大幅に下
げていることが判明した。 しかもまた、従来一般に反射炉については、融
体の比重分離を考慮してか、炉内の材料３を撹拌
することは何ら行なわれていないが、熔錬すべき
固体材料を供給する炉内材料供給域部分（つま
り、炉内の熔解ゾーン）、それも融体の表面に近
い部分を撹拌するならば、その撹拌を行なつたと
しても前記比重分離に何ら悪影響を及ぼさないと
いうことも判明した。 この発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、反射炉の内部、それも前記炉内材料供給域部
分にパイプを挿入し、加熱融解時、このパイプを
通して炉内の固体材料上面部分に加圧流体を吹き
付けあるいは運動エネルギーをもつた固体を衝突
させ、それによつて受熱体自体の局部的な温度勾
配を取り除き、熱源と受熱体との温度差を大きく
し、反射炉における熱効率を加善するようにした
改良技術を提供するものである。 以下、添付の第３図および第４図を参照しなが
ら、この発明の内容について詳細に説明する。 ここでは銅熔錬用反射炉への適用例について主
に述べるが、その炉自体の主構成については前記
した第１図および第２図のものと同様である。た
だ、この発明にあつては、第３図または第４図に
示すように、反射炉の天井壁４から、あるいは側
壁から炉内にパイプ６，６０を挿入し、しかもこ
のパイプ６，６０内に加圧流体Ｆを供給すること
により炉内の固体材料３上面部分を撹拌するよう
にした点に特徴がある。これらパイプ６，６０に
ついては、前記した給鉱部２から炉内に供給さ
れ、炉内にある固体材料３を撹拌するため、また
反射炉における融体の比重分離を損なわないよう
にするため、燃焼炎１ａ下に位置する炉内材料供
給域部分に挿入すべきである。しかし、パイプ
６，６０の数は１本でも複数本（複数本の場合に
は、炉内材料供給域部分に均等に分布させるよう
にするのがよい。）とすることもできる。また、
図示の例では、各パイプ６，６０の先端を炉内の
固体材料３の上面近く（湯面上）に配置している
が、固体材料３の上面部分に（湯内に）一部没し
たような配置にすることもできる。 ところが、これら各パイプ６，６０としては、
たとえば従来公知の吹錬法におけるステンレス製
のランシングパイプを利用することができるが、
耐熱性を高めるため、材質をセラミツクとした
り、あるいはパイプ６，６０を冷却したり、耐熱
コーテイングを施すなどすることも効果的であ
る。また、炉内の温度分布を考慮した場合、第３
図のようにパイプ６を炉の上部から挿入するより
も、第４図に示すようにパイプ６０を炉の側部か
ら挿入するようにするのが望ましい。 つぎに、このようなパイプ６，６０から噴出さ
せる加圧流体Ｆであるが、この加圧流体Ｆとして
は、空気あるいは燃料（重油）またはそれらの混
合物、さらには熔錬に悪影響を及ぼさない他の流
体（たとえばチツ素ガス）を利用することができ
る。この場合、その圧力としては湯面にさざ波を
起こし、湯面における局部的な温度勾配を取り除
ける程度に設定する。余りに高い圧力および高い
流量に設定した場合、湯面を必要以上に撹乱し反
射炉における融体の比重分離を損ねるおそれがあ
るので、少なくともその事態は避けねばならな
い。なおまた、パイプ６，６０から噴出させるも
のとして、固体材料３自体あるいは安くて無害な
固体などを利用することもでき、その場合には、
それらに運動エネルギーをもたせることが必要
で、たとえばそれらを空気流などに乗せたりして
湯面に衝突させるようにすればよい。 このように、この反射炉にあつては、パイプ
６，６０を通して炉内の固体材料３の上面部分に
加圧流体あるいは運動エネルギをもつた固体を吹
き付けあるいは衝突させるようにしているから、
比重分離されたカワをカラミを混合してしまうこ
となく、溶湯上に浮遊している炉内の固体材料３
の上部と下部を攪拌することができ、また溶湯表
層部の上部と下部とを攪拌することができる。 すなわち、溶湯表層部においては、上面部分に
吹き付けられる流体によつて、溶湯を流動させる
とともに液面上に波を発生させる。これによつ
て、溶湯上に浮遊する固体材料３の上部とを攪拌
混合し、固体材料３の上部の温度を低下させるこ
とができる。さらに、溶湯上に浮遊した固体材料
３を回転させ、この回転によつて、固体材料３の
うち燃焼炎によつて高温になつた上側の部分と下
側の部分とを入れ代え、上側に位置する部分の温
度を下げることができる。その結果、炉内の固体
材料３の上部と燃焼炎との温度差を拡大させ、伝
熱効率を向上させることができる。また、溶湯表
層部のうち上層に位置する高温層とその下の下層
とを混合することにより、高温層の温度を下げ、
その結果、高温層と燃焼炎との温度差を拡大し、
伝熱効率を向上させることができる。一方、表層
部より下側の湯層においては、溶湯上方から吹き
付けられる流体のエネルギが表層部で吸収される
ため、溶湯の流動は起こらず、比重分離された溶
湯が攪拌されるのを防止することができる。この
ように、反射炉にあつては、カワとカラミの比重
分離を阻害するこてなく、炉内の固体材料および
溶湯への伝熱効率を向上させるこができる。 ここで、以上のようなこの発明による銅熔錬用
反射炉によつて焼鉱（カルサイン）を融解した際
の各種データを次表に示す。なお、このデータ
は、2.5インチ径のパイプに２Kg／cm2の空気
2000Nm3、重油200／Hrを供給したときのをの
である。
改良技術に関する。 この種の反射炉においては、第１図および第２
図に示すよに、炉の一端に燃焼バーナ１が設けら
れ、またこの燃焼バーナ１側に近い炉の両側に給
鉱部２が設けられており、この給鉱部２から装入
された材料３を炉内において熔錬するようになさ
れている。 このような反射炉において燃焼バーナー１の燃
焼炎１ａによつて材料（原料）３を熔錬する場
合、燃焼のエネルギーが材料３に伝わる機能はき
わめて複雑で、それを完全に把握することは困難
である。しかし、熱源（燃焼炎１ａ）から材料３
に伝わる熱移動の基本的な原理は対流伝熱にし
ろ、輻射にしろ結局は材料３と熱源の温度差によ
つて決まるものである。 ここで、材料（原料）３の加熱について考察す
ると、加熱当初は材料の温度が低いため伝熱に及
ぼす温度差が大きく、熱源から材料３の表面に伝
わる熱の移動は最大である。しかし、表面に伝わ
つた熱が材料の内部に伝わる速度は、熱伝導のた
め非常に遅く（融金属は速いが）、したがつて上
方の熱源から次々に伝えられた熱は材料３の表面
に滞留することになり、結果的に材料３表面の温
度を異常に高めることになる。そしてこれらによ
り、熱源と材料３との間の温度差が小さくなるた
め、熱源からの熱移動速度は遅くなる一方とな
る。 他方、加熱がさらに進み、材料３が融解し、そ
の融体に熱が供給されるようになると、熱膨張と
比重の関係から最も温度の高い部分が融体の上面
に浮き、したがつて融体内の上下の対流混合は起
き難く、湯上部からの大部分の熱移動は速度の遅
い熱伝導によることになる。その結果、熱源から
伝えられた熱は上面に滞留し、湯面を必要以上に
高温とし、熱効率を悪化させることになる。この
場合、金属のような不透明なものの場合とは異な
り、ガラスや水のような透明で良く光を通す物質
の場合でも、温度が高くなると内部の原子の運動
が活発になるため次第に不透明となり、一般のガ
ラス融解炉等の高温炉では融体が輻射熱をほとん
ど通さなくなる。 以上のように、上面から直接加熱熔錬する型式
の反射炉にあつては受熱材料自体の熱伝達の機構
が熱源から伝えられる熱移動の速度より遅いため
に、熱が局部的に滞留し、そのことが熱源からの
熱移動を妨げ、炉の融解（伝熱）効率を大幅に下
げていることが判明した。 しかもまた、従来一般に反射炉については、融
体の比重分離を考慮してか、炉内の材料３を撹拌
することは何ら行なわれていないが、熔錬すべき
固体材料を供給する炉内材料供給域部分（つま
り、炉内の熔解ゾーン）、それも融体の表面に近
い部分を撹拌するならば、その撹拌を行なつたと
しても前記比重分離に何ら悪影響を及ぼさないと
いうことも判明した。 この発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、反射炉の内部、それも前記炉内材料供給域部
分にパイプを挿入し、加熱融解時、このパイプを
通して炉内の固体材料上面部分に加圧流体を吹き
付けあるいは運動エネルギーをもつた固体を衝突
させ、それによつて受熱体自体の局部的な温度勾
配を取り除き、熱源と受熱体との温度差を大きく
し、反射炉における熱効率を加善するようにした
改良技術を提供するものである。 以下、添付の第３図および第４図を参照しなが
ら、この発明の内容について詳細に説明する。 ここでは銅熔錬用反射炉への適用例について主
に述べるが、その炉自体の主構成については前記
した第１図および第２図のものと同様である。た
だ、この発明にあつては、第３図または第４図に
示すように、反射炉の天井壁４から、あるいは側
壁から炉内にパイプ６，６０を挿入し、しかもこ
のパイプ６，６０内に加圧流体Ｆを供給すること
により炉内の固体材料３上面部分を撹拌するよう
にした点に特徴がある。これらパイプ６，６０に
ついては、前記した給鉱部２から炉内に供給さ
れ、炉内にある固体材料３を撹拌するため、また
反射炉における融体の比重分離を損なわないよう
にするため、燃焼炎１ａ下に位置する炉内材料供
給域部分に挿入すべきである。しかし、パイプ
６，６０の数は１本でも複数本（複数本の場合に
は、炉内材料供給域部分に均等に分布させるよう
にするのがよい。）とすることもできる。また、
図示の例では、各パイプ６，６０の先端を炉内の
固体材料３の上面近く（湯面上）に配置している
が、固体材料３の上面部分に（湯内に）一部没し
たような配置にすることもできる。 ところが、これら各パイプ６，６０としては、
たとえば従来公知の吹錬法におけるステンレス製
のランシングパイプを利用することができるが、
耐熱性を高めるため、材質をセラミツクとした
り、あるいはパイプ６，６０を冷却したり、耐熱
コーテイングを施すなどすることも効果的であ
る。また、炉内の温度分布を考慮した場合、第３
図のようにパイプ６を炉の上部から挿入するより
も、第４図に示すようにパイプ６０を炉の側部か
ら挿入するようにするのが望ましい。 つぎに、このようなパイプ６，６０から噴出さ
せる加圧流体Ｆであるが、この加圧流体Ｆとして
は、空気あるいは燃料（重油）またはそれらの混
合物、さらには熔錬に悪影響を及ぼさない他の流
体（たとえばチツ素ガス）を利用することができ
る。この場合、その圧力としては湯面にさざ波を
起こし、湯面における局部的な温度勾配を取り除
ける程度に設定する。余りに高い圧力および高い
流量に設定した場合、湯面を必要以上に撹乱し反
射炉における融体の比重分離を損ねるおそれがあ
るので、少なくともその事態は避けねばならな
い。なおまた、パイプ６，６０から噴出させるも
のとして、固体材料３自体あるいは安くて無害な
固体などを利用することもでき、その場合には、
それらに運動エネルギーをもたせることが必要
で、たとえばそれらを空気流などに乗せたりして
湯面に衝突させるようにすればよい。 このように、この反射炉にあつては、パイプ
６，６０を通して炉内の固体材料３の上面部分に
加圧流体あるいは運動エネルギをもつた固体を吹
き付けあるいは衝突させるようにしているから、
比重分離されたカワをカラミを混合してしまうこ
となく、溶湯上に浮遊している炉内の固体材料３
の上部と下部を攪拌することができ、また溶湯表
層部の上部と下部とを攪拌することができる。 すなわち、溶湯表層部においては、上面部分に
吹き付けられる流体によつて、溶湯を流動させる
とともに液面上に波を発生させる。これによつ
て、溶湯上に浮遊する固体材料３の上部とを攪拌
混合し、固体材料３の上部の温度を低下させるこ
とができる。さらに、溶湯上に浮遊した固体材料
３を回転させ、この回転によつて、固体材料３の
うち燃焼炎によつて高温になつた上側の部分と下
側の部分とを入れ代え、上側に位置する部分の温
度を下げることができる。その結果、炉内の固体
材料３の上部と燃焼炎との温度差を拡大させ、伝
熱効率を向上させることができる。また、溶湯表
層部のうち上層に位置する高温層とその下の下層
とを混合することにより、高温層の温度を下げ、
その結果、高温層と燃焼炎との温度差を拡大し、
伝熱効率を向上させることができる。一方、表層
部より下側の湯層においては、溶湯上方から吹き
付けられる流体のエネルギが表層部で吸収される
ため、溶湯の流動は起こらず、比重分離された溶
湯が攪拌されるのを防止することができる。この
ように、反射炉にあつては、カワとカラミの比重
分離を阻害するこてなく、炉内の固体材料および
溶湯への伝熱効率を向上させるこができる。 ここで、以上のようなこの発明による銅熔錬用
反射炉によつて焼鉱（カルサイン）を融解した際
の各種データを次表に示す。なお、このデータ
は、2.5インチ径のパイプに２Kg／cm2の空気
2000Nm3、重油200／Hrを供給したときのをの
である。
【表】
鋼％
この表の結果からも理解されるように、この発
明にあつては次のよな種々の効果を得ることがで
きる。 (イ) 高温冶金炉などの融解熱効率を大幅に向上さ
せて燃料原単価を低減するこができる。 (ロ) 設備が簡単で、同一燃料では増産となる。 (ハ) 固体材料を同量処理するとすれば、燃料を低
減することができ、それにより、たとえば炉内
温度が下がるため炉体（煉瓦など）の浸食が減
少し、炉の寿命が長くなり、また燃焼排ガス量
が減少し、その処理が容易となるなどの他の効
果をも得ることができる。 (ニ) 金属製錬反射炉の場合、未融解物が減少する
のでカラミ中の有用物のロスが減少する。 以上に説明したように、この発明によれば、固
体材料を供給する炉内材料供給域部分にパイプを
挿入し、加熱融解時、このパイプを通して炉内の
固体材料上面部分に加圧流体あるいは運動エネル
ギをもつた固体を吹き付けあるいは衝突させるよ
うにしているから、溶湯の比重分離を阻害するこ
となく、炉内の固体材料および溶湯への伝熱効率
を向上させることができるという効果がえられ
る。
この表の結果からも理解されるように、この発
明にあつては次のよな種々の効果を得ることがで
きる。 (イ) 高温冶金炉などの融解熱効率を大幅に向上さ
せて燃料原単価を低減するこができる。 (ロ) 設備が簡単で、同一燃料では増産となる。 (ハ) 固体材料を同量処理するとすれば、燃料を低
減することができ、それにより、たとえば炉内
温度が下がるため炉体（煉瓦など）の浸食が減
少し、炉の寿命が長くなり、また燃焼排ガス量
が減少し、その処理が容易となるなどの他の効
果をも得ることができる。 (ニ) 金属製錬反射炉の場合、未融解物が減少する
のでカラミ中の有用物のロスが減少する。 以上に説明したように、この発明によれば、固
体材料を供給する炉内材料供給域部分にパイプを
挿入し、加熱融解時、このパイプを通して炉内の
固体材料上面部分に加圧流体あるいは運動エネル
ギをもつた固体を吹き付けあるいは衝突させるよ
うにしているから、溶湯の比重分離を阻害するこ
となく、炉内の固体材料および溶湯への伝熱効率
を向上させることができるという効果がえられ
る。
第１図および第２図はこの種の反射炉を示し、
第１図が正断面図、第２図がその―線に沿う
側断面図、第３図および第４図はそれぞれこの発
明の実施例を示す側断面図である。 ３……固体材料、６，６０……パイプ、Ｆ……
加圧流体。
第１図が正断面図、第２図がその―線に沿う
側断面図、第３図および第４図はそれぞれこの発
明の実施例を示す側断面図である。 ３……固体材料、６，６０……パイプ、Ｆ……
加圧流体。
Claims (1)
- １ 炉内の固体材料を上方から直接加熱する型式
の反射炉において、前記固体材料を供給する炉内
材料供給域部分にパイプを挿入し、加熱融解時、
このパイプを通して炉内の固体材料上面部分に加
圧流体あるいは運動エネルギーをもつた固体を吹
き付けあるいは衝突させるようにしたことを特徴
とする反射炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7254180A JPS56168081A (en) | 1980-05-30 | 1980-05-30 | Reflection furnace |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7254180A JPS56168081A (en) | 1980-05-30 | 1980-05-30 | Reflection furnace |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56168081A JPS56168081A (en) | 1981-12-24 |
| JPS6132592B2 true JPS6132592B2 (ja) | 1986-07-28 |
Family
ID=13492312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7254180A Granted JPS56168081A (en) | 1980-05-30 | 1980-05-30 | Reflection furnace |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56168081A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4549500B2 (ja) * | 2000-08-16 | 2010-09-22 | 小名浜製錬株式会社 | 反射炉へのシュレッダーダストの供給装置 |
| JP4596691B2 (ja) * | 2001-06-26 | 2010-12-08 | 小名浜製錬株式会社 | シュレッダーダストの燃焼用炉 |
| JP4651235B2 (ja) * | 2001-08-08 | 2011-03-16 | 小名浜製錬株式会社 | シュレッダーダストの処理方法及びその装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5153201U (ja) * | 1974-10-23 | 1976-04-23 |
-
1980
- 1980-05-30 JP JP7254180A patent/JPS56168081A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5153201U (ja) * | 1974-10-23 | 1976-04-23 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56168081A (en) | 1981-12-24 |
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