JPS6141880A

JPS6141880A - 電気炉の助燃バ−ナ−の制御装置

Info

Publication number: JPS6141880A
Application number: JP16270784A
Authority: JP
Inventors: 昭則中村
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1984-08-01
Filing date: 1984-08-01
Publication date: 1986-02-28

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〕この発明は、電気炉において電極相互間のコールドゾー
ンを溶解するための助燃バーナーの制御装置に関する。

〔従来の技術〕

ＵＨＰ炉（超高電アーク炉）′ｔ−使用して鉄屑を溶解
する場合、電極周辺の鉄屑は早く溶け、炉壁が早い時期
に露出し、いわゆるホラトス２ツト現象を生じる。一方
、第２図に平面図で示す工うに、電気炉１０の電極１２
，１４．１６相互間すなわちコール２ゾーンに位置する
鉄屑の溶解は遅く、未溶解鉄屑１８が生じる。このｔめ
、炉内の鉄屑溶解速度にアンバランスが生じ、炉内全体
の鉄屑溶解速度は、コールドゾーンの鉄屑溶解速度に律
速され、ＵＨＰ炉本来の特徴（迅速溶解）全十分−に発
揮することができなかつ九。

そこで、これを解決するため、助燃バーナー全採用する
ことが実用化されている。すなわち、コールドゾーンの
位置に助燃バーナーを取付け、鉄屑の予熱、切断、溶解
全行ない、炉内全体の溶解速度をバランスさせ工うとす
るものである。助燃ノ々−ナーけ、気体酸素と燃料の噴
出口を持ち、燃料（一般に灯油）ケ気体ｔｄ素ＶＣ工っ
て炉内で燃焼させるものである。しかし、従来の助燃ノ
々−ナーは、気体酸素供給管１系統、燃料供給管１系統
の１組であり、火炎方向は直進のみ、火炎長さは一定で
あつ几、この丸め、炉内に投入されｍ鉄屑の位［ＩＣよ
っては火炎が届かず、効率の低い運転状態となっていた
。あるいは、火炎が通る直進位置にある鉄屑は早く溶解
されて火炎通路に穴があくが、火炎から外れ文位置は溶
解されにくかつ穴。

〔発明が解決しょうとする問題点〕

この発明は、前記従来の技術における欠点を解決して、
効率の高い運転上して電気炉の生産性を高めることがで
きる電気炉の助燃ノ々−ナーの制御装置を提供しょうと
するものである。

〔問題点を解決する几めの手段〕

この発明は、電気炉のコールドゾーンに向けて直進およ
び左右の三方向に火炎を噴射可能なノ々−ナーを設置し
、このノ々−ナーの各方向ノズルに酸素と燃料の供給系
統金それぞれ接続し、これら各供給系統に供給量制御手
段を設置し、炉内の温度全検出して前記供給量制御手段
を制御したものである。

〔作用〕

この考案の前記解決手段によれば、従来直進方向にのみ
火炎を発射していたの全左右方向にも発射する工うにし
ｆＣので、コールドゾーンの鉄屑が広い範凹に亘って溶
解される。

また、供給量制御手段にニジ各方同ごとに火炎の長さを
調整できるので、最適な火炎の状７）Ｊを得ることがで
きる。

〔実施例〕

以゛ド、この発明の−ｆ！、施例を添付図面に？ｆ照し
て説明する。

はじめに、この発明が適用される助燃バーナーの一例′
ｔ−第３図に示す。

第３図の助燃ノ々−ナー２０において、外筒２２は鉄製
で円筒状に形成されｔものであシ、その先端部Ｋｔ−１
を銅製または鉄製のノズルブロック２４が溶接固定され
ている。また、後端部には、鉄製の盲蓋２６が溶接固定
されている。外筒２２内は冷却水ジャケット構造とされ
ている。冷却水は、冷却水入口２８から供給されて、下
方室３０全充満巳几あと、仕切板３２（冷却水の流路を
形成する几めのもの）の先端スリン）３２ａを通り、上
方室３４に入り、これを充満し７ｔ＋あと冷却水出口３
６から排水される。

ノズルブロック２４には直進方向のノズル３８と、右方
向のノズル４０と、左方向のノズル４２が形成されてい
る。第４図にノズルブロック２４を正面から見た図を示
す。直進方向ノズル３８は、上下位置に配され几酸素ノ
ズル３８ａ、３８ｂと、その中間位置に配されｔ燃料ノ
ズル３８ｃとからなっている。右方向ノズル４０は、上
下位置に配され皮酸素ノズル４０ａ、４０ｂと、その中
間位置に配された燃料ノズル４０ｃとからなっている。

左方向ノズル４２は、上下位置に配され友酸素ノズル４
２ａ　、４２ｂと、その中間位置に配された燃料ノズル
４２ｃとからなっている。

外筒２２内には、盲蓋２６全通して外部から酸素と燃料
の供給配管が導入され、各ノズル３８゜４０．４２に導
かれている。第５図に助燃バーナー２０を背面から見た
図を示す。配管４８ＶｉＥ進方向ノズル３８に導かれる
配管で酸素供給配管４８ａ、４８ｂが酸素ノズル３８　
ａ　ｐ　３８　ｂ　Ｋそれぞれ導かれ、燃料供給配管４
８ｃが燃料ノズル３８ｃに導かれている。まｔ、配管５
０は左方向ノズル４２に導かれる配管で、酸素供給配管
５０ａ、５０ｂが酸素ノズル４２ａ、４２ｂにそれぞれ
導かれ、燃料供給配管５０ｃが燃料ノズル４２Ｃに導か
れている。ま九、配管５２は右方向ノズル４０に導かれ
る配管で、酸素供給配管５２ａ。

５２ｂが酸素ノズル４Ｑａ、４０ｂにそれぞれ導かれ、
燃料供給配管５２ｃが燃料ノズル４０ｃに導かれている
。

以上の描成に工す、第３図の各ノズルからは、同図中に
矢印で示すように、左右方向Ａ、Ｂおよび直進方向Ｃに
火炎が発射される。酸素と燃料の供給量を調整すること
に工って火炎の長さを調整し、バーナー全効率良く使用
することができる。

第３図の助燃バーナー２０の電気炉に対する設置例を第
６図に示す。助燃バーナー２０は、炉壁１１を貫通して
コールドゾーンに向けて設置され、吊り金具５８を介し
て炉周辺に設置され几バーナ−支持体５６に固定されて
いる。火炎（約２８００℃）６０はコールドゾーンの鉄
屑１８に向けて広い範囲に発射されるので、コールドゾ
ーンの鉄屑を均一に溶解することができる。

次に上記助燃バーナー２０を用いたこの発明の一実施例
を第１図に示す。第１図において実線（細線）は燃料の
供給系統、実線（太線）は気体酸素の供給系統、点線は
制御信号線である。

第１図において、気体酸素は弁６０から気体酸素ヘッダ
ー６２金経て気体酸素圧力変換ユニット６４．６６．６
８にそれぞれ供給される。気体酸素圧力変換ユニツ）６
４．６６．６８は、気体酸素の通過、遮断の切替および
通過時の圧力調整を行なうもので、切替電磁弁７０，７
２、減圧弁７４高圧側圧力計７６１．低圧側圧力計７８
等で構成されている。電磁弁７０．７２ｔ−共に閉じる
と気体酸素は遮断され、電磁弁７０のみ開くと、気体酸
素ヘッダーから高圧気体酸素がそのまま出力される。ま
几、電磁弁７２のみ開くと、高圧気体酸素は減圧弁７４
で減圧されて出力される。

気体酸素圧力変換ユニット６４から出力される気体酸素
は、右方向酸素供給配管５２ａ、５２ｂに導かれる。気
体酸素圧力変換ユニット６６から出力される気体酸素は
、直進方向酸素供給配管４８ａ　、４８ｂに導かれる。

気体酸素圧力変換ユニット６８から出力される気体酸素
は、左方向酸素供給配管５０ａ、５０ｂに導かれる。

燃料は弁８０から燃料ヘッダー８２を経て燃料圧力変換
ユニット８４．８６．８８にそれぞれ供給される。燃料
圧力変換ユニットＦ（４，８６，８８は燃料の通過、遮
断の切替および通過時の圧力調整を行なうもので、切替
電磁弁９０，９２、減圧弁９４、高圧側圧力計９６、低
圧側圧力計９８等で構成されている。＠磁弁９０，９２
Ｑ共に閉じると燃料Ｖｉ遮断され、電磁弁９０のみ開く
と、燃料ヘッダーから高圧燃料がそのまま出力される。

ま几、電磁弁９２のみ開くと、燃料は減圧弁９４で減圧
されて出力される。

燃料圧力変換ユニット８４から出力される燃料は、右方
向燃料供給配管５２ｃに導かれる。燃料圧力変換ユニッ
ト８６から出方される燃料は、直進方向燃料供給配管４
８ｃに導かれる。燃料圧力変換ユニット８８から出力さ
れる燃料は、左方向燃料供給配管５０ｃＫ導かれる。

温ｔセンサ１００は、電気的炉内においてバーナーごと
に直進方向、右方向、左方向の温度をそれぞれ検出し、
検出信号を信号線１０２，１０４゜１０６を介して制御
面１０８に入力する。制御面１０８はこれらの信号に基
づいて信号１ｊｌｌｌｏ。

１１２．１１４，１１６，１１８，１２０を介して各電
磁弁７０．７２．９０．９２の切換えを行ない、各方向
ごとに火炎の長さを？Ａ整する。すなわち、信号線１１
０を介して燃料圧力変換ユニット８４の電磁弁９ｏおよ
び気体酸素圧力変換ユニット６４の電磁弁７（ｌオンす
れば、高圧の燃料および気体酸素が右方向ノズル４０に
供給され、右方向に長火炎（例えば１０００ｍ〜１６０
０ｏ＋＋）が放射される。ｔ７ｔ、、信号［１１２’ｅ
介して燃料圧力変換ユニット８４の電磁弁９２および気
体酸素圧力変換ユニット６４の電磁弁７２をオンすれば
、低圧の燃料および気体酸素が右方向ノズル４０に供給
され、右方向に短火炎（例えば４００ｗ〜１０１００Ｏ
が放射される。直進方向、左方向についても信号線１１
４，１１６，１１８，１２０の信号ｒＣ工って火炎長が
制御される。なお、％磁弁７０．７２．９０．９２をい
ずれもオフすれば火炎は消滅する。

電気炉操業時における第１図の装置の動作は次の工うに
なる。

■　操作開始時は、センサ１００で検出される３方向の
温度はいずれも低いので３方向ともｔ磁弁７０．９０が
オンして長火炎が放射される。

■　時間が経過するに従ってコールドゾーンが溶解され
ていく。コールドゾーンＨ一般１ｃ４７図中入で示す区
域に形成される、すなわち、バーナー２０からは直進方
向に長く、左右方向に短い。

したがって、左右方向が早く溶解し温度が上列する。そ
して、温度が高温（例えば８００℃以上）になつ窺ら左
右方向は短火炎に切替える。その後直進方向についても
高温になったら短火炎に切替える、コールドゾーンの溶
解が進み電極１２．１４゜１６が露出してき九時期１’
Ｃは、このように短火炎ＫＬ７ｔはうが効率的である。

また、火炎１ｃ、ｌ：る電極側面の酸化消耗も低減する
ことができる。

■　センサ１００Ｖｃ工って超高温（例えば１２００℃
以上）が検出されたら、電磁弁７０゜７２．９０．９２
にいずれもオフする。これｖｃ工り、火炎は消滅する。

なお、上記実施例では温度検出に基づいて火炎長の切替
を行なう工うにし九が、必要に応じて炉内鉄屑の溶解状
態を目視しながらマニュアル操作で切替えるようにする
こともできる。データを収集、解析した結果を基にプロ
グラム設定によってコンピュータコントロールすること
も可能である。

〔発明の効果〕− 以上説明し７ｔ、ｃ５Ｖにの発明によれば、火炎管コー
ルドゾーンに向けて左右方向訃工び直進方向の３方向に
発射できるようにし友ので、コールドゾーンの鉄屑を広
い範囲に亘って溶解することができる。その結果、■炉
内鉄屑の溶解速度を均一化させることができる、■均一
化されることにニジ操業時間の短＃！を図ることができ
、生産性が向上する、■電力原単位、電極原単位の低減
ができる、■酸素ランスによる炉内鉄屑カッティング作
業が不要となる等の効果が得られる。

ま几、火炎の長さをＩ！Ｉ４整できるので、炉内の状況
に合った最適の助燃を行なうことができ、上記■〜■の
効果を更に高めることができるとともに、電極側面の酸
化消耗を防止することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示す図である。第２図は、電気炉のコールドゾーンにかける未溶解状態
を示す平面図である。第３図は、第１図におけるバーナー２０の構造を示す一
部断面平面図である。第４図は、第３図のノズルブロック２４の正面図である
。第５図は、第３図の助燃バーナー２０の背面図である２第６図は、第３図の助燃バーナー２０の電気炉１０に対
する設置例を示す平面図である。第７図は、一般的なコールドゾーンの区域Ａを示す平面
図である。１０・・・′電気炉、１１・・・炉壁、１２，１４．１
６・・・電極、１８・・・コールドゾーンの未溶解金属
、２０・・・助燃バーナー、２２・・・外筒、２４・・
・ノズルブロック、２６・・・盲蓋、２８・・・冷却水
入口、３０・・・下方室、３２・・・仕切板、３２ａ・
・・先端スリット、３４・・・ノズルブロック、３６・
・・冷却水出口、３８・・・直進方向ノズル、４０・・
・右方向ノズル、４２・・・左方向ノズル、３８ａ、３
８ｂ、４０ａ、４０ｂ。４２ａ、４２ｂ・・・酸素ノズル、３８ｃ　、４０ｃ　
。４２　ｃ　・・・燃料ノズル、４８ａ、４８ｂ、５０ａ
。５０　ｂ　ｒ　５２　ａ　、　５２　ｂ　”・酸素供給
配管、４８ｃ。

Claims

【特許請求の範囲】

電気炉のコールドゾーンに向けて直進および左右の三方
向に火炎を噴射可能なバーナーを設置し、このバーナー
の各方向ノズルに酸素と燃料の供給系統をそれぞれ接続
し、これら各供給系統に供給量制御手段を設置し、炉内
の温度を検出して前記供給量制御手段を制御したことを
特徴とする電気炉の助燃バーナーの制御装置。