JPS62790A - 二炉併設ア−ク炉の予熱設備 - 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） この発明はアーク炉を二炉併設し、予熱と溶解を交互に
切替えて操業し、アーク炉の溶解能率向上と予熱による
省電力を行う二炉併設アーク炉の予熱設備に関する。

本発明はまた上記アーク炉に投入された原料の金属スク
ラップを燃料を用いて予熱し、電気炉溶解段階の省電力
を行う原料予熱設備に関する。

（従来の技術） アーク炉を二炉併設し、溶解と予熱を交互に繰返す形式
のアーク炉の従来例としては第９図に示すごときものが
ある。この場合、予熱ｍ炉蓋は電極の旋回との干渉を防
ぐため旋回方式となっており、予熱用炉蓋に干渉しない
よう広範囲な設置スペースが必要であり、かつ予熱ｍ炉
蓋の旋回時間が長いという欠点があり、股情構成上好ま
しくない欠点を有していた。

第９図に示す様に炉体１ａと炉体１ｂが併設されており
、１ａには電極２がセットされており、溶解中である。

一方１ｂ炉には予熱装置３がセットされている。

次に予熱炉をｌａ、溶解炉を１ｂに切替える場合、溶解
炉蓋４は旋回キングピン５を中心として二点類＋ｌ＋ｌ
Ａで示す位置を移動する。その場合、予熱装置３の旋回
ボスト６は二点鎖線で示す半径ｒ内の範囲は干渉するた
め設置することが出来ない。

例えば２０を炉の場合Ａの半径ｒは約８ｍ程度である。

その範囲を外して旋回ボスト６を設置すると予熱装置３
の占有距ｆｉＬおよびＷは夫々１７＋＋＋、　１６ｍと
なり、極めて大幅な空間を必要としていたのである。加
えて予熱装置３の切替に要する角度も約２７０°あり、
長時間かかると共に、予熱装置３からの熱輻射と落下物
による危険より、その範囲は切替時作業者が立ち入れな
いという欠点を有していた。

次に、予熱を行う場合、従来、電気炉溶解段階の省電力
を図るため、アーク炉に投入された原料であるスクラッ
プに垂直の開化を設け、その開孔の上部に燃焼室を上架
し、燃料を燃焼室にて燃焼して原料を予熱することが行
われている　（例えば実開昭５９−１４２６９８号公報
）。本発明者らは既に１９８４年６月２９日に出願した
特願昭５９−１３２８９５号で、この方法において予熱
用燃料を削減し、原料の酸化による損失を低減するため
排ガスを循環使用する制御方法について提案している。

このような原料予熱法では、小容積の燃焼空間にて燃焼
を完了することと、スクラップ層内に〃スを通過させる
ため、その圧損に打ち勝つだけの高い吐出圧力を有する
燃焼が必要で、かつ循環排ガス系の圧損が小さいことが
重要である。

前述した従来の技術では、燃焼炎に酸素含有量不安定と
なり、未燃焼分としての煤が発生するという問題がある
。煤の発生はスクラップ、フード、ダクトおよびダンパ
ーへの煤の付着となり、作業上の環境を悪化させ、更に
定期的な媒溶としを必要とする等の難点を生じる。

また、循環排ガスが燃焼炎に直ちに混合しないようにす
るため、循環排ガスを高速噴出してやらなければならず
、循環排ガス系の圧損が大きくなるという問題もあった
。そのため、循環−ｔｌｌ、７ｙスブロワーの揚程が高
くなり、予熱を行うメリットがプロワ−の消費電力で目
減りするという欠点を生じる。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、従来の二炉併設アーク炉の予熱設備で必要と
する広大な占有スペースを狭くすると共に移動時間の短
い極めて合理的な設備を提供することを目的とするもの
である。虫た、本発明は、アーク炉の予熱設備に使用さ
れる従来の原料予熱装置の上記欠点を効果的に解消する
原料予熱設備Ａｌｔ”−ノ％＋７１．−１−）ｌ−１１
Ｊ６（１１＆−）ＹＬ／７’１ｆｉｋｎ子ａｔｆｆｌ業
において燃焼の安定性がよく、煤の発生による悪影響が
なく、９＃環排ガス系の圧損が少なく、さらなる省エネ
ルギーを可能とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明の要旨は、二炉併設アーク炉の二炉の中心を結ぶ
直線と平行して走行する走行台車の上に走行台車と直交
する方向に移動する横行台車を設け、横行台車は走行台
車上を横行して片持状態で炉上位置まで移動可能であり
、横行台車に原料予熱燃焼器および１に塵フードを昇降
可能に設けたことを特徴とする二炉併設アーク炉の予熱
設備である。

（作用、実施例） 次に本発明の作用を図面に示す実施例に基づいて説明す
る。

第１図、ｆｌｔＪ２図に示すものは本発明の一実施例で
、炉体１ａと炉体１ｂが併設されており、炉体１ａには
電極２がセクトされており、溶解中である。一方炉体１
ｂには予熱装置９がセットされている。

炉体１ａと１ｂの炉体中心を結ぶ直線と平行してレール
１０が敷設されており、そのレール１０の上を前記直線
と平行に走る走行台車１１が設けられている。走行台車
１１の上部には上下に走行７ランノをもつ工形または［
形等の画面をもつ横行〃イト１２が設けられており、横
付車輪１３が慣行〃イト１２の上下の走行７ランク間に
はさまれて走行する様になっている。さらに横行単輪１
３を介して横行台車１４が上架されており、横行台車１
４は前進時は炉体１ｂの上部にその前部１４ａがオーバ
ーハングしてせり出す様に構成されている。

横行台車前部１４ａには予熱燃焼器１５がシリンダー、
ロッド、滑車、チェーンから構成される予熱燃焼器昇降
装置１６を介して昇降可能に取付けられており、炉体１
ｂに予熱用〃スを吹込む様になっている。予熱燃焼器１
５の外周を取囲む様に集Ｍフード１７がシリング−１ａ
ツドからｖＩ戎される集塵フード昇降装置１８を介して
積行台率前部１４ａに昇降可能に取付けられている。

集塵フード１）の一部には集塵ダクト１９が設けられて
おり、集塵配管２０と連通して集塵可能な様構成されて
いる。

この設備により例えば炉体１ａで溶解、炉体１ｂで予熱
の状態から反対に切替る手順を説明すると、 ■　炉体１ｂにセットされた予熱燃焼器１５および集塵
フード１７が上昇する工程、 ■　横行台車１４が走行台車１１の上を後退しで待避す
る工程、 ■　走行台＊１１が炉体１ｂの対向部より炉体１ａの対
向部へ走行する工程、 ■　電極２および溶解炉蓋４が炉体１ａよす」：拝する
工程（詳説せず）、 ■　電極２および溶解炉蓋４が炉体１ａより炉体１ｂま
で旋回する工程、 ■　電極２および溶解炉蓋４が炉体１ｂに対し下降する
工程、 ■　横灯台第１４が走行台車１１の上を前進して炉体１
ａの上部に移動する工程、 炉体１ａにセットされる工程、 の各工程を経て、予熱と溶解を切替ることが出来る。

この場合、これらの動作で占有される範囲は例えば２０
ｔ７−り炉の場合では工、は約１２＋　、Ｗは約１２ｍ
と大幅に狭い範囲で移動可能となるのである。

本発明によれば、設備に付随する建家な大幅に縮小する
ことが可能であり、極めて経済的であると共に、移動距
離が短いため切替時間が短く能率的であり、炉体１ａ＊
たは炉体１ｂの炉口を開口しておく時間が短くなり、熱
ロスの削減に寄与する。さらに作業上危険な範囲も狭（
なり、作業安全上からも極めて好ましいレイアウトを提
供することが出来る。

予熱燃焼器１５として第３図に示す本発明の一実施例で
ある装置を使用すれば原料の予熱をより効果的に行うこ
とができる。

第３図に示すように、この装置では予熱操業するアーク
炉ｊｂ内に投入された原料２９に垂直の開て原料を予熱
し、予熱後の排ガスを循環使用する。

この原料予熱装置においては、燃焼室Ｚ２の中央に燃料
を燃焼するための燃料燃焼室２３を設け、その外周に循
環排ガスを流入する環状の循環４〃ス流路Ｚ４を設けで
ある。燃料燃焼室２３には燃料供給ノズル２５より燃料
を供給し、燃焼用空気流路２６より供給した空気で燃焼
させる。ここには循環４＃〃スが混合しないため、重油
、重油、ＬＰＧ、コークス等の燃料の燃焼が安定して行
なわれ、しかる後混合室２７にて混合されるため、未燃
焼による煤の発生がない。

循環排ガスは環状の循環徘γス流路２４を通って混合室
２７に導入されるため、従来のように燃焼炎との早期混
合を避けるための吹き出しノズル等を設ける必要がなく
、そのため循環４〃ス系の必要圧力を減少させ、循環排
ガスプロワーＺＳ　（＠東側に設置）の揚程を低減させ
ることが可能となる。

混合室２７の先端は先細りとなっており、吹き出し流速
が３０＋＊／ｓ〜１０．Ｏｓ／ｓの高速吹き出しとなる
。

このような予熱法においては燃料燃焼室２３の壁が加熱
されるため、この壁を冷却して強度を維持することが必
要であるが、循環排ガスの温度が０〜５００℃位と比較
的低いため気流冷却をすることが可能となり、構造上の
難点も合わせて回避することが可能である。さらにこの
壁を水冷することにより冷却を強化してもよい。

上述のごとく、本発明に係る原料予熱設備によれば、燃
焼の安定性が良い、煤発生の悪影響がない、９＃環排ガ
スブロワーの容量削減と省電力が図れる、燃焼〃ス温度
の一定化による予熱の安定化とスクラップの酸化ロスの
低下が図れる等の効果が極めて大きい。

本発明の予熱設備に使用する原料予熱燃焼器１５及び集
Ｍフード１７のそれぞれの昇降装置１６．１８の他の装
置例を第４図（’ａ）、（ｂ）に示す。第４図（ａ）、
（ｂ）は本発明の一実施例であって、第４図（ａ）は原
料予熱燃焼器１５及び集塵フード１７をアーク炉１ｂの
上方に上昇させた状態を示す。原料予熱燃焼器１５はそ
の両側に固定された支持部３０により滑＄３１を介して
吊り下げられている。原料予熱燃焼器１５の側面のいず
れかに支持部３０を２以上固定するか、または原料予熱
燃焼器１５を取り巻く１つの環状支持部３０を固定して
もよい。滑車３１はシリング−３２及びロッド３３によ
って１４ａ上に支持されている。

３４はベルト又は鎖、１４ａは横行台率の前部である。

集塵フード１７は吊り下げ棒３５により支持部３０から
吊り下げられている。吊り下げ棒３５は支持部３０に設
けられた孔内を移動自由に貫通され上端には停止部３６
が設けられている。

第４図（ｂ）は下降させた状態を示しており、原料予熱
装置１５は原料２９の開孔２１の上部に上架され、集塵
フード１７はアーク炉１ｂの上部に載置されている。

第４図（、）より第４図（ｂ）の状態にするためには以
下のように行う。第４図（ａ）においてシリング−３２
のロッド３３を下降させて支持部３０を下降させ、原料
予熱装置１５及び支持部３０に吊り下げられた集塵フー
ド１７をそれぞれ下降させる。集塵フード１７がアーク
炉１ｂ上に載置すると、その後は支持部３０の下降につ
れで吊り下げ棒３５のｍ　＋１ｇ　３８が支持ｎ３０か
ら上方へ離れていき、原料予熱装置１５のみが下降を続
けて原料Ｚ９の開孔上に上架されて停止される。

＄４図（ｂ）より第４図（ａ）の状態にするためには、
支持部３０を上昇させて原料予熱燃焼器１５を上昇させ
ていく。支持部３０が吊り下げ棒３５の係上部３６に到
達すると、その後は係止部３６及び吊り下げ棒３５が上
昇し、これによって集塵フード１７が原料予熱燃焼器１
５と共に上昇する。第４図（ａ）の位置でシリング−３
２の動きを止めて支持部３０を停止させる。

次に、第２図の装置の一部変形例を第５図（ａ）〜（ｃ
）、第６図（ａ）、（ｂ）に示す。

第５図（、）〜（ｃ）は横行台車１４が走行台１４１１
１上から７−ク炉１ｂに進行し、アーク炉１ｂで予熱操
業している状態を示し、第５図（ａ）は平面図、第５図
（ｂ）は一部断面正面図、ＷＳ５図（ｃ）は右側面図で
ある。ただし、管４２．４３は原料予熱燃焼装置１５が
上昇途中の状態を示す。

この実施例では、横行台Ｊ＃１４に、−ｍを原料予熱燃
焼器１５に接続された、燃焼空気配管４２及び循ｙｌＡ
排ガス配管４３と一端を前記集１１フード１７に接続さ
れた排ガス配管４４とから成る配管群（Ａ）が設けであ
る。また、走行台車１１に、燃焼空気配管４２′、ｆｌ
ｔＲ排ガス配管４３′及び排ガス配管４４′　とから成
る配管群（Ｂ）が設けである。該配管群（Ｂ）の各配管
の一端は該配管群（Ａ）の各配管の他端とブレークフラ
ンジＡ、Ｂ、Ｃでそれぞれ着脱可能に接続されでおり、
また該配管群（Ｂ）の循環＠Ｗス配管４３′及び排ガス
配！４４′の他層はそれぞれ建東側に設けた固定配管４
５．４６の一端とブレークフランジＢ、Ｅでそれぞれ着
脱可能に接続されている。

一方、燃料は建家側に設けられた燃料供給管４１′　よ
り燃料ホース４１を介して原料予熱燃焼器１５に供給さ
れている。また、走行台車１１に配管群（Ｂ）の燃焼空
気配管４２′の他端と後続される燃焼空気７７ン４７が
設けである。

第５図（ａ）〜（、）に示すように、燃料は一つの例と
して、建家に設置された燃料供給管４１′　より燃料ホ
ース４１を通って、原料予熱燃焼器１５に供給される。

燃料用空気は、走行台第１１上に設けた燃焼空気７アン
４７より燃焼空気配管４２’　、４２を通って、また、
循環排ガスは建家側より循環排ガスブロワ−（図示せず
）により循環排ガス配管４３’　、４３を通って、それ
ぞれ原料予熱燃焼器１５に供給される。

排ガスは集塵フード１７より排ガス配管４４．４４′　
を通って運家側に排出される。第５図（ａ）、（ｂ）に
おいて符号４８はスイベルジ１インドであり、これによ
って配管４２．４３は原料予熱ｍ焼器１５と共に上下動
できる。第６図（ａ）、（ｂ）は横行台）＃１４が走行
台車１１上に退避し、走行台車上を移動している状態を
示し、ｖｉ６図（ａ）は平面図、第６図（ｂ）は正面図
である。第６図（ａ）、（ｂ）が示すように、ブレーク
７ランクＡ−Ｅは全て各配管の連結を解除している。

第７図（ａ）、（ｂ）は第５図（ａ）、（ｂ）に示すブ
レーク７フンジＣの一部断面拡大説明図である。＄７図
（ａ）、（ｂ）はｔｌｆＪＳ図（ａ）に示すブレークフ
ランジＤに相当し、第７図（ａＬ　（ｂ）がそれぞれ横
になるとその水平状態の図はブレーク７ランクＡ、Ｂ、
Ｅに相当する。第７図（ａ）はｍ焼用空気配ｆ４２．４
２′ノ連結が解除されている状態を示している。伸縮又
は折曲可能な連結用’ｆ１６０はシリング−５０によＱ
収縮又は折曲られている。符号６０′は断面形状を示す
。支持枠６１に設けた密着用部材６２は該配管４２′か
ら離隔されている。

第７図（ｂ）は該配管４２．４２’が連結されている状
態を示している。連結用管６０はシリング−５０のロッ
ド５１により伸され、密着用部材６Ｚは配管４２′に密
着されている。符号６０′は断面形状を示す。

連結を解除するためには第７図（ａ）に示すようにシリ
ング−５０のロッド５１を後退させる。

第５図（、）、（ｂ）に示すように走行台車１１上に耐
熱ケース８０が設置されている。これは横行台車１４が
走行台車ｉｌｌに後退移動して退避したとき高温の原料
予熱燃焼器１５の下方位置にあるように配置されている
。それから原料予熱燃焼器は昇降装置１６によって下降
され、耐熱ケースに収納され、周囲の装置が高温から保
護される。横行台車１４が走行台Ｊ＃１１上を走行する
とき１．＋は原料予熱燃焼器は昇降装ｆ１１６により上
昇され耐熱ケースから取り出される。

また、第５図（ａ）に示されているように、走行台車１
１はモーター９０、減速装置９１、駆動軸９２を具備し
でおり、車輪を駆動軸を介してモーターにより回転して
、レール１０の上を走行する。また、第５図（ａ）、第
８図に示すように、横行台車１４はモーター１００、横
行駆動軸１０１をＪ［しており、車輪１３は該駆動軸１
０１を介してモーター１００により回転して慣行〃イド
１２に案内され、横行台車１４は走行台車１１上を走行
する。

（発明の効果） 以上、詳細に説明したように、本発明によれば設備に付
随する建家な大幅に縮小することが可能となり、極めて
経済的であると共に、移動距離が短いため切替時間が短
く能率的であり、炉体の炉口を開口しておく時間が短か
（なり、熱ロスの削減に寄与する。さらに作業上危険な
範囲も狭くなり、作業安全上からも極めて好ましいレイ
アウトを提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図お上・び＃Ｊ２図は本発明に係る二炉併設アーク
炉の予熱設備の一実施例を示す説明図で、第１図は平面
図、第２図は一部断面側面図であり、＃３図は本発明の
予熱設備に使用する予熱燃焼器の一実施例を示す断面図
、 第４図（、）、（ｂ）は本発明の予熱設備に使用する予
熱燃焼昇降装置及び集塵フードのそれぞれの昇降装置の
一実施例を示す一部断面説明図、第５図（ａ）−（ｃ）
及び第６図（ａ）、（ｂ）は本発明の他の一実施例であ
って、第５図（ａ）は平面図、第５図（ｂ）は一部断面
正面図、第５図（ｃ）は右側面図で、管４２．４３は原
料予熱燃焼器１５が途中まで上昇している状態を示して
おり、第６図（ａ）は平面図、第６図（ｂ）は第６図（
ａ）の正面図、第７図（ａ）、（ｂ）は第５図（ａ）、
（ｂ）及び第６図（ａ）、（ｂ）のＣ部分の一部断面拡
大説明図、＃＆８図は第５図（ａ）中のＩ−Ｉ矢視、省
略縦断面図、 第９図は二炉併設アーク炉設備の従来例を示す説明図で
ある。 ｌａ、１ｂ・・・炉体、２・・・電極、３・・・予熱装
置、４・・・溶解炉蓋、５・・・旋回キングピン、６・
・・旋回ポスト、９・・・予熱装置、１０・・・レール
、１１・・・走行台車、１２・・・横行〃イド、１３・
・・横行車輪、１４・・・横行台車、１４ａ・・・横行
台車前部、１５・・・予熱燃焼器、１６・・・予熱燃焼
器昇降装置、１７・・・集塵フード、１８・・・集Ｍフ
ード昇降装置、１９・・・集塵ダクト、２０・・・集塵
配管、２１・・・開孔、２２・・・燃焼室、２３・・・
燃料燃焼室、２４・・・環状の循環排ガス流路、２５・
・・燃料供給ノズル、２６・・・燃焼用空気流路、２７
・・・混合室、２８・・・循環排ガスプロワー、２９・
・・原料、３０・・・支持部、３１・・・滑車、３２・
・・シリング−１３３・・・ロッド、３４・・・ベルト
又は鎖、３５・・・吊り下げ棒、３６・・・係止部、４
１・・・燃料ホース、４１′・・・燃料供給管、４２．
４２′・・・燃焼空気配管、４３．４３′・・・循環排
ガス配管、４４．４４′・・・排ガス配管、４５．４６
・・・固定配管、４７・・・燃焼空気ファン、４８・・
・スイベルシミインド、５０・・・シリング−１５１・
・・ロッド、６０・・・連結用管、６１・・・支持枠、
６２・・・密着用部材、８０・・・耐熱ケース、９０・
・・モーター、９１・・・減速装置、９２・・・駆動軸
、１００・・・モーター、１０１・・・横行駆動軸。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）二炉併設アーク炉の二炉の中心を結ぶ直線と平行
   して走行する走行台車の上に走行台車と直交する方向に
   移動する横行台車を設け、横行台車は走行台車上を横行
   して片持状態で炉上位置まで移動可能であり、横行台車
   に原料予熱燃焼器および集塵フードを昇降可能に設けた
   ことを特徴とする二炉併設アーク炉の予熱設備。
2. （２）前記横行台車に、一端を前記原料予熱燃焼器に接
   続される、燃焼空気配管及び循環排ガス配管と一端を前
   記集塵フードに接続される排ガス配管とから成る配管群
   （Ａ）を設け； 前記走行台車に、燃焼空気配管、循環排ガス配管及び排
   ガス配管とから成る配管群（Ｂ）を設け；該配管群（Ｂ
   ）の各配管の一端は該配管群（Ａ）の各配管の他端とブ
   レークフランジでそれぞれ着脱可能に接続され； 該配管群（Ｂ）の循環排ガス配管及び排ガス配管の他端
   はそれぞれ建家側に設けた固定配管の一層とブレークフ
   ランジでそれぞれ着脱可能に接続される； 特許請求の範囲第１項記載の設備。
3. （３）前記横行台車が前記走行台車側に後退移動して待
   避したとき前記原料予熱燃焼器の下方位置に前記原料予
   熱燃焼器を収納する耐熱ケースを前記走行台車に設けた
   特許請求の範囲第１項記載の設備。
4. （４）前記原料予熱燃焼器及び前記集塵フードをそれぞ
   れ独立して昇降可能に設けた特許請求の範囲第１項記載
   の設備。
5. （５）前記原料燃焼器の両側に固定されかつ貫通孔を有
   する支持部、該貫通孔を貫通し上端に係止部を有し下端
   を集塵フード（１７）に固定される吊り下げ棒、そして
   該支持部を吊り下げかつ上下方向に移動する支持移動装
   置から成る特許請求の範囲第４項記載の設備。
6. （６）前記支持部が前記原料予熱燃焼器の両側に固定さ
   れる特許請求の範囲第５項記載の設備。
7. （７）前記支持部が前記原料予熱燃焼器の側面を取り巻
   く環状であり、かつ前記貫通孔を２以上有する特許請求
   の範囲第５項記載の設備。
8. （８）前記走行台車に配管群（Ｂ）の燃焼空気配管の他
   端と接続される燃焼空気ファンを設けた特許請求の範囲
   第２項記載の設備。