JP2000292066A - 溶解炉における蓄熱式バーナのティルティング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 蓄熱式バーナを一定の角度で首振りさせるこ
とにより、バーナノズルから噴射される燃焼炎を被溶解
材料の広い範囲にわたって当てることができ、被溶解材
料を効率的に溶解できる溶解炉における蓄熱式バーナの
ティルティング装置を提供すること。 【解決手段】 溶解炉本体１の両側壁面１ａ、１ａにテ
ィルティング装置を備えた少なくとも一対の蓄熱式バー
ナ３、３を取り付け、バーナノズルを炉内の被溶解材料
Ａに向けて上下または左右に２０〜３０度の範囲で首振
るように構成してなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、溶解炉における蓄
熱式バーナのティルティング装置に関するもので、さら
に詳しくは、主として非鉄金属用溶解炉内の被溶解材料
を効率よく溶解できる溶解炉における蓄熱式バーナのテ
ィルティング装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、溶解炉の燃焼バーナとして、バー
ナと蓄熱体とで構成された蓄熱式バーナ装置が用いられ
るようになってきている。この蓄熱式バーナは、蓄熱体
を利用して排熱を回収し、燃焼用空気を予熱するバーナ
システムであって、高い熱効率が得られると共に、大幅
なエネルギーとＮＯｘの発生を抑制することから多く採
用されてきている。

【０００３】その蓄熱式バーナは、バーナと蓄熱体とを
組み合わせたもので、炉内に少なくとも一対づつ配設
し、一方のバーナの燃焼時には、該燃焼バーナに対して
燃焼空気を蓄熱体を介して供給して燃焼空気を蓄熱体の
蓄熱で加熱し、他方の非燃焼バーナでは、炉内の高温排
ガスを蓄熱体を介して吸引して蓄熱体で熱交換すること
により蓄熱し、次の燃焼時に蓄熱体で燃焼空気を加熱す
るようにして交互に切替燃焼するものである。この一対
の蓄熱式バーナは、溶解炉本体の両側壁面の相対向する
位置に配置されるか、あるいは相対向させず平行になる
ように配置されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
蓄熱式バーナは固定式であり、バーナの角度が一定して
いるため、バーナノズルから噴射される燃焼炎の当たる
部分が被溶解材料Ａの狭い範囲での加熱であるため、溶
解時間が長くなり、溶解能力および熱量原単位が悪いと
いう問題点があった。

【０００５】溶解時間が長くなれば、操業サイクルタイ
ムが長くなり、生産能力の低下と燃焼排ガス量が多くな
って公害発生の原因になり、且つ地球の温暖化防止に寄
与できない等の問題点があった。

【０００６】本発明は上記の問題を解決することを課題
として研究開発されたもので、蓄熱式バーナを一定の角
度で首振りさせることにより、バーナノズルから噴射さ
れる燃焼炎を被溶解材料の広い範囲にわたって当てるこ
とができ、被溶解材料を効率的に溶解できる溶解炉にお
ける蓄熱式バーナのティルティング装置を提供するもの
である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決し、そ
の目的を達成する手段として、本発明では、溶解炉本体
の側壁面にティルティング装置を備えた少なくとも一対
の蓄熱式バーナを取り付け、バーナノズルを炉内の被溶
解材料に向けて上下または左右に２０〜３０度の範囲で
首振るように構成してなる溶解炉における蓄熱式バーナ
のティルティング装置を開発し、採用した。

【０００８】また、本発明では、溶解炉本体の天井面に
ティルティング装置を備えた少なくとも一対の蓄熱式バ
ーナを取り付け、バーナノズルを炉内の被溶解材料に向
けて前後または左右に２０〜３０度の範囲で首振るよう
に構成してなる蓄熱式バーナのティルティング装置を開
発し、採用した。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を添
付図面に基づいて説明すれば、図１〜図４は本発明の第
一の実施形態を示しており、同図において１は溶解炉本
体であって、両側壁面１ａ、１ａの高さ方向の略中央で
後方部に括れ部のある開口部２、２を設け、その開口部
２、２に左右で一対をなす１組の蓄熱式バーナ３、３が
被溶解材料Ａに対してやや傾斜した状態で取り付けられ
ており、この蓄熱式バーナ３、３はティルティング装置
によって首振り自在になっている。

【００１０】ティルティング装置は、大別すると、円筒
状のケーシング４と、平面形状がコ字状に形成されたフ
レーム６と、蓄熱式バーナ３を上下方向に首振りさせる
シリンダー７または蓄熱式バーナ３を左右方向に首振り
させるシリンダー９とから構成されている。

【００１１】ケーシング４は円筒状に形成されていて、
その円筒状ケーシング４に蓄熱式バーナ３の先端部が嵌
合されている。円筒状ケーシング４の周囲にはスプリン
グ５が配置され、その一端を開口部２、２の後端壁面２
ａ、２ａに受止させ、他端をケーシング後面板４ａに係
止させて張設してある。

【００１２】フレーム６は図４に示すように、平面形状
が横コ字状に形成されており、その内面側にケーシング
４が位置し、ケーシング後面板４ａがフレーム６に当接
している。

【００１３】７は蓄熱式バーナ３、３を上下方向に２０
〜３０度の範囲で首振りさせる電動シリンダーで、一端
部を垂直ブラケット８に軸支させると共に、他端部を蓄
熱バーナ本体部に軸支させてある。

【００１４】９は図４に示すように、蓄熱式バーナ３、
３を左右方向に２０〜３０度の範囲で首振りさせる電動
シリンダーで、一端部をブラケット１０に軸支させると
共に、他端部をフレーム６に軸支させてある。この電動
シリンダー９および前記の電動シリンダー７に代えて油
圧シリンダーまたはエアーシリンダーを用いることもで
きる。

【００１５】前記の蓄熱式バーナ３、３の首振り角度が
上下方向または左右方向に２０度以下の場合には、バー
ナノズルから噴射される燃焼炎が被溶解材料Ａに当たる
面積が少ないため、加熱溶解時間が長くなり炉の効率が
悪くなる。また、３０度以上の場合は、被溶解材料Ａと
それ以外（炉内壁）にも燃焼炎が当たるため、炉内壁
（耐火物）を傷め悪影響を与えることから上記の範囲が
好ましい。

【００１６】蓄熱室１１にはアルミナボール等の蓄熱体
１２が多数収容されている。その蓄熱室１１の底部には
外気の燃焼用空気の供給と炉内の排ガス放出を兼用する
傾斜ダクト１３が形成されている。

【００１７】以上のように構成した本発明の使用状態を
説明すると、溶解炉本体１内に山積みされた被溶解材料
Ａに対して、バーナノズルから燃焼炎を吹き付けて溶解
するのであるが、通常は図１および図２の実線で示すよ
うに、蓄熱式バーナ３を被溶解材料Ａに対して、やや傾
斜した状態で燃焼炎を吹き付けて溶解するのであるが、
シリンダー７のロッドを引き入れると、垂直ブラケット
８の軸８ａを支点として蓄熱式バーナ３が傾動して二点
鎖線で示す上方位置３ａ、すなわち、元の傾斜位置より
さらに傾いた上方の位置となり、被溶解材料Ａの下方位
置の溶解ができる。

【００１８】また、ロッドを引き出すと、蓄熱式バーナ
３が二点鎖線で示す下方位置３ｂになり、被溶解材料Ａ
の上方位置の溶解ができる。つまり、元の傾斜位置から
上下方向に２０〜３０度の範囲内で首振りし、炉内に山
積みされた被溶解材料Ａの下方から上方にかけての広い
範囲で燃焼炎を当てることができて、従来よりも短時間
で溶解することができる。

【００１９】また、図４に示すように、シリンダー９の
ロッドを引き出すと、フレーム６が二点鎖線で示す左側
に傾いた二点鎖線の位置６ａになり、それに伴って蓄熱
式バーナ３が二点鎖線の３ａの位置になり、被溶解材料
Ａの右方位置の溶解ができる。

【００２０】また、シリンダー９のロッドを引き入れる
と、フレーム６が二点鎖線で示す右側に傾き二点鎖線の
位置６ｂになり、それに伴って蓄熱式バーナ３が二点鎖
線の３ｂの位置になり、被溶解材料Ａの左方位置の溶解
ができる。

【００２１】要するに、山積みされた被溶解材料Ａが炉
幅方向に広がっていたり、あるいは炉長方向に広がって
いても、上下首振り用シリンダー７あるいは左右首振り
用シリンダー９を作動させることにより、どちらの場合
でも対応でき、効率的に溶解ができるものである。

【００２２】つぎに、図５、図６は本発明の第二の実施
の形態を示しており、上記第一の実施の形態と相違して
いるのは、蓄熱式バーナ３を側壁面１ａに設けるのでな
く、天井面１ｂに設けた点が変わっただけであり、その
ティルティング装置は、前記第一の実施の形態と同様に
蓄熱式バーナ３の先端部が嵌合される円筒状のケーシン
グ４と、そのケーシング４が収まる平面形状がコ字状に
形成されたフレーム６と、蓄熱式バーナ３を前後方向に
首振りさせるシリンダー７または蓄熱式バーナ３を左右
方向に首振りさせるシリンダー９とから構成されている
ものであり、その他の構造および作用効果も何ら相違し
ないものであるから、各部分には上記実施の形態１と同
一符号が付してある。

【００２３】この実施の形態に従えば、図５に示すシリ
ンダー７のロッドを出入させれば、蓄熱式バーナ３が前
後方向に２０〜３０度の範囲内で首振りすると共に、シ
リンダー９のロッドを出入させることにより、左右方向
に２０〜３０度の範囲内で首振りすることができ、山積
みされた被溶解材料Ａが炉幅方向に広がっていたり、あ
るいは炉長方向に広がっていても、そのどちらにでも対
応でき、効率的に溶解できるものである

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の溶解炉に
おける蓄熱式バーナのティルティング装置によれば、次
のような優れた効果を奏するものである。 ．蓄熱式バーナが側壁面に取り付けられている場合
は、上下方向あるいは左右方向に、蓄熱式バーナが天井
面に取り付けられている場合は、前後方向あるいは左右
方向に蓄熱式バーナを首振りでき、バーナノズルから噴
射される燃焼炎を被溶解材料の広い範囲にわたり当てて
直接加熱でき、炉幅あるいは炉長の方向に、従来の角度
固定バーナでは得られない最良の加熱条件で被溶解材料
を急速溶解ができる。 ．被溶解材料に局部的な加熱がなくなり、被溶解材料
の酸化ロスが少なくなって歩留まりの良い溶解ができる
と共に経済的である。 ．被溶解材料の受熱面積負荷が大きくなり、従来型バ
ーナより溶解時間が短縮され、溶解能力および熱量原単
位の向上を図ることができる。 ．溶解時間の短縮化により、操業サイクルタイムが短
くなり生産能力の向上が図れる。 ．蓄熱式バーナの首振りにより炉の効率の向上と環境
改善が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施の形態を示す縦断面図であ
る。

【図２】要部の拡大縦断面図である。

【図３】本発明のリジェネレイティブバーナの拡大縦断
面図である。

【図４】図２のＢ−Ｂ線断面図である。

【図５】本発明の第二の実施の形態を示す平面図であ
る。

【図６】本発明の第二の実施の形態を示す横断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 溶解炉本体 １ａ 側壁面 １ｂ 天井面 ３ 蓄熱式バーナ Ａ 被溶解材料

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶解炉本体の両側壁面にティルティング
   装置を備えた少なくとも一対の蓄熱式バーナを取り付
   け、バーナノズルを炉内の被溶解材料に向けて上下また
   は左右に２０〜３０度の範囲で首振るように構成してな
   る溶解炉における蓄熱式バーナのティルティング装置。
2. 【請求項２】 溶解炉本体の天井面にティルティング装
   置を備えた少なくとも一対の蓄熱式バーナを取り付け、
   バーナノズルを炉内の被溶解材料に向けて前後または左
   右に２０〜３０度の範囲で首振るように構成してなる溶
   解炉における蓄熱式バーナのティルティング装置。