JP2000292074A - スクラップの予熱装置 - Google Patents
スクラップの予熱装置Info
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- JP2000292074A JP2000292074A JP9725199A JP9725199A JP2000292074A JP 2000292074 A JP2000292074 A JP 2000292074A JP 9725199 A JP9725199 A JP 9725199A JP 9725199 A JP9725199 A JP 9725199A JP 2000292074 A JP2000292074 A JP 2000292074A
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- scrap
- furnace
- preheating
- rotary kiln
- exhaust gas
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding
- Y02P40/125—Fuels from renewable energy sources, e.g. waste or biomass
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- Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)
- Furnace Details (AREA)
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 鉄系スクラップを溶解する際に、溶解炉の前
段に設ける予熱炉の予熱装置を提供すること。 【解決手段】 電気または化石燃料をエネルギー源とす
る溶解炉および精錬炉から発生するＣＯ、Ｈ2 等の可燃
ガスを含む排ガスを直接導いて燃焼させ、溶解炉に挿入
するスクラップを予熱するロータリーキルン型スクラッ
プ予熱装置において、ロータリーキルンの回転軸に垂直
な面内に排ガス燃焼用助燃バーナーの少なくとも１本以
上の助燃バーナー吐出角度を、助燃バーナー中心軸に対
して下向きにロータリーキルン型予熱炉内底部と交点す
る角度に配設したことを特徴とするスクラップの予熱装
置。
段に設ける予熱炉の予熱装置を提供すること。 【解決手段】 電気または化石燃料をエネルギー源とす
る溶解炉および精錬炉から発生するＣＯ、Ｈ2 等の可燃
ガスを含む排ガスを直接導いて燃焼させ、溶解炉に挿入
するスクラップを予熱するロータリーキルン型スクラッ
プ予熱装置において、ロータリーキルンの回転軸に垂直
な面内に排ガス燃焼用助燃バーナーの少なくとも１本以
上の助燃バーナー吐出角度を、助燃バーナー中心軸に対
して下向きにロータリーキルン型予熱炉内底部と交点す
る角度に配設したことを特徴とするスクラップの予熱装
置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉄系スクラップを
溶解する際に、溶解炉の前段に設ける予熱炉の予熱装置
に関するものである。
溶解する際に、溶解炉の前段に設ける予熱炉の予熱装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電気または化石燃料をエネルギー源とす
る溶解炉および精錬炉において、鉄系スクラップを溶解
し再利用する場合に、その排ガス顕熱および潜熱を有効
に活用することによって、高効率に鉄系スクラップを溶
解することが望まれている。この鉄系スクラップ用溶解
炉の前段には、鉄系スクラップを予熱するための設備が
配置されている。このような予熱設備の従来例として
は、大きく分けて、シャフト炉型とロータリーキルン型
の二つに区分される。このうちのロータリーキルン型予
熱炉は、例えば、電気炉の上部にロータリーキルンを接
続した構成で、スクラップを充分予熱して炉へ挿入する
構造となっている。
る溶解炉および精錬炉において、鉄系スクラップを溶解
し再利用する場合に、その排ガス顕熱および潜熱を有効
に活用することによって、高効率に鉄系スクラップを溶
解することが望まれている。この鉄系スクラップ用溶解
炉の前段には、鉄系スクラップを予熱するための設備が
配置されている。このような予熱設備の従来例として
は、大きく分けて、シャフト炉型とロータリーキルン型
の二つに区分される。このうちのロータリーキルン型予
熱炉は、例えば、電気炉の上部にロータリーキルンを接
続した構成で、スクラップを充分予熱して炉へ挿入する
構造となっている。
【０００３】このようなロータリーキルン型予熱炉にお
いて、例えば、特開平１０−３００３６４号公報のよう
に、ロータリーキルンの回転軸と平行に助燃ガスを吹き
込むノズルを、ロータリーキルンの回転軸に垂直な面内
に複数本配設するスクラップの予熱溶解装置が開示され
ている。これによって溶解炉で発生する可燃性排ガスを
燃焼させてスクラップを予熱するために、ロータリーキ
ルン内に火炎を形成させて、ロータリーキルン内で早期
に燃焼させることにより、スクラップを予熱すると言う
ものである。
いて、例えば、特開平１０−３００３６４号公報のよう
に、ロータリーキルンの回転軸と平行に助燃ガスを吹き
込むノズルを、ロータリーキルンの回転軸に垂直な面内
に複数本配設するスクラップの予熱溶解装置が開示され
ている。これによって溶解炉で発生する可燃性排ガスを
燃焼させてスクラップを予熱するために、ロータリーキ
ルン内に火炎を形成させて、ロータリーキルン内で早期
に燃焼させることにより、スクラップを予熱すると言う
ものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、溶解炉
で発生する可燃性排ガスをロータリーキルン内に火炎を
形成させ、ロータリーキルン内で燃焼させる場合に、ス
クラップ溶解炉の炉口から巻き込まれた空気中の酸素
は、排ガス中に混合状態で存在し、それ自体は助燃空気
のような大きな運動量を持つことができないため、可燃
ガスとの燃焼を引起すに必要充分な乱流強度を保有して
おらず、そのためにロータリーキルン型予熱炉内で、す
べての酸素を燃焼に消費されることが困難となり、可燃
ガスと酸素が混在した状態でロータリーキルン型予熱炉
から排出されると言う問題がある。
で発生する可燃性排ガスをロータリーキルン内に火炎を
形成させ、ロータリーキルン内で燃焼させる場合に、ス
クラップ溶解炉の炉口から巻き込まれた空気中の酸素
は、排ガス中に混合状態で存在し、それ自体は助燃空気
のような大きな運動量を持つことができないため、可燃
ガスとの燃焼を引起すに必要充分な乱流強度を保有して
おらず、そのためにロータリーキルン型予熱炉内で、す
べての酸素を燃焼に消費されることが困難となり、可燃
ガスと酸素が混在した状態でロータリーキルン型予熱炉
から排出されると言う問題がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述したような問題を解
消するため、発明者らは鋭意開発を進めた結果、スクラ
ップ溶解炉の炉口から巻き込まれた空気を含んだ溶解炉
排ガス流中に、積極的に助燃空気噴流をぶっつけること
で、両者の乱流混合を促進させ、溶解炉排ガス中の酸素
の可燃ガスとの燃焼反応を促進させる装置を提供するこ
とにある。
消するため、発明者らは鋭意開発を進めた結果、スクラ
ップ溶解炉の炉口から巻き込まれた空気を含んだ溶解炉
排ガス流中に、積極的に助燃空気噴流をぶっつけること
で、両者の乱流混合を促進させ、溶解炉排ガス中の酸素
の可燃ガスとの燃焼反応を促進させる装置を提供するこ
とにある。
【０００６】その発明の要旨とするところは、 （１）電気または化石燃料をエネルギー源とする溶解炉
および精錬炉から発生するＣＯ、Ｈ2 等の可燃ガスを含
む排ガスを直接導いて燃焼させ、溶解炉に挿入するスク
ラップを予熱するロータリーキルン型スクラップ予熱装
置において、ロータリーキルンの回転軸に垂直な面内に
排ガス燃焼用助燃バーナーの少なくとも１本以上の助燃
バーナー吐出角度を、助燃バーナー中心軸に対して下向
きにロータリーキルン型予熱炉内底部と交点する角度に
配設したことを特徴とするスクラップの予熱装置。 （２）前記（１）記載の助燃バーナー吐出角度を５〜３
０度としたことを特徴とするスクラップの予熱装置にあ
る。
および精錬炉から発生するＣＯ、Ｈ2 等の可燃ガスを含
む排ガスを直接導いて燃焼させ、溶解炉に挿入するスク
ラップを予熱するロータリーキルン型スクラップ予熱装
置において、ロータリーキルンの回転軸に垂直な面内に
排ガス燃焼用助燃バーナーの少なくとも１本以上の助燃
バーナー吐出角度を、助燃バーナー中心軸に対して下向
きにロータリーキルン型予熱炉内底部と交点する角度に
配設したことを特徴とするスクラップの予熱装置。 （２）前記（１）記載の助燃バーナー吐出角度を５〜３
０度としたことを特徴とするスクラップの予熱装置にあ
る。
【０００７】以下、本発明について図面に従って詳細に
説明する。図１は本発明に係る予熱炉の実施例を示す断
面図である。図１に示すように、スクラップ溶解炉１の
上部に、円筒状の軸周りに回転可能な傾斜したロータリ
ーキルン型のスクラップ予熱炉２の一端を接続すると共
に、このスクラップ予熱炉２の他端に、縦方向に一定高
さに延びるシャフト炉型の第２予熱炉３の下部を連設し
た構成としている。鉄系スクラップの装入は第２予熱炉
３の上部から行われ、また、スクラップ溶解炉１からス
クラップ予熱炉２および第２予熱炉３内を通過する排ガ
スは、同じく第２予熱炉３の上部から排出される形式と
なっている。
説明する。図１は本発明に係る予熱炉の実施例を示す断
面図である。図１に示すように、スクラップ溶解炉１の
上部に、円筒状の軸周りに回転可能な傾斜したロータリ
ーキルン型のスクラップ予熱炉２の一端を接続すると共
に、このスクラップ予熱炉２の他端に、縦方向に一定高
さに延びるシャフト炉型の第２予熱炉３の下部を連設し
た構成としている。鉄系スクラップの装入は第２予熱炉
３の上部から行われ、また、スクラップ溶解炉１からス
クラップ予熱炉２および第２予熱炉３内を通過する排ガ
スは、同じく第２予熱炉３の上部から排出される形式と
なっている。
【０００８】このような設備において、第２予熱炉３の
上部から装入されたスクラップは、該予熱炉３で予熱さ
れた後、次のスクラップ予熱炉２へ送られて再度より高
温に予熱されてから、スクラップ溶解炉１上方から投入
されて溶解される。この場合シャフト炉型の第２予熱炉
３には常にスクラップを充填させることが必要である。
また、スクラップ予熱炉２は、必要とするスクラップ投
入速度に応じてロータリーキルンの回転数を調整しなが
ら、スクラップをスクラップ溶解炉１に装入する。
上部から装入されたスクラップは、該予熱炉３で予熱さ
れた後、次のスクラップ予熱炉２へ送られて再度より高
温に予熱されてから、スクラップ溶解炉１上方から投入
されて溶解される。この場合シャフト炉型の第２予熱炉
３には常にスクラップを充填させることが必要である。
また、スクラップ予熱炉２は、必要とするスクラップ投
入速度に応じてロータリーキルンの回転数を調整しなが
ら、スクラップをスクラップ溶解炉１に装入する。
【０００９】スクラップ溶解炉１から発生する排ガスは
高温のままでロータリーキルン型のスクラップ予熱炉２
へ導入され、スクラップと熱交換されるが、このスクラ
ップ予熱炉２では回転によりスクラップの融着は起こら
ない。また、このスクラップ予熱炉２ではスクラップ溶
解炉１から発生する排ガス４中のＣＯ、Ｈ2 ガスなどの
可燃ガスを助燃バーナー５の助燃ガスで燃焼させる。こ
れにより予熱効果を向上させることができる。このスク
ラップ予熱炉２で熱交換を完了した排ガスはシャフト炉
型の第２予熱炉３に導入され、そこでスクラップと熱交
換される。
高温のままでロータリーキルン型のスクラップ予熱炉２
へ導入され、スクラップと熱交換されるが、このスクラ
ップ予熱炉２では回転によりスクラップの融着は起こら
ない。また、このスクラップ予熱炉２ではスクラップ溶
解炉１から発生する排ガス４中のＣＯ、Ｈ2 ガスなどの
可燃ガスを助燃バーナー５の助燃ガスで燃焼させる。こ
れにより予熱効果を向上させることができる。このスク
ラップ予熱炉２で熱交換を完了した排ガスはシャフト炉
型の第２予熱炉３に導入され、そこでスクラップと熱交
換される。
【００１０】本発明においては、スクラップ溶解炉１か
ら発生する排ガス４をスクラップ予熱炉２に導き、助燃
バーナー５の助燃ガスで燃焼させる。このとき、助燃バ
ーナー５の吐出角度を燃焼フレーム６中の酸素濃度が零
に減衰する点が炉底耐火物７と接するように下向きに傾
斜させる。この吐出角度は助燃バーナー中心軸に対して
下向きにロータリーキルン型予熱炉内底部と交点８なる
角度に配設するもので、５〜３０度、望ましくは１０〜
２５度とする。これにより、スクラップ溶解炉１から発
生する排ガス４中に混入するスクラップ溶解炉１の炉口
から侵入空気９中の酸素がスクラップ予熱炉２内で完全
に消費されるのを促進し、助燃ガス量の削減とスクラッ
プ予熱炉排ガス中の未反応酸素がＣＯガスと混在し、下
流の工程で異常燃焼を起こすのを防止することが出来
る。
ら発生する排ガス４をスクラップ予熱炉２に導き、助燃
バーナー５の助燃ガスで燃焼させる。このとき、助燃バ
ーナー５の吐出角度を燃焼フレーム６中の酸素濃度が零
に減衰する点が炉底耐火物７と接するように下向きに傾
斜させる。この吐出角度は助燃バーナー中心軸に対して
下向きにロータリーキルン型予熱炉内底部と交点８なる
角度に配設するもので、５〜３０度、望ましくは１０〜
２５度とする。これにより、スクラップ溶解炉１から発
生する排ガス４中に混入するスクラップ溶解炉１の炉口
から侵入空気９中の酸素がスクラップ予熱炉２内で完全
に消費されるのを促進し、助燃ガス量の削減とスクラッ
プ予熱炉排ガス中の未反応酸素がＣＯガスと混在し、下
流の工程で異常燃焼を起こすのを防止することが出来
る。
【００１１】
【実施例】図１に示すスクラップ溶解の一連の設備にお
いて、ロータリーキルン型のスクラップ予熱炉２内に排
ガス燃焼用助燃バーナー５の複数本を助燃バーナー中心
軸と予熱炉耐火物底部の交点がロータリーキルン型予熱
炉内におさまるように、助燃バーナー吐出角度を燃焼フ
レームが助燃バーナー中心軸に対して表１に示す各角度
で吹き込まれるように配設した状態で鉄系スクラップの
溶解を行った。そのときの、スクラップ溶解炉から発生
する排ガスの組成は、ＣＯ４０％、ＣＯ2 ３０％、Ｈ2
３％、Ｎ2 ２７％であり、流量１３００Ｎｍ3 ／ｈｒで
あった。このような排ガスに助燃ガスとして空気をノズ
ルより１２００Ｎｍ3 ／ｈｒ投入し、スクラップを３ｔ
ｏｎ／ｈｒの処理量で溶解した。一方、比較例として、
上記同一条件で助燃ガスを吹き込むノズルをロータリー
キルン型のスクラップ予熱炉の回転軸とほぼ平行に複数
本設けたものを用いた場合の燃焼状態を表１に示す。
いて、ロータリーキルン型のスクラップ予熱炉２内に排
ガス燃焼用助燃バーナー５の複数本を助燃バーナー中心
軸と予熱炉耐火物底部の交点がロータリーキルン型予熱
炉内におさまるように、助燃バーナー吐出角度を燃焼フ
レームが助燃バーナー中心軸に対して表１に示す各角度
で吹き込まれるように配設した状態で鉄系スクラップの
溶解を行った。そのときの、スクラップ溶解炉から発生
する排ガスの組成は、ＣＯ４０％、ＣＯ2 ３０％、Ｈ2
３％、Ｎ2 ２７％であり、流量１３００Ｎｍ3 ／ｈｒで
あった。このような排ガスに助燃ガスとして空気をノズ
ルより１２００Ｎｍ3 ／ｈｒ投入し、スクラップを３ｔ
ｏｎ／ｈｒの処理量で溶解した。一方、比較例として、
上記同一条件で助燃ガスを吹き込むノズルをロータリー
キルン型のスクラップ予熱炉の回転軸とほぼ平行に複数
本設けたものを用いた場合の燃焼状態を表１に示す。
【００１２】
【表１】
【００１３】表１に示すように、Ｎｏ１〜６は本発明例
であり、Ｎｏ７〜１０は比較例である。この表で判るよ
うに、本発明による助燃ガスの吹き込み角度をスクラッ
プ予熱炉耐火物底部との交点を持つ５〜３０度の状態で
吹き込むことにより、スクラップ溶解炉の炉口から巻き
込まれた空気を含んだ溶解炉排ガス流中に、積極的に助
燃空気噴流として、乱流混合を促進し、溶解炉排ガス中
の酸素濃度をほぼ零にすることにより、スクラップの予
熱温度を高く、しかも下流工程での異常燃焼の発生がな
かった。これに対して、比較例のＮｏ７〜１０は、いず
れも未反応ＣＯガスの含まれいることが確認され、その
ためにスクラップの予熱温度も低く、かつ下流工程での
異常燃焼の発生が見られた。
であり、Ｎｏ７〜１０は比較例である。この表で判るよ
うに、本発明による助燃ガスの吹き込み角度をスクラッ
プ予熱炉耐火物底部との交点を持つ５〜３０度の状態で
吹き込むことにより、スクラップ溶解炉の炉口から巻き
込まれた空気を含んだ溶解炉排ガス流中に、積極的に助
燃空気噴流として、乱流混合を促進し、溶解炉排ガス中
の酸素濃度をほぼ零にすることにより、スクラップの予
熱温度を高く、しかも下流工程での異常燃焼の発生がな
かった。これに対して、比較例のＮｏ７〜１０は、いず
れも未反応ＣＯガスの含まれいることが確認され、その
ためにスクラップの予熱温度も低く、かつ下流工程での
異常燃焼の発生が見られた。
【００１４】
【発明の効果】以上述べたように、本発明により、スク
ラップ溶解炉から発生する排ガス中に混入するスクラッ
プ溶解炉の炉口から侵入した空気中の酸素がスクラップ
予熱炉内で完全に消費され、助燃ガス量の削減と予熱効
果の向上並びにスクラップ予熱炉排ガス中の未反応酸素
がＣＯガスと混在し、下流の工程で異常燃焼を起こすの
を防止することが出来る極めて優れた効果を奏するもの
である。
ラップ溶解炉から発生する排ガス中に混入するスクラッ
プ溶解炉の炉口から侵入した空気中の酸素がスクラップ
予熱炉内で完全に消費され、助燃ガス量の削減と予熱効
果の向上並びにスクラップ予熱炉排ガス中の未反応酸素
がＣＯガスと混在し、下流の工程で異常燃焼を起こすの
を防止することが出来る極めて優れた効果を奏するもの
である。
【図１】本発明に係る予熱炉の実施例を示す断面図であ
る。
る。
１ スクラップ溶解炉 ２ スクラップ予熱炉 ３ 第２予熱炉 ４ 排ガス ５ 助燃バーナー ６ 燃焼フレーム ７ 炉底耐火物 ８ 交点 ９ 侵入空気
Claims (2)
- 【請求項１】 電気または化石燃料をエネルギー源とす
る溶解炉および精錬炉から発生するＣＯ、Ｈ2 等の可燃
ガスを含む排ガスを直接導いて燃焼させ、溶解炉に挿入
するスクラップを予熱するロータリーキルン型スクラッ
プ予熱装置において、ロータリーキルンの回転軸に垂直
な面内に排ガス燃焼用助燃バーナーの少なくとも１本以
上の助燃バーナー吐出角度を、助燃バーナー中心軸に対
して下向きにロータリーキルン型予熱炉内底部と交点す
る角度に配設したことを特徴とするスクラップの予熱装
置。 - 【請求項２】 請求項１記載の助燃バーナー吐出角度を
５〜３０度としたことを特徴とするスクラップの予熱装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9725199A JP2000292074A (ja) | 1999-04-05 | 1999-04-05 | スクラップの予熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9725199A JP2000292074A (ja) | 1999-04-05 | 1999-04-05 | スクラップの予熱装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000292074A true JP2000292074A (ja) | 2000-10-20 |
Family
ID=14187360
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9725199A Withdrawn JP2000292074A (ja) | 1999-04-05 | 1999-04-05 | スクラップの予熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000292074A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013501916A (ja) * | 2009-08-14 | 2013-01-17 | パイロテック インコーポレイテッド | 廃熱システム |
-
1999
- 1999-04-05 JP JP9725199A patent/JP2000292074A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013501916A (ja) * | 2009-08-14 | 2013-01-17 | パイロテック インコーポレイテッド | 廃熱システム |
| US9459047B2 (en) | 2009-08-14 | 2016-10-04 | Pyrotek, Inc. | Waste heat system |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060606 |