JPH0336878Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （技術分野） この考案は溶解炉装置に関し、特に溶解炉に所
定量の粉粒炭材を供給するようにした溶解炉装置
に関するものである。

（背景技術） 従来から、高炉、キユポラ炉等の溶解炉は、鉱
石或いはスクラツプ等の地金類を炭材と共に炉内
に装入し、これに空気を送つて炭材を燃焼させ、
その熱で地金類を溶解させているが、溶解炉操業
においてこの炭材に要する費用が高いために、溶
解コストが高くつくという問題があり、このため
従来より炭材に要する費用の低減を図るための検
討が種々行われている。

（技術課題） 本考案は、このような事情を背景として為され
たものであり、溶解コストの低減を図るべく、炭
材として粉粒状のものを用いると共に、その粉粒
炭材を炉内に供給して燃焼させるための具体的な
粉粒炭材空気給送方式を提供することを、その課
題とするものである。

（解決手段） そして、このような課題を達成するための本考
案に係る溶解炉装置は、溶解炉と、所定の空気供
給源から供給される空気を該溶解炉に導く送風路
と、所定量の粉粒炭材を供給せしめる粉粒炭材供
給手段と、該粉粒炭材供給手段から供給される粉
粒炭材を前記溶解炉内に導く粉粒炭材供給路とを
含む溶解炉装置にして、前記送風路に分岐流路を
設けて、該送風路内を送風される空気の一部を分
岐せしめると共に、該分岐流路上に、該分岐され
た空気を加圧せしめる加圧ブロア手段を設け、そ
して該加圧ブロア手段からの加圧空気を前記粉粒
炭材供給路に導いて、前記粉粒炭材供給手段から
供給される粉粒炭材に作用せしめるようにする一
方、前記分岐流路上に、前記加圧ブロア手段をバ
イパスするバイパス流路を設け、該加圧ブロア手
段にて加圧された前記加圧空気の一部を該バイパ
ス流路を通じて該加圧ブロア手段の上流側に帰還
せしめるようにすると共に、該バイパス流路に流
量制御弁手段を設けて、該バイパス流路を通じて
前記加圧ブロア手段の上流側へ帰還せしめられる
加圧空気の流量が該流量制御弁手段にて制御せし
められるようにしたものである。

（作用・効果） このような溶解炉装置においては、所定量の粉
粒炭材が粉粒炭材供給手段から供給されると共
に、粉粒炭材供給路を通じて溶解炉内に送り込ま
れる。そして、炭材として、このような粉粒状の
ものが溶解炉内に送り込まれるようになつたこと
で、炉内の温度が炭材の供給に速やかに応答して
上昇するようになり、これによつて炉内の温度調
節を容易に行なえるようになつたのである。

また、粉粒炭材は燃焼効率が高く、したがつて
炉内温度の上昇度も高いから、炭材使用量が少な
くて済むようになり、しかも、低品質炭の使用も
可能となつて、溶解コストの低減が達せられるの
である。さらに、地金類を溶解するキユポラ装置
等にあつては、炉内温度がより高められることに
伴つて、地金として鋼屑等の配合割合を増加させ
ることが可能となり、これによつて原材料費も低
減されるようになつたのである。その上、炉内に
おけるCOガスが富化されるため、フエロシリコ
ンの歩留りが向上する効果が生ずる。COガスの
富化によつて炉内雰囲気の還元能が大きくなり、
これによつてキユポラ装置等において溶解金属の
成分調整のために炉内に添加されるフエロシリコ
ンの酸化減耗が少なくなるからである。

本考案に係る溶解炉装置は、この他、炭材の燃
焼用として送風路を通じて溶解炉内に吹き込まれ
る空気の一部が分岐流路内に分岐させられ、かつ
加圧ブロア手段によつて加圧された後、粉粒炭材
供給路を通じて粉粒炭材を搬送しつつ溶解炉内に
戻されることから、溶解炉内の圧力が変動した場
合であつても、粉粒炭材供給路を通じて炉内に吹
き込まれる空気の量が常に略一定となり、またこ
れに伴つて炉内に予め定められた略一定量の粉粒
炭材が供給される特長を有している。

なぜなら、粉粒炭材を搬送すべく粉粒炭材供給
路に導かれる空気圧は送風路内の空気圧よりも一
定量高い圧力を維持しつつ、溶解炉の炉内圧力の
変動に追従して変動する（送風路内の空気圧力が
炉内圧力に対応して調節されているから）からで
ある。すなわち、炉内圧力が高まれば、粉粒炭材
を搬送するための空気圧力も高まつて、ほぼ一定
量の空気を溶解炉内に送り込み、逆に炉内圧力が
低下すれば、粉粒炭材搬送用の空気圧もこれに同
調して低下し、同じく予め定められた略一定量の
空気を溶解炉内に送り込むのである。

そして、これによつて、炭材を燃焼させるため
に送風路から溶解炉内に最適の量の空気が吹き込
まれるように調整されているにも拘らず、粉粒炭
材供給路からの空気の吹き込みによつて炉内に供
給される空気量が適正量よりも不規則に多くなつ
たり、或いは少なくなつたりすることが回避され
るのである。また、これに伴つて粉粒炭材の溶解
炉への搬送量もほぼ一定となるのである。

ところで、粉粒炭材を溶解炉内に送給する手段
として通常考えられるのは、エアコンプレツサ等
の加圧手段を独立に設けて、そのエアコンプレツ
サ等にて加圧空気を発生させ、その加圧空気を粉
粒炭材に作用させて粉粒炭材とともに溶解炉内に
送り込む方法であるが、この場合には溶解炉に送
られる空気量、粉粒炭材の量を適正な量にコント
ロールすることが非常に難しい。炉内の圧力が変
動した場合においても、確実に粉粒炭材を供給す
ためには、エアコンプレツサ等の加圧力を炉内圧
力が最も高くなつたときを基準として設定するこ
とが必要であるが、そうすると、炉内圧力が低下
した場合に、過剰量の空気が同じく過剰量の粉粒
炭材と共に炉内にどつと送り込まれることとなる
からである。

これに対し、本考案に係る装置においては、粉
粒炭材を搬送するための空気圧力が炉内圧力に同
調して変動するようにされているため、上記の如
き不具合を発生させないのである。

また、本考案に係る装置は、送風路内を流れる
空気の一部を、粉粒炭材を搬送するための媒体と
して利用していることから、僅かな駆動力を加え
るだけで粉粒炭材を送給することができる他、溶
解炉内に送り込まれる空気は送風路を通じて送ら
れる空気だけであることから、炉内に送り込まれ
る全体としての空気量の調節が容易であるという
特長を有している。

しかも、本考案に係る装置では、加圧ブロア手
段によつて加圧された空気の一部が、該加圧ブロ
ア手段に並列に設けられたバイパス流路を通じて
加圧ブロア手段の上流側へ帰還させられるように
なつているため、そのバイパス流路の流量を変更
することで、粉粒炭材供給路に供給する加圧空気
の加圧量を広い範囲で安定して、しかも容易に制
御できるといつた利点がある。粉粒炭材供給路に
供給する加圧空気の加圧量を加圧ブロア手段の作
動を制御することによつて直接制御することも考
えられるが、加圧ブロア手段の作動を広範囲で安
定して制御することは難しいのである。特に、こ
のような溶解炉装置では、粉粒炭材供給路に導か
れる空気の圧力と炉内圧力との差が大き過ぎる
と、粉粒炭材供給路内を搬送される粉粒炭材の搬
送速度が大きくなり、それに伴つて粉粒炭材供給
路の配管摩耗の問題が生じるため、粉粒炭材供給
路に導かれる加圧空気の炉内圧力に対する圧力差
は、できれば5000mmAq程度以下、好ましくは
2000mmAq程度以下の低い圧力範囲内で制御する
ことが望ましいのであるが、そのようなことは、
加圧ブロワ手段の作動を制御することによつて粉
粒炭材供給路に供給する空気の加圧量を直接制御
しようとするものでは、極めて難しいのである。

（実施例） 次に、本考案の実施例を図面に基づいて詳しく
説明する。

第１図は溶解炉装置としてのキユポラ装置を示
したものである。この図において、キユポラ装置
は、キユポラ１０と、所定量の粉粒炭材を供給す
る粉粒炭材供給装置１２と、キユポラ１０に燃焼
用の空気を送り込む送風路１４と、送風路１４か
ら分岐させられた分岐流路１６と、粉粒炭材供給
装置１２およびキユポラ１０とを繋ぐ粉粒炭材供
給路としての粉粒炭材供給管１８とを有してい
る。キユポラ１０は鋳物用金属溶解のために用い
られる一般的な形式のもので、耐火材製の炉２０
と、送風路１４を通じて送られた空気を貯える風
箱２２とを有している。風箱２２からは送風管２
４が伸び出して、その先端が羽口２６に位置させ
られ、風箱２２に収容、保持された空気が、そこ
から炉２０内に吹き込まれるようになつている。

一方、粉粒炭材供給装置１２は、粉粒炭材を収
容するタンク２８と、そのタンク２８の下部に配
設されたスクリユー式送出機３０とを有し、その
スクリユー３２が軸心まわりに回転させられるこ
とによつて一定量の粉粒炭材が供給管１８内に送
出されるようになつている。なお、スクリユー式
送出機３０のスクリユー３２は、第２図に明瞭に
示されるように、モータ３８の回転軸３４とこの
回転軸３４の先端に固定されたコイルスプリング
３６とから成つており、コイルスプリング３６が
モータ３８によつて回転させられることにより、
粉粒炭材を連続的に送出するようになつている。

また、粉粒炭材供給管１８は、タンク２８の下
部から伸び出してその先端が前記キユポラ炉２０
の羽口２６に位置させられており、タンク２８か
ら送出された粉粒炭材を羽口２６へと導くように
なつている。

この粉粒炭材供給管１８には、送風路１４から
分岐させられた分岐流路１６が接続され、送風路
１４内を送られる燃焼用空気の一部が粉粒炭材供
給管１８に導かれるようになつている。分岐流路
１６上には、分岐流路１６に導かれた空気を加圧
して送出する加圧ブロア手段としてのリングブロ
ア４０が配設されており、粉粒炭材供給管１８に
はこのリングブロア４０によつて加圧された空気
が送り込まれる。リングブロア４０によつて加圧
された空気はまた、連流路４２によつてタンク２
８の上部にも導かれている。粉粒炭材供給管１８
とタンク２８内とを同圧として、供給管１８に導
かれた加圧状態の空気によつてタンク２８内の粉
粒炭材が供給管１８に円滑に流入するのが阻害さ
れるのを防止するためである。

分岐流路１６には、リングブロア４０をバイパ
スするバイパス流路４４が設けられており、リン
グブロア４０により加圧された空気の一部がこの
バイパス流路４４を通じて再び分岐流路１６のリ
ングブロア４０よりも上流側に戻されるようにな
つている。また、このバイパス流路４４上には流
量制御弁４６が設けられており、バイパス流路４
４を通じて上流側へ帰還される加圧空気の帰還量
がこの流量制御弁４６によつて調節されるように
なつている。

以上のように構成されたキユポラ装置におい
て、図示しない空気供給源から供給された燃焼用
空気は、一旦、風箱２２に蓄えられた後に、送風
管２４を経て羽口２６から炉２０内に吹き込まれ
る。他方、粉粒炭材供給装置１２のタンク２８か
らは、スクリユー３２の回転速度に対応した一定
量の粉粒炭材が供給管１８内に送出され、その送
出された粉粒炭材が同供給管１８内に導かれた加
圧空気と共に、羽口２６から炉２０内に送り込ま
れる。すなわち、送風路１４から分岐させられた
後、ブロア４０によつて加圧され、その一部をバ
イパス流路４４を通じて上流側へ帰還せしめられ
ることによつてその加圧量を調整された空気によ
り、供給管１８内に送出された粉粒炭材が粉粒炭
材供給管１８内を炉２０へ搬送されるのである。

なお、粉粒炭材供給管１８に導かれる空気の圧
力が、適正な量の粉粒炭材を送給するための圧力
よりも大きい場合、あるいは小さい場合には、バ
イパス流路４４上の流量制御弁４６を操作して、
バイパス流路４４を通じて上流側へ帰還せしめら
れる加圧空気の帰還量を調整することにより、粉
粒炭材供給管１８内に導かれる空気の圧力を適正
な圧力に調整することができる。

このようなキユポラ装置において、キユポラ１
０の炉２０内に吹き込まれる粉粒炭材は、燃焼効
率が高く、したがつて炉内温度も高くなるため炭
材の使用量が低減されると共に、粉粒炭材として
石炭屑等の低品質炭の使用が可能であるため、両
者相俟つて溶解コストの低減が達せられる。ま
た、粉粒炭材を空気によつて炉内に送り込む上記
方式においては、炭材供給量の調節が容易となる
利点を生ずる他、炉内温度が高められるのに伴つ
て原材料としての銑鉄を減らして、代わりに鋼屑
の配合量を増すことが可能となり、その分だけ原
材料コストもまた低減される効果を生ずる。しか
も、粉粒炭材を用いる場合には、炉内のCOガス
が富化されて還元能も大きくなるため、上記装置
においてはフエロシリコンの歩留りが向上すると
いう副次的な効果が生ずる。すなわち、キユポラ
炉２０には溶解金属の成分調整のためにフエロシ
リコンが炉２０内における酸化減耗量を見込んで
添加装入されるが、還元性雰囲気が強くなるのに
伴つて、フエロシリコンの酸化減耗量が少なくな
るため、その分だけフエロシリコンの歩留りが向
上するのである。

上記キユポラ装置は、この他、キユポラ炉２０
内に吹き込まれる空気の量、および炉２０内に送
給される粉粒炭材の量が設定された量に対して不
規則に変動しない特長を有している。送風路１４
内の圧力は、炉２０内の状態に応じて常に適正量
の空気が炉２０内に吹き込まれるようにコントロ
ールされているため、粉粒炭材を送給するために
分岐流路１６を通じて粉粒炭材供給管１８に導か
れる空気の圧力は、炉２０内の圧力よりも常に一
定量高い圧力を保持しつつ、炉内圧力の変動に同
調して変化するからである。すなわち、炉内圧力
が変動した場合でも、その炉内圧力と、粉粒炭材
供給管１８に導かれる圧力との差が不規則に変動
することがないのであり、このため、炉２０内に
略一定量の空気が送給されるのである。そして、
これに伴つて、この空気によつて炉２０内に送り
込まれる粉粒炭材の量も予め定められた一定量と
なつて、炉内の燃焼条件が常に適正に維持される
のである。

上記装置は、また、粉粒炭材を搬送するための
エネルギー費が安く、また送風路１４から分岐さ
せられた空気が再び炉２０内に戻されて、炉内に
供給される空気の量を調整し易いという利点を備
えている。送風路１４内を送られる空気の一部
が、粉粒炭材を送給するための媒体として用いら
れているからである。

しかも、本実施例装置では、リングブロア４０
に並列にバイパス流路４４が設けられると共に、
そのバイパス流路４４上に流量制御弁４６が設け
られて、前述のように、その流量制御弁４６の操
作によつて粉粒炭材供給管１８に導かれる空気の
加圧量が制御されるようになつていることから、
その加圧量をリングブロア４０の能力範囲内で連
続的に、しかも安定して調節できるのである。そ
してそれ故、本実施例装置では、その空気の加圧
量を、5000mmAq程度以下、さらには2000mmAq程
度以下の低い圧力範囲内で制御して、粉粒炭材の
配管摩耗の問題を良好に抑制することが可能とな
つたのである。

なお、粉粒炭材供給装置１２のタンク２８から
粉粒炭材を送出する手段としては、前述の如きコ
イルスプリング３６を備えたスクリユー式送出機
３０を用いることが、粉粒炭材に対する良好な耐
摩耗性を得るうえで望ましいが、これに代えて通
常のフイン式スクリユーを備えたスクリユー送出
機を用いることも可能である。

以上、本考案の一つの実施例について詳述して
きたが、本考案は、他の態様において実施するこ
とも可能である。たとえば、送風路から分岐させ
られた空気を加圧する加圧ブロア手段としては、
上記リングブロアの如きものに限定されるもので
はなく、その他のブロアを用いることももとより
可能であるし、複数のキユポラ炉に対して共通の
送風路を用いるようにすることも可能である。ま
た、本考案を適用すべきキユポラ装置は上記実施
例に示す如きものに限定されず、様々なキユポラ
装置に対して適用することが可能である。

その他、本考案は鉱石を溶解させるための高炉
装置に対しても適用し得るなど、その趣旨を逸脱
しない範囲において、当業者の知識に基づき、
種々の変形、改良を加えた形態で実施することが
可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例であるキユポラ装置の
簡略図、第２図は第１図におけるスクリユー式送
出機の要部を拡大して示す要部拡大正面図であ
る。 １０：キユポラ、１２：粉粒炭材供給装置、１
４：送風路、１６：分岐流路、１８：粉粒炭材供
給管、３０：スクリユー式送出機、４０：リング
ブロア（加圧ブロア手段）、４４：バイパス流路、
４６：流量制御弁。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 溶解炉と、所定の空気供給源から供給される
   空気を該溶解炉に導く送風路と、所定量の粉粒
   炭材を供給せしめる粉粒炭材供給手段と、該粉
   粒炭材供給手段から供給される粉粒炭材を前記
   溶解炉内に導く粉粒炭材供給路とを含む溶解炉
   装置にして、 前記送風路に分岐流路を設けて、該送風路内
   を送風される空気の一部を分岐せしめると共
   に、該分岐流路上に、該分岐された空気を加圧
   せしめる加圧ブロア手段を設け、そして該加圧
   ブロア手段からの加圧空気を前記粉粒炭材供給
   路に導いて、前記粉粒炭材供給手段から供給さ
   れる粉粒炭材に作用せしめるようにする一方、
   前記分岐流路上に、前記加圧ブロア手段をバイ
   パスするバイパス流路を設け、該加圧ブロア手
   段にて加圧された前記加圧空気の一部を該バイ
   パス流路を通じて該加圧ブロア手段の上流側に
   帰還せしめるようにすると共に、該バイパス流
   路に流量制御弁手段を設けて、該バイパス流路
   を通じて前記加圧ブロア手段の上流側へ帰還せ
   しめられる加圧空気の流量が該流量制御弁手段
   にて制御せしめられるようにしたことを特徴と
   する溶解炉装置。 (2) 前記粉粒炭材供給手段が、粉粒炭材を収容す
   るタンクの下部に設けられて、該タンクから粉
   粒炭材を軸心回りの回転によつて送出せしめる
   スクリユー式送出機を含んで構成されている実
   用新案登録請求の範囲第１項記載の溶解炉装
   置。