JPH0353557B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、溶解されるべき金属のための少くと
も１つの閉鎖可能な供給開口を有する炉室と、少
くとも１つの熱源と、ガスを排出するための手段
とを含んでいる溶解金属のための炉に関する。

溶解金属のための炉では、エネルギーの損失を
制限する目的のため、燃焼室内に位置づけされた
１つのバーナー又は複数のバーナーを有している
炉において燃焼ガスであるところのガスを排出す
るための手段がしばしばこれ等の燃焼ガスから最
大量の熱を回収する手段を備えている。

回収された熱は炉内のバーナー又は複数のバー
ナーのための燃焼空気を予熱するため、又は水を
加熱するためのいづれかに使用することができ、
この高温水は種々の目的に使用することができ
る。

燃焼ガスからの熱を回収するこの方法に付随す
る欠点は効率が比較的低く−実際にはエネルギー
の15乃至25％節約が実現できる−、且つ特にバー
ナーのための燃焼空気の予熱は予熱した燃焼空気
の使用に特に適している高価なバーナーを必要と
する。

エナメル金属又は油残渣で汚染された金属又は
例えば合成プラスチツクの如き他の汚染物質を含
む金属の加工処理は塩を使用する又は使用しない
現在の炉、例えばロータリキルン、で可能であ
る。しかし乍ら、金属を含む有機成分間の相互の
科学反応はスラグの形成によつて多くは金属の損
失を増加する結果となる。更に、特に僅かな材料
の厚さのスクラツプを溶解するとき、炉室内の空
気の作用による金属表面の酸化の結果として、溶
解されるべき金属の比較的大きな表面により実質
的な効率の損失に遭遇する。

本発明の目的は、上述の欠点のない、いかなる
有機成分も熱分解でき、金属を予熱でき、且つ金
属を溶解することができ、一方これ等のステツプ
の各々が別々に行なうことができるばかりでな
く、炉内において２又は３のこれ等のステツプと
共に行なうこともでき、後者の場合では、炉内に
一旦挿入されたバツチは次の工程段階のための他
の場所に移される必要がない炉を提供することで
ある。

この目的のため、本発明は、ガスを排出するた
めの手段がこれ等のガスの少くとも１部分を炉室
へ再循環するための導管に連結されている上述の
型式の炉を提供している。

本発明は、溶解金属を最少量のエネルギーを用
いて、最適の溶解した金属の収率を得るため、出
来る限り酸素の少ない高温ガスにより溶解される
べき金属を加熱し、且つ金属と火焔との直接接触
が実際に常に酸化を増加するので、バーナーの火
焔と金属と最少の直接接触を許容することが望ま
しいという洞察に基づいている。

本発明による第１の実施態様によれば、炉室を
通り再循環されるガスはバーナーの燃焼ガスであ
り、一方、第２の実施態様によれば、再循環ガス
は加熱要素、例えば熱交換器により炉室の外部で
加熱される不活性ガスである。不活性ガス使用の
利点は溶解されるべき金属の酸化が更に抑制でき
ることである。

本発明による炉においては、炉室に位置づけさ
れるときは、バーナー又は複数のバーナーの火焔
を出来る限り短く保つか、又はバーナーをシステ
ム内のどこか他の場所に位置づけするのが望まし
い。溶解されるべき金属の加熱は炉室又はシステ
ム内の他の場所の１つ又はそれ以上のバーナーに
より行なう必要はない；１又はこれ以上のバーナ
ーによつて加熱される熱交換器により間接加熱を
行なうことも可能であり、一方最終的に、電気的
加熱も使用できる。熱伝達媒体と溶解されるべき
金属との間の温度差を出来る限り少くすることは
最少量の金属酸化物、従つて最大の収率を得るの
に好ましいことが判つた。

本発明によれば、燃焼ガス又は不活性ガスのい
づれかの高温ガスの少くとも１部分を炉室へ再循
環することによつて、溶解すべき金属に沿つて高
温燃焼ガスの最適循環が実現され、一方熱伝達媒
体と溶解されるべき金属との間の温度差を少くす
ることができ、且つエネルギーの消耗量が最少と
なる。本発明による炉はエネルギーの実質的な節
約を得ることが可能であり、これにより、アルミ
ニウム工業に使用されている公知の炉においては
５％以上である金属酸化物の成形を著しく減少す
る。

本発明による炉においては、また炉室内の温度
を公知の炉よりもよく制御することができる。そ
の結果として、本発明による炉は、前処理を必要
とすることなく、エナメル金属又は油で汚染され
た金属の溶解にも使用することができる。この効
果のため、汚染された金属は先づ比較的低い温度
で汚染物質を除去し、熱分解後炉内の温度は、更
に金属の加熱及び溶解のための望ましい温度に達
するまで増加される。

本発明の好ましい実施態様によれば、２つ又は
これ以上の実質的に同一の炉の結合体が提供され
ており、第１の炉の高温ガスはその炉の炉室へ１
部分が再循環され、他の部分が予熱のため、且つ
必要があれば、溶解されるべき金属を熱分解する
ために使用される第２の炉の炉室へ導かれる。

２つの同一の炉の結合は、異なる加工処理ステ
ツプ時間に関連して、相互に異なる炉における加
工処理ステツプを調和する際に時折問題を生ずる
ことがある；このような場合には２以上の炉を結
合するのが望ましい。いくつかの別箇の炉を使用
する、代りに、溶解されるべき金属が第１の区画
で熱分解され、第２の区画で予熱され、溶解した
金属が高温状態で第３の区画に維持されるように
なつている炉室内に複数の区画を含む炉を使用す
ることができ、その配置は燃焼装置からの高温ガ
スにより、又は液状の金属によつて常に加熱が行
なわれるようになつている。

本発明の１実態様を添付図面を参照して、実施
例により説明する。

第１図は炉室１を示しており、この中に金属ス
クラツプ又は新しい金属片のいづれかであればよ
い溶解されるべき金属をドアー２を通り装するこ
とができる。参照番号３がホールデイングバーナ
ー（holding burner）を、番号４が２つの溶解バ
ーナーを示している複数のバーナーが炉室内で終
つている。金属の溶解中に生成された燃焼ガスは
制御可能な弁６に沿つて導管を５を通り煙突７へ
逃げることができる。燃焼ガスを後期燃焼するた
めアフターバーナー９を弁６と煙突７との間に設
けることができるので、煙突７を通り逃げるガス
は環境を汚染しない。

また、バーナー３，４に隣接する導管５は炉室
１と連通しており、一方送風機８は高温の燃焼ガ
スを炉室１へ再循環するための導管５内に内蔵さ
れている。また導管５に又は導管５に隣接して、
炉室内の圧力を測定し、それを弁６の位置を動か
すことによつて所定の値に保つ圧力計１０が設け
られている。弁６の閉止位置ではすべての燃焼ガ
スは溶解されるべき金属を加熱するため送風機８
によつて炉室内に再循環されることは明らかであ
ろう。しかし乍ら、炉室内の圧力が所定の値を超
えると、炉室内の圧力を所望の値に維持するため
ゲージ１０からの制御信号によつて弁６がより大
きな程度又はより少い程度に開かれる。好ましく
は、送風機８は、溶解されるべき材料に最適の熱
伝達を保証するように高速で燃焼ガスを循環す
る。

金属を加熱するために、燃焼ガスの代りに不活
性ガスが使用されるときは、炉室上のバーナー３
及び４を省くことができ、その代りに加熱要素が
導管５に結合される。第１図は実施例として点線
で熱交換器１１を示しており、これは導管５内の
不活性ガスを加熱するために導管１２を通り高温
媒体を受け入れる。不活性ガスが使用されるとき
は、勿論燃焼ガスは生成されない；しかし乍ら、
汚染された金属が溶解されるとき、種々の煙が生
成され、これは煙突７により排出することができ
る。

炉室と煙突７との間の導管５の部分内にまた燃
焼ガスから余熱を回収する所謂エコノマイザーを
設けることができ、この熱は例えば水を加熱する
のに使用することができ、その結果炉のエネルギ
ー効率が更に増加される。

金属を溶解する際、金属が例えば熱分解により
汚染物を除去することができれば、先づ溶解され
るべき金属を第１の温度に予熱し、次に、その金
属を第２の高温度で溶解するのが好ましい。第２
図に示された実施態様はこの目的のため特に適し
ている配置である。前の炉に比べて、この配置は
予熱された金属が予熱炉から溶解炉本体へ移され
る必要がないという利点を有している。

第２図に示された実施態様においては、相互
に、第１図に示された炉と同一である２つの炉が
このため設けられている。第２図の左側の炉の
種々の部分は第１図の炉の参照番号と同じ参照番
号によつて示されており、一方第２図の右側の炉
の部分は第１図の炉の参照番号と同一の参照番号
を有しているが特色を備えている。同様に種々の
部分の機能は第１図に示された炉のこれ等の部分
の機能と同一である。第２図による実施態様にお
ける燃焼ガスのための導管５及び５′は導管１１
によつて相互に連結されており、その中に制御可
能な弁１２が取付けられている。弁１２は圧力計
１０又は圧力計１０′のいづれかによつて制御さ
れる。

第２図に示された炉の作動は下記の如くであ
る。第２図において、ある所定の時点で、左側を
炉が溶解炉であり、右側の炉が予熱炉であると仮
定する。溶解炉からの燃焼ガスは送風機８によつ
て導管５を通り炉室１へ循環され、一方圧力計１
０が炉内の圧力を所定の値に維持する。また、弁
１２が圧力計１０によつて制御されるので、炉室
１からの過剰の燃焼ガスを、弁６を閉じたままに
して、送風機８′によつて導管５′を通り予熱炉の
炉室１′へ導くことができる。

予熱炉においては、バーナー３′のみが燃焼し
ておりこれは送風機８′によつて供給される炉室
１からの燃焼ガスと一緒に炉室内の金属を所望の
所定の温度にもたらす。ゲージ１０′が、炉室
１′内の圧力が所定の値を超えたことを検出する
と、適切な信号によつて前記のゲージが弁６′を
開くので、燃焼ガスの１部分が煙突７′を通つて
逃げることができる。あるいはまた、これ等の燃
焼ガスは余熱を回収するためエコノマイザーを通
り導くことができる。

炉室１内の金属が溶解したとき、この金属は図
示しない流出路によつて炉から取出すことがで
き、溶解すべき新しい金属の量を炉室１内に装入
することができる。炉室１においては、もつぱら
予熱バーナー３が点火され、一方炉室１′におい
てはバーナー３′の他にまた溶解バーナー４′が点
火される。圧力計１０′が弁１２の制御を引き受
け、弁６′は閉じたままとなる。ゲージ１０が弁
６を制御する。第２図の左側の炉が予熱炉として
作用し、一方右側の炉が溶解炉として作用する
と、導管５′内の燃焼ガスの１部分は送風機８に
よつて導管１１により炉室１へ導かれ、燃焼ガス
のための導管５がバーナー３と共に炉室１内の金
属の予熱のため設けられている。第２図に示され
た構成により、予熱した金属を他の炉へもはや移
す必要がなく、一方更に燃焼ガス内の余熱は最適
に利用される。特に汚染した金属が溶解されると
き、炉は外気から気密に閉鎖され、与えられた過
大な圧力が圧力計１０によつて炉内に維持される
のが望ましい。このような配置は、さもなくば爆
発を生ずるかも知れない熱分解の際に生じた不完
全燃焼ガス中に酸素が入らず、且つ燃焼ガスが自
由に逃げることができないことを保証する。第２
図に示された実施態様では、両方の炉は第１図の
炉と同一であるから、所望により、弁１２が閉ざ
されていれば、いづれかの炉を別々に使用するこ
とが可能である。このことは例えば、修理の場
合、又は溶解すべき金属の予熱が必要でないとき
重要である。

第２図に示された対の炉の構造では、勿論燃焼
ガスの代りに溶解すべき金属を加熱するため不活
性ガスを使用することも可能であり；その場合に
は導管５そして／又は５′に対して加熱要素、例
えば第１図に示された如き熱交換器を結合する必
要がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は溶解金属のための炉を概略的に示して
いる、第２図は２つの炉の燃焼ガスを再循環する
ための手段が互に結合されている本発明による好
ましい実施態様を概略的に示している。 １……炉室、２……ドアー、３，４……バーナ
ー、５……導管、６……弁、７……煙突、８……
送風機。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溶解されるべき金属のための少くとも１つの
   閉鎖可能な供給開口を有する炉室と、少くとも１
   つの熱源と、該炉室からのガスを排出するための
   手段とを含む金属を溶解するための炉において、 該ガスを排出するための手段がこれ等のガスの
   少くとも１部分を該炉室へ再循環するための導管
   に連結されていることを特徴とする炉。 ２ 該ガスが燃焼ガスを含む特許請求の範囲第１
   項記載の炉。 ３ 該ガスが不活性ガスを含む特許請求の範囲第
   １項記載の炉。 ４ 送風機が該ガスの少くとも１部分を再循環す
   るための導管内に設けられておる点、該ガスを排
   出するための手段が導管によつて１側部において
   煙突と連絡しており、調整可能な弁が該導管内に
   内蔵されておる点、及び圧力計によつて制御され
   る該制御可能な弁を備えた、該炉室内の圧力を測
   定するための装置が該炉室内に設けられている点
   に特徴を有する特許請求の範囲第２項又は第３項
   記載の装置。 ５ 該少くとも１つの熱源が該炉室の外部に設け
   られていて、該熱源が該ガスを加熱するため少く
   とも１部分のガスを再循環するための該導管に連
   結されている加熱要素であることを特徴とする特
   許請求の範囲第３項又は第４項記載の炉。 ６ 該ガスを煙突へ排出するための該導管内に該
   燃焼ガスから熱を回収するための手段が設けられ
   ている特許請求の範囲第４項又は第５項記載の
   炉。 ７ 該第１の炉と本質的に同一である第２の炉が
   設けられており、該第１の炉からの該ガスの少く
   とも１部分を再循環するための該導管が、２つの
   該導管の間の連結部分に内蔵されている制御可能
   な弁を有していて、該第２の炉からの該ガスの少
   くとも１部分を再循環するための該導管に連結さ
   れている特許請求の範囲第４項又は第５項記載の
   炉。 ８ 第１の状態において、該第１の炉の煙突への
   該導管内の制御可能な弁が閉じられ、該連結導管
   内の該制御可能な弁が該第１の炉室内の該圧力計
   により制御され、一方該第２の炉の煙突への該導
   管内の制御可能な弁が該第２の炉室内の該圧力計
   によつて制御され、第２の状態において、該第２
   の炉の煙突への該導管内の該制御可能な弁が閉じ
   られ、該連結導管内の該制御可能な弁が該第２の
   炉内の該圧力計により制御され、一方該第１の炉
   の煙突への該導管内の該制御可能な弁が該第１の
   炉室内の該圧力計によつて制御される特許請求の
   範囲第７項記載の炉。 ９ 該圧力計が該炉室内に大気圧以上の圧力を維
   持するため調整される特許請求の範囲第４項又は
   第７項記載の炉。