JPH0535351B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、スクラツプ等の溶解方法に係り、特
に、省電力化と排ガスの顕熱と潛熱との有効利用
を達成することができるスクラツプ等の溶解方法
に関する。

［従来の技術］ 一般にスクラツプ等の固体の鉄を再利用するた
めに、これを溶解する装置として、三相電極のア
ーク熱を利用する三相アーク炉はすでに知られて
いる。

このアーク炉は、上方が開放されたアーク炉本
体内に原料スクラツプを投入しておき、これに三
相電極を挿入しつつ上蓋をして放電させ、このア
ーク熱により原料を溶解するようにしたものであ
る。そして、このアーク炉本体から発生する排ガ
スは周辺部より炉内に侵入した空気を主成分とす
るが一部CO等の可燃分を含んでいるため、排ガ
スを炉内より取出してこれを燃焼し、この燃焼ガ
スにより原料スクラツプを予熱して熱の有効利用
を図つている。

また、溶解時に生成される排ガスを有効利用す
る溶解方法として、２基の溶解炉を並設してそれ
ぞれを排ガス通路で連通させておき、一方の溶解
炉内で溶解を行なうときに発生する高温排ガスを
他方の溶解炉内に導き、これに予め装入した原料
を予熱するようにし、装入原料の溶解と予熱とを
交互に繰返し行なうことがなされている。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、従来の溶解方法の如くアーク熱でス
クラツプ等の原料を溶解する場合には、排ガスで
予熱を行なつているといえども多量の電力を必要
とし、特に我国のように電気料の高い国において
は、操業コストの高騰を余儀なくされていた。

そこで、溶解のために、電気エネルギと油、石
油ガスとを併用することも行なわれてはいるが、
油、石油ガス等も高価であり、操業コストを充分
に低減することはできない。

また、溶解時に発生する高温排ガスで他の原料
を予熱してはいるが、この排ガス温度は約600度
前後と低く、従つて原料の予熱温度も200〜300度
と更に低くなつて十分な予熱を行なうことができ
ない。また、排ガス中に含まれる可燃ガスを燃焼
することも行なわれてはいるが、可燃ガスの含有
率は非常に低く排ガスを充分に温度上昇させるこ
とができない。

更には、前述の如く原料の予熱温度が低いこと
から、原料中に含まれる有機分の熱分解により発
生する悪臭成分が公害の発生源となつていた。

特にスクラツプ消費量が今後大きく増加するこ
とが予想される今日において、上記した問題点の
解決が早期に望まれている。

［発明の目的］ 本発明は以上のような問題点に着目し、これを
有効に解決すべく創案されたものである。

本発明の目的は、溶解と予熱の両機能を有する
複数の溶解炉を備え、溶解と予熱とを交互に繰返
して行なうに際し、１の溶解炉内の原料溶解時に
炭材吹込により発生する高温可燃ガスからまず顕
熱回収を行ない、更に、この可燃ガスを燃焼させ
て発生する高温排ガスにより他の溶解炉内の原料
を予熱して潛熱を回収するようにし、もつて大幅
な電力の削減を図ることができるスクラツプ等の
溶解方法を提供するにある。

［発明の概要］ 上記目的を達成する本発明の構成は、原料の予
熱と溶解の両機能を有する複数の溶解炉を備え、
１つの溶解炉内の原料溶解時に発生する排ガスを
他の溶解炉内へ導入して予熱し、原料の予熱と溶
解とを交互に繰返して行なうのに際し、１の溶解
炉内で炭材を酸素とともに吹込むことにより、こ
れらをを可燃ガス生成反応させてこの反応熱によ
り原料を溶解し、得られる高温可燃排ガスにより
他の原料を予熱してまず顕熱回収を行ない、次い
で、顕熱回収後の低温化した可燃排ガスを燃焼さ
せて高温化し、この高温ガスで他の溶解炉内の原
料を予熱して潛熱を回収し、もつてアーク加熱を
ほとんど行なうことなく原料溶解を行なうように
したことを要旨とする。

［実施例］ 以下に、本発明方法を添付図面に基づいて詳述
する。

第１図は本発明方法を実施するための溶解炉設
備を示す概略フロールートである。

図示する如くこの溶解炉設備は複数（図示例に
おいては２基）の溶解炉すなわち第１溶解炉１及
び第２溶解炉２と、溶解時に発生する高温可燃ガ
スから顕熱を回収する原料予熱器３と、顕熱回収
後の可燃ガスを燃焼する燃焼塔４とにより主に構
成されている。上記両溶解炉１，２はともに同様
な構造になされており、しかもともに原料の溶解
と予熱の両機能を備えている。すなわち炉蓋５，
５の上方には炉内へ挿脱自在になされた電極６，
６を備えると共に底部側壁には生成した溶鋼を取
出すための出鋼口７，７及び炉を予熱器として使
用する際に予熱ガスを炉内へ導入するための予熱
ガス導入口８，８が形成されている。また、炉の
底部９，９には溶解時に炉内へ微粉炭等の炭材を
酸素又は空気とともに吹込むための吹込口１０，
１０が形成されると共に、炉蓋５，５には溶解時
に高温排ガスを排出する高温ガス排出口１１，１
１と予熱時に低温ガスを排出する低温ガス排出口
１２，１２が形成されている。

図中、実線は第１溶解炉１を原料溶解のために
機能させると共に第２溶解炉２を原料予熱のため
に機能させている経路を示し、破線はその逆の場
合を示す。

両溶解炉１，２の高温ガス排出口１１，１１
は、途中に第１開閉弁１３及び第２開閉弁１４が
それぞれ介設された高温可燃ガス通路１５，１６
を介して原料予熱器３のガス導入口１７にそれぞ
れ接続されている。この原料予熱器４のガス排出
口１８は燃焼塔４のガス入口１９に通路２０を介
して接続され、このガス出口２１は途中に第１開
閉弁２２及び第２開閉弁２３がそれぞれ介設され
た高温排ガス通路２４，２５を介して第１及び第
２溶解炉１，２の予熱ガス導入口８，８にそれぞ
れ接続されている。

各炉の低温ガス排出口１２，１２は、途中に第
１開閉弁２６及び第２開閉弁２７がそれぞれ介設
された低温ガス通路２８，２９を介して燃焼用空
気予熱器３０のガス導入口３１に接続され、この
ガス排出口３２は排気ガスフアン３３を介した後
集じん器３４に接続されている。

また、上記燃焼用空気予熱器３０内で予熱され
た燃焼用空気を前記燃焼塔４内へ導入するために
空気出口３５と燃焼塔４のガス入口１９とを連絡
する通路３６が設けられている。

以上にように構成された溶解炉設備に基づいて
本発明方法を具体的に説明する。

まず、本発明方法の特長は１の溶解炉内で原料
溶解を行なうときは、その排ガスを利用して他の
溶解炉内で原料予熱を行なうようにした点にあ
り、これを交互に繰返して行なうものである。

まず、第１溶解炉１内で原料溶解を行ないつつ
第２溶解炉２内で原料予熱を行なうためには図中
実線で示す排ガス経路を成立させる。すなわち、
高温可燃ガス通路１５，１６の第１開閉弁１３を
開に、第２開閉弁１４を閉にし、高温排ガス通路
２４，２５の第１開閉弁２２を閉に、第２開閉弁
２３を開にし、更に低温ガス通路２８，２９の第
１開閉弁２６を閉に、第２開閉弁２７を開にす
る。

実線に示す排ガス経路が確立したならば、次に
操業に着手する。

まず、第１溶解炉１内に、この底部に設けた吹
込口１０から微粉炭、チヤー、コークス等の炭材
を酸素又は空気とともに吸込む。この溶解炉１内
にはアーク加熱により、或いは前工程で生成した
溶鋼を少し残留させるなどして初期溶鋼を予め形
成しておく。吹込まれた酸素分は吹込炭材又は銑
鉄中の炭素のように装入原料中に含まれる炭素と
ともに発熱反応を起し、CO，H₂、炭化水素系の
可燃ガスを発生させる。この時発生する熱量によ
り装入原料を昇熱し、溶解する。そして、発生し
た高温可燃ガスは約600℃前後で高温ガス排出口
１１から排出されて高温可燃ガス通路１５を通
り、第１開閉弁１３を通過した後、原料予熱器３
内へ導入される。この予熱器３内には予め原料が
装入されており、この原料を上記高温可燃ガスに
より200〜300℃まで１次予熱し、排ガスの保有す
る顕熱を回収する。尚、予熱後の原料は各溶解炉
内へ導入されて溶解されることになる。予熱器３
のガス排出口１８から排出される顕熱回収後の可
燃ガスは通路２０を介して燃焼塔４内へ導入さ
れ、導入されたこの可燃ガスは燃焼用空気予熱器
３０側から供給される燃焼用空気により燃焼され
て約1000℃前後の高温排ガスとなる。この際、原
料予熱器３から可燃ガスとともに搬送されてきた
悪臭分は燃焼塔４内の高熱のために熱分解されて
無臭となる。

この高温排ガスは燃焼塔４のガス出口２１から
排出された後、高温排ガス通路２５内を流れ、こ
れに介設される第２開閉弁２３を介して第２溶解
炉２内に導入される。この第２溶解炉２内におい
ては、予め他の原料が装入されており、この原料
を上記高温排ガスにより２次予熱して潛熱の回収
を行なう。この場合、第２溶解炉２は原料溶解の
ために機能するのでなく予熱器として機能する。
また高温排ガスは約1000℃と特に高く、従つて装
入原料は600〜800℃前後の高温にまで予熱される
ことになる。また、この予熱時に発生する悪臭
は、２次予熱自体が800℃以上の高温状態で行な
われるために、直ちに熱分解される。

尚、この際、第２溶解炉２内には炭材吹込を行
なつていないのは勿論である。

潛熱回収がなされて比較的低温となつたガス
は、第２溶解炉２の低温ガス排出口１２から排出
されて低温ガス通路２９を流れ、第２開閉弁２７
を通過した後、第１開閉弁が閉状態なので燃焼用
空気予熱器３０内に導入される。この導入された
排ガスは外気温と比較したら未だ高温なので、こ
の排ガスの保有する顕熱により燃焼用空気を予熱
し、更に熱回収を行なう。ここで予熱された燃焼
用空気は、通路３６を介して前述の如く燃焼塔４
へ導入されて可燃ガスの燃焼に寄与する。

一方、燃焼用空気予熱器３０を排出された排ガ
スは排気ガスフアン３３及び集じん器３４を通過
した後、大気中へ放出される。

このように、第１溶解炉１内で原料の溶解を行
ないつつ原料予熱器３内及び第２溶解炉２内で１
次予熱、２次予熱をそれぞれ行なつて第１溶解炉
内の溶解作業を終了すると、その溶鋼を出鋼口７
から取出す。

そして、空になつた第１溶解炉１内に、原料予
熱器３内で予熱した原料や新たな原料を装入して
前記方法と逆に第１溶解炉１を原料予熱のために
機能させ、第２溶解炉２を原料溶解のために機能
させる。すなわち、図中破線で示す排ガス経路を
確立させる。そのために前記方法とは逆に高温加
熱ガス通路１５，１６の第１開閉弁１３を閉に、
第２開閉弁１４を開にし、高温排ガス通路２４，
２５の第１開閉弁２２を開に、第２開閉弁２３を
閉にし、更に、低温ガス通路２８，２９の第１開
閉弁２６を開に、第２開閉弁２７を閉にする。こ
の場合の作用は、第１溶解炉１と第２溶解炉２と
の機能が交代するだで他は同様なので説明を省略
する。

このように、本発明においては溶解と予熱との
両機能を備えた複数（２基）の溶解炉１，２を交
互に溶解と予熱とを繰り返させて、一方の溶解炉
の溶解時に発生する排ガスを他方の溶解炉内に装
入した原料の予熱に利用するようになした溶解方
法において、１の溶解炉の原料溶解時に炭材吹込
を行なうことにより可燃ガス生成反応させてこの
反応熱により原料を溶解し、得られる高温可燃ガ
スを原料予熱器３内へ導入することにより他の原
料を予熱してまず顕熱を回収し、次いで、顕熱回
収後の可燃ガスを燃焼させて得られる高温排ガス
を他の溶解炉内へ導入することにより、それに装
入されている原料を高温予熱して潛熱を回収する
ようにしたので、全工程を通じてアーク加熱を全
く行なう必要がないか或いは使用するとしても初
期溶鋼生成時だけで済み、消費電力を大幅に削減
することができる。

具体的には、従来において、溶解炉の大きさに
もよるが、原料溶解のために電力エネルギ450〜
470KWH／Ｔを必要とし、オイルバーナ等の助
燃エネルギ等を利用しても360〜400KWH／Ｔを
必要としたが、本発明方法によれば250KWH／
Ｔ以下にでき、大幅に省電力化を図ることができ
た。

また、原料溶解時に発生する排ガスから顕熱回
収と潛熱回収とを行なつて２段階熱回収をなして
いるので、従来では30〜50KWH／Ｔの熱回収量
であつたが、本発明方法では70〜100KWH／Ｔ
に熱回収量を向上させることができる。

更には、各溶解炉１，２内においてそれぞれ高
温予熱された原料は、他に移送されることなくそ
のまま溶解されるので原料のハンドリングを大幅
に簡略化させることができる。

尚、上記実施例にあつては溶解炉を２基設けた
場合について説明したが、その数量に限定されな
いのは勿論である。

［発明の効果］ 以上要するに、本発明方法によれば次のような
優れた効果を発揮することができる。

(1) 炭材吹込により可燃ガス生成反応をさせて反
応熱により原料を溶解し、得られる高温可燃ガ
スから顕熱及び潛熱を回収するようにしたの
で、従来例に比較して消費電力を大幅に削減す
ることができる。

(2) 原料予熱器内における低温予熱時に発生する
悪臭成分を、燃焼塔内における可燃ガスの燃焼
時に発生する高温排ガスにより熱分解できるの
で、悪臭公害を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施するための溶解炉設
備を示す概略平面図である。 尚、図中１，２は溶解炉、３は原料予熱器、４
は燃焼塔、１０は炭材の吹込口、３０は燃焼用空
気予熱器である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ スクラツプ等の原料の予熱と溶解の両機能を
   有する複数の溶解炉を備え、１つの溶解炉内の原
   料溶解時に発生する排ガスを他の溶解炉内へ導入
   して予熱し、原料の予熱と溶解とを交互に繰返し
   て行なうに際し、１の溶解炉内で、炭材を酸素含
   有気体の存在下で可燃ガス生成反応させてこの反
   応熱により原料を溶解し、得られる高温可燃ガス
   により他の原料を予熱して顕熱を回収し、次い
   で、顕熱回収後の可燃ガスを燃焼させて発生する
   高温排ガスにより他の溶解炉内の原料を予熱して
   潛熱を回収するようにしたことを特徴とするスク
   ラツプ等の溶解方法。