JPH0641835B2 - バーナーの挿入位置制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は例えばフエロニッケルの溶錬用電気炉等の炉
内の原料中に挿入して使用される細長いバーナーの挿入
位置を制御するための装置に関するものである。

〈従来技術と解決すべき問題点〉 従来例えばフエロニッケルの溶錬用電気炉では第２図の
ように電気炉２に予じめ８００〜９００℃に予熱された
粉粒状の原料３を投厚管４から装入し３本の電極５に通
電し、主としてスラグ層６を介して電極間に流れる数万
アンペアの大電流によるジュール熱によって原料３を加
熱溶解させる。その際原料３中の鉱石と還元剤とが反応
して溶体として沈降し、比重差によりスラグ層６とメタ
ル層７が形成される。一方原料３は投原管４からチョー
クフィードされているので、溶解されて容量が減少する
と逐次炉内に流入する。そして所定時間毎にスラグとメ
タルが抜き取られるが、そのときは短時間に大量の原料
が流入することになる。ところで我国では電気エネルギ
ーが高価なため、安価な化石燃料を使用して電気エネル
ギーの一部を代替する技術が開発されつつある。その一
環として電気炉内の原料の高温部にバーナーを挿入し重
油又は微粉炭を酸素又は酸素含有空気で燃焼させ原料を
溶解する方法がある。この方法では第２図のように長さ
５〜６ｍの細長いバーナー１が炉外で支承され、原料３
の中に斜め上方から挿入して使用されるので、バーナー
１は傾斜してポスト１１に取着されたガイド８に沿って
中心軸の方向に前後進可能に配設されている。しかし前
述のように炉内の原料３は、溶解されるに伴い不定期に
流動し、その方向も速度も一定しないので、原料中に挿
入されたバーナー１に圧力が加わりバーナーを変形させ
て前後進不能になったり、装置を破損させたりする問題
があった。そのため作業員が時々バーナーを引上げて再
挿入する必要があり手数がかかるばかりでなく、バーナ
ーの出し入れに伴い炉内の温度分布や溶解ゾーンが変化
するため炉況に悪影響を及ぼしたり、稼働率が低下する
問題があった。

〈問題点を解決するための手段〉 この発明は前記の問題点を解決するためにバーナーの挿
入機構を支承しその挿入角度を変更する稼働機構と、炉
内の原料によりバーナー先端部に加わる圧力を検出する
機構とを設け、検出された圧力に応じて挿入角度を調整
するようにしたものである。その結果原料の移動に追随
してバーナーの角度も変えられるので、無理な力が加わ
ることがなく、操業も中断する必要がなく安定した操業
を続けることができる。

〈実施例〉 本発明の一実施例を図面によって説明する。本発明の装
置は第２図のようにバーナー１を前後進可能に支承する
ガイド８と、該ガイド８を支承するアーム９とバーナー
に加わる圧力を検出する検出機構１０とからなってい
る。アーム９は図示してない建屋に固着された垂直なポ
スト１１に係着された垂直なシャフト１２に軸支されて
おり一方の端部に配設されたパワーシリンダー１３によ
って、水平方向に所望角度に旋回可能になっている。そ
してアーム９の他方の端部に配設された水平な軸１４に
ガイド８が軸支されており、該ガイド８は軸１４の上方
に配設されたパワーシリンダー１５によって所望角度に
傾転可能になっている。またガイド８の下面にはホルダ
ー１６が遊挿されたレール１７が取着されており、ホル
ダー１６はモーター１８とガイド８の両端に設けられた
チエンホイル２０に係着されたチエン１９によってレー
ル１７に摺動してその略々全長に亘って前後進可能にな
っている。更にガイド８の下端部下面には、ガイド８に
直角方向の一対のローラー２１が設けられている。そし
てバーナー１の先端部はローラー２１の間に挿通され、
基部はホルダー１６に係着されている。次に検出機構１
０は中央部をガイド８の下端部上面に軸支されたレバー
２２と該レバー２２の一方の端部に係着され、下端部で
バーナー１の下面を支承するアーム２３と、レバー２２
の他方の端部に係着されたクランク２４と、該クランク
２４の先端部の上下方向の移動によって作動する２個の
リミットスイッチ２５，２６とからなっている。そして
クランク２４を介してレバー２２はスプリング２８でア
ーム２３を引上げる方向に付勢されており、常時はリミ
ットスイッチ２６が作動している。従ってバーナー１は
基部をホルダー１６とレール１７を介してガイド８に支
承され、先端部は側面をガイド８のローラー２１で、下
面を検出機構１０のアーム２３で支承された状態でガイ
ド８に沿って前後進可能となっている。また本実施例で
はガイド８はパワーシリンダ１５によって水平面との角
度が５０〜７０度の範囲で傾転可能であり、且つ水平方
向にはパワーシリンダー１３によって中央位置から±２
０度の間旋回可能となっているが、これらの角度は炉の
装入口の寸法に応じ所望の値に設定すればよい。

次に本発明の装置を電気炉で使用する方法について説明
する。先ずバーナー１が引上げられた状態でパワーシリ
ンダー１５を作動させ傾転角度を下限の５０度近辺に調
整し、パワーシリンダー１３で水平方向の位置を可動範
囲の中心近辺に調整する。次にモーター１８を始動して
バーナー１を前進させ第２図のような電気炉２の炉蓋２
９に設けられた透孔３０から炉内に挿入したら原料３に
挿入する前に一旦停止して燃料と酸素を供給して着火さ
せ、所定の燃焼条件に調整する。その状態でバーナー１
を更に前進させて原料３の所定深さまで挿入する。この
ときは検出機構１０のリミットスイッチ２６が作動して
いるが時間の経過と共に原料３が次第に溶解し、順次降
下してくると、バーナー１には下向きの圧力が加わる。
その圧力がスプリング２８の付勢力より大きくなるとレ
バー２２、クランク２４を介してリミットスイッチ２５
が作動する。すると図示してない制御器が作動してパワ
ーシリンダー１５を始動してガイド８を介してバーナー
１を傾動させる。そしてバーナー１に加わっていた力が
除かれると、再びリミットスイッチ２６が作動し、シリ
ンダー１５は停止する。必要に応じ同時にモーター１８
を始動してバーナーの挿入深さを調整してもよい。この
状態を繰返してバーナーの傾動角度が上限の７０°に達
したら、モーター１５でバーナー１の先端を一旦原料３
の表面上まで引上げ、傾動角度を下限に戻してから再び
挿入すればよい。これらの操作は制御器によって無人で
自動的に行うことができるし、必要に応じ電炉の操作室
で表示信号を見ながら操作してもよい。また、この例で
は検出機構は傾転方向の圧力のみ検出しているが、ロー
ラー２１で横方向の圧力を検出し、旋回シリンダー１３
を単独又は傾転と同時に制御するようにしてもよい。更
に他の装置で炉内の溶体の上面を検出してモーター１８
を制御しバーナーの先端位置を最適な挿入深さに調整す
る機能を付加することもできる。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明の装置ではバーナーの先端
に加わる圧力を検出してバーナーの傾動角度を調整可能
にしたので、バーナーに無理な力が加わって損傷させる
ことがない。またバーナーの角度を必要なだけ微調整す
ることと、バーナーの引上げを長時間行わなくてもよい
ので炉況に及ぼす影響が小さく安定した操業を続けるこ
とができ、その結果稼動率も向上する等大きな効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の使用状況を説明する図であり、
第２図は主要部の正面図、である。 １……バーナー、２……電気炉、３……原料、４……投
原管、５……電極、６……スラグ層、７……メタル層、
８……ガイド、９……アーム、１０……検出機構、１１
……ポスト、１２……シャフト、１３……パワーシリン
ダー、１４……軸、１５……パワーシリンダー、１６…
…ホルダー、１７……レール、１８……モーター、１９
……チエン、２０……チエンホイル、２１……ローラ
ー、２２……レバー、２３……アーム、２４……クラン
ク、２５……リミットスイッチ、２６……リミットスイ
ッチ、２８……スプリング、２９……炉蓋、３０……透
孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】溶錬炉の原料中に挿入して使用されるバー
   ナーの挿入機構部を支承し、その挿入角度を変更する傾
   動機構と、炉内の原料によりバーナー先端部に加えられ
   る圧力を検出する機構とが設けられ、検出された圧力に
   応じて挿入角度が調整されるようにしたことを特徴とす
   るバーナーの挿入位置制御装置。