JPS60232479A - 金属材融解装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 イ　発明の目的 （産業上の利用分野） この発明は、鉄などの金属材を融解するための金属材融
解装置に関する。

（従来の技術） 金属材を融解する方式として、炭素の電極棒と炉に装入
した金属材との間に電圧を加えてアークを発生させ、そ
の熱で金属材を融解させるアーク方式の炉や、燃料を燃
焼させた高温ガスを吹付けて金属材を融解する燃焼方式
の炉が知られている。

この場合、アーク方式よりも燃焼方式の方が費用が低廉
である。

また従来は融解炉で発生する高温ガスを有効に利用する
ことが行なわれていなかった。

（発明が解決しようとする問題点） この発明は、費用が低廉で、炉内で発生する高温ガスを
有効に利用することのできる融解炉を得ようとするもの
である。

口　発明の構成 （問題点を解決するための手段） この発明は、融解炉内を加圧状態にし、その中でアーク
方式による加熱と、高圧で送給した空気による燃料の燃
焼方式による加熱とを併用して金属材を融解させ、発生
した高温高圧ガスをガスタービンに導いてこれを駆動す
るようにして、発生ガスのエネルギを回収するようにし
たものである。

（作　用） 例えば、鉄材ＩＫｇを常温（２０°Ｃとする）から溶融
点（約１５６５°Ｃ）まで加熱するに必要な熱ｕＱは、
鉄の比熱をＯ、ｌ　Ｉ　Ｋｃａｌ／Ｋｇ’ＯとするとＱ
　＝　（１５８５−２０）　Ｘ　０．１１Ｆ　１７０Ｋ
ｃａｌ／　Ｋｇである。

また鉄ＩＫｇの溶融点での溶融潜熱は６５．５Ｋｃａｌ
／Ｋｇである。

従って高圧（６〜１１　ｋｇ／ｃｍ’）の高温ガス（１
６００〜２０００℃）で鉄材を常温から溶融点の近くま
で昇温させるには、融解させるよりも多くの熱量を要す
る。この発明は、溶融点まで昇温させる熱量は、低廉な
燃料の燃焼方式で供給し、融解をアーク方式で行なって
金属材の溶融を経済的に行なうようにしたものである。

また燃焼を高圧下で行なわせることにより、排カスをカ
スタービンに導いて、発電機を駆動させ、エネルギを回
収するようにした。

（実　施　例） 第１〜２図は、この発明による融解炉ｌの原理的構造の
１例を略示し、第３図は装置全体の構成を略示する。耐
熱、耐圧性の炉体２には同じく耐熱耐圧性の蓋体３が気
密に被せてあり、蓋体３から電極棒４が炉体２内に気密
に挿入されている。

炉体２には燃料ノズル５が気密に挿入されてあり、コン
プレノサ６からの空気管７、および燃料タンク８からポ
ンプ９により送られて来る燃料を導く燃料管１０をノズ
ル５に連結し、燃料を燃焼させるようにしている。

炉内で発生した高温高圧のガスは、排気口１１に接続し
た排気管１２によりガスタービン１３に導かれ、ガスタ
ービン１３の排気は熱交換器１４を通って、コンプレッ
サ６の吐出空気を加熱し、低温となって大気中に排出さ
れる。ガスタービン１３は、コンプレッサ６および発電
機１５を駆動する。

このように構成されるから、先ず、コンプレッサ６で圧
縮され３００　’Ｃ！位に昇温した高圧空気を、熱交換
器１３により更に４５０°Ｃ位まで昇温させてノズル５
に入れ、燃料管１０から送られて来る燃料を炉ｌ内で燃
焼させてＩ　Ｂｏｏ〜２０００　’Ｏの高温ガスを得る
。炉ｌ内に装入された融解させようとする鉄材を、この
燃焼ガスにより加熱して融解点近くまで昇温させ、次い
で電極棒４に電流を通して鉄材との間にアークを発生さ
せて鉄材を融解する。炉内で生じた高温高圧ガスは、排
気管１２によりガスタービン１３へ送られてこれを回転
させ、コンプレッサ６、発電機１５を駆動する。発電さ
れた電気は、電極Ｊｉａ４に供給して融解のためのエネ
ルギの一部として使用してもよいし、他の用途に向けて
もよい。

第４図は、第１〜２図の融解炉では、炉内を高圧にした
り、蓋体３に電極棒４を支持させたりするため、強度的
に無理があるので、この点を改善して本発明の実施に適
するように構成した融解炉を略示する。

この第二例の融解炉において、炉体２は、蓋体を被せな
いで、代りに耐圧容器１６の中に収容されている。耐圧
容器１６には、コンプレッサ６の吐出する圧縮空気を容
器１６内に押込むための通・気口１７および容器内の高
温高圧のカスをガスタービン１３へ送る排気口１８を設
け、またノズル５から高熱ガスを吹出すためノズル５に
連結した燃焼器１９に通じる燃料管１０、コンプレッサ
６に連結される空気管７を気密に貫通させている。

このように構成される第二例の融解炉は、比較的低温の
耐圧容器１６に耐圧強度を持たせ、炉体２は特に耐圧性
とする必要がないという点で有利である。その他の作用
は、第１〜２図の構成の融解炉と同様であり、第３図の
ようにコンプレッサ６、ガスタービン１３等と連結され
て同様に作用する。

（本発明の効果） （１）アーク方式、燃焼方式を併用するから、金属融解
に要する熱量の多くの部分を廉価な燃料により供給して
、融解炉の操業費用を低廉にできる。

（２）コンプレッサ６により高圧にした空気を供給して
燃料を燃焼させ、排出される高温高圧ガスをガスタービ
ン１２に導いて排ガスのエネルギを有効に回収できる。

（３）上記実施例のように、電極棒への通電を遅らせな
いで燃焼開始と同時に行なっ、ても、アーク方式のみに
よる融解よりも費用が低廉になる。

（４）鉄材のみならず、他の金属材の融解にも有効に利
用できる。

【図面の簡単な説明】

第１〜２図は融解炉の第一実施例を略示し、第１図は第
２図のＡ−Ａ線による縦断面図、第２図は第１図のＢ−
Ｂ線による横断面図、第３図は融解装置全体の構成略図
、第４図は融解炉の第二実施例を示す縦断面図である。 １：融解炉、２：炉体、３：１体、４：電極棒、５：ノ
ズル、６：コンプレッサ、７：空気管、８：燃料タンク
、９：燃料ポンプ、ｌＯ：燃料管、１１：排気口、１２
：排気管、１３ニガスタービン、１４：熱交換器、１５
：発電機、１６：１ｆｌＩ圧容器、１７：通気口、１８
：排気口、１９：燃焼器。 特許出願人　西　脇　仁　− 代　理　人　小　山　欽造（ほか１名）ｍ１図 第２図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電極棒（４）を挿入した融解炉（１）を密閉し、この融
   解炉（１）内に、コンプレッサ（６）からの圧縮空気に
   より燃料を燃焼させて得られる高熱ガスを吹込むノズル
   （５）を気密に挿入し、融解炉（１）に設けた排気口（
   １１）に高圧の排気をガスタービン（１３）に導く排気
   ？（１２）を設けた金属材融解装置。