JPS60248991A - 電気炉用スクラツプの予熱装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電気炉からの高゛温排ガスを用いてスクラップ
を予熱する装置に関する。これは、スクランプを所望の
温度に予熱することにより、電気炉排ガスからの熱回収
を図ると共に、その予熱に際し発生する悪臭ガスを脱臭
するスクラップの予熱装置の分野で利用されるものであ
る。

（従来技術〕 電気炉の高温排ガスを用いてスクラップを予熱すると、
その排ガスの保有する熱エネルギを回収することができ
る反面、スクラップに混在している油、塗料、ゴム等の
有機物が気化して悪臭を伴う排ガスの発生することが多
い。このスクラップ予熱済み排ガスを大気に放出すると
環境汚染の原因となるので、電気炉直後の高温排ガスダ
クトに帰還させ、そこで再燃焼させることによって脱臭
し、除塵器を介して煙突より大気に放出するものがある
。しかし、スクラップ予熱後の排ガスは降温されている
ので、これを帰還させると、スクラップ予熱器に導入さ
れる排ガス温度も低下することになり、所望のスクラッ
プ予熱温度が得られな（なる場合があるだけでなく悪臭
ガスの発生を抑制できない場合が生じる。

これを解決した装置として、特開昭５８−３７４７７号
公報に記載された電気炉用スクラップの予熱装置が提案
されている。この装置には、第４図に示す均温化器５が
燃焼塔３、高温除塵器４などと共にスクラップ予熱器７
の上流に設けられ、電気炉１のスクラ・７プ楕錬中に生
じた含塵高温排ガスの保有するエネルギを蓄熱したり放
熱することによって、そこを流過する排ガスの温度を常
時均一に保持するようになっている。したがって、分岐
管６の一方側６ａからスクラップ予熱器７に導入される
排ガスはスクラップを十分に予熱する所定温度に維持さ
れ、しかも、その予熱済み排ガスが再度均温化器５を流
通する際脱臭されることになる。

このような均温化器５は蓄熱材が充填されたものであっ
て、新たな熱源を必要としない利点がある。

ところが、電気炉ｌの傾転を可能にするためのブレーク
フランジ２や燃焼塔３および高温除塵器４のダクト接合
部から外気が侵入するので、均温化器５内の温度が悪臭
成分の燃焼に必要な温度である例えば６００〜６５０℃
に保持されず、脱臭が十分に行なわれない場合が生じる
問題がある。加えて、均温化器５を設置するにはその目
詰りを防止するなどのだめの燃Δ塔３や高温除塵器４が
必要とされ、予熱装置全体の小型化が容易でない問題も
ある。

〔発明の目的〕

本発明は上述の問題を解決するためになされたもので、
その目的は、スクラップの予熱に伴って発生する悪臭ガ
スを含んだ排ガスを完全脱臭して環境汚染を回避し得る
と共に、電気炉排ガスの保有する熱エネルギを可能な限
り回収してスクラップを予熱することができる電気炉用
スクラップの予熱装置を提供することである。

〔発明の構成〕

本発明のスクラップの予熱装置の特徴を図面に基づいて
説明すると、第１の発明は第１図に示すように、電気炉
１から発生する含塵高温排ガスとスクラップ予熱後の排
ガスとが導入される混合室２５と、この混合室２５内の
排ガスの一部が循環されるスクラップ予熱器７と、排ガ
スの残部を大気に放出する際その排ガスを脱臭するバー
ナ３４と、が設けられていることである。

第２の発明は、第３図に示すように、第１の発明の構成
に加えて、スクラップ予熱器７からの予熱済み排ガスを
混合室２５に帰還する前に昇温させる熱交換器８が設け
られると共に、排ガスの残部を大気に放出する際脱臭す
るバーナ３４が熱交換器８の上流に設けられていること
である。　７〔実施例〕 以下、本発明の実施例をその図面を参照しながら説明す
る。

第１図の系統図に示すように、スクラップを精錬する電
気炉１のガス排出口１ａに、含塵高温排ガスを流過させ
る高温排ガスダクト２１が設置され、そのダクト２１に
は、燃焼塔３、開閉自在の弁２２、誘引ファン２３が介
在されると共に、−除塵器１１および煙突１２が接続さ
れている。このようなダクト２１から分岐して導入ダク
ト２４が設置されると共にこれに混合室２５が接続され
、スクラップ予熱用の前述した含塵高温排ガスが導入さ
れるようになっている。混合室２５は後述するように排
ガスを二分して導出するようになっていて、その一部を
スクラップ予熱器７を経て循環させるためのダク１−２
６．２７が接続されていると共に、誘引ファン２８がダ
クト２７中に介在されている。この混合室２５の本体２
５Ａは、後述する機能を発揮するものであればよいが、
例えば第２図（ａ）、（ｂ）に示すように、下部にダス
ト排出口２５ａが設りられた逆円錐部２５ｂと、それに
一体の円筒状容器２５ｃと、その円筒状容器２５ｃの側
面上部に設けられたガス導入管２５ｄ、２５ｅと、容器
２５Ｃの上面２５ｆの中央部に設けられたガス排出管２
９などから構成されているサイクロン形式のものが採用
される。

上述のガス導入管２５ｄ、２５ｅは、それぞれ上述のダ
クト２４と２７とに接続されると共にその両者の固設位
置および方向は、それぞれから導入される排ガスの混合
とダスト除去に必要な旋回流を得るために、容器２５Ｃ
の側面上部近傍において同一レベルで近接し、かつ、そ
の容器２５ｃの耐火材でライニングされた内面壁の接線
方向となっ１いる。なお、混合された排ガスを導出する
ためのガス排出管２９が、第２図（ａ）のように、容器
２５ｃの内部に突入して設置されている場合にその内部
にＭ熱材２９ａを充填してお（と、その蓄熱材と混合ガ
スとの間で熱交換がなされ、スクラップ予熱器７でスク
ラップを予熱する混合ガスや大気に放出される排ガスを
常時はぼ一定の温度に保持する均温化機能を発揮させる
ことができる。上述のガス排出管２９の上部には、仕切
板３０で二分されたガス導出管３１．’３２が形成され
、それぞれダクト２６と後述するダクト３３に接続され
ている。これらのガス導出管の一方のガス導出管３２内
には脱臭用のバーナ３４が装着され、脱臭された排ガス
を大気に放出するため、第１図に示すように、開閉弁３
５が介在され上述のダクト２１に連通するダクト３３が
設けられている。

なお、上述のバーナ３４は悪臭が大気に放出され　、る
のを防止するため排ガス中の悪臭成分を燃焼させるもの
であるので、例示したような混合室２５と一体となって
いる必要はなく、図示しないがダクト３３内など混合室
の下流に独立して設けておいてもよい。ところで、その
バーナ３４による燃焼は脱臭に必要な程度でよいことか
ら、ある程度変動する混合室からの排ガス温度に見合っ
た燃焼制御が行なわれると、燃料消費量を抑制すること
ができる。そのため、本例では、バーナ３４の下流のダ
クト３３内に温度検出器３６が設置され、その検出値に
基づいて図示しない燃料供給弁の開度が調整されるよう
になっている。なお、その燃焼に必要な二次空気も必要
に応じて供給されるよう配慮されている。

このように構成された実施例によれば、次のようにして
スクラップ予熱に伴い発生する悪臭ガスを脱臭すること
ができる。

第１図に示すように、電気炉１が稼働すると、スクラッ
プ精錬に伴って含塵高温排ガスが発生しこの排ガスがガ
ス排出口１ａから高温排ガスダクト２１に導出される。

弁２２と３５の開度が適宜調整されると、ダクト２１と
導入ダクト２４へのガス量分配比率を変更することがで
きるが、スクラップを予熱することなく電気炉ｌを稼働
させる場合には弁２２のみが開口される。そして、高温
排ガスダクト２１に介在された重力沈降式の燃焼塔３に
おいて、含塵高温排ガス中の未燃焼成分が燃焼され、除
塵器１１を経て煙突１２から放出される。一方、スクラ
ップを予熱する場合、両弁２２．３５の開度が電気炉１
の稼働に見合うように調整され、上述の含塵高温排ガス
が導入ダクト２４からガス導入管２５ｄ〔第２図（ａ）
参照〕を介して混合室２５に導入される。一方、スクラ
ップ予熱器７を流過し、スクラップを予熱して温度が低
下した予熱済み排ガスは、誘引ファン２８により第２図
（ｂ）に示すガス導入管２５ｅを介して混合室２５に導
入される。両ガス導入管２５ｄ。

２’５ｅは、前述したように、混合室２５の本体２５Ａ
の円筒状容器２５Ｃの接線方向に固設されているので、
温度差の有する両排ガスは容器２５ｃ内で矢符３７方向
の旋回流となる。これによって排ガスの混合が行なわれ
である程度の悪臭成分が燃焼されると共に、その混合ガ
ス中のダストが遠心力により離脱し除塵される。ダスト
は容器２５Ｃの内面に沿って下降し、ダスト排出口２５
ａや逆円錐部２５ｂに溜るので、適時ゲー）２５ｇを開
いて取出される。除塵された混合ガスは、矢符３８方向
に反転して、ガス排出管２９に導入され、ガス排出管２
９内に蓄熱材２９ａが介在されていれば、混合ガスはそ
れと熱交換する。例えば、混合ガスが蓄熱材２９ａより
高温ならばそれに熱を与え、低温ならば蓄熱材２９ａか
ら熱を受取り、混合ガスの均温化が行なわれてバーナ３
４における燃焼の軽減が図られる。蓄熱材２９ａを流過
した混合ガスは、ガス排出管２９の上部の仕切板３０に
より二分されたガス導出管３１．３２に導入され、ガス
導出管３１内の混合ガスは、ダクト２６を介してスクラ
ップ予熱器７に導入されてスクラ゛ツブを予熱する。ス
クラップ予熱器７は、第１図に示すように例えば、並列
に配置された予熱バスケソＦ７ａ＋　７ｂを有している
ので、それぞれの上下流の弁の開閉を適宜選択すること
により、予熱バスケット７ａ、７ｂのいずれか一方のバ
スケット内でスクラップが常時所望温度に予熱される。

他方、ガス導出管３２の悪臭成分の残存する混合ガスは
ダクト３３に導出され、温度検出器３６が検出したダク
ト３−３を流過する排ガスの温度に応じて、バーナ３４
への燃料供給量の制御が行なわれ、脱臭に適した温度６
００〜６５０°Ｃに保持されると共に、過剰な燃料の消
費が抑制される。なお、脱臭された無害排ガスは、ダク
ト３３から高温排ガスダクト２１、除塵器１１を経て煙
突１２から大気に放出される。このようにして、大気に
放出される排ガスが脱臭されて環境汚染が回避されると
共に、スクラップ予熱による省エネルギ化が実現され、
その際、混合室２５でダストが除去され鋼の品質向上が
図られ、さらに、ダストの飛散による作業環境の汚染が
未然に防止される。加えて、混合室が燃焼塔、高温除塵
器、均温化器の機能を発揮する場合には、予熱装置全体
の簡素化・小型化を図ることができる。なお、均温機能
を有しない混合室を採用したり、上述のバーナに代えて
混合室に帰還する予熱済み排ガスを加熱するバーナを設
けるなど、適宜構成に変更を施しても、上述と同等また
はそれに近い効果を発揮させることができる。

第３図は第２の発明の実施例で、第１の発明の構成に加
えて、スクラップ予熱器７からの予熱済み排ガスを混合
室２５に帰還する前に昇温させる熱交換器８が設けられ
ると共に、排ガスの残部を大気に放出する際脱臭するバ
ーナ３４が熱交換器８の上流に設けられているものであ
る。このような構成の実施例によっても第１の発明の実
施例と同様に作動させることにより、スクラップの予熱
を図りつつ悪臭ガスを脱臭することができることに加え
て、バーナにおける燃料消費をより一層抑制して省エネ
ルギを実現できる。すなわち、第３図において、電気炉
１内で発生した含塵高温排ガスと、スクラップ予熱器７
でスクラップを予熱し終った低温の予熱済み排ガスとが
混合室２５内で混合される。この混合ガスは、ガス導出
管３２のバーナ３４で十分に脱臭されてダクト３３に導
出されると共に、その燃焼に伴って高温化されて熱交換
器８に導入される。その際、予熱済み排ガスを流過させ
て熱交換を図ると、混合室２５に帰還する予熱済み排ガ
スが昇温されるので、電気炉１からの排ガスとの混合温
度が高くなって混合室２５を出た後のバーナ３４による
脱臭加熱量が軽減され、燃料消費量を少なくすることが
できる。なお、エネルギ回収量の試算の一例を示せば、
以下のようになる。３０ＴＯＮ　／ＣＨＡＲＧＥの電気
炉１基の場合の削減電力量が４０ＫＷＨ／ＴＯＮである
とき、電気炉２基で１日４５ＣＨＡＲＧＥ操業できると
すれば、４０ＫＷ＋Ｉ　／ＴＯＮ　Ｘ　４５ＣＨ＾ＩＩ
ＩＧＥ／日ｘ　３０ＴＯＮ　／ＣＨＡＲＧＥｘ　３０日
Ｘ１２月Ｘ’１５円／に臀Ｎ　＝　２９１’、６００．
０００円／年となる。

一方、Ｉ　Ｃ）ＩＡＲＧＥに必要なバーナの燃料量は最
大８５Ｋｇ／　ＣＨＡＲＧＥ！であり、その費用を計算
すれば、８５Ｋｇ／ＣＨＡＲＧＥＸ　４５Ｃ１（へＩＩ
ＣＥ／日×３０日×１２月×５０円／Ｋｇ−６８，８５
０，０００円／年となる。その結果、その差額は２２２
，７５０．０００円／年で、その金額を電力回収量に換
算すると約３０ＫＷＨ／ＴＯＮ　、Ｌ、たがって、ｌ０
ＫＷＨ／ＴＯＮが燃料によって悪化することになり、そ
の値は削減電力量４０ＫＨＨ／ＴＯＮのおよそ２５％の
値である。しかし、前述のブレークフランジ部などの接
合部からの外気の侵入をできるだけ抑制するようにすれ
ば、混合室内での混合後の排ガス温度が高められるので
、この値は少なくなり、より回収効果が向上する。

〔発明の効果〕

本発明は以上詳細に説明したように、大気に放出される
排ガスがその放出前にバーナによって加熱され、それに
含まれる悪臭成分を十分に燃焼することにより脱臭され
、環境汚染が回避されると共に、スクラップ予熱による
省エネルギ化を図ることができる。また、少なくとも除
塵および混合機能を有する混合室を用いているので、構
成機器が減少して安価なスクラップ予熱装置とすること
ができる。なお、第２の発明では、バーナによって供給
された熱を回収する熱交換器を設けたので、第１の発明
よりさらに省エネルギ化を促進することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明におけるスクラップの予熱装置の１
実施例の系統図、第２図（ａ）は混合室の断面図、第２
図（ｂ）は同図（ａ）のｎ−ｎ線矢視断面図、第３図は
第２の発明におけるスクラップの予熱装置の１実施例の
系統図、第４図は先行技術における電気炉排ガスを用い
たスクラップの予熱装置の系統図である。 １−電気炉、７−スクラップ予熱器、８−熱交換器、２
５−ニー混合室、３４息バーナ。 特許出願人　川崎重工業株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電気炉排ガスを利用したスクラップの予熱装置に
   おいて、 電気炉から発生する含塵高温排ガスとスクラップ予熱後
   の排ガスとが導入される混合室と、この混合室内の排ガ
   スの一部が循環されるスクラップ予熱器と、前記混合室
   内の排ガスの残部を大気に放出する際その排ガスを脱臭
   するバーナと、が設けられたことを特徴とする電気炉用
   スクラップの予熱装置。
2. （２）電気炉排ガスを利用したスクラップの予熱装置に
   おいて、 電気炉から発生する含塵高温排ガスとスクラップ予熱後
   の排ガスとが導入される混合室と、この混合室内の排ガ
   スの一部が循環されるスクランプ予熱器と、そのスクラ
   ップ予熱器からの予熱済み排ガスを前記混合室に帰還す
   る前に昇温させる熱交換器と、前記混合室内の排ガスの
   残部を前記熱交換器を介して大気に放出する際その排ガ
   スを前記熱交換器の上流で脱臭するバーナと、が設けら
   れたことを特徴とする電気炉用スクラップの予熱装置。