JPS6155579A - 電気製鋼炉排ガスによるスクラツプの予熱方法 - 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〕 本発明は電気製鋼炉排ガスによるスクラップの予熱方法
に関し、詳しくは、スクラップを予熱する予熱バスケッ
トが排ガスダクトに複数個並列に設置されている場合の
スクラップの予熱方法に関する。これは、電気製鋼炉の
操業に伴い発生する高い熱エネルギを保有する排ガスを
用いて、電気製鋼炉に装入されるスクラップを予熱する
ことにより、溶解電力原単位の低減と製鋼時間の短縮を
実現する分野で利用されるものである。

〔従来技術〕

電気製鋼炉の操業に伴い発生する排ガスは、多量の塵埃
を含有するもの＼それが保有する熱エネルギ量は多大で
ある。そこで、この排ガスによって電気製鋼炉に装入さ
れるスクラップを予熱すれば、溶ＩＷ電力の節減と製鋼
時間の短縮を図ることができる。これに着目したスクラ
ップの予熱装置として、第６図に示したものがある。こ
れは、排ガスがスクラ・７ブを流過する間に、スクラッ
プに混入または付着している油１、塗料、ゴム、プラス
チックなどから生じる悪臭を除去することをも目的とし
ているものであるが、本質的には電気”Ｊ　Ｒ４炉２で
溶１す７されるスクラップを排ガス顕熱で予熱し、溶解
電力の低減を図っているものである。もう少し詳しく述
べると、電気Ｍ鋼炉２から排出された含塵高温排ガスは
燃焼塔３に導出され、排ガス流がやや停滞するようにな
っている燃焼塔３内で、排ガス中に含まれる例えばＣＯ
ガスなどの可燃物が自然着火して燃焼された後、並列に
配置された予熱バスケット４ａ、４ｂのいずれか一方に
導入され、排ガスの保有する熱エネルギにより、電気製
鋼炉２に装入されるスクラップが予熱されるようになっ
ている。なお、この例では降温した予熱済みの排ガスが
ファン１８によって循環ダクト１９を介して燃焼塔３の
上流におけるガス供給箱２０に戻され、電気Ｍ＆Ｍ炉２
から排出された含塵高温排ガスと燃焼塔３において混合
された後、予熱済み排ガス中の悪臭成分を可燃物と共に
燃焼させることにより脱臭を行なうようにしている。そ
の結果、スクラップ予熱器４に偉人される排ガス温度が
全般的に低くなり、所望の予熱温度をｆ５ることができ
ない問題がある。

ところで、電気製鋼炉の排ガスの温度は、第５図中の実
線で示すように、スクラップの装入後の初期／８解にお
ける低い炉内温度、スクラップを連装する際の外気混入
による温度低下、連装後の熔解における中間温度、再連
装の際の温度低下、再連装後の高い溶解温度に依存して
、所定量のスクラップを溶解するまでの間に４００〜１
２００　’Ｃの範囲で大きく変動する。その結果、燃焼
塔３からスクラップ予熱器４に供給される排ガス温度も
同様に変動するので、溶解時期によってはスクラップの
予熱程度が著しく異なることになる。一方、スクラップ
は順次電気３Ａ鋼炉に装入されるので、スクラップ予熱
器４で予熱される時間には限りがあり、その間にいずれ
のスクラップも同等の高い温度まで昇温されていること
が望ましいにも拘わらず、変動する排ガス温度に応じた
予熱しかできないため、電気９鋼炉での電力消費の大幅
な低減を期待することができないのが実情である。

〔発明の目的〕

本発明は上述の問題に鑑みてなされたもので、その目的
は、電気製鋼炉排ガスの大幅な温度変動を抑制すると共
に必要に応じてその温度を所望の高温に保持でき、その
熱エネルギによってスクラップを所定の時間内に一層高
温に予熱し、溶解電力原単位の著しい低減を実現すると
共に、排ガスの保有する熱エネルギをスクラップにでき
る限り回収させることができるようにした電気製鋼炉排
ガスによるスクラップの予熱方法を提供することである
。

〔発明の構成〕

本発明の電気製鋼炉排ガスによるスクラップの予熱方法
の特徴とするところを、第１図を参照して説明すると、
スクラップの予熱に先立ち含塵高温排ガスに燃料を供給
して燃焼させ、その変動する排ガス温度の平準化または
上昇を図り、予熱用排ガスを導出するダクト８に並列接
続された予熱バスケット４ａ、４ｂ・・のうち、バルブ
１０ａ。

１０ｂ・・、１２ａ、１２ｂ・・を切換えることにより
所望の複数個を直列に接続し、温度の高いスクラップを
収容している予熱バスケットの順に排ガスを流過させ、
所望温度に予熱された上流側の予熱バスケット内のスク
ラップを電気１ｔｌｉ４炉２に順次装入するようにした
ことである。

〔実施例〕

以下に、本発明をそれが適用される装置の実施例を用い
て詳細に説明する。

第１図はスクラ・ノブの予熱装置１の全体系統図で、電
気！！鋼炉２の操業に伴い発生する含塵高温排ガスを燃
焼塔３に導出し、その中の可燃物を燃焼後、その排ガス
の全部または一部をスクラップ予熱器４に導入し、その
排ガスの保有する熱エネルギにより、電気製鋼炉２に装
入されるスクラップを、それぞれの予熱ハスケソｈ４ａ
、４ｂ内で予熱するものである。詳述すると、スクラッ
プを溶解する電気′Ｍ鋼炉２の炉壁部またば天井部に設
けられたガス排出口２ａには、電気炉排ガスを導出する
主ダクト５が接続され、これに間隙調整リング６および
燃焼塔３が順次介在されている。間隙１５（ｕ”Ｊフグ
６では適当量の外気が吸入されるようになっていて、そ
れが電気製鋼炉２から排出された含塵高温排ガスと共に
燃焼塔３に供給されるようになっている。燃焼塔３は含
塵高温排ガスと採り入れられた外気との混合ならびに流
速低下に基づく自然着火による可燃物の燃焼が行なわれ
ると共に、電気製鋼炉２の溶解状況によっては灯油また
は極めて安価な微粉炭などの燃料が直接またはそれらを
別途燃焼させた熱ガスがノズル７を介して吹き込まれ、
スクラップの予熱に先立ち変動している排ガス温度の平
準化および必要に応じて温度の上昇による熱エネルギの
嵩上げなどが図られるようになっている。なお、この燃
焼塔３は排ガス中に浮遊している粗大塵埃の除去も可能
な構造となっていて、スクラップ予熱器４への塵埃の持
ち込みが防止されている。このような燃焼塔３の上部に
は燃焼後の排ガスの一部または全部をスクラップ予熱器
４に導出するダクト８が、排ガスを直接除塵器９に導出
する主ダクト５をバイパスするように設けられている。

そのダクト８には、２基以上の並列に配置された予熱ハ
スケソト４ａ。

４ｂが、前後に設けられたバルブ１０ａ〜１０ｄや■型
装置の連通ダクト１１に介在されたバルブ１２ａ〜１２
ｄを介して接続されている。なお、排ガスを各予熱バス
ケット４ａ、４ｂに導入するためのブースタファン１３
がそれぞれの下流の還流ダク１−１４ａ、１４ｂに介在
され、このダク１〜を介して予熱済み排ガスが、前述し
た主ダクト５に導出されるようになっている。したがっ
て、予熱ハスケソト４ａ、４ｂはバルブ切換えにより所
望の直列に接続され、温度の高いスクラップを収容して
いる予熱バスケットの順に排ガスを流過させることがで
きるようになっている。

なお、主ダクト５における還流ダクト１４ａ。

１４ｂとの合流部１５Ａ、１５Ｂより下流には、燃焼塔
３からの排ガスとスクラップ予熱器４からの予熱済み排
ガスとが混合された混合排ガスを除塵するバグフ・イル
タなどの乾式の除塵器９や、図示しないが予熱済み排ガ
スを脱臭するための設備が必要に応して設置されている
。

このような構成のスクラップの予熱装置１によれば、次
のようにして排ガス温度の上昇を図ると共にそれによっ
てスクラップを短時間で効率よ（高温に予刻５すること
ができる。

まず、電気製鋼炉２にはスクラップ予熱器４において予
熱されたスクラップが装入され、その溶解が行なわれる
。そのような精錬においては第５図の実線で示すように
、順次スクラップが連装されて溶解温度が高められる。

その間電気Ｍ鋼炉２からは含塵高温排ガスが主ダクト５
に導出され、間隙ｔＵｔリング６を介して導入された外
気でもって燃焼塔３内で含有可燃物であるＣＯガスなど
が完全に燃焼されると共に、粗大な塵埃が除去される。

いま、スクラップの予熱を必要としなければ、その排ガ
スの全部が主ダクト５に導出されるようにスクラップ予
熱器４におけるバルブ１０ａ、１０Ｃが閉止される。燃
焼塔３からの排ガスは誘引ファン１６によって除塵器９
内に導入され、そこで所定の集塵がなされた後図示しな
い放散塔などを介して大気に放出される。

電気製鋼炉２の操業中にその排ガスの保有する熱エネル
ギにより、スクラップを予熱する場合には、予熱バスケ
ット４ａ、４ｂにスクラップを収容した後、第２図（ａ
）のようにバルブＩＯａ。

１２ｂ、１２ｃ、１０ｄのみを開口すると共に還流ダク
Ｉ−１４ｂに介在されたブースタファン１３を駆動する
。これと同時またはそれに先立ち燃焼塔３において微粉
炭などの燃料がノズル７を介して投入され、排ガスの温
度が第５図の破線または二点鎖線で示すように平準化ま
たは全体的な昇温化が行なわれる。その結果、燃焼塔３
からダクト８へば熱エネルギの高い排ガスが、ブースタ
ファン１３の吸引力に相当する同だけ導出される。なお
、主ダクト５のバルブ１７　〔第１図参照〕を閉止して
おけば、排ガスの全顕熱をスクラップの予熱のために効
率よく使用することができるのは言うまでもない。この
ような経路で流過する排ガスは例えば８００℃で予熱バ
スヶノ１−４ａに導入され、スクラップを予熱して５０
０　’ｃにまで降温するが、その排ガスはさらに予熱バ
スケラ１−４ｂを流過する間に１５０°Ｃ程度となる。

その予熱済み排ガスが合流点１５Ｂから主ダクト５に導
出され、除塵器９で除塵されたり別途脱臭されて清浄と
なった排ガスが図示しない放散塔から大気に放出される
。

このようにして２つの予熱バスケット４ａ、４ｂ内のス
クラップが予熱されるが、予熱ハスヶ・７ｌ−４ｂでの
予熱は十分でなく、予熱バスゲット４ａの温度の高いス
クラップのみが電気製鋼炉２に装入される。そして、新
たなスクラップが予熱バスケラｈ４ａに収容され、第２
図（ｂ）に示すようなハ゛ルブ切換えにより両手３：４
５ハ゛スゲッｌ−４、Ｉ。

４ｂは逆の直列接続状態とされ、ある程度予熱された状
態にある予熱バスケット４ｂのスクラップが高温の排ガ
スでさらに高温になるまで予熱される。そして、予熱バ
スケット４ａに収容された常温のスクラップは予熱済み
排ガスによっである程度の昇温か図られる。こうして、
温度の高いスクラップを収容している予熱バスケットの
順に排ガスが流過され、所望温度に予熱された上流側の
予熱バスケット内のスクラップが電気Ｎ　ｇｌｌ炉２に
順次装入される。その予熱器は従来技術のところで述べ
た場合と比べると格段に大きいので、電気製鋼炉２での
溶解に必要な電力は少なくて済み、しかもその熔解時間
が短くなる。なお、燃焼塔３において供給される燃料と
して微粉炭などの安価な燃料を使用すれば、製鋼コスト
を大幅に低減することができる。この微粉炭の燃焼は燃
焼塔３内に限ることなく、要は排ガスが予熱バスケット
に至るまでに平準化されまた上昇され＼ばよいので、ス
クラップ予熱器４までの所望の個所で行なうことかでき
る。

第３図（ａ）〜（Ｃ）は予熱バスケットが３つ設置され
ている場合の例である。ダクト８や連通ダクト１１に介
在されているバルブの開を○で閉止を×で表し、排ガス
の流れを実線で示している。

第３図（ａ）においては、各予熱バスケット４ａ〜４Ｃ
内のスクラップの温度は、高温、低温、中温の順にある
。そして、予熱バスケット４　ａと４ｂが直列に接続さ
れ、予熱バスケラ１−４Ｃはそれらに並列となっている
。この状態で予熱バスケット４ａのスクラップが最も高
温に予熱されるので、所定時間の後予熱バスケット４ａ
内のスクラ・ノブが電気Ｎ鋼炉２に装入され、新たなス
クラップがその予熱バスケラ１−４ａに収容される。次
に、バルブの切換えが行なわれ、第３図（ｂ）のように
予熱バスケット４Ｃ，４ａが直列に、予熱バスケラｈ４
ｂがそれらに並列とされる。したがって、中温であった
予熱バスケット４Ｃ内のスクラップは高温となり、予熱
バスケット４ｂ内の低温のスクラップは中温となる。予
熱バスケット４Ｃのスクラップが電気Ｍｌｌ炉２に装入
されると、バルブが第３図（Ｃ、＞のように切換えられ
、予熱バスケット４ｂと４ｃが直列に接続され、予熱バ
スケット４ａはそれらに並列とされる。そして中温であ
った予熱バスケラ１−４ｂ内のスクラップが高温となり
、予９４＞バスケット４ａのスクラ・ノブが中温に予熱
される。高温のスクラップが電気製鋼炉２に装入された
後新たなスクラップが収容されると、第３図（ａ）の状
態に戻る。このように３つの予熱バスケットを順次並び
変えれば、その都度高温となったスクラップを電気′！
Ａ鋼炉の初期装入や連装さらには再連装時に順次に装入
することができるので、常にほぼ所望の温度にまで上昇
したスクラップの装入が実現される。

第４図（ａ）〜（ｄ）は予熱ハスケントが４つ設置され
ている場合の例である。第４図（ａ）においては、各予
熱バスケラｈ　４　ａ〜４ｄ内のスクラップの温度は、
高温、中低温、中高温１、低温の順にある。なお、高温
〉中高温〉中低温〉低温と定義して理解を容易にする。

予熱バスケット４ａと４ｂが直列に接続され、予！′１
シバスケノド４Ｃと４ｄも直列ヤしかも先の予熱バスケ
ット４ａ、４ｂとは並列になっている。この状態で予熱
バスケラ）・４ａのスクラップが最も高温に予熱される
ので、所定時間の（汝予熱ハスケソト４ａ内のスクラッ
プが電気製鋼炉２に装入され、新たなスクラップがその
予熱バスケットに収容される。次に、バルブの切換えが
行なわれ、第４図（ｂ）のように予熱バルブ４ａ、４ｂ
を逆方向の直列に接１臥し、予熱バスケット４ｃ、４ｄ
の接続を維持する。この場合、中高温であった予？、ネ
５ハスヶソト４ｃ内のスクラップは高温となり、中低温
の予熱バスケット４ｂ内のスクラップは中高温となり、
低温であった予熱ハスヶ・ノド４ｄ内のスクラップは中
低温にそれぞれ昇温される。予熱バスケット４ｃのスク
ラップが電気製鋼炉２に装入されると、バルブが第４図
（ｃ）のように切換えられ、予ｉ’、４５バスケット４
ｃと４ｄが逆の直列に接続され、予熱ハ゛スケノド４ａ
、４ｂの接続は維持される。上述と同様にして昇温する
と電気製鋼炉２に予熱バスケット４ｂのスクラップが装
入され、次いで第４図（ｄ）のような接続とされ、予熱
バスケット４ｄのスクラップが電気製鋼炉２に装入され
ると、第４図（ａ）の状態に戻される。このように４つ
の予熱バスケットを順次並び変えれば、１つの予熱バス
ケット内では４段）昔の予熱が行なわれ、その都度高温
となったスクラップを電気製鋼炉の初期装入、連装、再
連装時の如何を問わず、いずれの装入段階においても順
次電気′Ｍ鋼炉２に装入することかできる。なお、５つ
以上の予ｐ４５バスケットを用いてそれらの接＆ｋを適
宜切換えても同様の効果を得ることができる。

次に本発明による実施結果の１例を紹介する。

７０トン炉で切裂３ｏトン、連装３０１−ン、再連装置
ｏトンのスクラップ装入による精錬において、電気製鋼
炉の粗鋼１）ン当りの電力′／Ｗｉ費量は約４１５ＫＷ
ＩＩである。この条件の下で、（１）予熱装置なしの場
合、（２）予熱装置で装入スクラップの全部を予熱した
場合、とを比較すると次の表のように電力消費低減量と
して　１２０ＫＷＨ／　トンが達成された。

（発明の効果〕 本発明は以上の実旌例の詳細な説明から判るように、含
塵高温排ガスが導出される主ダクトからスクラップ予熱
器までの間で燃料を燃焼させることにより、排ガス温度
の平準化および／または上昇を図ったので、スクラップ
予熱器におけるスクラップを所望温度に昇温でき、電気
Ｍ鋼炉における溶解電力の消費を著しく節減することが
できる。

また、必要に応じて直列に接続された予熱バスケット内
に排ガスを流過させるようにしたので、排ガスの保有す
る熱エネルギを十分に回収すると共に、スクラップを電
気製鋼炉が稼働している短い時間内で迅速に昇温させる
ことができる。しかも、電気製鋼炉への袋入の度にいず
れかの予熱バスケットにおいて所望温度のスクラップが
準備されているので、電気製鋼炉における操業が停１（
ｊＦすることなく高い稼働率でもって連続的に運転する
ことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用された電気製鋼炉排ガスによるス
クラップの予熱装置の系統図、第２図（ａ）、　　（ｂ
）は予熱バスケットが２つの場合の予熱過程を示す模式
図、第３図（ａ）〜（ｃ）は予熱バスケットが３つ並列
に設置されている場合のバルブ切換えによる予熱過程の
変遷を示す模式図、第４図（ａ）〜（ｄ）は予熱バスケ
・２トが４つ設置されている場合の模式図、第５図は電
気製鋼炉の操業状態における時間経過に伴う排ガスの温
度変動および燃料の供給により平準化または上昇された
排ガス温度を示すグラフ、第６図は電気製鋼炉排ガスに
よるスクラップの予熱装置の１先行技術例における系統
図である。 ２−電気製鋼炉、８−・−ダクト、４ａ、４ｂ・・−°
−子熱／Ｎスケソト、１０ａ、　　１ｏｂ−・、１２ａ
、１２ｂ・・−・−バルブ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）電気製鋼炉の操業に伴い発生する含塵高温排ガス
   の保有する熱エネルギにより、前記電気製鋼炉に装入さ
   れるスクラップを予熱するスクラップの予熱方法におい
   て、 スクラップの予熱に先立ち前記含塵高温排ガスに燃料を
   供給して燃焼させ、その変動する排ガス温度の平準化ま
   たは上昇を図り、 予熱用排ガスを導出するダクトに並列接続された予熱バ
   スケットのうち、バルブ切換えにより所望の複数個を直
   列に接続し、 温度の高いスクラップを収容している予熱バスケットの
   順に前記排ガスを流過させ、 所望温度に予熱された上流側の予熱バスケット内のスク
   ラップを電気製鋼炉に順次装入するようにした、 ことを特徴とする電気製鋼炉排ガスによるスクラップの
   予熱方法。