JPS6347996B2 - - Google Patents

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
ラツプを予熱する装置に関する。これは、スクラ
ツ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ツプの予熱
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ツプを予熱
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、スクラツプに混在してい
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。このスクラツプ
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つて脱臭
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、スクラツ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
ツ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、所望のスクラツプ予熱温度が得られな
く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ツプの予熱装
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
にスクラツプ予熱器７の上流に設けられ、電気炉
１のスクラツプ精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
つて、そこを流過する排ガスの温度を常時均一に
保持するようになつている。したがつて、分岐管
６の一方側６ａからスクラツプ予熱器７に導入さ
れる排ガスはスクラツ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を流過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
ものであつて、新たな熱源を必要としない利点が
ある。

ところが、電気炉１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
するなどのための燃焼塔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、スクラツプの予熱に伴つて
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ツ
プを予熱することができる電気炉用スクラツプの
予熱装置を提供することである。

〔発明の構成〕

本発明のスクラツ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
スクラツ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
されるスクラツプ予熱器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、スクラツプ予熱器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。

〔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、スクラツプを精
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、誘引フアン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、
スクラツプ予熱用の前述した含塵高温排ガスが導
入されるようになつている。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つて
いて、その一部をスクラツプ予熱器７を経て循環
させるためのダクト２６，２７が接続されている
と共に、誘引フアン２８がダクト２７中に介在さ
れている。この混合室２５の本体２４Ａ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が設けられた逆円錐部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，２５
ｅと、容器２５ｃの上面２５ｆの中央部に設けら
れたガス排出管２９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
流を得るためには、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２５
ｃの耐火材でライニングされた内面壁の接線方向
となつている。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
にその内部に蓄熱材２９ａを充填しておくと、そ
の蓄熱材と混合ガスとの間で熱交換がなされ、ス
クラツプ予熱器７でスクラツ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ほぼ一定の温
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３
０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３５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と一体となつている必要はなく、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つた
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つている。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
うにしてスクラツ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、
スクラツプ精錬に伴つ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、
スクラツプを予熱することなく電気炉１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、スクラツプを予熱する場合、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、スクラツ
プ予熱器７を流過し、スクラツプを予熱して温度
が低下した予熱済み排ガスは、誘引フアン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２５
Ａ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。これによつて排
ガスの混合が行なわれて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
の内面に沿つて下降し、ダスト排出口２５ａや逆
円錐部２５ｂに溜るので、適時ゲート２５ｇを開
いて取出される。除塵された混合ガスは、矢符３
８方向に反転して、ガス排出管２９に導入され、
ガス排出管２９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３４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３
０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２
６を介してスクラツプ予熱器７に導入されてスク
ラツプを予熱する。スクラツプ予熱器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
スケツト７ａ，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、
予熱バスケツト７ａ，７ｂのいずれか一方のバス
ケツト内でスクラツ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３
６が検出したダクト３３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600〜650℃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、スクラツ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、スクラツプ予熱器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の上述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つても第１の発明の実施例と
同様に作動させることにより、スクラツプの予熱
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、スクラツプ予熱器７でスクラツプを予熱し
終つ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、その燃焼に伴つて高温化されて熱
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が高くなつて混合室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、エネルギ回収費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、40KWH／TON×45CHARGE／日×
30TON／CHARGE×30日×12月×15円／KWH
＝291600000円／年となる。一方、1CHARGE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／CHARGE
×45CHARGE／日×30日×12月×50円／Kg＝
68850000円／年となる。その結果、その差額は
222750000円／年で、その金額を電力回収量に換
算すると約30KWH／TON、したがつて、
10KWH／TONが燃料によつて悪化することに
なり、その値は削減電力量40KWH／TONのお
よび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つて加
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、スクラツ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ツプ予熱装置とすること
ができる。なお、第２の発明では、バーナによつ
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ツプの予熱
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−線矢視断面図、
第３図は第２の発明におけるスクラツプの予熱装
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ツプの予熱装置の
系統図である。 １……電気炉、７……スクラツプ予熱器、８…
…熱交換器、２５……混合室、３４……バーナ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電気炉排ガスを利用したスクラツプの予熱装
   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ツ
   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ツプ
   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ツプの
   予熱装置。 ２ 電気炉排ガスを利用したスクラツプの予熱装
   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ツ
   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ツプ
   予熱器と、そのスクラツ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ツプの予熱
   装置。