JP2568391Y2 - アーク炉のスクラップ搬送装置 - Google Patents

アーク炉のスクラップ搬送装置

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JP2568391Y2
JP2568391Y2 JP3125793U JP3125793U JP2568391Y2 JP 2568391 Y2 JP2568391 Y2 JP 2568391Y2 JP 3125793 U JP3125793 U JP 3125793U JP 3125793 U JP3125793 U JP 3125793U JP 2568391 Y2 JP2568391 Y2 JP 2568391Y2
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この考案は、金属材料の溶解、溶
融金属の精錬等に使用されるアーク炉のスクラップ搬送
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】金属材料の溶解、溶融金属の精錬等に使
用されるアーク炉へのスクラップの装入は、通常、以下
のようにおこなわれる。すなわち、バケットと呼ばれる
容器内にスクラップを事前に装入しておき、天井クレー
ンにてアーク炉付近まで運搬する。アーク炉には旋回可
能な炉蓋があり、スクラップ装入時には、炉蓋を旋回し
て開けた後、バケットを炉上に移動し、バケットの底部
を開いてスクラップを炉内に投入する。
【0003】アーク炉へのスクラップ投入は、1ヒート
当り2〜3回のいわゆるバッチ装入を行っている。とこ
ろが、この方法ではスクラップ装入時に必ず炉蓋を開く
ため炉内からの放散熱が大きく、また、粉塵等の発生に
より作業環境が悪化するという問題があった。
【0004】そこで、炉蓋を開けることなくスクラップ
を炉内へ装入する方法としてスクラップの連続装入方法
が種々提案されている。この場合の炉操業においては、
前回の出鋼作業時に適量の溶鋼を炉内に残した状態で次
の溶解作業を開始するため、操業は溶解初期より従来の
精錬期状態の操業となる。
【0005】精錬期状態の操業では、アークの熱効率を
高めるため溶鋼上のスラグの厚みを適度に維持すること
が重要となるが、一般には炭素と酸素の反応によるCO
ガスの発生によりこれを行う。このために炉から発生す
るガス量も従来に比べて増加することになる。従って、
排ガスの熱を効率よく回収する技術が重要となり、この
排ガスを、煙道を形成したスクラップの搬送装置内に導
入し、スクラップの移動と対向させて流すことによりス
クラップを予熱しながら炉内に投入する技術が知られて
いる。
【0006】ところが、このようなスクラップの搬送装
置においては、排ガスが、煙道を形成した搬送装置内の
スクラップの上方を通過する構造であり、スクラップの
予熱は表層部のみとなり、下層部のスクラップまで充分
に熱が伝わらないため、予熱温度を上げるためには、搬
送装置の横幅を広げて伝熱面積を大きくとる、あるい
は、搬送装置の長さを長くして予熱時間を長くとるとい
った対策が必要となり、設備が大きくなるという問題が
あった。
【0007】このような問題を解決するために考案者等
が先に出願した実願平4−72287号では、搬送装置
の底板部にスリット状、あるいは格子状の排ガス通過孔
を設け、さらに搬送装置の底板下方に排ガス吸引用ダク
トを設けて搬送装置上のスクラップの層厚方向へも排ガ
スを通過させ、スクラップの予熱温度を高める構造を提
示している。
【0008】
【考案が解決しようとする課題】ところが、アーク炉で
使用されるスクラップ原料としては、一般に薄板の打ち
抜き屑、あるいは針金状の屑といった種々のものも含ま
れるため、前記のような底板部に排ガスの通過孔を設け
る構造の場合、一部のスクラップが通過孔につまり、ア
ーク炉への円滑なスクラップの供給が阻害される可能性
があるという懸念があった。そこで本考案では、前記の
ような種々のスクラップについても、排ガス通過孔への
スクラップのつまり等の問題がなく、さらに、搬送装置
の横幅、機長を大きくすることなく予熱効率の高いスク
ラップの搬送装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本考案におけるスクラップの搬送装置は、煙道を形
成したスクラップ搬送装置内に炉の排ガス、あるいは別
に設けた燃焼装置の排ガスを導入して、スクラップを予
熱する振動コンベア方式のスクラップ搬送装置におい
て、該スクラップ搬送装置の側板と底板との間に排ガス
通過用のすきまを設け、該搬送装置側板の背面には排ガ
ス吸引用の空間、および該空間に接続される排ガスダク
トを複数箇所設けたことを特徴とするものである。
【0010】
【作用】炉内で発生した高温の排ガス、あるいは別に設
けた燃焼装置の排ガスは、煙道を形成したスクラップ搬
送装置内に導入され、搬送装置上のスクラップの上方を
通過すると同時に、排ガスの一部、あるいは全量がスク
ラップの層内を通過し、搬送装置側板と底板との間に設
けられたすきまを通り、側板の背面の空間を経由して排
ガスダクトに排出される。
【0011】上記排ガスの流れにより、スクラップの表
層部は排ガスの対流、および輻射伝熱により予熱され、
さらにスクラップ層内はスクラップ間の伝導伝熱に加
え、スクラップ層内を通過する排ガスの対流による伝熱
が加わり搬送装置内の下層部スクラップまで予熱される
ことになる。一般には、スクラップ間の伝導伝熱量に比
べ、排ガスによる対流伝熱量の方がはるかに大きいため
格段に予熱効果が高まる。
【0012】
【実施例】本考案による実施例を例図によって説明す
る。図1は本考案に係る一実施例であり、炉からの排ガ
スをスクラップ搬送装置内に導入して、搬送装置上のス
クラップを予熱しながら炉内へ直接投入する場合の全体
平面図、図2はその側面図、図3は図1のA−A線で切
った搬送装置の断面図である。
【0013】アーク炉1により発生した高温の排ガス
は、アーク炉1とスクラップ搬送装置2をガスシールの
ために接続する伸縮可能な接続管(図示せず)を通り、
煙道3を形成した搬送装置2内に導入され、搬送装置2
内のスクラップの表層部4を対流、および輻射伝熱によ
って予熱した後、搬送装置へのスクラップ入口部近傍に
設けられた排ガスダクト16から排出される。また、搬
送装置2へのスクラップ入口部には、エアーカーテン
(図示しない)等による排ガスの漏出防止装置が設けら
れる。
【0014】搬送装置のスクラップ上方を通過する排ガ
スはその一部、あるいは全量がスクラップ層内を通り、
搬送装置2の側板5と底板6との間に設けられたすきま
7を通過し、側板5と外壁8との間の空間9、および外
壁8に取り付けられた排ガス取り出し口10を通って排
ガスダクト11に排出される。搬送装置2の外壁8に固
定される排ガス取り出し口10と搬送装置外側の固定部
に取り付けられる排ガスダクト11との接続部は摺動面
15となるが、この部分は、グランドパッキン等の簡易
なガスシール材、あるいはラビリンス構造等により、外
気の侵入を少なく押さえることができ、集塵風量の増加
を防ぐことが可能である。
【0015】排ガス取り出し口10、および排ガスダク
ト11は、搬送装置2の長手方向における排ガスの圧損
バランスを考慮し各々異なったダクト径で、搬送装置2
の進行方向に複数箇所設けられる。図1では、複数箇所
の排ガスダクト11の径は変えずに流量調整弁12を設
けたものである。
【0016】この場合、流量調整弁12の開度は半固定
での使用、あるいは遠隔操作のどちらの使用でも可能で
あり、半固定で使用する場合は、前記排ガスの圧損バラ
ンスにより決めることができるのは勿論のこと、搬送装
置2内を通過する排ガスの温度の高い前半部分は流量調
整弁12の開度を絞りスクラップ層内を通過する排ガス
の量を少なくして主にスクラップの表層部を輻射で予熱
し、排ガス温度の低下する後半部分では流量調整弁12
の開度を大きくしスクラップ層内の排ガス通過量を増や
して主に層内の排ガスによる対流で予熱する等の調整が
可能となる。
【0017】また、遠隔操作で行う場合には、ゾーン毎
に任意に流量調整が可能となるため、一連の溶解作業が
完了し、次の溶解作業に入るときに搬送装置2上にスク
ラップがなくなる場合など、そのゾーンの流量調整弁1
2を絞りスクラップ層厚方向の吸引ガス量を少なくする
等の調整も可能となる。
【0018】さらに、搬送装置2上に積載されたスクラ
ップのうち部分的に厚物が多かったり、積載量が大きく
変動した場合にはスクラップの予熱温度が大きく変動す
ることになり、この場合は別に準備する搬送装置2上の
スクラップ位置検出手段との組み合わせにより、前記ス
クラップ部分が通過するゾーンの流量調整弁12を調整
して予熱温度の均一化を図ることも可能であり、アーク
炉1の操業の安定化につながる。
【0019】一方、搬送装置2内への排ガス入口部に
は、排ガスバイパスダクト13、および流量調整弁14
が設けられている。搬送装置2内のスクラップの予熱温
度は、アーク炉1から排出される排ガスの温度、および
量により変わるため前記流量調整弁14の調整によって
スクラップ予熱温度を容易に制御することが可能とな
る。また、スクラップの種類に応じて搬送装置2内に導
入する排ガス量を調整することにより、スクラップ表層
部の加熱しすぎによる融着、スクラップの酸化等の発生
を防止することができる。
【0020】スクラップの上方を排ガスが通過する従来
構造のスクラップの平均予熱温度と、本考案におけるス
クラップの平均予熱温度について、考案者等が行ったシ
ミュレーション結果の一例を図4に示す。これは、アー
ク炉1からの排ガス温度を1000[℃]、アーク炉か
らの排ガス量を1000[Nm3 /min]、搬送速度
を1.5[t/min]、搬送装置上のスクラップの予
熱時間を12.5[分]、スクラップの入側温度を20
[℃]とし、さらに本考案の場合には、搬送装置2の全
長にわたって排ガス量の全量を均等にスクラップの層厚
方向へ通過させたとした場合のものである。
【0021】前記条件におけるスクラップの平均予熱温
度は、従来構造の場合約200[℃]であるのに比べ本
考案によると約400[℃]まであげることができる。
これからもわかるように、本考案によると、スクラップ
の層厚方向に排ガスを通過させることにより、スクラッ
プの予熱効率を従来よりはるかに高めることができる。
【0022】以上の実施例は、スクラップ搬送装置内へ
導入する予熱用ガスとして、炉の排ガスを用いる場合の
ものであるが、別の実施例として搬送装置の上方、或い
は別の場所に燃焼装置を設け、その排ガスと組み合わせ
用いることもできる。図5はこれの一実施例であり、搬
送装置の付近に燃焼装置21を設けた場合の全体平面図
である。
【0023】該燃焼装置21の排ガスは排ガスダクト2
2を通り搬送装置2へ導入され、以降は第一実施例で述
べたと同様にしてスクラップの予熱に利用される。本実
施例においては、炉から発生する排ガス温度が低い場合
は燃焼量を増やし、炉の排ガス温度が高い場合には、燃
焼量を絞る等燃焼量を制御することにより搬送装置内へ
導入する排ガス温度を一定範囲に制御することが容易と
なり、この結果、搬送装置上のスクラップの予熱を安定
して行うことが可能となる。
【0024】また、前述の第1実施例は搬送装置とアー
ク炉とを直結して配設した場合のものであるが、本考案
はこのような配置に限定するものではない。図6は、こ
のような配置に係る他の実施例であり、搬送装置上で予
熱されたスクラップを一旦他の容器で受けた後、アーク
炉へ装入する場合の側面図である。
【0025】アーク炉1の排ガスはアーク炉1と搬送装
置2を接続する排ガスダクト20を通って搬送装置2へ
導入され第1実施例と同様にしてスクラップの予熱に利
用される。一方、予熱されたスクラップは可搬式容器1
9等に一旦貯められた後、図示しないクレーン等によっ
てアーク炉1へ装入される。以上特定の数例について本
考案を説明したが本考案は上述の実施例に限定されるも
のではなく、本考案の要旨内における変更、改変は勿論
本考案に包含されるものである。
【0026】
【考案の効果】以上に説明したように、本考案によるス
クラップの搬送装置においては、薄板の打ち抜き屑、あ
るいは針金状の屑といった種々のスクラップにおいて
も、排ガス通過孔へのスクラップのつまり等の問題がな
く、また、炉の排ガスをスクラップの上方だけでなく、
スクラップ層内にも流すことにより、搬送装置下層部の
スクラップまで効果的に熱を伝えることが可能になり熱
効率が大幅に向上する。 これにより、搬送装置の横幅
を広くしたり、機長を長くしたりすることなく、設備の
信頼性を向上させ、さらに効率的なスクラップの予熱が
可能となる。
【0027】さらに、搬送装置への入側排ガス量、およ
びスクラップ層内のガス吸引量を調整することにより、
スクラップの温度制御が容易となり、スクラップの予熱
温度の均一化による操業の安定化が図れる。また、スク
ラップ層表層部温度の上がりすぎを抑えることにより、
表層部スクラップの融着、スクラップの酸化等も防止可
能となる。
【0028】以上の効果は、炉の排ガスを利用する場合
だけでなく、燃焼装置の排ガスを用いる場合においても
同様であり、燃焼装置を用いる場合には、さらに搬送装
置へ導入する排ガスの温度を一定範囲に容易に制御可能
となることからより安定したスクラップの予熱が可能と
なる。以上のように、本考案は設備の信頼性が高く、設
備コストの増加を抑えて大幅な熱効率の向上が図られ、
この結果、操業の安定化、生産性の向上、エネルギーコ
ストの低減等に大きく貢献するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案に係る第1実施例の全体平面図。
【図2】図1の側面図。
【図3】図1のA−A線で切った搬送装置の断面図。
【図4】スクラップの平均予熱温度のシミュレーション
結果の一例を示す図。
【図5】燃焼装置を別に設ける本考案の第2実施例の全
体平面図
【図6】予熱したスクラップを一旦可搬式容器に貯める
実施例の側面図。
【符号の説明】
1 炉 2 搬送装置 3 煙道 4 スクラップ表層部 5 側板 6 底板 7 すきま 8 外壁 9 空間 10 排ガス取り出し口 11 排ガスダクト 12 流量調整弁 13 排ガスバイパスダクト 14 流量調整弁 15 摺動面 16 排ガスダクト 17 流量調整弁 18 カバー 19 可搬式容器 20 排ガスダクト 21 燃焼装置 22 排ガスダクト

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】煙道を形成したスクラップ搬送装置内に炉
    の排ガス、あるいは別に設けた燃焼装置の排ガスを導入
    して、スクラップを予熱する振動コンベア方式のスクラ
    ップ搬送装置において、 該スクラップ搬送装置の側板と底板との間に排ガス通過
    用のすきまを設け、該搬送装置側板の背面には排ガス吸
    引用の空間、および該空間に接続される排ガスダクトを
    複数箇所設けたことを特徴とするスクラップ搬送装置。
JP3125793U 1992-10-16 1993-05-20 アーク炉のスクラップ搬送装置 Expired - Fee Related JP2568391Y2 (ja)

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BR112013014439B8 (pt) * 2010-12-10 2020-04-28 Danieli Off Mecc aparelho para pré-aquecer uma carga de metal para uma planta de fusão e método relacionado

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