JPS60248812A - スクラツプ溶解方法および装置 - Google Patents
スクラツプ溶解方法および装置Info
- Publication number
- JPS60248812A JPS60248812A JP59103990A JP10399084A JPS60248812A JP S60248812 A JPS60248812 A JP S60248812A JP 59103990 A JP59103990 A JP 59103990A JP 10399084 A JP10399084 A JP 10399084A JP S60248812 A JPS60248812 A JP S60248812A
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- JP
- Japan
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- scrap
- furnace
- burner
- electrode
- pulverized coal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
- C21C5/5211—Manufacture of steel in electric furnaces in an alternating current [AC] electric arc furnace
- C21C5/5217—Manufacture of steel in electric furnaces in an alternating current [AC] electric arc furnace equipped with burners or devices for injecting gas, i.e. oxygen, or pulverulent materials into the furnace
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
発明の目的
【産業上の利用分野１
本発明は、スクラップを溶解する方法に関し、その方法
を実施するための装置をも包含する。 【従来の技術】 主としてアーク炉で行なわれる特殊鋼の製造において、
その準備段階であるスクラップ材料の溶解をも電気を使
って行なうことは、コストの点からは不利であって、演
費電力の少なくとも一部は伯の熱源に代えることが望ま
しい。 ひとつの具体策として、以前に重油バーナーによる装入
材料の予熱が行なわれたが、高温を得るため酸素を使用
するので、Ｆｅの酸化が避ｔノられず、歩留りが低下す
る。 従来のバーナーでは火焔の形が不適当（拡がりが
足りず、長ずきる）′ｃ１局部加熱に止まり、装入材料
の棚つりが生じて作業が困難になったりするという欠点
がある。 また、石油価格の高騰により、コスト面の有
利さが薄れてしまった。 本発明者らは、一般に石油系燃料より低価格であって安
定な供給を期待できるものとして石炭系の燃料をとりあ
げ、微粉炭バーナーの使用を研究した。 その結果とし
てさきに開示（特願昭５８−８８２８７号）したスクラ
ップ溶解法は、まず微粉炭バーナーによる加熱を行ない
、その際にスクラップが低温のうちは空気を供給して微
粉炭を燃焼させ、ある程度の高温（たとえば５００℃）
に達したならば酸素を供給して燃焼させることにより火
焔温度を高め、ついでアーク加熱により溶解覆るという
段階をふむ。 これは、熱効率を常に高く保つという配
慮にもとづいている。 本発明者らは、この使用目的に
合致した構造のバーナーも発明し、すでに提案した（特
願昭５８−１９４４２３号）。 上記の溶解法は、■程の進行につれて、それぞれバーナ
ーまた電極を装着した炉蓋を交換する必要がある。 こ
の作業は実装置では数分ないし士数分の時間を要し、そ
の間に放散される熱量が相当あり、また炉蓋が持ち去る
熱も無視できないので、できれば行なわないで済ませた
い。
を実施するための装置をも包含する。 【従来の技術】 主としてアーク炉で行なわれる特殊鋼の製造において、
その準備段階であるスクラップ材料の溶解をも電気を使
って行なうことは、コストの点からは不利であって、演
費電力の少なくとも一部は伯の熱源に代えることが望ま
しい。 ひとつの具体策として、以前に重油バーナーによる装入
材料の予熱が行なわれたが、高温を得るため酸素を使用
するので、Ｆｅの酸化が避ｔノられず、歩留りが低下す
る。 従来のバーナーでは火焔の形が不適当（拡がりが
足りず、長ずきる）′ｃ１局部加熱に止まり、装入材料
の棚つりが生じて作業が困難になったりするという欠点
がある。 また、石油価格の高騰により、コスト面の有
利さが薄れてしまった。 本発明者らは、一般に石油系燃料より低価格であって安
定な供給を期待できるものとして石炭系の燃料をとりあ
げ、微粉炭バーナーの使用を研究した。 その結果とし
てさきに開示（特願昭５８−８８２８７号）したスクラ
ップ溶解法は、まず微粉炭バーナーによる加熱を行ない
、その際にスクラップが低温のうちは空気を供給して微
粉炭を燃焼させ、ある程度の高温（たとえば５００℃）
に達したならば酸素を供給して燃焼させることにより火
焔温度を高め、ついでアーク加熱により溶解覆るという
段階をふむ。 これは、熱効率を常に高く保つという配
慮にもとづいている。 本発明者らは、この使用目的に
合致した構造のバーナーも発明し、すでに提案した（特
願昭５８−１９４４２３号）。 上記の溶解法は、■程の進行につれて、それぞれバーナ
ーまた電極を装着した炉蓋を交換する必要がある。 こ
の作業は実装置では数分ないし士数分の時間を要し、そ
の間に放散される熱量が相当あり、また炉蓋が持ち去る
熱も無視できないので、できれば行なわないで済ませた
い。
【発明が解決しようとする問題点１
本発明の目的は、微粉炭バーナーの採用によりエネルギ
ーコストを低下させたスクラップの溶解において、バー
ナーや電極を装着した炉蓋の交換を不要とし、熱の損失
を最小限に止めた操業方法を提供することにある。 本発明の別の目的は、上記の方法を実施するための装置
を提供することにある。 発明の構成 【問題点を解決するための手段１ 本発明のスクラップ溶解方法は、アーク炉の炉蓋に設け
た電極孔に微粉炭バーナーを挿入して炉内に入れたスク
ラップを加熱し、スクラップの温度が高まったところで
バーナーをとり去り、代って電極を挿入してアーク加熱
することにより溶解に至ることを特徴とする。 上記のスクラップ溶解方法を実施するための装置は−、
アーク炉の炉蓋が微粉炭バーナーの火焔形成に必要な燃
焼空間を与え得る高さを有し、電極および電極孔に挿入
できる微粉炭バーナー、ならびにバーナーと電極とを上
記電極孔に交互に装着する手段をそなえたことを特徴と
する。 【作用］ 上述の、炉蓋が微粉炭バーナーの火焔形成に必要な燃焼
空間を与え得る高さを有するアーク炉は、第１図に示す
ように、従来のアーク炉よりは若干蓋が深くなった、カ
サ上げされた形であるが、使用電極の長さを実質上増す
必要はない程度のものである。 前記した本発明者らの
提案（特願昭５８−１９４４２３号）にかかる改良微粉
炭バーナーが、この用途にきわめて適切である。 第１図Ａに示すように、微粉炭バーナーによる加熱で装
入スクラップの温度が高まったならば、バーナーを止め
て電極孔からとり去り、第１図Ｂに示すように電極を挿
入してアーク加熱を行ない、スクラップを溶解する。
この間、大型で重量のある炉蓋を交換せず、バーナーと
電極を交換するだけぐあるから、加熱を休止している時
間はごく短くてすむ。 また、蓋をあけなければ、炉内
の熱の放射によるる損失は４丁り、炉蓋交換に伴う熱の
損失もない。 【実施態様】 微粉炭バーナー加熱からアーク加熱への切り換えは、炉
内のスクラップの平均温度、つまり溶湯と未溶解の材料
の全体を平均した温度が、１２００〜１４００℃に至っ
た時点が適当である。 これより高い温度領域では、バ
ーナーによる加熱は効率が低い。 実操業においては、
炉内の装入物の体積にし・て約６０〜８０％が溶解した
とき、この温度に至っているのがふつうである。 バーナーによる加熱を、さぎの提案のように、空気から
酸素への切り換えを伴って行なうこともできる。 すな
わち、スクラップが低温のうちは微粉炭バーナーに空気
を供給して燃焼させ、５００℃〜６００℃高温に達した
のちは酸素を供給して燃焼させることにより、火焔の温
度を高めて熱効率を増すわけである。 スクラップ加熱の排ガスは高温であるから、予熱器に導
いて、炉に装入すべき冷スクラップの予熱に利用するこ
とが望ましい。 これらの手法の採用を含めて、本発明の好ましい実施態
様のひとつは、２個の同型の炉に対して、バーナーと電
極とを交換的に使用するものである。 この態様は、２個の炉の一方にスクラップを装入して微
粉炭バーナーによる加熱を行ない、スクラップの温度が
高まったところでバーナーに代えて電極を挿入してアー
ク加熱に切り換え、その間にバーナーを他方の炉に移し
でスクラップの加熱を行ない、一方の炉内のスクラップ
が溶解したならばタップして新たなスクラップを装入し
、微粉炭バーナーによる加熱を行ない、その間に他方の
炉内に電極を挿入してアーク加熱に切り換えてスクラッ
プの溶解を行なうことを繰り返す。 図面を参照して説明すれば、はじめは第３図１に示１よ
うに、一方の炉Ａにスクラップを装入して微粉炭バーナ
ーで加熱する。 続いて■のように、炉△に電極を入れ
て、スクラップをアーク加熱して温度を高め、その間に
微粉炭バーブ−を他方の炉Ｂに移し、装入したスクラッ
プを加熱する。 炉Ａのスクラップがアーク加熱により溶解したら、■に
示すように出湯づる。 炉Ｂはバーナー加熱を続ける。 続いて、空になつ１〔炉Ａに再度スクラップを装入し
、炉Ｂには電極を挿入してアーク加熱に移る。 炉Ａの
スクラップを再び微粉炭バーナーで加熱する間、炉Ｂの
スクラップのアーク加熱が進む。 炉Ｂの内容が溶解し
たら、Ｖｌにみるとおり出湯し、Ｖｌに示すとおり、炉
Ｂへのスクラップ再装入を行なう。 電極を炉Ａに移し
て、アーク加熱をはじめ、炉Ｂは微粉炭バーナーによる
加熱を行なう。 このようにして■の段階に至るから、
以後は■→ＶＩ［を繰り返す。 １個の炉を用いる場合も、２個の炉を用いる場合も、炉
からの高温の排ガスを、装入するスクラップおよび連装
するスクラップの予熱に利用するとよい。 容量２トンの実験炉に、初装：連装−６：４の比率で、
合計２．／１．ｔ−ンのスクラップを装入し、微粉炭バ
ーナー（空気を供給）予熱く第１図）からアーク加熱（
第２図）へのリレーにより溶解した。 さきに開示の、
微粉炭バーナーと電極とをそれぞれ専用の炉蓋にとりつ
けたセットを交換する溶解法と比較した諸元を、下に示
す。 従来法 本発明 微粉炭バーナー 熱効率（％） ３６ ４６ 電力単位 （ＫＷ／ｃｈ、ｔ ） ６３４ ’ ５９２サイクルタ
イム（分） １４７ １３１発明の効果 本発明のスクラップ溶解法は、常用の電力に加えて、低
源な微粉炭を熱エネルギー源として利用し、両者を適切
に組み合わせ、かつその切り換えに伴う熱損失を最小限
にすることによっＣ１電力原単位を向上させ、微粉炭バ
ーナーの熱効率を高く保つとともに、サイクルタイムを
短縮することができる。
ーコストを低下させたスクラップの溶解において、バー
ナーや電極を装着した炉蓋の交換を不要とし、熱の損失
を最小限に止めた操業方法を提供することにある。 本発明の別の目的は、上記の方法を実施するための装置
を提供することにある。 発明の構成 【問題点を解決するための手段１ 本発明のスクラップ溶解方法は、アーク炉の炉蓋に設け
た電極孔に微粉炭バーナーを挿入して炉内に入れたスク
ラップを加熱し、スクラップの温度が高まったところで
バーナーをとり去り、代って電極を挿入してアーク加熱
することにより溶解に至ることを特徴とする。 上記のスクラップ溶解方法を実施するための装置は−、
アーク炉の炉蓋が微粉炭バーナーの火焔形成に必要な燃
焼空間を与え得る高さを有し、電極および電極孔に挿入
できる微粉炭バーナー、ならびにバーナーと電極とを上
記電極孔に交互に装着する手段をそなえたことを特徴と
する。 【作用］ 上述の、炉蓋が微粉炭バーナーの火焔形成に必要な燃焼
空間を与え得る高さを有するアーク炉は、第１図に示す
ように、従来のアーク炉よりは若干蓋が深くなった、カ
サ上げされた形であるが、使用電極の長さを実質上増す
必要はない程度のものである。 前記した本発明者らの
提案（特願昭５８−１９４４２３号）にかかる改良微粉
炭バーナーが、この用途にきわめて適切である。 第１図Ａに示すように、微粉炭バーナーによる加熱で装
入スクラップの温度が高まったならば、バーナーを止め
て電極孔からとり去り、第１図Ｂに示すように電極を挿
入してアーク加熱を行ない、スクラップを溶解する。
この間、大型で重量のある炉蓋を交換せず、バーナーと
電極を交換するだけぐあるから、加熱を休止している時
間はごく短くてすむ。 また、蓋をあけなければ、炉内
の熱の放射によるる損失は４丁り、炉蓋交換に伴う熱の
損失もない。 【実施態様】 微粉炭バーナー加熱からアーク加熱への切り換えは、炉
内のスクラップの平均温度、つまり溶湯と未溶解の材料
の全体を平均した温度が、１２００〜１４００℃に至っ
た時点が適当である。 これより高い温度領域では、バ
ーナーによる加熱は効率が低い。 実操業においては、
炉内の装入物の体積にし・て約６０〜８０％が溶解した
とき、この温度に至っているのがふつうである。 バーナーによる加熱を、さぎの提案のように、空気から
酸素への切り換えを伴って行なうこともできる。 すな
わち、スクラップが低温のうちは微粉炭バーナーに空気
を供給して燃焼させ、５００℃〜６００℃高温に達した
のちは酸素を供給して燃焼させることにより、火焔の温
度を高めて熱効率を増すわけである。 スクラップ加熱の排ガスは高温であるから、予熱器に導
いて、炉に装入すべき冷スクラップの予熱に利用するこ
とが望ましい。 これらの手法の採用を含めて、本発明の好ましい実施態
様のひとつは、２個の同型の炉に対して、バーナーと電
極とを交換的に使用するものである。 この態様は、２個の炉の一方にスクラップを装入して微
粉炭バーナーによる加熱を行ない、スクラップの温度が
高まったところでバーナーに代えて電極を挿入してアー
ク加熱に切り換え、その間にバーナーを他方の炉に移し
でスクラップの加熱を行ない、一方の炉内のスクラップ
が溶解したならばタップして新たなスクラップを装入し
、微粉炭バーナーによる加熱を行ない、その間に他方の
炉内に電極を挿入してアーク加熱に切り換えてスクラッ
プの溶解を行なうことを繰り返す。 図面を参照して説明すれば、はじめは第３図１に示１よ
うに、一方の炉Ａにスクラップを装入して微粉炭バーナ
ーで加熱する。 続いて■のように、炉△に電極を入れ
て、スクラップをアーク加熱して温度を高め、その間に
微粉炭バーブ−を他方の炉Ｂに移し、装入したスクラッ
プを加熱する。 炉Ａのスクラップがアーク加熱により溶解したら、■に
示すように出湯づる。 炉Ｂはバーナー加熱を続ける。 続いて、空になつ１〔炉Ａに再度スクラップを装入し
、炉Ｂには電極を挿入してアーク加熱に移る。 炉Ａの
スクラップを再び微粉炭バーナーで加熱する間、炉Ｂの
スクラップのアーク加熱が進む。 炉Ｂの内容が溶解し
たら、Ｖｌにみるとおり出湯し、Ｖｌに示すとおり、炉
Ｂへのスクラップ再装入を行なう。 電極を炉Ａに移し
て、アーク加熱をはじめ、炉Ｂは微粉炭バーナーによる
加熱を行なう。 このようにして■の段階に至るから、
以後は■→ＶＩ［を繰り返す。 １個の炉を用いる場合も、２個の炉を用いる場合も、炉
からの高温の排ガスを、装入するスクラップおよび連装
するスクラップの予熱に利用するとよい。 容量２トンの実験炉に、初装：連装−６：４の比率で、
合計２．／１．ｔ−ンのスクラップを装入し、微粉炭バ
ーナー（空気を供給）予熱く第１図）からアーク加熱（
第２図）へのリレーにより溶解した。 さきに開示の、
微粉炭バーナーと電極とをそれぞれ専用の炉蓋にとりつ
けたセットを交換する溶解法と比較した諸元を、下に示
す。 従来法 本発明 微粉炭バーナー 熱効率（％） ３６ ４６ 電力単位 （ＫＷ／ｃｈ、ｔ ） ６３４ ’ ５９２サイクルタ
イム（分） １４７ １３１発明の効果 本発明のスクラップ溶解法は、常用の電力に加えて、低
源な微粉炭を熱エネルギー源として利用し、両者を適切
に組み合わせ、かつその切り換えに伴う熱損失を最小限
にすることによっＣ１電力原単位を向上させ、微粉炭バ
ーナーの熱効率を高く保つとともに、サイクルタイムを
短縮することができる。
第１図および第２図は、本発明のスクラップ溶解方法を
説明するために装置の縦断面を示した図であって、第１
図は微粉炭バーナーによる加熱を行なっている段階を、
第２図はアーク加熱を行なっている段階をそれぞれ示す
。 第３図は、本発明のスクラップ溶解方法の好ましい実施
態様を説明するための概念的な断面図であって、■はス
ター１〜時を示し、■、■、ＩＶ、■、■および■は、
定常的な操業時の工程を順に示すものである。 特許出願人 大同特殊鋼株式会社 代理人 弁理士 須 賀 総 夫 第３ １■ Ａ ８ Ａ Ｂ Ａ Ｂ ◇ ■ ■
説明するために装置の縦断面を示した図であって、第１
図は微粉炭バーナーによる加熱を行なっている段階を、
第２図はアーク加熱を行なっている段階をそれぞれ示す
。 第３図は、本発明のスクラップ溶解方法の好ましい実施
態様を説明するための概念的な断面図であって、■はス
ター１〜時を示し、■、■、ＩＶ、■、■および■は、
定常的な操業時の工程を順に示すものである。 特許出願人 大同特殊鋼株式会社 代理人 弁理士 須 賀 総 夫 第３ １■ Ａ ８ Ａ Ｂ Ａ Ｂ ◇ ■ ■
Claims (7)
- （１） アーク炉の炉蓋に設けた電極孔に微粉炭バーナ
ーを挿入して炉内のスクラップを加熱し、スクラップの
温度が高まったところでバーナーをとり去り、代って電
極を挿入してアーク加熱覆ることを特徴とするスクラッ
プ溶解方法。 - （２） スクラップの平均温度が１２００〜１４００℃
に至ったとき、上記のバーナー加熱からアーク加熱への
切り換えを行なう特許請求の範囲第１項の溶解方法。 - （３） スクラップの平均温度が５００〜６００℃に至
るまでは微粉炭バーナーに空気を供給して燃焼させ、そ
の後は酸素を供給して燃焼させる特許請求の範囲第１項
の溶解方法。 - （４） ２個の炉を使用し、一方の炉にスクラップを装
入して上記微粉炭バーナーによる加熱を行ない、スクラ
ップの温度が高まったところでバーナーに代えて電極を
挿入してアーク加熱に切り換えその間バーナーを他方の
炉に移してスクラップの加熱を行ない、一方の炉内のス
クラップが溶解したならばタップして新たなスクラップ
を装入し、前記の微粉炭バーナーによる加熱を行ない、
その間に他方の炉内に電極を挿入してアーク加熱に切り
換えてスクラップの溶解を行なうことを繰り返す特許請
求の範囲第１項の溶解方法。 - （５） 炉からの排ガスを装入する冷スクラップの予熱
に利用する特許請求の範囲第１項の溶解方法。 - （６） アーク炉の炉蓋が微粉体バーナーの火焔の形成
に必要な燃焼空間を与え得る高さを有し、電極および電
極孔に挿入できる微粉炭バーナー、ならびにバーナーと
電極とを上記電極孔に交互に装着する手段をそなえたこ
とを特徴とするスクラップ溶解装置。 - （７） ２個の炉、−組の微粉炭バーナーおよび電極、
ならびにバーナーと電極とをそれぞれの炉に対して交換
的に装着する手段をそなえた特許請求の範囲第６項の溶
解装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59103990A JPS60248812A (ja) | 1984-05-23 | 1984-05-23 | スクラツプ溶解方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59103990A JPS60248812A (ja) | 1984-05-23 | 1984-05-23 | スクラツプ溶解方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60248812A true JPS60248812A (ja) | 1985-12-09 |
Family
ID=14368737
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59103990A Pending JPS60248812A (ja) | 1984-05-23 | 1984-05-23 | スクラツプ溶解方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60248812A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020255465A1 (ja) * | 2019-06-21 | 2020-12-24 | 三菱重工業株式会社 | 電解製錬炉 |
-
1984
- 1984-05-23 JP JP59103990A patent/JPS60248812A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020255465A1 (ja) * | 2019-06-21 | 2020-12-24 | 三菱重工業株式会社 | 電解製錬炉 |
| JP2021001368A (ja) * | 2019-06-21 | 2021-01-07 | 三菱重工業株式会社 | 電解製錬炉 |
| CN114040987A (zh) * | 2019-06-21 | 2022-02-11 | 三菱重工业株式会社 | 电解冶炼炉 |
| CN114040987B (zh) * | 2019-06-21 | 2023-02-28 | 三菱重工业株式会社 | 电解冶炼炉 |
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