JP4442020B2 - Scrap preheating equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、金属溶解炉に投入する溶解原料であるスクラップを、該金属溶解炉から排出される排ガスに接触させて予熱するスクラップ予熱装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のこの種の予熱装置としては、たとえば特開平8ー54191号公報や特開平9ー105590号公報に記載のように、シャフト(塔体)内に通気性を有する開閉自在なゲートを複数段にわたって設置して、上下に2乃至3室の予熱室を形成し、最下段の予熱室より下側のシャフト壁と最上段の予熱室の側壁上部とを分流ダクトで接続し、最上段の予熱室の下側の予熱室の側壁上部に排気ダクトを接続したものが知られている。
【0003】
上記の予熱装置は、排ガスが2つのガス流に分流され排ガスの熱量が分散されるので、スクラップが局部的に過熱されて溶融したり酸化したりするのが防止されるという点ですぐれたものであるが、シャフト内に上下に複数の予熱室を形成する必要があるのでシャフトの全高が高くなり、建屋の高さによっては設置困難になるという問題点があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は上記従来の問題点を解決しようとするもので、予熱装置の高さが低くて済むとともに、排ガスの保有熱やスクラップ量が変動しても高い予熱効率が得られるスクラップ予熱装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1記載のスクラップ予熱装置は、スクラップ装入口を上端部にそなえ溶解炉のスクラップ投入口に対向するスクラップ排出口を下端部にそなえたシャフトの下部に、通気性を有する開閉自在なゲートを設けて、該ゲートの上側に前記スクラップ装入口に至るひとつの予熱室を形成し、前記ゲートの下側のシャフト側壁と前記予熱室の側壁の上部とを、ダンパを有する分流ダクトで接続するとともに、前記予熱室の側壁の中間部に複数段にわたって設けた中間部排気口に、それぞれスクラップ分離室を介してダンパを有する排ガスダクトを接続したことを特徴とする。
【0006】
また請求項2記載のスクラップ予熱装置は、スクラップ装入口を上端部にそなえ溶解炉のスクラップ投入口に対向するスクラップ排出口を下端部にそなえたシャフトの下部に、通気性を有する開閉自在なゲートを設けて、該ゲートの上側に前記スクラップ装入口に至るひとつの予熱室を形成し、前記ゲートの下側のシャフト側壁と前記予熱室の側壁の上部とを、ダンパを有する分流ダクトで接続するとともに、前記予熱室の側壁の上部に設けた上部排気口に、ダンパを有する排ガスダクトを接続し、前記予熱室の側壁の中間部に設けた中間部排気口に、スクラップ分離室を介してダンパを有する排ガスダクトを接続したことを特徴とする。
【0007】
この発明において予熱室の側壁の上部とは、予熱装置使用時にスクラップ量の変動によって、予熱室に最大容積のスクラップが装入されたときのスクラップ層上面位置より上側の側壁部分を指すものとする。また予熱室の側壁の中間部とは、同じく予熱室に最小容積のスクラップが装入されたときのスクラップ層上面位置より下側の側壁部分を指すものとするが、中間部排気口を複数段にわたって設ける場合は、上段側の中間部排気口は上記両スクラップ層上面位置間の側壁部分に設けてもよく、この場合はこの側壁部分も予熱室の側壁の中間部に包含されるものとする。
【0008】
またこの発明においてスクラップ分離室とは、気体流中から該気体流中に含まれるスクラップを分離する構造を有する室で、たとえば流路断面積の拡大(流速の減少)によりスクラップを重力落下させるものや、衝突板への衝突によりスクラップを慣性力により分離するスクラップキャッチャ方式のものなど、各種の分離原理にもとづくものを用いることができる。
【0009】
請求項1〜2の手段によれば、シャフト内にはひとつの予熱室を設けるだけでよいので、シャフトの全高、従って予熱装置の高さが低くて済む。また予熱室内のスクラップ層の側面部に中間部排気口が開口するとともに分流ダクトをそなえているので、排ガスの保有熱が高い時期においても、予熱室がひとつでありながら排ガスを分流してスクラップ層を上下両側から局部的な過熱なしに予熱することができ、また中間部排気口からのスクラップの排ガス下流側への流出は、スクラップ分離室により防止される。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下この発明の実施の形態の説明の前に、図1および図2に示すこの発明の参考例を説明する。図中1は溶解炉であるアーク炉で、その炉体2は図示しない傾動装置により傾動可能に支持され、その炉蓋3にはスクラップ投入口4が設けてある。
【0011】
10はスクラップ予熱装置であり、11はその主体を構成する角筒状のシャフトで、図示しない横行自在な機枠により基礎上に支持されている。12はシャフト上端部のスクラップ装入口、13はシャフト下端部のスクラップ排出口で、アーク炉1のスクラップ投入口4に対向して開口しており、アーク炉1からの排ガス受入口を兼ねるものであって、その周壁下端面は、スクラップ投入口4の上端面に沿う円弧面状を呈している。
【0012】
14はシャフト11の下部に設けたゲートで、シャフト側壁に沿って配置した回動軸にフィンガーを間隔をおいて多数枚固着した一対のフォーク状のものであり、図示しないシリンダ等の駆動装置により水平位置(閉鎖位置)と下方へ傾動した傾斜位置(開放位置)との間を回動駆動することにより、開閉される。
【0013】
上記のゲート14の設置により、シャフト11内にはスクラップ装入口12に至るひとつの予熱室15が形成されている。16は分流ダクトで、ゲート14の下側のシャフト側壁11aと予熱室15の上部側壁15aとを接続している。図1にはスクラップ量の変動により予熱室15内に最大容積のスクラップが装入されたときのスクラップ層Sの上面を実線で示してあり、このスクラップ層Sの上面位置Hより上側の側壁部分に、分流ダクト16が接続されている。
【0014】
21Aは予熱室15の中間部側壁15bに設けた中間部排気口であり、図中鎖線で示す予熱室15に最小容積のスクラップが装入されたときのスクラップ層Sの上面位置Lよりも下側の側壁部分に設けられている。
【0015】
22Aは中間部排気口21Aの外側に形成したスクラップ分離室で、図2にも示すように、その下部に中間部排気口21Aが開口し、上方に向ってガス流路断面積が増加する箱状体23内に形成され、その側板24の上部には、排ガスダクト25Aが接続されている。そしてこの排ガスダクト25Aは、図示しない集じん装置への送風用の送風機の吸気口に接続されている。なおスクラップ分離室の箱状体23への排ガスダクトの接続は、図2に鎖線で示すように箱状体23の左右の側壁部への接続とすれば、スクラップの分離はさらに良好となる。
【0016】
次に上記構成の装置においては、アーク炉1において炉体2内に装入されたスクラップに対してアーク熱により溶解がおこなわれ、この溶解に伴う排ガスをスクラップ予熱装置10のシャフト11内を流通させて、予熱室15内に装入されたスクラップの予熱をおこなう。このときこのスクラップ予熱装置10においては、スクラップ層Sの上面が、スクラップ量最大時の前記上面位置H〜スクラップ量最小時の前記上面位置Lの間のいずれの位置にある場合でも、すなわちスクラップ量に関係なく、また排ガスGの保有熱の高低にも関係なく、常に排ガスGの分流ガスG1を分流ダクト16を経てスクラップ層Sの上側から下向流として、残りの分流ガスG2をスクラップ層Sの下側から上向流として、それぞれ供給して、スクラップ予熱後合流した排ガスを、中間部排気口21Aから排ガスダクト25Aを経てシャフト外へ流出させる。
【0017】
このように中間部排気口21Aはスクラップ層Sの側部に開口し、スクラップ層Sは分流ダクト16による分流ガスG1と分流ガスG2により常に上下両側から加熱されるので、スクラップ層Sは局部的な過熱なしに効率よく予熱でき、また後述の各例のようなダンパ操作は不要なので操業に手間がかからず、排ガスダクトの本数は少なくダンパも不要なこともあいまって、装置が簡潔で安価に製作でき、特に最大スクラップ量(予熱室容積)やスクラップ量の変動が小さい場合に好適に使用することができる。また装置自体としては、シャフト11内にはひとつの予熱室15を設けるだけでよいので、シャフト11、従ってスクラップ予熱装置10の高さが低くて済む。
【0018】
そして上記の排ガス流による予熱時においては、中間部排気口21A付近にはスクラップが堆積しており、スクラップ層自体がフィルタとして作用はするものの、小形のスクラップ片など一部のスクラップは排ガスと共に中間部排気口21Aから排出されることがあるが、スクラップ分離室22A内において排ガス流は急速に減速してスクラップ吹上力は弱まるので、スクラップは自重降下して箱状体23の側板24の傾斜板部24aの下部付近上面部に堆積する。これによって排ガスダクト25A内にスクラップが流出するのが防止され、該ダクトおよびその下流側の機器の保守が容易となる。そして上記の傾斜板部24a上に堆積したスクラップは、予熱終了時に予熱室15内のスクラップと共にアーク炉1の炉体2内へと落下して溶融に供されるのである。
【0019】
次に図3に示す第1例により、請求項1記載の発明の実施の形態を説明する。この例のスクラップ予熱装置30は、前記参考例のスクラップ予熱装置10において、分流ダクト16にダンパ17を、排ガスダクト25Aにダンパ26Aを、それぞれ設けるとともに、中間部排気口21Aの上段側において中間部側壁15bに中間部排気口21Bを設け、この中間部排気口21Bの外側に形成したスクラップ分離室22Bに、ダンパ26Bを有する排ガスダクト25Bを接続したものであり、その他の構成はスクラップ予熱装置10と同じであるので、図1と同一部分には同一符号を付して、それらの部分の詳細な説明は省略する。(以下他の例においても同様とする。)
【0020】
そして上段側の中間部排気口21Bは、図中鎖線で示す予熱室15に最小容積のスクラップが装入されたときのスクラップ層Sの上面位置Lよりも上側(ただし前記スクラップ層の上面位置Hよりも下側)の側壁部分に設けられている。またスクラップ分離室22Bはスクラップ分離室22Aと同構造を有し、スクラップ分離室22Aと同様な排ガスダクト内へのスクラップ流出を防止する機能を有するものであり、また排ガスダクト25A,25Bは図示のように下流側で合流している。
【0021】
このスクラップ予熱装置30においても、アーク炉1からの排ガスの流通により、予熱室15内のスクラップの予熱をおこなうのであるが、一般にアーク炉1からの排ガスの保有熱は、アーク炉の操業工程中の時期によって変動し、溶鋼の酸化精錬期やカーボンインジェクション期などにおいては排ガスの保有熱が高いが、上記以外のたとえばスクラップ溶解期などにおいては、排ガスの保有熱は上記高保有熱の約1/2〜1/10程度と低い。また予熱室15内へ装入される1回の予熱ごとのスクラップ量も、そのかさ比重の変動等によりスクラップ容積がかなり変動する。
【0022】
そこでこの排ガスの保有熱とスクラップ量の変動に対して、スクラップ予熱装置30においては次のようにして対処する。すなわち、まず図中実線で示すように、予熱室15内に装入されたスクラップ量が多量であってスクラップ層Sの上面がスクラップ量最大時の上面位置H付近にある場合は、排ガスGの保有熱の高低に関係なく常にダンパ17,26Bを開、ダンパ26Aを閉として、参考例と同様に排ガスGの分流ガスG1を分流ダクト16を経てスクラップ層Sの上側から下向流として、残りの分流ガスG 2 をスクラップ層Sの下側から上向流として、それぞれ供給して、スクラップ予熱後合流した排ガスは、中間部排気口21Bから排ガスダクト25Bを経てシャフト外へ流出させる。
【0023】
また図中鎖線で示すように予熱室15内に装入されたスクラップ量が少量であってスクラップ層Sの上面がスクラップ量最小時の上面位置L付近にある場合、排ガスGの保有熱が高い時期においては、ダンパ17,26Aを開、ダンパ26Bを閉として、排ガスGの分流ガスG1を分流ダクト16を経て下向流として、残りの分流ガスG2を上向流として、それぞれ供給して、スクラップ予熱後合流した排ガスは鎖線矢印で示すように中間部排気口21Aから排ガスダクト25Aを経てシャフト外へ流出させる。
【0024】
また同じくスクラップ量が少量である場合、排ガスの保有熱が低い時期においては、ダンパ26Bを開、ダンパ17,26Aを閉として、破線矢印で示すように排ガスGの全量を上向流として供給し、スクラップ予熱後の排ガスは、破線矢印で示すように中間部排気口21Bから排ガスダクト25Bを経てシャフト外へ流出させる。
【0025】
これによって排ガスが高温の場合でも、排ガスの分流により排ガスの保有熱が分散され、スクラップが局部的に過熱されて溶融したり酸化するのが防止され、スクラップ層各部は温度差の少ないほぼ均熱状態に加熱され、排ガスは良好な熱交換により降温して排出されるので、高い予熱効率が得られる。また排ガスGの保有熱が低い時期においては、スクラップ層Sはスクラップ量に応じて分流ガスG1と分流ガスG2により、あるいは排ガスGの上向流により、局部的に過熱されることなく予熱される。またスクラップ分離室22A,22Bによって、排ガスと共にスクラップがダンパ26A,26B側へ流出するのが防止され、これらダンパの保守が容易となる。また参考例と同様にひとつの予熱室15を設けるだけでよいので、スクラップ予熱装置30の高さは低くて済む。
【0026】
以上はスクラップ層Sの上面が、上面位置HあるいはL付近にある場合について説明したが、その中間に上面がある場合、たとえば上面が中間部排気口21B付近にある場合は、排ガスの保有熱が高い時期においては前述の中間部排気口21Bのかわりに中間部排気口21Aからスクラップ予熱後の排ガスを排出させるようにダンパ操作をおこなうなど、排ガスの保有熱とスクラップ量に応じて、ダンパ操作により最適の排ガス流通経路を選択してスクラップを効率よく予熱することができる。
【0027】
次に図4〜図6に示す第2例により、請求項2記載の発明の実施の形態を説明する。この例のスクラップ予熱装置40は、前記第1例のスクラップ予熱装置30において、予熱室の上部側壁15aに上部排気口27を設け、この上部排気口27に、ダンパ29を有する排ガスダクト28を接続したものであり、その他の構成はスクラップ予熱装置30と同じであるので、図3と同一部分には同一符号を付してある。なお排ガスダクト25A,25B,28は図示のようにその下流側で合流し、図示しない集じん装置への送風用の送風機の吸気口に接続されている。
【0028】
このスクラップ予熱装置40においても、アーク炉1からの排ガスの流通により予熱室15内のスクラップの予熱をおこなうのであるが、前述の排ガスの保有熱の変動とスクラップ量の変動に対して次のように対処する。すなわち、まず図4および図5に示すように、予熱室15内に装入されたスクラップ量が多量であってスクラップ層Sの上面が上面位置H付近にある場合、排ガスGの保有熱が高い時期においては図4に示すようにダンパ17,26Bを開、ダンパ29,26Aを閉として、排ガスGの一部の分流ガスG1を分流ダクト16を経てスクラップ層Sの上側からスクラップ層S内に下向流として供給し、残りの分流ガスG2をスクラップ層Sの下側から上向流として供給して、スクラップ予熱後合流した排ガスを、中間部排気口21Bから排ガスダクト25Bを経てシャフト外へ流出させる。
【0029】
これによって排ガスが高温の場合でも、排ガスの分流により排ガスの保有熱が分散され、スクラップが局部的に過熱されて溶融したり酸化するのが防止され、スクラップ層各部は温度差の少ないほぼ均熱状態に加熱され、排ガスは良好な熱交換により降温して排出されるので、高い予熱効率が得られる。また前記第1例と同様に、スクラップ分離室22Bによって、排ガスと共にスクラップがダンパ26B側へ流出するのが防止される。
【0030】
また同じくスクラップ量が多量である場合、排ガスGの保有熱が低い時期においては、図5に示すようにダンパ29のみを開、残りのダンパ17,26A,26Bを閉として、排ガスGの全量をスクラップ層Sの下側から上昇流として供給し、予熱後の排ガスを上部排気口27から排ガスダクト28を経てシャフト外へ流出させる。
【0031】
排ガス温度は低いためスクラップ層Sは局部的に過熱されることはなく、また分流ダクト16内への分流による熱損失もなく、高効率でスクラップの予熱をおこなうことができる。また上部排気口27はスクラップ層Sの上方離間位置にあるため該排気口からのスクラップの流出のおそれはない。
【0032】
次に図6に示すように予熱室15内に装入されたスクラップ量が少量であって、スクラップ層Sの上面が上面位置L付近にある場合は、排ガスGの保有熱が高い時期においては、同図に実線で示すようにダンパ17,26Aを開、ダンパ29,26Bを閉として、図4の場合と同様に分流ガスG1を分流ダクト16を経てスクラップ層Sの上側から下向流として、残りの分流ガスG2をスクラップ層Sの下側から上向流として、それぞれ供給して、合流した排ガスは下側の中間部排気口21Aから排ガスダクト25Aを経てシャフト外へ流出させる。
【0033】
これによって排ガス温度が高温の場合でも、図4の場合と同様な良好な加熱作用が得られ、またスクラップ分離室22Aによって図4におけるスクラップ分離室22Bと同様なスクラップ流出防止作用が得られる。
【0034】
また同じくスクラップ量が少量である場合、排ガスGの保有熱が低い時期においては、図6に破線で示すようにダンパ29のみを開、残りのダンパ17,26A,26Bを閉として、図3の場合と同様に排ガスGの全量をスクラップ層Sの下側から上向流として供給し、上部排気口27から排ガスダクト28を経てシャフト外へ流出させる。
【0035】
これによって図5の場合と同様にスクラップを高効率で予熱でき、スクラップ流出のおそれもない。なおこの例のようにスクラップ層Sの上面位置Lより上方に中間部排気口21Bが開口している場合は、スクラップ予熱後の排ガスを上部排気口27のかわりに中間部排気口21Bから流出させてもよいが、スクラップ予熱後の排ガスの保有熱をシャフト11内に少しでも多く蓄熱させて次回のスクラップ装入にそなえるためには、シャフト頂部の上部排気口27からの排気の方が好ましく、これによってスクラップ予熱の熱効率が向上する。
【0036】
なお前記第1例と同様に、スクラップ層Sの上面が上面位置Hと上面位置Lの中間にある場合、たとえば上面が中間部排気口21B付近にある場合は、排ガスの保有熱が高い時期においては前述の中間部排気口21Bにかわりに中間部排気口21Aからスクラップ予熱後の排ガスを排出させるようにダンパ操作をおこなうなど、排ガスの保有熱とスクラップ量に応じて、ダンパ操作により最適の排ガス流通経路を選択してスクラップを効率よく予熱することができる。
【0037】
以上のように、スクラップ層Sの側面部に排気用の中間部排気口21A,21Bを開口させるとともに分流ダクト16を設けてあるので、予熱室がひとつでありながら排ガスを分流してスクラップ層を局部的な過熱なしに効率よく予熱することができ、また排ガスの保有熱とスクラップ量の変動に応じて、各ダンパの操作により排ガス流通経路を切換えることにより、上記変動に対しても常に高い予熱効率が得られる。また装置自体としては、シャフト11内にはひとつの予熱室15を設けるだけでよいので、シャフト11、従ってスクラップ予熱装置40の高さが低くて済むのである。またこの例では上下2段の中間部排気口21A,21Bを設けているので、スクラップ量の変動に対して最適の中間部排気口を選択でき、スクラップ量の変動に対する適応性に富む。
【0038】
次に図7に示す第3例により、請求項2記載の発明の他の実施の形態を説明する。この例のスクラップ予熱装置50は、前記第2例のスクラップ予熱装置40において、図4における上段側の中間部排気口21Bとスクラップ分離室22Bとダンパ26Bおよび排ガスダクト25Bを除去したものであり、その他の構成はスクラップ予熱装置40と同じであるので、図4と同一部分には同一符号を付してある。
【0039】
このスクラップ予熱装置50においては、スクラップ層Sの上面が、スクラップ量最大時の前記上面位置H〜スクラップ量最小時の前記上面位置Lの間のいずれの位置にある場合でも、すなわちスクラップ量に関係なく、排ガスGの保有熱が高い時期においては、ダンパ17,26Aを開、ダンパ29を閉として、参考例と同様に排ガスGの分流ガスG1を分流ダクト16を経てスクラップ層Sの上側から下向流として、残りの分流ガスG2をスクラップ層Sの下側から下向流として、それぞれ供給して、スクラップ予熱後合流した排ガスは、中間部排気口21Aから排ガスダクト25Aを経てシャフト外へ流出させる。
【0040】
また同じく予熱室15内のスクラップ量に関係なく、排ガスの保有熱が低い時期においては、ダンパ29のみを開、残りのダンパ17,26Aを閉として、破線矢印で示すように参考例と同様に排ガスGの全量をスクラップ層Sの下側から上向流として供給し、スクラップ予熱後の排ガスを上部排気口27から排ガスダクト28を介してシャフト外へ流出させる。
【0041】
このように、この例では、排ガスの保有熱の高低に応じて、各ダンパの操作により排ガス流通経路を切換えることにより、上記保有熱が変動しても高い予熱効率が得られ、特にスクラップ量には関係なく上記ダンパの操作をおこなえばよいので、ダンパの操作が容易である。また第2例と同様にひとつの予熱室15を設けるだけでよいので、スクラップ予熱装置50の高さは低くて済む。
【0042】
この発明は上記各例に限定されるものではなく、たとえばスクラップ分離室としては、図8に示すように、上記各例のスクラップ分離室の箱状体23内に邪魔板61を突設して、スクラップ捕集をさらに確実にしたスクラップ分離室60や、図9に示すように、ケーシング71内に衝突板72を垂下状に設け、下部のスクラップ貯留部73の底に開閉底板74を設け、連結ダクト75とスクラップ返流管76とで中間部側壁15bに接続した、スクラップキャッチャ方式のスクラップ分離室70など、各種形式のものを用いることができる。なおスクラップ分離室は上記各例のように中間部側壁15bに一体に付設するほか、スクラップ分離室70のように、ダクトを介して中間部側壁15bに接続してもよい。
【0043】
またゲートは、上記の揺動フォーク式のものの他、水平方向に直動し塔体内に挿入引出される直動フォーク式のものなど、他形式のものとしてもよい。また溶解炉は、上記のアーク炉以外のものであってもよく、この溶解炉の形式や構造等によって塔体を横行させる必要のない場合は、塔体は基礎上に固設させてもよい。
【0044】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明によれば、シャフト内に設ける予熱室はひとつでよいので、シャフトの全高、従ってスクラップ予熱装置の高さが低くて済み、低い建屋内への設置も可能となる。また排ガスの保有熱が高い時期においても、予熱室がひとつでありながら排ガスを分流してスクラップ層を上下両側から局部的な過熱なしに予熱することができるのに加えて、排ガスの保有熱やスクラップ量が変動してもダンパの操作により排ガス流通経路を切換えることにより、高い予熱効率が得られる。
【0045】
また上記の効果に加えて、請求項2記載の発明によれば、上部排気口を設けたので、排ガス保有熱が低いときはスクラップ量に関係なく分流ダクトの使用は不要で該分流ダクト内への分流による熱損失もなくなり、一層高い予熱効率が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の参考例を示すスクラップ予熱装置の縦断面図である。
【図2】 図1のA−A線拡大断面図である。
【図3】 この発明の実施の形態の第1例を示すスクラップ予熱装置の縦断面図である。
【図4】 この発明の実施の形態の第2例を示すスクラップ予熱装置の縦断面図である。
【図5】 図4のスクラップ予熱装置の使用状態を示す縦断面図である。
【図6】 図4のスクラップ予熱装置の他の使用状態を示す縦断面図である。
【図7】 この発明の実施の形態の第3例を示すスクラップ予熱装置の縦断面図である。
【図8】 この発明におけるスクラップ分離室の他の実施形態を示す縦断面図である。
【図9】 この発明におけるスクラップ分離室のさらに他の実施形態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
1…アーク炉(溶解炉)、10…スクラップ予熱装置、11…シャフト、11a…シャフト側壁、12…スクラップ装入口、13…スクラップ排出口、14…ゲート、15…予熱室、15a…上部側壁、15b…中間部側壁、16…分流ダクト、17…ダンパ、21A…中間部排気口、21B…中間部排気口、22A…スクラップ分離室、22B…スクラップ分離室、25A…排ガスダクト、25B…排ガスダクト、26A…ダンパ、26B…ダンパ、27…上部排気口、28…排ガスダクト、29…ダンパ、30…スクラップ予熱装置、40…スクラップ予熱装置、50…スクラップ予熱装置、60…スクラップ分離室、70…スクラップ分離室。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a scrap preheating device that preheats scrap, which is a melting raw material to be charged into a metal melting furnace, by bringing it into contact with exhaust gas discharged from the metal melting furnace.
[0002]
[Prior art]
As a conventional preheating device of this type, for example, as disclosed in JP-A-8-54191 and JP-A-9-105590, a plurality of stages of openable and closable gates having air permeability are provided in a shaft (tower). 2 to 3 preheating chambers are formed on the upper and lower sides, the shaft wall below the lowermost preheating chamber is connected to the upper side of the uppermost preheating chamber with a shunt duct, and the uppermost preheating chamber is connected. An exhaust duct connected to the upper part of the side wall of the preheating chamber below the chamber is known.
[0003]
The above preheating device is superior in that the exhaust gas is divided into two gas streams and the amount of heat of the exhaust gas is dispersed, so that the scrap is prevented from being locally heated and melted or oxidized. However, since it is necessary to form a plurality of preheating chambers in the upper and lower sides in the shaft, the total height of the shaft is increased, and there is a problem that it is difficult to install depending on the height of the building.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention is intended to solve the above-mentioned conventional problems, and the height of the preheating device can be reduced.WithProviding a scrap preheating device that can achieve high preheating efficiency even if the retained heat of the exhaust gas or the amount of scrap varies.PurposeAnd
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a scrap preheating apparatus according to
[0006]
And claims2The scrap preheating apparatus described is provided with a gas-permeable openable and closable gate at the lower part of the shaft provided with a scrap charging inlet at the upper end and a scrap discharge opening facing the scrap charging inlet of the melting furnace at the lower end. One preheating chamber is formed on the upper side of the gate to reach the scrape inlet, the shaft side wall on the lower side of the gate and the upper part of the side wall of the preheating chamber are connected by a shunt duct having a damper, and the preheating is performed. An exhaust gas duct having a damper is connected to an upper exhaust port provided at the upper part of the side wall of the chamber, and an exhaust gas duct having a damper is connected to an intermediate exhaust port provided in an intermediate part of the side wall of the preheating chamber via a scrap separation chamber Is connected.
[0007]
In the present invention, the upper part of the side wall of the preheating chamber refers to the side wall portion above the upper surface position of the scrap layer when the maximum volume of scrap is charged into the preheating chamber due to fluctuations in the amount of scrap when the preheating device is used. . Also, the middle part of the side wall of the preheating chamber refers to the side wall part below the upper surface of the scrap layer when the minimum volume of scrap is charged into the preheating chamber. In the case where it is provided over the upper side, the upper middle side exhaust port may be provided in the side wall portion between the upper surface positions of both scrap layers, and in this case, this side wall portion is also included in the middle portion of the side wall of the preheating chamber. .
[0008]
Further, in the present invention, the scrap separation chamber is a chamber having a structure for separating the scrap contained in the gas flow from the gas flow, and for example, the scrap is gravity-dropped by increasing the cross-sectional area of the flow path (decreasing the flow velocity). In addition, those based on various separation principles such as a scrap catcher type that separates scraps by inertial force by collision with a collision plate can be used.
[0009]
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Less thanBefore the description of the embodiment of the present invention,As shown in FIG. 1 and FIG.Reference example of this inventionWill be explained. In the figure, 1 is an arc furnace which is a melting furnace, and its
[0011]
[0012]
[0013]
By installing the
[0014]
21A is an intermediate part exhaust port provided in the intermediate
[0015]
22A is a scrap separation chamber formed outside the
[0016]
Next, in the apparatus configured as described above, the scrap charged in the
[0017]
Thus, the intermediate
[0018]
During the preheating with the exhaust gas flow, scrap is accumulated near the
[0019]
Next, as shown in FIG.1By example, claims1Embodiments of the described invention will be described. The
[0020]
The upper middle
[0021]
In the
[0022]
Therefore, the
[0023]
Further, as shown by a chain line in the figure, when the amount of scrap charged into the preheating
[0024]
Similarly, when the amount of scrap is small, the
[0025]
As a result, even when the exhaust gas is hot, the stored heat of the exhaust gas is dispersed by the split flow of the exhaust gas, and the scrap is prevented from being locally heated and melted or oxidized. Since it is heated to a state and the exhaust gas is cooled and discharged by good heat exchange, high preheating efficiency is obtained. In addition, when the retained heat of the exhaust gas G is low, the scrap layer S is divided into the diverted gas G according to the amount of scrap.1And split gas G2Or by the upward flow of the exhaust gas G, it is preheated without being overheated locally. Further, the
[0026]
The above has described the case where the upper surface of the scrap layer S is in the vicinity of the upper surface position H or L. However, when there is an upper surface in the middle, for example, when the upper surface is in the vicinity of the
[0027]
Next, as shown in FIGS.2By example, claims2Embodiments of the described invention will be described. The
[0028]
Also in this
[0029]
As a result, even when the exhaust gas is hot, the stored heat of the exhaust gas is dispersed by the split flow of the exhaust gas, and the scrap is prevented from being locally heated and melted or oxidized. Since it is heated to a state and the exhaust gas is cooled and discharged by good heat exchange, high preheating efficiency is obtained. Also said1Similarly to the example, the
[0030]
Similarly, when the amount of scrap is large, when the retained heat of the exhaust gas G is low, only the
[0031]
Since the exhaust gas temperature is low, the scrap layer S is not locally overheated, and there is no heat loss due to the diversion into the
[0032]
Next, as shown in FIG. 6, when the amount of scrap charged into the preheating
[0033]
As a result, even when the exhaust gas temperature is high, a good heating action similar to that in the case of FIG. 4 is obtained, and the scrap outflow prevention action similar to the
[0034]
Similarly, when the amount of scrap is small, when the retained heat of the exhaust gas G is low, only the
[0035]
As a result, the scrap can be preheated with high efficiency as in the case of FIG. When the
[0036]
The first1Similarly to the example, when the upper surface of the scrap layer S is in the middle between the upper surface position H and the upper surface position L, for example, when the upper surface is in the vicinity of the
[0037]
As described above, since the
[0038]
Next, as shown in FIG.3By example, claims2Another embodiment of the described invention will be described. The
[0039]
In the
[0040]
Similarly, regardless of the amount of scrap in the preheating
[0041]
Thus, in this example, by switching the exhaust gas flow path by operating each damper according to the level of the retained heat of the exhaust gas, high preheating efficiency can be obtained even if the retained heat fluctuates, especially in the amount of scrap. Regardless of the above, it is only necessary to operate the damper, so that the operation of the damper is easy. The second2Since only one preheating
[0042]
The present invention is not limited to the above examples. For example, as a scrap separation chamber, as shown in FIG. 8, a
[0043]
Further, the gate may be of other types such as the above-mentioned swinging fork type, or a direct acting fork type that moves in the horizontal direction and is inserted into and pulled out from the tower body. Further, the melting furnace may be other than the above-mentioned arc furnace, and if it is not necessary to traverse the tower depending on the type and structure of the melting furnace, the tower may be fixed on the foundation. .
[0044]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since only one preheating chamber is provided in the shaft, the overall height of the shaft, and hence the height of the scrap preheating device, can be reduced, and installation in a low building is also possible. In addition, even when the retained heat of the exhaust gas is high, it is possible to preheat the scrap layer from both the upper and lower sides without local overheating by diverting the exhaust gas while having a single preheating chamber.In addition to being able toEven if the retained heat of the exhaust gas or the amount of scrap fluctuates, high preheating efficiency can be obtained by switching the exhaust gas distribution path by operating the damper.
[0045]
In addition to the above effects, the claims2In the invention describedAccording to the upper exhaustTherefore, when the exhaust gas holding heat is low, it is not necessary to use a diverting duct regardless of the amount of scrap, and heat loss due to the diverting into the diverting duct is eliminated, and higher preheating efficiency is obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 of the present inventionReference exampleIt is a longitudinal cross-sectional view of the scrap preheating apparatus which shows.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 3 shows the first embodiment of the present invention.1It is a longitudinal cross-sectional view of the scrap preheating apparatus which shows an example.
FIG. 4 shows the first embodiment of the present invention.2It is a longitudinal cross-sectional view of the scrap preheating apparatus which shows an example.
5 is a longitudinal sectional view showing a usage state of the scrap preheating device of FIG.
6 is a longitudinal sectional view showing another usage state of the scrap preheating device of FIG. 4; FIG.
FIG. 7 shows the first embodiment of the present invention.3It is a longitudinal cross-sectional view of the scrap preheating apparatus which shows an example.
FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of the scrap separation chamber according to the present invention.
FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing still another embodiment of the scrap separation chamber according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
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| JP2002147971A JP2002147971A (en) | 2002-05-22 |
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-
2000
- 2000-11-10 JP JP2000344046A patent/JP4442020B2/en not_active Expired - Lifetime
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|---|---|---|---|---|
| CN110183096A (en) * | 2019-05-31 | 2019-08-30 | 中材科技股份有限公司 | The pre-heating system of block stock for rock wool, basalt fibre or glass production |
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