JP3536214B2 - 金属の熔融方法 - Google Patents
金属の熔融方法Info
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- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
- Air Supply (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、６０％以上の酸素を含
むガスを支燃性ガスとし、微粉炭を燃料とした酸素バー
ナーによって、金属を溶解する金属の熔融方法に関す
る。 【０００２】 【従来の技術】金属、特に鉄スクラップを溶解するに
は、主として電気炉が使用されているが、近時は重油等
の液体燃料を酸素によって燃焼する酸素−燃料バーナー
が併用されるようになってきた。これは電気炉での溶解
速度を早めたり、いわゆるコールドスポットをなくすた
めである。また、生産性を高める方法として、炉内にあ
る溶湯に酸素を吹き込み、酸化反応による反応熱でスク
ラップを溶解させる方法も行われている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかし、電気炉を利用
した金属の熔融方法は、高温が得られ易く、温度の調整
が容易である等の利点があるが、上述したコールドスポ
ットが生じる他、エネルギーを電力に頼らざるを得ない
欠点がある。また、酸素−燃料バーナーを併用する方法
も、全体のエネルギーの６０〜８０％は電力エネルギー
によるものであり、周知のように電力は、発電効率、熔
融効率等を総合した場合のエネルギー効率は約２０〜２
５％に過ぎない。しかも、地球環境で問題視されている
炭酸ガスの発生を考慮すると、重油発電で得られた電力
を使用してスクラップ金属１ｔを溶融すると約１５０ｍ
3 の炭酸ガスが発生することから、その対応は不可欠で
ある。 【０００４】次に、酸素富化による方法は、電力を使用
しないことから、上記欠点は解消されるが、その熔融方
法が熔湯中に酸素，微粉炭，コークスを投入し、酸化反
応により熔融するものであるから、金属原料の熔融に
は、常に熔融炉に熔湯を残留させておかなければならな
い。これは、熔融を連続して行う場合は良いが、バッチ
方式で操業する場合あるいは間欠的な操業が要求される
場合は、全量出鋼できず、当然生産性が悪くなる。 【０００５】本発明は、このようなことから、金属原料
をバーナーの燃焼火炎を直接衝突させて熔融するにあた
り、その熔融効率の向上を図ること、および従来不可能
とみられていた微粉炭を燃料として鉄スクラップ等の金
属原料を溶解する金属の熔融方法を提供することを目的
とするものである。 【０００６】 【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、熔融炉に投入された金属原料に、純度６
０〜１００％の酸素を支燃性ガスとし、微粉炭を燃料と
する酸素バーナーの燃焼火炎を直接衝突させて、金属原
料を溶融せしめると共に、燃焼により生成された高温ガ
スを金属原料及び前記支燃性ガス予熱のため熱交換せし
めた後、搬送管内での微粉炭の燃焼や爆発等の危険性が
生じない温度まで冷却し、さらにその一部を加圧して前
記酸素バーナーの微粉炭搬送用ガスとすることを特徴と
している。 【０００７】 【０００８】 【０００９】 【００１０】 【作 用】上述した如く、本発明の金属の熔融法は、酸
素バーナーによって直接金属原料を熔融するので、熱効
率に優れるとと共に、熔融炉より排出する燃焼ガスによ
って金属原料の熔融に用いられる酸素バーナーの支燃用
酸素ガスを加熱するので、燃焼効率を図ることができ、
殊に微粉炭を燃料とする酸素バーナーでも、従来困難で
あった融点の高い金属原料の熔融、例えば鉄スクラップ
の熔融が可能となった。 【００１１】 【実施例】以下、本発明の一実施例を図によって説明す
ると、金属熔融炉１には、粒状，線状，板状，片状，塊
状等の金属原料が投入口２より投入され、単数あるいは
複数個の酸素バーナー３の火炎が直接金属原料に衝突す
ることによって熔融される。金属熔融炉１で熔融された
金属は、適宜周知の方法で、送出口４より取出され、容
器５に移される。 【００１２】金属熔融炉１では、１，６００℃以上の高
温度で金属原料が熔融されるが、これと同程度の温度を
もつ燃焼ガスが発生し、このガスは排出管６を介して金
属熔融炉１より導出され、該金属熔融炉１に送入される
金属原料の予熱装置７に導入される。尚、８は金属原料
を予熱装置７に送入するための投入口である。 【００１３】予熱装置７に導入された燃焼ガスは、投入
口８から予熱装置７に投入されて、予熱装置７内で堆積
している金属原料中を貫流して、該金属原料を予熱した
後、管９に導出する。管９に導出された燃焼ガスは、つ
いで酸素熱交換器１０に導入され、管１１を介して供給
される純度６０〜１００％の酸素ガスと熱交換し、常温
の該酸素ガスを８００℃程度までの所望温度に加温す
る。尚、１２は管９より熱交換器１０に導入される燃焼
ガス量を制御するためのバイパス管、１３は該バイパス
管１２に設けられた制御弁であり、熱交換される酸素ガ
スを所望の加熱温度とするために設けられる。 【００１４】酸素熱交換器１０において、例えば４００
℃に加温された酸素ガスは、該酸素熱交換器１０より管
１４に導出された後、酸素バーナー３に供給される。ま
た、酸素熱交換器１０より管１５に導出した燃焼ガス
は、バイパス管１２の燃焼ガスと合流して冷却器１６に
導入され、該冷却器１６内を管１７を介して流れる空気
あるいは水等の冷媒によって所望温度まで冷却される。 【００１５】冷却器１６において冷却された燃焼ガス
は、ついで管１８より脱塵器１９に送られ、処理された
後、必要量が管２０に導出されてブロワー２１に導入さ
れ、残余の燃焼ガスは、管２２を介して放出される。 【００１６】ブロワー２１に吸引された燃焼ガスは、加
圧されて管２３に導出され、微粉炭燃料貯槽２４内の固
体燃料を搬送する微粉炭搬送用ガスとして使用され、固
体燃料を酸素バーナー３に供給する。 【００１７】本発明による金属の熔融法は上記した通り
実施されるが、微粉炭を燃料とした酸素バーナーにより
鉄スクラップを熔融した場合、微粉炭１５０kg/hで４０
０℃に加熱された酸素２２５Nm/hの条件で実施した処、
微粉炭原料単位８０kg/t，熔融速度１．９t/h で熱効率
約４７％の結果が得られた。 【００１８】なお以上の説明では、金属熔融炉１への金
属原料投入口２と金属原料の予熱装置７への燃焼ガスの
排出管６とを別途に設けた例としているが、これは投入
口と排出管が一体化され、かつ金属熔融炉の上部に構成
されたもの等任意である。また、酸素ガスの加熱制御手
段も燃焼ガスを加熱源とするならば上記実施例に限定さ
れるものではない。 【００１９】 【発明の効果】以上のように本発明によれば、金属原料
を直接バーナー火炎で熔融するので、熱効率が高くなる
ばかりか、燃料を酸素によって燃焼するバーナーによっ
て金属原料を熔融炉で熔融するに際し、前記酸素ガスを
熔融炉で発生する燃焼ガスで加熱し、高温度の酸素ガス
としてバーナーに供給し、燃焼せしめるので、バーナー
の燃焼効率が向上する。また、従来酸素を支燃性ガスと
して使用しても微粉炭を燃料とした場合は、鉄スクラッ
プ等比較的熔融温度の高い金属の溶解には不都合があっ
たが、本発明方法によれば容易に実施できる。 【００２０】さらに本発明では、脱塵処理されて大気へ
放出される燃焼排ガスの一部を加圧して微粉炭−酸素バ
ーナーへの搬送用ガスとして使用するので、搬送管内で
の燃焼や爆発等の危険性がない。また、この搬送用ガス
を搬送管内での微粉炭の燃焼や爆発等の危険性が生じな
い温度まで冷却するので、燃料の搬送管内での燃焼や爆
発等の危険性が一層ない。
むガスを支燃性ガスとし、微粉炭を燃料とした酸素バー
ナーによって、金属を溶解する金属の熔融方法に関す
る。 【０００２】 【従来の技術】金属、特に鉄スクラップを溶解するに
は、主として電気炉が使用されているが、近時は重油等
の液体燃料を酸素によって燃焼する酸素−燃料バーナー
が併用されるようになってきた。これは電気炉での溶解
速度を早めたり、いわゆるコールドスポットをなくすた
めである。また、生産性を高める方法として、炉内にあ
る溶湯に酸素を吹き込み、酸化反応による反応熱でスク
ラップを溶解させる方法も行われている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかし、電気炉を利用
した金属の熔融方法は、高温が得られ易く、温度の調整
が容易である等の利点があるが、上述したコールドスポ
ットが生じる他、エネルギーを電力に頼らざるを得ない
欠点がある。また、酸素−燃料バーナーを併用する方法
も、全体のエネルギーの６０〜８０％は電力エネルギー
によるものであり、周知のように電力は、発電効率、熔
融効率等を総合した場合のエネルギー効率は約２０〜２
５％に過ぎない。しかも、地球環境で問題視されている
炭酸ガスの発生を考慮すると、重油発電で得られた電力
を使用してスクラップ金属１ｔを溶融すると約１５０ｍ
3 の炭酸ガスが発生することから、その対応は不可欠で
ある。 【０００４】次に、酸素富化による方法は、電力を使用
しないことから、上記欠点は解消されるが、その熔融方
法が熔湯中に酸素，微粉炭，コークスを投入し、酸化反
応により熔融するものであるから、金属原料の熔融に
は、常に熔融炉に熔湯を残留させておかなければならな
い。これは、熔融を連続して行う場合は良いが、バッチ
方式で操業する場合あるいは間欠的な操業が要求される
場合は、全量出鋼できず、当然生産性が悪くなる。 【０００５】本発明は、このようなことから、金属原料
をバーナーの燃焼火炎を直接衝突させて熔融するにあた
り、その熔融効率の向上を図ること、および従来不可能
とみられていた微粉炭を燃料として鉄スクラップ等の金
属原料を溶解する金属の熔融方法を提供することを目的
とするものである。 【０００６】 【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、熔融炉に投入された金属原料に、純度６
０〜１００％の酸素を支燃性ガスとし、微粉炭を燃料と
する酸素バーナーの燃焼火炎を直接衝突させて、金属原
料を溶融せしめると共に、燃焼により生成された高温ガ
スを金属原料及び前記支燃性ガス予熱のため熱交換せし
めた後、搬送管内での微粉炭の燃焼や爆発等の危険性が
生じない温度まで冷却し、さらにその一部を加圧して前
記酸素バーナーの微粉炭搬送用ガスとすることを特徴と
している。 【０００７】 【０００８】 【０００９】 【００１０】 【作 用】上述した如く、本発明の金属の熔融法は、酸
素バーナーによって直接金属原料を熔融するので、熱効
率に優れるとと共に、熔融炉より排出する燃焼ガスによ
って金属原料の熔融に用いられる酸素バーナーの支燃用
酸素ガスを加熱するので、燃焼効率を図ることができ、
殊に微粉炭を燃料とする酸素バーナーでも、従来困難で
あった融点の高い金属原料の熔融、例えば鉄スクラップ
の熔融が可能となった。 【００１１】 【実施例】以下、本発明の一実施例を図によって説明す
ると、金属熔融炉１には、粒状，線状，板状，片状，塊
状等の金属原料が投入口２より投入され、単数あるいは
複数個の酸素バーナー３の火炎が直接金属原料に衝突す
ることによって熔融される。金属熔融炉１で熔融された
金属は、適宜周知の方法で、送出口４より取出され、容
器５に移される。 【００１２】金属熔融炉１では、１，６００℃以上の高
温度で金属原料が熔融されるが、これと同程度の温度を
もつ燃焼ガスが発生し、このガスは排出管６を介して金
属熔融炉１より導出され、該金属熔融炉１に送入される
金属原料の予熱装置７に導入される。尚、８は金属原料
を予熱装置７に送入するための投入口である。 【００１３】予熱装置７に導入された燃焼ガスは、投入
口８から予熱装置７に投入されて、予熱装置７内で堆積
している金属原料中を貫流して、該金属原料を予熱した
後、管９に導出する。管９に導出された燃焼ガスは、つ
いで酸素熱交換器１０に導入され、管１１を介して供給
される純度６０〜１００％の酸素ガスと熱交換し、常温
の該酸素ガスを８００℃程度までの所望温度に加温す
る。尚、１２は管９より熱交換器１０に導入される燃焼
ガス量を制御するためのバイパス管、１３は該バイパス
管１２に設けられた制御弁であり、熱交換される酸素ガ
スを所望の加熱温度とするために設けられる。 【００１４】酸素熱交換器１０において、例えば４００
℃に加温された酸素ガスは、該酸素熱交換器１０より管
１４に導出された後、酸素バーナー３に供給される。ま
た、酸素熱交換器１０より管１５に導出した燃焼ガス
は、バイパス管１２の燃焼ガスと合流して冷却器１６に
導入され、該冷却器１６内を管１７を介して流れる空気
あるいは水等の冷媒によって所望温度まで冷却される。 【００１５】冷却器１６において冷却された燃焼ガス
は、ついで管１８より脱塵器１９に送られ、処理された
後、必要量が管２０に導出されてブロワー２１に導入さ
れ、残余の燃焼ガスは、管２２を介して放出される。 【００１６】ブロワー２１に吸引された燃焼ガスは、加
圧されて管２３に導出され、微粉炭燃料貯槽２４内の固
体燃料を搬送する微粉炭搬送用ガスとして使用され、固
体燃料を酸素バーナー３に供給する。 【００１７】本発明による金属の熔融法は上記した通り
実施されるが、微粉炭を燃料とした酸素バーナーにより
鉄スクラップを熔融した場合、微粉炭１５０kg/hで４０
０℃に加熱された酸素２２５Nm/hの条件で実施した処、
微粉炭原料単位８０kg/t，熔融速度１．９t/h で熱効率
約４７％の結果が得られた。 【００１８】なお以上の説明では、金属熔融炉１への金
属原料投入口２と金属原料の予熱装置７への燃焼ガスの
排出管６とを別途に設けた例としているが、これは投入
口と排出管が一体化され、かつ金属熔融炉の上部に構成
されたもの等任意である。また、酸素ガスの加熱制御手
段も燃焼ガスを加熱源とするならば上記実施例に限定さ
れるものではない。 【００１９】 【発明の効果】以上のように本発明によれば、金属原料
を直接バーナー火炎で熔融するので、熱効率が高くなる
ばかりか、燃料を酸素によって燃焼するバーナーによっ
て金属原料を熔融炉で熔融するに際し、前記酸素ガスを
熔融炉で発生する燃焼ガスで加熱し、高温度の酸素ガス
としてバーナーに供給し、燃焼せしめるので、バーナー
の燃焼効率が向上する。また、従来酸素を支燃性ガスと
して使用しても微粉炭を燃料とした場合は、鉄スクラッ
プ等比較的熔融温度の高い金属の溶解には不都合があっ
たが、本発明方法によれば容易に実施できる。 【００２０】さらに本発明では、脱塵処理されて大気へ
放出される燃焼排ガスの一部を加圧して微粉炭−酸素バ
ーナーへの搬送用ガスとして使用するので、搬送管内で
の燃焼や爆発等の危険性がない。また、この搬送用ガス
を搬送管内での微粉炭の燃焼や爆発等の危険性が生じな
い温度まで冷却するので、燃料の搬送管内での燃焼や爆
発等の危険性が一層ない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例を示す系統図である。
【符号の説明】
１…金属熔融炉、３…酸素バーナー、６…燃焼ガスの排
出管、７…予熱装置、１０…酸素熱交換器、１２…バイ
パス管、１３…制御弁、１６…冷却器、１９…脱塵器、
２１…ブロワー、２４…微粉炭燃料貯槽
出管、７…予熱装置、１０…酸素熱交換器、１２…バイ
パス管、１３…制御弁、１６…冷却器、１９…脱塵器、
２１…ブロワー、２４…微粉炭燃料貯槽
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｆ２７Ｂ 1/22 Ｆ２７Ｂ 1/22
// Ｆ２７Ｄ 17/00 １０１ Ｆ２７Ｄ 17/00 １０１Ｄ
(56)参考文献 特開 昭56−149515（ＪＰ，Ａ)
特開 昭57−41521（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−248811（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−50404（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C22B 9/16
F23D 1/00,14/32
F23L 15/00
F27B 1/08,1/22
F27D 17/00
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 熔融炉に投入された金属原料に、純度６
０〜１００％の酸素を支燃性ガスとし、微粉炭を燃料と
する酸素バーナーの燃焼火炎を直接衝突させて、金属原
料を溶融せしめると共に、燃焼により生成された高温ガ
スを金属原料及び前記支燃性ガス予熱のため熱交換せし
めた後、搬送管内での微粉炭の燃焼や爆発等の危険性が
生じない温度まで冷却し、さらにその一部を加圧して前
記酸素バーナーの微粉炭搬送用ガスとすることを特徴と
する金属の熔融方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07152492A JP3536214B2 (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | 金属の熔融方法 |
| EP93105063A EP0563828B1 (en) | 1992-03-27 | 1993-03-26 | Method of melting metals |
| US08/037,167 US5395423A (en) | 1992-03-27 | 1993-03-26 | Method of melting metals |
| DE69327356T DE69327356T2 (de) | 1992-03-27 | 1993-03-26 | Schmelzverfahren für Metalle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07152492A JP3536214B2 (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | 金属の熔融方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05271805A JPH05271805A (ja) | 1993-10-19 |
| JP3536214B2 true JP3536214B2 (ja) | 2004-06-07 |
Family
ID=13463205
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07152492A Expired - Fee Related JP3536214B2 (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | 金属の熔融方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3536214B2 (ja) |
-
1992
- 1992-03-27 JP JP07152492A patent/JP3536214B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05271805A (ja) | 1993-10-19 |
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