(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクラップ予熱槽を、該スクラップ予熱槽から切り出されたスクラップを炉体内へ装入させるスロート部を介して炉頂に接続し、炉体内での燃焼により発生した排ガスを上記スロート部を通してスクラップ予熱槽へ送るようにしてある製鋼用アーク炉における上記スロート部の上端から炉壁に至るまでの間の適宜個所に、上記排ガスを還元変成させるための水をフォグ状に噴射させるようにしたフォグスプレーノズルを取り付けてなることを特徴とする製鋼用アーク炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はスクラップ予熱槽を備えた製鋼用アーク炉に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
炉内に装入されたスクラップ（原料）と電極との間にアークを発生させ、その高熱を利用してスクラップを溶解して製鋼するようにしてある製鋼用アーク炉においては、装入するスクラップをスクラップ予熱槽で高温に予熱しておくことが電力消費量を少なくする上で有利である。
【０００３】
スクラップ予熱槽を備えた製鋼用アーク炉は、図３にその一例の概要を示す如く、炉底に底部電極（陽極）１を備えた炉体２の上部に、炉体２を閉塞する炉蓋３を設けて、炉頂となる炉蓋３の中心部にスクラップ投入口４を形成し、且つ上記炉体２内に、炉蓋３のスクラップ投入口４を挟む位置を貫通させて２本の上部電極（陰極）５を配置した構成において、スクラップ６を充填して予熱するようにするスクラップ予熱槽７の下端側に、下端をスクラップ装入口９としたスロート部８を設け、該スロート部８のスクラップ装入口９を炉蓋３のスクラップ投入口４に接続し、且つスクラップ予熱槽７内のスクラップ６をスロート部８の上端位置に形成した受台部８ａ上へ切り出すための押出装置１１と、受台部８ａ上のスクラップ６を押し出して炉内へ装入させる押出装置１２とを備えて、予熱されたスクラップ６をスロート部８のスクラップ装入口９から炉蓋３のスクラップ投入口４を経て炉内へ装入させるようにし、又、上記炉体２内に、一次燃焼用の吹込ランス１４を炉蓋３を貫通させて配置して、Ｃ、Ｏ２  を溶鋼１３中に吹き込めるようにし、更に、炉体２の側壁部に、二次燃焼用のエアー配管１５を接続し、炉体２内にエアーを送り込んで二次燃焼を行わせるようにしてある。
【０００４】
かかる製鋼用アーク炉では、吹込ランス１４により溶鋼１３中に、Ｃ、Ｏ２  を吹き込んで一次燃焼させることにより、Ｃ＋１／２  Ｏ２  →ＣＯの反応を行わせて２４５０Ｋｃａｌ／ｋｇ  ・Ｃの発熱量が得られるようにしているが、発熱量が低いので、更に、炉体２内の雰囲気中にエアー配管１５を通しエアーを送給して二次燃焼させるようにし、これにより、ＣＯ＋１／２  Ｏ２  →ＣＯ２  の反応を行わせて５６３０Ｋｃａｌ／ｋｇ  ・Ｃの発熱量が得られるようにし、ＣをＣＯ２  まで燃焼させることによって発熱量を８０８０Ｋｃａｌ／ｋｇ  ・Ｃと高めるようにしており、かかる高い発熱量の排ガスでスクラップ６を予熱するようにしている。
【０００５】
しかしながら、上述した如く、スクラップ予熱槽７に充填されているスクラップ６を高い発熱量の排ガスによって酸化雰囲気（Ｏ２  、ＣＯ２  ガス）のもとで予熱させるようにすると、スクラップ６が酸化融着して、所謂棚吊り現象を起してしまう問題がある。
【０００６】
そのため、従来では、炉内のガス雰囲気中に希釈ガス配管１６を通して希釈ガス（冷却ガス）を送給することにより、炉内を冷却して１６００℃程度にするようにし、更には、スロート部８にも希釈ガス配管１６を導設してスロート部８内にも希釈ガスを送給したり、スクラップ予熱槽７へ入る排ガスの一部を取出管１０により外部へ取り出すことにより温度を下げるようにして、スクラップ予熱槽７へ送る予熱用の排ガスの温度を１３００℃程度にするようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、スクラップ予熱槽７へ送る排ガスの温度を１３００℃程度まで低下させると、スクラップ６を高温加熱することができず、予熱効率が悪いという問題があると共に、大口径の希釈ガス配管１６や取出管１０が必要となり、又、スクラップ予熱槽７の頂部から排出されるガスの成分は、ＣＯ、ＣＯ２  、Ｎ２  等であってクリーンガスではないので、燃焼塔が別途必要となる問題もある。
【０００８】
そこで、本発明は、スクラップ予熱槽内のスクラップを、酸化融着させることなく高温加熱することができるようにしようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、スクラップ予熱槽を、該スクラップ予熱槽から切り出されたスクラップを炉体内へ装入させるスロート部を介して炉頂に接続し、炉体内での燃焼により発生した排ガスを上記スロート部を通してスクラップ予熱槽へ送るようにしてある製鋼用アーク炉における上記スロート部の上端から炉壁に至るまでの間の適宜個所に、上記排ガスを還元変成させるための水をフォグ状に噴射させるようにしたフォグスプレーノズルを取り付けてなる構成とする。
【００１０】
【作用】
Ｃ、Ｏ２  が溶鋼中に吹き込まれ、一次燃焼により発生した排ガスがスクラップ予熱槽へスクラップ予熱用として送られるときに、排ガス（ＣＯ）に、フォグスプレーノズルからエアーをキャリアとして水を噴射供給すると、炉内のガス（ＣＯ）と反応することによりＣＯ２  が生成されて高温となるが、水の蒸発潜熱を利用して排ガスの温度を下げることができ、又、同時にＨ２  の生成により排ガスが還元変成させられる。したがって、スクラップ予熱槽内を還元雰囲気とすることができて、高温の排ガスによりスクラップを加熱してもスクラップの酸化融着を防止できることになる。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
【００１２】
図１及び図２は本発明の一実施例を示すもので、シャフト式スクラップ予熱槽７をスロート部８を介して炉頂に接続し、炉体２内に挿入配置した一次燃焼用の吹込ランス１４を通し溶鋼１３内にＣ、Ｏ２  を吹き込んで一次燃焼を行わせ、炉体２内で発生した排ガス（ＣＯ）を上記スロート部８を通しスクラップ予熱槽７へ送ってスクラップ６を予熱させるようにしてある製鋼用アーク炉において、エアーヘッダー１７よりエアー導管１８を通し送給されたエアーをキャリアとして、冷却水ヘッダー１９より冷却水導管２０を通し送給された水（Ｈ２  Ｏ）をフォグ状に噴射できるようにしてあるフォグスプレーノズル２１を、上記スロート部８の下端部周方向適宜間隔位置に、取付プレート２６により取り付けてスロート部８内に臨ませ、炉体２内で一次燃焼により発生した排ガス（ＣＯ）にエアーをキャリアとして水をフォグ状に噴霧させることにより反応させて、ＣＯ２  、Ｈ２  を生成させ、スクラップ予熱槽７内をＨ２  により還元雰囲気にさせられるようにする。
【００１３】
なお、図２において、２２はエアー導管１８に設けた圧力計、２３はエアー調整弁、２４は冷却水導管２０に設けた圧力計、２５は冷却水調整弁を示す。又、図１において、図３と同一部分には同一符号が付してある。
【００１４】
吹込ランス１４により溶鋼１３中にＣ、Ｏ２  が吹き込まれて一次燃焼が行われると、Ｃ＋１／２  Ｏ２  →ＣＯとなる反応が行われることにより炉体２内に排ガスとしてＣＯが発生させられ、このＣＯがスクラップ予熱槽７へ送られるが、このとき、スクラップ予熱槽７のスロート部８の下端部に取り付けてあるフォグスプレーノズル２１より、エアーをキャリアとするフォグ状の水をスロート部８内に噴射させるようにしてあるため、上記排ガスが水と反応させられることにより変成させられる。すなわち、スロート部８内において、ＣＯ＋Ｈ２  Ｏ→ＣＯ２  ＋Ｈ２  なる反応が行われ、ＣＯ２  、Ｈ２  が生成される。
【００１５】
上記の反応において、ＣＯガスをＣＯ２  ガスに燃焼させると、炉内温度は計算上２５００〜２７００℃になってしまう。一方、溶鋼１３の温度は約１６００℃にする必要があるが、フォグ状の水の蒸発潜熱を利用すると炉内温度を約１６００℃に下げることができるので、溶鋼１３の温度を約１６００℃に保つことができる。又、上記生成されたＣＯ２  、Ｈ２  はスクラップ予熱槽７へ送られることになるため、スクラップ予熱槽７内を還元雰囲気とすることができ、スクラップ６を酸化融着させることなく高温加熱（予熱）することができる。したがって、従来必要としていた希釈ガス配管１６や取出管１０を不要又は削減することができる。更に、スクラップ予熱槽７の頂部から排出される排ガスは還元変成された比較的クリーンなガスであるため、燃焼塔を不要又は縮小することができる。
【００１６】
なお、上記実施例では、フォグスプレーノズル２１をスロート部８の下端部位置に取り付けた場合を示したが、スロート部８の上端位置から炉体２の側壁部における溶鋼１３のスラグ１３ａの上面レベルと対応する位置までの間であれば、任意の位置に取り付けることができること、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００１７】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明の製鋼用アーク炉によれば、スクラップ予熱槽のスロート部から炉壁に至るまでの間の適宜個所に、水をフォグ状に噴射させるようにしたフォグスプレーノズルを取り付けたので、Ｃ、Ｏ２  の吹き込みによる一次燃焼により生じたＣＯの排ガスを、フォグ状の水と反応させてＣＯ２  、Ｈ２  を生成させるようにし、ＣＯをＣＯ２  に燃焼させるときの炉内温度の上昇を水の蒸発潜熱を利用して下げるようにし、且つＨ２  によりスクラップ予熱槽内を還元雰囲気とすることができることにより、スクラップを酸化融着させることなく高温加熱（予熱）することができ、又、排ガス中へのフォグ状の水の供給により排ガスの温度が高くなり過ぎないようにすることができるので、従来必要としていた希釈ガス配管や取出管を不要又は削減することができ、更に、スクラップ予熱槽から排出されるガスは還元変成された比較的クリーンなガスとなることから、従来用いていた燃焼塔を不要又は縮小することができる、等の優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製鋼用アーク炉の一実施例を示す全体の概要図である。
【図２】フォグスプレーノズルの拡大図である。
【図３】従来の製鋼用アーク炉の一例を示す概要図である。
【符号の説明】
２  炉体
３  炉蓋
６  スクラップ
７  スクラップ予熱槽
８  スロート部
２１  フォグスプレーノズル
【図１】
0003557715.tif 000002
【図２】
0003557715.tif 000003
【図３】
0003557715.tif 000004