(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクラップを充填して予熱するようにするスクラップ予熱槽の下端側に、下端をアーク炉へのスクラップ装入口としたスロートを斜め下方へ延びるように連設し、該スロートの上部位置と下部位置に、スクラップを受ける上段受棚と下段受棚を設け、該上段受棚に、スクラップを押し出すための上段プッシャーを備えると共に、下段受棚に下段プッシャーを備え、且つ上記下段受棚の幅寸法を上段受棚の幅寸法よりも小さくし、更に、上記スクラップ装入口の内径寸法を下段受棚の幅寸法と同等か又はそれより小さくした構成を有することを特徴とするシャフト式スクラップ予熱装置。
【請求項２】
下段受棚とスクラップ装入口との間に、所要の下り勾配とした傾斜棚を設けた請求項１記載のシャフト式スクラップ予熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【０００１】
【０００２】
【発明の属する技術分野】
本発明は製鋼用アーク炉で用いるシャフト式スクラップ予熱装置に関するものである。
【０００３】
【０００２】
【０００４】
【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装置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。
【０００５】
【０００３】
スクラップ予熱装置としては、図３に一例を示す如く、炉底に底部電極（陽極）を備えた炉体ｂの上部に、炉体ｂを閉塞する炉蓋ｃを設け、炉体ｂ内に、炉蓋ｃを貫通させて上部電極ｄを配置し、且つ炉蓋ｃにスクラップ投入口が形成してある製鋼用アーク炉ａにおいて、上端にスクラップ投入ホッパーｅを備えたシャフト式スクラップ予熱槽ｆを、上記炉蓋ｃの上に直立配置して、上記炉蓋ｃのスクラップ投入口にスクラップ予熱槽ｆの下端のスクラップ装入口ｇを接続し、スクラップ予熱槽ｆ内に貯蔵されたスクラップｈを、炉体ｂ内から排出される高温の排ガスで予熱させるようにしたもの、あるいは、図４に示す如く、スクラップ予熱槽ｆの下端側に、下端をスクラップ装入口ｇとしたスロート部ｉを設け、該スロート部ｉのスクラップ装入口ｇを炉蓋ｃのスクラップ投入口に接続し、且つスクラップ予熱槽ｆ内のスクラップｈをスロート部ｉの上端位置に形成した受棚ｊ上からシリンダｋの作動で押し出して炉体ｂ内へ装入させるプッシャーｌを備えたもの、等が知られている。
【０００６】
【０００４】
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図３に示すスクラップ予熱装置の場合、スクラップｈがアーク炉ａの炉底からスクラップ予熱槽ｆまで積まれた状態で貯蔵されるため、上部電極ｄから離れた位置のスクラップｈは溶解が困難となり、そのため、上部電極ｄから離れた炉壁部にバーナーｍを装備させなければならない、という問題がある。更に、スクラップ予熱槽ｆ内のスクラップｈは、自重による自然落下方式でアーク炉ａ内に装入させるようにしてあることから、スクラップｈを円滑にアーク炉ａ内に装入させるためには、スクラップ予熱槽ｆのスクラップ装入口ｇの内径寸法ｗ２  をスクラップ予熱槽ｆの内径寸法ｗ１  よりも大きくする必要があり、そのため、上部電極ｄとの配置上の兼合いで、炉蓋にスクラップ投入口を大きく形成できないような小型炉には適用できない、という問題がある。因に、上記スクラップ装入口ｇの内径寸法ｗ２  は、通常、スクラップｈの最大寸法の３〜５倍程度の寸法が必要である。
【０００８】
【０００５】
一方、図４に示すスクラップ予熱装置の場合には、プッシャーｌでスクラップｈを必要量だけ切り出すようにしてあるので、アーク炉ａの炉壁部にバーナーを装備させる必要性はないが、１段のプッシャーｌでスクラップｈを押し出す場合には１０〜１５トン程度の塊が集中して落下させられるので、炉体ｂを損傷させることなくスクラップｈをアーク炉ａ内に円滑に装入させるためには、スクラップ装入口ｇの内径寸法ｗ２  は、少なくともスクラップ予熱槽ｆの内径寸法ｗ１  と同じかそれ以上にする必要があり、したがって、やはり小型炉には適用できない、という問題がある。
【０００９】
【０００６】
そこで、本発明は、小型炉に対しても適用することができるようなスクラップ予熱装置を提供しようとするものである。
【００１０】
【０００７】
【００１１】
【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、スクラップを充填して予熱するようにするスクラップ予熱槽の下端側に、下端をアーク炉へのスクラップ装入口としたスロートを斜め下方へ延びるように連設し、該スロートの上部位置と下部位置に、スクラップを受ける上段受棚と下段受棚を設け、該上段受棚に、スクラップを押し出すための上段プッシャーを備えると共に、下段受棚に下段プッシャーを備え、且つ上記下段受棚の幅寸法を上段受棚の幅寸法よりも小さくし、更に、上記スクラップ装入口の内径寸法を下段受棚の幅寸法と同等か又はそれより小さくした構成とする。
【００１２】
【０００８】
上段受棚上のスクラップを上段プッシャーにて切り出すと、下段受棚上への落下衝撃によりスクラップをばらばらにすることができ、下段プッシャーにてばらばらのスクラップを下段受棚上から押し出すと、スクラップはスクラップ装入口から炉内に円滑に装入される。上記スクラップ装入口の幅寸法はスクラップ予熱槽の幅寸法よりも小さくなることから、アーク炉のスクラップ投入口を小さくできることになり、小型炉への適用が可能となる。
【００１３】
【０００９】
又、下段受棚とスクラップ装入口との間に傾斜棚を設けると、スクラップ予熱槽をアーク炉から離すことができ、保守点検が容易となる。
【００１４】
【００１０】
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１６】
【００１１】
図１及び図２は本発明の実施の一形態を示すもので、炉底に底部電極（陽極）を備えた炉体１の上部に、炉体１を閉塞する炉蓋２を設け、上記炉体１内に、炉蓋２を貫通させて上部電極（陰極）４を配置し、且つ上記炉蓋２にスクラップ投入口３が形成してあるアーク炉Ｉに適用するシャフト式スクラップ予熱装置において、スクラップ５を充填して予熱するようにするスクラップ予熱槽６の下端側に、下端をスクラップ装入口７としたスロート８を前後方向に斜めに設けて、該スロート８のスクラップ装入口７を、アーク炉Ｉの炉蓋２のスクラップ投入口３に接続し、且つ上記スロート８の下面側には、上端位置となるスクラップ予熱槽６の直下部位置に上段受棚９を設けると共に、スロート８の中間部位置に下段受棚１０を設けて、上段受棚９と下段受棚１０との間に鉛直方向に延びる落下部１１を設け、更に、下段受棚１０とスクラップ装入口７との間に下り勾配とした傾斜棚１２を設ける。
【００１７】
【００１２】
上記上段受棚９上には、外部に設置した油圧又は電動シリンダの如き駆動装置１３によってスロート８に沿う流れ方向に押し引きされる上段プッシャー１４を、スロート８を貫通させて配置して、スロート８と上段プッシャー１４との摺動部を図示しないシール装置でシールさせるようにすると共に、上記下段受棚１０にも、外部に設置した油圧又は電動シリンダの如き駆動装置１５によって前後方向に押し引きされる下段プッシャー１６を落下部１１を貫通させて配置して、該下段プッシャー１６の摺動部を図示しないシール装置でシールさせるようにし、スクラップ予熱槽６内のスクラップ５をアーク炉Ｉの排ガス１７により予熱させて、予熱されたスクラップ５を上段プッシャー１４により上段受棚９上から下段受棚１０上に切り出した後、下段受棚１０上のスクラップ５を下段プッシャー１６により押し出してスクラップ装入口７から炉蓋２のスクラップ投入口３を経て炉内へ装入させるようにする。
【００１８】
【００１３】
更に本発明においては、図２に示す如く、上段受棚９の左右方向の幅寸法Ｗ１  を、スクラップ予熱槽６の内径又は幅寸法Ｗ０  と同等か又はＷ０  より大きくし（図では同等にしてある）、且つ下段受棚１０の左右方向の幅寸法Ｗ２  を上段受棚９の幅寸法Ｗ１  よりも小さくし、更に、スクラップ装入口７の内径寸法Ｗ３  を下段受棚１０の幅寸法Ｗ２  と同等か又はＷ２  より小さくし、上段受棚９と下段受棚１０との間及び下段受棚１０とスクラップ装入口７との間のスロート幅を絞り形状とした構成とする。
【００１９】
【００１４】
なお、スクラップ予熱槽６及びスロート８は、たとえば、耐熱鋼、水冷管構造、スプレイ水冷壁構造等の耐熱構造としてあり、且つ内面には必要に応じて耐火物が張られている。１８はスクラップ予熱槽６内にスクラップ５を投入するためのホッパー、１９はスクラップ予熱槽６とホッパー１８との間を仕切ってスクラップ予熱槽６を閉塞するガスシール装置、２０はスクラップ予熱槽６内のスクラップ５の予熱に供した後の排ガス１７を排出させるガス排出口を示す。
【００２０】
【００１５】
スクラップ予熱槽６内にスクラップ５を貯蔵させる場合には、ガスシール装置１９を開いた状態として、図示しないバケット等に入れられたスクラップ５を、ホッパー１８を介しスクラップ予熱槽６内に投入した後、上記ガスシール装置１９を閉じるようにする。
【００２１】
【００１６】
スクラップ予熱槽６内に貯蔵されたスクラップ５は、アーク炉Ｉの運転により発生した高温の排ガス１７がスロート８を通りスクラップ予熱槽６内に導かれて熱交換されることにより予熱される。この場合、たとえば、アーク炉Ｉからスロート８に排出された排ガス１７の温度が１０００〜１５００℃位であるとすると、スクラップ予熱槽６内の下部に位置するスクラップ５の温度は６００〜１０００℃となり、上部に位置するスクラップ５の温度は２００℃以下位となる。したがって、熱交換によりスクラップ５の予熱に供した後の排ガス１７は２００℃以下の低温となってガス排出口２０から排出される。
【００２２】
【００１７】
スクラップ予熱槽６内で予熱されたスクラップ５をアーク炉Ｉ内に装入する場合には、駆動装置１３で上段プッシャー１４を押し出すことにより上段受棚９上のスクラップ５を下段受棚１０上に切り出した後、下段受棚１０上に移されたスクラップ５を、駆動装置１５で下段プッシャー１６を押し出すことによってスクラップ装入口７へと落下させるようにする。この際、アーク炉Ｉへのスクラップ５の装入量は上段プッシャー１４による切り出し量によって定まるが、スクラップ５はスクラップ予熱槽６内で圧縮されているため、微少量宛の切り出しは困難であり、通常、５〜１５トンの塊となって切り出される。切り出されたスクラップ５は落下部１１を通るときに圧縮が解かれ、更に、下段受棚１０上へ落下したときの衝撃によってばらばらの状態にさせられる。したがって、このばらばらの状態のスクラップ５を下段プッシャー１６でゆっくりと押すことにより、傾斜棚１２上を滑らせてスクラップ装入口７からスクラップ投入口３を通して少量宛炉内に装入させることができる。なお、上記傾斜棚１２は必要不可欠なものではないが、傾斜棚１２があると、スクラップ予熱槽６をアーク炉Ｉから離れた場所に配置できるので、保守点検の上で有利となる。
【００２３】
【００１８】
本発明においては、上段受棚９の左右方向の幅寸法Ｗ１  よりも下段受棚１０の左右方向の幅寸法Ｗ２  を小さくし、且つ下段受棚１０の幅寸法Ｗ２  に対しスクラップ装入口７の内径寸法Ｗ３  を同等か又は小さくしてあるが、上述したように、上段受棚９上から切り出されスクラップ５は、下段受棚１０上に落下することによってばらばらの状態にすることができるので、ばらばらのスクラップ５は、スクラップ予熱槽６の内径又は幅寸法Ｗ０  よりも小さい内径寸法Ｗ３  として絞られているスクラップ装入口７を円滑に通過することができる。このように、スクラップ装入口７の内径寸法Ｗ３  を小さくしてあることから、アーク炉Ｉの炉蓋２に形成するスクラップ投入口３は小さくて済み、これにより、排ガス及び炉内からの輻射の損失を低減できて省エネ上有効となり、更に、スクラップ投入口３を小さくできることから、小型炉への適用が可能となる。
【００２４】
【００１９】
なお、図１では、上段受棚９に傾斜を付けた場合を示したが、水平であってもよいこと、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。
【００２５】
【００２０】
【００２６】
【実施例】
本発明者等が行った実験結果を説明する。スクラップ５の最大寸法Ｌに対し、スクラップ予熱槽６の内径又は幅寸法Ｗ０  を２．５〜５倍位に設定した場合（２．５Ｌ≦Ｗ０  ≦５Ｌ）には、スクラップ５は上段受棚９上に自然落下できた。又、スクラップ５の最大寸法Ｌに対し、下段受棚１０の幅寸法Ｗ２  を１．２倍以上に設定した場合（Ｗ２  ≧１．２Ｌ）には、上段受棚９の幅寸法Ｗ１  と下段受棚１０の幅寸法Ｗ２  が同じ場合とほぼ同等にスクラップ５はばらばらの状態になって圧縮が解かれることが判明した。したがって、下段受棚１０の幅寸法Ｗ２  はスクラップ予熱槽６の内径又は幅寸法Ｗ０  の５０％位まで小さくできた。更に、スクラップ予熱槽６をアーク炉Ｉから離れた場所に配置して、傾斜棚１２の傾きを２０°以上とした場合には、スクラップ装入口７の内径寸法Ｗ３  を下段受棚１０の幅寸法Ｗ２  に対し同等又は小さくしても、Ｗ３  ≧１．２Ｌまではスクラップ５は途中で止まることなく炉内に装入できた。これにより、アーク炉の幅（又は径）を従来炉の６０％まで小さくすることができた。すなわち、小型炉へ適用できることになる。
【００２７】
【００２１】
【００２８】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明のシャフト式スクラップ予熱装置によれば、スクラップを充填して予熱するようにするスクラップ予熱槽の下端側に、下端をアーク炉へのスクラップ装入口としたスロートを斜め下方へ延びるように連設し、該スロートの上部位置と下部位置に、スクラップを受ける上段受棚と下段受棚を設け、該上段受棚に、スクラップを押し出すための上段プッシャーを備えると共に、下段受棚に下段プッシャーを備え、且つ上記下段受棚の幅寸法を上段受棚の幅寸法よりも小さくし、更に、上記スクラップ装入口の内径寸法を下段受棚の幅寸法と同等か又はそれより小さくし、更に、下段受棚とスクラップ装入口との間に、所要の下り勾配とした傾斜棚を設けたので、次の如き優れた効果を発揮する。
（１）  スクラップ予熱槽内の下部位置ではスクラップは圧縮されるが、上段受棚上から下段受棚上に落下させることにより圧縮を解いてばらばらの状態にすることができるので、下段受棚用の下段プッシャーで容易に炉内へ少量宛装入することができる。
（２）  スロート下端のスクラップ装入口の幅寸法をスクラップ予熱槽の内径又は幅寸法よりも小さくできることにより、小型炉への適用が可能となり、省エネ効果を小型炉まで拡大することができる。
（３）  アーク炉のスクラップ投入口が小さくて済むので、排ガス及び炉内からの輻射の損失を低減でき省エネ効果上有効となる。
（４）  スクラップ予熱槽の幅をスクラップの最大寸法に合わせて設計できるため、スクラップの細断化が不必要となる。
（５）  下段プッシャーの幅が小さくて済むため、製造コストが安価である。
（６）  下段受棚とスクラップ装入口との間に傾斜棚を設けることにより、スクラップ予熱槽をアーク炉から離れた場所に配置することができて、保守点検が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシャフト式スクラップ予熱装置の実施の一形態を示す概要側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ方向矢視図である。
【図３】従来のシャフト式スクラップ予熱装置の一例を示す概略側面図である。
【図４】従来のシャフト式スクラップ予熱装置の他の例を示す概略側面図である。
【符号の説明】
Ｉ  アーク炉
５  スクラップ
６  スクラップ予熱槽
７  スクラップ装入口
８  スロート
９  上段受棚
１０  下段受棚
１２  傾斜棚
１４  上段プッシャー
１６  下段プッシャー
【図１】
0003557758.tif 000002
【図２】
0003557758.tif 000003
【図３】
0003557758.tif 000004
【図４】
0003557758.tif 000005