(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉体の上方に設けたシャフト内にスクラップ予熱室を設けて、当該スクラップ予熱室の底壁に、複数の平行棒体からなり炉体からの熱風が流通可能な間隙を有するゲートを設け、前記スクラップ予熱室の下方に排ガスバイパス路の一端を開口させた予熱装置付アーク炉であって、前記ゲートは複数の前記平行棒体を回動させて開放動作を行うものであり、前記排ガスバイパス路の一端開口を前記平行棒体の棒体長手方向に沿って位置する側壁に設けた予熱装置付アーク炉において、前記一端開口に、予熱後のスクラップ投入時に、当該一端開口の少なくとも下縁を保護する可動式の保護手段を設けたことを特徴とする予熱装置付アーク炉。
【請求項２】
炉体の上方に設けたシャフト内を上下に区画して複数段のスクラップ予熱室とし、各スクラップ予熱室の底壁に、複数の平行棒体からなり炉体からの熱風が流通可能な間隙を有するゲートを設け、下段のスクラップ予熱室の下方に排ガスバイパス路の下端を開口させるとともに排ガスバイパス路の上端を上段のスクラップ予熱室に開口させ、かつ下段のスクラップ予熱室に排ガス流出路を開口させた予熱装置付アーク炉であって、前記ゲートは複数の前記平行棒体を回動させて開放動作を行うものであり、前記排ガスバイパス路の下端開口を前記平行棒体の棒体長手方向に沿って位置する側壁に設けた予熱装置付アーク炉において、排ガスバイパス路の下端開口に、予熱後のスクラップ投入時に、当該下端開口の少なくとも下縁を保護する可動式の保護手段を設けたことを特徴とする予熱装置付アーク炉。
【請求項３】
前記保護手段を、前記下端開口を開閉可能でその閉鎖時に当該下端開口の周縁と面一に位置する弁体と、当該弁体を、前記下端開口に続く排ガスバイパス路内で前記下端開口に向けて進退移動させる駆動手段とで構成した請求項１又は２に記載の予熱装置付アーク炉。
【請求項４】
前記弁体は、前記排ガスバイパス路の下端部の底面上を移動させられるようになっている請求項３に記載の予熱装置付アーク炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は予熱装置付アーク炉に関し、特に、炉体頂部に上下二段のスクラップ予熱室を備える予熱装置付アーク炉に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
炉内に投入する前のスクラップを予め予熱して炉内での溶解を効率的に行うようにしたアーク炉が、例えば特許文献１に開示されている。ここでは、炉体の頂部に設けたシャフト内を上下に区画して二段のスクラップ予熱室とし、先行するスクラップ溶解中の高温排ガスが、上段スクラップ予熱室にも直接効率的に供給されるように排ガスのバイパスダクト（排ガスバイパス路）を設けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１７１１５６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで上記排ガスバイパス路の一端は下段スクラップ予熱室の下方に開口しているが、スクラップ予熱室から炉体内へ予熱後のスクラップを投入する際に、落下するスクラップが上記排ガスバイパス路の開口縁、特に下縁に衝突してこれに損傷を与えるという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明はこのような問題を解決するもので、予熱後のスクラップ投入の際に排ガスバイパス路の開口縁が損傷するのを有効に防止できる構造の予熱装置付アーク炉を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本第１発明では、炉体（１）の上方に設けたシャフト（４）内にスクラップ予熱室（７）を設けて、当該スクラップ予熱室（７）の底壁に、複数の平行棒体（６１）からなり炉体（１）からの熱風が流通可能な間隙を有するゲート（６）を設け、前記スクラップ予熱室（７）の下方に排ガスバイパス路（８）の一端を開口させた予熱装置付アーク炉であって、前記ゲート（６）は複数の前記平行棒体（６１）を回動させて開放動作を行うものであり、前記排ガスバイパス路（８）の一端開口（８１）を前記平行棒体（６１）の棒体長手方向に沿って位置する側壁に設けた予熱装置付アーク炉において、排ガスバイパス路（８）の前記一端開口（８１）に、予熱後のスクラップ投入時に、当該一端開口（８１）の少なくとも下縁を保護する可動式の保護手段（９）を設ける。
【０００７】
本第１発明においては、可動式の保護手段を設けて、スクラップの投入時には排ガスバイパス路の下端開口の少なくとも下縁を保護するようにしたから、下端開口の少なくとも下縁の損傷を有効に防止することができる。
【０００８】
本第２発明では、炉体（１）の上方に設けたシャフト（４）内を上下に区画して複数段のスクラップ予熱室（７Ａ，７Ｂ）とし、各スクラップ予熱室（７Ａ，７Ｂ）の底壁に、複数の平行棒体（６１）からなり炉体（１）からの熱風が流通可能な間隙を有するゲート（６Ａ，６Ｂ）を設け、下段のスクラップ予熱室（７Ｂ）の下方に排ガスバイパス路（８）の下端を開口させるとともに排ガスバイパス路（８）の上端を上段のスクラップ予熱室（７Ａ）に開口させ、かつ下段のスクラップ予熱室（７Ｂ）に排ガス流出路（８３）を開口させた予熱装置付アーク炉であって、前記ゲート（６Ａ，６Ｂ）は複数の前記平行棒体（６１）を回動させて開放動作を行うものであり、前記排ガスバイパス路（８）の下端開口（８１）を前記平行棒体（６１）の棒体長手方向に沿って位置する側壁に設けた予熱装置付アーク炉において、排ガスバイパス路（８）の下端開口（８１）に、予熱後のスクラップ（Ｓｃ）投入時に、当該下端開口（８１）の少なくとも下縁を保護する可動式の保護手段（９，９１）を設ける。
【０００９】
本第２発明においては、可動式の保護手段を設けて、スクラップの投入時には排ガスバイパス路の下端開口の少なくとも下縁を保護するようにしたから、下端開口の少なくとも下縁の損傷を有効に防止することができる。
【００１０】
本第３発明では、前記保護手段を、前記下端開口（８１）を開閉可能でその閉鎖時に当該下端開口の周縁と面一に位置する弁体（９）と、当該弁体（９）を、前記下端開口（８１）に続く排ガスバイパス路（８）内で前記下端開口（８１）に向けて進退移動させる駆動手段（９１）とで構成する。
【００１１】
本第３発明においては、スクラップ投入時には弁体を進出させて下端開口を閉じ、下端開口の周縁と弁体を面一に位置させることによって、スクラップの衝突による開口周縁の損傷を有効に防止することができる。
【００１２】
本第４発明では、前記弁体（９）は、前記排ガスバイパス路（８）の下端部（８４）の底面上を移動させられるようになっている。
【００１３】
本第４発明においては、弁体が下端開口に向けて進出する際に、下端部の底面上に堆積した排ガスダストを同時に押し出し除去することができる。
【００１４】
なお、上記カッコ内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を参考的に示すものである。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明の予熱装置付アーク炉によれば、予熱後のスクラップ投入の際にバイパスダクトの開口縁が損傷するのを効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態における、予熱装置付アーク炉の炉体部を中心とした概略断面図である。
【図２】排ガスバイパス路の下端部分の拡大断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態における、予熱装置付アーク炉の炉体部を中心とした概略断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態における、排ガスバイパス路の一端部分の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
なお、以下に説明する実施形態はあくまで一例であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が行う種々の設計的改良も本発明の範囲に含まれる。
【００１８】
（第１実施形態）
図１には予熱装置付アーク炉の炉体部を中心とした概略断面図を示す。図１において、上方へ開放する平面視で略円形容器状の炉体１にはその開口１１に炉蓋２が覆着され、炉蓋２を上下方向に貫通して電極３が位置している。電極３は図略の支腕に保持されて昇降移動可能である。図略の電源から電極３へ通電すると、炉体１内に装入されたスクラップとの間でアーク放電を生じてスクラップが溶解される。
【００１９】
炉蓋２の偏心した外周部には開口２１が設けられて、当該開口２１に下側開口４１を一致させてその上方に、予熱装置を構成する筒状のシャフト４が立設されている。シャフト４の上側開口４２は、上方へ開放可能な扉体５で閉鎖されている。そしてシャフト４内は、下方へ開放可能なフォーク型ゲート６Ａ，６Ｂによって上下二段のスクラップ予熱室７Ａ，７Ｂに区画されている。ここで、フォーク型ゲート６Ａ，６Ｂは、複数の平行棒体６１をフォーク状に並べた構造のゲートで、平行棒体６１間の間隙を後述のように排ガスが流通できるようにしたものである。
【００２０】
シャフト４の側壁外方を上下方向へ延びる排ガスバイパス路８が設けられており、排ガスバイパス路８の下端は上記ゲートの下方のシャフト４の側壁に開口して（符号８１）シャフト４内に連通し、排ガスバイパス路８の上端はゲート６Ａの上方のシャフト４の側壁上端部に開口して（符号８２）スクラップ予熱室７Ａに連通している。さらにシャフト４の側壁には排ガス流出路８３の一端が開口してスクラップ予熱室７Ｂに連通している。
【００２１】
図２には排ガスバイパス路８の下端部８４の拡大断面図を示す。排ガスバイパス路８の下端部は直角に屈曲してシャフト４の側壁に下端開口８１を形成している。そして、上記下端部８４の水平な底面上に保護手段を構成する弁体９が設けられている。弁体９は例えば耐熱合金の板体とし、その外形は排ガスバイパス路８の開口８と同形状にしておく。なお、弁体９を普通鋼で製作して水冷構造としても良い。
【００２２】
弁体９は排ガスバイパス路８の下端部８４の底面上に起立姿勢で位置し、弁体９の背面には、炉外に設けられた駆動シリンダ９１から延びるロッド９１１の先端が連結されている。これにより、駆動シリンダ９１のロッド９１１を伸縮作動させると、弁体９は、図  ２の実線で示すように、下端開口８１内に進入させられてこれを閉鎖する前進位置と、図２の鎖線で示すように、排ガスバイパス路８の下端部８４の底面上を後端に至るまで後退させられて上記下端開口８１を開放する後退位置との間で移動させられる。なお、弁体９が前進位置になって下端開口を閉鎖した際には、弁体９の前面が、下端開口８１の周縁のシャフト９の側壁内面と面一になるようにしてある。
【００２３】
このような構造の予熱装置付アーク炉において、シャフト４の上側開口４２の扉体５を開けた後、ゲート６Ａを開けて下段のスクラップ予熱室７ＢにスクラップＳｃを投入し、続いてゲート６Ａを閉じて上段のスクラップ予熱室７ＡにスクラップＳｃを投入する。扉体５が閉じられ、先工程で炉体１内に投入されたスクラップの溶解が始まると、高温の排ガスが炉蓋２の開口２１からシャフト４の下側開口４１に設けたゲート６Ｂを経て下段のスクラップ予熱室７Ｂ内に浸入し、ここでスクラップＳｃと熱交換してこれを予熱した後、排ガス流出路８３から流出させられる。
【００２４】
この時、弁体９を後退させておくと、排ガスは、開放された下端開口８１から排ガスバイパス路８を経て上端開口８２から上段のスクラップ予熱室７Ａ内に浸入して、ここでスクラップＳｃと熱交換してこれを予熱した後、ゲート６Ａを経て排ガス流出路８３から流出させられる。このようにして、上下のスクラップ予熱室７Ａ，７Ｂ内に投入されているスクラップＳｃが予熱される。
【００２５】
この後必要時に、公知の構造によって蓋体２を取り去った後にシャフト４ないし炉体１をこれらの中心部が一致するように相対移動させて、予熱されたスクラップＳｃを、ゲート６Ａ，６Ｂを適宜開閉することによってスクラップ予熱室７Ｂ、あるいはこれに加えてスクラップ予熱室７Ａから炉体１内へ投入する。この時、従来は落下するスクラップＳｃが排ガスバイパス路８の下端開口８１の特に下縁に衝突してこれを損傷することがあった。
【００２６】
ここにおいて本実施形態では、スクラップＳｃの投入に先だって既述のように弁体９を前進させて排ガスバイパス路８の下端開口８１を閉鎖しておく。この状態では、弁体９はシャフト４の側壁内面と面一に位置するから、上記下端開口８１の開口縁は弁体９によって防護され、落下するスクラップＳｃが当該下端開口８１の下縁等に衝突することが避けられる。これにより、排ガスバイパス路８の下端開口８１の開口縁の損傷が未然に防止される。なお、本実施形態では、弁体９は排ガスバイパス路８の下端部８４の底面上を下端開口８１方向へ移動させられるから、当該底面上に堆積した排ガスダストが押し出し除去されるという効果もある。
【００２７】
（第２実施形態）
上記第１実施形態ではシャフト内にスクラップ予熱室を上下二室設けた場合について説明したが、スクラップ予熱室を一室だけ設けた場合にも本発明を適用することができる。すなわち、図３において、シャフト４内にはスクラップ予熱室７が一室のみ設けられており、ここから延びる排ガス排出路８３中には開閉弁８４が設けられている。
【００２８】
スクラップ予熱室７のゲート６の下方には排ガスバイパス路８の下端（一端）が開口（符号８１）しており、当該バイパス路８は開閉弁８５を介して排ガス排出路８３に合流している。このような構造によれば、開閉弁８４，８５を適宜選択的に開閉することによって、スクラップ予熱室７への排ガスの流入を制御することができる。他の構造は第１実施形態と同様である。
【００２９】
ここで、排ガスバイパス路８の下端部内には第１実施形態と同様の構造の弁体９が設けられており、図３に示すように、当該弁体９で排ガスバイパス路８の下端開口８１を閉鎖することによって、落下するスクラップＳｃが当該下端開口８１の下縁等に衝突することが避けられる。これにより、下端開口８１の周縁の損傷が未然に防止される。
【００３０】
（第３実施形態）
図４に示すように、排ガスバイパス路８の下端部の側壁に開口８６を設けて、弁体９が下端開口８１を開放して後退した時に（図４中の鎖線）開口８６を閉鎖するような構造としても良い。このような構造によれば、弁体９の前進時のみならず後退時にも、排ガスバイパス路８の下端部８４の底面上に堆積した排ガスダストを開口８６外へ押し出し除去することが可能となる。
【００３１】
なお、スクラップ予熱室は二室に限られず、三室以上設けても良い。また、上記各実施形態では弁体９で下端開口８１を閉鎖することによってその開口縁を防護しその損傷を防止したが、落下するスクラップＳｃから開口縁を防護できる構造であれば弁体９に限られるものではない。
【符号の説明】
【００３２】
１…炉体、４…シャフト、６，６Ａ，６Ｂ…ゲート、７，７Ａ，７Ｂ…スクラップ予熱室、８…排ガスバイパス路、８１…下端（一端）開口、８３…排ガス流出路、８４…下端部、９…弁体（保護手段）、９１…駆動シリンダ（駆動手段）、Ｓｃ…スクラップ。
【図１】
0006631217.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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