(57)【要約】【課題】金属溶解炉の排ガスシステムの入り側で、排ガスの２次燃焼が安定して行えないため、不特定の場所で異常燃焼が起きる問題が生じていた。従って、本発明の目的は、安定して排ガスの２次燃焼が行える２次燃焼方法及びその装置を提供することにある。【解決手段】金属溶解炉と排ガスダクトを気密に接続して隙間から流入する空気を防ぎ、排ガスシステムの入り側に２次燃焼バーナを設置し、ファンにより所定量に制御された燃焼用空気を吹き込むことで、排ガスシステム入り側で安定して２次燃焼が行える。【選択図】  図１
2004251469.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属溶解炉と気密に接続された排ガスダクトの入り側で、外気から取り入れた二次燃焼用空気を前記排ガスダクト中に吹き込み、二次燃焼用バーナにより、前記金属溶解炉からの金属の溶解時に発生する排ガスに含まれる未燃焼成分を安定して二次燃焼させる排ガス二次燃焼の安定化方法。
【請求項２】
前記二次燃焼用空気を、前記排ガスダクトへ吹き込む前に、予熱する請求項１に記載の排ガス二次燃焼の安定化方法。
【請求項３】
前記二次燃焼用空気の前記予熱を、前記排ガスとの熱交換により行う請求項２に記載の排ガス二次燃焼の安定化方法。
【請求項４】
前記排ガスダクトが互いに接する排ガス流路と二次燃焼用空気流路からなっており、前記予熱が前記二次燃焼用空気を前記二次燃焼用空気流路の中を通過させることにより行われる請求項３に記載の排ガス二次燃焼の安定化方法。
【請求項５】
前記二次燃焼空気を、１５０℃以上に予熱する請求項２から４の何れか１項に記載の排ガス二次燃焼の安定化方法。
【請求項６】
前記二次燃焼用空気を、前記未燃焼成分の二次燃焼に最適な所定量に制御して、前記排ガスダクト中へ吹き込む請求項１に記載の排ガス二次燃焼の安定化方法。
【請求項７】
前記二次燃焼用バーナの廻りに設置された複数の吹き込み口から、前記二次燃焼用空気を、前記排ガスダクト中へ分散して吹き込む請求項１の排ガス二次燃焼の安定方法。
【請求項８】
下記の部材からなる排ガス二次燃焼装置。
金属溶解炉に気密に接続された排ガスダクトと、
前記排ガスダクトの入り側に設置された二次燃焼用バーナと、
外気から取り入れた二次燃焼用空気を前記排ガスダクト中に吹き込む二次燃焼用空気吹き込み装置。
【請求項９】
前記二次燃焼用空気を、前記排ガスダクト中へ吹き込む前に、予熱する予熱装置を更に備えた請求項８に記載の二次燃焼用空気予熱装置。
【請求項１０】
前記予熱装置が、前記二次燃焼用空気の予熱を、前記排ガスとの熱交換によって行うものである請求項９に記載の二次燃焼用空気予熱装置。
【請求項１１】
前記排ガスダクトが、互いに接する排ガス流路と二次燃焼用空気流路からなっている請求項１０に記載の二次燃焼用空気予熱装置。
【請求項１２】
前記排ガス流路の内面が、耐火物張りとなっている請求項１１に記載の二次燃焼空気予熱装置。
【請求項１３】
前記予熱装置が、前記二次燃焼用燃焼空気を１５０℃以上に予熱するものである請求項９から１２の何れか１項に記載の二次燃焼用空気予熱装置。
【請求項１４】
前記二次燃焼空気を、所定の吹き込み量に制御する制御装置を更に備えている請求項８に記載の二次燃焼用空気吹き込み装置。
【請求項１５】
前記排ガスダクト上において、前記二次燃焼用バーナ廻りに設置された複数の燃焼用空気吹き込み口から、前記二次燃焼空気を分散して吹き込む分散吹き込み装置を更に備えている請求項８に記載の二次燃焼用空気吹き込み装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属の溶解時に発生する排ガス中に含まれる未燃焼成分を、効率よく安定して燃焼させる二次燃焼の安定化方法、及び、二次燃焼装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術を、図３を参照しながら説明する。金属溶解炉１０１は、金属溶解部１０１Ａとその上部に設置される金属予熱部１０１Ｂからなる。溶解するための原料金属は、金属予熱部１０１Ｂ充填されている。原料金属下部が溶解されるにつれて、充填されている原料金属は、重力またはその他の方法で下降し、金属溶解部１０１Ａへ入った後、溶解される。原料金属は、溶解に合わせて、連続的または間歇的に、金属予熱部１０１Ｂへ装入される。原料金属の溶解方法としては、電気アークをはじめ、電気抵抗、空気、酸素、カーボンの吹き込み、バーナの燃焼等、様々な方法が取られる。溶解された金属は、所定量がたまると、金属溶解部１０１Ａから取り鍋等へ排出される。
【０００３】
金属溶解部１０１Ａの中で金属を溶解する時に、排ガス１０２が発生する。排ガス１０２に含まれる未燃焼成分の一部は、金属溶解中に金属溶解部１０１Ａの中で燃焼し、金属溶解を促進させる。その後、排ガス１０２は、排ガスシステム１０３の出側にある排ガスファン１１２の吸引力により、金属予熱部１０１Ｂを通過した後、金属予熱部１０１Ｂに隙間を隔てて設置された排ガスシステム１０３へ排出される。排ガス１０２が、金属予熱部１０１Ｂの中に充填されている金属と金属の間を通過するときに、排ガス１０２が有する顕熱で、原料金属を予熱する。その後、排ガス１０２は、金属溶解部１０１Ａの中で燃焼しきれなかった残りの未燃焼成分を含んだ状態で、排ガスシステム１０３へ排出される。
【０００４】
なお、金属溶解炉においては、金属予熱部１０１Ｂを有しない場合もあり、その場合には、一体となった金属溶解炉１０１から、直接、排ガスシステム１０３が接続され、排ガス１０２は、金属溶解炉１０１から排ガスシステム１０３へ排出される。
ここでは、金属予熱部１０１Ｂを有する場合を例に取って、説明をする。
【０００５】
金属溶解炉１０１に接続された排ガスシステム１０３は、排ガスダクト１０５、１０７、１０９，１１１、排ガス燃焼塔１０６、排ガス冷却帯１０８、集塵機１１０、排ガスファン１１２により構成される。金属溶解炉１０１の中で発生した排ガス１０２は、排ガスシステム１０３の出側に設置された排ガスファン１１２の吸引力により、排ガスダクト１０５、排ガス燃焼塔１０６、排ガスダクト１０７、排ガス冷却帯１０８、排ガスダクト１０９、集塵機１１０、排ガスダクト１１１、排ガスファン１１２の順に通過して、最終的に大気中へ排出される。
【０００６】
金属溶解炉１０１と排ガスダクト１０５の間には、通常、隙間１０４を有している。排ガスファン１１２の吸引力によって、排ガスダクト１０５の内部の圧力は大気圧よりも低くなるので、排ガスダクト１０５の廻りの空気が、隙間１０４から排ガスダクト１０５内へ流入する。排ガスダクト１０５の入側において、排ガス１０２の温度は未燃焼成分の発火温度以上を有するので、排ガス１０２中の未燃焼成分は、流入する空気と反応して、二次燃焼される。
【０００７】
隙間１０４から流入する空気の流量は、隙間１０４の大きさ、排ガスファン１１２の吸引力、及び、排ガスシステム１０３の流路抵抗により定まるので、流量を独立してコントロールすることは困難である。また、通常では、流入する空気の流量は、排ガス１０２が含む未燃焼成分を、二次燃焼させるために必要な流量よりもはるかに多くなるため、排ガス流量が増大する。さらに、金属溶解の各操業過程において、排ガスファン１１２の吸引力や排ガスシステム１０３の流路抵抗は変動するので、それに応じて排ガスダクト１０５内に流入する空気流量も変動する。従って、最も排ガス量が多い場合に対処するために、排ガスシステム１０３は、大規模な設備とならざるを得ない。
【０００８】
排ガスダクト１０５の入側における二次燃焼では、空気流量を適量にコントロールすることはできず、また、吹き込み方法も、隙間１０４から流入させるだけなので、安定した二次燃焼は得られない。また、操業状態により、排ガス量も変動するが、それに応じて、流入空気量を積極的にコントロールすることもできない。
さらに、隙間１０４から流入する空気の温度は、ほぼ常温であるため、多量な空気が排ガス１０２中へ流入すると、排ガス１０２の温度は低下するので、二次燃焼は妨げられる。
【０００９】
上記のように、排ガス１０２が含む未燃焼成分は、排ガスダクト１０５の入側では安定して二次燃焼できないので、排ガス１０２は多くの未燃焼成分含んだ状態で、排ガスダクト１０５の入側から排ガスシステム１０３の下工程へ排出されていく。従って、排ガス１０２中の未燃焼成分は、排ガスシステム１０３の不特定の場所で二次燃焼する可能性があるので、排ガスシステム１０３では、長い流路において水冷構造等の防熱対策を施す必要がある。また、排ガスシステムの流路自体も、長いものとなる。
【００１０】
排ガスシステム１０３の不特定の場所において、排ガス１０２中に残存する未燃焼成分が、異常燃焼をしたり爆発を起こしたりする可能性があるので、設備損傷の危険性や安全性の問題がある。従って、廃熱回収装置等を、排ガスシステムに設置することは困難となる。
【００１１】
上記の異常燃焼や爆発を防ぐために、排ガスダクト１０４に引き続き、通常、排ガス燃焼塔１０６が設置され、排ガス１０２中の未燃焼成分を二次燃焼させる。また、爆発時の機器保護のために、燃焼塔１０６には、通常、リリーフダンパが設けられている。
【００１２】
排ガス燃焼塔１０６で未燃焼成分が完全燃焼された後、排ガス燃焼塔１０６から出た排ガス１０２は、排ガスダクト１０７を通って、排ガス冷却帯１０８へ入る。排ガス冷却帯１０８を通過する間に、排ガス１０２は冷却され、その後、排、排ガスダクト１０９を経由して、集塵機１１０へ入る。排ガス１０２に含まれるダスト等は、排ガス２が集塵機１１０を通過する間に除去される。集塵機１１０を出た排ガス１０２は、排ガスダクト１１１を経由して、排ガスファン１１２へ入り、最終的に、排ガスファン１１２から大気へ排出される。
【００１３】
以上のように、金属溶解炉１０１で発生した排ガス１０２は、排ガスシステム１０３によって、排ガス１０２に含まれる未燃焼成分が二次燃焼され、排ガス１０２に含まれるダスト等が取り除かれた後に、大気へ放出される。しかし、従来技術では、排ガス中の未燃焼成分は、排ガスシステム入り側では安定して燃焼されず、また、流入空気量により、排ガス量も増大するため、下記に示すような種々の問題が存在する。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の排ガスシステムにおいては、以下のような問題が発生する。
排ガスシステムの入り側で、排ガスが含む未燃焼成分を安定して燃焼できないので、排ガスは未燃焼成分を多く含んだ状態で、排ガスシステムの下流側へ排出される。従って、排ガスシステムの不特定の場所で、二次燃焼が起こり、時には、異常燃焼や爆発の危険性もある。よって、排ガスシステム中に廃熱回収装置等を設置することは、困難である。
【００１５】
更に、排ガスに含まれる未燃焼成分が、排ガスシステム下流側でも燃焼する可能性があるので、排ガスシステムは、長い流路を水冷構造等にして、防熱対策を施す必要がある。また、排ガスシステムの流路事態も、長いものとなる。
更に、予熱シャフト炉と排ガスダクトとの間の隙間から流入する空気の量は、排ガスが含む未燃焼成分を二次燃焼させる量よりも、はるかに多くなり、不必要に多量な排ガスを、処理する必要がある。
更に、金属溶解の操業状態により、流入空気量も変動するので、排ガス流量も変動する。従って、排ガスシステムを構成する機器は、流量が変動する排ガスの最大流量に合わせて、大型化する必要があり、設備コストも高いものになる。
更に、上記のように設備は大型化されるので、排ガスファンの消費電気量が増大する。また、排ガスシステムを排ガスの熱から守るために、水冷構造にした場合においては、多量の冷却水を必要とする。
【００１６】
従って、この発明の目的は、従来の問題点を解決して、金属溶解炉で発生する排ガスの二次燃焼の安定化方法及び二次燃焼装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上述した従来の問題点を解決すべく、鋭意研究を重ねた。その結果、以下に示す方法、及び、装置によって、排ガスが含む未燃焼成分を、排ガスシステム入り側で安定して二次燃焼することが可能あり、その結果、コンパクトで、電気や冷却水の消費量も少ない排ガスシステムが得られることを知見した。
即ち、本発明では、金属溶解炉と排ガスダクトが気密に接続されており、また、排ガスダクトの入り側には、二次燃焼用バーナが設置されている。排ガスダクトの入り側には隙間が開いていないので、隙間から空気が排ガスダクト内へ流入することは無い。上記に代わって、所定量の空気を、ファンや制御装置等により、大気から吸引して、二次燃焼用空気として排ガスダクト入り側へ吹き込む。所定量に制御された二次燃焼用空気を、排ガスダクトへ吹き込み、二次燃焼バーナを燃焼させることにより、金属溶解時に発生した排ガス中の未燃焼成分を、排ガスシステム入り側で、安定して二次燃焼させることが可能になる。
【００１８】
この発明の排ガス二次燃焼の安定化方法の第１の態様は、金属溶解炉と気密に接続された排ガスダクトの入り側で、外気から取り入れた二次燃焼用空気を前記排ガスダクト中に吹き込み、二次燃焼用バーナにより、前記金属溶解炉からの金属の溶解時に発生する排ガスに含まれる未燃焼成分を安定して二次燃焼させる排ガス二次燃焼の安定化方法である。
【００１９】
この発明の排ガス二次燃焼の安定化方法の第２の態様は、前記二次燃焼用空気を、前記排ガスダクトへ吹き込む前に、予熱する排ガス二次燃焼の安定化方法である。
【００２０】
この発明の排ガス二次燃焼の安定化方法の第３の態様は、前記二次燃焼用空気の前記予熱を、前記排ガスとの熱交換により行う排ガス二次燃焼の安定化方法である。
【００２１】
この発明の排ガス二次燃焼の安定化方法の第４の態様は、前記排ガスダクトが互いに接する排ガス流路と二次燃焼用空気流路からなっており、前記予熱が前記二次燃焼用空気を前記二次燃焼用空気流路の中を通過させることにより行われる排ガス二次燃焼の安定化方法である。
【００２２】
この発明の排ガス二次燃焼の安定化方法の第５の態様は、前記二次燃焼空気を、１５０℃以上に予熱する排ガス二次燃焼の安定化方法である。
【００２３】
この発明の排ガス二次燃焼の安定化方法の第６の態様は、前記二次燃焼空気を、前記未燃焼成分の二次燃焼に最適な所定量に制御して、前記排ガスダクト中へ吹き込む排ガス二次燃焼の安定化方法である。
【００２４】
この発明の排ガス二次燃焼の安定化方法の第７の態様は、前記二次燃焼用バーナの廻りに設置された複数の吹き込み口から、前記二次燃焼用空気を、前記排ガスダクト中へ分散して吹き込む排ガス二次燃焼の安定方法である。
【００２５】
この発明の排ガス二次燃焼装置の第１の態様は、
金属溶解炉に気密に接続された排ガスダクトと、
前記排ガスダクトの入り側に設置された二次燃焼用バーナと、
外気から取り入れた二次燃焼用空気を前記排ガスダクト中に吹き込む二次燃焼用空気吹き込み装置からなる排ガス二次燃焼装置である。
【００２６】
この発明の排ガス二次燃焼装置の第２の態様は、前記二次燃焼用空気を、前記排ガスダクト中へ吹き込む前に、あらかじめ予熱する予熱装置を更に備えた二次燃焼用空気予熱装置である。
【００２７】
この発明の排ガス二次燃焼装置の第３の態様は、前記予熱装置が、前記二次燃焼用空気の予熱を、前記排ガスとの熱交換によって行うものである二次燃焼用空気予熱装置である。
【００２８】
この発明の排ガス二次燃焼装置の第４の態様は、前記排ガスダクトが互いに接する排ガス流路と二次燃焼用空気流路からなっている二次燃焼用空気予熱装置である。
【００２９】
この発明の排ガス二次燃焼装置の第５の態様は、前記排ガス流路の内面が耐火物張りとなっている二次燃焼空気予熱装置である。
【００３０】
この発明の排ガス二次燃焼装置の第６の態様は、前記予熱装置が、前記二次燃焼用燃焼空気を１５０℃以上に予熱するものである二次燃焼用空気予熱装置である。
【００３１】
この発明の排ガス二次燃焼装置の第７の態様は、前記二次燃焼空気を、所定の吹き込み量に制御する制御装置を更に備えている二次燃焼用空気吹き込み装置である。
【００３２】
この発明の排ガス二次燃焼装置の第８の態様は、前記排ガスダクト上において、前記二次燃焼用バーナ廻りに設置された複数の燃焼用空気吹き込み口から、前記二次燃焼空気を分散して吹き込む分散吹き込み装置を更に備えている二次燃焼用空気吹き込み装置である。
【００３３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。本発明は、金属溶解炉と気密に接続された排ガスダクトの入り側で、外気から取り入れた二次燃焼用空気を排ガスダクト中に吹き込み、二次燃焼用バーナを燃焼させることによって、金属の溶解時に発生する排ガスに含まれる未燃焼成分を安定して二次燃焼させる排ガス二次燃焼の安定化方法、及び、二次燃焼装置である。また、二次燃焼用空気は、二次燃焼用空気吹き込み装置によって、外気から所定量だけ取り入れられ、二次燃焼用バーナの廻りから、排ガスダクト内へ分散して吹き込まれる。更に、二次燃焼用空気は、二次燃焼用空気予熱装置によって、排ガスと熱交換が行なわれ、１５０。Ｃ以上に予熱がされた後に、排ガスダクト内へ吹き込まれる。以上により、排ガスに含まれる未燃焼成分は、排ガスダクト入り側で安定して燃焼される。
【００３４】
本発明を適用する排ガスシステムの一例として、電気アークにて鉄源を溶融する冷鉄源溶解炉での適用例を、図１及び図２に示す。鉄源の溶解には、電気アークに加え、コークスや酸素等の補助熱源を溶解炉に供給して、鉄源の溶融を促進させることも可能である。
図１は、溶解炉１が、溶解部１Ａと、溶解部１Ａの上部に設置された予熱部１Ｂからなる冷鉄源溶解炉の例を示す図である。鉄源３の溶解で発生した排ガス８の顕熱により、予熱部１Ｂにおいて冷鉄源を予熱することができる。
図２は、溶解炉１が、予熱部を有しない冷鉄源溶解炉の例を示す図である。
ただし、本発明に係る金属溶融炉は、実施例に示すような鉄の溶解に限らず、その他の金属の溶解が含まれ、溶解方法もアーク溶解に限らず、その他の金属の溶解方法を含むものである。
【００３５】
図１に示す冷鉄源溶解炉の例を説明する。溶解炉１において、鉄源３は、主にアーク電極５から発生する電気アークにより溶解される。更に、カーボン供給装置６から炉内へ吹き込まれるカーボンと、酸素供給装置７から炉内へ吹き込まれる酸素により、燃焼が起こり、鉄源の溶解は促進される。最終的には、鉄源はすべて溶湯４となり、耐火物２の張られた溶解部１Ａの底面にたまる。溶湯４は、一定量がたまると、溶解部１Ａに設けられた排出口（図１には示していない）から、取り鍋等に排出される。鉄源３は、溶解部１Ａの上部に設置された予熱部１Ｂの上方から、連続的または間歇的に供給される。溶解されて排出された分の鉄源を補給し、予熱部１Ｂには鉄源が充填されている。
【００３６】
鉄源３の溶解時に、排ガス８が発生する。排ガス８は、未燃焼成分を含んでいるが、溶解部１Ａの中で一部は燃焼され、溶解の促進に寄与する。しかしながら、残りは未燃焼成分を含んだまま、溶解部１Ａから下工程側へ排出される。排ガスシステム９の出側に二次燃焼用空気ファン１８が設置されており、排ガスファン２１の吸引力により、排ガス８は、溶解部１Ａから上方の予熱部１Ｂへ流入する。予熱部１Ｂには、溶解される前の冷鉄源３が充填されており、排ガス８が冷鉄源３の間を通過する間に熱交換を行い、冷熱源は予熱される。
【００３７】
排ガス８は、溶融炉１の溶解部１Ａから予熱部１Ｂを通過して、予熱部１Ｂに接続された排ガスシステム９へ排出される。排ガスシステム９は、
排ガスダクト１０；
二次燃焼バーナ１１；
二次燃焼用空気吹き込み口１５、二次燃焼用空気制御装置１７、及び、二次燃焼用空気ファン１８からなる二次燃焼用空気吹き込み装置；
排ガス流路１２、二次燃焼用空気流路１３、及び、排ガスダクト用耐火物１４
からなる二次燃焼用空気予熱装置；
排ガス処理設備１９；
集塵機２０；  並びに
排ガスファン２１からなっている。
上記のうち、本発明の二次燃焼装置は、主に、排ガスダクト、二次燃焼バーナ、二次燃焼空気吹き込み装置、二次燃焼用空気予熱装置からなっている。
【００３８】
排ガスシステムの概要を説明すると、下記のようになる。
排ガス８は、排ガスシステム９の出側に設置された排ガスファン２１の吸引力で、予熱部１Ｂから排ガスダクト１０、排ガス処理設備１９、集塵機２０、排ガスファン２１を通過して大気へ放出される。排ガス８に含まれる未燃焼成分は、排ガスダクト１０の入り側で、排ガスダクト１０内へ二次燃焼空気１６を吹き込み、二次燃焼バーナ１１を燃焼させることにより、安定して燃焼される。二次燃焼空気１６は、上記の二次燃焼空気予熱装置によって予熱された後、排ガスダクト１０へ吹き込まれる。
【００３９】
従来の排ガスシステムでは、溶解炉と排ガスダクトの間に隙間が開いている。排ガスファンの吸引力により、排ガスダクト内の圧力は大気圧よりも低くなるので、上記の隙間から、空気が排ガスダクト中へ流入する。排ガスダクト入り側では、排ガスの温度は、まだ、排ガスが含む未燃焼成分の発火温度以上あるので、流入する空気によって、排ガス中の未燃焼成分を二次燃焼させる。しかし、流入する空気は、二次燃焼に適するようにコントロールすることは困難なので、安定した燃焼は得られない。また、流入する空気は常温なので、排ガス温度が下がり、二次燃焼を妨げる。
さらに、流入する空気の量は、二次燃焼に必要な量よりもはるかに多量なため、排ガス温度の低下も大きく、排ガス量も大幅に増える。
【００４０】
本発明では予熱部１Ｂと排ガスダクト１０は気密に接続されており、大気が流入することはない。その代わりに、所定量に吹き込み量を制御された二次燃焼用空気１６を、排ガスダクト１０の入り側へ吹き込む。更に、二次燃焼用空気１６を吹き込みながら、二次燃焼用バーナ１１を燃焼させることで、排ガス８に含まれる未燃焼成分は、安定して燃焼される。所定量に制御された二次燃焼用空気１５は、排ガス８との熱交換により１５０。Ｃ以上に予熱された後、二次燃焼用バーナ１１の廻りから、分散して排ガスダクト１０に吹き込まれることによって、より安定した二次燃焼が行われる。
【００４１】
二次燃焼用空気ファン１８により外気から吸入された次燃焼用空気１６は、二次燃焼用空気制御装置１７により二次燃焼に最も適した流量に制御され、排ガスダクト１０に設けられた二次燃焼用空気流路１３に送られる。排ガスダクト１０の一部は二重管構造になっており、内管の中を排ガス８が通る排ガス流路１２を形成している。内管の内面、つまり、排ガス８と接する面には耐火物１４が張られ、排ガス８の顕熱により設備が損傷することを防いでいる。また、冷却水等を使用していないので、その分の熱損失が防げ、冷却水量も減少する。外管と内管の間には、二次燃焼用空気流路１３が設けられ、二次燃焼用空気１６が通過する。排ガス８の有する顕熱は、耐火物１４と内管シェルを通して、二次燃焼用空気１６へ熱伝達される。大気温で二次燃焼用空気流路１３へ入った二次燃焼用空気１６は、二次燃焼用空気流路１３を通過中に、排ガス８との熱交換により、１５０。Ｃ以上にまで予熱される。なお、排ガスと燃焼用空気の流れは対向式にすると、より効率よく熱交換が行われる。
【００４２】
上記のように最適量に制御され、且つ１５０。Ｃ以上に予熱された燃焼用空気１６は、二次燃焼用バーナ１１の廻りに複数個設けられた吹き出し口１５から、分散して排ガスダクト１０中へ吹き込まれる。二次燃焼用空気１６を、二次燃焼用バーナ１１から分散して排ガスダクト吹き込み、二次燃焼用バーナ１１を燃焼させることにより、排ガス８に含まれる未燃焼成分は、排ガスダクト１０の入り側で更に安定して二次燃焼される。従い、従来技術に比べ、排ガス入り側から下流側へ排出される排ガス８に含まれる未燃焼成分の量は、大幅に減少する。
【００４３】
以上のように、排ガスダクトへ吹き込まれる二次燃焼用空気の温度は１５０。Ｃ以上であり、吹き込む流量も必要最小限に抑えられるので、排ガス温度の低下を最小限に抑えられる。従い、従来技術に比べ、安定した二次燃焼が可能になる。排ガス８の流量も最小限に抑えられるので、設備的にもコンパクトになり、使用する電力や冷却水量等も少ない、効率のよい排ガスシステムが得られる。
また、従来技術では、機器の冷却で捨てられていた排ガスの廃熱が、十分利用できるようになる。
更に、排ガスダクト１０の入り側以降では、従来技術に比べ、排ガス中の未燃焼成分が燃焼すること可能性が減少するので、水冷等の冷却構造にする範囲をなくすることができる。また、異常燃焼や爆発の危険性も低くなるので、排ガスシステム中に、廃熱回収設備等を設置も可能性となる。
【００４４】
上述のように排ガスダクト１０の入り側で二次燃焼された後、排ガス８は、排ガス処理設備１９へ排出される。排ガス処理設備１９は、排ガス燃焼室、排ガス冷却室等より構成される。本発明では、異常燃焼や爆発等の危険性が大幅に低下するが、操業事情に応じて排ガス処理設備１９設置される。ただし、設置する場合においても、従来に比べ、設備をコンパクトにすることが可能である。
排ガス８は、排ガス処理設備１９を出た後、集塵機２０を通過して、排ガス８中のダストが除去される。その後、排ガスファン２１から大気へ放出される。
【００４５】
次に、図２に示す冷鉄源溶解炉の例を説明する。
図２の場合は、溶解炉１は、図１のような予熱部１Ｂを有しない。従って、排ガスシステムは、溶解部のみを有する溶解炉１に接続されている。溶解するための冷鉄源は、溶解炉１の上部から、間歇的に装入される。冷鉄源の溶解方法や、溶湯の排出方法は、図１の例と同様である。
また、排ガスシステムも、基本的には、図１の場合と同様である。
【００４６】
【発明の効果】
上述したように、本発明によって、以下の効果を得ることができる。
排ガスシステムの入り側で、排ガスが含む未燃焼成分を安定して燃焼することができるので、排ガスシステム入り側以降で、排ガスシステムを流れる排ガス中に含まれる未燃焼成分を、従来に比べ非常に少なくすることができる。
従って、排ガスシステムの不特定の場所で、異常燃焼や爆発が起きる可能性を低減できる。また、排ガスシステム中に廃熱回収装置等を設置することが容易となる。
更に、排ガスに含まれる未燃焼成分が、排ガスシステム入り側以降で燃焼する可能性が低くなるので、排ガスシステムは、長い流路を水冷構造等の防熱構造にする必要がない。また、排ガスシステム全体の流路も、短くすることができる。
更に、排ガスダクトへ吹き込む二次燃焼用空気の量は、所定量に制御が可能なので、排ガス流量を最小限に抑えることができる。
更に、金属溶解の操業状態により排ガス量が変動しても、それに合わせて最適の二次燃焼が行われるように、吹き込み流量を制御することができる。
更に、排ガス流量を最小にできるので、排ガスシステムを構成する機器を、コンパクトにすることが可能である。
更に、排ガスシステムを構成する機器をコンパクトにできるので、使用する電気消費量も少なくできる。また、水冷構造にする範囲も少ないので、冷却水消費量も少なくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、予熱部を有する溶解炉において、本発明を適用した二次燃焼システムの一態様を示すシステム構成図である。
【図２】図２は、予熱部を有しない溶解炉において、本発明を適用した二次燃焼システムの一態様を示すシステム構成図である。
【図３】図３は、既存技術における金属溶解、及び、排ガスシステムの一態様を示すシステム構成図である。
【符号の説明】
１        溶解炉
１Ａ      溶解部
１Ｂ      予熱部
２        溶解炉用の耐火物
３        冷鉄源
４        溶湯
５        アーク電極
６        カーボン供給装置
７        酸素供給装置
８        排ガス  （太矢印）
９        排ガスシステム
１０      排ガスダクト
１１      二次燃焼用バーナ
１２      排ガス流路
１３      二次燃焼用空気流路
１４      排ガスダクト用耐火物
１５      二次燃焼用空気吹き込み口
１６      二次燃焼用空気  （細矢印）
１７      二次燃焼用空気制御装置
１８      二次燃焼用空気ファン
１９      排ガス処理設備
２０      集塵機
２１      排ガスファン
１０１    金属溶解炉
１０１Ａ  金属溶解部
１０１Ｂ  予熱シャフト部
１０２    排ガス
１０３    排ガスシステム
１０４    隙間
１０５    排ガスダクト
１０６    排ガス燃焼塔
１０７    排ガスダクト
１０８    排ガス冷却帯
１０９    排ガスダクト
１１０    集塵機
１１１    排ガスダクト
１１２    排ガスファン
【図１】
2004251469.tif 000003
【図２】
2004251469.tif 000004
【図３】
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