(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アーク炉の上方に予熱装置を配置した予熱装置付きアーク炉であって、
前記予熱装置は、
上方にスクラップの装入口を有し、下方にアーク炉の炉蓋と接続させる開口を有し、前記装入口と前記開口との間に内部空間を有する塔体と、
前記塔体の内部空間に設けられ、通気孔を有する開閉可能な上段ゲート及び下段ゲートと、
前記塔体の下部分に該塔体を移動するための台車とを備えており、
前記ゲートの一部分がアーク炉の炉壁よりも外側にはみ出させて配置されていることを特徴とする予熱装置付きアーク炉。
【請求項２】
前記台車は、前記塔体を炉の中心部方向に位置させるように移動可能に設けられていることを特徴とする請求項１記載の予熱装置付きアーク炉。
【請求項３】
前記アーク炉を鉛直方向から見たとき、前記アーク炉には直線状に延びる炉壁部が設けられているとともに、その直線状の炉壁部と対向する炉壁部は、前記アーク炉の中心部から外側に向けて膨らんでおり、
さらに、前記アーク炉内のうち、前記アーク炉の中心部から外側に向けて膨らんだ炉壁側に電極が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の予熱装置付きアーク炉。
【請求項４】
前記下段ゲートは、該ゲートを閉じた際に外側にはみださせた前記炉壁の天場の真上に当たる部分の通気孔が塞がれていることを特徴とする請求項１又は３のいずれか記載の予熱装置付きアーク炉。
【請求項５】
前記天場の上面には、水冷パネル又は黒鉛板が設けられていることを特徴とする請求項４記載の予熱装置付きアーク炉。
【請求項６】
前記水冷パネル又は黒鉛板の上面に堆積する堆積物をアーク炉内に落とすための落し手段が設けられていることを特徴とする請求項５記載の予熱装置付きアーク炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、予熱装置付きアーク炉に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、アーク炉の真上に塔体状の予熱装置を備え、溶解原料を加熱してそれを溶解させると共に、その時に生ずる排ガス熱を、次に溶解をすべき溶解原料の予熱に利用し、省エネルギーを図り得るようにしている。
【０００３】
この種のアーク炉は、炉体内部にスクラップを溶解するための空間を備える炉本体と、その炉本体の上側を塞ぐ炉蓋とから構成され、炉蓋には上記溶解により生ずる排ガスを排出するための開口部が備えてある。上記炉蓋にはスクラップの加熱用の電極が付設されて、又スクラップの貯留空間を備える貯留槽が上記開口部と連通する状態に付設してある。上記炉体は出湯のために傾動自在に構成してあるものが知られている（特表平３−５０５６２５号公報）。
【０００４】
上記のようなアーク炉によれば、上記電極からのアークによってスクラップを加熱して溶解させることができる。しかもその時に生ずる高温の排ガスを上記貯留空間に通してそこに貯留したスクラップを予熱できるので、排熱を利用して省エネルギーを図ることができる。
【０００５】
しかし、このような装置では溶解するアーク炉の上方に塔体状の予熱装置を備えようとするとアーク炉の中央部に電極が備えられているために、塔体の平面の面積が制約されて狭い面積しか採れない。そのために塔体を高くせざる得なかった。
【０００６】
塔体が高くなるとその分の建家をさらに高くしなければならなかったり、塔体内にスクラップを装入するのに高い塔体の上方までスクラップをクレーンで持ち上げねばならないという問題がある。
そこで、塔体の高さを下げようとして塔体面積を広げて、広げた面積に合わせてアーク炉の炉体の径を広げると敷地面積が広く成ったり、炉壁が電極から離れ過ぎるために炉壁付近のスクラップにまでアーク熱が届かなかったりして、炉壁付近のスクラップが最後まで溶け残ってしまい溶解時間が掛かり過ぎるという問題がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、予熱装置付きアーク炉の塔体の高さを低くしても、炉径を広げないでスクラップが沢山貯留できるようにすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段、発明の実施の形態及び発明の効果】
本発明は、アーク炉の上方に予熱装置を配置した予熱装置付きアーク炉であって、前記予熱装置は、上方にスクラップの装入口を有し、下方にアーク炉の炉蓋と接続させる開口を有し、前記装入口と前記開口との間に内部空間を有する塔体と、前記塔体の内部空間に設けられ、通気孔を有する開閉可能な上段ゲート及び下段ゲートと、前記塔体の下部分に該塔体を移動するための台車とを備えており、前記ゲートの一部分がアーク炉の炉壁よりも外側にはみ出させて配置されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明によると、アーク炉の炉壁からゲートの一部分を外方向にはみ出させて設けたので、塔体平面の面積を広く採ることができるから高さを低くすることができる。従って、その分だけ建家が低くて済むし、スクラップも低い位置から装入できる。尚、炉壁から外方向に塔体をはみ出させて設けたてあるので炉体をその分だけ広げなくて済むから、炉壁付近までアーク熱が伝わり易いしスクラップが溶け残らない。
【００１０】
又、前記台車は、前記塔体を炉心部方向に位置させるように移動可能に設けると、炉体の大きさに合わせて塔体の面積を大きく採れるからさらに塔体を低くすることができるし、スクラップを炉の中心に装入できるから熱効率がよく溶解時間も早い。
【００１１】
さらに、前記アーク炉を鉛直方向から見たとき、前記アーク炉には直線状に延びる炉壁部が設けられているとともに、その直線状の炉壁部と対向する炉壁部は、前記アーク炉の中心部から外側に向けて膨らんでおり、さらに、前記アーク炉内のうち、前記アーク炉の中心部から外側に向けて膨らんだ炉壁側に電極が設けられているので、電極が配置してある反対側の炉壁に余分な膨らみがないから電極から離れ過ぎることがなく電極からの熱がよく伝わりスクラップを溶け残すことがない。又電極を中心から反対側の炉壁に寄せてずらして設けてあるから、それだけ塔体の面積を大きくとることができる。
【００１２】
そして、前記塔体内の最下段ゲートは、該ゲートを閉じた際に外側にはみださせた前記炉壁の天場の真上に当たる部分の通気孔を塞ぐと、天場の真上の通気孔が塞がれているから通気孔から天場上にスクラップが落ちてこない。従って、天場上にスクラップが堆積しないから台車をアーク炉の中央方向に移動しても炉蓋に当たらない。
【００１３】
又、前記天場の上面に水冷パネル又は黒鉛板を設けると、間違って落ちてきたスクラップは水冷パネルで急冷されたり又は黒鉛板に弾かれてへばり着いたりしないから上面に乗っているだけである。
さらに、前記水冷パネル又は黒鉛板の上面に堆積する堆積物をアーク炉内に落とすための落し手段を設けると、堆積するスクラップ等を例えばプッシャーで押し込んだりしてアーク炉内に落とすことができる。
【００１４】
【実施例】
本発明の実施例を図に基づいて説明する。予熱装置付きアーク炉は、図１，図２，図３に示すようにアーク炉２０の上方に炉蓋３０を介してその上方に予熱装置１０を配置してある。アーク炉２０は、偏心アーク炉（以下アーク炉という）２０を用いており僅かな傾動角度で出湯できる形をしている。
【００１５】
又、アーク炉２０は、図３に示すように、平面上で出湯口２４を通る中心線に対して左右非対象の形をしており、紙面左側に膨らんだ炉壁を有し、紙面右側に膨らみをカットした直線状の炉壁２３を中心線に近づけて設けてある。尚、紙面左側の膨らみ側に電極×印をずらして配置し、図１に示すように、直線状の炉壁２３の上部に天場（この場合、側壁の天井部の平らな面をいう）２５を備えている。
【００１６】
さらに、炉蓋３０は、炉体２１に当接させる下部の開口部３１を有すると共に上部に予熱装置１０と当接させる開口部３２を設け、炉蓋３０の中心からずらして電極差込孔３４を設けてある。この電極差込孔３４に電極２２を抜き差し自在に設けてある。
【００１７】
炉蓋３０の上方に上部開口部３２に合わせて予熱装置１０を備えてある。
この際、予熱装置１０は、下段のゲート１８を直線状の炉壁２３から外側に一部分はみださせて設けてある。
予熱装置１０は、上方に扉１１ａを備えたスクラップの装入口１１を有し、下方に炉蓋３０の上部開口３２と接続させるための開口１２を有し、装入口１１と開口１２との間に内部空間１３を有する塔体１４を設けてある。尚、塔体１４の内部空間１３に通気孔を有した開閉可能な上段ゲート１７と下段ゲート１８を設けてある。
【００１８】
又、下段ゲート１８より下部の内部空間１３ａから上段ゲート１７の上部の内部空間１３ｂに排ガスを送るためのバイパスダクト１５を備えると共に塔体の中間部から外部に排ガスを排出させるための排出ダクト１６を備えてある。
さらに、予熱装置１０は、予熱装置１０や炉蓋３０を炉体２１の中心部まで横移動させるための台車１９を塔体１４の下部に備えてある。
【００１９】
このような塔体１４を直線状の側壁２３から一部はみ出させて配置させると直線状の側壁２３の天場２５に予熱中の赤いスクラップが下段ゲート１８の通気孔１８ａから落下して天場２５にへばり着いて固まってしまうことがある。この状態で塔体１４内の加熱されたスクラップをアーク炉２０の中心部に追加装入するために台車１９を移動しようとして持ち上げた炉蓋３０の端がスクラップに引っかかってしまい台車１９が移動できないことがある。そこで、塔体１４内の下段ゲート１８を閉じた際に天場２５にスクラップが落ちてこないように天場２５の真上に当たる部分の下段ゲート１８の通気孔１８ａを盲板１８ｃで塞いである。
【００２０】
又、それでも天場２５の上に間違って載るスクラップやスプラッシュを付着し難くするために、図４に示すように水供給口２７と排水口２８が付設してある水冷パネル２６を天場２５に覆いかぶせるように備えて、水供給口２７から冷却水を供給して水冷パネル２６を冷却してやる。さらに、水冷パネル２６の代わりに黒鉛板２９を用いても黒鉛板２９にスクラップが付着し難いからほぼ同様の効果が得られる。
【００２１】
さらに、図１に示すように、水冷パネル２６の上面にこぼれ落ちたスクラップをアーク炉２０内に十分に押し込めるだけの距離Ｌのストロークを有するプッシャー５０を水冷パネル２６又は黒鉛板２９の上方に設けてある。このような予熱装置付アーク炉１の操業は、先に電極２２を炉蓋３０の電極差込孔３４から引き上げ側方に退避させてから、予熱装置１０と炉蓋３０をアーク炉２０の上から横に移動し、アーク炉２０の内部空間に他のバスケツトからスクラップを装入し、その後予熱装置１０と炉蓋３０をアーク炉２０上の元の位置に戻し、炉蓋３０をアーク炉２０に固定し、電極２２をアーク炉内に挿入してから、予熱装置１０の扉１１ａを開けてバスケット６０からスクラップを上段ゲート１７の上に装入し、上段ゲート１７を開けてスクラップを下段ゲート１８の上に装入し、上段ゲート１７を閉じて次のバスケット６０から上段ゲート１７の上にスクラップを装入して扉１１ａを閉じる。尚、下段ゲート１８への装入は、上段ゲート１７を開けておき下段ゲート１８に直接に装入させてもよい。
【００２２】
次に電極２２に通電しアーク炉２０内のスクラップをアーク熱或は酸素を負荷した燃焼熱によって加熱し溶融する。この際に発生する排ガスはアーク炉２０内を上昇して炉蓋３０を介して上方の予熱装置１０の塔体１４内に入る。一部の排ガスは下段ゲート１８の通気孔１８ａを通過して上昇し、下段ゲート１８の上のスクラップを下方から加熱しながらスクラップの隙間を矢印のように通り抜けて、その後排出ダクト１６から外部に排出される。又、残りの排ガスは内部空間１３ａからバイパス１５を通って塔体１４内の内部空間１３ｂに入り上段ゲート１７の上のスクラップを上方から加熱しながらスクラップの隙間を矢印のように通り抜けて、その後排出ダクト１６から外部に排出される。
【００２３】
このように、排ガスを下の方からと上の方からとに分けて塔体１４内に送るからスクラップの上面も下面も均一に予熱することができる。このようにしてスクラップが予熱されても下段ゲート１８に盲板１８ｃを設けてあるから天場２５上の水冷パネル２６上に赤いスクラップが殆ど落ちてこないので水冷パネル２６上にスクラップが堆積しない。
【００２４】
次に、追加装入するために電極２２を引き上げ側方に退避させてから、炉蓋３０を持ち上げて塔体１４の中心部とアーク炉２０の中心部が一致するように台車１９を動かして塔体１４を移動する。
この位置で下段ゲート１８と上段ゲート１７を開き塔体１４内ですでに加熱させてあるスクラップをアーク炉２０内に追加装入する。このようにして追加装入が終了すると台車１９を元の位置に戻し、炉蓋３０を元のように下げてアーク炉に固定し、電極２２を再度アーク炉２０内に挿入して送電を開始する。再び扉１１ａを開いて下段ゲート１８と上段ゲート１７の上にスクラップを装入し扉１１ａを閉じて終る。後はこの繰り返しである。
【００２５】
このようにして所定量の溶湯がアーク炉２０内に溜るとアーク炉２０を傾動して出湯する。
又、何かの弾みで水冷パネル２６上にスクラップが載ってしまった場合は、図１に示すように水冷パネル２６上に設けてあるプッシャー５０でスクラップをアーク炉２０内に押し込むことができる。尚、水冷パネル２６上のスクラップは水冷パネル２６で急に冷やされてしまい水冷パネル２６にへばり着いたりしないから容易にアーク炉２０内に押し込むことができるし、プッシャー５０のストロークＬを十分にとってあるから確実にスクラップをアーク炉２０内に押し込むことができる。
【００２６】
さらに、黒鉛板２９を用いた場合でも黒鉛板２９にスクラップがへばり着き難いから水冷パネル２６同様に容易にアーク炉２０内にプッシャー５０で押し込むことができる。
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明の趣旨の範囲を越えない限り種々の実施ができる。例えば、水冷パネル２６や黒鉛板２９の代わりに耐火物の粉末を用いてもよいが、排ガスと共に塔体１４内に吸い込まれる虞があるので実施例の方がよい。
【００２７】
又、前記プッシャー５０の代わりに、炉蓋３０の内部にスクレーバの爪を配置し爪を支持軸を介して台車１９に取り付けておき、台車１９がアーク炉の中央部に移動する際に爪でスクラップを掻き落とすようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施例の予熱装置付きアーク炉の要部を表す断面図。
【図２】  アーク炉を表す平面図。
【図３】  左右非対称のアーク炉を表す平面図。
【図４】  （ａ）は、水冷パネルを表す斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は黒鉛板を表す斜視図。
【符号の説明】
１…予熱装置付きアーク炉、１０…塔体、１１…装入口、１２…開口、１３…内部空間、１４…塔体、１５…バイパスダクト、１６…排出ダクト、１７…上段ゲート、１８…下段ゲート、盲板…１８ｃ、１９…台車、２０…アーク炉、２１…炉体、２３…直線状の側壁、２４…出湯口、２５…天場、２６…水冷パネル、２９…黒鉛板、３０…炉蓋、５０…プッシャー、５５…スクレーバ。
【図１】
0003864460.tif 000002
【図２】
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【図３】
0003864460.tif 000004
【図４】
0003864460.tif 000005