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公開番号2025114258
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-05
出願番号2024008848
出願日2024-01-24
発明の名称スクラップ充填層の選定方法、スクラップ充填層の選定装置、及び炉の操業方法
出願人JFEスチール株式会社
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類F27D 19/00 20060101AFI20250729BHJP(炉,キルン,窯;レトルト)
要約【課題】様々な形状やサイズのスクラップをどのように格納容器に充填すればスクラップへの着熱がよくなるかを提示可能なスクラップ充填層の選定方法及び選定装置を提供すること。
【解決手段】本発明に係るスクラップ充填層の選定方法は、格納容器へのスクラップの装入方法が異なる複数のスクラップ充填層の電子データを作成する作成ステップと、電子データを用いて、スクラップ充填層毎にスクラップ間を流れるガスの流速を計算する流体計算ステップと、流体計算ステップにおいて計算されたガスの流速を用いて、スクラップ充填層を通過したガスの温度をスクラップ充填層毎に計算する温度計算ステップと、温度計算ステップにおいて計算されたガスの温度に基づいて、複数のスクラップ充填層の中からスクラップへの着熱がよいスクラップ充填層を選定する選定ステップと、を含む。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
格納容器へのスクラップの装入方法が異なる複数のスクラップ充填層の電子データを作成する作成ステップと、
前記電子データを用いて、スクラップ充填層毎にスクラップ間を流れるガスの流速を計算する流体計算ステップと、
前記流体計算ステップにおいて計算されたガスの流速を用いて、スクラップ充填層を通過したガスの温度をスクラップ充填層毎に計算する温度計算ステップと、
前記温度計算ステップにおいて計算されたガスの温度に基づいて、複数のスクラップ充填層の中から前記スクラップへの着熱がよいスクラップ充填層を選定する選定ステップと、
を含む、スクラップ充填層の選定方法。
続きを表示（約 670 文字）【請求項２】
複数のスクラップ充填層には、２種類以上のスクラップをランダムに装入した混合スクラップ充填層と、２種類以上のスクラップを順に積層させた積層スクラップ充填層が含まれる、請求項１に記載のスクラップ充填層の選定方法。
【請求項３】
前記積層スクラップ充填層は同じ種類のスクラップの層を複数含む、請求項２に記載のスクラップ充填層の選定方法。
【請求項４】
前記選定ステップにおいて選定されたスクラップ充填層に関する情報を出力するステップを含む、請求項１に記載のスクラップ充填層の選定方法。
【請求項５】
格納容器へのスクラップの装入方法が異なる複数のスクラップ充填層の電子データを作成する作成手段と、
前記電子データを用いて、スクラップ充填層毎にスクラップ間を流れるガスの流速を計算する流体計算手段と、
前記流体計算手段によって計算されたガスの流速を用いて、スクラップ充填層を通過したガスの温度をスクラップ充填層毎に計算する温度計算手段と、
前記温度計算手段によって計算されたガスの温度に基づいて、複数のスクラップ充填層の中から前記スクラップへの着熱がよいスクラップ充填層を選定する選定手段と、
を備える、スクラップ充填層の選定装置。
【請求項６】
請求項１～４のうち、いずれか１項に記載のスクラップ充填層の選定方法によって予め選定されたスクラップ充填層と同様の充填状態になるように炉内にスクラップを装入するステップを含む、炉の操業方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクラップ充填層の選定方法、スクラップ充填層の選定装置、及び炉の操業方法に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
電気炉は、電極間に発生させたアークによる数１０００℃～数１００００℃の熱（以下、アーク熱と呼ぶ）によってスクラップを加熱、溶解する設備である。電気炉の効率を高めるためには、スクラップに効率よくアーク熱を着熱させる必要がある。しかしながら、アークを発生させるためには空気等の電気を流しにくい絶縁層が必要である。このため、アーク熱が発生した際、スクラップのみならず周囲の空気等のガスが昇温され、排ガスとして電気炉外に排出されることによって熱ロスとなる。このような背景から、特許文献１には排ガスによる熱ロスを少なくする方法が提案されている。具体的には、特許文献１に記載の方法は、電気炉の上端を覆うフードに小片スクラップを予熱する回転炉を接続し、この回転炉に大片スクラップを予熱するシャフト炉を連結し、電気炉で発生した排ガスによって小片スクラップ及び大片スクラップを予熱している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００３－４９２１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１には、様々な形状やサイズのスクラップが混在する場合、スクラップをどのようにシャフト炉に充填するとスクラップへの着熱がよくなるかについては開示、示唆されていない。スクラップは様々な製品から得られるため、様々な形状やサイズのものが存在する。例えば自動車から取り出されるスクラップは薄板形状のものが多く、鉄筋や配管に利用される建築資材から取り出されるスクラップは円筒形状のものが多い。サイズについても、例えば自動車にしてもドアに使われる材料のサイズとボディに利用される材料のサイズは異なるため、様々なものが存在する。このため、電気炉の排ガスによる熱ロスを少なくするためには、様々な形状やサイズのスクラップをどのように格納容器に充填すればスクラップへの着熱がよくなるかをオペレータに提示する方法が必要である。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決すべくなされたものであり、その目的は、様々な形状やサイズのスクラップをどのように格納容器に充填すればスクラップへの着熱がよくなるかを提示可能なスクラップ充填層の選定方法及び選定装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、排ガスによる熱ロスを少なくして炉の消費エネルギーを削減可能な炉の操業方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
［１］本発明に係るスクラップ充填層の選定方法は、格納容器へのスクラップの装入方法が異なる複数のスクラップ充填層の電子データを作成する作成ステップと、前記電子データを用いて、スクラップ充填層毎にスクラップ間を流れるガスの流速を計算する流体計算ステップと、前記流体計算ステップにおいて計算されたガスの流速を用いて、スクラップ充填層を通過したガスの温度をスクラップ充填層毎に計算する温度計算ステップと、前記温度計算ステップにおいて計算されたガスの温度に基づいて、複数のスクラップ充填層の中から前記スクラップへの着熱がよいスクラップ充填層を選定する選定ステップと、を含む。
【０００７】
［２］本発明に係るスクラップ充填層の選定方法は、［１］に記載のスクラップ充填層の選定方法において、複数のスクラップ充填層には、２種類以上のスクラップをランダムに装入した混合スクラップ充填層と、２種類以上のスクラップを順に積層させた積層スクラップ充填層が含まれる。
【０００８】
［３］本発明に係るスクラップ充填層の選定方法は、［２］に記載のスクラップ充填層の選定方法において、前記積層スクラップ充填層は同じ種類のスクラップの層を複数含む。
【０００９】
［４］本発明に係るスクラップ充填層の選定方法は、［１］～［３］のうち、いずれか１つに記載のスクラップ充填層の選定方法において、前記選定ステップにおいて選定されたスクラップ充填層に関する情報を出力するステップを含む。
【００１０】
［５］本発明に係るスクラップ充填層の選定装置は、格納容器へのスクラップの装入方法が異なる複数のスクラップ充填層の電子データを作成する作成手段と、前記電子データを用いて、スクラップ充填層毎にスクラップ間を流れるガスの流速を計算する流体計算手段と、前記流体計算手段によって計算されたガスの流速を用いて、スクラップ充填層を通過したガスの温度をスクラップ充填層毎に計算する温度計算手段と、前記温度計算手段によって計算されたガスの温度に基づいて、複数のスクラップ充填層の中から前記スクラップへの着熱がよいスクラップ充填層を選定する選定手段と、を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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