JPH01196492A - 溶融還元炉用排ガスダクト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、溶融還元炉の炉口と排ガスダクトとの間の継
手部の気密性を破ることなく、炉体を傾動させて出湯を
行うことが可能な溶融還元炉用排ガスダクトに関する。

〔従来の技術〕

鉄鉱石を還元して溶銑を製造するため、高炉を使用する
方法、シャフト炉で還元した鉄鉱石原料を電気炉で溶解
する方法等が従来から採用されている。ところが、高炉
法においては、大規模な設備が必要とされる。また、強
粘結炭を乾留したコークスや鉄源として焼結鉱を使用す
るため、コークス炉設備や焼結設備等の付帯設備が必要
とされる。したがって、多大な設備費は勿論のこと、多
くのエネルギー及び労働力を必要とし、処理コストの高
騰を招くという欠点があった。他方、シャフト炉により
鉄鉱石を還元する方法においては、鉄鉱石をペレット化
する前処理が必要となり、また還元材及び熱源として高
価な天然ガスを多量に消費するという欠点がある。

このような従来の溶銑製造技術に代わるものとして、溶
融還元法が注目を浴びている。この方法で使用する溶融
還元炉は、使用する原料に制約を受けることなく、より
小規模な設備によって鉄系合金の溶湯を製造することを
目的として開発されたものであり、たとえば特願昭６１
−８６７９４号に開示されたような転炉、混銑炉型等が
ある。

また、本発明者等は、この種の溶融還元炉において、吹
錬作業を中断することなく出湯を行うことを開発し、特
願昭６２−２３５８９３号として出願した。

この先願で開示した溶融還元炉は、たとえば混銑炉型に
おいては、その円周方向に伸びるランス挿入用の開口を
炉殻に形成し、−炉体の傾動に係わりなくランスを炉内
に挿通可能に維持している。

出湯時に吹錬作業を中断しないため、操業条件が安定化
することは勿論、溶融還元炉から排出される排ガス及び
排熱の量的な変動を低く抑えることができる。そのため
、この排ガス及び排熱を利用する予備還元炉、予熱炉、
熱回収ボイラー等の稼動状態を大きく変えることがなく
なる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、このように炉体を傾動させて出湯を行う場合
、炉口と排ガスフードとを切り離すことが必要となる。

この切り離し時に、炉口と排ガスフードとの間から排ガ
ス及び排熱が流出し、作業環境を悪化させたり、還元成
分や熱量の逸散が生じ易い。或いは、排ガスフード内に
外気が吸引されるとき、予備還元炉、予熱炉、熱回収ボ
イラー等の後工程に送られる排ガスの成分が変わり、ま
た熱量が低下することにもなる。

すなわち、単に炉体と排ガスフードを接続する形式では
、吹錬作業を中断させることなく出湯を行うことによる
長所を充分に活用することができない。また、これまで
のところ、炉体の傾動時に炉口と排ガスフードとの間の
気密接続を図る具体的な手段も提案されていない。

そこで、本発明は、排ガスダクトを多関節とすることに
より、炉体を傾動させた場合にも炉口に排ガスダクトの
入側を気密接続させ、排ガス及び排熱の外部への流出や
外気の吸引等を防止することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の溶融還元炉用排ガスダクトは、その目的を達成
するために、溶融還元炉の炉口に気密且つ回転可能に接
続された入側部と、ダクトの途中に設けられた少なくと
も２以上の可動節とを備えていることを特徴とする。

ここで、排ガスダクトの入側部及び可動節としては、球
面継手構造、ベローズを備えた伸縮管。

回転継手等が使用される。また、炉口に入側ダクト部を
固定的に配置し、この入側ダクト部から出側ダクト部ま
での間に、３個以上の可動節を設けることもできる。

〔作用〕

溶融還元法においては、従来の転炉吹錬等の場合と異な
り、炉内に比較的多量の溶融金属を種湯として残留させ
ておくことが精錬上望ましい。したがって、出湯は、従
来の転炉出鋼のように炉体を水平に近い状態まで傾ける
ことなく、おおよそ３０度以内の傾斜角度で行われる。

そこで、この傾斜角度の範囲内で、排ガスダクトの入側
が常に溶融還元炉の炉口に気密接続されるように、排ガ
スダクトを多関節構造にしている。

この多関節構造によって、炉体の傾動に起因する排ガス
ダクトの角度及び位置変化は、各関節の角度変化及び関
節間のダクト部分の位置変化として吸収される。したが
って、排ガスダクトの入側が常に溶融還元炉の炉口に気
密接続され、且つ予備還元炉、予熱炉、排熱ボイラー等
に繋がる固定部に対しても気密接続される。その結果、
出湯時に炉体を傾動させた場合にも、炉内に発生した排
ガス及び排熱が外部に逸散することなく、また外気が排
ガスフードに侵入することもない。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら、実施例により本発明の特徴
を具体的に説明する。

第１図は、第１実施例における排ガスダクトを備えた溶
融還元炉を示す概略図である。

本実施例においては、転炉形の溶融還元炉を使用してい
る。この炉本体１には、常に所定量以上の溶融金属浴２
が蓄えられており、溶融金属浴２の上面をスラグ層３で
覆っている。炉内に投入された鉄鉱石は、これら溶融金
属浴２及びスラグ層３と接触反応して、溶融還元される
。その結果、吹錬の継続に伴って、溶融金属浴２が増量
し、その高さが高くなる。そこで、この増量分を出湯口
４から出湯する。また、スラグ層３が厚くなったときに
は、出滓口５から適宜出滓する。

炉本体１の炉口６は、図示するように球面凸状に成形さ
れている。他方、この炉口６に接触する排ガスダクト７
０入側部８は、球面凹状のフランジに成形している。そ
して、スプリング、油圧等の加圧機構９で、入側部８を
炉口６に圧着している。このように、炉口６と入側部８
との間を球面継手とすることにより、炉本体１の傾動に
伴って炉口６の位置が多少ずれた場合にも、排ガスダク
ト７の屈曲により炉本体１の変位が吸収される。

したがって、炉本体１と排ガスダクト７との間の気密性
が維持される。

排ガスダクト７は、入側ダクト部７ａ、　　中間ダクト
部７ｂ及び固定式の出側ダクト部７Ｃから構成されてい
る。それぞれのダクト部７ａ〜７Ｃは、水冷構造（図示
せず）を備えた鋼製で、内部を通過する排ガスの熱に耐
える構造になっている。そして、入側ダクト部７ａと中
間ダクト部７ｂとの間の継手１０及び中間ダクト部７ｂ
と出側ダクト部７Ｃとの間の継手１１も、炉口６と入側
部８との関係と同様に球面継手構造となっている。なお
、第１図における記号ｒ１゜ｒ２．　　ｒ３は、これら
球面継手構造の曲率半径を示す。

また、固定式の出側ダクト部７Ｃの下流側には、炉本体
１から排出された粉塵を回収するサイクロン１２、微粉
を除去して排ガスを清浄化するバグフィルタ１３等の回
収・浄化設備が設けられている。

これら設備により浄化された排ガスは、ブロア１４によ
って煙突１５から放出される。なお、この排気経路の途
中に、予備還元炉、予熱炉、排熱ボイラー等を設けて、
排ガス及び排熱の有効利用を図ることは従来と同様であ
り、第１図においてはこれらを省略している。

出湯時に炉本体１を傾動させると、第２図に示すように
、炉口６の回転に追従して入側部８が移動する。この移
動で、入側ダクト部７ａが傾斜し、その傾斜を相殺する
ように中間ダクト部７ｂが傾斜する。このように、炉本
体１の傾動に拘らず、炉口６と入側部８と間の気密性が
維持され、排ガス及び排熱が固定式の出側ダクト部７Ｃ
に導かれる。

ここで、入側ダクト部７ａと中間ダクト部７ｂとの間に
継手１０を設けているため、炉本体１の変位が直接大き
な移動量となって固定式の出側ダクト部７Ｃに影響を与
えることがない。

なお、排ガスダクト７に設ける関節は、多ければ多いほ
ど炉本体１の変位に精度良く対応することが可能となる
。しかし、排ガスダクト７の構造自体の複雑化を招くこ
とから、実用的には炉口６と入側部８との間の継手を含
めて３〜４個程度にすることが好ましい。

第３図は、ベローズを備えた関節を採用した第２実施例
を示す。

本実施例においては、炉本体１の炉口６に水冷仕切り管
２１を密に接続し、炉口６と入側ダクト部７ａとに繋が
るベローズ２２を水冷仕切り管２１の周囲に設けている
。水冷仕切り管２１により、入側ダクト部７ａの内部を
上昇する排ガスの熱がベローズ２２に与える影響を抑制
している。ベローズ２２としては、耐熱鋼製又は耐熱布
製のものが使用される。

このようにして、炉本体１と入側ダクト部７ａとの間に
、第１関節２３が設けられる。

また、入側ダクト部７ａと中間ダクト部７ｂとの間及び
中間ダクト部７ｂと出側ダクト部７Ｃとの間にも同様な
ベローズ２２を備えた第２関節２４及び第３関節２５が
設けられる。なお、ベローズ２２の熱的保護を図るため
、ベローズ２２に水冷機構を取り付けることもできる。

第４図は、この形式の関節をもつ排ガスダクトが、炉本
体１の傾動に追従して屈曲している状態を示す。この場
合、炉本体１の変位は、入側ダクト部７ａと中間ダクト
部７ｂの傾斜に加えてベローズ２２の伸縮によっても吸
収されるため、微細な動きに対応することができる。

第５図は、回転継手を採用した第３実施例を示す。なお
、本例の場合は、溶融還元炉として混銑炉型を使用して
いる。

溶融還元炉の炉本体１は、回転機構５１により炉軸を中
心として回転自在になっている。そして、炉本体１の炉
壁に入側ダクト部５２を取り付けている。この入側ダク
ト部５２に、中間ダクト部５３．５４及び固定式の出側
ダクト部５５が回転継手５６．５７及び５８によって順
次接続されている。これら回転継手５６．５７．５８と
しては、いわゆるスイベルジヨイントと称される構造が
使用される。

入側ダクト部５２は、第６図の断面図で示すように、炉
本体１の炉口に設けた一フランジ５９に当接する端面を
もち、スプリング、油圧シリンダ等の加圧手段によって
フランジ５９に押し付は又はクランプされている。そし
て、出湯時には、炉本体１の炉壁に設けた出湯口６０か
ら溶融金属を流出させるため、回転機構５１で炉本体１
を回転させる。

この回転に伴って、フランジ５９が一点鎖線或いは二点
鎖線で示したように傾動し、その動きに入側ダクト部５
２も追従する。この入側ダク）　９５２の動きに引っ張
られて、中間ダクト部５３．５４も変位する。このとき
、回転継手５６．５７．５８で入側ダクト部５２に対す
る中間ダクト部５３の角度、中間ダクト部５３に対する
中間ダクト部５４の角度、中間ダクト部５４に対する出
側ダクト部５５の角度が変わる。

したがって、入側ダクト部５２の下流側端部と固定式の
出側ダクト部５５の入側端部との直線距離が変わっても
、その変位景は、各中間ダクト部５３．５４の傾斜によ
って吸収され、炉本体１の炉口と入側ダクト部５２との
間の気密性を破ることなく、炉内で発生した排ガス及び
排熱を効率良く出側ダクト部５５に導くことができる。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明においては、排ガスダク
トの途中に複数の可動節を設けることによって、出湯時
に溶融還元炉の炉体を傾動させた場合であっても、排ガ
ス通路の気密性を維持することができる。そのため、炉
内から排出される排ガスに外気が侵入することがなく、
また排ガス及び排熱が外気に逸散することもなくなる。

したがって、排ガス及び排熱を予備還元炉、予熱炉、排
熱ボイラー等の後工程で使用するとき、排ガスの成分変
動や温度変動が少なくなるため、それら装置の操業状態
が安定化される。

また、このように外気から遮断された状態で排ガス及び
排熱を系外に導（ことができるため、炉内を高圧に維持
した操業も容易なものとなる。その結果、スラグのフォ
ーミングやスピッティングを抑えた操業も可能となる。

しかも、排ガスが圧縮された容積の小さな状態で送られ
るため、排ガス処理系の負荷も改善される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例において使用した排ガスダ
クトを備えた溶融還元炉を示す概略図であり、第２図は
その溶融還元炉を傾動させた状態を示し、第３図及び第
４図は第２実施例を説明する図であり、第５図及び第６
図は第３実施例を説明する図である。 １：炉本体　　　　　　　２：溶融金属浴３ニスラグ層
　　　　　　　４．６０：出湯口５：出滓口　　　　　
　　６：類ロ ア：排ガスダクト　　　　７ａ、５２：入側ダクト部７
ｂ、　５３．５４：中間ダクト部　７ｃ、５５：出側ダ
クト部８：入側部　　　　　　　９：加圧機構１０．１
１：球面継手　　　　１２：サイクロン１３：バグフィ
ルタ　　　　１４ニブロア１５：煙突　　　　　　　　
２１：水冷仕切り管２２：ベローズ　　　　　　２３．
２４．２５：関節５１：回転機構　　　　　　５６〜５
８：回転継手５９：フランジ　　　　　　６０：出湯口
特許出願人　　　　新日本製鐵　株式會社代　理　人　
　　　小　堀　　益（ほか２名）第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、溶融還元炉の炉口に気密且つ回転可能に接続された
   入側部と、ダクトの途中に設けられた少なくとも２以上
   の可動節とを備えていることを特徴とする溶融還元炉用
   排ガスダクト。 ２、特許請求の範囲第１項記載の入側部及び可動節の少
   なくとも一つが、球面継手構造であることを特徴とする
   溶融還元炉用排ガスダクト。 ３、特許請求の範囲第１項記載の入側部及び可動節の少
   なくとも一つが、ベローズを備えた伸縮管であることを
   特徴とする溶融還元炉用排ガスダクト。 ４、特許請求の範囲第１項記載の入側部及び可動節の少
   なくとも一つが、回転継手であることを特徴とする溶融
   還元炉用排ガスダクト。 ５、溶融還元炉の炉口に入側ダクト部を固定し、該入側
   ダクト部を単数又は複数の中間ダクト部を介して出側ダ
   クト部に接続し、それぞれのダクト部の間に可動節を設
   けたことを特徴とする溶融還元炉用排ガスダクト。