JPH022923B2 - - Google Patents

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JPH022923B2
JPH022923B2 JP12952584A JP12952584A JPH022923B2 JP H022923 B2 JPH022923 B2 JP H022923B2 JP 12952584 A JP12952584 A JP 12952584A JP 12952584 A JP12952584 A JP 12952584A JP H022923 B2 JPH022923 B2 JP H022923B2
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JP
Japan
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gas
vacuum degassing
argon
exhaust gas
vacuum
Prior art date
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Expired
Application number
JP12952584A
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English (en)
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JPS619513A (ja
Inventor
Tsutomu Takahashi
Jujo Marukawa
Takahiro Toyoda
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority to JP12952584A priority Critical patent/JPS619513A/ja
Publication of JPS619513A publication Critical patent/JPS619513A/ja
Publication of JPH022923B2 publication Critical patent/JPH022923B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/10—Handling in a vacuum

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野 この発明は、真空脱ガス設備(環流式真空脱ガ
ス設備)より排気される排ガス中に含まれるアル
ゴンを分離回収し、有効利用をはかるための真空
脱ガス設備排ガスの処理方法に関する。 技術的背景とその問題点 真空脱ガス設備は、脱ガス処理以外に溶鋼品質
の向上、成分適中率の向上、合金歩留りの向上、
溶鋼温度の均一化等を目的として使用されてい
る。 脱ガスの原理は周知の通り真空脱ガス法であ
り、溶鋼を環流させることによつて真空に接する
溶鋼の表面積を大きくし、脱ガス効果を高めてい
る。溶鋼を環流させる手段は、不活性ガスを浸漬
管(2本)の一方に吹込み、エアリフトポンプの
原理を利用している。この場合、使用する不活性
ガスとしては、アルゴンや窒素があげられるが、
溶鋼への窒素侵入を防止するため、現在ではほと
んどアルゴンが使用されている。 一方、脱ガス処理と同時に、真空脱ガス設備で
は処理中の一時期を利用して酸素を吹込み脱炭、
昇温等を行なうため、真空槽は酸素吹込み管を有
している。この酸素吹込み管は、真空槽内の溶鋼
浴面近傍に設置されているため、通常は不活性ガ
スで冷却している。この場合の冷却用不活性ガス
も、前記と同じ理由によりアルゴンが使用されて
いる。 このように現在の真空脱ガス設備では、非常に
高価なアルゴンが多量に使用されている。しかる
に、真空脱ガス設備で使用されたアルゴンは、脱
ガス処理で発生した排ガスと共に排気され、高価
なガスであるにも拘らずほとんど有効利用される
ことなく大気放散されている。そして、これが真
空脱ガス設備による溶鋼の処理コストを上げる原
因となつているのである。従つて、真空脱ガス設
備による溶鋼の処理コストを低減させるために
は、製鋼過程で必要とするアルゴンの使用量を可
及的に減少させることが望まれる。 しかし、従来は、特開昭50−98404にAOD転炉
から排出される吹込みガス中に含まれるアルゴン
を回収する方法、特開昭55−50419に底吹き転炉
排ガス中のアルゴンを回収する方法が提案されて
いるのみで、真空脱ガス設備より排気される排ガ
ス中に含まれるアルゴンを回収し有効利用する方
法については未だ見当らない。 発明の目的 この発明は、従来の前記実情に鑑みてなされた
ものであり、真空脱ガス設備より排気される排ガ
ス中に含まれるアルゴンを高純度でかつ低コスト
で回収し、製鋼過程で必要とするアルゴンに流用
することによつて溶鋼処理コストの低減をはかる
真空脱ガス設備排ガスの処理方法を提案すること
を目的とするものである。 発明の構成 この発明に係る真空脱ガス設備排ガスの処理方
法は、真空脱ガス設備の排ガスからアルゴンを分
離回収して溶鋼環流用ガス、酸素吹込管冷却用ガ
ス、シール用ガスとして循環使用する方法におい
て、真空排気装置の凝縮器冷却水として溶解空気
除去水を用いることを特徴とし、また前記特徴に
加えて真空脱ガス設備のシール用ガスの一部また
は全部として二酸化炭素を用いることを特徴と
し、さらに前記二酸化炭素は真空脱ガス設備の排
ガスから分離回収したものを用いることを特徴と
するものである。 以下、この発明方法について詳細に説明する。 真空脱ガス法は、その原理図を第1図に示すご
とく、真空槽1の下部に吸上用と排出用の2本の
浸漬管2が取付けられており、吸上管2−1にア
ルゴン等の不活性ガス5′を吹込み、エアリフト
ポンプの原理によつて取鍋3内の溶鋼4を逐次吸
上げ連続的に脱ガスする方法であり、真空槽1内
は1〜100mmHgabsに保たれるため空気が侵入
しやすく、空気中の窒素が排ガス中に多く含まれ
る。従つて、排ガス中のアルゴンを回収する場合
は、排ガス中のアルゴンと窒素を分離させて窒素
を除去すれば高収率でアルゴンを回収できること
になる。しかし、アルゴンと窒素の分離は困難で
あるため、この発明では真空脱ガス設備排ガス中
の窒素成分比を下げる方法を採用した。すなわ
ち、排ガス中の窒素成分比を下げることはアルゴ
ン回収率の向上につながるからである。 排ガス中の窒素成分比を下げる方法として、こ
の発明では真空排気装置の凝縮器冷却水として溶
解空気除去水を用いる方法をとつたのである。凝
縮器冷却水は溶解空気を持ち込むため、排ガス中
に空気中の窒素の混入を余儀なくされる。従つて
凝縮器冷却水中の溶解空気を除去することにより
排ガス中の窒素量を減じることができる。溶解空
気を除去する方法としては真空脱気装置を用いる
ことができる。 溶解空気除去水にて凝縮された排ガスはいつた
んホルダーに貯蔵された後アルゴン分離装置によ
りアルゴンを回収する。アルゴンの分離回収方法
としては吸着剤による方法があるが、より高純度
のアルゴンが求められるときは、アルゴン分離効
果のすぐれたPSA(Pressure Swing
Adsorption)を使用すればよい。 このようにして回収されたアルゴンは、真空脱
ガス設備の溶鋼環流用ガス、酸素吹込管冷却用ガ
ス、シール用ガスとして循環使用する。この場
合、必要に応じて使用することはいうまでもな
い。 またこの発明は、真空脱ガス設備のシール用ガ
スの一部または全部として二酸化炭素を用いるこ
とを特徴としているが、これは排ガス中の窒素成
分比をさらに低下させるためである。従来、真空
脱ガス設備のシール用ガスには窒素が使用されて
いたため、排ガス中には侵入する空気中の窒素に
加えてこのシール用ガスも混入していたのであ
る。従つて、この発明では上記窒素に替えて、二
酸化炭素を真空脱ガス設備のシール用ガスに用い
ることとした。これにより、真空脱ガス設備より
排気される排ガス中には侵入空気中の窒素のみと
なり、凝縮器冷却水中の溶解空気除去効果と併せ
て排ガス中の窒素成分比を大巾に低下させること
ができる。 またこの発明では、上記二酸化炭素を真空脱ガ
ス設備の排ガスから分離回収して循環使用するこ
とを特徴とする。この方法によれば、真空脱ガス
設備排ガス中の二酸化炭素の有効利用がはかられ
る上、真空脱ガス設備のシールガスのコストも安
価につき経済的である。 第2図はこの発明方法を実施するための装置構
成例を示すフローシートである。 真空脱ガス工程において、取鍋3内の溶鋼4中
へ吸上管2−1、排出管2−2共に挿入した後、
真空槽1内を排気すると、吸上管2−1内にアル
ゴンガス5を吹込む。取鍋3内の溶鋼は吹込みガ
ス量の増加につれて、次第に真空槽1内を環流す
る速度を増し、脱ガスが進行する。その後、合金
添加装置6から溶鋼へ合金を添加する。また、脱
ガス処理と同時に、酸素吹込み管7より酸素を吹
込み脱炭、昇温等が行なわれる。 真空槽1の排気口8より強制吸引される排ガス
は、真空排気装置を構成するブースター9および
凝縮器10に導入され、事前に溶解空気を除去さ
れた冷却水により水洗される。真空排気装置の凝
縮器冷却水は、冷却塔11からポンプ12によ
り、凝縮器13、エジエクター14およびポンプ
15からなる真空脱気装置に送られ、ここで溶解
空気を除去される。凝縮器10を出た排ガスはコ
ンプレツサー16にて圧縮されてガスホルダー1
7へ貯蔵される。この排ガスはガスホルダーから
コンプレツサー18へ送られ、ここでさらに圧縮
されてアルゴン分離装置19へ送られる。このア
ルゴン分離装置19で分離回収されたアルゴンは
コンプレツサー20およびアルゴンホルダー21
を経由して真空脱ガス設備へ再循環させ、環流用
ガスおよび酸素吹込み管冷却用ガスとして使用す
る。また、必要に応じてシール用ガスとしても使
用する。 一方、アルゴン回収後の排ガスは、アルゴン分
離装置19から二酸化炭素分離装置22に送ら
れ、ここで排ガスを酸化除湿して二酸化炭素を分
離回収し、コンプレツサー23および二酸化炭素
ホルダー24を経由して真空脱ガス設備へ再循環
させ、真空槽1の頂部、排気口部、合金添加装置
6のシール用ガスとして使用する。 実施例 第1表に示す成分を有する溶鋼を実際の真空脱
ガス設備により第2表に示す操業条件で脱ガス処
理し、その時排気された排ガスを第2図に示すプ
ロセスで処理し、回収した。 第3表は比較例として、N2シール、冷却水溶
解空気除去なしの場合の排ガス成分と回収Ar純
度を示し、第4表は本発明例として、N2シール、
溶解空気除去水の場合の排ガス成分と回収Ar純
度を、第5表はCO2シール、溶解空気除去水の場
合の排ガス成分と回収Ar純度をそれぞれ示す。
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】 第3表、第4表および第5表の結果より、真空
脱ガス排気装置の凝縮器冷却水として溶解空気除
去水を用いた場合には、回収Ar純度が向上し、
また真空脱ガス設備のシールガスを現状のN2シ
ールからCO2シールにし、真空排気装置の凝縮器
冷却水として溶解空気除去水を用いた場合には、
回収Ar純度は著しく高くなることがわかる。さ
らに、アルゴン分離効果のすぐれたPSAでアル
ゴンを分離したところ、アルゴン99%、窒素1%
と高純度のアルゴンを回収することができた。 発明の効果 以上説明したごとく、この発明方法によれば、
真空脱ガス設備排ガス中の窒素成分比を低下させ
て効率よくアルゴンを回収することができるの
で、真空脱ガス設備へ再循環させて使用すること
により真空脱ガス設備でのアルゴン使用量を減少
させることができ、溶鋼処理コストを大巾に低減
することができる。また、真空脱ガス設備のシー
ルを二酸化炭素で行なうことにより高純度のアル
ゴンを回収することができるので、真空脱ガス設
備以外の用途、例えば連続鋳造設備のタンデイツ
シユ等他の製鋼設備にも使用することができる
等、工業的に大なる効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は真空脱ガス法の原理を示す概略図、第
2図はこの発明方法を実施するための設備を示す
フローシートである。 1……真空槽、2……浸漬管、3……取鍋、4
……溶鋼、5……アルゴン、7……酸素吹込管、
9……真空排気装置のブースター、10……真空
排気装置の凝縮器、11……冷却塔、13……真
空脱気装置の凝縮器、14……エゼクター、19
……アルゴン分離装置、22……二酸化炭素分離
装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 真空脱ガス設備の排ガスからアルゴンを分離
    回収して溶鋼環流用ガス、酸素吹込管冷却用ガ
    ス、シール用ガスとして循環使用する方法におい
    て、真空排気装置の凝縮器冷却水として溶解空気
    除去水を用いることを特徴とする真空脱ガス設備
    排ガスの処理方法。 2 真空脱ガス設備の排ガスからアルゴンを分離
    回収して溶鋼環流用ガス、酸素吹込管冷却用ガ
    ス、シール用ガスとして循環使用する方法におい
    て、真空排気装置の凝縮器冷却水として溶解空気
    除去水を用い、かつ真空脱ガス設備のシール用ガ
    スの一部または全部として二酸化炭素を用いるこ
    とを特徴とする真空脱ガス設備排ガスの処理方
    法。 3 真空脱ガス設備のシール用ガスとして用いる
    二酸化炭素は、真空脱ガス設備の排ガスから分離
    回収したものを用いることを特徴とする特許請求
    の範囲第2項に記載された真空脱ガス設備排ガス
    の処理方法。
JP12952584A 1984-06-22 1984-06-22 真空脱ガス設備排ガスの処理方法 Granted JPS619513A (ja)

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JPH0275891A (ja) * 1988-09-07 1990-03-15 Toyo Sanso Kk ガス循環回収精製装置

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