JPH06109367A - アーク弧光式電気炉排出ガス中のダスト回収方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アーク弧光式電気炉の排出ガス中のダストを
効率良く回収し、塩素化合物系有害物質を電気炉系外へ
出さない。 【構成】 電気炉１からの排出ガスを燃焼塔３に供給
し、燃焼塔３で排出ガスを加熱して含有炭素化合物を燃
焼する。燃焼装置４を補助的に用いる。燃焼塔３から排
出された排出ガスを400 ℃以上の温度に保持して一次集
塵装置10に供給し400 ℃以上の温度状態で排出ガス中の
ダストを一次集塵して回収する。次いで、一次集塵した
後の排出ガスを冷却塔14によって70℃以下の温度に冷却
し、次いで、冷却した排出ガスを捕集濾過装置16に供給
し70℃以下の温度状態で排出ガス中のダストを二次集塵
して回収する。次いで、回収したダストを、ダスト搬送
装置21によって操業中の電気炉１に吹き込む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、鋼屑を主体とした原
料を用いた、金属溶解精錬を行なうためのアーク弧光式
電気炉の排出ガス中に含有するダストの回収方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】アーク弧光式電気炉（以下、「電気炉」
という）は、鋼屑（スクラップ）を主体とした原料を用
い、該原料を溶解し、次いで、精錬を行なう工程におい
て必然的に発生する排出ガス（以下、「排ガス」とい
う）を工程外に漏洩する事無く処理する直引集塵装置
（以下、「集塵装置」という）を有する。この集塵装置
は、排ガス発生源である電気炉と、排ガス中に含まれる
COガス等を燃焼する燃焼塔、高温ガスを冷却する冷却塔
（場合により直接散水によるスプレー塔を併設した装置
を含む）、排ガス中に含まれるダストを捕集濾過する捕
集濾過装置、発生ガスを吸引するファーン、捕集濾過後
の排気を放出する放出塔、捕集されたダストを集合排出
する装置、および、排ガスを漏洩させることなく各装置
を結合するための、保温方式、水冷方式および空冷方式
のうちの１種または２種以上の組合せによるダクトによ
り構成されている。電気炉の排ガスは高温ガスであり、
その保有熱を利用して挿入する鋼屑を余熱して排熱回収
を図り、省エネを推進することが従来から行なわれてい
る。（以下、電気炉の排ガスの保有熱を利用して挿入す
る鋼屑を余熱し排熱回収を図る装置を「余熱装置」とい
う）

【０００３】現在の電気炉の集塵装置においては、工程
内に余熱装置を配置している例も多い。しかしながら、
電気炉の集塵装置の本来の目的は、排ガス中に含有する
ダストを分離回収し、大気中への放出ガス（以下、「放
出ガス」という）中のダスト濃度を環境基準以下とする
ことである。現在の集塵装置は、放出ガス中のダスト濃
度を環境基準以下にする能力を有している。

【０００４】集塵装置を通過する排ガス温度は、余熱装
置の構造や、排ガス処理方法｛例えば、製鋼工場全体の
総合集塵装置（以下、「建屋集塵装置」という）による
建屋集塵との混合処理方法等｝の違いによっても異なる
が、捕集装置の捕集効率、使用資材の耐熱性および冷却
方法等からして、ほぼ70℃から250 ℃の範囲となってい
る。

【０００５】また、集塵装置によって回収されたダスト
は、次工程処理によって有価金属の回収等が行なわれる
場合が多い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】電気炉から発生する排
ガス中には、環境基準で指定されている物質の他に、使
用する原料への混入、電気炉の高熱処理およびその後の
排ガス冷却処理に於ける合成反応により合成されること
により、極微量ではあるが塩素化合物系有害物質が含ま
れている。

【０００７】この塩素化合物系有害物質の性質を図１に
示す。図１に示すように、塩素化合物系有害物質におい
ては、分解反応温度領域が800 ℃以上の高温であり、合
成温度領域が300 ℃から700 ℃の温度であり、そして、
200 ℃以下では微粒子状固体で安定状態にあると言われ
ている。また、我々は、塩素化合物系有害物質は、ダス
ト捕集装置通過時の排ガス温度によりダストの捕集率が
変化すること、即ち、排ガス温度が高い場合にはダスト
捕集率は低下し排ガス中のダスト濃度は高くなり、一
方、排ガス温度が低い場合にはダスト捕集率は高いとい
う知見を得ている。

【０００８】今後、現在の環境基準の指定物質が変更さ
れ、塩素化合物系有害物質が指定物質となった場合、現
状の集塵装置では排ガス中、または、ダスト中に塩素化
合物系有害物質が含まれることとなり、排ガス中のダス
ト濃度を低減し、ダスト中に捕集させても次工程での塩
素化合物系有害物質の処理が必要となる。

【０００９】発生するダストを電気炉に再使用する方法
もあるが、発生量が多いため、処理費用が高く経済性に
乏しい上、いずれは次工程処理に委ねなければならな
い。

【００１０】また、都市ゴミ焼却炉において塩素化合物
系有害物質の低減化を目的とした技術の開発等が行われ
ているが、発生する高温ガスの温度変動、排ガス中のダ
スト濃度が電気炉とは異なるため、塩素化合物系有害物
質の低減方法も異なるものである。

【００１１】この発明はこれらの課題を解決するために
なされたもので、その目的とするところは、大気に放出
する放散ガス中の塩素化合物系有害物質を低減するとと
もに、ダスト回収するための捕集装置を２段階に分け設
置することにより、塩素化合物系有害物質の少ないダス
トと多いダストとを別々に回収し、塩素化合物系有害物
質の少ないダストを次工程処理に、塩素化合物系有害物
質の多いダストを電気炉に戻し高温処理を行ない分解す
ることで塩素化合物系有害物質を電気炉系外に出さない
装置を構築することにある。また、電気炉に戻すダスト
の量が少なくなり、エンドレスに戻せ、次工程への影響
も無く、経済的にも安価に処理できるようにすることに
ある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】我々は上述した問題を解
決するために鋭意研究を重ねた。その結果、下記(1)お
よび(2) に示す知見を得た。 (1) 上述した問題の解決は、電気炉操業中に電気炉から
発生する排ガスを排ガス処理工程で常時800 ℃以上に保
ち、使用する鋼屑に混入する塩素化合物系有害物質、お
よび、電気炉内で合成する塩素化合物系有害物質を分解
し、更に、排ガス処理工程内で高温ダスト捕集法による
ダスト（塩素化合物系有害物質の含有量の少ないダス
ト）および低温ダスト捕集法によるダスト（塩素化合物
系有害物質を多く含有するダスト）の２種類を回収する
ことにより、大気中に放出する排ガスの塩素系化合物系
有害物質の含有量を低減することにより達成できる。

【００１３】(2) 高温ダスト捕集法により回収した塩素
化合物系有害物質の含有量が少ないダストは、亜鉛回収
等の次工程処理用として提供し、他方、低温ダスト捕集
法により回収した塩素化合物系有害物質を多く含有する
ダストは、操業中の電気炉に戻して800 ℃以上の温度の
高温処理を施こして塩素化合物系有害物質を分解するこ
とにより、電気炉および排ガス処理工程内での処理が可
能となる。

【００１４】この発明は、上述の知見に基づいてなされ
たものである。この発明は、電気炉から排出された排出
ガスを燃焼塔に供給し、前記燃焼塔で前記排出ガスを加
熱して前記排出ガス中に含まれる炭素化合物を燃焼し、
次いで、加熱した前記排出ガスを冷却装置によって冷却
し、次いで、冷却した排出ガス中に含まれるダストを捕
集濾過装置によって捕集濾過して回収するとともに、ダ
スト捕集濾過後の排出ガスを大気に放出するアーク弧光
式電気炉排出ガス中のダスト回収方法において、前記燃
焼塔の下流に一次集塵装置を配置し、前記燃焼塔から排
出された排出ガスを400 ℃以上の温度に保持して前記一
次集塵装置に供給し、前記一次集塵装置によって前記排
出ガス中のダストを400 ℃以上の温度状態で一次集塵し
て回収し、次いで、一次集塵した後の排出ガスを前記冷
却装置によって冷却し、次いで、冷却した排出ガス中に
含まれるダストを前記捕集濾過装置によって捕集濾過し
て回収するとともに、ダスト捕集濾過後の排出ガスを大
気に放出することに特徴を有する。また、前記燃焼塔に
燃焼装置を設け、前記燃焼装置によって前記燃焼塔内の
排出ガスを加熱するとよい。更に、上記方法によりダス
トを一次集塵した後の排出ガスを前記冷却装置によって
70℃以下の温度に冷却し、次いで、冷却した前記排出ガ
スを前記捕集濾過装置に供給し、前記捕集濾過装置によ
って前記排出ガス中のダストを70℃以下の温度状態で二
次集塵して回収し、次いで、二次集塵して回収した前記
ダストを、前記捕集濾過装置に設けたダスト搬送装置に
よって、操業中の電気炉に吹き込むことに特徴を有す
る。

【００１５】この発明においては、燃焼塔に燃焼装置
（火炎加熱装置）を設け、電気炉から発生する排ガスの
温度を常時800 ℃以上に保ち、電気炉内から出る塩素化
合物系有害物質を燃焼塔で分解する。

【００１６】燃焼塔内または燃焼塔に近い場所にダスト
捕集装置（一次集塵装置）を設置し、燃焼塔において塩
素化合物系有害物質の分解が行なわれた排ガス中のダス
トを、この一次集塵装置に供給し、再合成の低い温度領
域内において塩素化合物系有害物質を含有しない（含有
量の少ない）一次ダストを回収する。次いで、一次ダス
ト回収後、一次集塵装置を出た排ガスに対しては、冷却
塔による冷却または建屋集塵装置の建屋集塵との混合処
理等による冷却装置により冷却処理を行ない、排ガス温
度を70℃以下にした後、均質で緻密な濾布濾過装置また
は吸着材濾過装置によるダスト捕集濾過装置（二次集塵
装置）により、微細な粒子を含むダストを捕集（二次集
塵）し、塩素化合物系有害物質を極力この二次集塵装置
によって捕集せしめ、放出ガス中の塩素化合物系有害物
質および粉塵量を低減する。

【００１７】更に、二次集塵装置で捕集した塩素化合物
系有害物質を多く含有するダストを高温操業中の電気炉
に直接または間接的に供給し、これらダストに含有され
る塩素化合物系有害物質の分解処理を行なう。

【００１８】分解された塩素化合物系有害物質は、図１
に示すように、電気炉排ガスを一次集塵装置で清浄化し
た後、大気に放出できる温度(200℃以下) になる集塵装
置の過程では再合成される。

【００１９】

【作用】本発明は、知見により得た電気炉排ガスの温度
変動に着目し、電気炉排ガスの温度が塩素化合物系有害
物質の分解温度領域(800℃以上) にならない時期がある
ことから、自燃型の燃焼装置である燃焼塔に火炎昇熱が
できる燃焼装置を配置し、電気炉排ガス温度を常に塩素
化合物系有害物質の分解温度(800℃以上) に保つことに
より、塩素化合物系有害物質を分解するものである。

【００２０】排ガス中に含有される塩素化合物系有害物
質は、排ガス温度が300 ℃以上の高温時には、ダスト粒
子に混入する量が極めて少ないことから、排ガス温度が
400℃以上の温度状態での一次集塵で、電気炉排ガスダ
ストの80％以上を回収する。また、一次集塵では、従来
電気炉排ガス集塵装置には殆ど使われていないサイクロ
ン型等の装置を用いることができる。

【００２１】電気炉排ガスが70℃以下の低温時では、塩
素化合物系有害物質はダスト粒子に混入する量が増加す
ること、および、微粒子中に増加することから、この低
温での二次集塵を行ない、可能な限り微粒子まで回収す
ることにより塩素化合物系有害物質の多いダストを回収
する。これにより、大気中に放散する排ガスは塩素化合
物系有害物質の少ない清浄ガスとなる。

【００２２】回収したダストを次工程処理に送る場合、
大気中に放散する排ガスと同様、塩素化合物系有害物質
の少ないダストが望ましいことから、次工程処理には一
次集塵で回収したダストを送る。

【００２３】二次集塵で回収した塩素化合物系有害物質
の多いダストは、電気炉排ガスが高温(800℃以上) にな
る時期に電気炉に供給し、電気炉内および燃焼塔で分解
することにより、塩素化合物系有害物質を電気炉系外に
出すことなく鋼屑（スクラップ）を使った製鋼溶解精錬
作業ができる。

【００２４】

【実施例】次に、この発明の実施例を図面を参照しなが
ら説明する。図２および図３はこの発明の方法に係る電
気炉および電気炉排ガス集塵装置の全体構成を示す系統
工程図であり、図２は電気炉排ガスのみで処理を行なう
第１実施例の装置、図３は電気炉排ガスと建屋集塵とを
共用で処理する第２実施例の装置である。図４は燃焼塔
および燃焼装置を示す概略説明図、図５は一次集塵装置
を示す概略説明図、図６は二次集塵装置を示す概略説明
図である。

【００２５】図２および図３において、１は金属溶解精
錬用の電気炉であり、電気のアークエネルギーおよび可
燃用オイルまたはガスを使い操業する。２はエルボーお
よび集煙ダクト（以下「集煙ダクト」という）で、電気
炉から発生するガスを排ガス処理装置に送る機能を有
し、電気炉１と燃焼塔３とを結合する。集煙ダクト２は
途中で分割され、また、空隙を持った構造となってお
り、電気炉１が任意に駆動できるとともに、外気を吸引
できる構造となっている。

【００２６】燃焼塔３は電気炉排ガス中に含まれる一酸
化炭素を集煙ダクト２の空隙より吸引する空気により燃
焼させる。４は燃焼装置（バーナー）で、可燃用オイル
またはガスを使い、電気炉排ガスの温度が低い時に使用
し、排ガス温度を800 ℃以上に保持する装置である。

【００２７】５は余熱用ダクトで、ダクト９より分離さ
れ余熱装置６に結合されている。余熱装置６は、電気炉
に挿入される原料を、電気炉１から出る高温の排ガスで
余熱する。７は余熱ブロワーで、余熱装置６に排ガスを
供給する装置である。ダクト９は、燃焼塔３と一次集塵
装置10とを結合している。

【００２８】一次集塵装置10は、排ガス中に含有される
ダストを80％以上捕集する。ダスト回収後、排ガスはダ
クト13を通り冷却塔14に入る。11はコンベアーで、一次
集塵装置10で集められたダストを次工程のダスト処理装
置12に送る搬送装置である。冷却塔14は、排ガス温度を
70℃以下に下げる装置である。15はダクトで、冷却塔14
と二次集塵装置16とを結合している。

【００２９】二次集塵装置16は、一次集塵装置10で捕集
できなかった排ガス中のダストを捕集する装置である。
17はコンベアーで、二次集塵装置16で集められたダスト
をダスト搬送装置21まで送る搬送装置である。ダスト搬
送装置21はダストを電気炉１に搬送し吹き込む装置であ
る。18はダクトで、二次集塵装置16とブロワー19とを結
合している。ブロワー19は、電気炉から出る排ガスを漏
洩することなく吸引し、煙突20に送る吸引排風装置（フ
ァーン）である。

【００３０】図２および図３は、二次集塵装置16を出た
後にブロワー19を配置した例であるが、ブロワー19が二
次集塵装置16の前に配置される方法も一般的である。煙
突20は、各装置で所定の機能を発揮した後、排ガスを大
気中に放出する放出装置（放出塔）である。

【００３１】図３において、22は建屋上部で集められた
建屋排ガスを示している。23はダクトで、建屋排ガスを
集合ダクト24を介して二次集塵装置16に送る装置であ
る。24は集合ダクトで二次集塵装置16と結合している。
ダクト15から送られてくる電気炉排ガスとダクト23から
送られてくる建屋排ガスを集合ダクト24で混合し、二次
集塵装置16に供給する。

【００３２】図４に示すように、電気炉排ガスと集煙ダ
クト２の途中で吸引される空気とが、集煙ダクト２を通
り燃焼塔３に入る。また、余熱排ガスは、余熱装置６か
ら余熱排ガスダクト８を通り燃焼塔３に入る。電気炉排
ガスが持っている保有熱を着火源とし、吸引される空気
中の酸素により、電気炉排ガス中および余熱排ガス中に
含有する炭素、および一酸化炭素の炭素化合物を燃焼さ
せる。

【００３３】燃焼装置４は灯油または燃焼用ガスを空気
を用いて燃焼し、発生する燃焼火災および燃焼ガスによ
り電気炉排ガスを加熱してその温度を常時800 ℃以上に
保持する。また、燃焼装置４は燃焼塔３を通過する排ガ
スの温度が800 ℃以下とならないように、温度検出装置
により自動的に燃焼を行なう機構を備えている。

【００３４】図５に示すように、燃焼塔３から供給され
てくる排ガス51は、図２に示す一次集塵装置10の上部よ
り、円周に沿って入り、本体52の中を螺旋状に回転しな
がら下降し、その後本体中心部を上昇し、排出ダクト13
を通る。

【００３５】排ガスが本体52内を螺旋状に回転しながら
下降する過程で、排ガス中に含有するダストが分離し、
本体下部のダスト貯留槽53に溜まる。ダストは切り出し
バルブ54により搬送コンベア11に入り、ダスト処理装置
12へ送られる。ブロワー56は貯留槽53に溜まるガスを排
出ダクト57を経て排ガス51に返す装置である。

【００３６】図６に示すように、図２に示す冷却塔14で
冷却した排ガス71が二次集塵装置16の分流槽72を通り、
多数配置した濾布73に入る。気体は濾布73を通りチャン
バー80で集合されダクト18を経てブロアー19へ排出され
る。排ガス中に含有するダストは濾布73により濾過され
貯留槽75に集められる。濾布73に付着したダストは、振
動装置79により周期的に振動させ払い落とす。貯留槽75
に集められたダストはバルブ76により切り出され、切り
出し口77を経て搬送コンベアー17に入り、ダスト搬送装
置21へ送られる。

【００３７】図６においては二次集塵装置16として、濾
布73による濾過装置を使用したが、これに代えて、吸着
材により吸着濾過を行なう吸着材濾過装置を使用するこ
ともできる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、排ガス中に含有するダストを分離回収し、大気中へ
の放出ガス中のダスト濃度を環境基準以下とすることが
できるとともに、塩素化合物系有害物質を殆ど含まない
ダストと、塩素化合物系有害物質を多く含むダストとを
分けて回収することができ、しかも、ダストの多くを塩
素化合物系有害物質を含まない状態で回収することがで
き、これを有価金属の回収等により処理することがで
き、更に、塩素化合物系有害物質を多く含むダストはエ
ンドレスで電気炉に戻せるので次工程への影響も無く、
しかも、戻すダストの量は少ないので経済的にも有利で
あり、かくして、工業上有用な効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】塩素化合物系有害物質の温度による挙動を示す
グラフ

【図２】この発明の第１実施例に係る電気炉および電気
炉排ガス集塵装置の全体構成を示す系統工程図

【図３】この発明の第２実施例に係る電気炉および電気
炉排ガス集塵装置の全体構成を示す系統工程図

【図４】燃焼塔および燃焼装置を示す概略説明図

【図５】一次集塵装置を示す概略説明図

【図６】二次集塵装置を示す概略説明図。

【符号の説明】

１ 電気炉 ２ 集煙ダクト ３ 燃焼塔 ４ 燃焼装置 ５ 余熱用ダクト ６ 余熱装置 ７ 余熱ブロワー ８ 余熱排ガスダクト ９ ダクト 10 一次集塵装置 11 コンベアー 12 ダスト処理装置 13 ダクト 14 冷却塔 15 ダクト 16 二次集塵装置 17 コンベアー 18 ダクト 19 ブロワー 20 煙突 21 ダスト供給装置 22 建屋排ガス 23 ダクト 24 集合ダクト 51 排ガス 52 本体 53 貯留槽 54 切り出しバルブ 56 ブロワー 57 排出ダクト 71 排ガス 72 分流槽 73 濾布 75 貯留槽 76 バルブ 77 切り出し口 79 振動装置 79 ダスト供給装置 80 チャンバー。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気炉から排出された排出ガスを燃焼塔
   に供給し、前記燃焼塔で前記排出ガスを加熱して前記排
   出ガス中に含まれる炭素化合物を燃焼し、次いで、加熱
   した前記排出ガスを冷却装置によって冷却し、次いで、
   冷却した排出ガス中に含まれるダストを捕集濾過装置に
   よって捕集濾過して回収するとともに、ダスト捕集濾過
   後の排出ガスを大気に放出するアーク弧光式電気炉排出
   ガス中のダスト回収方法において、 前記燃焼塔の下流に一次集塵装置を配置し、前記燃焼塔
   から排出された排出ガスを400 ℃以上の温度に保持して
   前記一次集塵装置に供給し、前記一次集塵装置によって
   前記排出ガス中のダストを400 ℃以上の温度状態で一次
   集塵して回収し、次いで、一次集塵した後の排出ガスを
   前記冷却装置によって冷却し、次いで、冷却した排出ガ
   ス中に含まれるダストを前記捕集濾過装置によって捕集
   濾過して回収するとともに、ダスト捕集濾過後の排出ガ
   スを大気に放出することを特徴とするアーク弧光式電気
   炉排出ガス中のダスト回収方法。
2. 【請求項２】 前記燃焼塔に燃焼装置を設け、前記燃焼
   装置によって前記燃焼塔内の排出ガスを加熱する請求項
   １記載のアーク弧光式電気炉排出ガス中のダスト回収方
   法。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の方法によりダ
   ストを一次集塵した後の排出ガスを前記冷却装置によっ
   て70℃以下の温度に冷却し、次いで、冷却した前記排出
   ガスを前記捕集濾過装置に供給し、前記捕集濾過装置に
   よって前記排出ガス中のダストを70℃以下の温度状態で
   二次集塵して回収し、次いで、二次集塵して回収した前
   記ダストを、前記捕集濾過装置に設けたダスト搬送装置
   によって、操業中の電気炉に吹き込むことを特徴とする
   アーク弧光式電気炉排出ガス中のダスト回収方法。