JPH0618677Y2

JPH0618677Y2 - 取鍋集塵装置

Info

Publication number: JPH0618677Y2
Application number: JP4175388U
Authority: JP
Inventors: 藤由三浦
Original assignee: Aichi Steel Corp
Current assignee: Aichi Steel Corp
Priority date: 1988-03-29
Filing date: 1988-03-29
Publication date: 1994-05-18
Anticipated expiration: 2003-03-29
Also published as: JPH01143653U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］本考案は取鍋集塵装置に関する。

［従来の技術］電気炉等の溶解炉から出湯した金属溶湯、例えば溶鋼を
取鍋内で昇熱して精錬する取鍋昇熱精錬装置が知られて
いる。この取鍋昇熱精錬装置では、第４図に示すよう
に、溶鋼Ｍを貯留し炉蓋１００を被着した取鍋１０１を
集塵ハウス１０２の内部に収納し、駆動モータ１０３で
電極装置１０４の電極棒１０５を下降させ、電極棒１０
５を炉蓋１００の電極挿入孔１０６に挿入し、その状態
で電極棒１０５に通電してアークを発生させ、これによ
り溶鋼Ｍを昇熱させるとともに、溶鋼Ｍの湯面に浮かん
でいるスラグで溶鋼Ｍを精錬するようにしている。な
お、集塵ハウス１０２の壁の下部には、駆動モータ１０
３と対向させて空気取入れ口１０２ａが形成されてい
る。

上記した取鍋昇熱精錬装置では、溶鋼Ｍ中のカーボン、
溶鋼中の合金元素が燃えてＣＯガス、粉塵等が取鍋１０
１内で生じたり、電極棒１０５でアークを発生する際に
粉塵が生じたりする。その粉塵、ＣＯガス等は、電極挿
入孔１０６を区画する壁面と電極棒１０５の外周面との
間の隙間１０７から集塵ハウス１０２内に排出される。
そのため、従来では、集塵ハウス１０２の壁に排気口１
０８を設け、排出口１０８を集塵機１０９に連結し、集
塵ハウス１０２内の気体を排気口１０８から吸込み、こ
れにより集塵機１０９で集塵していた。このように集塵
すると、集塵ハウス１０２内の粉塵、ＣＯガス等が低減
されるので、精錬の精度の向上、作業環境確保の面等で
有利であるし、又、空気取入れ口１０２ａから吸引され
る外気によって駆動モータ１０３が冷やされるので、駆
動モータ１０３の過熱防止に有利である。

［考案が解決しようとする課題］ところで、上記した従来の集塵ハウス装置では、集塵ハ
ウス１０２内に作業者が入って作業をすることがある
が、前述したように、集塵ハウス１０２内にＣＯガスが
排出されるので、危険である。

本考案は上記した実情に鑑みなされたものであり、その
目的は、作業者の安全性を確保した取鍋昇熱精錬装置を
もつ集塵ハウス装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］本考案の取鍋集塵装置は、金属の溶湯が貯溜される取鍋
を収納する取鍋収納室と取鍋収納室に連通する上面開口
部とをもち、不活性ガス供給部から取鍋収納室内又は取
鍋内に不活性ガスが供給される取鍋収納容器と、取鍋収納容器の上面開口部に着脱自在に被着される炉蓋
と、取鍋内の溶湯を加熱する加熱装置と、少なくとも取鍋収納容器の上方に配置され、外気に連通
する空気取り入れ口をもち、取鍋内で発生した粉塵、Ｃ
Ｏガスが排出される集塵ハウスと、集塵ハウスに連結または集塵ハウス内に配設され、駆動
回路により駆動され、駆動により集塵ハウス内のＣＯガ
スを含む気体を粉塵と共に集塵ハウス外方に排出する排
出装置と、集塵ハウス内のＣＯガスを検出する検出手段と、検出手段の検出信号に応じて排出装置の駆動回路に駆動
信号を出力する制御手段と、で構成されているものであ
る。制御手段としては、リレーシーケンス制御方式、マ
イクロコンピュータ制御方式を採用できる。

検出手段としては、ＣＯガスセンサを用いることができ
る。更に集塵ハウス内の粉塵を検出する粉塵検出手段を
配設することが望ましい。粉塵検出手段としては、集塵
ハウス内で照射されている光の強度の減少により粉塵量
を検出するセンサを用いることができる。この場合、制
御手段は、排出装置の駆動回路に駆動信号を出力し、排
出装置を駆動させることができる。

加熱装置は、取鍋内の溶湯を加熱できるものであればよ
い。加熱装置は、第４図に示す従来と同様に、電極棒
と、電極棒を保持する保持部と、保持部を昇降させる駆
動力を出力する駆動部とからなる電極装置で形成するこ
とができる。電極棒は、取鍋内の溶湯を加熱できるもの
であればよく、溶湯との間でアークを発生する黒鉛電
極、あるいは、溶湯に浸漬されるニクロム等の発熱体で
形成された金属電極でもよく、あるいは、セラミックス
発熱体で形成した電極でもよい。特殊な例では、加熱装
置は取鍋の側壁部、取鍋の底部に配設された発熱体でも
よい。

集塵ハウスは、例えば、第１ハウス部と第２ハウス部と
で形成できる。第１ハウス部は、取鍋収納容器の横側方
に配置され駆動部を収納する駆動部収納室を形成する。
第２ハウス部は、取鍋収納容器の上方に配置され第１ハ
ウス部と一体的であり、電極装置の電極棒の大部分を収
納する電極収納室を形成する。この場合、集塵ハウスは
外気に連通する空気取入れ口をもつ。空気取入れ口の開
口面積は、必要に応じて適宜設定することができる。空
気取入れ口は、開口面積を可変とする構造とすることが
できる。炉蓋は、水冷方式でもよく、非水冷方式でもよ
い。

排出装置は集塵ハウス内のＣＯガスを含む気体をハウス
外方の排出できるものであれば何でもよい。排出装置
は、集塵ハウスの内部に配設されていてよく、集塵ハウ
スの外部に配設されていもよい。排出装置は、例えば集
塵機、ファン、ブロアとすることができる。

集塵ハウスは、鉄板で形成できるし、あるいは、鉄板の
内面側に断熱材を貼り合わせて形成してもよい。隣接す
る鉄板間の隙間を空気取入れ口としても良い。集塵ハウ
スに、作業者出入口を配設すると共に、作業者出入口を
開閉する開閉ドアを配設することができる。

［作用］本考案の装置では、溶解炉で溶かした溶湯を貯溜した取
鍋を取鍋収納容器内に収納して炉蓋を取鍋収納容器の上
面開口部に被着すると共に、取鍋収納容器内又は取鍋内
に不活性ガスを供給する。その状態で、加熱装置に通電
する。すると溶湯が加熱され、溶湯の湯面に浮んだスラ
グにより精錬が行われる。

取鍋内で発生した粉塵、ＣＯガスは、集塵ハウス内に排
出される。このとき、本考案では、ＣＯガスを検出する
検出手段によりＣＯガスが検出されるので、制御手段が
排出装置の駆動回路に駆動信号を出力する。そのため、
集塵ハウス内のＣＯガスを含む気体は粉塵と共に集塵ハ
ウス外に排出される。

［実施例］本考案の一実施例を第１図、第２図、第３図に示す。本
実施例は、溶湯としての溶鋼を還元精錬する場合に適用
したものである。

（実施例の構成）本実施例の装置の全体構成から説明する。この装置は、
第１図に示すように、取鍋収納容器１と、炉蓋２と、加
熱装置としての電極装置３と、集塵ハウス４と、排出装
置としての集塵機３６とで形成されている。

取鍋収納容器１は、鉄板からなる容器本体と、容器本体
の内面に設けられた断熱材とで形成されており、溶鋼Ｍ
が貯溜される取鍋５を収納する取鍋収納室６と、取鍋収
納室６に連通する上面開口部７とをもつ。取鍋収納容器
１の側壁にはガス連結部８ａが設けられ、ガス連結部８
ａにはホース９が着脱自在に連結され、ホース９を介し
てガス連結部８ａは図略の不活性ガス供給部に連結され
ている。

なお、取鍋５は鉄板と、鉄板の内面側の耐火材とで形成
されている。取鍋５の底部には、ガスを通過させるが溶
鋼Ｍは通過させないポーラスレンガ５ｂが設けられてい
る。

炉蓋２は、ほぼ「お椀」形状をなしており、取鍋収納容
器１の上面開口部７に着脱自在に被着される。第２図に
示すように、炉蓋２と取鍋収納容器１との間のシール性
を確保すべく、炉蓋２と取鍋収納容器１の上面開口部７
との間には耐熱ゴム製のシール部材１０が介在してい
る。炉蓋２には３個の電極挿入孔１１が所定間隔で形成
されている（第１図、第２図では電極挿入孔１１は１個
のみ図示）。

第１図に示すように、電極装置３は、各電極挿入孔１１
に挿入される黒鉛からなる合計３本の電極棒１２と、電
極棒１２を保持する保持部１３と、保持部１３を案内す
るガイド部１４と、保持部１３を上下方向へ昇降させる
駆動力を出力する駆動モータ１５とをもつ。駆動モータ
１５には減速機構１５ａが設けられている。ここで、駆
動モータ１５が一方向へ回転駆動すると、保持部１３は
下降し、電極棒１２は電極挿入孔１１に挿入される。挿
入された状態では、電極挿入孔１１を区画する壁面と電
極棒１２との間には隙間１６が形成される。

集塵ハウス４は、床面１７に配設され、第１ハウス部１
８と、第１ハウス部１８と一体的な第２ハウス部１９と
で形成されている。第１図に示す断面図では、集塵ハウ
ス４は逆Ｌの字形状とされている。

第１図に示すように、第１ハウス部１８は、取鍋収納容
器１の横側方に配置され、鉄板製の第１隔壁２０と鉄板
製の第１外壁２１とをもつ。そして、第１隔壁２０と第
１外壁２１とで、駆動モータ１５を収納するモータ収納
室２２が形成されている。ここで、第１隔壁２０は駆動
モータ１５と取鍋収納容器１との間に介在している。第
１外壁２１は、第１ハウス部１８の外形状を規定するも
のであり、第１隔壁２０から所定の間隔を存して配置さ
れている。

第２ハウス部１９は、取鍋収納容器１の上方に配置さ
れ、電極装置３の電極棒１２を上昇したときに電極棒１
２の全部又は大部分を収納する電極収納室２３を形成し
ている。第２ハウス部１９は、取鍋収納容器１の直上方
に位置する鉄板製の第２隔壁２５と、鉄板製の天井壁２
６と、鉄板製の第２外壁２７とをもつ。

本実施例では、第２隔壁２５が炉蓋２に一体的に形成さ
れている。

さて本実施例では、第１図に示すように、第２隔壁２５
の周縁部２５ａと第１隔壁２０との間には空気取入れ口
３０が形成され、また第２隔壁２５の周縁部２５ａと第
２外壁２７との間には、空気取入れ口３０が形成されて
いる。したがって、空気取入れ口３０は、取鍋５の周囲
に、つまり炉蓋２の全周囲に連続して形成されている。

第２ハウス部１９には排気口３１が形成されている。排
気口３１は電極棒１２の上方に位置し、集塵機３６の吸
引部にダクト３７を介して連結されている。

集塵ハウス４の第２ハウス部１９の第２外壁２７には、
作業者出入口３２が形成され、作業者出入口３２を開閉
する開閉ドア３３が配設されている。又、天井壁２６に
は開口３４が形成され、開口３４を開閉する開閉ドア３
５が配設されている。

さて本実施例の要部構成について説明する。

即ち、本実施例では、第１図に示すように、検出手段と
してのＣＯセンサ３８、粉塵検出手段としての粉塵セン
サ４０、酸素検出手段としての酵素センサ４１が集塵ハ
ウス４内に配設されている。

第５図のブロック図に示すようにＣＯセンサ３８、粉塵
センサ４０、酸素センサ４１は、制御手段としての制御
装置４２に接続されている。したがって、ＣＯセンサ３
８、粉塵センサ４０、酸素センサ４１の検出信号は、制
御装置４２に入力される。制御装置４２から出力された
制御信号は、集塵機３６の駆動回路３６ａに入力され
る。

（実施例の作用）本実施例では、電気炉等の溶解炉で溶かした１４５０〜
１５００℃程度のの高温の溶鋼Ｍを取鍋５内に貯溜す
る。そして、その取鍋５を取鍋収納容器１の取鍋収納室
６に収納する。

そして、台車２８をレール２９にそって移動させること
により、取鍋収納容器１を集塵ハウス４まで移動させ
る。そして、図略のシリンダ装置を作動して炉蓋２を降
下し、炉蓋２を取鍋収納容器１の上面開口部７に炉蓋２
を被着する。更に駆動モータ１５を駆動して保持部１３
を下降させ各電極挿入孔１１に電極棒１２をそれぞれ挿
入する。このとき電極棒１２はスラグ付近まで挿入され
る。その状態で、変圧器を介して電極装置３の電極棒１
２に三相交流を通電し、電極棒１２と溶鋼Ｍとの間でア
ークを発生させる。この結果、溶鋼Ｍは昇温する。この
とき、溶鋼Ｍの湯面には塩基性のスラグが浮遊してい
る。

また、取鍋収納容器１のガス連結部８ａに供給された不
活性ガスは、管８ｂを介して取鍋５の底部のポーラスレ
ンガ５ｂに送られ、ポーラスレンガ５ｂから取鍋５内の
溶鋼Ｍに吹込まれる。その結果、溶鋼Ｍが攪拌され、塩
基性スラグと溶鋼Ｍとの間の反応が促進される。そのた
め、浮遊しているスラグと溶鋼Ｍとの間の反応により、
スラグ中のクロム酸化物、バナジウム酸化物、タングス
テン酸化物等が還元される反応が生じてスラグとして溶
鋼Ｍの湯面に浮き、これらのスラグ等から粉塵が発生す
る。また、取鍋５内で鉄酸化物（ＦｅＯ）が溶鋼Ｍ中の
カーボンと反応してＣＯガスが取鍋５内に発生する。

ところで、本実施例では、取鍋５内で発生した粉塵、Ｃ
Ｏガス、更には不活性ガス、熱気等は、第１図に示す矢
印Ｂ方向へ隙間１６を通り、集塵ハウス４内に排出され
る。このとき、本実施例では、ＣＯセンサ３８によりＣ
Ｏガスが検出されるので、ＣＯセンサ３８の検出信号が
制御装置４２に入力され、よって制御装置４２が集塵機
３６の駆動回路３６ａに駆動信号を出力する。そのた
め、集塵機３６が駆動し、これにより集塵ハウス４内の
ＣＯガスは吸引されて集塵ハウス４外に排出される。同
時に、集塵ハウス４内の粉塵、不活性ガス、熱気も集塵
ハウス４外に排出され、燃焼塔で処理される。

なお、精錬を終えたら、図略のシリンダ装置の作動で炉
蓋２を上昇させて炉蓋２を外し、更に台車２８をレール
２９にそって走行させ、第３図に示すように、取鍋収納
容器１を集塵ハウス４の下から取り除く。

本実施例の制御装置４２を構成するＣＰＵの動作を第６
図に示すフローチャートにしたがって説明する。第６図
はメインルーチンを示すフローチャートであり、電源投
入により、ステップＳ１で各種レジスタを初期設定す
る。そして、ステップＳ２に進み、１ルーチンの長さを
一定にするために内部タイマをスタートする。ステップ
Ｓ３では各センサからの信号を入力する。ステップＳ４
では制御用サブルーチン、ステップＳ５でその他のサブ
ルーチンを実行し、ステップＳ６で制御信号を出力す
る。ステップＳ７では内部タイマが終了するまで待機
し、内部タイマが終了したら、ステップＳ２に戻る。

第７図は制御用サブルーチンのフローチャートを示すも
のである。ステップＳ４００では、集塵機駆動タイマが
終了かを判定し、集塵機駆動タイマが終了であればステ
ップＳ４０２でＣＯガスの有無を検出し、ＣＯガスの濃
度が基準ＣＯガス濃度以上であれば、ステップＳ４０４
に進み、ステップＳ４０４で集塵機３６の駆動回路３６
ａをオンとする信号を出力する。そして、集塵機３６を
所定時間駆動させるべく、集塵機駆動タイマをスタート
し、メインルーチンにリターンする。このように集塵機
３６を所定時間（集塵機駆動タイマに設定されている時
間ぶん）駆動させるので、集塵ハウス４内のＣＯガスを
ハウス４外に排出することができる。ステップＳ４００
で判定した結果、集塵機駆動タイマが終了でなければメ
インルーチンにリターンする。ステップＳ４０２で判定
した結果、ＣＯガスがなければ、ステップＳ４０８に進
み、ステップＳ４０８で酸素濃度を判定し、酸素濃度が
基準酸素濃度未満であれば、集塵ハウス４内のアルゴン
ガスが多いと判定し、ステップＳ４０４に進み、ステッ
プＳ４０４で駆動回路３６ａをオンとする信号を出力
し、集塵機３６を駆動する。このように集塵機３６を所
定時間駆動させるので、集塵ハウス４内の不活性ガスを
集塵ハウス４外に排出することができる。従って集塵ハ
ウス４内に入った作業者が酸素不足のため窒息する危険
を回避できる。

ステップＳ４０８の判定の結果、酸素量が基準濃度以上
ならば、ステップＳ４１２に進み、ステップＳ４１２で
粉塵が基準粉塵量よりも多いかどうか判定し、粉塵が多
いと、ステップＳ４０４に進み、ステップＳ４０４で駆
動回路３６ａをオンとする信号を出力し、集塵機３６を
駆動する。このように集塵機３６を所定時間駆動させる
ので、集塵ハウス４内の粉塵をハウス４外に排出するこ
とができる。

ステップＳ４１２での判定の結果、粉塵が基準粉塵量よ
りも少ないと、ＣＯガスもなく、酸素も多く、粉塵もな
いといった条件が満たされているので、ステップＳ４１
４に進み、駆動回路３６ａをオフとする信号を出力し、
メインルーチンにリターンする。

（実施例の効果）本実施例では、集塵ハウス４内のＣＯガスを含む気体は
集塵ハウス内の粉塵と共に確実に集塵機３６に吸引され
て集塵ハウス４外に排出される。そのため集塵ハウス４
内で作業者が作業するにあたって、作業環境を向上させ
ることができる。

又、第４図に示す従来の場合とは異なり、取鍋収納容器
１の上面開口部７に被着した炉蓋２の周縁部の全周囲に
空気取入れ口３０が位置しているので、空気取入れ口１
０２ａが集塵ハウス４の側壁の下部に位置しているため
空気流が片寄りがちな第４図に示す従来とは異なり、炉
蓋２の周囲から空気を集塵ハウス４内へ取入れることが
でき、よって、集塵ハウス４内で粉塵、ＣＯガス等が滞
ったりする不具合を防止するに効果的である。したがっ
て、ＣＯセンサ３８、酸素センサ４１、粉塵センサ４０
の検出むらを解消するに有利である。

本実施例では、取鍋５内に不活性ガスを供給しつつ取鍋
５内で溶鋼Ｍの精錬を行なう。そのため電極棒１２の酸
化抑制に有利であり、かつ、取鍋５内の合金酸化ロス抑
制に有利である。

本実施例では、駆動モータ１５は取鍋５内の溶鋼Ｍの熱
に対して取鍋収納容器１と第１隔壁２０とで２重に遮熱
されているので、駆動モータ１５が溶鋼Ｍの熱影響を直
接受けることを回避でき、したがって、駆動モータ１５
の耐久性を確保するに効果的である。故に、第４図に示
す従来と異なり、空気取入れ口１０２ａから吸引される
空気で駆動モータ１０３を冷却する構造にせずともよ
い。

［他の実施例］上記した実施例において、必要に応じて集塵ハウス４内
にファン等の攪拌装置を配設してもよい。このように攪
拌装置を配設すれば、攪拌装置の駆動により、比重が重
いため集塵ハウス４の下部に溜りがちな不活性ガスの分
散に有利である。したがって作業者が集塵ハウス４の下
部で作業する場合であっても、作業者の酸欠を防止する
に有利である。

又、上記実施例では、取鍋５内で還元精錬を行なうこと
にしているが、これに限らず取鍋５内で酸化精錬を行な
う場合に適用してもよい。

［考案の効果］以上説明したように本考案によれば、集塵ハウス内のＣ
Ｏガスを検出し、検出信号に応じて排出装置を駆動さ
せ、集塵ハウス内の気体を集塵ハウス外方へ排出できる
ので、作業者の安全確保に大いに有利である。また、排
出装置を駆動させたときには、ＣＯガスと同時に、粉塵
も集塵ハウス外に排出できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例装置の概略断面図、第２図は取鍋収納容
器の拡大断面図である。第３図は台車を走行させた状態
の実施例装置の概略断面図、第４図は従来の装置の概略
断面図である。第５図は本実施例の制御装置のブロック
図、第６図は制御装置のＣＰＵの実行するメインルーチ
ンを示すフローチャート、第７図は制御用サブルーチン
を示すフローチャートである。図中、１は取鍋収納容器、２は炉蓋、３は電極装置（加
熱装置）、４は集塵ハウス、５は取鍋、６は取鍋収納
室、７は上面開口部、１１は電極挿入孔、１２は電極
棒、１３は保持部、１５は駆動モータ（駆動部）、１８
は第１ハウス部、１９は第２ハウス部、２０は第１隔
壁、２１は第１外壁、２２はモータ収納室（駆動部収納
室）、２３は電極収納室、２５は第２隔壁、２７は第２
外壁、３０は空気取入れ口、３１は排気口、３２は作業
者出入口、３６は集塵機（排出装置）、３８はＣＯセン
サ（検出手段）、４０は粉塵センサ（粉塵検出手段）、
４１は酸素センサ、４２は制御装置（制御手段）をそれ
ぞれ示す。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】金属の溶湯が貯溜される取鍋を収納する取
鍋収納室と前記取鍋収納室に連通する上面開口部とをも
ち、不活性ガス供給部から前記取鍋収納室内又は前記取
鍋内に不活性ガスが供給される取鍋収納容器と、前記取鍋収納容器の前記上面開口部に着脱自在に被着さ
れる炉蓋と、前記取鍋内の溶湯を加熱する加熱装置と、少なくとも前記取鍋収納容器の上方に配置され、外気に
連通する空気取入れ口をもち、前記取鍋内で発生した粉
塵、ＣＯガスが排出される集塵ハウスと、前記集塵ハウスに連結または前記集塵ハウス内に配設さ
れ、駆動回路により駆動され、駆動により前記集塵ハウ
ス内のＣＯガスを含む気体を粉塵と共に前記集塵ハウス
外方に排出する排出装置と、前記集塵ハウス内のＣＯガスを検出する検出手段と、前記検出手段の検出信号に応じて前記排出装置の駆動回
路に駆動信号を出力する制御手段と、で構成されている
取鍋集塵装置。