JPH11114361A - 製鋼用電気炉の排ガス処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 集塵機での水分凝縮やダクトでのダスト固着
を防止し、且つ放散ガス中の有機塩素系有害成分を十分
低減させる電気炉排ガスの処理方法の開発。 【解決手段】 集塵機１０部における排ガス温度が８
０℃以下、且つこの排ガスの露点が当該排ガス温度より
も１５℃以上低くなるように、建屋集塵設備の能力を設
定する。上記において建屋集塵ガスの代わりに、希
釈空気を流入させ、散水量と希釈空気流入量を制御す
る。上記又はで、散水量、又は散水量と希釈空気
量とを制御するに際し、集塵機１０部の排ガスの温度と
露点とに基づき決定されたスプレー冷却塔１５の出口排
ガスの温度目標値を設定して行なう方法であり、この排
ガスの温度目標値の設定は、集塵機１０部の排ガスの温
度及び当該排ガスの温度と露点との温度差に基づき行な
うか、プロセス計算による露点推算値を用いるかのいず
れかによる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、鉄スクラップ等
を溶解・精錬して鉄鋼を製造するための製鋼用電気炉設
備の操業において、電気炉から発生する高温の排ガスを
冷却し清浄化処理する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、製鋼用電気炉で鉄スクラップを加
熱溶解し、得られた溶湯を精錬する工程で発生する高温
の排ガスは、所定の装置で冷却され、そして清浄化処理
が施され、その結果、排ガス中の粉塵含有率及び有害物
質成分濃度等が規定値以下になった後に大気へ放散され
る。この内、有害物質成分として問題となるものとし
て、溶解主原料の鉄スクラップに付着・混入している塩
化ビニールやプラスティック塗料等に起因する有機塩素
系化合物や、切削油等の油分等がある。これらの成分は
原料の加熱過程でガス化し、電気炉排ガス中に混入して
いる。製鋼用電気炉から発生する、このような高温排ガ
スの冷却及び清浄化プロセスは通常、次の２系統に分け
られる。

【０００３】その一つは、電気炉から発生した高温の
排ガスをファンで吸引し、この吸引された直引系排ガス
に、電気炉建屋内の粉塵を含んだ雰囲気空気を別途吸引
した所謂建屋集塵ガスを合流させて上記高温の直引系排
ガスを冷却し、そして、こうして冷却された排ガスを集
塵装置で清浄化処理する、直引系排ガスと建屋集塵ガス
との所謂合流型集塵システムである。

【０００４】図４に、従来の上記合流型集塵システムの
概略フローシートを示す。同図において、１は製鋼用電
気炉としてのアーク炉、７は建屋集塵フード、１０は集
塵機である。アーク炉１から発生した高温の排ガス１ａ
を燃焼塔２に導き、排ガス中の可燃ガスを燃焼させた
後、水冷ダクト３を通して排ガスを間接冷却し、次いで
スクラップ予熱装置４に導き、主原料の鉄スクラップを
予熱する。スクラップ予熱装置４を通過して温度の下が
った排ガス、即ち、直引系排ガスは、直引ファン６で吸
引され、更に、集塵ファン１１で吸引される。一方、建
屋内の粉塵を含んだ空気は建屋集塵フード７から吸引さ
れ、建屋集塵ガス８ａとして建屋集塵ダクト８を通り、
集塵ファン１１で吸引される。上記直引系排ガス６ａと
建屋集塵ガス８ａとは途中で合流し、排ガスダクト９に
入り、排ガス１０ａとなって集塵機１０へ導かれる。排
ガス１０ａは集塵機１０で清浄化処理された後、煙突１
２から放散される。

【０００５】図４に示した合流型集塵システムにおい
て、例えば、アーク炉容量が１００ｔ／ヒートの場合、
アーク炉からの吸引ガス量が２５００Ｎｍ³ ／ｍｉｎ程
度で、水冷ダクト３で冷却されたガス３ａの温度は、ス
クラップ予熱装置４が設置されていない場合には、直引
ファン６において最高３５０℃程度に達する。多くの場
合、この直引系排ガス６ａは、直引ファン６の耐熱温度
４００℃以下まで水冷ダクト３により間接冷却する。こ
こで、水冷ダクト３により冷却後ガスの温度を低くしよ
うとすると、大きな水冷壁面積を必要とする。従って、
合流型集塵システムの場合、直引ファン６で吸引するガ
ス６ａの最高温度を３００℃以下になるような設計は通
常行なわれていない。

【０００６】次いで、直引系排ガス６ａを建屋集塵ガス
８ａと合流させ、合流後の排ガス１０ａの温度を集塵機
１０のバグフィルターに無理のない温度である１００℃
程度まで下げてから集塵機１０で処理している。

【０００７】図５に、従来の合流型集塵システムの各所
におけるガス温度の、原料装入から溶解・精錬・出鋼を
経て再び原料装入に至る１ヒートのサイクル期間におけ
る経時変化の代表例を示す。同図からわかるように、集
塵機での排ガス温度は、溶け落ち前から精練前期におい
て最も高く、１００℃前後に達している。一方、スクラ
ップ予熱装置４が設置されている場合には、直引ファン
６部での温度はより低くなり有利となるが、スクラップ
予熱装置の不使用時もあり、その時は直引ファン６部で
の温度は上述したように高くならざるをえない。

【０００８】次に、他の一つは、電気炉から発生した
高温の排ガスをファンで吸引し、この吸引された直引系
排ガスに建屋集塵ガスを合流させることなく、直引系排
ガスを分離して集塵装置で清浄化処理する、所謂直引分
離型集塵システムである。この場合は、集塵装置へ入る
排ガス温度が高くなり過ぎないようにするため、多くの
場合、直引系排ガスを散水式スプレー冷却塔に導きスプ
レー水で直接冷却した後に、集塵装置で清浄化処理す
る。

【０００９】図６に、従来の上記直引分離型集塵システ
ムにおいて、散水式スプレー冷却塔を設置し、直引系排
ガスをスプレー水で直接冷却する場合の概略フローシー
トを示す。同図において、１は製鋼用電気炉としてのア
ーク炉、１５は散水式スプレー冷却塔、１０は集塵機で
ある。アーク炉１から発生した高温の排ガス１ａを燃焼
塔２に導き、排ガス中の可燃ガスを燃焼させた後、水冷
ダクト３を通して排ガスを間接冷却し、次いで、散水式
スプレー冷却塔１５に導き直接冷却する。こうして、温
度の下がった排ガス１５ａは、直引ファン１３で吸引さ
れ、集塵機１０へ導かれる。排ガス１５ａは集塵機１０
で清浄化処理された後、煙突１２から放散される。

【００１０】図６に示した直引分離型集塵システムにお
いて、例えば、アーク炉容量が１００ｔ／ヒートの場
合、アーク炉からの吸引ガス量が２５００Ｎｍ³ ／ｍｉ
ｎ程度で、水冷ダクト３で冷却され、スプレー冷却塔が
ない場合には排ガス１５ａの温度は、最高２５０℃程度
に達する。多くの場合、この直引系排ガス１５ａは、集
塵機１０の耐熱温度である２５０℃以下まで、水冷ダク
ト３で間接冷却する。ここで、水冷ダクト３により冷却
後ガスの温度を低くしようとすると、大きな水冷壁面積
を必要とする。従って、直引分離型集塵システムの場合
には、直引系排ガス１５ａの温度を２００℃以下にする
ような水冷ダクト３の設計は通常行なわれていない。

【００１１】図７に、従来の直引分離型集塵システムの
各所におけるガス温度の、原料装入から溶解・精錬・出
鋼を経て再び原料装入に至る１ヒートのサイクル期間に
おける経時変化の代表例を示す。同図からわかるよう
に、散水式スプレー冷却塔１５を設置しない場合には、
集塵機での排ガス温度は、溶け落ち前から精練前期にお
いて最も高く、２５０℃前後に達している。そこで、散
水式スプレー冷却塔１５を設置して集塵機１０部での排
ガス温度を１００℃乃至それ以下に下げる方法が行なわ
れている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術に
は、下記２点の問題がある。 （１）第１点は、放散ガス中の有害ガス成分が十分に低
下していない時があることである。上述したように、電
気炉から発生する高温排ガスの従来の処理システムで
は、排ガス中の可燃性ガスを燃焼除去した後、排ガスを
清浄化処理するに際し、ガス吸引装置及び集塵装置に損
傷を与えないようにするために、また、放散されるガス
に含まれる悪臭成分や有害成分の量を制限するために、
工程の各所で排ガスを所要の温度以下まで冷却した後、
集塵機に導いていた。ところが、電気炉の操業において
は、前述したように、１ヒートのサイクル期間中で、溶
け落ち前後から精錬初期段階では、電気炉から水冷ダク
トに入るエルボ部（例えば、図４の１ｂ参照）での排ガ
ス１ａの温度は、最高１４００℃程度まで上がる。その
結果、この時期の集塵機における排ガス温度は、１００
℃を超える。

【００１３】通常、集塵機に捕集されたダスト中には、
未燃の有機物質が含まれており、集塵機部排ガス温度が
高くなるとこれが蒸発・揮散して白煙悪臭の発生原因と
なる。また、上記ダスト中には、有機塩素系有害成分も
含まれており、その排ガス中濃度はガス温度と密接な関
係がある。白煙悪臭は、１００℃程度以下までガス温度
を下げれば問題はない。ところが、有機塩素系有害成分
については、ガス温度を１００℃程度以下まで下げても
問題は解決されない。

【００１４】図３に、有害成分の一例であるダイオキシ
ンの集塵機出口のガス中濃度と集塵機部のガス温度との
関係を示す。この数値は、ある製鋼用アーク炉設備にお
いて、集塵機部のガス温度を変えて計測したものであ
る。同図から、ダイオキシン排出濃度を本発明の目標値
である０．５ｎｇＴＥＱ／Ｎｍ³ 以下まで下げるには、
ガス温度を８０℃以下まで下げればよいことがわかる。

【００１５】（２）第２点は、集塵機やダクト内で排ガ
ス中水分が凝縮することである。上記第１点の問題を解
決するために、集塵機部での排ガス温度を８０℃以下に
するだけで、その排ガス中の水分濃度を調整管理しない
と、排ガス中水分が、集塵機内部やダクト内部で凝縮し
て設備トラブルが発生する。即ち、排ガスの温度と露点
との温度差が一定値以下になると、集塵機のバグフィル
ターやダクト内面に結露して、フィルターの機能が損な
われたり、ダクト内にダストが固着・堆積したりする弊
害が現れる。ここで、排ガス中の水分は、湿スクラップ
からの水分や溶解促進バーナーの燃焼排ガス中の水分、
あるいは電極消耗防止のための散水による水分等、溶解
・精錬過程で入ってくるものがあり、これだけでその排
ガス中濃度はかなり高くなり、例えば、８％程度に達す
ることがある。従って、電気炉発生の高温排ガスを、建
屋集塵ガスのような低水分空気を大量に混ぜて希釈冷却
せず、スプレー冷却塔における直接散水のみにより冷却
すると、排ガス中水分濃度は著しく上昇し、露点が上昇
する。その結果、集塵機部における排ガス温度と排ガス
の露点との温度差が小さくなる。本発明者等の調査結果
によれば、集塵機部での排ガスの温度と露点との温度差
が１５℃以下になると、集塵機のバグフィルターやダク
ト内部に水分が凝縮することが判明している。

【００１６】このように、集塵機における排ガス温度を
１００℃程度以下になるように調整するだけでは、有害
ガス成分を十分に除去することができないこと、及び集
塵機やダクトの機能障害が発生する。

【００１７】従って、この発明の技術的課題は、電気炉
から発生した排ガスを冷却し、清浄化して大気へ放散す
る排ガス処理方法において、集塵機における水分凝縮や
排ガスダクト中へのダスト固着等を防止しつつ、且つ放
散ガス中の有機塩素系有害成分が十分低減するように、
排ガスの温度及び露点を制御する方法を開発することに
ある。このようにして、この発明は、電気炉操業で発生
する高温の電気炉排ガスの処理設備にトラブルを発生さ
せることなく、その排ガスを安定して冷却すると共に、
有害物質成分を除去する方法を開発することを目的とす
る。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述した
観点から、製鋼用電気炉の排ガス処理方法を開発すべく
鋭意研究を重ねた。本発明者等は、電気炉排ガス中の有
機塩素系有害物質の代表成分としてダイオキシンを取り
上げた。そして、この発明の目的を達成するためには、
集塵機部での排ガスの温度を８０℃以下にし、且つ、そ
の排ガスの露点をその排ガスの温度よりも１５℃以上低
くすればよいとの知見を得た。

【００１９】この発明は、上述した知見に基づきなされ
たものであって、この発明は下記構成に特徴を有する。
請求項１記載の製鋼用電気炉の排ガス処理方法は、製鋼
用電気炉の操業過程で電気炉から発生する高温の排ガス
を、水冷ダクトで間接冷却し、散水式スプレー冷却塔に
導きスプレー水で直接冷却し、こうして冷却された排ガ
スに、建屋集塵ガスを合流させて冷却した後、集塵機に
導き、集塵機で排ガスを清浄化処理した後に排出する排
ガス処理方法であって、集塵機の入口における排ガスの
温度が８０℃以下、且つこの排ガスの露点が当該排ガス
の温度よりも１５℃以上低くなるように、建屋集塵の能
力を設定することに特徴を有するものである。

【００２０】請求項２記載の製鋼用電気炉の排ガス処理
方法は、製鋼用電気炉の操業過程で電気炉から発生する
高温の排ガスを、水冷ダクトで間接冷却し、散水式スプ
レー冷却塔に導きスプレー水で直接冷却し、こうして冷
却された排ガスに、希釈空気を流入させて冷却した後、
集塵機に導き、集塵機で排ガスを清浄化処理した後に排
出する排ガス処理方法であって、集塵機の入口における
排ガスの温度が８０℃以下、且つこの排ガスの露点が当
該排ガスの温度よりも１５℃以上低くなるように、スプ
レー冷却塔における散水量及び希釈空気の流入量を制御
することに特徴を有するものである。

【００２１】請求項３記載の製鋼用電気炉の排ガス処理
方法は、上記請求項１記載の発明において、スプレー冷
却塔の散水量を制御するに際し、スプレー冷却塔の出口
における排ガスの温度目標値を設定して行なう方法であ
って、この排ガスの温度目標値の設定は、集塵機の入口
又は出口にガス温度計及び露点計を設置し、このガス温
度計及び露点計により計測された、排ガスの温度及び当
該排ガスの温度と露点との温度差に基づいて行なうか、
又は排ガスの露点としてプロセス計算により求められた
推算値を用いて算出される当該排ガスの温度と露点との
温度差に基づいて行なうかのいずれかによることに特徴
を有するものである。

【００２２】請求項４記載の製鋼用電気炉の排ガス処理
方法は、上記請求項２記載の発明において、スプレー冷
却塔の散水量及び前記希釈空気の流入量を制御するに際
し、スプレー冷却塔の出口における排ガスの温度目標値
を設定して行なう方法であって、この排ガスの温度目標
値の設定は、集塵機の入口又は出口にガス温度計及び露
点計を設置し、このガス温度計及び露点計により計測さ
れた、排ガスの温度及び当該排ガスの温度と露点との温
度差に基づいて行なうか、又は排ガスの露点としてプロ
セス計算により求められた推算値を用いて算出される当
該排ガスの温度と露点との温度差に基づいて行なうかの
いずれかにることに特徴を有するものである。

【００２３】請求項５記載の製鋼用電気炉の排ガス処理
方法は、請求項１から４までに記載された発明の内いず
れか一つの方法に、更に、集塵機よりも上流側において
排ガスにガス吸着剤を吹き込む工程を付加することに特
徴を有するものである。

【００２４】

【発明の実施の形態】次に、この発明を、図面を参照し
ながら説明する。 （１）実施の形態−１ 図１は、この発明の電気炉の排ガス処理方法を実施する
ための実施態様の第１の例を示す集塵装置システムの概
略フローシートである。これは、図４に示した従来の合
流型集塵システムの直引系排ガス６ａラインからスクラ
ップ予熱装置４が取り去られ、燃焼塔２と直引ファン６
との間にスプレー冷却塔１５が設置され、これにより高
温の排ガスを直接水冷する工程が付加されて直引系排ガ
スの冷却が強化された排ガス処理システムである。そし
て、集塵機１０の入口に露点計１６及びガス温度計１４
ｂが設置され、この位置での排ガスの露点及び温度計測
値が、スプレー冷却塔１５出口のガス温度計１４ａの温
度制御装置２０に電送されるようになっている。

【００２５】この温度制御装置２０は、上記露点及び温
度計測値を受信し、その温度、及びその温度と露点との
温度差に応じて定められた、スプレー冷却塔１５出口の
排ガス温度設定値に基づき、スプレー冷却塔１５の散水
量制御プログラムに従い散水量制御信号を散水量制御機
構２１に送る。散水量制御機構２１はその制御信号に従
いスプレー冷却塔１５の散水開始・終了、及び散水量の
調整等、散水量を制御する。上記のスプレー冷却塔１５
の散水量制御により、集塵機１０入口での排ガス温度を
８０℃以下で、且つ排ガスの温度と露点との温度差を１
５℃以上になるよう維持する。

【００２６】この実施の形態−１では、低温且つ低水分
濃度の大量の建屋集塵ガス８ａを直引系排ガス６ａに合
流させるので、大部分の時間帯では、問題なく本発明の
目的が達成される。

【００２７】しかし、電気炉１からの排ガス１ａ温度が
高温に上昇する溶解期末期等の場合には、スプレー冷却
塔１５への流入排ガス３ａ温度も上昇し、これに伴い集
塵機１０入口での排ガス温度も上昇する。この場合に
は、上記散水量制御プログラムに従い、先ず散水量が増
やされる。しかしながら、散水量を増やすと散水後の排
ガス中水分濃度も上昇するので、排ガスの露点が上昇
し、排ガスの温度と露点との温度差が小さくなり、管理
限界値１５℃未満になることが予測される場合がある。
このような事態が発生するのを防止するために、建屋集
塵ガスの吸引風量には十分な余裕を持たせた設備にして
おく。そして、操業中は建屋集塵ガスの吸引量は増減さ
せず常時余裕をもった吸引量で一定にしておけばよく、
特別な制御をする必要はない。

【００２８】但し、突発的に短時間、直引系排ガス１５
ａ温度が急上昇した場合には、直引ファン入側のダンパ
ー６ｂ開度を小さくする等の応急処置をとる。なお、集
塵機１０入口の排ガス温度を下げ過ぎると、当然のこと
ながら露点に近づき、集塵機１０やダクト９内での水分
凝縮が起こる。例えば、冬季や炉立上げ時の建屋集塵ガ
ス温度が低い場合に発生する可能性がある。従って、こ
のような場合はスプレー冷却塔の出口における排ガスの
温度が設定温度以下であってもスプレーを停止できる。

【００２９】次に、図１の集塵装置システムのフローシ
ートでは、図４の従来装置に更に、建屋集塵ガス８ａと
直引排ガス６ａとが合流した後の排ガス９ａ経路のダク
ト９の途中に、活性炭吹込み装置１９を設置し、排ガス
９ａ中に含まれる有機塩素系有害成分の除去を図ってい
る。この活性炭吹込み装置１９を用いることにより、集
塵機からの排出ガス中有機塩素系有害成分の濃度を一層
低下させることが可能となる。

【００３０】このようにして、スプレー冷却塔の散水量
及び／又は建屋集塵ガスの吸引流量を制御することによ
り、集塵機の入口における排ガスの温度が８０℃以下と
なり、且つ排ガス露点が排ガス温度よりも１５℃以上低
くなっている状態で排ガスを処理する。

【００３１】なお、図１の集塵装置システム例では、ス
クラップ予熱装置は設置していないが、図４に示した従
来例におけるように、スクラップ予熱装置を設置した場
合にも、上記実施の形態に準じてこの発明の目的を達成
することができる。その理由は、これを設置しない電気
炉設備の方が直引系排ガスに対するスプレー冷却をより
強化しなければならず、従って、排ガス中水分濃度がよ
り上昇し、その分だけ冷却後の排ガス露点が高くなり、
結局、集塵機部における排ガスの露点が上昇して排ガス
温度に近づき両者の温度差が小さくなる。但し、スクラ
ップ予熱装置を設置した場合は、予熱スクラップから発
生する水分が加わるが、スプレー水冷却による水分上昇
分に比べれば十分に小さい。よって、排ガスを同じ温度
に冷却しようとする場合に、スプラップ予熱装置がない
場合の方が不利となり、スプレー冷却塔の散水量及び／
又は建屋集塵ガスの吸引流量の調整が厳しくなる。従っ
て、このような場合であっても、露点計１６及びガス温
度計１４ｂの計測値情報により、集塵機の入口における
排ガスの温度及び露点を制御することができるから、ス
クラップ予熱装置を設置した場合はより上記制御が容易
になるからである。

【００３２】（２）実施の形態−２ 図２は、この発明の電気炉の排ガス処理方法を実施する
ための実施態様の第２の例を示す、集塵装置システムの
概略フローシートである。これは、図６に示した従来の
直引分離型集塵システムにおいて、集塵機１０入側の直
引系排ガス１５ａ’の空冷ダクト１７の途中に希釈空気
ダンパー１８が付加して設けられ、直引系排ガスの冷却
が強化された排ガス処理システムである。この希釈空気
は大気雰囲気の常温常圧の通常の空気である。そして、
集塵機１０の入口に露点計１６及びガス温度計１４ｂが
設置され、この位置での排ガスの露点及び温度計測値
が、スプレー冷却塔１５出口のガス温度計１４ａの温度
制御装置２０に電送されるようになっている。

【００３３】この温度制御装置２０は、上記露点及び温
度計測値を受信し、その温度、及びその温度と露点との
温度差に応じて定められた、スプレー冷却塔１５出口の
ガス温度設定値に基づき、スプレー冷却塔１５の散水量
制御プログラムに従い散水量制御信号を散水量制御機構
２１に送る。散水量制御機構２１はその制御信号に従い
スプレー冷却塔１５の散水開始・終了、及び散水量の調
整等、散水量を制御する。

【００３４】このようにして、散水式スプレー冷却塔１
５による冷却強化により、集塵機１０での排ガス温度
を、露点との温度差を１５℃以上高く維持した状態で１
００℃乃至それ以下程度に下げることが可能である（前
記、従来技術の直引分離型集塵システムによる排ガス処
理方法の説明を参照）。スプレー冷却によりこれ以下の
温度に下げようとすると、冷却後の水分濃度が上昇し過
ぎるので不可である。一方、前述したとおり、ダイオキ
シンの集塵機出口のガス中濃度を、この発明の目標値で
ある０．５ｎｇＴＥＱ／Ｎｍ³ 以下まで下げるには、ガ
ス温度を８０℃以下まで下げる必要がある（図３参
照）。

【００３５】そこで、この発明では希釈空気ダンパー１
８から大気雰囲気空気を、スプレー冷却後の排ガスに合
流させて更にその温度を所定値まで下げる。希釈空気ダ
ンパー１８からは、低温且つ低水分濃度の空気を流入さ
せるので、スプレー冷却時のように露点を上昇させるこ
とはない。なお、希釈空気２４の吸引駆動力は、図２で
は集塵機１０出側の直引ファン１３に依存しているが、
別途希釈空気送風ファン（図示せず）を希釈空気ダンパ
ー１８と空冷ダクト１７との間に設けてもよい。

【００３６】排ガス１５ａ’に供給すべき希釈空気２４
の調整は、次の方法で行なう。集塵機１０入口での排ガ
ス温度、及びその温度と露点との温度差に応じて定めら
れたスプレー冷却塔１５出口の排ガス温度設定値に基づ
き、集塵機１０入口での排ガス温度降下所要量のスプレ
ー冷却による応分と希釈空気冷却による応分との比率
（以下、「スプレー冷却と希釈空気冷却との応分比率」
という）を予め定めておく。上記露点及び温度計測値を
受信したスプレー冷却塔１５出口の温度制御装置２０
が、希釈空気２４による上記冷却応分に基づき定まる希
釈空気２４の所要流入量信号を、希釈空気ダンパー開度
制御機構２２に送る。この開度制御機構２２は希釈空気
ダンパー１８の開度を調整して、所定の希釈空気２４を
流入させる。

【００３７】なお、上記、スプレー冷却と希釈空気冷却
との応分比率決定の基本条件は、集塵機１０入口での
排ガスの温度、及びその温度と露点との温度差を安定し
て管理範囲内に調整できること、及びエネルギーコス
トをできるだけ低く維持できることである。この発明の
目的から上記条件を優先させるべきであるが、上記条
件に関しては、希釈空気送風ファンに依存せず希釈空
気ダンパー１８の開度調整のみで足りるようにするた
め、スプレー冷却により集塵機１０入口での排ガス温度
を１００℃程度まで下げ、残りの温度低下所要量に対し
て希釈空気２４を使用する方法がよい。

【００３８】このようにして、集塵機１０入口での排ガ
ス温度を８０℃以下で、且つ排ガスの温度と露点との温
度差を１５℃以上になるよう維持する。この実施の形態
−２における希釈空気２４の流量は、前記実施の形態−
１における建屋集塵ガス流量よりもはるかに少ないのが
普通である。従って、実施の形態−２においては、常
時、散水量及び希釈空気２４の流量を調整することが多
い点で、実施の形態−１と相違する。

【００３９】なお、図２の集塵装置システムのフローシ
ートにおいて、スプレー冷却塔１５の上流側にスクラッ
プ予熱装置（図示せず）を設置しても、この発明の実施
上有利になるので、差し支えない。その理由は、排ガス
顕熱がスクラップにより抜熱されるからであり、実施の
形態−１と同じである。

【００４０】次に、図２の集塵装置システムのフローシ
ートでは、図１の集塵装置と同様、スプレー冷却塔１５
と集塵機１０との間に、活性炭吹込み装置１９を設置
し、排ガス１５ａ中に含まれる有機塩素系有害成分の除
去を図っている。この活性炭吹込み装置１９を用いるこ
とにより、集塵機からの排出ガス中有機塩素系有害成分
の濃度を一層低下させることが可能となる。即ち、集塵
機１０出口での排ガス中ダイオキシン濃度を０．１ｎｇ
ＴＥＱ／Ｎｍ³ 以下まで下げるためには、図３によれば
排ガス温度を約６０℃以下にしなければならない。しか
しながら、この程度の温度まで冷却すると露点に相当近
づくので必ずしも望ましくない。従って、このような場
合に、排ガス中へ活性炭２５を吹込むと極めて効果的で
ある。

【００４１】なお、突発的に短時間、直引系排ガス１５
ａ温度が急上昇した場合には、直引ファン入側のダンパ
ー６ｂ開度を小さくする等の応急処置をとる。このよう
にして、スプレー冷却塔の散水量及び／又は希釈空気の
流量を制御することにより、集塵機の入口における排ガ
スの温度が８０℃以下となり、且つ排ガス露点が排ガス
温度よりも１５℃以上低くなっている状態で排ガスを処
理する。

【００４２】（３）その他、下記事項は、実施の形態−
１及び２のいずれに対しても当てはまる事項であり、電
気炉設備の特徴及び操業条件等に応じて、適宜選択すべ
きである。

【００４３】露点計１６の設置位置について、集塵機
１０の入口に設置されたものは、排ガス中に粉塵等の影
響で露点の測定精度が劣る欠点がある。これに対して集
塵機１０の出口に設置されたものはその欠点が解消され
る。しかしながら、この場合には集塵機１０内での結露
を検知することは困難であるから、この発明の目的を達
成しない場合が発生する可能性もある。従って、この点
から集塵機１０の入口と出口との両方に露点計を設置す
ることも考えられる。こうすれば、集塵機１０内での結
露発生の有無も同時に確認することもできる。

【００４４】排ガスの露点は、露点計による計測値を
用いる代わりに、プロセス計算により求められる推算値
を用いてもよい。プロセス計算は、（イ）排ガス処理シ
ステム経路の適所における排ガスの温度及び流量、
（ロ）電気炉への装入原料及び媒溶材等副原料から混入
する水分算定値、（ハ）予熱中スクラップ及び補助燃料
等から混入する水分算定値、及び（ニ）建屋集塵ガスあ
るいは希釈空気２４の温度、水分濃度及び流量等を用い
て行なうことができる。集塵機入口又は出口での排ガス
露点にこの推算値を用いれば、センサーのメンテナンス
が不要であるという利点がある。

【００４５】有機塩素系有害物質の吸収剤として、活
性炭２５の代わりに、消石灰等を用いてもよい。吸収剤
の選定には、大量吹込み性の良いもの、吸収能の大きい
もの、嵩比重の小さいもの、そしてハンドリング及び排
ガスからの除去処理をし易いものとする。

【００４６】

【実施例】次に、この発明の方法を実施例によって更に
説明する。 １００ｔ／ヒートのアーク炉で鉄スクラップを主原
料として溶解し、精錬し、そして所定成分の炭素鋼を取
鍋に出鋼する製鋼用電気炉の操業において、上記アーク
炉から発生する高温の排ガスを次の方法で処理した。電
気炉排ガスの処理は、図１に示した設備と同じものを用
い、実施の形態−１で説明した方法によって行なった。
電気炉の操業形態は、アーク炉への原料装入から溶解・
酸化、還元精錬期を経て溶鋼を取鍋に出鋼後、所定の炉
補修をした後、次ヒートの原料装入を行なった。以降、
上記操業と同じパターンのヒートを重ねて連続操業を行
なった。

【００４７】その間、集塵機１０入口の露点計１６及び
温度計１４ｂによる各計測値を用いて、スプレー冷却塔
１５出口の温度目標値を１００℃に設定し、次いで、集
塵機１０入口の露点計１６及びガス温度計１４ｂの計測
値に基づき、スプレー冷却塔１５のスプレー冷却水２３
の量の調整を継続した。連続操業中、建屋集塵ガスの吸
引流量は１５０００Ｎｍ³ ／ｍｉｎの一定値に設定し
た。そして、スプレー冷却塔１５入口及び出口、並びに
集塵機１０入口において、排ガスの温度及び流量を連続
測定した。そして、所定ヒートにおいて、溶け落ち後の
酸化精錬初期の排ガス温度が１ヒート期間中最も高くな
る時期に、建屋集塵ガス、並びに、スプレー冷却塔１５
の入口及び出口での排ガスをサンプリングし、各水分含
有率を測定した。また、水分含有率測定結果から露点を
求めた。

【００４８】表１に、上記試験結果を示す。

【００４９】

【表１】

【００５０】表１よりわかるように、集塵機入口におけ
る排ガスの温度は６９℃で管理上限値８０℃よりも低
く、且つ、排ガスの温度と露点との温度差は３０℃で管
理上限値１５℃よりも小さく、また、集塵機出口でのダ
イオキシン濃度は０．４ｎｇＴＥＱ／Ｎｍ³ で管理上限
値０．５ｎｇＴＥＱ／Ｎｍ³ よりも低い値が得られた。
従って、また、集塵機バグフィルターでの水分凝縮及び
ダクト内でのダスト固着も発生せず、連続操業中、良好
な結果が得られた。

【００５１】 連続操業中の別のヒートにおいて、上
記試験と同じ方法で同じ内容の計測をし、溶け落ち後の
酸化精錬初期の排ガス温度が１ヒート期間中最も高くな
る時期に、更に、活性炭吹込み装置１９から、建屋集塵
ガス８ａと直引排ガス６ａとが合流した後の排ガス９ａ
中に活性炭２５を吹き込んだ。

【００５２】表２に、上記試験での各設定値及び活性炭
吹込み量、及び測定結果を示す。

【００５３】

【表２】

【００５４】表２よりわかるように、集塵機入口におけ
る排ガスの温度は６９℃で管理上限値８０℃よりも低
く、且つ、排ガスの温度と露点との温度差は３０℃で管
理上限値１５℃よりも小さく、また、ダイオキシン濃度
は０．０８ｎｇＴＥＱ／Ｎｍ³で管理目標上限値０．１
ｎｇＴＥＱ／Ｎｍ³ 以下の低い値が得られた。従って、
また、集塵機バグフィルターでの水分凝縮及びダクト内
でのダスト固着も発生せず、連続操業中、良好な結果が
得られた。

【００５５】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
製鋼用電気炉の操業過程で電気炉から発生する高温且つ
大量の排ガスを適切な温度まで冷却し、そして適切な清
浄化処理により、白煙悪臭の発生をなくし、有機塩素系
有害成分を十分低く下げ、しかも集塵機バグフィルター
内での水分凝縮やダクト内でのダストの固着をなくして
設備トラブルの発生を防止することができる。このよう
な製鋼用電気炉の排ガス処理方法を提供することができ
る等の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】この発明の製鋼用電気炉の排ガス処理方法の一
例である合流型集塵システムの概略フローシートであ
る。

【図２】この発明の製鋼用電気炉の排ガス処理方法の他
の例である直引分離型集塵システムの概略フローシート
である。

【図３】ダイオキシンの集塵機出口のガス中濃度と集塵
機部のガス温度との関係の一例を示すグラフである。

【図４】従来の合流型集塵システムを示す概略フローシ
ートである。

【図５】従来の合流型集塵システムの各所におけるガス
温度の、１ヒートのサイクル期間における経時変化の代
表例を示すグラフである。

【図６】従来の直引分離型集塵システムを示す概略フロ
ーシートである。

【図７】従来の直引分離型集塵システムの各所における
ガス温度の、１ヒートのサイクル期間における経時変化
の代表例を示すグラフである。

【符号の説明】

１ アーク炉 １ａ 排ガス １ｂ エルボ部 ２ 燃焼塔 ３ 水冷ダクト ３ａ 排ガス ４ スクラップ予熱装置 ５ バイパスダクト ６ 直引ファン ６ａ 直引系排ガス ６ｂ ダンパー ７ 建屋集塵ダクト ７ａ ダンパー ８ ダクト ８ａ 建屋集塵ガス ９ ダクト ９ａ 排ガス １０ 集塵機 １０ａ 排ガス １１ 集塵ファン １２ 煙突 １３ 直引ファン １４ａ、１４ｂ ガス温度計 １５ スプレー冷却塔 １５ａ、１５ａ’ 直引系排ガス １５ｂ 散水機構 １６ 露点計 １７ 空冷ダクト １８ 希釈空気ダンパー １９ 活性炭吹込み装置 ２０ 温度制御装置 ２１ 散水量制御機構 ２２ 希釈空気ダンパー開度制御機構 ２３ 冷却水 ２４ 希釈空気 ２５ 活性炭

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 製鋼用電気炉の操業過程で前記電気炉か
   ら発生する高温の排ガスを、水冷ダクトで間接冷却し、
   散水式スプレー冷却塔に導きスプレー水で直接冷却し、
   こうして冷却された前記排ガスに、建屋集塵ガスを合流
   させて冷却した後、集塵機に導き、前記集塵機で前記排
   ガスを清浄化処理した後に排出する排ガス処理方法であ
   って、前記集塵機の入口又は出口における排ガスの温度
   が８０℃以下、且つこの排ガスの露点が当該排ガスの温
   度よりも１５℃以上低くなるように、建屋集塵の能力を
   設定することを特徴とする、製鋼用電気炉の排ガス処理
   方法。
2. 【請求項２】 製鋼用電気炉の操業過程で前記電気炉か
   ら発生する高温の排ガスを、水冷ダクトで間接冷却し、
   散水式スプレー冷却塔に導きスプレー水で直接冷却し、
   こうして冷却された前記排ガスに、希釈空気を流入させ
   て冷却した後、集塵機に導き、前記集塵機で前記排ガス
   を清浄化処理した後に排出する排ガス処理方法であっ
   て、前記集塵機の入口における排ガスの温度が８０℃以
   下、且つこの排ガスの露点が当該排ガスの温度よりも１
   ５℃以上低くなるように、前記スプレー冷却塔における
   散水量及び前記希釈空気の流入量を制御することを特徴
   とする、製鋼用電気炉の排ガス処理方法。
3. 【請求項３】 請求項１記載の製鋼用電気炉の排ガス処
   理方法において、前記スプレー冷却塔の散水量を制御す
   るに際し、前記スプレー冷却塔の出口における前記排ガ
   スの温度目標値を設定して行なう方法であって、この排
   ガスの温度目標値の設定は、前記集塵機の入口又は出口
   にガス温度計及び露点計を設置し、このガス温度計及び
   露点計により計測された、前記排ガスの温度及び当該排
   ガスの温度と露点との温度差に基づいて行なうか、又は
   前記排ガスの露点としてプロセス計算により求められた
   推算値を用いて算出される当該排ガスの温度と露点との
   温度差に基づいて行なうかのいずれかによることを特徴
   とする、製鋼用電気炉の排ガス処理方法。
4. 【請求項４】 請求項２記載の製鋼用電気炉の排ガス処
   理方法において、前記スプレー冷却塔の散水量及び前記
   希釈空気の流入量を制御するに際し、前記スプレー冷却
   塔の出口における前記排ガスの温度目標値を設定して行
   なう方法であって、この排ガスの温度目標値の設定は、
   前記集塵機の入口又は出口にガス温度計及び露点計を設
   置し、このガス温度計及び露点計により計測された、前
   記排ガスの温度及び当該排ガスの温度と露点との温度差
   に基づいて行なうか、又は前記排ガスの露点としてプロ
   セス計算により求められた推算値を用いて算出される当
   該排ガスの露点との温度差に基づいて行なうかのいずれ
   かにることを特徴とする、製鋼用電気炉の排ガス処理方
   法。
5. 【請求項５】 請求項１から４までに記載の発明の内い
   ずれか一つの方法に、更に、前記集塵機よりも上流側に
   おいて前記排ガスにガス吸着剤を吹き込む工程を付加す
   ることを特徴とする、製鋼用電気炉の排ガス処理方法。