JPS62243710A - 電気製鋼炉排ガスの冷却方法および装置 - 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〕 本発明は電気製鋼炉排ガスの冷却方法および装置に係り
、詳しくは、電気！！！！鋼炉排ガスまたはスクラップ
を予熱した後の予熱済みガスの冷却を行ない、排ガスを
除塵するバグフィルタの保護を図るようにした冷却方法
および装置に関するものである。

〔従来技術〕

電気製鋼炉の操業中に発生ずる排ガスは多大の熱量を保
有しているので、その排熱を用い゛ζ電気製鋼炉に装入
されるスクラップを別途予熱すれば、電気製鋼炉での溶
解電力の節減と製鋼時間の短縮を図ることができる。と
ころが、スクラップには油などが付着または混入してい
る場合が多いので、スクラップを予熱した後の排ガスは
揮発した油を伴い、その油分がダクトや集塵機などに付
着する。

とりわけ、バグフィルタなどの集塵機においては、バグ
などに付着した油分が排ガスの有する熱でもっ°Ｃ発火
すると火災を起こす。したがって、その排ガスをバグフ
ィルタに導入する前に冷却しておく必要がある。従来、
このバグフィルタでの発火を防止するために緊急冷風ダ
ンパが設けられ、排ガス温度が所定値よりＴｈ’！Ｉけ
れば、開口して外気をダクト内に取り入れられるように
なっている。なお、電気製鋼炉の排ガスを使ってスクラ
ップを予熱し、その排ガスをバグフィルタで除塵するよ
うにしたものが、特開昭６１−２９６８６号公報に記載
されている。しかし、この種の製鋼設備においては、一
般にスクラップを予熱した後の排ガスが例えば１００℃
前後に降温するので、上述したような発火現象は見られ
ないことが多い。そのために、バグフィルタに入る排ガ
スの冷却には、上述したような緊急冷風ダンパを採用し
ておけば十分である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述したように、緊急冷風ダンパをバグフィルタ上流の
排ガスダクトに設置し、それによって外気を取り入れ、
バグの焼損や溶損を防止している。

このような緊急冷風ダンパを用いて、排ガス温度を降下
させてもその冷却効果が十分得られない場合がある。例
えば、電気製鋼炉の排ガスでスクラップを予熱している
とき、予熱装置から飛び出した浮遊物がダクトの壁に付
着堆積し、それらが排ガスの残存熱で発火するようなこ
とが起こる場合である。その結果、そのダクトを通る排
ガスは加熱され、バグフィルタに入るときには、バグに
付着した油分を発火させるに十分な温度にまで上昇して
しまう。その場合には、上述した緊急冷風ダンパをもっ
てしても、排ガスを十分に稀釈冷却することができなく
、その対応策が要求される。

本発明は上述の問題に鑑みなされたもので、その目的ハ
、バグフィルタに導入される排ガスの温度をそのときの
排ガス温度に応じて冷却できるようにすることにより、
バグに付着した油分が発火することのないようにして、
バグフィルタの保護を図ることができる電気製鋼炉排ガ
スの冷却方法および装置を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の特徴とするところを、第１図の符号を参照して
説明すると、以下の通りである。まず、方法の発明にあ
っては、スクラップを精錬する電気製鋼炉１からの高温
排ガスを利用してスクラップを予熱するようにしたスク
ラップ予熱設備にあって、以下の手順による。（ａ）大
気放出前に除塵のため排ガスダクト１８からバグフィル
タ１９に入る排ガスの温度を検出する。（ｂ）その排ガ
ス温度の上昇にしたがって、スクラップを予熱した後の
予熱済みガスを、排ガスダクト１８の上流に位置する冷
却用ダクト１４に導くため、排ガスダンパ１６．１７を
切換え作動させる。（Ｃ）排ガスダクト１８に設けられ
た緊急冷風ダンパ２２を開口させる。（ｄ）冷却用ダク
ト１４に設置された第１冷却ノズル装置２０により冷却
水をダク）１４内へ噴出させる。（ｅ）排ガスダクト１
８に設置された第２冷却ノズル装置２３により冷却水を
ダクト１８内へ噴出させる。これらを順次行なうごとに
より、バグフィルタ１９に導入される排ガスを冷却する
。

装置の発明にあっては、スクラップ予熱装置２から排出
された予熱済みガスが流過する排出ダクト５が分岐され
ると共に、分岐されたダクトへ排ガスを導くための排ガ
スダンパ１６，１７が切換え可能に設置され、分岐され
たダクトのうち一方の冷却用ダク１−１４は、排ガス冷
却のために他方のバイパスダクト１５より長くされ、そ
の冷却用ダクト１４内には進退自在な第１冷却ノズル装
置２０が設けられ、両ダク１−１４．１５の合流点の下
流の排ガスダクト１８に、緊急冷風ダンパ２２、その排
ガスダクト１８内に進退自在な第２冷却ノズル装置２３
およびバグフィルタ１９に入る排ガスの温度を検出する
温度検出器２４が配置されている。

〔発明の効果〕

本発明の方法およびそれを可能にする装置によれば、温
度検出器により検出された排ガスの温度を基にして、排
ガスの冷却が順次行なわれる。バグフィルタに導入され
る排ガスが降温されるので、バグに付着した油分などを
発火させることはなく、バグフィルタの焼損や溶損が回
避される。

〔実　施　例〕

以下に本発明をその実施例を基に詳細に説明する。第１
図は電気製鋼炉およびその排ガスでスクラップを’？　
ｉ４５する設備の全体系統図である。電気製鋼炉ｌの炉
体にはスクラップ予熱装置２によって予熱されたスクラ
ップが投入され、それを溶解することによって精錬が行
なわれる。電気製鋼炉Ｉの排ガスは炉出口に設けられた
ブレークフランジ３を通り燃焼塔４に導入される。燃焼
塔４は排ガス中に含まれる比較的大きい塵埃を除去する
と共に排ガス中の未燃物を燃焼させるためのもので、そ
こから導出される排ガスは温度に変動があるもののスク
ラップを予熱するに十分な熱を保有している。

本設備にあっては、スクラップを予熱したり予熱しなか
ったりできるように、排出ダクト５に予熱用ダクト６が
接続され、排出ダクト５には切換ダンパ７が設けられて
いる。予熱用ダクト６には並列に設置された第−予熱器
２Ａ、第二予熱器２Ｂが接続され、それぞれの予熱器の
上流に切換ダンパ８，９が設けられ、下流には切換ダン
パ１０゜１１があって、それぞれのダクト１２が合流し
た所にブースタファン１３が設置されている。

ブースタファン１３の下流には切換ダンパ１４があり、
その下流が上述した切換ダンパ７に接続された排出ダク
ト５と合流されている０合流された排出ダクト５は２つ
のダクトに分岐され、一方はダクトの長い冷却用ダクト
１４を形成し、他方はダクトの短いバイパスダクト１５
を形成する。

冷却用ダクト１４には排ガスダンパ１６が、バイパスダ
ク）１５には排ガスダンパ１７が設置されている。これ
らの排ガスダンパは、一般的には、一方が開口している
とき他方が閉止するように作動するので、排ガスの流過
方向が切換えられるようになっているのである。したが
って、１つの排ガスダンパを分岐点に設置して排出ダク
ト５からの流れを冷却用ダクト１４またはバイパスダク
ト１５に導くようにしておいてもよい。上述した冷却用
ダクト１４の経路長さは非常に長く例えば１００ｍとい
った長さに設定される。バイパスダクト１５は例えば１
０ｍ程度であり、上述の冷却用ダクト１４と合流して排
ガスダクト１８となり、バグフィルタ１９に連なってい
る。

とごろで、排出ダク１−５や冷却用ダクト１４およびバ
イパスダクト１５の中を通過する排ガスを冷却できるよ
うに、各ダクトの外周部には可能な限りウォータジャケ
ットＷが設けられている。なお、それ以外の個所からも
ダクト内の熱を自然放散させることができるように、例
えば鋼板製のダクト構造として空気冷却を可能としてい
る。

冷却用ダクト１４の後半の部分、本実施例では空冷部と
なっている個所に、第１冷却ノズル装置２０が取り付け
られている。この第１冷却ノズル装置２０は後述するよ
うにスプレーノズルがダクト１４内へ進退自在であり、
給水ポンプ２１から圧送される水がダクト１４内に晴射
され、その水の気化熱でもって排ガス温度を下げること
ができるようになっている。一方、バイパスダクト１５
と合流した後の排ガスダクト１８には緊急冷風ダンパ２
２が設けられ、その下流側にもう１つの冷却ノズル装置
２３が設置され°Ｃいる。この第２冷却ノズル装置２３
も上述のノズル装置２０と同様に、ダクト１８内に進退
自在なものであり、冷却水が排ガス中に噴射される。そ
の水は上述した給水ポンプ２１から供給されるが、冷却
ノズル装置２０．２３には空気も供給できるようになっ
ている。すなわち、冷却ノズル装置のスプレーノズルが
、ダクトの中に進出されている間、排ガス中に浮遊する
塵埃がノズルに付着し、ノズル孔を閉塞させるなどして
、冷却水の噴出を妨げることがある。これを防止するた
めに、吹き払い用空気を供給する必要があるからである
。

上述した第２冷却ノズル装置２３の下流には温度検出器
２４が設置され、ダクト１８内を通過する排ガスの温度
が検出されるようになっている。

ここで検出された温度に基づき、上述した排ガスダンパ
１６，１７や緊急冷風ダンパ２２の切換えまたは開１１
作動、第１および第２冷却ノズル装置２０．２３の噴出
作動、さらには電気ｖＪｌ鋼炉１直後のブレークフラン
ジ３の開口作動、場合によっては、ブースタファン１３
や次に述べる主誘引ファン２６の誘引力低下操作が、順
次行なわれる。

なお、その作動を指令をするだめの制御装置２５が別途
設置されている。上述した温度検出器２４の下流にはバ
グフィルタ１９があるが、その出口に主誘引ファン２６
があり、このファンによる排ガスの引き込みによって、
上述した各ダンパを通過した流れが所定のダクトを流過
するようになっている。除塵された排ガスは排気塔２７
より排出されたり、また必要に応じて温調塔２８、脱臭
塔２９、湿式電気集塵機３０を介して大気に放出される
。

次に、上述の２つの冷却ノズル装置２０．２３の概要を
述べる。第２図に示すように、ダクト１４または１８の
上部に、上下方向に変位するノズル支持筒３１があり、
それにスプレーノズル３２が取り付けられている。ノズ
ル支持筒３１にはブラケット３３を介して張り出された
ブラケットアーム３４があり、クレビス３５を介してエ
アシリンダ３６に接続されている。エアシリンダ３６は
そのピストンロッド３７が進退するごとによって、ノズ
ル支持筒３１を下降および上昇させるものである。その
ノズル支持筒３１は、ガイド部材３８に沿って上下動す
るようになっており、そのガイド部材３８には上方に円
筒状の支持ｗ１３９が取り付けられている。その支持筒
３９の中には、第３図に示すような一対の鼓型のローラ
４ｏが支承され、ノズル支持筒３１がその両ローラの間
を通るようになっている。−・方、ノズル支持筒３１の
下端は、排ガスダクト１４の上部に取り付けられたシー
ル筒４１に突入しており、そのシール筒４１の中の一対
のローラ４２に挟持されている。その結果、ローラ４２
と上部に位置するローラ４０とによりノズル支持筒３１
が一定の姿勢で案内され、その下端に取り付けられてい
るシールキャップ４３の振れが生じないように配慮され
ている。そのシールキャップ４３の上面は球面状とされ
ており、ノズル支持筒３１が最上位置まで上昇すると、
シールキャップ４３がシール筒４１の下端面に当接して
、ダクト１４内を通過する排ガス中にシール筒４１を介
して外気が侵入しないようになっている。一方、排ガス
ダクト１４内に冷却水を噴出させる場合には、エアシリ
ンダ３６が伸長され、ノズル支持筒３１が矢印４４方向
に下降して、スプレーノズル３２が排ガスダクト１４の
中心位置まで移動される。その際、シールキャップ４３
は仮想線で示した位置まで降下し、一方、ノズル支持筒
３１のブラケット３３の下面に取り付けられたシール板
４５がシールｆｉｆｊ４１の上端面を蓋するようにして
、ダクト１４を閉止状態に維持する。このような、冷却
ノズル装置が採用されるのは、スプレーノズル３２から
の冷却水の噴出による排ガスの冷却が常時必要というの
ではなく、間欠的もしくはたまに使用されるという状況
にあるからである。すなわち、冷却水を噴出しないとき
にスプレーノズル３２に排ガス中の塵埃が付着するのを
回避するために、ノズル支持筒３１をダクト外へ退避さ
せておく必要があることに基づ（。なお、ノズル支持筒
３１内は冷却水が流通し、スプレーノズル３２から排ガ
スの流れ方向に冷却水が噴出されるが、ダクト１４から
退避したとき、ノズル支持筒３１内に空気を流して、そ
のノズル孔に付着したごみの吹き飛ばしができるように
なっている。

次に、本実施例における作動を説明する。いま、電気製
鋼炉１の排ガスがスクラップ予熱装置２に導入され、そ
の排ガスの熱エネルギでスクラップを予熱している。電
気製鋼炉ｌの排ガスは、ブレークフランジ３を通過して
燃焼塔４に導かれ、そごで除塵された後切換ダンパ８を
介して例えば第−予熱器２人に導入される。そこでスク
ラップを予熱した排ガスは温度が低下するが、スクラッ
プの中に混入している油分が気化して排ガス中に含まれ
る。その排ガスは、ブースタファン１３によって誘引さ
れ、切換ダンパ１４を通って排出ダクト５に導かれる。

この排ガスの温度がバグフィルタ１９の手前の温度検出
器２４によって検出され、その温度が例えば、５０℃よ
りも高くなっておればバイパスダクト１５に設けられて
いる排ガスダンパ１７が閉止され、かつ冷却用ダクト１
４の排ガスダンパ１６が開口される。したがって、スク
ラップの予熱済みガスは排出ダクト５から冷却用ダクト
１４に導出され、ウォータジャケットＷの形成された個
所で水に熱を与えて降温する。しかしながら、排ガス中
に含まれている油分がダクトの内壁などに付着する。そ
して、場合によっ”ζは排ガスに残存する熱でそれが発
火し、排ガス温度が上昇することがある。その温度が１
６０℃を越えるまでは、その排ガスは特に冷却されるこ
となくバグフィルタ１９に導入される。なお、温度検出
器２４において検出された温度が５０℃より低ければ、
排ガスダンパ１７が開いてバイパスダクト１５から直ち
に排ガスダクト１８に入れられる。

上述したように冷却用ダクト１４を通過させても、その
排ガス温度が１６０℃を越えると、排ガスダクト１８の
緊急冷風ダンパ２２が開口される。

このダンパによって外気が取り入れられ、排ガス温度が
下げられる。それにも拘わらず、排ガスの温度が高くて
例えば１７５℃を越えると、冷却水によって排ガスが積
極的に冷却される。冷却用ダクト１４に設けられ“ζい
る第１冷却ノズル装置２０にあっては、冷却開始の信号
を受けて、第２図に示すエアシリンダ３６が伸長する。

ピストンロッド３７を介してブラケット３３が下方に移
動され、その結果ノズル支持筒３１がダクト１４内に突
入される。ノズル支持筒３１に取り付けられているスプ
レーノズル３２がダク１−１４の中心に至ったところで
エアシリンダ３６の伸長が停止され、スプレーノズル３
２の位置が固定される。その際、ダク１−１４と外気と
を遮断していたシールキャップ４３がダクト１４内に降
下するが、そのシール筒４１の上端面にノズル支持筒３
１に取り付けられたシール板４５が当接して、ダクト１
４の気密が維持される。冷却水が供給されノズル支持筒
３１を介してスプレーノズル３２から水が排ガスの流れ
方向に噴出される。その水はただちに気化してその気化
熱でもって排ガスの温度が下る。このような冷却＠休に
よって降温された排ガスが１７５℃以下になると、この
第１冷却ノズル装置２０による冷却は停止され、ノズル
支持筒３１はダクト１４外に退避される。このようなノ
ズル支持筒３１の上下運動は、支持筒３９やシール筒４
１内に設けられた一対のローラ４０．４２で案内され、
しかもノズル支持筒３１の動きがエアシリンダ３６によ
って短時間になされ、かつダクト１４の密封がその都度
実現される。

以上のような冷却を施してもなおかつ温度検出器２４で
の検出温度が上昇し、例えば１９０℃になると、上述の
第１冷却ノズル装置２０による冷却に加えて、排ガスダ
クト１８における第２冷却ノズル装置２３による冷却も
行なわれる。この冷却ノズル装置２３においても同様の
作動がなされて冷却水が噴射される。それにもかかわら
ず、排ガスの温度が上昇するようであれば、電気製鋼炉
１での排ガス温度が高すぎるので、その直後にあるブレ
ークフランジ３が開口作動され、そこから外気が取り入
れられる。また、それでも排ガス温度が高く例えば、２
００℃を越えるようなことがあると、ブースタファン１
３やバグフィルタ１９の後ろの主誘引ファン２Ｇによる
排ガスの吸引が殆ど停止に近い状態とされる。すなわち
、ファンは回転しているものの誘引力が減少させられ、
ダクトの中を排ガスが流れない状態とされる。このよう
に、温度検出器２４において検出された温度を基にその
温度の高低に応じて、所定のダンパや冷却ノズル装置な
どが順次制御装置２５からの指令信号を受けて作動され
るので、例えば、ある温度から上昇したり下降すると、
それぞれの作動が停止されたり再開されることによって
、排ガスが必要限度に冷却される。したがって、バグフ
ィルタ１９における排ガスの温度は所定温度に落とされ
、そこでのイ」着油分の発火などが防止される。

ちなみに、スクラップ予熱装置２によるスクラップ−を
熱が行なわれていない場合には、それぞれの作動を開始
する温度が若干異ならされている。

例えば、排ガスダンパ１６，１７を開閉したり、緊急冷
風ダンパ２２が開口するときの温度は同一であるが、第
１冷却ノズル装置２０や第２冷却ノズル装置２３が作動
を開始する温度は例えば２００℃とか２３０℃といった
ように変更される。スクラップを予熱しない時に高い温
度とされているのは、その排ガスの中に燃焼しやすい油
分の含まれる量が極めて少ないごとに基づいている。な
お、緊急冷風ダンパ２２が開かれる頻度は、電気製鋼炉
にスクラップを５回装入する間に１度、第１冷却ノズル
装置２０が作動するのは１０回装入する間に１度、第２
冷却ノズル装置２３が作動するのは３５Ｆ＋１装入する
間に１度程度である。このことから、冷却ノズル装置２
０．２３により冷却水を賄出させ、排ガスを強力に冷却
しなければならないのは比較的まれであることが判る。

したがって、前述したようにスプレーノズル３２をダク
ト内に長く留めることなく退避させるようにしているの
は、スプレーノズルを固定的に設置しておくと、ノズル
支持ｆｉｉ３１やスプレーノズル３２に排ガス中の塵埃
が堆積したり付着して、冷却水の噴出ができなくなるの
を防止するためである。

なお、本実施例においてはバグフィルタエ９で除塵され
た排ガスが悪臭を伴わない場合には、排気塔２７から、
悪臭を伴う場合には、温調塔２８、脱臭塔２９および湿
式電気築塵機３０を介し・、化学的処理などを施して清
浄化された後放出される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電気製鋼炉排ガスの冷却方法が適用さ
れるスクラップ予熱装置を備えた電気製鋼設備の全体系
統図、第２図は冷却ノズル装置の拡大図、第３図はロー
ラの位置する部分の平面図である。 １−電気製鋼炉、２−スクラップ予熱装置、５・・・排
出ダクト、１４−冷却用ダクト、１５・−バイパスダク
ト、１６．１７−排ガスダンパ、１８−・−排ガスダク
ト、１９・−バグフィルタ、２０・・−第１冷却ノズル
装置、２２−・緊急冷風ダンパ、２３−第２冷却ノズル
装置、２４一温度検出器、特許出願人　　　　合同製鐵
株式会社 代理人　弁理士　吉村勝俊（ばか１名）第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）スクラップを精錬する電気製鋼炉からの高温排ガ
   スを利用してスクラップを予熱するようにしたスクラッ
   プ予熱設備にあって、 大気放出前に除塵のため排ガスダクトからバグフィルタ
   に入る排ガスの温度を検出し、その温度の上昇にしたが
   って、 スクラップを予熱した後の予熱済みガスを、前記排ガス
   ダクトの上流に位置する冷却用ダクトに導くための排ガ
   スダンパの切換え作動、 前記排ガスダクトに設けられた緊急冷風ダンパの開口作
   動、 前記冷却用ダクトに設置された第１冷却ノズル装置の冷
   却水噴出作動、 前記排ガスダクトに設置された第２冷却ノズル装置の冷
   却水噴出作動、 を順次行なわせるようにすることを特徴とする電気製鋼
   炉排ガスの冷却方法。
2. （２）スクラップを精錬する電気製鋼炉からの高温排ガ
   スを利用してスクラップを予熱するようにしたスクラッ
   プ予熱設備において、 スクラップ予熱装置から排出された予熱済みガスが流過
   する排出ダクトが分岐されると共に、分岐されたダクト
   へ排ガスを導くための排ガスダンパが切換え可能に設置
   され、 分岐されたダクトのうち一方の冷却用ダクトは、排ガス
   冷却のために他方のバイパスダクトより長くされ、 その冷却用ダクト内には、進退自在な第１冷却ノズル装
   置が設けられ、 前記両ダクトの合流点の下流の排ガスダクトに、緊急冷
   風ダンパ、その排ガスダクト内に進退自在な第２冷却ノ
   ズル装置およびバグフィルタに入る排ガスの温度を検出
   する温度検出器が、配置されていることを特徴とする電
   気製鋼炉排ガスの冷却装置。