JPS6227512A - 転炉廃ガスの冷却装置 - 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） この発明は、転炉廃ガスの冷却装置に関し、より詳しく
は廃ガスの冷却用温水の保有熱を有効利用するようにし
た装置に関する。

（従来の技術） 一般に、転炉では吹錬により発生した高温の廃ガスを処
理するために、その炉口に連なる煙道が設けられ、この
煙道はフード部と輻射部で構成されている。また、転炉
炉口と上記フード部との間には転炉炉口からの廃ガスを
煙道に導くためのスカートが設けられる。これらフード
部及びスカート（以下、これを単にフード部等という）
は廃ガスにさらされて高温になるため、このフード部等
を冷却するための冷却装置が設けられる。従来、この装
置には次のよ°うに構成されたものがある。

即ち、フード部等を冷却した冷却用温水を導入して貯留
する冷却タンクが設けられ、この貯留された冷却用温水
の一部を大気側に蒸発させることによってこの温水が冷
却される。そして、この冷却された温水をフード部等に
循環させることでこのフード部等の冷却がなされている
。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、上記冷却タンクでは冷却用温水の一′部が大
気側へ蒸発されているため、フード部等を冷却したとき
の冷却用温水の保有熱が無駄に消費されるという不都合
がある。

（発明の目的） この発明は、上記のような事情に注目してなされたもの
で、フード部等を冷却したときの冷却用温水の保有熱を
有効に利用し、この保有熱が無駄に消費されないように
することを目的とする。

（発明の構成） 上記目的を達成するためのこの発明の特徴とするところ
は、転炉炉口に連なり、フード部及び輻射部で構成され
る煙道を設け、この転炉炉口とフード部との間にスカー
トを設け、これらツー１部及びスカートを冷却した冷却
用温水を導入してその一部を大気側へ蒸発させると共に
同上温水の他部をフード部及びスカートへ循環させる冷
却タンクを設け、この冷却タンクに冷却用水を補給する
補給手段を設け、一方、上記輻射部を冷却した冷却用温
水を導入して熱回収するボイラドラムを設けると共にこ
の温水を上記輻射部に循環させるようにした転炉廃ガス
の冷却装置において、上記冷却タンクからボイラドラム
内へ冷却用温水を流入させる温水補給管路を設けた点に
ある。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面により説明する。

第１図において、１は転炉、２はこの転炉１の炉口に連
なる煙道で、この煙道２はフード部２ａと輻射部２ｂと
で構成される。これら転炉１の炉口とフード部２ａとの
間にスカート３が設けられる。そして、転炉ｌの吹錬に
より発生した高温の廃ガス（図中二点鎖線矢印）は上記
スカート３により煙道２に導かれる。その後、この廃ガ
スは図示しない集塵機によって除塵されることで未燃焼
の状態で回収される。この場合、上記廃ガスは煙道２と
スカート３を通過する間に冷却される。

上記冷却装置はフード部等２ａ、３を通過する廃ガスを
冷却するためのフード部等冷却装置４と、煙道２の輻射
部２ｂを通過する廃ガスを冷却するための輻射部冷却装
置５とで構成される。

まず、上記フード部等冷却装置４について説明する。

上記フード部２ａはジャケット構造とされ、スカート３
はメンブレン構造とされる。そして、これらフード部等
２ａ、３に供給される冷却用温水を貯留する冷却タンク
６が設けられる。この冷却タンク６内の冷却用温水を上
記フード部等２ａ。

３へ流入させる往路管７が設けられ、この往路管７の途
中にジャケット循環ポンプ８が介在される。また、フー
ド部等２ａ、３から冷却用温水を冷却タンク６に戻す復
路管９が設けられる。

そして、上記ジャケット循環ポンプ８の作動で冷却タン
ク６の冷却用温水が往路管７を通ってフード部等２ａ、
３に供給され、このフード部等２ａ、３が冷却されて廃
ガスが冷却される。

上記フード部等２ａ、３で廃ガスにより加熱された冷却
用温水は１００℃の温水となって、その一部が冷却タン
ク６の蒸発用開口６ａを通して大気側へ蒸発され、この
ときの蒸発熱によってこの冷却用温水が冷却される。

上記冷却タンク６に冷却用水を補給する補給手段１０が
設けられる。この補給手段１０はジャケット用純水タン
ク１１と、このジャケット用純水タンク１１に貯留され
た純水を冷却タンク６に送り込む給水ポンプ１２とを有
し、冷却タンク６と給水ポンプ１２との間には調整弁１
３が介設される。

また、上記冷却タンク６の水位制御をするための装置が
設けられる。即ち、冷却タンク６には水位計６ｂが取り
付けられている。そして、オペレータはこの水位計６ｂ
を監視して手動にて調整弁１３を開閉操作し、冷却用水
の給水量を調整する。

また、上記水位計６ｂが上限値以上や下限値以下を示す
ときの出力信号で警報を発する警報器６Ｃが設けられる
。また、上記水位計６ｂが最上限値以上を示すときの出
力信号で開とされ、冷却りンク６の冷却用温水を排出す
る図示しないオーバフロー弁が設けられる。

なお、上記の場合、水位計６ｂと調整弁１３とを電気的
に連結して、水位計６ｂの出力信号で調整弁１３を自動
的に開閉させ、これによって、冷却用温水を所定の水位
に自動的に保持させるようにしてもよい。

次に、前記輻射部冷却装置５について説明する。

上記煙道２を冷却した冷却用温水を導入して熱回収する
と共にこの温水を上記輻射部２ｂに循環させるボイラ１
４が設けられる。即ち、このボイラ１４を構成する前記
輻射部２ｂはメンブレン構造の水冷管パネルで形成され
、また、ボイラドラム１４ａ内の冷却用温水を上記輻射
部２ｂに流入させる往路管１６が設けられ、この往路管
１６の途中にボイラ循環ポンプ１７が介在される。また
、この輻射部２ｂから冷却用温水をボイラドラム１４ａ
に戻す復路管１８が設けられる。

そして、上記ボイラ循環ポンプ１７の作動でボイラドラ
ム１４ａの冷却用温水が往路管１６を通って輻射部２ｂ
に供給され、この輻射部２ｂが冷却されて廃ガスが冷却
される。

上記輻射部２ｂで加熱された冷却用温水の一部は上記ボ
イラドラム１４ａで気水分離され、その蒸気が蒸気出口
弁１９から抽気されて図示しないユースポイントへ送ら
れる。また、高温水となった冷却用温水の他部はボイラ
循環ポンプ１７を介して再度輻射部２ｂへ循環される。

また、上記ボイラドラム１４ａにおいて冷却用温水が蒸
気として抽気された量につき冷却用温水を補給する補給
手段２１が設けられる。この補給手段２１は純水を貯留
する純水タンク２２を有し、この純水タンク２２とボイ
ラドラム１４ａとが第１補給管路２３を介して連結され
る。この第１補給管路２３の途中において、脱気器２４
が設けられると共に、この脱気器２４と純水タンク２２
との間に純水供給ポンプ２５が介在される。この純水供
給ポンプ２５によって純水タンク２２から脱気器２４へ
純水が供給され、脱気器２４で図示しない加熱手段を介
して脱気される。

上記脱気器２４とボイラドラム１４ａとの間にボイラ給
水ポンプ２６が設けられ、上記脱気された純水がこのボ
イラ給水ポンプ２６によってボイラドラム１４ａへ供給
される。２７はこの供給量を調整するための給水弁であ
る。

上記の場合、純水タンク２２の純水は純水供給ポンプ２
５を介して前記ジャケット用純水タンク１１へも供給さ
れている。

なお、図中、２９はボイラドラム１４ａ用の水位計、３
０は蒸気用流量計、３１は給水用流量計で、これら水位
計２９、蒸気用流量計３０および給水用流量計３１によ
って後述するように給水弁２７の開度が調整される。ま
た、３２はオーバフロー弁で、ボイラドラム１４ａが所
定以上の水位となった場合には、水位計２９の出力信号
でオーバフロー弁３２が開かれてボイラドラム１４ａ内
の冷却用温水が外部へ排出される。

上記構成において、前記フード部等冷却装置４の冷却用
温水の保有熱を回収するように次のように構成されてい
る。

即ち、冷却タンク６からボイラドラム１４ａへ冷却用温
水を流入させるように第２補給管路３４が設けられる。

この第２補給管路３４はフード部等２ａ、３と冷却タン
ク６を結ぶ往路管７の途中と、脱気器２４とボイラ給水
ポンプ２６を結ぶ第１補給管路２３の途中とを連結する
。この場合、冷却タンク６では冷却用温水の蒸発時に冷
却用温水中の溶存気体が脱気されるため、この脱気され
た冷却用温水がボイラ１４の補給水として有効に利用さ
れる。また、上記第２補給管路３４の途中にはフィルタ
３５が介在されている。このフィルタ３５はフード部等
冷却装置４において冷却用温水に混入された粉塵や酸化
鉄等の不純物を除去する。

上記フィルタ３５の入口側と出口側にはそれぞれフィル
タ入口弁３６とフィルタ出口弁３７とが設けられ、これ
ら両弁３６，３７を閉じることによってフィルタ３５の
保守、点検が可能とされる。また、脱気器２４とボイラ
給水ポンプ２６を結ぶ第１補給管路２３の途中には管路
を開閉するための脱気器出口弁３８が設けられる。

上記構成において、転炉１の稼動時における冷却用温水
の流れについて説明する。

まず、炉修終了後の稼動開始直後には、フィルタ人口弁
３６とフィルタ出目弁３７とが閉とされ、脱気器出口弁
３８が開とされる。そして、フード部等冷却装置４にお
いては、冷却用温水はシャケ・７）用純水タンク１１→
給水ポンプ１２→冷却タンク６→ジヤケツト循環ポンプ
８→フード部等２ａ、３→冷却タンク６の順序で流動す
る。

また、輻射部冷却装置５においては、純水タンク２２→
純水供給ポンプ２５→脱気器２４→ボイラ給水ポンプ２
６→ボイラドラム１４ａ→ボイラ循環ポンプ１７→輻射
部２ｂ→ボイラドラム１４ａの順序で流動する。

次に、上記稼動が所定時間なされた後の通常稼動時には
、冷却タンク６で脱気された冷却用温水を第２補給管路
３４を介してボイラドラム１４ａへ流入させるようにフ
ィルタ入口弁３６とフィルタ出口弁３７とが開に、また
、脱気器出口弁３８が閉に切り換えられる。この場合、
フード部等冷却装置４の冷却用温水の一部は上記した稼
動開始直後と同様の経路で循環される。また、輻射部冷
却装置５の冷却用温水は冷却タンク６からフィルタ３５
を通ってボイラ給水ポンプ２６に供給され、ここからボ
イラドラム１４ａ→ボイラ循環ポンプ１７→輻射部２ｂ
→ボイラドラム１４ａの順序で流動する。

上記で示したように、冷却タンク６で副生された脱気純
水をボイラドラム１４ａへ流入させるようにしたことで
、フード部等冷却装置４における冷却用温水の保有熱が
冷却タンク６で大気中へ無効放散することが抑制され、
そして、この冷却タンク６の冷却用温水の保有熱がボイ
ラドラム１４ａへの補給水の保有熱として有効に回収さ
れる。

この結果、前記脱気器２４で脱気のために投入された熱
が削減されることになる。この場合、上記熱の削減量は
例えば実機で２．５Ｘ　ＩＱ３ｋｃａｌ／Ｔ−９ＴＥＥ
Ｌである。

また、上記の場合、ジャケット用純水タンク１１から冷
却タンク６に冷却用水が補給されることで、冷却タンク
６における冷却用温水の冷却が図れるため、この冷却タ
ンク６の冷却用温水の蒸発量を少なく抑えることができ
る。

ところで、ボイラドラム１４ａの水位が所定値よりも大
きく下っている場合には、このボイラドラム１４ａに冷
却用温水を供給すべく冷却タンク６から急激に冷却用温
水が抜き出されることとなる。そして、これに伴って冷
却タンク６にジャケット用純水タンク１１から冷却用水
が急激に補給されると、この冷却タンク６の冷却用温水
の温度が低下し、フード部２ａのジャケットにおける冷
却用温水を核沸騰状態に保つことができなくなるおそれ
がある。そこで、ボイラドラム１４ａに水位制御装置を
設け、ボイラドラム１４ａの水位の変動を小さくしてお
くことによって冷却タンク６から急激に冷却用温水が抜
き出されることを防止している。

第２図において、上記水位制御装置について説明する。

上記装置は一次制御ブロック４１と二次制御ブロック４
２とを有し、この−次制御ブロック４１□ の−次調節器４３の出力信号は二次制御ブロック４２の
二次調節器４４の入力側へ伝達される。

上記−次調節器４３へは切換スイッチ４６を介してボイ
ラドラム１４ａにおける標準水位＋　１００ｍｍ　ｃｉ
）第１設定値ＳＶＩと標準水位−１７０ｍｍの第２設定
値ＳＶ２とが設定値として切り換え可′能に入力される
。

転炉１の吹錬開始前には切換スイッチ４６の第２接点４
６ｂがＯＮ（オン）とされ（図中実線図示）、第２設定
値ＳＶ２が一次調節器４３へ伝達される。

次に、吹錬開始によって吹錬信号接点４８がＯＮ（オン
）されると、遅延タイマ５ｏにおける設定時間（１分間
）後、切換スイッチ４６の第１接点４６ａがＯＮ（オン
）されて（図中二点鎖線図示）、第１設定値ｓｖ１が一
次調節器４３へ伝達される。

そして、上記−次制御ブロック４１と二次制御ブロック
４２を介して蒸発量、ドラム水位、給水量の三要素によ
り、ドラム水位が設定値となるよう給水弁２７の開度が
制御される。

即ち、二次調節器４４の入力側へ前記蒸気用流量計３０
で検出された蒸発量５２の信号が伝達され、この二次調
節器４４の出力信号が給水弁２７へ伝達される。これに
よって、給水弁２７の開度が調整される。また、このと
きのボイラドラム１４ａの水位が水位計２９で検出され
、この水位計２９の出力信号が一次調箇器４３の入力側
へ入力され、これによって、再び、給水弁２７の開度が
調整される。さらに、図示しないが前記給水用流量計３
１で検出された給水量が制御ブロック４１．４２の入力
側へ伝達され、これによっても給水弁２７の開度が調整
されている。

ここで、ドラム水位が設定値（＋３２０ｍｍ）以上又は
（−３ＱＱ■）以下になった場合にはボイラドラム１４
ａの水位異常の警報が出される。また、ドラム水位が上
限（３００ｍｍ）以上となった場合はオーバフロー弁３
２が開き、ボイラドラム１４ａ内の冷却用温水がボイラ
ドラム１４ａ外へ排出される。

また、ドラム水位が低下して下限（２７０ｍｍ）となる
とオーバフロー弁３２が閉じられる。

一方、ドラム水位が標準水位−１７０ｍｍ以上で。

かつ、設定値が±ｈｍ　、また、蒸発量が２．５ｔ／ｈ
ｒ以下のときは、給水弁２７は最低開度とされる。

上記最低開度は全開かられずかに開いた状態（＃０％）
である、このようにする理由は次の如くである。即ち、
給水弁２７を全開にすると、給水が断たれ、その一方で
ボイラドラム１４ａから蒸気が抽気されてドラム水位は
急速に下降するため、ドラム水位の変動が大きくなる。

よって、給水弁２７からの給水をわずかながらでも持続
させ、ドラム水位の下降速度を遅らせることによって、
ドラム水位の変動を小さく抑えるようにしたものである
。

一方、給水弁２７の全開信号が二次ｍｍ器４４から出力
される場合には、この信号は係数α（く１）を乗じて出
力されており、給水弁２７の弁開度は最高開度とされる
。

上記最高開度は全開かられずかに閉じた状態（洪１００
％）である、このようにする理由は次の如くである。即
ち、給水弁２７を全開にすると、その給水量が多くドラ
ム水位は急速に上昇するため、ドラム水位の変動が大き
くなる。よって、給水弁２７からの給水を少し抑えた量
とし、ドラム水位の上昇速度を遅らせることによってド
ラム水位の変動を小さく抑えるようにしたものである。

これによって、冷却タンク６からボイラドラム１４ａに
向っての急激な冷却用温水の抜き出しがなくなり、従っ
て、冷却タンク６への急激な冷却用水の補給が防止され
、このため冷却タンク６の冷却用温水が大きく温度低下
することは抑制される。従って、フード部２ａのジャケ
ットにおける冷却用温水は核沸騰に必要な温度に保たれ
るのであり、フード部２ａの冷却効果は良好に保たれる
。また、ボイラドラム１４ａへの給水量の変動が小さい
ことによりボイラ給水ポンプ２６および第２補給管路３
４を小容量化することができる。

よって、フード部等冷却装置４から熱回収をするための
装置を小容量化できる。

上記水位制御による蒸発量、ドラム水位、給水量、およ
びドラム圧力の時間による変化を従来式の制御による測
定結果である第３図と、改良式実機の制御による測定結
果である第４図とを比較すれば、ボイラドラム１４ａへ
の給水量の変動は小さく抑えられていることがわかる。

（発明の効果） この発明によれば、冷却タンクからボイラドラムへ冷却
用温水を流入させる温水補給管路を設けたため、フード
部等を冷却したときの冷却用温水の保有熱がボイラに利
用されることとなる。また、この場合、冷却用温水がボ
イラに利用された量に相応して冷却用水が冷却タンクに
供給されるため、この供給によって冷却タンクの冷却用
温水の温度が低下する。従って、この冷却タンクの冷却
用温水を冷却させるためのこの温水の蒸発量は少なく抑
えることができるのであり、よって、フード部等を冷却
したときの冷却用温水の保有熱が無駄に消費されること
は抑制される。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明の実施例を示し、第１図は転炉廃ガス冷却
装置の系統図、第２図はボイラドラムの水位制御装置の
ブロック図、第３図は従来式制御によるドラム水位の測
定結果で、第４図はこの実施例に係る制御によるドラム
水位の測定結果である。 １・・転炉、２・・煙道、２ａフ一ド部、２ｂ・自輻射
部、３・・スカート、６−管冷却タンク、ｌＯ・◆補給
手段、１４・・ボイラ、１４ａ・φボイラドラム、３４
争・第２補給管路（補給管路）、３５・・フィルタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、転炉炉口に連なり、フード部及び輻射部で構成され
   る煙道を設け、この転炉炉口とフード部との間にスカー
   トを設け、これらフード部及びスカートを冷却した冷却
   用温水を導入してその一部を大気側へ蒸発させると共に
   同上温水の他部をフード部及びスカートへ循環させる冷
   却タンクを設け、この冷却タンクに冷却用水を補給する
   補給手段を設け、一方、上記輻射部を冷却した冷却用温
   水を導入して熱回収するボイラドラムを設けると共にこ
   の温水を上記輻射部に循環させるようにした転炉廃ガス
   の冷却装置において、上記冷却タンクからボイラドラム
   内へ冷却用温水を流入させる温水補給管路を設けたこと
   を特徴とする転炉廃ガスの冷却装置。