(57)【要約】【課題】集塵効率をより一層向上することができる高炉の集塵装置を提供する。【解決手段】高炉本体に形成された出銑口よりも上方に配される集塵フード１０２と、集塵フード１０２に接続され、出銑口からの出銑時に生じる発塵を集塵フード１０２から吸引して外部に排出する吸引ダクト１０４と、気体が流通する配管に吹き出しノズル２０２が形成された複数の吹き出しヘッド２００を集塵フード１０２よりも下方に延在させ、吹き出しノズル２０２から気体を噴出させて旋回気流を発生させる旋回気流発生機構１１０と、を備え、複数の吹き出しヘッド２００の少なくとも一部は、旋回気流を発生させるときの発生位置と、発生位置よりも吹き出しヘッド２００の下端２００ｂが上方に退避した退避位置との間を可動する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉本体に形成された出銑口よりも上方に配される集塵フードと、
前記集塵フードに接続され、前記出銑口からの出銑時に生じる発塵を該集塵フードから吸引して外部に排出する吸引ダクトと、
気体が流通する配管に吹き出しノズルが形成された複数の吹き出しヘッドを前記集塵フードよりも下方に延在させ、該吹き出しノズルから気体を噴出させて旋回気流を発生させる旋回気流発生機構と、
を備え、
前記複数の吹き出しヘッドの少なくとも一部は、前記旋回気流を発生させるときの発生位置と、該発生位置よりも該吹き出しヘッドの下端が上方に退避した退避位置との間を可動することを特徴とする高炉の集塵装置。
【請求項２】
前記発生位置と前記退避位置との間を可動する前記吹き出しヘッドは直管で構成され、該発生位置において該吹き出しヘッドの上端を最も上方に位置させるとともに該吹き出しヘッドの下端を最も下方に位置させており、上端側を支点として回動することで、該発生位置と該退避位置との間を可動することを特徴とする請求項１に記載の高炉の集塵装置。
【請求項３】
前記吹き出しヘッドの一端に接続され、気体供給源から供給される気体を該吹き出しヘッドに供給する接続管と、
前記接続管を回動させるアクチュエータと、
を備え、
前記アクチュエータによる前記接続管の回動により、前記吹き出しヘッドが前記発生位置と前記退避位置との間を可動することを特徴とする請求項２に記載の高炉の集塵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉の出銑口の近傍に配される集塵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高炉においては、高炉本体で生成された溶銑が出銑口から出銑樋に出銑されるが、こうした溶銑の出銑時および出銑末期に発塵するため、発塵の発生源近傍に局所排気フードが設置されており、この局所排気フードによって１次集塵が行われる。しかしながら、出銑口を開孔した直後の出銑初期や、出銑口を閉塞する出銑末期においては、特に発塵が急増することから、上記の１次集塵のみでは発塵を処理しきれない。そこで、近年では、上記の局所排気フードとは別に大型の集塵フードを設け、特に大量に発塵する出銑初期や出銑末期等において、大型の集塵フードによって２次集塵が行われるのが一般的となっている。
【０００３】
こうした２次集塵を行う集塵装置として、例えば特許文献１、２に示されるように、集塵フードの下方に旋回気流発生機構を備えた集塵装置が提案されている。この旋回気流発生機構は、集塵フードの下方に複数本の吹き出しヘッドが設けられており、吹き出しヘッドに形成された吹き出しノズルから気体を噴出させて旋回気流（人工竜巻）を発生させることで、集塵効率の向上を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０６−８１０１７号公報
【特許文献２】特開平０６−３３０１２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、高炉本体の出銑口から溶銑が出銑される出銑樋には、発塵の拡散を防ぐべく樋カバーが設けられている。しかしながら、出銑初期において出銑口を開孔する際には開孔機を可動し、出銑末期において出銑口を閉塞する際には、マッドガンを可動する必要がある。このように、開孔機やマッドガンを可動する場合、出銑樋のうち、もっとも高炉本体の近くに位置する主樋カバーが開孔機やマッドガンに干渉するため、主樋カバーを出銑樋から退避させなければならない。その結果、特に大量に発塵する出銑初期や出銑末期においては、主樋カバーが退避されて出銑樋がむき出しになり、発塵領域がより拡大しやすくなってしまう。したがって、集塵効率を向上するためには、上記の旋回気流発生機構を、発塵の発生源の近傍、すなわち、出銑口に極力近づけ、可能な限り低い位置に設置することが望ましい。
【０００６】
ところが、出銑口の近傍には、上記の開孔機や、メンテナンス時に用いられるジブクレーン等の可動装置が配されており、旋回気流発生機構は、こうした可動装置と干渉しない位置に配さなければならない。その結果、旋回気流発生機構をあまり低い位置に設置することができず、集塵効率がどうしても低下してしまうという課題がある。
【０００７】
本発明の目的は、集塵効率をより一層向上することができる高炉の集塵装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の高炉の集塵装置は、高炉本体に形成された出銑口よりも上方に配される集塵フードと、集塵フードに接続され、出銑口からの出銑時に生じる発塵を集塵フードから吸引して外部に排出する吸引ダクトと、気体が流通する配管に吹き出しノズルが形成された複数の吹き出しヘッドを集塵フードよりも下方に延在させ、吹き出しノズルから気体を噴出させて旋回気流を発生させる旋回気流発生機構と、を備え、複数の吹き出しヘッドの少なくとも一部は、旋回気流を発生させるときの発生位置と、発生位置よりも吹き出しヘッドの下端が上方に退避した退避位置との間を可動することを特徴とする。
【０００９】
また、発生位置と退避位置との間を可動する吹き出しヘッドは直管で構成され、発生位置において吹き出しヘッドの上端を最も上方に位置させるとともに吹き出しヘッドの下端を最も下方に位置させており、上端側を支点として回動することで、発生位置と退避位置との間を可動するとよい。
【００１０】
また、吹き出しヘッドの一端に接続され、気体供給源から供給される気体を吹き出しヘッドに供給する接続管と、接続管を回動させるアクチュエータと、を備え、アクチュエータによる接続管の回動により、吹き出しヘッドが発生位置と退避位置との間を可動するとよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、集塵効率をより一層向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】高炉の出銑口廻りを示す側面図である。
【図２】高炉の出銑口廻りを示す正面図である。
【図３】開孔機およびマッドガンの可動領域を説明する図である。
【図４】本実施形態の集塵装置の斜視図である。
【図５】回動機構を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１４】
図１は、高炉１の出銑口廻りを示す側面図であり、図２は、高炉１の出銑口廻りを示す正面図である。高炉１は、金属原料である鉄鉱石を溶融して銑鉄を生成する高炉本体１０を備えている。高炉本体１０の下部には、生成された銑鉄を出銑するための出銑口１２が設けられており、高炉本体１０の外部には、出銑口１２から出銑された銑鉄を不図示のトーピードカーまで導く出銑樋１４が設けられている。この出銑樋１４の上方には主樋カバー１６および樋カバー１８が設けられており、これら主樋カバー１６および樋カバー１８によって出銑樋１４が覆われている。なお、主樋カバー１６は、出銑樋１４のうち、もっとも高炉本体１０の近傍に配されている。
【００１５】
ここで、出銑口１２は、銑鉄の出銑前、すなわち、高炉本体１０において銑鉄を生成している間は閉塞しておき、高炉本体１０において生成された銑鉄を出銑樋１４に出銑する際に開孔する必要がある。そのため、高炉本体１０における出銑口１２の近傍には、図２に示すように、出銑口１２を開孔するための開孔機２０と、出銑口１２を閉塞するためのマッドガン２２とが設置されている。
【００１６】
図３は、開孔機２０およびマッドガン２２の可動領域を説明する図である。図３に示すように、開孔機２０およびマッドガン２２は、それぞれ可動アーム２０ａ、２２ａを備えている。可動アーム２０ａは、通常、図中実線で示すように、出銑樋１４の上方から退避した退避位置に開孔機２０を位置させている。そして、出銑口１２を開孔する際に、図中二点鎖線で示すように、可動アーム２０ａを出銑樋１４の鉛直上方まで可動し、可動アーム２０ａに懸架された開孔機２０の先端２０ｂを出銑口１２に対向させる。その後、出銑口１２を開孔したら、可動アーム２０ａは、開孔機２０を再び退避位置へと退避させる。
【００１７】
同様に、可動アーム２２ａは、出銑口１２を閉塞する際に出銑樋１４の上方まで可動し、可動アーム２２ａに接続されたマッドガン２２の先端２２ｂを出銑口１２に対向させる。その後、出銑口１２を閉塞したら、マッドガン２２は、可動アーム２２ａを再び退避位置へと退避させる。
【００１８】
このように、出銑口１２を開孔および閉塞する際には、可動アーム２０ａ、２２ａが、開孔機２０およびマッドガン２２を出銑樋１４の鉛直上方まで可動する。このとき、主樋カバー１６が、開孔機２０および可動アーム２０ａ、マッドガン２２および可動アーム２２ａと干渉するため、出銑口１２の開孔時や閉塞時には、主樋カバー１６を出銑樋１４から退避させる必要がある。そこで、図２に示すように、高炉本体１０の近傍に設置される作業床２４の下面には、図中実線で示す位置と破線で示す位置との間で主樋カバー１６を移動させる主樋カバートラバーサ２６が設けられている。
【００１９】
したがって、高炉本体１０で生成された銑鉄を出銑する場合には、まず、主樋カバートラバーサ２６が主樋カバー１６を出銑樋１４の上方から退避させ、その後、開孔機２０が可動アーム２０ａを出銑樋１４の上方まで可動して出銑口１２を開孔する。こうして出銑口１２を開孔したら、開孔機２０が可動アーム２０ａを退避位置に退避させるとともに、主樋カバートラバーサ２６が主樋カバー１６を出銑樋１４の上方に配置する。そして、高炉本体１０において生成された銑鉄が全て排出されたら、主樋カバートラバーサ２６が再び主樋カバー１６を出銑樋１４の上方から退避させ、その後、マッドガン２２が可動アーム２２ａを出銑樋１４の上方まで可動して出銑口１２を閉塞する。こうして出銑口１２を閉塞したら、マッドガン２２が可動アーム２２ａを退避位置に退避させるとともに、主樋カバートラバーサ２６が主樋カバー１６を出銑樋１４の上方に配置し、銑鉄の出銑工程が終了する。
【００２０】
上記のように出銑口１２から銑鉄が出銑されている間は発塵する。そこで、図１に示すように、出銑口１２の直上には、所謂、１次集塵を行うための局所排気フード２８が設けられており、出銑口１２から生じる発塵を、図中破線矢印で示すように吸引する。また、出銑樋１４と樋カバー１８とに覆われた空間にも、不図示の集塵ダクトが接続されており、出銑樋１４を流通する銑鉄からの発塵を吸引している。しかしながら、出銑口１２が開孔される出銑初期や、出銑口１２が閉塞される出銑末期においては、特に発塵が急増することから、上記の集塵ダクトや局所排気フード２８のみでは発塵を処理しきれない。また、特に大量に発塵する出銑初期や出銑末期においては、開孔機２０による出銑口１２の開孔作業や、マッドガン２２による出銑口１２の閉塞作業によって、主樋カバー１６が退避されて出銑樋１４がむき出しになり、図１の二点鎖線の矢印で示すように、発塵領域がより拡大しやすくなってしまう。
【００２１】
そこで、本実施形態では、局所排気フード２８とは別に集塵装置１００を設け、この集塵装置１００によって、特に大量に発塵する場合に２次集塵を行う。集塵装置１００は、出銑口１２よりも上方に配される集塵フード１０２と、集塵フード１０２に接続され、出銑時の発塵を集塵フード１０２から吸引して外部に排出する吸引ダクト１０４と、集塵フード１０２の鉛直下方において旋回気流（人工竜巻）を発生させる旋回気流発生機構１１０と、を備えている。
【００２２】
旋回気流発生機構１１０は、出銑初期や出銑末期等、特に大量に発塵する際の、図１に示す二点鎖線の矢印で示す発塵の拡散範囲に旋回気流を発生させる。こうして旋回気流が発生すると、高炉本体１０近傍の発塵が渦流収束性によって集塵フード１０２の範囲内に引き込まれ、高い集塵効率が実現される。以下に、旋回気流発生機構１１０の構成について説明する。
【００２３】
図４は、本実施形態の集塵装置１００の斜視図である。この集塵装置１００は、集塵フード１０２の上方に吸引ダクト１０４が接続されており、吸引ダクト１０４に設けられた不図示の吸引ファンを駆動すると、出銑時の発塵が、図中白抜き矢印で示すように、集塵フード１０２から吸引され、吸引ダクト１０４を介して外部に排出される。
【００２４】
旋回気流発生機構１１０は、エアファンで構成される気体供給源１１２と、気体供給源１１２に風量調整バルブ１１４を介して接続される給気管１１６と、を備えている。風量調整バルブ１１４および給気管１１６はそれぞれ一対設けられており、給気管１１６は、集塵フード１０２の対向する側面１０２ａ、１０２ｂの幅方向中央まで延在している。また、給気管１１６は、軸心を鉛直方向に沿わせて配置されており、その先端には、回動機構１２０を介して接続管１５０が回動自在に接続されている。
【００２５】
接続管１５０は、集塵フード１０２の側面１０２ａ、１０２ｂの下縁に沿って水平方向に延在しており、長手方向の中央部分が、回動機構１２０を介して給気管１１６に接続されている。また、接続管１５０の長さは、集塵フード１０２の側面１０２ａ、１０２ｂの幅と大凡等しく、その両端部分は互いに同一方向に略９０度屈曲している。この接続管１５０の両端部には、それぞれフランジ１５０ａが設けられており、この各フランジ１５０ａに、吹き出しヘッド２００の一端に設けられたフランジ２００ａが固定される。したがって、本実施形態の旋回気流発生機構１１０は、４つの吹き出しヘッド２００が設けられることとなり、これら各吹き出しヘッド２００は、集塵フード１０２の四隅において、接続管１５０に接続されることとなる。
【００２６】
吹き出しヘッド２００は、気体が流通する配管（本実施形態では直管）で構成されており、複数の吹き出しノズル２０２が、吹き出しヘッド２００の長手方向に所定の間隔を維持して形成されている。吹き出しヘッド２００を接続管１５０に接続する際には、吹き出しヘッド２００のフランジ２００ａと、接続管１５０のフランジ１５０ａとを対向させて両者をボルトで締結する。より具体的には、接続管１５０のフランジ１５０ａ、および、吹き出しヘッド２００のフランジ２００ａには、ボルトが挿通されるボルト挿通孔が形成されており、フランジ１５０ａ、２００ａのボルト挿通孔を対向させた状態で、両ボルト挿通孔にボルトを挿通させて両フランジ１５０ａ、２００ａを締結する。
【００２７】
このとき、吹き出しヘッド２００のフランジ２００ａ、および、接続管１５０のフランジ１５０ａのいずれか一方または双方には、ボルト挿通孔が周方向に複数形成されており、吹き出しヘッド２００を接続管１５０に接続する際に、接続管１５０に対する吹き出しヘッド２００の周方向の取り付け角度、すなわち、吹き出しノズル２０２の位置を任意の角度に調整可能となっている。なお、吹き出しヘッド２００を接続管１５０に締結する際には、各吹き出しノズル２０２から噴出する気体（本実施形態では空気）によって、集塵フード１０２の鉛直下方に旋回気流が発生するように、吹き出しノズル２０２の角度調整がなされる。
【００２８】
２次集塵を行う際、吹き出しヘッド２００は、図４に実線で示すように、長手方向を鉛直方向に沿わせた発生位置にあり、この発生位置において、気体供給源１１２（エアファン）、および、吸引ダクト１０４に設けられた不図示の吸引ファンを駆動する。そうすると、吹き出しノズル２０２から、図中実線矢印で示す方向に空気が噴出され、集塵フード１０２の鉛直下方において旋回気流が発生する。こうして旋回気流が発生すると、高炉本体１０の出銑口１２廻りの発塵が、渦流収束性により旋回気流に引き寄せられ、集塵フード１０２から吸引ダクト１０４に吸引されることとなる。このように、本実施形態の集塵装置１００によれば、旋回気流発生機構１１０によって旋回気流が発生し、渦流収束性により、高い集塵効率を実現することができる。
【００２９】
ここで、図１からも明らかなように、出銑口１２や出銑樋１４からの発塵は、上方に向かうにつれて拡散することから、集塵効率の観点からすれば、旋回気流発生機構１１０は、極力低い位置に配置することが望ましい。ところが、高炉本体１０の出銑口１２廻りには、上記の開孔機２０が設けられており、この開孔機２０の可動時に、可動アーム２０ａと吹き出しヘッド２００とが干渉するおそれがある。また、図２および図３に示すように、高炉本体１０の出銑口１２廻りには、保守用のジブクレーン３０が設けられており、このジブクレーン３０との干渉も回避する必要がある。
【００３０】
そこで、本実施形態の集塵装置１００は、吹き出しヘッド２００を発塵の拡散範囲に設置するとともに、開孔機２０やジブクレーン３０を可動する場合に、吹き出しヘッド２００を図４中破線で示す退避位置に退避させる。このように、吹き出しヘッド２００が、旋回気流を発生させるときの発生位置と、発生位置よりも吹き出しヘッド２００の下端２００ｂが上方に退避した退避位置との間を可動するので、発塵の拡散範囲に旋回気流を発生させながらも、開孔機２０やジブクレーン３０との干渉を回避することができる。以下に、吹き出しヘッド２００の発生位置と可動位置との間の可動を実現するための構成について、図４および図５を参照して説明する。
【００３１】
図５は、回動機構１２０を説明する図であり、図５（ａ）は、接続管１５０の長手方向に沿った断面図、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＶ（ｂ）−Ｖ（ｂ）線断面図、図５（ｃ）は、吹き出しヘッド２００が退避位置にある場合の図５（ｂ）と同一の断面を示す。回動機構１２０は、図５（ａ）に示すように、給気管１１６の端部に固定される連結管１２２を備えている。この連結管１２２には、長手方向に貫通する挿通孔１２２ａが形成されており、この挿通孔１２２ａに接続管１５０が挿通されている。挿通孔１２２ａ内にはベアリング１２４が設けられており、このベアリング１２４によって、接続管１５０が連結管１２２に回動自在に軸支されている。
【００３２】
また、連結管１２２の長手方向中央には、挿通孔１２２ａに直交する連通孔１２２ｂが形成されており、この連通孔１２２ｂに、給気管１１６の端部が挿通された状態で溶接等によって固定されている。したがって、連結管１２２により、給気管１１６および接続管１５０は、直交して連結されることとなる。
【００３３】
ここで、接続管１５０には、給気管１１６の端部に対向する長手方向位置に、開口１５０ｂが形成されている。この開口１５０ｂは、旋回気流発生機構１１０によって旋回気流を発生させる場合、すなわち、吹き出しヘッド２００が長手方向を鉛直方向に沿わせた発生位置にある場合には、図５（ｂ）に示すように、給気管１１６の端部に臨んで位置している。したがって、旋回気流発生機構１１０によって旋回気流を発生させる際には、給気管１１６の内部空間と、接続管１５０の内部空間とが、開口１５０ｂを介して連通することとなる。これにより、給気管１１６から接続管１５０に空気が供給され、接続管１５０に供給された空気が吹き出しヘッド２００に導かれて、吹き出しノズル２０２から噴出することとなる。
【００３４】
一方、回動機構１２０は、図４に示すように、空圧、油圧もしくは電動シリンダからなるアクチュエータ１３０を備えている。このアクチュエータ１３０は、シリンダ本体が集塵フード１０２に固定されており、シリンダ本体に対して伸縮するシリンダロッドの先端が接続管１５０に連結されている。シリンダロッドがシリンダ本体に対して最も収縮した状態では、図４に実線で示すように、吹き出しヘッド２００は、鉛直方向に長手方向を沿わせた発生位置にあり、その上端にフランジ２００ａを位置させ、遮蔽された下端２００ｂを最も下方に位置させている。
【００３５】
そして、開孔機２０を可動して出銑口１２を開孔する際や、メンテナンス時にジブクレーン３０を可動する際には、アクチュエータ１３０を作動させ、シリンダロッドを伸長させる。そうすると、接続管１５０が回動するとともに、この接続管１５０の回動に伴い、吹き出しヘッド２００は、フランジ２００ａが設けられた上端側、すなわち接続管１５０を支点として、図４中破線で示す退避位置まで回動する。この退避位置では、吹き出しヘッド２００は、集塵フード１０２の範囲内で水平方向に沿うように延在することから、開孔機２０の可動アーム２０ａやジブクレーン３０と吹き出しヘッド２００との干渉を回避することができる。
【００３６】
なお、吹き出しヘッド２００が退避位置にあるときには、図５（ｃ）に示すように、開口１５０ｂが、給気管１１６の端部に対して角度を９０度ずらして位置することから、給気管１１６と接続管１５０との連通が遮断される。このように、吹き出しヘッド２００が退避位置にあり、旋回気流を発生させない場合には、空気の流路が遮断されるので、吹き出しノズル２０２から不要に空気が噴出してしまうこともない。
【００３７】
以上説明したように、本実施形態の集塵装置１００によれば、旋回気流発生機構１１０を設けることで、集塵フード１０２の範囲内で旋回気流が発生し、高い集塵効率を実現することができる。しかも、アクチュエータ１３０によって接続管１５０を回動させることで、吹き出しヘッド２００が発生位置と退避位置との間を可動するので、開孔機２０やジブクレーン３０との干渉が回避され、旋回気流を発生させる吹き出しヘッド２００を、出銑口１２の近傍であって、かつ、極めて低い位置に設けることができる。したがって、吹き出しヘッド２００を拡散範囲に設けることが可能となり、より一層、集塵効率を向上することができる。
【００３８】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００３９】
例えば、上記実施形態では、接続管１５０を回動させることで、吹き出しヘッド２００を発生位置と退避位置との間で可動させることとしたが、吹き出しヘッド２００の可動態様はこれに限らない。例えば、吹き出しヘッド２００を、長手方向に伸縮する所謂テレスコープ状に構成してもよい。いずれにしても、吹き出しヘッド２００は、旋回気流を発生させるときの発生位置と、発生位置よりも吹き出しヘッド２００の下端２００ｂが上方に退避した退避位置との間を可動すれば、その可動態様や可動構造は特に限定されるものではない。
【００４０】
また、上記実施形態では、吹き出しヘッド２００を４つ設けることとしたが、旋回気流を発生させることができれば、吹き出しヘッド２００の数に特に限定はない。さらには、上記実施形態では、全ての吹き出しヘッド２００が発生位置と退避位置との間を可動することとしたが、複数の吹き出しヘッド２００の少なくとも一部が可動すればよい。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、高炉の出銑口の近傍に配される集塵装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１  高炉
１０  高炉本体
１２  出銑口
１００  集塵装置
１０２  集塵フード
１０４  吸引ダクト
１１０  旋回気流発生機構
１３０  アクチュエータ
１５０  接続管
２００  吹き出しヘッド
２００ａ  フランジ（上端）
２００ｂ  下端
２０２  吹き出しノズル
【図１】
2014227577.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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