(57)【要約】【課題】電気炉製鋼工場の同一用地内で液体酸素および高純度の液体アルゴンを得て、電気炉製鋼の電気炉に酸素ガスを供給し、精錬炉に高純度アルゴンガスを供給することができるガス供給設備およびそれを用いたガス供給方法を提供する。【解決手段】電気炉製鋼工場の用地内において、液化ユニット１１で得た液化ガスを導入した第１熱交換器３により、ＰＳＡ装置１で得た、アルゴンおよび窒素を少量含む酸素ガスを、液体して第１液体酸素にし、その一部を液体酸素タンク４に貯留し、残部を第１精留塔５で、第２液体酸素とアルゴンおよび窒素の混合ガスとに深冷分離し、その混合ガスを第２精留塔６で、高純度液体アルゴンと窒素ガスとに深冷分離し、その高純度液体アルゴンを液体アルゴンタンク７に貯留する。第２液体酸素で冷却される第２熱交換器８ならびに第１および第２精留塔５，６を経由する窒素循環路９に循環用窒素を循環させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外気を導入して酸素を濃縮する圧力スイング吸着装置と、導入したガスを液化させる液化ユニットと、この液化ユニットで得られた液化ガスによって冷却される第１熱交換器と、上記圧力スイング吸着装置により得られた、アルゴンおよび窒素を少量含む酸素ガスを上記第１熱交換器に導入し液化してなる第１液体酸素の一部を貯留し、その貯留した第１液体酸素を電気炉製鋼の電気炉への酸素ガス供給源とする液体酸素タンクと、上記第１液体酸素の残部を深冷分離により第２液体酸素とアルゴンおよび窒素の混合ガスとに分離する第１精留塔と、この第１精留塔で分離生成された上記アルゴンおよび窒素の混合ガスを深冷分離により高純度液体アルゴンと窒素ガスとに分離する第２精留塔と、この第２精留塔で得られた高純度液体アルゴンを貯留し、その貯留した高純度液体アルゴンを電気炉製鋼の精錬炉への高純度アルゴンガス供給源とする液体アルゴンタンクと、上記第１精留塔で得られた第２液体酸素で冷却される第２熱交換器と、この第２熱交換器ならびに上記第１および第２精留塔を経由してその第１および第２精留塔内の窒素を循環用窒素として循環させる窒素循環路と、を電気炉製鋼工場の同一用地内に備えていることを特徴とするガス供給設備。
【請求項２】
請求項１記載のガス供給設備を用いたガス供給方法であって、電気炉製鋼工場の同一用地内に、外気を導入して酸素を濃縮する圧力スイング吸着装置と、液化ユニットと、第１および第２熱交換器と、深冷分離用の第１および第２精留塔と、上記第２熱交換器ならびに上記第１および第２精留塔を経由してその第１および第２精留塔内の循環用窒素を循環させる窒素循環路と、液体酸素タンクと、液体アルゴンタンクとを設ける工程と、上記液化ユニットで作製された液化ガスを上記第１熱交換器に通してその第１熱交換器を冷却する工程と、上記圧力スイング吸着装置で得られた、アルゴンおよび窒素を少量含む酸素ガスを、上記第１熱交換器に通して液化させ、第１液体酸素にする工程と、その第１液体酸素の一部を上記液体酸素タンクに貯留し、残部を上記第１精留塔に導入する工程と、その第１精留塔で上記第１液体酸素の残部を、深冷分離により、第２液体酸素と、アルゴンおよび窒素の混合ガスとに分離する工程と、上記第２液体酸素を上記第１精留塔から取り出して上記第２熱交換器に通し気化させる工程と、上記窒素循環路に上記循環用窒素を循環させて上記第１および第２精留塔を冷却する工程と、上記第１精留塔で分離生成された上記アルゴンおよび窒素の混合ガスを上記第１精留塔から取り出して上記第２精留塔に導入し、深冷分離により、高純度液体アルゴンと、窒素ガスとに分離する工程と、上記高純度液体アルゴンを上記第２精留塔から取り出し、上記液体アルゴンタンクに貯留する工程と、上記液体酸素タンクに貯留された第１液体酸素を必要に応じて気化させて電気炉製鋼の電気炉に供給する工程と、上記液体アルゴンタンクに貯留された高純度液体アルゴンを必要に応じて気化させて電気炉製鋼の精錬炉に供給する工程とを備えていることを特徴とするガス供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気炉製鋼工場の同一用地内で液体酸素および高純度の液体アルゴンを得て、電気炉製鋼での酸化溶解工程で電気炉に酸素ガスを供給し、還元精錬工程で精錬炉に高純度アルゴンガスを供給するガス供給設備およびそれを用いたガス供給方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄製品のスクラップやくず鉄を原料として製鉄する電気炉製鋼では、まず、電気炉で、酸素ガスを使用し、上記原料を酸化溶解して溶鋼にすることが行われる。ついで、精錬炉で、その溶鋼中に、少量の高純度アルゴンガス（純度９９．９％程度）を吹き込んで撹拌し、その溶鋼中に含まれる酸素，硫黄，窒素を除去する還元精錬が行われる。
【０００３】
電気炉製鋼工場の用地内には、上記酸化溶解工程に使用される酸素ガスを製造する目的で、酸素ガス製造用の圧力スイング吸着（ＰＳＡ）装置（例えば、特許文献１参照）が、通常、設置されている。
【０００４】
上記酸化溶解工程に必要な酸素ガスの量は、常時変化しており、瞬間的にその必要量が平均の２倍程度に増加するピーク時が存在する。そのピーク時の必要量を製造できるように上記ＰＳＡ装置を設計すると、そのＰＳＡ装置が過剰能力を有するものとなり、上記酸化溶解工程の通常運転では、その能力は殆ど発揮されず、非合理的である。そのため、実際には、上記ＰＳＡ装置の酸素ガス製造能力を、ピーク時の必要量未満の合理的な能力にし、ピーク時の不足分は、予め電気炉製鋼工場の用地内に設置されている液体酸素タンクから、液体酸素を気化させて電気炉に供給している。上記タンク内の液体酸素は、電気炉製鋼工場の用地外の液体酸素製造工場から、タンクローリ等により運搬される。
【０００５】
また、上記還元精錬工程で使用される高純度アルゴンガスを製造する装置（例えば、特許文献２参照）は、大型のものとなり、大量の高純度アルゴンガスを製造するものであることから、それを電気炉製鋼工場の用地内に設置すると、場所をとられるうえ、必要量以上の高純度アルゴンガスを製造することとなり、不合理である。そこで、高純度の液体アルゴンが、電気炉製鋼工場の用地外の液体アルゴン製造工場から、タンクローリ等により運搬され、電気炉製鋼工場の用地内の貯槽（タンク）に一旦移して貯留され、必要時に気化されて精錬炉に供給されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−２８６４２５号公報
【特許文献２】特開平６−１８２１３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記のように液体酸素および液体アルゴンをタンクローリ等により運搬するような状況では、運搬路が長くなるうえ、震災等で道路等のアクセスが遮断されると、電気炉製鋼工場での製鉄ができなくなる。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、電気炉製鋼工場の同一用地内で液体酸素および高純度の液体アルゴンを得て、電気炉製鋼の電気炉に酸素ガスを供給し、精錬炉に高純度アルゴンガスを供給することができるガス供給設備およびそれを用いたガス供給方法の提供をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するため、本発明は、外気を導入して酸素を濃縮する圧力スイング吸着装置と、導入したガスを液化させる液化ユニットと、この液化ユニットで得られた液化ガスによって冷却される第１熱交換器と、上記圧力スイング吸着装置により得られた、アルゴンおよび窒素を少量含む酸素ガスを上記第１熱交換器に導入し液化してなる第１液体酸素の一部を貯留し、その貯留した第１液体酸素を電気炉製鋼の電気炉への酸素ガス供給源とする液体酸素タンクと、上記第１液体酸素の残部を深冷分離により第２液体酸素とアルゴンおよび窒素の混合ガスとに分離する第１精留塔と、この第１精留塔で分離生成された上記アルゴンおよび窒素の混合ガスを深冷分離により高純度液体アルゴンと窒素ガスとに分離する第２精留塔と、この第２精留塔で得られた高純度液体アルゴンを貯留し、その貯留した高純度液体アルゴンを電気炉製鋼の精錬炉への高純度アルゴンガス供給源とする液体アルゴンタンクと、上記第１精留塔で得られた第２液体酸素で冷却される第２熱交換器と、この第２熱交換器ならびに上記第１および第２精留塔を経由してその第１および第２精留塔内の窒素を循環用窒素として循環させる窒素循環路と、を電気炉製鋼工場の同一用地内に備えているガス供給設備を第１の要旨とする。
【００１０】
また、本発明は、上記第１の要旨のガス供給設備を用いたガス供給方法であって、電気炉製鋼工場の同一用地内に、外気を導入して酸素を濃縮する圧力スイング吸着装置と、液化ユニットと、第１および第２熱交換器と、深冷分離用の第１および第２精留塔と、上記第２熱交換器ならびに上記第１および第２精留塔を経由してその第１および第２精留塔内の循環用窒素を循環させる窒素循環路と、液体酸素タンクと、液体アルゴンタンクとを設ける工程と、上記液化ユニットで作製された液化ガスを上記第１熱交換器に通してその第１熱交換器を冷却する工程と、上記圧力スイング吸着装置で得られた、アルゴンおよび窒素を少量含む酸素ガスを、上記第１熱交換器に通して液化させ、第１液体酸素にする工程と、その第１液体酸素の一部を上記液体酸素タンクに貯留し、残部を上記第１精留塔に導入する工程と、その第１精留塔で上記第１液体酸素の残部を、深冷分離により、第２液体酸素と、アルゴンおよび窒素の混合ガスとに分離する工程と、上記第２液体酸素を上記第１精留塔から取り出して上記第２熱交換器に通し気化させる工程と、上記窒素循環路に上記循環用窒素を循環させて上記第１および第２精留塔を冷却する工程と、上記第１精留塔で分離生成された上記アルゴンおよび窒素の混合ガスを上記第１精留塔から取り出して上記第２精留塔に導入し、深冷分離により、高純度液体アルゴンと、窒素ガスとに分離する工程と、上記高純度液体アルゴンを上記第２精留塔から取り出し、上記液体アルゴンタンクに貯留する工程と、上記液体酸素タンクに貯留された第１液体酸素を必要に応じて気化させて電気炉製鋼の電気炉に供給する工程と、上記液体アルゴンタンクに貯留された高純度液体アルゴンを必要に応じて気化させて電気炉製鋼の精錬炉に供給する工程とを備えているガス供給方法を第２の要旨とする。
【００１１】
なお、本発明において、「同一用地」とは、得られた液体酸素および液体アルゴンをタンクローリ等の車両により運搬する必要のない範囲内の土地のことを意味し、工場敷地に限定するものではない。
【００１２】
また、本発明において、液体アルゴンおよびアルゴンガスの「高純度」とは、純度が９９ｍｏｌ％以上のことを意味する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の第１の要旨であるガス供給設備は、同一用地内に必要装置類を設け、液化ユニットで得られた液化ガスによって冷却される第１熱交換器に、圧力スイング吸着装置で得られた、アルゴンおよび窒素を少量含む酸素ガスを、導入するようになっているため、その第１熱交換器で上記酸素ガスを液化して液体酸素（第１液体酸素）にすることができる。そして、その第１液体酸素の一部を液体酸素タンクに貯留するようになっているため、その液体酸素タンクの第１液体酸素を必要に応じて気化させて電気炉製鋼の電気炉に供給することができる。また、上記第１液体酸素の残部は、第１精留塔で深冷分離され、ついで、第２精留塔で深冷分離されるようになっているため、その第２精留塔での深冷分離により、高純度の液体アルゴンを得ることができる。そして、その高純度液体アルゴンは、液体アルゴンタンクに貯留されるするようになっているため、その液体アルゴンタンクの高純度液体アルゴンを必要に応じて気化させて電気炉製鋼の精錬炉に供給することができる。このように、本発明は、電気炉製鋼工場の用地内で、電気炉に供給する酸素ガスおよび精錬炉に供給する高純度アルゴンガスを得ることができるため、その用地外から液体酸素および高純度液体アルゴンをタンクローリ等により運搬する必要がない。そのため、運搬費を節約することができ、かつ、震災等で道路等のアクセスが遮断されたとしても、電気炉製鋼工場での製鉄が可能である。
【００１４】
そして、本発明の第２の要旨であるガス供給方法は、上記第１の要旨のガス供給設備を用いたガス供給方法であるため、上記のようにして、電気炉製鋼工場の用地内で、電気炉に供給する酸素ガスおよび精錬炉に供給する高純度アルゴンガスを得ることができる。そのため、その用地外から液体酸素および高純度液体アルゴンをタンクローリ等により運搬する必要がなく、運搬費を節約することができ、かつ、震災等で道路等のアクセスが遮断されたとしても、電気炉製鋼工場での製鉄が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のアルゴン製造設備の第１の実施の形態を模式的に示す構成図である。
【図２】本発明のアルゴン製造設備の第２の実施の形態を模式的に示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
つぎに、本発明の実施の形態を図面にもとづいて詳しく説明する。ただし、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。
【００１７】
図１は、本発明のガス供給設備の第１の実施の形態を示す構成図である。この実施の形態のガス供給設備の全体は、電気炉製鋼工場の同一用地内に設置されるものであり、電気炉での酸化溶解工程で使用する酸素ガスを製造する目的で上記用地内に設置されている圧力スイング吸着（ＰＳＡ）装置１（図示の左上端）を利用するものである。このＰＳＡ装置１で製造された酸素ガスには、アルゴンおよび窒素が少量含まれており、本発明のガス供給方法は、その酸素ガスから熱交換器（第１熱交換器３）（図示の左上端）を用いて液体酸素（第１液体酸素）を得て液体酸素タンク４（図示の右側）に貯留し、第１および第２精留塔５，６（図示の中央）を用いて高純度液体アルゴンを得て液体アルゴンタンク７に貯留し、必要に応じて気化させ、酸素ガスを電気炉２１（図示の右側）に、高純度アルゴンガスを精錬炉２２（図示の右側）に、それぞれ供給するものである。上記酸素ガスは、例えば、純度が９０体積％以上９５体積％以下程度であり、不純物としてアルゴンが４体積％以上５体積％以下程度、窒素が０体積％を超え６体積％以下程度含まれている。
【００１８】
すなわち、上記ガス供給設備は、上記ＰＳＡ装置１と、このＰＳＡ装置１により得られた上記酸素ガスを昇圧する酸素ガス圧縮機２と、この酸素ガス圧縮機２で昇圧された酸素ガスを液化する第１熱交換器３と、この第１熱交換器３に液体空気（寒冷）を導入する液化ユニット１１と、その第１熱交換器３で液化された酸素ガス（第１液体酸素）の一部を貯留する液体酸素タンク４と、その第１液体酸素の残部を深冷分離により第２液体酸素とアルゴンおよび窒素の混合ガスとに分離する第１精留塔５と、この第１精留塔５で分離生成された上記アルゴンおよび窒素の混合ガスを深冷分離により高純度液体アルゴンと窒素ガスとに分離する第２精留塔６と、この第２精留塔６で得られた高純度液体アルゴンを貯留する液体アルゴンタンク７と、上記第１精留塔５で得られた第２液体酸素で冷却される第２熱交換器８と、この第２熱交換器８ならびに上記第１および第２精留塔５，６を経由してその第１および第２精留塔５，６内の窒素を循環用窒素として循環させる窒素循環路９と、上記第１液体酸素等の流体の流路となる配管Ａ〜Ｐおよびその配管Ａ〜Ｐに設けられた減圧弁９ｂ，９ｃ，１０等とを備えている。そして、上記液体酸素タンク４から、第１液体酸素を必要に応じて第１蒸発器４ａで気化させて電気炉製鋼の電気炉２１に供給し、また、上記液体アルゴンタンク７から、高純度液体アルゴンを必要に応じて第２蒸発器７ａで気化させて電気炉製鋼の精錬炉２２に供給するようになっている。
【００１９】
より詳しく説明すると、上記酸素ガス圧縮機２は、上記ＰＳＡ装置１で得られた上記酸素ガスを昇圧させ、その状態で、その一部を、配管Ａにより、電気炉製鋼の電気炉２１に供給し、残部を、開閉弁１２を開けて配管Ｂに導き、上記第１熱交換器３に導入するようになっている。そして、その第１熱交換器３で、上記酸素ガスを液化して第１液体酸素にし、その一部を、配管Ｃにより、液体酸素タンク４に貯留し、残部を、配管Ｄにより、第１精留塔５に導入するようになっている。
【００２０】
上記第１および第２精留塔５，６は、それぞれ、上側の低圧塔部５Ａ，６Ａと、下側の高圧塔部５Ｂ，６Ｂとからなっている。上記上側の低圧塔部５Ａ，６Ａは、上記循環用窒素が循環途中に液体状態で一時溜まる液体窒素貯留室となっており、その内部に、下側の高圧塔部５Ｂ，６Ｂで気化したガスを冷却するコンデンサ５ａ，６ａを備えている。上記下側の高圧塔部５Ｂ，６Ｂは、その底部に、上記循環用窒素を通して液化するリボイラ５ｂ，６ｂを備えている。
【００２１】
上記第１精留塔５の高圧塔部５Ｂには、上記ＰＳＡ装置１で得られ上記酸素ガス圧縮機２で昇圧され上記第１熱交換器３で冷却されて生成した上記第１液体酸素が配管Ｄを経由して導入される。そして、第１精留塔５での精留により、上記第１液体酸素が高純度化し、第２液体酸素となって底部に溜まり、アルゴンおよび窒素の混合ガスの一部が配管Ｆを通って上記第２精留塔６の高圧塔部６Ｂの高さ方向の中間部に導入されるようになっており、残部は配管Ｅによりコンデンサ５ａを通って液化し、還流液として配管Ｇにより、第１精留塔５の高圧塔部５Ｂの上部に戻されるようになっている。上記第１精留塔５の高圧塔部５Ｂの底部に溜まった上記第２液体酸素は、配管Ｎを経て上記液体酸素タンク４に貯留される。
【００２２】
上記第２精留塔６の高圧塔部６Ｂには、先に述べたように、アルゴンおよび窒素の混合ガスが導入され、精留により、その混合ガス中のアルゴンガスが液化して高純度液体アルゴンとして底部に溜まり、配管Ｏを経由して液体アルゴンタンク７に貯留される。上記混合ガス中の窒素ガスの一部は、配管Ｈを経由してコンデンサ６ａに送られ、そこで冷却され、液体窒素となり、配管Ｊを経て還流液として高圧塔部６Ｂの上部に戻される。上記混合ガス中の窒素ガスの残部は、配管Ｉから取り出され、上記第２熱交換器８を冷却した後、排窒素ガスとして大気中に投棄される。
【００２３】
先に述べた窒素循環路９は、循環用窒素圧縮機９ａを備え、その取り込み側が上記第１および第２精留塔５，６の低圧塔部５Ａ，６Ａの上部と連通し、送出側が上記第１および第２精留塔５，６の高圧塔部５Ｂ，６Ｂの各リボイラ５ｂ，６ｂの取り込み側と連通している。そして、上記リボイラ５ｂ，６ｂの送出側は、配管Ｌによって上記第１および第２精留塔５，６の低圧塔部５Ａ，６Ａの上部空間と連通している。このようにして窒素循環路９が形成されている。そして、上記循環用窒素圧縮機９ａで昇圧された循環用窒素ガスは、配管Ｋにより、上記第２熱交換器８を通って、上記第１および第２精留塔５，６の高圧塔部５Ｂ，６Ｂの各リボイラ５ｂ，６ｂに導入されるようになっている。そして、各リボイラ５ｂ，６ｂを通った循環用窒素ガスは、液化された状態で、配管Ｌにより送られ、分岐し減圧弁９ｂ，９ｃを通って、上記第１および第２精留塔５，６の各液体窒素貯留室（低圧塔部５Ａ，６Ａ）に導入され、そこで溜まるようになっている。その低圧塔部５Ａ，６Ａ内のコンデンサ５ａ，６ａを冷却し気化して生成した循環用窒素ガスは、配管Ｍにより、合流され、再度、上記第２熱交換器８を通って、上記循環用窒素圧縮機９ａで昇圧されるようになっている。このようにして、上記循環用窒素が気体や液体の状態で循環するようになっている。
【００２４】
上記ガス供給設備を用いたガス供給方法は、つぎのようなものである。
【００２５】
定常運転時には、窒素循環路９において、気体状態の循環用窒素が、循環用窒素圧縮機９ａで、例えば０．９２ＭＰａＧ（「Ｇ」はゲージ圧であることを意味する。以下同様）程度に昇圧され、第２熱交換器８で、例えば−１６９℃程度まで冷却された状態で、配管Ｋにより第１および第２精留塔５，６の底部の各リボイラ５ｂ，６ｂに導入され、液化される。そして、各リボイラ５ｂ，６ｂを通った循環用窒素は、液化された状態で、配管Ｌにより合流した後に２つに分岐される。その一方は、減圧弁９ｂで、例えば０．３５ＭＰａＧ程度に減圧された状態で、第１精留塔５の液体窒素貯留室（低圧塔部５Ａ）に導入され、もう一方は、減圧弁９ｃで、例えば０．１０ＭＰａＧ程度に減圧された状態で、第２精留塔６の液体窒素貯留室（低圧塔部６Ａ）に導入される。その後、各液体窒素貯留室（低圧塔部５Ａ，６Ａ）で気化した循環用窒素は、配管Ｍにより、合流され、上記第２熱交換器８で加熱された後、上記循環用窒素圧縮機９ａで昇圧される。
【００２６】
ところで、ＰＳＡ装置１により得られた、アルゴンおよび窒素を少量含む酸素ガスは、定常運転時には、酸素ガス圧縮機２で、例えば０．６６ＭＰａＧ程度に昇圧される。そして、その一部は、従来と同様、配管Ａにより電気炉製鋼の電気炉２１に供給され、残部は、配管Ｂを通り、第１熱交換器３で、例えば−１５９℃程度まで冷却され、全体が液化され液体酸素（第１液体酸素）になる。そして、その第１液体酸素の一部は、配管Ｃを経て液体酸素タンク４に貯留され、残部は、配管Ｄにより第１精留塔５の高圧塔部５Ｂの高さ方向の中間部に導入される。そして、その導入された上記酸素ガスは、還流液（液体窒素と液体アルゴンの混合液）に接し、深冷分離により、第２液体酸素と、アルゴンおよび窒素の混合ガスとに分離される。ついで、第１精留塔５の高圧塔部５Ｂの上部から抜き出された、アルゴンガスと窒素ガスの混合ガスの一部は、配管Ｆを通り、減圧弁１０で、例えば０．１５ＭＰａＧ程度に減圧された状態で、第２精留塔６の高圧塔部６Ｂの高さ方向の中間部に導入される。そして、その導入された上記混合ガスは、還流液（液体窒素）に接し、深冷分離により、液体アルゴンと、窒素ガスとに分離される。ついで、その窒素ガスは、第２精留塔６の高圧塔部６Ｂの上部から抜き出され、その一部は、配管Ｈを通り第２精留塔６のコンデンサ６ａを経て上記還流液となり、配管Ｊにより上記高圧塔部６Ｂの上部に導入され、残部は、配管Ｉにより第２熱交換器８を通り、その第２熱交換器８で加熱され、排気される。
【００２７】
そして、第１精留塔５の高圧塔部５Ｂの底部から、高純度の液体酸素（第２液体酸素）が取り出され、配管Ｎにより取り出され、上記液体酸素タンク４に貯留される。また、第２精留塔６の高圧塔部６Ｂの底部から、高純度の液体アルゴンが、配管Ｏにより取り出され、液体アルゴンタンク７に貯留される。
【００２８】
そして、上記液体酸素タンク４から、第１液体酸素が必要に応じて第１蒸発器４ａで気化させて電気炉製鋼の電気炉２１に供給され、また、上記液体アルゴンタンク７から、高純度液体アルゴンが必要に応じて第２蒸発器７ａで気化させて電気炉製鋼の精錬炉２２に供給される。
【００２９】
図２は、本発明のガス供給設備の第２の実施の形態を示す構成図である。この実施の形態のガス供給設備は、上記第１の実施の形態（図１参照）において、液化ユニット１１に導入するガスを、別個に設けた窒素ガス製造用のＰＳＡ装置３０からの窒素ガスとしたものである。電気炉製鋼工場では、酸化防止用のシールガスや底吹き等で使用される窒素ガスを得るために、窒素ガス製造用のＰＳＡ装置３０が同一用地内に設置されている場合があり、この実施の形態は、そのような場合に有効である。それ以外の部分は、上記第１の実施の形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。
【００３０】
この実施の形態のように、液化ユニット１１に導入するガスを窒素ガスにすると、上記第１の実施の形態と比較して、液化ユニット１１内の上記窒素ガスの圧力および流量に変化はあるものの、上記第１熱交換器３を通って液化されてなる第１液体酸素の圧力および温度は、変化しない。このため、上記第１の実施の形態と同様にして、第１液体酸素および高純度液体アルゴンを得て液体酸素タンク４および液体アルゴンタンク７に貯留し、必要に応じて気化させて電気炉製鋼の電気炉２１および精錬炉２２に供給することができる。さらに、液化ユニット１１は、大気を導入する場合（第１の実施の形態）と比べ、酸素が含まれていないため、装置の酸化や摩擦熱に基づく爆発を防ぐことができる。
【００３１】
なお、各実施の形態で用いた上記液化ユニット１１は、市販品でも、本発明者らが作成した独創的な液化ユニットでもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、電気炉製鋼工場の同一用地内で液体酸素および高純度の液体アルゴンを得て、電気炉製鋼での酸化溶解工程で電気炉に酸素ガスを供給し、還元精錬工程で精錬炉に高純度アルゴンガスを供給することに利用することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１  ＰＳＡ装置
３  第１熱交換器
４  液体酸素タンク
５  第１精留塔
６  第２精留塔
７  液体アルゴンタンク
８  第２熱交換器
９  窒素循環路
１１  液化ユニット
【図１】
2014092342.tif 000003
【図２】
2014092342.tif 000004