(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも真空精錬炉、フィルターを用いた乾式集塵機、排気装置からなる真空精錬設備において、乾式集塵機下部に設置したダスト搬出用口の開閉自在の真空シール弁または真空シール蓋の外側に大気を実質的に遮断するシール用囲いを設置し、該囲い内に非酸化性ガスを導入するための管路および開閉弁と、該囲いからダストを搬出するための開閉自在の扉を設置したことを特徴とする真空精錬設備。
【請求項２】
少なくとも真空精錬炉、フィルターを用いた乾式集塵機、排気装置からなる真空精錬設備において、乾式集塵機下部に設置したダスト搬出用口の開閉自在の真空シール弁または真空シール蓋と、該真空シール弁または真空シール蓋の下側のダスト搬出補助装置との間を大気から遮断された密閉構造となし、密閉空間に非酸化性ガスを導入するための管路および開閉弁を設置したことを特徴とする真空精錬設備。
【請求項３】
少なくとも真空精錬炉、フィルターを用いた乾式集塵機、排気装置からなる真空精錬設備を用いて、該乾式集塵機を稼働させている真空排気期間中は、該乾式集塵機下部のダスト搬出用口の真空シール弁または真空シール蓋の外側を非酸化性ガスでシールすることを特徴とする真空精錬方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空転炉、真空取鍋脱ガス装置等による金属精錬に使用する真空精錬設備および真空精錬方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
真空排気装置にフィルター式、例えば濾布式の集塵装置を使用することは、例えば特開平６−１７１１５号公報等に記載されているように、既に行われている。しかし、真空排気装置にフィルター式集塵装置を使用する場合には、その性格上から炉から密閉状態で使用されるため、過剰空気の吸引がなく、炉内で非酸化のメタリック状態のダストが発生した場合には非酸化の状態のまま集塵装置に至る。その結果、濾布上に捕着された金属ダストは何らかの理由で侵入した空気中の酸素と反応して酸化発熱現象を生じ、フィルターが濾布の場合には濾布が損傷し、著しい場合には全焼損に至るという問題点を有する。また、フィルターがセラミックスの場合にも、ダスト自体が焼結し、フィルターの目詰まりを発生させる等、その本来の機能を損なう問題がある。
【０００３】
このような問題点に対し、特開平８−３６２７号公報には、可燃性物質がダストに含まれる場合に集塵機部をアルゴン、窒素で復圧あるいは逆洗することが示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この対策により、真空処理直後の復圧時の大気導入による濾布損傷は解決されるが、真空処理中のダスト搬出用口からの大気吸い込みに起因した濾布付着ダスト酸化による濾布損傷またはセラミックフィルターの目詰まり、フィルターから分離落下し集塵機下部に堆積したダストの酸化、焼結による機器損傷、ダスト搬出障害を防止する対策は何ら知られていない。即ち、ダスト搬出用口には真空シール用の何らかの弁または蓋等を設置して真空シールを行うが、ダストを通過させる機能上、ダストでシール性能が劣化しやく、真空精錬設備の他の部位に比べてリークが起きやすい。リーク量が著しく多い場合には、吸い込まれた空気中の酸素により真空処理中にフィルターの損傷を生じる。また、リーク量がフィルターを直接損傷させる程多くなくても、フィルターから分離落下して集塵機下部に残留しているダストを酸化させ、発熱による真空シール部の損傷や、ダストの焼結による搬出時の障害等を引き起こす問題が残されている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は以下の▲１▼〜▲３▼の通りである。
【０００６】
▲１▼  少なくとも真空精錬炉、フィルターを用いた乾式集塵機、排気装置からなる真空精錬設備において、乾式集塵機下部に設置したダスト搬出用口の開閉自在の真空シール弁または真空シール蓋の外側に大気を実質的に遮断するシール用囲いを設置し、該囲い内に非酸化性ガスを導入するための管路および開閉弁と、該囲いからダストを搬出するための開閉自在の扉を設置したことを特徴とする真空精錬設備。
【０００７】
▲２▼  少なくとも真空精錬炉、フィルターを用いた乾式集塵機、排気装置からなる真空精錬設備において、乾式集塵機下部に設置したダスト搬出用口の開閉自在の真空シール弁または真空シール蓋と、該真空シール弁または真空シール蓋の下側のダスト搬出補助装置との間を大気から遮断された密閉構造となし、密閉空間に非酸化性ガスを導入するための管路および開閉弁を設置したことを特徴とする真空精錬設備。
【０００８】
▲３▼  少なくとも真空精錬炉、フィルターを用いた乾式集塵機、排気装置からなる真空精錬設備を用いて、該乾式集塵機を稼働させている真空排気期間中は、該乾式集塵機下部のダスト搬出用口の真空シール弁または真空シール蓋の外側を非酸化性ガスでシールすることを特徴とする真空精錬方法。
【０００９】
本発明の基本思想は、リークを完璧に防止することは工業的には困難であるから、リークし易い場所の外側の雰囲気を非酸化性ガスにすることにより、リークがあっても内部のダストが酸化・発熱しないようにすることである。なお、リークとは、真空を形成する容器・ダクト等の継ぎ目部、外部との弁・バルブ部等で起きる外部からの意図しない大気吸い込みのことを意味する。
【００１０】
真空処理時に、リーク弁等乾式集塵機の他の部位・バルブ類に対して特にダスト搬出用口を重視して非酸化性ガスでシールするのは、次の二つの理由により真空シールが不完全となりやすく、リークが起きやすいためである。すなわち、第１の理由は、シール部へのダスト挟み込みにより密閉障害等が発生しやすいことであり、第２の理由は、ダストは磨耗性が大きいため磨耗によりシール部が劣化しやすいことである。
【００１１】
また、シール性が劣化した場合には、フィルターから落下したダストがダスト搬出用口近傍に存在しやすいため、例えばシール用のオーリングの熱劣化のように、ダスト酸化・発熱により機器損傷を引き起こし易い。さらに、ダストが酸化・発熱により互いに焼結して固まりとなると、真空処理終了後のダスト搬出の障害となりうる。
【００１２】
これらの理由により、特にダスト搬出用口の直外部を、真空処理中に非酸化性ガスでシールする必要がある。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明を具体的に説明する。
【００１４】
図３、４に真空シール弁、真空シール蓋の例を示す。真空シール弁１０は、通常の真空用ボール弁、バタフライ弁等何でも良く、また、真空シール蓋２４も真空シールができればよく、いずれもその形式や構造は問わない。従来は図３、４に示すように、この真空シール弁１０、真空シール蓋２４の外側（下側）は大気であり、真空シール部でリークすると吸引されるのは酸素を含む空気であった。
【００１５】
これに対し、本発明では図１に示すように、真空シール弁１０、真空シール蓋の外側（下側）を大気から遮断するためにシール用囲い３４を設置した。そして、ダストを乾式集塵機８からオフラインに持ち出すというダスト搬出用口１９の機能から、シール用囲い３４にはダスト搬出用口１９から搬出されたダストを外に搬出するための開閉自在の扉３３が必要である。
【００１６】
また、真空排気期間中にシール用囲い３４の中を非酸化性ガス雰囲気にするため、非酸化性ガスを導入するための管路２７が必要であり、非処理時・扉開放ダスト搬出時等のシールが必要ないときに非酸化性ガスを止めるための開閉弁２８が必要である。止めなくとも本発明の目的は達せられるが、コストを考慮すると工業的には必須といえる。
【００１７】
大気を実質的に遮断するというのは、シール用囲い３４は真空排気系統のように厳密に閉空間とする必要はなく、管路２７からの吹き込みガスにより、シール用囲い３４内の雰囲気の酸素濃度が数パーセント以下に抑制されれば十分であるということである。
【００１８】
また、非酸化性ガスとは、非酸化金属ダストと酸化反応を起こすことのない、窒素あるいはアルゴン等のガスを意味する。これは厳密に化学的な不活性元素ガスを意味するのではなく、実質的にダストの酸化反応を抑制できればよい。
【００１９】
図２には、ダスト搬出補助装置としてロータリー弁２６を備えた例を示す。なお、ダスト搬出補助装置というのは、この他スクリューコンベヤー等、ダストを搬出するための補助機器を広く意味する。即ち、以降の気送等のダスト輸送に好適なように切り出し速度を調整する等の目的で設置し、真空シールは有しない機器を総称してダスト搬出補助装置という。
【００２０】
従来は真空シール弁１０等とダスト搬出補助装置との間に非酸化性ガスを導入する機器・装置が無かった。本発明では、真空シール弁１０等とダスト搬出補助装置との間の空間を利用して、前記シール用囲いの代替として機能させ、ここに同様に非酸化性ガスを導入し、真空排気期間中に真空シール弁１０等の外側を非酸化性の雰囲気に置換・維持することを可能とする。
【００２１】
これら本発明の真空精錬設備等を使用して、乾式集塵機を稼働させている真空排気期間中に、乾式集塵機下部のダスト搬出用口の真空シール弁または真空シール蓋の外側を非酸化性ガスでシールするのが本発明の真空精錬方法である。なお、真空排気期間中とは、乾式集塵機内が外側の大気圧より減圧されている期間であり、この期間中にダスト搬出用口から大気が乾式集塵機内に吸引されうるから対象とする。
【００２２】
【実施例】
図１に示すような６０トンの真空精錬炉１でのスラグを含む溶鋼の酸化・還元精錬に本発明を実施した。乾式集塵機８はテトロン製の常用耐熱温度１３０℃の濾布をフィルター２０として用いたものである。
【００２３】
乾式集塵機８のダスト搬出用口１９には、真空シール弁１０として空圧駆動の真空用ボール弁を用いた。真空精錬後に復圧した後に毎回真空シール弁１０を開き、ダストを搬出した。
【００２４】
当初、比較例として真空シール弁１０の下側は図３に示すように大気開放として、ダスト受けボックス２２を設置したのみであった。その結果、乾式集塵機８下部のコニカル部３５で真空排気期間中に発熱し、また２０ｃｈ中３回はダストがコニカル部３５内で焼結し、処理後のダスト搬出が不可能となり、また濾布にも小豆大の開孔が発生した。
【００２５】
次に、図１に示すように、シール用囲い３４を真空シール弁１０の下に設置し、窒素ガスでシール用囲い３４内を置換して真空精錬を行った。酸素濃度計でシール用囲い３４内の酸素濃度を測定し、酸素濃度２％程度以下になるよう窒素流量を設定した。その結果、５０ｃｈ中、真空排気中のコニカル部３５の発熱および処理後の搬出不能はなかった。
【００２６】
さらに、図２に示すように、真空シール弁１０の下にロータリー弁２６を設置し、その間を連結する短管部に、窒素を供給する管路２７を設置した。真空排気中は管路２７から０．３Ｎｍ3 ／ｍｉｎの流量で窒素を流した。その結果、１０３ｃｈ中、真空排気中のコニカル部３５の発熱および処理後の搬出不能はなかった。
【００２７】
【発明の効果】
本発明により、濾布式フィルターの場合の焼損・孔空き、セラミック式フィルターの場合の目詰まり、乾式集塵機下部のダスト搬出用口関連装置等の発熱・損傷、ダストの乾式集塵機内焼結・搬出不能などのダストの空気酸化に起因する不都合を防止し、フィルターを用いた乾式集塵機を真空精錬に安定して使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の真空精錬設備を示す図である。
【図２】本発明の真空精錬設備を示す図である。
【図３】ダスト搬出用口の構造の例を示す図である。
【図４】ダスト搬出用口の構造の例を示す図である。
【符号の説明】
１    真空精錬炉
２    真空精錬炉蓋
３    上流側ダクト
５    下流側ダクト
６    排気装置
７    煙突
８    乾式集塵機
１０  真空シール弁
１８  溶鋼
１９  ダスト搬出用口
２０  フィルター
２１  アクチエーター
２２  ダスト受けボックス
２３  開閉シリンダー
２４  真空シール蓋
２６  ロータリー弁
２７  管路
２８  開閉弁
３０  非酸化性ガスホルダー
３３  扉
３４  シール用囲い
３５  コニカル部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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