(57)【要約】  耐久性に優れ、且つ、ダスト、スラグ、地金などの影響を受けずに安定したスカートの上下動が可能であり、メンテナンスの省力化及び生産性の向上を可能とする転炉排ガス処理装置を提供する。  転炉炉口（１１）と、この転炉炉口（１１）の上方に配置されたフード（２０）との間を、転炉炉口（１１）及びフード（２０）に対して昇降するスカート（３０）を介して接続する転炉排ガス処理装置であって、フード（２０）の内壁面の下端が、転炉炉口（１１）の開口縁よりも外側に配置され、スカート（３０）は、その上端部がフード（２０）の下端部を囲むように配置され、フード（２０）とスカート（３０）との間は、開放した構造とされており、フード（２０）とスカート（３０）との間には、最小幅で３０ｍｍ以上７０ｍｍ以下の隙間が設けられている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
転炉炉口の上方に配置されたフードと、前記フードの下部において前記転炉炉口に対して昇降可能なスカートを備える転炉排ガス処理装置であって、
前記フードは、上面視で、その内壁面の下端が、前記転炉炉口の開口縁よりも外側に配置され、
前記スカートは、その上端部が前記フードの下端部を囲むように配置され、
前記フードと前記スカートとの間には、前記フード内部と外気を連通させる隙間が設けられ、
前記隙間の最小幅は、３０ｍｍ以上７０ｍｍ以下であることを特徴とする転炉排ガス処理装置。
【請求項２】
前記フードと前記スカートとの重複長さが、１３５ｍｍ以上４００ｍｍ以下の範囲内とされていることを特徴とする請求項１に記載の転炉排ガス処理装置。
【請求項３】
前記スカートの外周面に、転炉の溶銑の酸素精錬時に発生するダストの安息角以上の傾斜角を有する傾斜面部が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の転炉排ガス処理装置。
【請求項４】
前記スカートは、スカート本体と、このスカート本体の外周側に配設された耐火物施工体と、を備えていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の転炉排ガス処理装置。
【請求項５】
前記スカート本体と前記耐火物施工体とが分割した構造とされていることを特徴とする請求項４に記載の転炉排ガス処理装置。
【請求項６】
前記スカートは、スカート本体と、このスカート本体の外周側に配設された水冷構造体と、を備えていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の転炉排ガス処理装置。
【請求項７】
前記スカート本体と前記水冷構造体とが分割した構造とされていることを特徴とする請求項６に記載の転炉排ガス処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製鐵所等において、転炉炉口の上方に配置されたフードとの間を、前記転炉炉口及び前記フードに対して昇降するスカートを介して接続するフードとスカート間の接続構造を有する排ガス処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、製鐵所等において、転炉内の溶銑を酸素精錬する際には、ＣＯガスを主成分とする高温・高粉塵の排ガスが多量に発生する。
この転炉排ガスを回収して処理するために、転炉炉口の上方には排ガス冷却器が配置されている。しかし、転炉は、溶銑の装入や溶鋼排出時には、転炉のトラニオン軸を回転中心として傾動する必要があり、転炉の回転半径内には固定した排ガス冷却器が設置できない。このため、通常は、転炉炉口と転炉排ガス処理設備のフードとの間には上下動可能なスカートが設置されている。【０００３】
従来のスカート周辺の一般的な構造について、図３を参照して説明する。なお、図３において、符号１１１で示される要素の左側が転炉の中心部（内部）であり、符号１１０で示される要素の右側が転炉の外周側に該当する。
このスカート１３０は、転炉１１０の炉口１１１と、炉口１１１の上方に配設されたフード１２０との間に設置されている。
そして、スカート１３０とフード１２０との間における外気の吸込みや排ガスの噴き出しを防止するために、スカート１３０と一体的に構成された水封ジャケット１３５に貯留された水封水１３６に、フード１２０と一体的に構成された固定床１２５に設置された仕切筒１２６を浸漬させ、スカート１３０とフード１２０との隙間からのガス漏洩を防ぐ構造となっている。【０００４】
ここで、転炉１１０の傾動を可能とし、且つ、溶銑の酸素精錬時は、炉口１１１とフード１２０との間の空隙を最少とするために、スカート１３０は、油圧シリンダー等の駆動装置１３４によって、フード１２０の外周に沿って上下動が可能な構造となっており、スカート１３０が上下動しても仕切筒１２６と水封ジャケット１３５及び水封水１３６により水封が維持されるように構成されている。
なお、図３において、符号１３１は、スカート１３０を冷却する冷却水を供給する冷却水給水ヘッダであり、符号１３２は、冷却水を排水する冷却水排水ヘッダである。符号１２１は、フード１２０を冷却する冷却水の冷却水給水ヘッダである。【０００５】
しかしながら、この水封構造は、溶銑の酸素吹錬中に炉内から発生するダストや飛散するスラグ及び地金が水封ジャケット１３５内に侵入してその底部に堆積し、スカート１３０を上限位置まで上昇することができなくなるという事態が発生する可能性がある。最悪の場合には、スカート１３０の上昇ができず、内部に溶鋼を収容した転炉１１０の傾動ができなくなるという問題や、水封水１３６を排水する排水配管(図示せず)の折損等により転炉炉下へ水封水が漏洩し、漏洩した前記水封水の水溜りに転炉炉口からの高温噴出物が接触して、水蒸気爆発が生じる危険性もある。【０００６】
そこで、水封ジャケット１３５に侵入したダスト、スラグ及び地金の排出及び固化防止や侵入防止を目的として、例えば特許文献１−３に開示されているように、種々の提案がなされている。【０００７】
例えば、特許文献１に開示された転炉排ガス処理設備におけるスカートのシール構造は、水封ジャケットが無い水冷構造のスカートを具備する。このシール構造は、転炉炉口上方のフードと、前記フードから外側に向かって張り出されたシール床と、前記シール床から垂下した水冷構造または耐火構造の円筒壁と、前記円筒壁と摺動可能な隙間を保持してスカート上端部に設置された円筒形のシール板とを具備しており、前記円筒壁と前記円筒形のシール板とでスカートとフードとの間をシールする。ここで、円筒壁と円筒形のシール板の隙間は小さいほど好ましく、接触面の高さを２００ｍｍ以上確保することが好ましいとされている。【０００８】
また、特許文献２においては、シールジャケットの底部にガスの気泡が含まれる洗浄水をシールジャケット内へ噴射するノズルを配設し、水あるいはガス噴出ノズルにより、シール水に旋回流を形成し、シール水にガスを吹き込んで攪拌し、ダストやスラグを洗い流すことによってこれらの堆積を防止する方法が提案されている。【０００９】
さらに、特許文献３においては、転炉の炉口縁からスカート水管壁のピッチ円までの水平距離を４００ｍｍ以上５００ｍｍ以下とし、炉口とシールジャケットの内側上端を結ぶ線よりもフードの水管下端が下にあることを特徴とする方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−３０２９３２号公報
【特許文献２】特開２００７−２６２５２５号公報
【特許文献３】特開２０１４−０７７１５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述の特許文献１においては、円筒壁と円筒形シール板の隙間への地金やスラグの差込みや、非水冷の円筒形シール板の熱変形により、スカート本体が昇降不能となるおそれがあった。また、耐久性に劣るなどの問題が有り、実用化されていないのが現状である。
また、特許文献２においては、その効果は十分ではなく、定期的に転炉の操業を停止してシールジャケットの清掃を行うことを余儀なくされ、生産性の低下を招いている。
さらに、特許文献３においては、シールジャケット底部へのダスト堆積を皆無化する方案ではないため、堆積したダスト清掃が必要となっている。【００１２】
以上のように、水封方式のシール方法では、シールジャケット内へのダストなどの堆積を防止できず、シールジャケットの清掃に伴う生産性の低下を余儀なくされるといった問題があった。
一方、水封方式以外のシール方法は、耐久性などの問題から未だ実用化されていないのが現状である。【００１３】
本発明は、前述した状況に鑑みてなされたものであって、耐久性に優れ、且つ、ダスト、スラグ、地金などの影響を受けずに安定したスカートの上下動が可能であり、メンテナンスの省力化及び生産性の向上を可能とする転炉排ガス処理装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明者らが鋭意検討し、転炉炉口から排出されるガス流れを流動解析した結果、フードとスカートとの間にシール構造を設けることもなく、フードとスカートとの間に隙間を設けてフード内部を外気に連通させたとしても、炉口圧力を外気の圧力と同じ圧力又は外気の圧力近傍の正圧に制御し且つ転炉炉口とフードとスカートの互いの位置関係を適正化することにより、転炉内への外気の流入及び転炉内ガスの流出を空気力学的に抑制する効果が得られ、スカートとフードとの間における外気の吸込みや排ガスの噴き出しを十分に抑制可能であるとの知見を得た。【００１５】
本発明は、上述の知見に基づいてなされたものであって、本発明に係る転炉排ガス処理装置は、転炉炉口の上方に配置されたフードと、前記フードの下部において前記転炉炉口に対して昇降可能なスカートを備える転炉排ガス処理装置であって、前記フードは、上面視で、すなわち、フードの中心線の上側から見たとき、その内壁面の下端が、前記転炉炉口の開口縁よりも外側に位置され、前記スカートは、その上端部が前記フードの下端部を囲むように配置されており、前記フードと前記スカートとの間には、前記フード内部と外気を連通させる隙間が設けられ、前記フード内部を外気に開放した構造を有する。そして、本発明に係る転炉排ガス処理装置は、前記隙間の最小幅が３０ｍｍ以上７０ｍｍ以下の範囲内とされていることを特徴としている。【００１６】
本発明に係る転炉排ガス処理装置によれば、前記フードと前記スカートとの間の構造は、シール機構が設けられておらず、開放した構造とされているので、水封方式のようにダスト、スラグ、地金などの影響を受けず、かつ、他のシール方法のように耐久性の問題も生じない。【００１７】
さらに、前記フードは、上面視で、その内壁面の下端が、前記転炉炉口の開口縁よりも外側に配置されるとともに、前記スカートは、その上端部が前記フードの下端部の外側を囲むように配置され、前記フードと前記スカートとの間には、前記フード内部と外気を連通させる隙間が設けられる。この隙間は、前記フードと前記スカートとの間の最小距離が３０ｍｍ以上７０ｍｍ以下になるように設けられている。前記フードと前記スカートの間のクリアランスの最小値をこのような範囲内に設定することによって、空気力学的な作用が生じ、スカートとフードとの間における外気の吸込みや排ガスの噴き出しを十分に抑制することが可能となる。【００１８】
ここで、本発明の転炉排ガス処理装置において、前記フードと前記スカートとの重複長さは、１３５ｍｍ以上４００ｍｍ以下の範囲内とされていることが好ましい。
この場合、前記フードと前記スカートとの鉛直方向の重複長さが、１３５ｍｍ以上４００ｍｍ以下の範囲内とされているので、スカートとフードとの間における外気の吸込みや排ガスの噴き出しをさらに十分に抑制することが可能となる。【００１９】
また、本発明の転炉排ガス処理装置においては、前記スカートの外周面に、転炉の溶銑の酸素精錬時に発生するダストの安息角以上の傾斜角を有する傾斜面部が形成されていることが好ましい。
この場合、スカートの外周面に、転炉の溶銑を酸素精錬時に発生するダストが付着して堆積することを抑制できる。【００２０】
さらに、本発明の転炉排ガス処理装置においては、前記スカートは、スカート本体と、このスカート本体の外周側に配設された耐火物施工体と、を備えていることが好ましい。
この場合、スカート本体と、このスカート本体の外周側に配設された耐火物施工体と、を備えているので、耐火物施工体によってスカート本体の熱劣化を抑制することが可能となる。【００２１】
また、本発明の転炉排ガス処理装置においては、前記スカート本体と前記耐火物施工体とが分割した構造とされていることが好ましい。
この場合、前記スカート本体と前記耐火物施工体とが分割した構造とされているので、スカート本体が熱膨張した場合であっても、耐火物施工体が破損することを抑制できる。【００２２】
さらに、本発明の転炉排ガス処理装置においては、前記スカートは、スカート本体と、このスカート本体の外周側に配設された水冷構造体と、を備えていることが好ましい。
この場合、スカート本体と、このスカート本体の外周側に配設された水冷構造体と、を備えているので、水冷構造体によってスカート本体を十分に冷却でき、スカート本体の熱劣化を抑制することが可能となる。【００２３】
また、本発明の転炉排ガス処理装置においては、前記スカート本体と前記水冷構造体とが分割した構造とされていることが好ましい。
この場合、前記スカート本体と前記水冷構造体とが分割した構造とされているので、スカート本体が熱膨張した場合であっても、耐火物施工体が破損することを抑制できる。
【発明の効果】
【００２４】
上述のように、本発明によれば、耐久性に優れ、且つ、ダスト、スラグ、地金などの影響を受けずに安定したスカートの上下動が可能であり、メンテナンスの省力化及び生産性の向上を可能とする転炉排ガス処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態である転炉排ガス処理装置の概略説明図である。
【図２】本発明の実施形態である転炉排ガス処理装置におけるフードとスカート間の接続構造の一例を示す説明図である。
【図３】従来の水封構造を有する転炉排ガス処理装置におけるフードとスカート間の接続構造の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に、本発明の実施形態である転炉排ガス処理装置について、添付した図面を参照して説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
図１に、本実施形態である転炉排ガス処理装置１の概略構成図を示す。
【００２７】
この転炉排ガス処理装置１は、転炉１０の上方に位置するフード２０と、転炉１０とフード２０とを密閉状態で接続するスカート３０と、転炉１０から排出された排ガスを冷却する排ガス冷却器２と、冷却された排ガスからダストを除去する１次集塵機３と、２次集塵機４と、を備えている。なお、２次集塵機４の下流側には、各種ガス処理装置が配設される。
そして、２次集塵機４には、フード２０内の炉口圧力を制御するダンパー５が配設されている。前記炉口圧力は、圧力検出端２３を用いて測定される。尚、図２において、前記圧力検出端２３はフード２０内に設けられているが、排ガス冷却器２内に設けても良い。
【００２８】
ここで、本発明の実施形態である転炉排ガス処理装置におけるフードとスカートとの接続構造について、図２に示す。なお、図２において、左側が転炉の中心部（内部）であり、右側が転炉の外周側に該当する。
本実施形態である転炉排ガス処理装置におけるフードとスカートの接続構造は、図２に示すように、酸素ガスを供給して溶銑の精錬を実施する転炉１０の炉口１１の上方には、精錬により転炉１０から発生する排ガスを回収するための転炉排ガス処理装置１のフード２０が設置されている。フード２０は水冷構造であり、冷却水給水ヘッダ２１から供給される冷却水によって内部冷却されている。フード２０の冷却水排水ヘッダはフード２０の上部に設置されているが、図２では省略している。
【００２９】
フード２０とシール床８は、サンドシールを介してＣＯガスのシールを行っているが、図２では省略している。
また、スカート３０の水管への冷却水は、シール床８のＣＯガスシール部を貫通して給排水管(図示せず)にて供給されている。
【００３０】
炉口１１とフード２０との間には、上下動可能なスカート３０がフード２０の外周方向全てに亘って設置されている。スカート３０の鉛直方向下部側の端部には冷却水給水ヘッダ３１が設置され、スカート３０の鉛直方向上部側の端部には冷却水排水ヘッダ３２が設置されている。
冷却水給水ヘッダ３１は、冷却水給水管（図示せず）に連結し、冷却水排水ヘッダ３２は冷却水排水管(図示せず)に連結している。
【００３１】
つまり、スカート３０は冷却水給水管を介して供給される冷却水によって内部冷却され、スカート３０を冷却した後の冷却水は冷却水排水管を介して排水される構造になっている。
スカート３０と冷却水給水管及び冷却水排水管は一体的に構成されており、スカート３０、冷却水給水管及び冷却水排水管の全てが、電動機や油圧シリンダーなどの駆動装置（図示せず）によって、スカート３０をフード２０との隙間に取り付けて、炉口１１の上方で上下動する構造となっている。
【００３２】
ここで、フード２０とスカート３０との間にはシール機構が設けられておらず、フード２０とスカート３０を境界として炉口１１側から外側の空間（以下、単に「外気」という。）に開放した構造とされており、フード２０とスカート３０との間には最小幅が３０ｍｍ以上７０ｍｍ以下の隙間が設けられている。
また、本実施形態においては、フード２０の下端２０ａからスカート３０の上端３０ｂとの鉛直方向の重複長さＬが、１３５ｍｍ以上４００ｍｍ以下の範囲内とされていることが好ましい。
【００３３】
さらに、本実施形態においては、スカート３０は、スカート本体３５と、このスカート本体３５の外周側に配設された耐火物施工体３６が配設されている。
なお、この耐火物施工体３６は、スカート３０の支持構造体３４の上に取り付けられている。
【００３４】
スカート３０の外周側に配設された耐火物施工体３６は。転炉１０内で発生するダスト及び転炉１０内からの飛来物が堆積し難い角度の傾斜面で形成されており、冷却水排水ヘッダ３２の上部でも炉内で発生するダスト及び炉内からの飛来物の付着・堆積が防止される。
耐火物施工体３６は、例えばアルミナ系不定形耐火物或いはマグネシア系不定形耐火物の流し込みや吹付施工などによって形成することができる。
なお、本実施形態においては、上述のように、スカート３０が、スカート本体３５と耐火物施工体３６とを備えており、これらスカート本体３５と耐火物施工体３６とが分割した構造とされている。
【００３５】
上述の構成とされた本実施形態である転炉排ガス処理装置においては、以下のようにして、溶銑の酸素精錬過程で発生する一酸化炭素ガスを主成分とする高温・高含塵量の排ガスを回収する。
【００３６】
溶銑の酸素精錬開始後、スカート３０を下限位置の近傍まで下降させた後に、圧力検出端２３を介して測定される炉口圧力を、転炉排ガス処理装置１の二次集塵器４のダンパー５または炉口圧力制御装置（図示せず）により、外気の圧力に対して、０Ｐａ以上約３０．０Ｐａ以下の正圧に制御することで、炉口１１とスカート３０の隙間と、フード２０とスカート３０間の隙間からの転炉１０から発生する排ガスの噴き出しが最小となり、高い濃度のＣＯガスを回収することが可能となる。
【００３７】
本発明によれば、上述のように、フード２０内が外気の圧力に対して０Ｐａから約３０．０Ｐａの範囲で正圧になっている場合、フード２０内の高流速のガス流れによってフード２０とスカート３０間の隙間に生じるエジェクター効果と、前記フード２０内圧力がほぼ釣り合って、フード２０とスカート３０間の隙間からの噴き出しが最小となる。
【００３８】
フード２０の内壁面が転炉炉口１１の開口縁よりも外周側に位置されるとともに、さらに、スカート３０がフード２０の外周側を囲むように配置され、フード２０とスカート３０との間が最も狭くなる箇所におけるフード２０とスカート３０間の距離（符号ｃｌ）で３０ｍｍ以上７０ｍｍ以下になるように、フード２０とスカート３０間にクリアランスを設けることによって、スカート３０とフード２０との間における外気の吸込みや排ガスの噴き出しを十分に抑制することが可能となる。
【００３９】
フード２０とスカート３０との間の最小距離（図２の符号ｃｌ）が３０ｍｍ未満の場合、炉口１１からフード２０を介して排ガス冷却器２内に流れ込む排ガスの流れによって生じる空気力学的な効果、すなわち、フード２０とスカート３０との間の隙間に外気に対して負圧を生じさせるエジェクト効果が強くなり、外気が前記隙間からフード２０とスカート３０の内側の空間に流入しやすくなる。更に、転炉で発生するダスト等により十分な隙間間隔を確保できず、スカートの上下移動が不可能となる。
また、フード２０とスカート３０との間の最小距離が７０ｍｍ超の場合、炉口１１から上昇する排ガスの一部がフード２０とスカート３０との間の隙間から外気に流出しやすくなる。
【００４０】
以上のような構成とされた本実施形態である転炉排ガス処理装置によれば、フード２０とスカート３０との間にはシール機構が設けられておらず、開放した構造とされているので、水封方式のようにダスト、スラグ、地金などの影響を受けず、かつ、他のシール方法のように耐久性の問題も生じない。
【００４１】
また、本実施形態である転炉排ガス処理装置が稼働している状態において、フード２０の下端２０ａからスカート３０の上端３０ｂ間の重複長さが、１３５ｍｍ以上４００ｍｍ以下の範囲内とした場合には、スカート３０とフード２０との間における外気の吸込みや排ガスの噴き出しをさらに十分に抑制することが可能となる。
【００４２】
図２に示された実施形態の転炉排ガス処理装置では、フード２０の外周壁が略垂直に形成されており、スカート３０が前記フード２０の外周壁に沿って平行に上下に移動する。スカート３０を最下限位置にして転炉排ガス処理装置を稼働させる場合、フード２０の下端２０ａからスカート３０の上端３０ｂ間の重複長さ（図２の符号Ｌ）は、前記スカートが最下限位置において、鉛直方向に１３５ｍｍ以上４００ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００４３】
さらに、本実施形態において、スカート３０の外周面に、転炉１０の溶銑の酸素精錬時に発生するダストが滑り出す限界の角度（「ダストの安息角」という。）以上の傾斜角の傾斜面部を有する耐火物施工体３６が形成されている場合には、スカート３０の外周面に、転炉１０の溶銑の酸素精錬時に発生するダストが付着して堆積することを抑制できる。
【００４４】
さらに、本実施形態において、スカート３０が、スカート本体と、このスカート本体の外周側に配設された耐火物施工体３６と、を備えている場合には、この耐火物施工体３６によってスカート本体の熱劣化を抑制することが可能となる。
また、本実施形態において、スカート本体と耐火物施工体３６とが分割した構造とした場合には、スカート本体が熱膨張した場合であっても、耐火物施工体３６が破損することを抑制できる。
【００４５】
以上、本発明の実施形態である本実施形態である転炉排ガス処理装置について具体的に説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００４６】
本実施形態においては、スカートの外周側に耐火物施工体を配設したものとして説明したが、これに限定されることはなく、耐火物施工体に代わって、水冷構造体を配設してもよい。水冷構造体を配設する場合においても、酸素精錬時に発生するダストの安息角以上の傾斜角の傾斜面部を有するものとすることが好ましい。また、スカート本体と水冷構造体とが分割した構造とすることが好ましい。
さらに、耐火物施工体及び水冷構造体を配設することなく、水冷配管からなるスカート本体のみで構成されたものであってもよい。
【実施例】
【００４７】
以下に、本発明の効果を確認すべく、本発明の転炉排ガス処理装置において、転炉排ガスの流動解析を行った結果について説明する。【００４８】
図１に示される転炉排ガス処理装置を用いて、表１に示すように、図２に示されるフードとスカートの接続構造において転炉炉口とフードとスカートとの位置関係を種々設定して、本発明例１〜７及び比較例１〜１３のフードとスカートの接続構造を作製した。
そして、本発明例１〜７及び比較例１〜１３について、炉口圧力を変更することにより、ガスの流動解析を実施した。その結果を表１に示す。【００４９】
表１の「排ガス噴き出し量」は、ガス冷却器２内に回収される排ガス量（ｍ３Ｎ／ｈ）（Ｚ）、炉口１１とスカート３０の隙間から吹き出す排ガス量（Ｘ）（ｍ３Ｎ／ｈ）及びフード２０とスカート３０との間の隙間から吸い込まれた外気の量又は噴き出した排ガス量（Ｙ）（ｍ３Ｎ／ｈ）を解析により各々計算し、以下の式１により算出した値である。なお、排ガスの噴き出し量の欄において、「＋」は噴き出し、「−」は吸い込みを示す。【００５０】
排ガス噴き出し量（％）＝Ｙ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）・・・式１【００５１】
【表１】
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【００５２】
比較例１、２のフードとスカートの接続構造（以下、「フードとスカートの接続構造」を単に「接続構造」という。）は、転炉炉口の内径がフード下端の内径よりも小さく、フードとスカートとの隙間の最小値が３０ｍｍ未満である。このような構造の場合、フード２０とスカート３０との間の隙間からの外気の吸い込み量が大きく、炉口圧力を２５．５Ｐａにすると、排ガスの噴き出し量（％）が−５．０％に達する。これに対して、本発明例１、２の接続構造は、炉口圧力を２５．５Ｐａにしても、排ガスの噴き出し量（％）は−５．０％未満のままである。【００５３】
比較例３、４の接続構造は、転炉炉口の内径がフード下端の内径よりも小さく、フードとスカートとの隙間の最小値が７０ｍｍ超である。このような構造の場合、フード２０とスカート３０との間の隙間からの排ガスの噴き出し量が大きく、炉口圧力を２５．５Ｐａにすると、排ガスの噴き出し量（％）が５．０％を超過する。これに対して、本発明例６、７の接続構造は、炉口圧力を２５．５Ｐａにしても、排ガスの噴き出し量（％）は５．０％未満のままである。【００５４】
転炉炉口の内径がフード下端の内径よりも大きい比較例５−１３の接続構造においては、炉口圧力（Ｐａ）を同一とする条件下において、フードとスカートの内壁との間の最小距離（表１の「フードとスカートとの隙間の最小値」）を拡大するに従い、フード２０とスカート３０との間の隙間からの排ガスの噴き出し量が多くなった。また、前記排ガスの噴き出し量は、炉口圧力が高くなるにつれて多くなっていることが確認される。このように、転炉炉口の内径がフード下端の内径よりも大きい比較例５−１３の接続構造においては、転炉内への外気の流入及び転炉内ガスの流出を空気力学的に抑制する効果が少なくとも明らかには見出すことができない。【００５５】
これに対して、転炉炉口の内径がフード下端の内径よりも小さい本発明例１−７においては、前記フードと前記スカートとの間の最小距離を３０ｍｍ〜７０ｍｍにすることによって、フード２０とスカート３０との間の隙間からの排ガスの噴き出し量が±５．０％未満に抑制される。特に、本発明例３〜５の接続構造では、炉口圧力を変えることによって、転炉内への外気の流入から転炉内ガスの流出へと変化しており、且つ、排ガスの噴き出し量が±２．０％未満であるので、炉口からフードを介して排ガス冷却器内に流れ込む排ガスの流れとフードとスカートとの間の隙間との空気力学的な作用を利用する本発明の効果が明確に現れている。【００５６】
以上のことから、本発明例によれば、転炉炉口とその炉口の上方のフードとの間に設置され、溶銑の酸素精錬中に排ガスの外気への流出及び排ガス中への外気の巻き込みを防止するために設置されるスカートと前記フードとの隙間の構造を、耐久性に優れ且つダスト、スラグ、地金などの影響を受けずに安定したスカートの上下動と、メンテナンスの省力化及び生産性の向上を可能とするために、水封の無いスカート構造を提供可能であることが確認された。
【符号の説明】
【００５７】
１０  転炉
１１  炉口
２０  フード
３０  スカート
３５  スカート本体
３６  耐火物施工体
【図１】
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【図２】
2020022460.tif 000005
【図３】
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【国際調査報告】
2020022460.tif 000007
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