(57)【要約】      （修正有）【課題】水蒸気、金属ヒューム及び排ガスを効果的に捕集することが可能なスラグ水砕設備の局所排ガス集塵装置を提供する。【解決手段】熔錬炉又は錬かん炉においてマットと分離されたスラグ２３を水の満たされたピット２２に導入して水砕して水砕スラグを生成するスラグ水砕設備２に適用される局所集塵装置１は、集塵フード３２を備え、この集塵フード３２は、ワイヤロープ１４Ａ，１４Ｂ及びドラム１５によって昇降可能にして、ピット２２のスラグ２３の導入場所の上方を覆うようにして設置されている。集塵フード３２は、テレスコピック構造による伸縮ダクト３１に連結されると共に、天板部３２１及びこの周辺から垂下させた傘板部３２２及び可撓性を有するカーテン３２３を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熔錬炉又は錬かん炉においてマットと分離されたスラグを冷却する冷却用水が満たされたピット内に導入して水砕するスラグ水砕設備に配置される局所排ガス集塵装置において、
周縁部に傘板部が吊下されると共に、前記ピットの所定箇所に投入される前記スラグによって水蒸気、金属ヒューム及び排ガスが主として発生する範囲を覆う大きさに形成された集塵フードと、
下端側は前記集塵フードと連結され、上端側は排気ダクトに連結されると共に、テレスコピック構造によって伸縮可能に形成された伸縮ダクトと、
前記伸縮ダクトを伸縮させることにより前記集塵フードを昇降させる駆動機構と、
を備えて構成されてなることを特徴とするスラグ水砕設備の局所排ガス集塵装置。
【請求項２】
請求項１に記載のスラグ水砕設備の局所排ガス集塵装置において、
前記集塵フードの前記傘板部は、その一部が外部からの衝撃による破壊を防止するために可撓性を有するカーテン式とされていることを特徴とするスラグ水砕設備の局所排ガス集塵装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のスラグ水砕設備の局所排ガス集塵装置において、
前記集塵フードは、傘状をなし、その中心部に伸縮ダクトの下端が連結されていることを特徴とするスラグ水砕設備の局所排ガス集塵装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のスラグ水砕設備の局所排ガス集塵装置において、
前記集塵フードの昇降をガイドすると共に、前記集塵フードの水平方向への揺れを抑制する昇降ガイドを備えていることを特徴とするスラグ水砕設備の局所排ガス集塵装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載のスラグ水砕設備の局所排ガス集塵装置において、
前記駆動機構は、
前記集塵フードに下端が取り付けられた少なくとも一対のワイヤロープと、
前記ワイヤロープの上端を巻き取り／巻き戻しをするドラムと、
前記集塵フードが昇降するように前記ドラムを回転駆動する電動式の駆動源と、
前記集塵フードの高さ位置を計測するマイクロウエーブ式レベルセンサであって、マイクロ波の進行方向に対して垂直となるようにして前記集塵フードの天井部に設けられた反射板によって前記マイクロ波を反射させることによってその高さ位置を計測するレベルセンサと、
を備えてなることを特徴とするスラグ水砕設備の局所排ガス集塵装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載のスラグ水砕設備の局所排ガス集塵装置において、
前記集塵フードと前記伸縮ダクトとは別体とされ、前記集塵フードの上部に設けられた挿入部を前記伸縮ダクトの内側に所定の遊びを設けて挿入すると共に、前記挿入部が前記伸縮ダクトから抜け出すことがない状態で連結部材によって前記集塵フードと前記伸縮ダクトを連結したことを特徴とするスラグ水砕設備の局所排ガス集塵装置。
【請求項７】
請求項１から５のいずれか１項に記載のスラグ水砕設備の局所排ガス集塵装置において、
前記集塵フードと前記伸縮ダクトとは別体とされ、前記伸縮ダクトと前記集塵フードとの間を可撓性を有するシート状のスカートで覆うか又はフレキシブルパイプで連結したことを特徴とするスラグ水砕設備の局所排ガス集塵装置。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スラグ水砕設備より発生する水蒸気、金属ヒューム及び排ガスを浄化し、系外へ排出するためのスラグ水砕設備の局所排ガス集塵装置に関し、特に、スラグを水砕したときに発生する水蒸気、排ガス及び金属ヒュームを効率よく排出するための集塵フードを備えたスラグ水砕設備の局所排ガス集塵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
銅、鉛、亜鉛及びニッケル等の非鉄金属の製錬過程においては、熔錬炉中の製錬反応によって不純な金属硫化物の混合物であるマット及び非金属組成の滓であるスラグが生成する。マット及びスラグは、分離して熔錬炉から排出される。例えば、銅の製錬プロセスでは、硫化銅鉱の精鉱を溶鉱炉、反射炉、自溶炉等の熔錬炉に装入し、加熱溶融して銅分の多いマットと、鉄、珪酸を主成分とするスラグとを生成し、これらを種類別に分けて排出する。マットは転炉で酸化吹錬することにより粗銅となる。また、分離されたスラグには僅かながら銅が含まれているためこれをさらに錬かん炉においてマットとして分離する。錬かん炉から排出されるスラグはカラミピットへ排出され、水によって水砕処理した後、埋め立て等で処分し或いは土木資材等にして有効利用が図られる。
【０００３】
熔錬炉や錬かん炉から排出される高温のスラグの水砕工程では多量の水蒸気、金属ヒューム及び排ガスを発生する。そのため、それらを処理雰囲気から排除する必要がある。そこで、ピット（水砕槽）の上部に傘状の集塵フードを設けて排気ダクトへ導き、更に集塵機へ導いて浄化し、系外へ放出されている。
【０００４】
スラグ水砕時に発生する排ガスの処理に関しては、特許文献１に示す方法が知られている。この方法は、溶鉱炉から排出された溶滓に水を与えて水砕処理した際に生成されて混入するＨ２ＳガスやＳＯ２ガスを除去するものであり、具体的には、Ｈ２ＳガスやＳＯ２ガスを含んだ排ガスに冷却水を散布して冷却することにより該排ガスの温度を低下させると共に排ガス中の水蒸気を凝縮させ、その凝縮水を分離して該排ガスを飽和状態とし、その後に該排ガス中に浮遊する微細な水滴を除去して飽和蒸気のガス体とし、該ガス体を溶鉱炉に帰還し含有されるＨ２ＳガスやＳＯ２ガスを該溶鉱炉内で脱硫反応によって滓化するようにしたことを特徴としている。そして、排ガス中に浮遊する微細な水滴を除去して飽和蒸気のガス体とする手段として、湿式電気集塵機が挙げられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２４５２４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来のスラグ水砕設備における集塵フードは、集塵フードをピットの上方の空間に固定して設置しているのみであるため、水蒸気、金属ヒューム及び排ガスが十分に捕集されないという問題がある。この点、集塵フードをピットの全面を覆うような大きさして設置することも考えられるが、そのような構成では無駄にフリーエアを吸い込むと共に、後流機器のスペックが大きくなって建設コストが嵩むという問題がある。
【０００７】
一方、ピットの近傍には水砕スラグの出荷設備があり、水砕処理のインターバル中に油圧ショベルによって水砕スラグを図示しないバケットエレベーターに移載して回収を行っており、この作業を妨げることがないよう水砕スラグの回収作業中は油圧ショベルの作業範囲から集塵フードを逃す必要がある。また、スラグの回収作業中における油圧ショベルのバスケットの衝突による外部からの衝撃による集塵フードの損壊を防止する機構を設ける必要もある。
【０００８】
そこで、本発明は、かかる問題点に鑑みなされたもので、水蒸気、金属ヒューム及び排ガスをできるだけ小さな集塵フードによって水蒸気、金属ヒューム及び排ガスを効果的に捕集することができるスラグ水砕設備の局所排ガス集塵装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、ピット内で冷却されたスラグの掻き出し作業を妨げることがないスラグ水砕設備の局所排ガス集塵装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために請求項１に記載の発明は、熔錬炉又は錬かん炉においてマットと分離されたスラグを冷却する冷却用水が満たされたピット内に導入して水砕するスラグ水砕設備に配置される局所排ガス集塵装置において、周縁部に傘板部が吊下されると共に、ピットの所定箇所に投入されるスラグによって水蒸気、金属ヒューム及び排ガスが主として発生する範囲を覆う大きさに形成された集塵フードと、下端側は集塵フードと連結され、上端側は排気ダクトに連結されると共に、テレスコピック構造によって伸縮可能に形成された伸縮ダクトと、伸縮ダクトを伸縮させることにより集塵フードを昇降させる駆動機構とを備えて構成されてなることを特徴とする。
【００１０】
上記課題を解決するために請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載のスラグ水砕設備の局所排ガス集塵装置において、集塵フードの傘板部は、その一部が外部からの衝撃による破壊を防止するために可撓性を有するカーテン式とされていることを特徴とする。
【００１１】
上記課題を解決するために請求３に記載の本発明は、請求項１又は２に記載のスラグ水砕設備の局所排ガス集塵装置において、集塵フードは、傘状をなし、その中心部に伸縮ダクトの下端が連結されていることを特徴とする。
【００１２】
上記課題を解決するために請求項４に記載の本発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載のスラグ水砕設備の局所排ガス集塵装置において、集塵フードの昇降をガイドすると共に、集塵フードの水平方向への揺れを抑制する昇降ガイドを備えていることを特徴とする。
【００１３】
上記課題を解決するために請求項５に記載の本発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載のスラグ水砕設備の局所排ガス集塵装置において、駆動機構は、集塵フードに下端が取り付けられた少なくとも一対のワイヤロープと、ワイヤロープの上端を巻き取り／巻き戻しをするドラムと、集塵フードが昇降するようにドラムを回転駆動する電動式の駆動源と、集塵フードの高さ位置を計測するマイクロウエーブ式レベルセンサであって、マイクロ波の進行方向に対して垂直となるようにして集塵フードの天井部に設けられた反射板によってマイクロ波を反射させることによってその高さ位置を計測するレベルセンサとを備えてなることを特徴とする。
【００１４】
上記課題を解決するために請求項６に記載の本発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載のスラグ水砕設備の局所排ガス集塵装置において、集塵フードと伸縮ダクトとは別体とされ、集塵フードの上部に設けられた挿入部を伸縮ダクトの内側に所定の遊びを設けて挿入すると共に、挿入部が伸縮ダクトから抜け出すことがない状態で連結部材によって集塵フードと伸縮ダクトを連結したことを特徴とする。
【００１５】
上記課題を解決するために請求項７に記載の本発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載のスラグ水砕設備の局所排ガス集塵装置において、集塵フードと伸縮ダクトとは別体とされ、伸縮ダクトと集塵フードとの間を可撓性を有するシート状のスカートで覆うか又はフレキシブルパイプで連結したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係るスラグ水砕設備の局所排ガス集塵装置によれば、スラグが投入されるピットのうち、水蒸気、金属ヒューム及び排ガスが発生する範囲のみを覆う集塵フードを設けたので水蒸気、金属ヒューム及び排ガスを効率的に捕集することができるという効果がある。
【００１７】
また、集塵フードをテレスコピック構造を備えた伸縮ダクトによる昇降式としたので、設置コストを抑えることができると共に、集塵フードの傘板部に一部を可撓性を有するカーテン式としたので油圧ショベル等のバケットが接触したとしても直ちに破壊や変形を生じさせることがないため水砕スラグの排出作業を容易かつ安全に実施できるという効果がある。
【００１８】
また、集塵フードと伸縮ダクトを別体とし、集塵フードの上部に設けられた挿入部を伸縮ダクトの内側に所定の遊びを設けて挿入することとしたので集塵フードや伸縮ダクトの変形や捻れなどによって伸縮ダクトの昇降が妨げられることがなく、モータ等の駆動機構に負荷を与えることを防止することができるという効果がある。さらに、それぞれ別体とした伸縮ダクトと集塵フードとの間を可撓性を有するシート状のスカートで覆うか又はフレキシブルパイプで連結することによっても同様の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る局所排ガス集塵装置の好ましい一実施形態及びスラグ水砕設備を示す構成図である。
【図２】図１に示す局所排ガス集塵装置の斜視図である。
【図３】図１に示す局所排ガス集塵装置の平面図である。
【図４】本発明に係る局所排ガス集塵装置の制御系を示すブロック図である。
【図５】伸縮ダクトを構成する円筒体を示す図である。
【図６】（ａ）（ｂ）は、集塵フードと伸縮ダクトを別体とした実施形態における部分側面図である。
【図７】（ａ）は集塵フードと伸縮ダクトの間をスカートで覆った実施形態における部分側面図、（ｂ）はフレキシブルパイプで連結した実施形態を示す部分側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係るスラグ水砕設備の局所排ガス集塵装置について、好ましい一実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２１】
［排ガス集塵装置の構成］
初めに、図１は本発明に係る局所排ガス集塵装置の好ましい一実施形態及びスラグ水砕設備を示す構成図、図２は図１の背面方向から見た排ガス集塵装置の斜視図である。図示された局所排ガス集塵装置１を備えたスラグ水砕設備２は、概略として、錬かん炉２１と、冷却水が所定のレベルに貯えられ、錬かん炉２１から排出されたスラグ２３が導入されるピット２２と、錬かん炉２１から排出されたスラグ２３をピット２２へ導くスラグ樋２４と、湿式電気集塵機１８を備えている。
【００２２】
［排ガス集塵装置の構成］
上記したスラグ水砕設備２において、局所排ガス集塵装置１は、図３に示すようにピット２２の上部側の一部を覆うようにして配置されている。すなわち、局所排ガス集塵装置１は、概略として、スラグ２３が投入される近傍のピット２２の上方に昇降自在に設置される集塵フード３２と、下端側が集塵フード３２に連結されたテレスコピック構造の伸縮ダクト３１と、伸縮ダクト３１の上端側に連結された排気ダクト１２と、排気ダクト１２に配設されて集塵フード３２によって捕集した水蒸気、金属ヒューム及び排ガスを除去する湿式電気集塵機１８と、湿式電気集塵機１８の後流に配置された排気ファン１３と、一対のワイヤロープ１４Ａ，１４Ｂの巻き上げ／巻き戻しすることによって集塵フード３２を昇降させるドラム１５と、ドラム１５の回転軸に連結された減速機１６と、減速機１６を駆動するモータ１７と、排気ダクト１２からの水蒸気中の金属ヒュームを除去して排ガス１９を排出すると共に水蒸気の回収に基づく排水２０を排出する湿式電気集塵機１８とを備えている。尚、減速機１６とモータ１７については一体型のサイクロ減速機を用いることもできる。
【００２３】
また、局所排ガス集塵装置１は、集塵フード３２の上面位置を測定するレベルセンサ３と、レベルセンサ３の計測結果に基づいてモータ１７の動作を制御する制御装置４を備えている。レベルセンサ３は、集塵フード３２の上方に固定設置されており、水蒸気等による影響を受けにくいマイクロ波による送信パルス信号を後述する天板部３２１の上面に向けて送信し、天板部３２１の上面に当たって反射してくる受信パルス信号を受信して制御装置４へ出力するように構成されている。レベルセンサ３は常時作動しており、集塵フード３２の位置を常時監視している。また、制御装置４にはモータ１７や減速機１６の動作異常等に対する各種の警報を発する機能を付設することもできる。ここで、集塵フード３２の傘型の形状をした天板部３２１の上面には、レベルセンサ３から発せられる送信パルスを反射するための反射板１１がマイクロ波の進行方向に対してほぼ垂直な面となるように設置されている。尚、反射板１１は、マイクロ波を反射できる板であればよく、本発明のような酸性ガスを含有する設備で使用する場合、酸性ガスによる腐蝕のことを考慮すれば、ＳＵＳ製金属板などを用いることが好ましい。
また、制御装置４は、送信パルス信号及びレベルセンサ３からの受信パルス信号に基づいて集塵フード３２の位置（高さ）を算出し、集塵フード３２の位置制御や各種の警報を発するものである。集塵フード３２は、ワイヤロープ１４Ａ，１４Ｂによって吊り下げ支持されているため、昇降時等にブランコのように水平方向に移動し易くなる。そのため、集塵フード３２の近傍には、図２に示すように、集塵フード３２の昇降をガイドする昇降ガイド５を設け、集塵フード３２が昇降ガイド５に案内されて昇降するように構成されている。これにより昇降時における集塵フード３２の揺れが防止される。
【００２４】
［集塵フードの構成］
集塵フード３２は、図１及び図２に示すように、テレスコピック構造をした伸縮ダクト３１と連結され、伸縮ダクト３１はさらに排気ダクト１２と連結されている。油圧ショベルによる作業を行うときには伸縮ダクト３１を動かして集塵フード３２を所定位置まで巻き上げ、スラグの水砕処理を行うときにはピット２２の近傍まで下降させて水蒸気、金属ヒューム及び排ガスの捕集を行う。伸縮ダクト３１は、例えば、ステンレス（ＳＵＳ）を円筒状に丸めた筒状体を４段（例えば、長さ２３００ｍｍ×４）に入れ子式に配置して伸縮可能にしたものである。各円筒体は同軸で内径サイズが僅かに異なる４つ円筒体からなり、各円筒体の上部側及び下部側には抜け止め突起がそれぞれ設けられ、伸縮ダクト３１を伸縮させた際に隣接して配置された円筒体の抜け止め突起と互いに当接して円筒体が抜けないようになっている。すなわち、図５に示すように、円筒体３１１の外側に円筒体３１２が配置され、円筒体３１２の外側にはさらに円筒体３１３が配置され、各円筒体３１１〜３１３には、抜け止め突起３１１ａ、３１２ａ、３１２ｂ、３１３ｂが設けられており、所定の長さまで伸びると各抜け止め突起３１１ａ、３１２ａ、３１２ｂ、３１３ｂが当接して円筒体３１１〜３１３は互いに抜け出ることがない。また、各抜け止め突起３１１ａ、３１２ａ、３１２ｂ、３１３ｂと各円筒体３１１〜３１３の表面との間には所定の隙間が設けられており、スムーズな昇降を可能としている。
【００２５】
また、集塵フード３２は、図３に示すように、その平面形状は略四角形とされる共に、スラグ２３の投入される部分の角部がカットされた形状をしており、全体として傘状とされた天板部３２１と、天板部３２１の周縁部から吊下されて配置された板状の傘板部３２２（本実施形態では４枚からなる）を備えている。集塵フード３２は、ピット２２の開口面積を全面に覆うのではなく、ピット２２の所定箇所に投入されるスラグ２３によって水蒸気、金属ヒューム及び排ガスが主として発生する範囲を覆う大きさとされている。具体的には、ピット２２の面積の約２５〜４５％の面積を有するような大きさに形成されている。傘板部３２２は、スラグ２３が投入される部分には設けられておらず、また、スラグ２３をピット２２から取り出すための油圧ショベル（図示せず）のバケットが出し入れされる側の傘板部３２２は、図２に示すように、可撓性を有するシート部材によって形成されたカーテン３２３となっており、図示しない油圧ショベルのバケットの接触によっても変形又は破壊されないようになっている。なお、集塵フード３２の天板部３２１及び傘板部３２２は、例えばステンレス材によって形成されているが、カーテン３２３は耐熱性を有するシート部材で構成することが好ましい。
【００２６】
ここで、集塵フード３２と伸縮ダクト３１の他の実施形態を示す。図６は集塵フード３２と伸縮ダクト３１を別体とした実施形態における部分側面図である。図示された集塵フード３２は、天板部３２１に円筒状の挿入部３２５が設けられ、この挿入部３２５を伸縮ダクト３１の内側に挿入した状態で伸縮ダクト３１と連結されている。そして、挿入部３２５の外側面と伸縮ダクト３１との内側面との間には所定の幅の遊びが設けられており、集塵フード３２と伸縮ダクト３１との間で生じる少々の変形を許容できるようになっている。そして、挿入部３２５が伸縮ダクト３１から抜け出すことがない状態で連結部材３２７によって集塵フード３２と伸縮ダクト３１が連結されている。連結部材３２７はＳＵＳ製のチェーン部材であり、集塵フード３２の天板部３２１の所定箇所に設けられた複数の取付具３２８と伸縮ダクト３１の外周面の所定箇所に設けられた取付具３２９との間を連結するようにして取り付けられている。
【００２７】
このように構成したのは、集塵フード３２と伸縮ダクト３１は高温のスラグ２３を冷却する際に発生する水蒸気、金属ヒューム及び排ガスに常に晒される過酷な条件の下で稼動されていると共に、図示しないバケットエレベーターに油圧ショベルでスラグ２３を移載する際に油圧ショベルのバケットが集塵フード３２と接触する可能性もある。集塵フード３２や伸縮ダクト３１が変形した状態で伸縮させるとモータ１７に過度の負荷を与えモータ１７が停止してしまうことがある。この点、集塵フード３２と伸縮ダクト３１を本実施形態のように形成することでそのような自体を防止することができるからである。尚、挿入部３２５を円筒状ではなく、上部側の径が次第に狭くなった円錐形の筒状体とすることもできる。このように構成した場合には、集塵フード３２が伸縮ダクト３１に対して傾斜したとしても挿入部３２５の上部が伸縮ダクト３１の内側面に接触するのを防止できるので伸縮ダクト３１の変形や損傷を回避することが可能となる。
【００２８】
また、上記の実施形態の他、図７（ａ）に示すように、それぞれ別体とされた集塵フード３２と伸縮ダクト３１との間を挿入部３２５を設けることなく、間を開けた状態で配置し、集塵フード３２と伸縮ダクト３１との間を可撓性を有するシート状のスカート３３０で覆うようにして構成することもできる。さらに、図７（ｂ）に示すように、集塵フード３２と伸縮ダクト３１との間をフレキシブルパイプ３３１で連結することによっても集塵フード３２と伸縮ダクト３１との間の変形や損傷を回避することができる。この場合、スカート３３０及びフレキシブルパイプ３３１は、耐熱性及び耐腐食性のある素材、例えば、合成ゴムや合成樹脂などを用いて形成するとよい。
【００２９】
［制御装置の構成］
次に、集塵フード３２を昇降させる制御装置４の構成について説明する。図４に示すように、制御装置４は、概略として、マイクロ波の送信パルス信号をレベルセンサ３へ出力すると共にレベルセンサ３からの信号が入力される送受信部４１と、送受信部４１からの受信パルス信号に基づいて、例えば、送信パルス信号の発生時点から受信パルス（反射パルス）信号までの時間に基づいて集塵フード３２の位置（高さ）を算出し、集塵フード３２を予め設定した高さ位置へ昇降するようにモータ１７を駆動する制御や、予め設定した高さ位置を超過したときや制御指令に対して被制御側が反応しなかったときに警報を発する制御などを実行する制御部４２と、各制御についての設定を行うと共に、制御の実行の状態、警報内容等を表示するタッチパネルを備えた操作表示部４３と、運転状態及び警報状態を監視する中央監視装置４４と、制御装置４の各部に交流電力を供給する電源部４５とを備えている。制御部４２は、例えば、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller ）、ＤＣＳ（Distributed Control System）等を用いて光通信によってデータ処理が行われる。尚、各制御はメモリ等の記憶媒体に格納されたプログラムによって実行される。
【００３０】
［湿式電気集塵機の構成］
湿式電気集塵機１８は、例えば、放電極と集塵極の間に高電圧を与えてコロナ放電させてガス中に浮遊する粒子を帯電させ、さらに、電界によって生じるクーロン力で集塵極へ粒子を回収し、その後に回収された粒子をスプレー水で洗い流すことで排水として排出する。この湿式電気集塵機１８は、公知のものを適宜選択して使用可能であるが、例えば、放電極と集塵極をガス流に対して平行となるように配置した平行型、集塵極と放電極をガス流に対して直交するように配置させたクロスフロー型（例えばノイルフト型）等がある。
【００３１】
［排ガス集塵装置の動作］
次に、上述した局所排ガス集塵装置１及びスラグ水砕設備２の動作について説明する。まず、作業者は、排気ファン１３及び湿式電気集塵機１８を稼働させる。次に、図１及び図４に示す制御装置４を介してモータ１７を駆動し、この駆動力を減速機１６を介してドラム１５を回転させ、集塵フード３２を所定位置まで下降させる。この下降の際、集塵フード３２の外形は変わることは無いが、伸縮ダクト３１の外形はテレスコピック構造であるために集塵フード３２の昇降に応じて伸縮するので、長さが変化する。集塵フード３２を所定位置まで下降させた後、作業者は、錬かん炉２１から排出されたスラグ２３を、図１に示すように、スラグ樋２４を介して冷却用水が満たされたピット２２に連続的に投入する。尚、スラグ樋２４には水を流しているのでスラグ樋２４上でもスラグ２３の水砕による水蒸気等が発生することから図示はしていないがダクト１２から分岐した吸引ダクトをスラグ樋２４の上部に配置している。しかしながら、スラグ樋２４を介してスラグ２３がピット２２に着水する部分において発生する水蒸気等の量が圧倒的に多い。
【００３２】
ピット２２内に投入されたスラグ２３はピット２２内に貯えられた冷却用水によって水砕され、水砕スラグとなる。ピット２２へのスラグ２３の投入が継続されることにより、ピット２２内には水砕スラグが堆積する。錬かん炉２１のタップサイクルに基づいて作業者は一旦スラグ２３の水砕処理を停止させ、制御装置４を操作してモータ１７及びドラム１５を下降時とは逆方向に回転させ、集塵フード３２を所定位置まで上昇させる。ついで、別途用意されている油圧ショベル（図示せず）をピット２２へ移動させ、油圧ショベルのバケットをピット２２内へ入れ、スラグ２３を上記バケットによりすくい上げて図示しないバケットエレベーターに移載してピット２２の外へ排出する。このとき、バケットの近くの傘板部３２２は、可撓性を有するシート部材によって形成されたカーテン３２３とされているので、万が一バケットが接触しても集塵フード３２に与えるダメージは少ない。そして、水砕スラグの排出作業を繰り返し、スラグ２３を所定の場所へ移送する。
【００３３】
ここで、水砕される前のスラグ２３は、１１５０〜１３００℃程度の高温であり、このスラグ２３と冷却用水とが接触するピット２２内からは微量の金属ヒュームを含有する多量の水蒸気が発生する。この水蒸気は排気ファン１３の稼働によってピット２２の上方に設置された集塵フード３２に吸引され、更に排気ダクト１２へ吸引される。集塵フード３２の傘板部３２２は、水蒸気が多量に発生する領域を集中して覆うように設けられており、排気ファン１３によって集塵フード３２内に負圧が生じているため、ピット２２からの水蒸気等の漏れは効果的に低減される。
【００３４】
金属ヒュームは、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｆｅ等であり、一般に０．１〜１０ｍｇ／ｍ３程度の濃度を有している。ただし、製錬する金属によって金属ヒュームの組成は異なり、例えば銅製錬の場合、Ｚｎの濃度は他の金属に比べて高く、一般に１〜１０ｍｇ／ｍ３程度の濃度になっている。
【００３５】
排気ダクト１２に吸引された水蒸気を主成分とする排ガスは、湿式電気集塵機１８に流入する。排気ダクト１２を通過する間に、水蒸気は自然に一部が凝縮する。なお、湿式電気集塵機１８の入口における排ガス温度は、一般に３０〜８０℃程度である。したがって、湿式電気集塵機１８に送られる排ガスに対する冷却等の処置は不要である。
【００３６】
湿式電気集塵機１８によって処理された排ガス１９は排気ファン１３によって大気中に放出される。排ガス温度は湿式電気集塵機１８の出口で２０〜４０℃程度となっている。一方、湿式電気集塵機１８から排出される回収金属を含有する排水２０はピット２２へ再び戻される。また、残渣として回収された金属は、混合鉱として図示しない熔錬炉へ戻すことができる。
【００３７】
［実施形態の効果］
本実施形態に係る局所排ガス集塵装置によれば、集塵フード３２は伸縮ダクト３１、ワイヤロープ１４Ａ，１４Ｂ及びドラム１５によってピット２２の水面近傍へ下降させることができ、かつ集塵フード３２は水蒸気等の発生領域のみを覆うようにしたため、集塵フード３２の大きさにおける水蒸気、金属ヒューム及び排ガスの捕集効率が極めて高く、周辺への重金属飛散を効果的に抑制できるという効果がある。
【００３８】
また、本実施形態に係る局所排ガス集塵装置によれば、伸縮ダクト３１及び集塵フード３２をワイヤロープ１４Ａ，１４Ｂ及びドラム１５によって昇降できるため、集塵フード３２の損傷等を防止でき、また、油圧ショベルを用いて水砕スラグを図示しないバケットエレベーターに移載する作業を安全かつ効率的に取り出すことができるという効果がある。
【実施例】
【００３９】
次に、本発明の実施例について説明する。表１は図１〜図３に示した集塵フード３２をピット２２上に設置し、排気ファン１３により５００ｍ３／ｍｉｎの吸引を行いながらピット２２上における大気中の重金属元素をサンプリングした結果を示している。なお、表中のＮｏ．１は集塵フード３２を設けない場合であり、Ｎｏ．２は図１〜図３に示した集塵フード３２を設けた構成によるものである。また、回収率は、Ｎｏ．２による値を示している。
【００４０】
【表１】
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【００４１】
表１から明らかなように、従来はピット上から飛散していた重金属元素が、本実施例では約７９〜９２％を回収することができた。また、本実施例では、集塵フード３２は、ピット２２の開口面積の約３０％の大きさにしたが、このサイズでも十分良好な結果を見込めることが分かった。また、水蒸気、金属ヒューム及び排ガスを吸引するためにピット２２側に向かって開口した集塵フード３２の吸引口の大きさについては、ピット２２の開口面積の１２２ｍ２に対して、集塵フードの吸引口の断面積を３０〜５５ｍ２として、集塵能力を調べた。その結果、集塵フードの吸引口の面積を３０ｍ２とした場合、表１と同程度の重金属元素の回収率を確認できた。また、当該吸引口の断面積を５５ｍ２とした場合、重金属の回収率が８０％以上となることも確認できた。尚、集塵フードをピットの全面を覆うような大きさとして設置することも考えられるが、そのような構成では無駄にフリーエアを吸い込むと共に、後流機器のスペックが大きくなって建設コストが嵩むという問題があるので、集塵フード３２は、ピット２２の面積の約２５〜４５％の面積を有していれば十分な効果が期待できるものと考えられる。
【００４２】
以上のように、好ましい実施形態について説明したが、伸縮ダクト、集塵フード及びその昇降手段を備えた本発明に係る局所排ガス集塵装置は、高温の各種スラグを水砕処理する設備の全般に採用可能である。
【００４３】
また、上記したレベルセンサ３は、マイクロ波による方式以外のセンサであってもよい。例えば、超音波方式、リニアセンサ（リニアエンコーダ）方式等によるものがある。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、集塵フードを有害ガスが発生する雰囲気や槽に設置することによって、水砕スラグの処理以外の用途にも適用可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１      局所排ガス集塵装置
２      スラグ水砕設備
３      レベルセンサ
４      制御装置
５      昇降ガイド
１１      反射板
１２      排気ダクト
１３      排気ファン
１４Ａ    ワイヤロープ
１４Ｂ    ワイヤロープ
１５      ドラム
１６      減速機
１７      モータ
１８      湿式電気集塵機
１９      排ガス
２０      排水
２１      熔錬炉
２２      ピット
２３      スラグ
２４      スラグ樋
２５      排水槽
２６      排水
３１      伸縮ダクト
３２      集塵フード
４１      送受信部
４２      制御部
４３      操作表示部
４４      中央監視装置
４５      電源部
３２１    天板部
３２２    傘板部
３２３    カーテン
３３０    スカート
３３１    フレキシブルパイプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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