(57)【要約】【課題】中間ワッシャーの底部から排出された廃塩酸回収管内を流れる高濃度廃塩酸の流量を正確に測定することができる酸化鉄製造設備を提供する。【解決手段】酸化鉄製造設備１は、炉内に噴霧した高濃度廃塩酸が炉内で発生している熱風に接触することで塩化水素及び酸化鉄を製造する焙焼炉１０と、酸洗工程から回収した廃塩酸及び焙焼炉１０から供給された塩化水素を含む排ガスが塔内で接触することで高濃度廃塩酸を生成する中間ワッシャー２０と、中間ワッシャー２０の底部に接続された、高濃度廃塩酸を外部槽２４に回収する廃塩酸回収管３０とを備える。廃塩酸回収管３０は、中間ワッシャー２０の底部に接続され、その底部から鉛直下方に延びる鉛直配管３１と、鉛直配管３１から水平方向に延びる水平配管３２と、水平配管３２から鉛直上方に延び、高濃度廃塩酸の流量を測定する流量計３４を配置した直管部３５とを備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉内に噴霧した高濃度廃塩酸が炉内で発生している熱風に接触することで塩化水素及び酸化鉄を製造する焙焼炉と、
酸洗工程から回収した廃塩酸及び前記焙焼炉から供給された塩化水素を含む排ガスが塔内で接触することで高濃度廃塩酸を生成する中間ワッシャーと、
該中間ワッシャーの底部に接続された、前記高濃度廃塩酸を外部槽に回収する廃塩酸回収管とを備え、
該廃塩酸回収管が、前記中間ワッシャーの底部に接続され、該底部から鉛直下方に延びる鉛直配管と、該鉛直配管から水平方向に延びる水平配管と、該水平配管から鉛直上方に延び、前記高濃度廃塩酸の流量を測定する流量計を配置した直管部とを備えていることを特徴とする酸化鉄製造設備。
【請求項２】
前記直管部の全長が、１．０ｍ以上に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の酸化鉄製造設備。
【請求項３】
前記廃塩酸回収管の内部を流れる前記高濃度廃塩酸の流速が、０．１ｍ／ｓ〜０．５ｍ／ｓに設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の酸化鉄製造設備。
【請求項４】
前記直管部の上部に、前記高濃度廃塩酸中に含まれる排ガスを脱気する脱気用配管が接続されていることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の酸化鉄製造設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸化鉄製造設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼板の酸洗工程では、ホットコイル表面に付着しているスケールを除去するために、酸洗が行われている。酸洗工程で発生した廃塩酸から酸化鉄が製造できるので、当該廃塩酸は酸化鉄製造設備において塩酸の再生回収に使用されるとともに、酸化鉄製造に用いられる。
例えば、特許文献１に記載されている酸化鉄製造設備では、焙焼炉において、高濃度廃塩酸を炉内に噴霧して炉内に発生した熱風に接触させることで焙焼する。
焙焼炉内では、焙焼された高濃度廃塩酸から塩化水素と酸化鉄とが生成され、酸化鉄は焙焼炉の底部から抜き出される。
【０００３】
一方、焙焼炉内で生成された塩化水素は排ガスとなり、中間ワッシャーを通過し、一部の排ガスは中間ワッシャーの上部に配置した吸収塔内に入る。吸収塔内に入った排ガスは、吸収塔の塔頂から噴霧した水に吸収され、塩酸として吸収塔の下部から回収される。
そして、中間ワッシャーは、廃塩酸処理の熱効率を高めながら燃料を節約するために、鋼板の酸洗工程から回収した廃塩酸と焙焼炉内で生成した排ガスとを接触させて熱交換することで廃塩酸から水分を蒸発させ、高濃度廃塩酸を生成している。
【０００４】
また、中間ワッシャーの底部には、内部で生成した高濃度廃塩酸を外部に設けた外部槽に回収するための廃塩酸回収管が接続されている。
また、中間ワッシャーの内壁は、高温の排ガス及び高濃度廃塩酸の接触に耐えるように複数の耐熱レンガで覆われており、隣接する耐熱レンガの目地部分は耐酸ゴムでライニング処理されている。
そして、外部槽に回収された高濃度廃塩酸は、焙焼炉内に噴霧され、その噴霧された高濃度廃塩酸がバーナによって発生した熱風によって焙焼され、塩化水素と酸化鉄とが形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１４７７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、中間ワッシャーの内壁を覆っている耐熱レンガは、耐酸ゴムの経年劣化が進行することで脱落しやすく、廃塩酸回収管を閉塞させるおそれがある。廃塩酸回収管の閉塞によって、結果として中間ワッシャーに排ガスを供給する排ガス供給管が廃塩酸で塞がれ、排ガスを供給処理できないおそれがある。
このため、廃塩酸回収管の閉塞状況を常時監視し、廃塩酸回収管が閉塞したらその原因を調査し、その原因を取り除くことが好ましい。
ここで、廃塩酸回収管の閉塞状況を監視する手法として、廃塩酸回収管内を流れる高濃度廃塩酸の流量を測定することが考えられる。
【０００７】
しかしながら、中間ワッシャーの底部から廃塩酸回収管内に排出される高濃度廃塩酸には、液体の塩酸以外に、排ガス（塩化水素ガス）やスケール、中間ワッシャーの内壁屑等の固体が含まれている。このため、廃塩酸回収管を垂直管で構成し、中間ワッシャーから外部槽へ垂直管で接続すると、高濃度廃塩酸に気体及び固体が含まれているために高濃度廃塩酸の流量を正確に測定することができない。
従って、本発明はこの従来の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、中間ワッシャーの底部から排出された廃塩酸回収管内を流れる高濃度廃塩酸の流量を正確に測定することができる酸化鉄製造設備を提供することにある。
【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、本発明の一態様に係る酸化鉄製造設備は、炉内に噴霧した高濃度廃塩酸が炉内で発生している熱風に接触することで塩化水素及び酸化鉄を製造する焙焼炉と、酸洗工程から回収した廃塩酸及び前記焙焼炉から供給された塩化水素を含む排ガスが塔内で接触することで高濃度廃塩酸を生成する中間ワッシャーと、該中間ワッシャーの底部に接続された、前記高濃度廃塩酸を外部槽に回収する廃塩酸回収管とを備え、該廃塩酸回収管が、前記中間ワッシャーの底部に接続され、該底部から鉛直下方に延びる鉛直配管と、該鉛直配管から水平方向に延びる水平配管と、該水平配管から鉛直上方に延び、前記高濃度廃塩酸の流量を測定する流量計を配置した直管部とを備えていることを要旨とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る酸化鉄製造設備によれば、中間ワッシャーの底部から排出された廃塩酸回収管内を流れる高濃度廃塩酸の流量を正確に測定することができる酸化鉄製造設備を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る酸化鉄製造設備の概略を示す図である。
【図２】図１に示す酸化鉄製造設備における廃塩酸回収管の詳細を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態に係る酸化鉄製造設備について図面を参照して説明する。以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記の実施形態に特定するものではない。
また、図面は模式的なものである。そのため、厚みと平面寸法との関係、比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。
【００１２】
本発明の一実施形態に係る酸化鉄製造設備は、図１に示されており、この酸化鉄製造設備１は、焙焼炉１０と、中間ワッシャー２０とを備えている。
焙焼炉１０は、炉内に噴霧した高濃度廃塩酸が炉内で発生している熱風に接触することで塩化水素及び酸化鉄を製造するものであり、炉内上部に配置された噴霧ノズル１１から高濃度廃塩酸が炉内に噴霧される。高濃度廃塩酸は、後述する濃縮廃塩酸タンク２４に溜まっていた廃塩酸であり、脱硅設備２５を通過した後に噴霧ノズル１１に供給される。
焙焼炉１０の内部にはガスバーナー１２が配置されており、ガスバーナー１２で焙焼炉１０の内部に熱風を発生させることで炉内に噴霧された高濃度廃塩酸が焙焼され、前述の塩化水素及び酸化鉄が生成される。
【００１３】
焙焼炉１０で生成された酸化鉄は、製品ホッパー１３に貯留される。製品ホッパー１３に貯留された酸化鉄は、計量した後に袋１４に詰められて車両１５によって出荷される。
一方、焙焼炉１０で生成された塩化水素は排ガスとなり、サイクロン１６に供給される。サイクロン１６は、排ガス中に含まれている酸化鉄を、回収酸化鉄として分離して焙焼炉１０に戻す。サイクロン１６を通過した排ガスは、排ガス供給管２３から中間ワッシャー２０の内部に供給される。
中間ワッシャー２０は、酸洗工程から回収した廃塩酸及び焙焼炉１０から供給された塩化水素を含む排ガスが塔内で接触することで高濃度廃塩酸を生成する。つまり、製鉄所の鋼板の酸洗工程で発生した廃塩酸は、タンクローリ２１が受け入れ、タンクローリ２１は廃塩酸を酸化鉄製造設備１まで移送して廃塩酸タンク２２に供給する。そして、廃塩酸タンク２２に溜めた廃塩酸は、中間ワッシャー２０に供給される。
【００１４】
一方、排ガス供給管２３から中間ワッシャー２０の内部に入った排ガスは、廃塩酸タンク２２から中間ワッシャー２０に供給された廃塩酸と接触して熱交換する。これにより、廃塩酸から水分が蒸発して高濃度廃塩酸が生成される。
そして、中間ワッシャー２０の底部には、高濃度廃塩酸を外部槽としての濃縮廃塩酸タンク２４に回収する廃塩酸回収管３０が接続されており、中間ワッシャー２０で生成された高濃度廃塩酸は、廃塩酸回収管３０から濃縮廃塩酸タンク２４に流れ込む。廃塩酸回収管３０の詳細構造については後述する。
【００１５】
そして、中間ワッシャー２０の頂部には、吸収塔２６が設置されており、中間ワッシャー２０の内部に入った排ガスの一部が吸収塔２６に上昇していくと、吸収塔２６の塔頂から供給された水に吸収されて吸収塔２６の内部に塩酸として溜まる。吸収塔２６の内部に溜まった塩酸は、回収塩酸タンク２７に回収される。また、吸収塔２６の塔頂まで上昇した排ガスは洗浄塔２８及び水洗塔２９に流れた後に大気に放出される。洗浄塔２８に排ガスが流れると、ＮａＯＨ水溶液との接触により中和されて排ガスから塩化水素が除去されていく。また、水洗塔２９に排ガスが流れると、排ガスから水溶性成分が除去される。
【００１６】
次に、図２を参照して廃塩酸回収管３０の詳細構造について説明する。
廃塩酸回収管３０は、図２に示すように、中間ワッシャー２０から排出された高濃度廃塩酸を回収し、濃縮廃塩酸タンク２４に導くものであり、鉛直配管３１と、水平配管３２と、直管部３５と、連結配管３７とを備えている。廃塩酸回収管３０の内部を流れる高濃度廃塩酸の流速は、０．１ｍ／ｓ〜０．５ｍ／ｓに設定されている。
鉛直配管３１は、中間ワッシャー２０の底部に接続され、当該底部から鉛直下方に延びるように構成されている。
【００１７】
水平配管３２は、鉛直配管３１の下端部に接続され、当該鉛直配管３１に対し直交する水平方向に延びるように構成されている。
直管部３５は、水平配管３２の水平方向端部に接続され、当該水平方向端部から鉛直上方に延びるよう構成され、第１直管部３３ａ、電磁流量計３４、及び第２直管部３３ｂを備えている。直管部３５の全長Ｌ１は、１．０ｍ以上に設定されている。直管部３５（第１直管部３３ａ、電磁流量計３４の測定管部、及び第２直管部３３ｂ）の内径は、８０〜１２０ｍｍに設定されている。
【００１８】
第１直管部３３ａは、水平配管３２の水平方向端部から鉛直上方に延びるように当該水平方向端部に接続される。第１直管部３３ａの全長Ｌ２は、０．５ｍ以上に設定されている。
また、電磁流量計３４は、鉛直上下方向に延びる測定管部の下端が第１直管部３３ａの上端に接続され、当該測定管部の内部を流れる高濃度廃塩酸の流量を測定する。なお、ここでは電磁流量計で説明したが、流量が測定できるものであれば電磁流量計に限定されない。しかし、後述するように気体を含有する媒体に対しても流量を正確に測定できる点から電磁流量計が好ましい。
【００１９】
更に、第２直管部３３ｂは、鉛直上下方向に延び、その下端が電磁流量計３４の測定管部の上端に接続される。
また、連結配管３７は、直管部３５の第２直管部３３ｂの上端と濃縮廃塩酸タンク２４との間を接続し、連結している。
なお、直管部３５の第２直管部３３ｂの上部には、図２に示すように、廃塩酸回収管３０の内部を流れる高濃度廃塩酸中に含まれる排ガスを脱気する脱気用配管３６が接続されている。
【００２０】
このように構成された酸化鉄製造設備１において、中間ワッシャー２０の底部から廃塩酸回収管３０内に排出される高濃度廃塩酸には、液体の塩酸以外に、排ガス（塩化水素ガス）やスケール、中間ワッシャーの内壁屑等の固体が含まれている。
中間ワッシャー２０の底部から廃塩酸回収管３０内に排出される高濃度廃塩酸は、中間ワッシャー２０の底部から廃塩酸回収管３０の鉛直配管３１内を下降し、鉛直配管３１の下端まできたら方向を変えて水平配管３２内を水平方向に進行する。そして、高濃度廃塩酸は、水平配管３２の水平方向端部まで進んだら方向を変えて直管部３５内を上昇する。そして、高濃度廃塩酸は、直管部３５の上端まで上昇したら方向を変えて連結配管３７内を進行し、濃縮廃塩酸タンク２４内に流れる。
【００２１】
ここで、高濃度廃塩酸中に含まれるスケール、中間ワッシャーの内壁屑等の固体Ｄは、図２に示すように、主に廃塩酸回収管３０の水平配管３２内で取り除かれる。固体Ｄは、鉛直配管３１内では高濃度廃塩酸とともに自重の影響により下方に移動するが、水平方向に延びる水平配管３２内では自重により水平配管３２の下方部に溜まるからである。また、高濃度廃塩酸中に含まれる排ガスは、脱気用配管３６から外部に脱気される。このため、電磁流量計３４の測定管部を含む直管部３５内では、高濃度廃塩酸は液体のみとなり、その液体で充満された状態となる。これにより、電磁流量計３４で高濃度廃塩酸の流量を正確に測定することができる。
【００２２】
なお、脱気用配管３６を直管部３５の第２直管部３３ｂの上端に設置しない場合には、電磁流量計３４で測定される高濃度廃塩酸中に排ガスの気泡が含まれることになる。しかし、この場合であっても、流量測定に電磁流量計３４を用いているので、高濃度廃塩酸の流量測定には支障がなく、高濃度廃塩酸の流量を正確に測定することができる。脱気用配管３６を設置して高濃度廃塩酸中の排ガスの脱気をした場合、流量測定がより高精度になることは勿論である。
【００２３】
また、直管部３５の全長Ｌ１が、１．０ｍ以上に設定されているので、測定部における偏流発生を防ぎ、流量を高精度に測定するという効果を奏する。
また、第１直管部３３ａの全長Ｌ２が、０．５ｍ以上に設定されているので、偏流発生の抑止、ならびに万が一固体Ｄが巻き上げられた場合、測定部での固体同伴を防ぐという効果を奏する。
更に、廃塩酸回収管３０の内部を流れる高濃度廃塩酸の流速は、０．１ｍ／ｓ〜０．５ｍ／ｓに設定されているので、電磁流量計３４において安定的に高濃度廃塩酸の流量を測定することができる。
【００２４】
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されずに種々の変更、改良を行うことができる。
例えば、直管部３５の全長Ｌ１は、１．０ｍ以上に設定されている必要は必ずしもなく、また、第１直管部３３ａの全長Ｌ２も０．５ｍ以上に設定されている必要は必ずしもない。
また、廃塩酸回収管３０の内部を流れる高濃度廃塩酸の流速を、０．１ｍ／ｓ〜０．５ｍ／ｓに設定する必要は必ずしもない。
【符号の説明】
【００２５】
１  酸化鉄製造設備
１０  焙焼炉
１１  噴霧ノズル
１２  ガスバーナー
１３  製品ホッパー
１４  袋
１５  車両
１６  サイクロン
２０  中間ワッシャー
２１  タンクローリ
２２  廃塩酸タンク
２３  排ガス供給管
２４  濃縮廃塩酸タンク
２５  脱硅設備
２６  吸収塔
２７  回収塩酸タンク
２８  洗浄塔
２９  水洗塔
３０  廃塩酸回収管
３１  鉛直配管
３２  水平配管
３３ａ  第１直管部
３３ｂ  第２直管部
３４  電磁流量計（流量計）
３５  直管部
３６  脱気用配管
３７  連結配管
Ｄ  固体
【図１】
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【図２】
2019196283.tif 000004