(57)【要約】【課題】  内面を流れる流体が高温ガスであり、温度変化の大きい環境下で使用され、高温酸化腐食環境に晒される鋼製ダクトの高温酸化腐食を防止する。【解決手段】  本発明に係る鋼製ダクトの高温酸化腐食防止方法は、内面を流れる流体が５００℃以上の高温ガスであり、高温酸化腐食環境に晒される鋼製ダクトの高温酸化腐食防止方法であって、前記鋼製ダクトの内面に高温酸化抑制ガスを流入させ、前記鋼製ダクトの高温酸化腐食を抑制する。その際に、前記高温酸化抑制ガスにより、前記鋼製ダクトの内面温度を４５０℃以下に低下すること、及び、前記高温酸化抑制ガスが、酸素ガスを含有しないガス、または、酸素ガス含有量が１．０体積％以下のガスであることが好ましい。【選択図】            図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面を流れる流体が５００℃以上の高温ガスであり、高温酸化腐食環境に晒される鋼製ダクトの高温酸化腐食防止方法であって、
前記鋼製ダクトの内面に高温酸化抑制ガスを流入させ、前記鋼製ダクトの高温酸化腐食を抑制することを特徴とする、鋼製ダクトの高温酸化腐食防止方法。
【請求項２】
前記高温酸化抑制ガスにより、前記鋼製ダクトの内面温度を４５０℃以下に低下することを特徴とする、請求項１に記載の鋼製ダクトの高温酸化腐食防止方法。
【請求項３】
前記高温酸化抑制ガスが、酸素ガスを含有しないガス、または、酸素ガス含有量が１．０体積％以下のガスであることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の鋼製ダクトの高温酸化腐食防止方法。
【請求項４】
前記高温酸化抑制ガスが、常温の工業用窒素ガスであることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の鋼製ダクトの高温酸化腐食防止方法。
【請求項５】
前記高温酸化抑制ガスが、製鉄所の製鋼工程の転炉で発生し、回収された常温のＬＤガスであることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の鋼製ダクトの高温酸化腐食防止方法。
【請求項６】
前記鋼製ダクトが、製鉄所の製鋼工程の転炉で発生する転炉ガスを回収するためのＯＧ設備におけるメンブレン構造の鋼製ダクトであることを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の鋼製ダクトの高温酸化腐食防止方法。
【請求項７】
前記高温酸化抑制ガスの前記鋼製ダクトへの流入箇所、流入方法、流入量のいずれか１種または２種以上を制御し、前記鋼製ダクトの局所的な高温酸化腐食を抑制することを特徴とする、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の鋼製ダクトの高温酸化腐食防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内面を流れる流体が高温ガスであり、高温酸化腐食環境に晒される鋼製ダクトの高温酸化腐食を防止する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
製鉄所の製鋼工程では、高炉から出銑された溶銑を転炉に装入し、転炉内の溶銑に工業用純酸素ガスを供給して酸素吹錬し、溶銑に含有される炭素を酸化除去して、溶銑から溶鋼を溶製している。この酸素吹錬では、転炉内に供給された純酸素ガスは、溶銑中の炭素と反応し、ＣＯガスを主成分とする高温の排ガスとして排出される。ＣＯガスを主成分とする高温の排ガスは、一般的に、非燃焼式排ガス処理設備であるＯＧ設備（Oxygen converter Gas recovery system 設備）によって未燃焼のまま回収され、ガスホルダーに一時保管され、その後、燃料用の副生ガスとして製鉄所内へ供給されている。尚、本明細書では、転炉から排出される、ＣＯガスを主成分とする高温の排ガスを「転炉ガス」と称し、一方、転炉から排出されてガスホルダーに回収された、ＣＯガスを主成分とする常温の排ガスを「ＬＤガス」と称す。
【０００３】
ＯＧ設備の一例の全体図を図１に示す。ＯＧ設備１（ＯＧ設備の詳細説明は後述する）として、転炉５０の直上に、下部フード２、上部フード３、第一輻射部４、第二輻射部５がこの順に設けられ、下部フード２の下端には、上下移動が可能で、転炉５０の炉口５０ａとの間隔を調整するスカート６が設けられている。また、第二輻射部５の下流側には、湿式の一次集塵機７及び二次集塵機８が設けられており、転炉５０から排出される転炉ガスは、二次集塵機８の下流側に設けられた誘引送風機１１及び誘引送風機１２の作動によってスカート６から吸引され、一次集塵機７などで、鉄粒やスラグ粒などからなるダストが除去された後に、ガスホルダー１６に回収される、または、放散塔１７で燃焼後に大気に放散されるように構成されている。
【０００４】
ＯＧ設備１において、転炉ガスは、一次集塵機７の下流側では集塵水によって冷却されてガス温度が低下するが、一次集塵機７に導入されるまでは、転炉ガスの温度は１０００℃以上であり、１４００℃以上に達する場合もある。また、転炉炉口からの輻射熱の影響もあることから、下部フード２から第二輻射部５までの範囲は、その内部を冷却水が流れる複数の鋼製の水管と鋼製のフィンとを相互に溶接し、複数の水管が並列に並んだ、全体として円筒状または角型の筒状になるように形成されたメンブレン構造の鋼製ダクトとなっている。また、転炉ガスの有する熱を回収するために、下部フード２から第二輻射部５までの範囲をボイラー構造とすることもあり、その場合も、メンブレン構造の鋼製ダクトとなっている。
【０００５】
転炉の操業形態はバッチ式であり、転炉ガスが発生する時期は、溶銑に向けて純酸素ガスを供給している期間であり、転炉への溶銑の装入時期及び溶製した溶鋼の転炉からの払い出しの時期は、転炉ガスは発生しない。転炉ガスが発生しない時期には、雰囲気の常温の大気がＯＧ設備１のガス回収経路を通過する。
【０００６】
したがって、下部フード２から第二輻射部５までの範囲の鋼製ダクトは、酸素吹錬中の１０００℃以上の高温のガスと、雰囲気の大気が通過するときの約１００℃程度のガスとに交互に繰り返して接触する。つまり、下部フード２から第二輻射部５までの範囲の鋼製ダクトは、１０００℃以上の高温のガスに晒され、且つ、９００℃以上の温度変化による繰り返しの熱衝撃を受ける。更に、酸素吹錬時以外は、大気が高温の鋼製ダクトの内面を流れることから、鋼製ダクトの内面は、繰り返して高温酸化腐食環境に晒される。
【０００７】
このようなことから、ＯＧ設備１の下部フード２から第二輻射部５までの範囲の鋼製ダクトでは、従来から、ダクト本体の減肉が問題になっており、そこで、ＯＧ設備１の鋼製ダクトの減肉を防止して長寿命化を目的とする幾つかの提案がなされている。
【０００８】
例えば、特許文献１には、メンブレン構造の鋼製ダクトの内面に、ニッケル基合金（Ｃｒ；１５質量％以下、Ｆｅ；８質量％以下、Ｂ；１〜３質量％、Ｓｉ；１．５〜６質量％）を１００〜２０００μｍの厚さに粉末式溶射法で皮膜形成し、その後、皮膜形成領域を１２２３〜１３５３Ｋの温度に１秒以上保持し、皮膜表面硬さをＨＲＣスケールで２０以上とした保護皮膜を形成させる方法が提案されている。
【０００９】
また、特許文献２には、メンブレン構造の鋼製ダクトの内面に、厚みが１．０ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であるインコネル系合金（Ｃｒ；２０〜２３質量％、Ｆｅ；５質量％以下、Ｍｏ；８〜１０質量％、Ｎｉ；５８質量％以上）の肉盛り層を形成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２００２−１４６５０８号公報
【特許文献２】特開２０１５−１３７３９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記のように、ＯＧ設備の鋼製ダクトは、繰り返して高温酸化腐食環境下に晒されるとともに、転炉ガスの発生時（酸素吹錬時）と非発生時（溶銑装入及び溶鋼払い出し時）との温度変化の大きい環境下に晒され、更に、製鉄所特有の多量のダスト環境下にも晒される。
【００１２】
そのために、特許文献１の溶射法により形成されたニッケル基合金の被膜は、当該皮膜と鋼製ダクト表面との密着強度が温度変化による鋼製ダクトの熱膨張及び収縮に追従しきれず、剥離してしまい、鋼製ダクト表面が露出し、鋼製ダクト表面の高温酸化腐食が進行するという問題があった。
【００１３】
また、特許文献２の肉盛りにより形成されたインコネル系合金の被膜は、溶射法によって形成されたニッケル基合金の被膜に比べて、鋼製ダクト表面との密着強度は高くなるが、耐摩耗性が低く、ダストによる被膜の損耗が激しく、鋼製ダクト表面が露出し、鋼製ダクト表面の高温酸化腐食が進行するという問題があった。インコネル系合金の被膜を厚くして摩耗性の低下を補償するという方法もあるが、この場合には、熱伝導率が低下し、水管の割れに繋がるという問題が発生する。
【００１４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、内面を流れる流体が高温ガスであり、温度変化の大きい環境下で使用され、高温酸化腐食環境に晒される鋼製ダクトの高温酸化腐食を防止する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するための本発明の要旨は以下のとおりである。
［１］内面を流れる流体が５００℃以上の高温ガスであり、高温酸化腐食環境に晒される鋼製ダクトの高温酸化腐食防止方法であって、前記鋼製ダクトの内面に高温酸化抑制ガスを流入させ、前記鋼製ダクトの高温酸化腐食を抑制することを特徴とする、鋼製ダクトの高温酸化腐食防止方法。
［２］前記高温酸化抑制ガスにより、前記鋼製ダクトの内面温度を４５０℃以下に低下することを特徴とする、上記［１］に記載の鋼製ダクトの高温酸化腐食防止方法。
［３］前記高温酸化抑制ガスが、酸素ガスを含有しないガス、または、酸素ガス含有量が１．０体積％以下のガスであることを特徴とする、上記［１］または上記［２］に記載の鋼製ダクトの高温酸化腐食防止方法。
［４］前記高温酸化抑制ガスが、常温の工業用窒素ガスであることを特徴とする、上記［１］または上記［２］に記載の鋼製ダクトの高温酸化腐食防止方法。
［５］前記高温酸化抑制ガスが、製鉄所の製鋼工程の転炉で発生し、回収された常温のＬＤガスであることを特徴とする、上記［１］または上記［２］に記載の鋼製ダクトの高温酸化腐食防止方法。
［６］前記鋼製ダクトが、製鉄所の製鋼工程の転炉で発生する転炉ガスを回収するためのＯＧ設備におけるメンブレン構造の鋼製ダクトであることを特徴とする、上記［１］から上記［５］のいずれかに記載の鋼製ダクトの高温酸化腐食防止方法。
［７］前記高温酸化抑制ガスの前記鋼製ダクトへの流入箇所、流入方法、流入量のいずれか１種または２種以上を制御し、前記鋼製ダクトの局所的な高温酸化腐食を抑制することを特徴とする、上記［１］から上記［６］のいずれかに記載の鋼製ダクトの高温酸化腐食防止方法。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、鋼製ダクトが高温酸化腐食環境に晒される期間を短縮するので、インコネル系合金の被膜などを鋼製ダクトの内面に形成しなくても、鋼製ダクトの高温酸化腐食を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】転炉ガスを回収するためのＯＧ設備の一例の概略構成図である。
【図２】メンブレン構造の鋼製ダクトの一部分を示す横断面図である。
【図３】第一輻射部において、脱炭処理時に通過するガスの温度及び酸素ガス濃度を測定した結果を示す図である。
【図４】鋼製ダクトの内面に、常温の窒素ガスを吹き込んで冷却した場合と、窒素ガスを吹き込まない通常の冷却の場合とで、ガス温度を比較調査した結果を示す図である。
【図５】上部フードのＡの部位から、水平方向に対して斜め４５度上方の角度で窒素ガスを吹き込んだ場合を想定した流体解析結果である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る鋼製ダクトの高温酸化腐食防止方法を、製鉄所の製鋼工程の転炉で発生する高温の転炉ガスを回収するためのＯＧ設備におけるメンブレン構造の鋼製ダクトに適用した場合を例として、添付図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は、転炉ガスを回収するためのＯＧ設備の一例の概略構成図である。図１に示すように、転炉５０の上方には、ＯＧ設備１として、下部フード２、上部フード３、第一輻射部４、第二輻射部５が、この順に設けられ、下部フード２の下端には、上下移動が可能なスカート６が設置されている。上部フード３には、転炉５０の炉内へ挿入される上吹きランス（図示せず）を通すためのランス孔（図示せず）、サブランス（図示せず）を通すためのサブランス孔（図示せず）、炉内に副原料を投入するための副原料投入孔（図示せず）が設置されている。通常、下部フード２、上部フード３、第一輻射部４、第二輻射部５は、図２に示すように、その内部を冷却水が流れる複数の鋼製水管２１と複数の鋼製フィン２２とを相互に溶接金属２３で溶接し、複数の鋼製水管２１が並列に並んだ、全体として円筒状または角形の筒状になるように形成されたメンブレン構造の鋼製ダクト２０となっている。また、一般的に、スカート６もメンブレン構造の鋼製ダクト２０で形成されている。
【００２０】
第二輻射部５の下流には、一次集塵機７、二次集塵機８、エルボーセパレーター９、排ガス流量計１０、誘引送風機１１、誘引送風機１２、サイレンサー１３、三方弁１４の順に設置されており、溶銑（図示せず）の酸素吹錬によって発生する転炉ガスの回収経路を構成している。
【００２１】
三方弁１４以降のガス回収経路は２つに分岐しており、１つは、回収弁１５を経てガスホルダー１６に至り、ガスホルダー１６で回収される経路であり、他の１つは、放散塔１７に至り、放散塔１７で転炉ガス中のＣＯガスを燃焼し、燃焼後のガスを大気に放散する経路である。
【００２２】
誘引送風機１１及び誘引送風機１２は、それぞれ電動機（図示せず）によって駆動され、これにより転炉５０で発生する転炉ガスが吸引され、ガスホルダー１６に回収されるか、または、放散塔１７から放散される。転炉５０で酸素吹錬によって溶銑を精錬する際には、スカート６が下降して炉口５０ａと接触または所定の間隔を保持し、回収経路に設けたバンパー（図示せず）の開度調整などによって炉内圧を大気圧よりもわずかに低くすることで、大気の巻き込みを最小限として、転炉ガスを回収するように構成されている。転炉５０で酸素吹錬を行っていない時期も、誘引送風機１１及び誘引送風機１２は作動しており、その場合には、転炉５０の周囲の雰囲気ガス（大気）が、スカート６から吸引されてガス回収経路を流れ、放散塔１７から大気中に放散される。
【００２３】
図１は２基の誘引送風機１１、１２を直列に設置した例であるが、誘引送風機の設置数は２基に限るものではなく、３基以上としてもまたは１基であってもよい。また、図１における符号１８は上部安全弁、符号１９は下部安全弁であり、その他、ＯＧ設備１には、複数のダンパーなどが配置されるが、図１では省略している。
【００２４】
転炉５０での酸素吹錬による溶銑の精錬としては、脱炭処理、脱燐処理、脱珪処理が行われるが、いずれの精錬もバッチ式であり、（１）；転炉５０への溶銑の装入、（２）；酸素吹錬、（３）；精錬した溶湯の転炉５０からの出湯（炉内スラグの排滓を含む）の順で行われる。転炉５０への溶銑の装入から転炉５０からの出湯までの時間は、精錬の種類によって差があるが、通常、２０〜７０分の範囲である。尚、転炉５０での酸素吹錬による溶銑の脱炭処理時に発生する転炉ガスは、炉口５０ａの部位で、ＣＯガス濃度が約９０％、含塵量が約１２０ｇ／Ｎｍ３、温度が約１５００℃の状態にあり、その発生量は３００トンクラスの大型転炉では２２００００Ｎｍ３／ｈｒにも達する。
【００２５】
転炉５０で脱炭処理を連続して行う場合を例として、第一輻射部４において、通過するガスの温度及び酸素ガス濃度を測定した結果を図３に示す。転炉５０への溶銑の装入時は１００〜２００℃であったガス温度は、酸素吹錬による脱炭処理が開始されると直ちに上昇し、１０００℃を超える温度に達する。また、ガス中の酸素ガス濃度は、脱炭処理が開始される前は大気と同等の２１体積％であるが、脱炭処理が開始されると、直ちに０（ゼロ）体積％に降下する。一方、酸素吹錬を停止して脱炭処理が終了すると、ガス中の酸素ガス濃度は直ちに大気と同等の２１体積％に上昇する。ガス温度は、脱炭処理終了後から徐々に降下し、脱炭処理終了から３５０秒以上経過後には、２００℃以下まで降下する。
【００２６】
鋼材の酸素ガスによる高温酸化腐食は、鋼材の温度が４５０℃以上の温度範囲で起こることが知られている。下部フード２、上部フード３、第一輻射部４、第二輻射部５のメンブレン構造の鋼製ダクト２０の内面温度（内面の表面温度）は、接触するガスの温度よりも低いものの、ガスの温度と同等になると考えられる。
【００２７】
この観点から、ＯＧ設備１の鋼製ダクト２０の内面が高温酸化腐食環境に晒される期間を求めると、この期間は、ガス中の酸素ガス濃度が上昇する脱炭精錬の終了直後から、ガス温度が４５０℃よりも低くなる時点までの期間と考えられる。つまり、図３において、「高温酸化腐食領域」として示す、およそ１２０秒間の期間と考えられる。この期間のガスは、温度が４５０℃以上と高く、且つ、酸素ガス濃度もほぼ大気と同等で高いことから、「高温酸化腐食を発生させる高温ガス」と呼ぶことができる。尚、転炉ガスを回収している期間は、ガス温度は高いものの酸素ガス濃度が低く、鋼製ダクト２０は高温による劣化は受けるものの、高温酸化腐食を起こす環境ではない。
【００２８】
本発明者らは、ＯＧ設備１のように、内面を流れる流体が高温ガスであり、温度変化の大きい環境下で使用され、使用中に「高温酸化腐食を発生させる高温ガス」が、内面を流れる流体として生成され、高温酸化腐食環境に晒される鋼製ダクト２０の高温酸化腐食を防止するには、図３に示す「高温酸化腐食領域」を短時間にすることが有効であることを見出した。
【００２９】
ここで、「高温ガス」とは、鋼製ダクト２０の内面が、使用中に高温酸化腐食環境に晒される期間を形成するに十分な温度を有するガスであり、高温酸化腐食環境は４５０℃以上で起こることから、厳密には４５０℃を超える温度のガスであるが、高温酸化腐食環境の期間を考慮して、本明細書では、ガス温度が５００℃以上のガスを「高温ガス」と定義する。つまり、本発明では、５００℃以上のガスが内面を流れる鋼製ダクト２０を対象とする。したがって、鋼製ダクト２０は、使用中に、その内面がおよそ４００℃以上の温度変化の環境下に晒されることになる。
【００３０】
具体的には、鋼製ダクト２０の内面に酸素ガスを含有していない高温酸化抑制ガスを流入させて、上記「高温酸化腐食を発生させる高温ガス」を、酸素ガスを含有していない高温酸化抑制ガスで置換して「高温酸化腐食領域」を短時間にすること、または、常温の高温酸化抑制ガスを流入させて、常温の高温酸化抑制ガスでガス温度を低下させ、「高温酸化腐食領域」を短時間にすることを見出した。
【００３１】
本発明は、上記知見に基づくものであり、本発明に係る鋼製ダクトの高温酸化腐食防止方法は、内面を流れる流体が５００℃以上の高温ガスであり、使用中に「高温酸化腐食を発生させる高温ガス」が内面を流れる流体として生成され、これによって高温酸化腐食環境に晒される鋼製ダクトの高温酸化腐食防止方法であって、前記鋼製ダクトの内面に、「高温酸化腐食を発生させる高温ガス」とは異なるガス種である高温酸化抑制ガスを流入させ、前記鋼製ダクトの高温酸化腐食を抑制する方法である。
【００３２】
この場合に、高温酸化抑制ガスによって、鋼製ダクトの内面温度を迅速に４５０℃以下に低下することが好ましい。また、高温酸化抑制ガスは、酸素ガスを含有しないガス、または、酸素ガス含有量が１．０体積％以下のガスであることが好ましい。酸素ガスの含有量が１．０体積％以下のガスであれば、鋼材の高温酸化反応は遅く、高温酸化腐食を防止することができる。
【００３３】
この観点から、高温酸化抑制ガスとしては、常温で且つ酸素ガスを含有しないガスが最も好ましく、具体的には、常温の工業用窒素ガス、または、回収された常温のＬＤガスを高温酸化抑制ガスとして使用することが好ましい。ここで、常温とは、季節によって変化するが、５〜３０℃程度の範囲の温度である。
【００３４】
高温酸化抑制ガスの吹き込み口の設置個所は、鋼製ダクト２０の内表面の全体を４５０℃以下に冷却可能とすることができる数量を設置することが好ましい。この吹き込み口の数量は、鋼製ダクト２０の大きさ、高温酸化抑制ガスの流量に応じて、吹き込み口数量を適宜設定すればよい。
【００３５】
転炉５０のＯＧ設備１においては、特に、上部フード３における高温酸化腐食が著しいので、高温酸化抑制ガスの流入位置は、下部フード２または上部フード３とすることが好ましい。
【００３６】
一方、高温酸化腐食環境に晒される範囲が局所的である場合には、高温酸化抑制ガスの鋼製ダクト２０への流入箇所、流入方法、流入量のいずれか１種または２種以上を制御し、鋼製ダクト２０の局所的な高温酸化腐食を抑制することもできる。
【００３７】
以上説明したように、本発明によれば、鋼製ダクト２０が高温酸化腐食環境に晒される期間を短縮するので、インコネル系合金の被膜などを鋼製ダクト２０の内面に形成しなくても、鋼製ダクト２０の高温酸化腐食を抑制することが実現される。
【００３８】
尚、上記説明は、本発明を転炉５０のＯＧ設備１に適用した場合を例としているが、高温酸化反応が発生する環境にある鋼製ダクトであれば、本発明を適用することができ、鋼製ダクトの用途により、本発明の制限を受けることはない。
【実施例】
【００３９】
図１に示す転炉５０及びＯＧ設備１において、転炉内の溶銑を脱珪処理した後、第一輻射部４に設置した窒素ガス吹き込み口から、第一輻射部４の内面に常温の工業用窒素ガスを吹き込み、第二輻射部５でガス温度を測定する試験を実施した。
【００４０】
試験では、第一輻射部４に設置した４つの窒素ガス吹き込み口から、４つの窒素ガス吹き込み口の合計で２１０００Ｎｍ３／ｈｒの吹き込み速度で、脱珪処理の終了後、鋼製ダクト内の排ガス流量が１０００００Ｎｍ３／ｈｒの条件下で、排ガス温度が１０００℃になった時点から１分間、鋼製ダクトの軸心方向に垂直に、２５℃の窒素ガスを吹き込んだ。排ガス温度が１０００℃になった時点から窒素ガスを吹き込んだ理由は、窒素ガスを吹き込まない場合との比較を容易にするためである。
【００４１】
図４に、常温の窒素ガスを吹き込んで冷却した場合と、窒素ガスを吹き込まない通常の冷却の場合とで、ガス温度の推移を比較調査した結果を示す。窒素ガスを吹き込まない場合には、ガス温度が１０００℃になった以降も、更におよそ２００秒程度は高温酸化腐食環境に晒されるが、常温の窒素ガスを吹き込んで冷却した場合には、窒素ガスの吹き込み後、およそ８０秒後にはガス温度は４５０℃未満になっており、常温の窒素ガスを吹き込むことで、高温酸化腐食環境の期間を１／２以下に低減できることが確認できた。
【００４２】
鋼材の酸化反応は、４５０℃以上の温度であっても温度が低いほど、また、雰囲気の酸素ガス濃度が低下するほど、進行しない。上記のように、常温の工業用窒素ガスを吹き込んで鋼製ダクトの内面を冷却することで、温度から求められる高温酸化腐食環境の期間が１／２以下になるのみならず、鋼製ダクト内面が酸化反応の活発な高温域に晒される期間も短くなり、更に、雰囲気の酸素ガス濃度が低下することも相俟って、少なくとも、鋼製ダクトの高温酸化腐食量を１／２以下に軽減できることが確認できた。
【００４３】
また、図１に示す転炉５０及びＯＧ設備１において、常温の窒素ガスの吹き込み方法を変更して流体解析を行い、鋼製ダクト内のガス温度の分布を求めた。図５に流体解析結果を示す。
【００４４】
図５は、脱珪処理後、鋼製ダクト内の排ガス流量が１０００００Ｎｍ３／ｈｒの条件下で、上部フード３のＡの部位から、水平方向に対して斜め４５度上方の角度で、２５℃の窒素ガスを２１０００Ｎｍ３／ｈｒの吹き込み速度で、脱珪処理の終了後に吹き込んだ場合を想定した流体解析結果である。尚、水平方向に対して斜め４５度上方の角度は、上部フード３、第一輻射部４及び第二輻射部５で形成される鋼製ダクトの軸心方向よりも上向きである。
【００４５】
図１に示すＯＧ設備１では、図中のＢの部位における高温酸化腐食の進行が著しいが、窒素ガスの注入方向を制御して、図中のＢの部位に向けて重点的に窒素ガスを送り込むことで、Ｂの部位におけるガス温度が他の部位におけるガス温度よりも大幅に低下し、Ｂの部位における高温酸化腐食を抑制できることがわかった。
【符号の説明】
【００４６】
１  ＯＧ設備
２  下部フード
３  上部フード
４  第一輻射部
５  第二輻射部
６  スカート
７  一次集塵機
８  二次集塵機
９  エルボーセパレーター
１０  排ガス流量計
１１  誘引送風機
１２  誘引送風機
１３  サイレンサー
１４  三方弁
１５  回収弁
１６  ガスホルダー
１７  放散塔
１８  上部安全弁
１９  下部安全弁
２０  鋼製ダクト
２１  鋼製水管
２２  鋼製フィン
２３  溶接金属
５０  転炉
【図１】
2019138584.tif 000003
【図２】
2019138584.tif 000004
【図３】
2019138584.tif 000005
【図４】
2019138584.tif 000006
【図５】
2019138584.tif 000007