(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
転炉操業中に発生する高温の含塵ガスに水を噴射するノズルを備えた筒状の一次除塵室と、除塵されたガスを下方へ通過させ、ガス流路の断面積を調整してガス流速を変更自在にするリング・スリット・ワッシャ及びリング・スリット・エレメントを備えたスロート部と、該スロート部を通過したガスからダストを回収する二次除塵室とからなるベンチュリ・スクラバーにおいて、
前記リング・スリット・ワッシャは、前記スロート部の下端に固定して設けられ、該ワッシャの内部には、前記ベンチュリ・スクラバーの内圧を一定に制御するように、シリンダ昇降式で、且つガス流れ方向に径が拡大する円錐体のリング・スリット・エレメントを配設すると共に、前記リング・スリット・エレメントの表面を、セラミックス・チップの貼り付けでライニングしてなることを特徴とするベンチュリ・スクラバー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベンチュリ・スクラバーに係わり、特に、転炉操業中に発生する高温排ガスの除塵処理に有効なベンチュリ・スクラバーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
保持した溶銑を酸素ガスで吹錬し、該溶銑を溶鋼にする転炉には、操業中に発生する高温で、且つＣＯを主成分とする多量の排ガスを処理して、未燃焼のまま回収し、製鉄所内にて燃料として再利用可能とする排ガス処理設備が設けられている。この排ガス処理設備には、種々の方式があるが、ＯＧ方式と称されるものの例を図５に示す。
【０００３】
それは、転炉操業の時期に応じて排ガス回収を行ったり、大気放出を行えるように、昇降自在なフード及びスカート１を転炉２の炉口近傍に設けたり、ガス流路の切替弁３、ガス・ホルダ４及び煙突５を備えている。また、ガス回収前に排ガスに含まれているダストを除いてガスを清浄化するため、種々の集塵器が備えられている。
【０００４】
この集塵器としては、図５に示したように、第１段目に、粒径が比較的大きいダスト用で、発生ダストの約９割を除塵する加圧水スプレー式集塵器６を、第２段目に、残りの１割を集塵するベンチュリ・スクラバー式集塵器７（以下、単にベンチュリ・スクラバーという）を設けるのが一般的である。ここで、ベンチュリ・スクラバー７は、図４に示すように、高温の含塵ガスに水を噴射するノズル８を備えた筒状の一次除塵室９と、除塵されたガスの流速を早めて下方へ通過さるスロート部１０と、該スロート部１０を通過したガスからダストを回収する二次除塵室１１とで形成され、除塵能力に優れた集塵器である。また、最近は、このベンチュリ・スクラバー７には、従来のダンパー方式に代え、図４に示すように、スクラバーの筒状本体の内部に、ガス流路の径を狭めるリング・スリット・ワッシャ（以下、ＲＳＷ）１２及び、昇降自在の円錐体であるリング・スリット・エレメント（以下、ＲＳＥ）１３を備えたもの（以下、ＲＳＷ方式という）の採用が普及している。
【０００５】
このＲＳＷ方式のベンチュリスクラバー７は、転炉２での発生ガス量に応じて、ＲＳＷ１２内に設けた円錐体（ＲＳＥ）１３をシリンダ１４で昇降させ、内部圧を一定に制御してＲＳＥ〜ＲＳＷ間のスリット部で排ガス１７を加速させ、効率を落とさずに除塵するものである。そのため、従来のダンパー方式に比べて、通過ガス量の調整精度が高く、集塵能力が高い。また、ＲＳＷ１２及びＲＳＥ１３の表面には、ダストの通過による磨耗を防止するため、耐摩耗溶射（例えば、タングステン・カーバイド（ＷＣ）溶射）が施されている。
【０００６】
ところが、最近、ステンレス鋼を安価に溶製するため、転炉でクロム鉱石等を直接溶融還元し、ステンレス鋼製造用の母溶湯を溶製する技術が普及してきた。この溶融還元においては、クロム鉱石等のダストが大量に発生し、排ガスに伴われて集塵器へ導かれる。そのため、従来のように硬度が低い酸化鉄主体のダストではなく、硬度が高く、磨耗能力の大きなダストがスロート部を通過するようになっている。
【０００７】
しかしながら、従来のＲＳＷやＲＳＥの表面に施したＷＣ溶射では，膜厚が数百μｍ程度の薄い溶射層にしかならないので、クロム鉱石等のような高硬度ダストに対しての摩耗対策としては不十分であることが明らかになった。つまり、その部分の磨耗が早く、ベンチュリ・スクラバーの補修頻度が増加しているのが現状である。また、最終的に鉄皮に穴があくに至ると、炉圧コントロールが正常に行えず、除塵能力も低下するので、転炉操業を中断して補修する場合も生じている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる事情に鑑み、従来より耐摩耗性に優れ、保全負荷が低減可能で、且つ転炉操業の安定化が図れるベンチュリ・スクラバーを提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
発明者は、上記目的を達成するため、前記ＲＳＷやＲＳＥの表面の耐磨耗性を鋭意研究し、その成果を本発明に具現化した。
【００１０】
すなわち、本発明は、転炉操業中に発生する高温の含塵ガスに水を噴射するノズルを備えた筒状の一次除塵室と、除塵されたガスを下方へ通過させ、ガス流路の断面積を調整してガス流速を変更自在にするリング・スリット・ワッシャ及びリング・スリット・エレメントを備えたスロート部と、該スロート部を通過したガスからダストを回収する二次除塵室とからなるベンチュリ・スクラバーにおいて、前記リング・スリット・ワッシャは、前記スロート部の下端に固定して設けられ、該ワッシャの内部には、前記ベンチュリ・スクラバーの内圧を一定に制御するように、シリンダ昇降式で、且つガス流れ方向に径が拡大する円錐体のリング・スリット・エレメントを配設すると共に、前記リング・スリット・エレメントの表面を、セラミックス・チップの貼り付けでライニングしてなることを特徴とするベンチュリ・スクラバーである。
【００１１】
本発明では、ベンチュリ・スクラバーのＲＳＥ及び／又はＲＳＷの外面をセラミックスでライニングするようにしたので、硬度が高いダストに対しても従来より耐摩耗性に優れ、保全負荷が低減可能で、且つ転炉操業の安定化が図れるようになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、発明をなすに至った経緯をまじえ、本発明の実施の形態を説明する。
【００１３】
まず、発明者は、ＲＳＥ及びＲＳＷの外面にライニングする適切な材料について検討した。その際、ＲＳＥ及びＲＳＷの取り付け部は、すでに水を噴射され、温度が６０〜７０℃程度に低下しているので、材料の耐熱性は問題にする必要がないことに着眼し、クロム鉱石等での摩擦や衝撃に耐える硬度及び強度に重点をおいた。
【００１４】
表１に、検討した材料の主成分、ビッカース硬度（Ｈｖ）、施工厚み及び予測寿命等を示す。表１より、現在使用しているＷＣ溶射では、膜厚が十分でなく、また硬度も小さいことが明らかである。そこで、ＷＣより膜厚を厚くでき、硬度が高いＦｅ−Ｃｒ−Ｂ−Ｓｉ系アモルファスの採用を考えた。ところが、実際の溶射を行うと、このアモルファスでは、溶射層内に気孔が多く、耐食性が問題になると判断され、採用し難かった。これに対して、セラミックス・チップは、硬度や施工厚みの点では最も好ましいと思われた。
【００１５】
【表１】
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【００１６】
しかし、セラミックス・チップを採用しようとしたが、施工が難しいという別の問題が生じた。それは、ＲＳＥ及びＲＳＷのいずれの表面も曲面で形成されていることに原因がある。溶射の場合には、如何なる曲面であっても施工ができるが、セラミックスの場合、不定形のセラミックスを吹きつけや流し込みで施工する以外、曲面への施工が困難と思われた。ところが、不定形セラッミクスからの施工では、上記表１に示したセラミックス・チップほどの硬度や強度を確保できる保証がない。
【００１７】
そこで、発明者は、曲面に応じたセラッミクス・チップの大きさと目地にする接着剤の選定に鋭意努力し、その成果を本発明に具現化したのである。具体的な施工を図２に示すが、現在対象になっているＲＳＥ１２及びＲＳＷ１３の曲面に対しては、一辺が１０〜３０ｍｍ程度で、厚み３〜５ｍｍのセラミックス・チップ１５を、接着剤１６を目地として貼り付ける。セラミックス自体は作製の容易な平板のタイル状であるが、サイズが充分に小さいので、直径が数百ｍｍのＲＳＥやＲＳＷの曲面を問題無く覆い尽くすことができる。
【００１８】
また、本発明では、セラミックス・チップ１５の施工個所は、図１に示すように、ＲＳＥ１３の表面を最重要とする。そこが最も磨耗するからである。しかし、本発明では、ＲＳＷ１３の表面だけとしても良いし、最も効果が期待できるものとして、図３に示すように、ＲＳＥ１２及びＲＳＷ１３の表面全体に施工しても良い。ベンチュリ・スクラバー７の寿命が現在より少しでも延長できれば良いからである。
【００１９】
さらに、本発明では、セラミックスの種類については、特に限定しないことにする。転炉から発生するダストは、転炉においてどのような操業を行うのか（例えば、単なる脱炭精錬か、クロム鉱石の溶融還元を行うのか等）によってその硬さが異なるので、精錬の種類によって適切な硬度のセラミックスを選択すれば良いからである。なお、接着剤としては、種々のものが考えられるが、シリコン系樹脂が好ましい。エポキシ系樹脂は、硬いため熱伸び差で割れて剥離し易いので好ましくなかった。
【００２０】
【実施例】
製鋼工場の転炉ＯＧ設備に設けられている第２段目の集塵器であるベンチュリ・スクラバー７を、本発明に係るものに交換した。
【００２１】
その理由は、このベンチュリ・スクラバー７のＲＳＥ１３及びＲＳＷ１２は、厚み１０ｍｍの鋼板に、ＷＣを厚み２００μｍで溶射したものであったが、使用してから２年で、鋼板にまで穴があき、補修が必要となったからである。
【００２２】
交換した本発明に係るベンチュリ・スクラバーは、ＲＳＥ１３及びＲＳＷ１２が９ｍｍのＳＳ４００材であり、その表面、つまりスロート部のガス通過面を５ｍｍ厚で一辺が２０ｍｍのアルミナ・セラミックスのチップでライニングしたものである。接着剤にはシリコン系樹脂を用いている。その結果、現在まで経過したがまったく補修問題が生ぜず、良好な状況を維持している。なお、推定寿命は８年を予想している。
【００２３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明により、硬度が高いダストに対しても従来より耐摩耗性に優れ、保全負荷が低減可能で、且つ転炉操業の安定化が図れる高温排ガス用ベンチュリ・スクラバーを提供できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＲＳＥにセラミックス・チップを貼り付けた状況を示す図である。
【図２】セラミックス・チップの貼り付け施工例を示す断面図である。
【図３】ＲＳＥ及びＲＳＷの両者にセラミックス・チップを貼り付けた状況を示す図である。
【図４】従来のＲＳＷ方式のベンチュリ・スクラバーを示す断面図である。
【図５】転炉のＯＧ方式の排ガス処理設備を示す全体図である。
【符号の説明】
１    フード及びスカート
２    転炉
３    切替弁
４    ガス・ホルダ
５    煙突
６    加圧水スプレー式集塵器
７    ベンチュリ・スクラバー
８    ノズル
９    一次除塵室
１０  スロート部
１１  二次除塵室
１２  リング・スリット・ワッシャ（ＲＳＷ）
１３  リング・スリット・エレメント（ＲＳＥ）
１４  シリンダ
１５  セラミックス・チップ
１６  接着剤（目地）
１７  排ガス
【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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