(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉内側表面に溶射被膜を形成してなるチューブとフィンとからなる水冷式メンブレンパネルを有する溶融金属精錬設備用集塵フードにおいて、前記フィンの炉内側表面には、チューブ高さを超えて突出した保護板が取付けられていることを特徴とする溶融金属精錬設備用集塵フード。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、溶融金属精錬設備用の集塵フードに係り、特に、その集塵フードを構成する水冷式のメンブレンパネルの長寿命化を図る技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
製鋼用転炉や予備処理設備等の高温ガス雰囲気に曝される設備においては、多数の冷却水用チューブがフィンを介してほぼ平行な状態で溶接されてなるメンブレン型の冷却構造（以下、「メンブレンパネル」という）が採用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような水冷式メンブレンパネルにおいては、排ガス中に含まれるダストによる磨耗や、高温ガスおよび地金付着などによる酸化腐食によって、チューブが減肉するという問題がある。
そこで、上記水冷式メンブレンパネルのチューブの減肉を抑えて、寿命低下を防止するために、高温の排ガスに曝される内側表面に、耐磨耗性に優れたセラミック溶射や、耐腐蝕性に優れたステンレス溶射、さらには耐磨耗性および耐腐蝕性に優れた自溶性合金を溶射する技術が知られている。
【０００４】
しかしながら、溶融金属の精錬においては、溶融金属のスプラッシュが発生し、そのために、メンブレンパネル表面に対する地金の付着が激しく、操業の合間に地金除去が頻繁に行われる場合がある。そのような場合には、地金除去に伴うメンブレンパネルに対する衝撃荷重が大きく、通常の溶射によって形成した溶射被膜は剥離し、さらには水冷チューブ本体の損耗も著しく進行するという問題があった。
そこで、この発明は、従来技術が抱える上記問題点を解決したメンブレンパネルの表面保護技術を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、上記目的を実現するために鋭意研究した結果、以下の内容を要旨構成とする発明に想到した。すなわち、この発明の溶融金属精錬設備用集塵フードは、炉内側表面に溶射被膜を形成してなるチューブとフィンとからなる水冷式メンブレンパネルを有する溶融金属精錬設備用集塵フードにおいて、前記フィンの炉内側表面には、前記チューブ高さを超えて突出した保護板が取付けられていることを特徴とする。
【０００６】
このような構成によれば、チューブやフィンの外表面を含んだメンブレンパネル表面に付着・堆積する地金量は増加するものの、付着地金を除去する際の衝撃荷重は、従来のようにメンブレンパネルに対して直接的に作用することがなく、保護板が受けることになるため、チューブを含んだメンブレンパネルの表面に形成されることのある溶射被膜が剥離したり、また溶射被膜のないチューブ母材が磨耗することもなく、メンブレンパネルの長寿命化を図ることができる。
上記保護板は、その形状を単純なものとすることによって、地金除去時の衝撃荷重により保護板が変形、損耗した場合でも、その補修が容易となる。したがって、従来のように、メンブレンパネルの寿命によるパネルの新規製作や更新工事を必要としないので、保全コストを大幅に削減することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明にかかる溶融金属精錬設備用排ガス集塵フードの一実施形態の概略を示している。この集塵フード１０は、溶銑輸送容器１１（以下、「トピードカー」という）内での溶銑予備処理により発生する排ガスを回収するための集塵装置を構成するもので、トピードカー１１の開口部から上方に向かって離間した位置において開口し、溶銑予備処理により発生する排ガスを有効に捕集するための下部フード１２をその下部に有し、その中央部においては上部フード１３に形成されているとともに、図示を省略した排ガス処理設備に誘導される集塵ダクト１４に連続している。
【０００８】
上記トピードカー１１の開口部の上部では、処理中の排ガス温度が約1500℃の高温雰囲気となっているため、下部フード１２およびその上方にある集塵パネル１０の一部、即ち、上部フード１３の内側表面には、図２よび図３に示すように、多数の冷却用チューブ１８とフィン１６とからなるメンブレンパネル２０を備えている。このようなメンブレンパネル２０は、多数の冷却用チューブ１８を隣接配置し、それらのチューブ１８の間にフィン１６が溶接されてなるチューブ・フィン溶接構造をなし、各チューブ１８には給水ヘッダ２２から冷却水が供給され、排水ヘッダ２３から図示を省略した循環ポンプを経て再循環されて、下部フード１２および上部フード１３の内側の広い面積を効率良く冷却する目的で使用されている。
【０００９】
この発明にかかる溶銑予備処理用排ガス集塵フード１０においては、図３に示すように、メンブレンパネル２０の排ガスと接触する側（以下、「炉内側」と言う）のフィン１６の表面には、チューブ１８表面を覆う溶射被膜やチューブ１８自体を保護するための保護板２６が、溶接・固定されている。
【００１０】
この保護板２６は、例えば、安価かつ入手の容易な低炭素鋼から構成されるとともに、フィン１６表面から突出したチューブ１８の高さｈを超えて炉内側にほぼ垂直に突出する高さＨと、隣接するチューブ１８間の距離よりも若干小さい幅Ｗと、チューブ１８の長手方向に沿う長さＬとを有する矩形板状に形成されている。
【００１１】
このような保護板２６の上記チューブ１８の高さｈを超えた突出量（Ｈ−ｈ）は、１０〜２０ｍｍの範囲とすることが望ましい。その理由は、２０ｍｍを超えると保護板先端の冷却効果が低下するので、フィン１６と保護板２６の熱伸び差が生じて、保護板２６に熱変形が生じるからであり、また１０ｍｍ未満では、保護板先端の磨耗により、チューブ高さとなるまでの寿命が小さくなるためである。さらに、フィン１６の突出高さＨは、すべてのフィン１６に対して同じ高さでなくても良く、例えば、フード下部開口からより近い部分にあるフィンに対しては、より高く形成することもできる。
【００１２】
また、保護板２６は、その形状がなるべく単純なものとすることが好ましく、例えば、矩形板状の他に三角柱のような形状とすることができるが、これらの形状に限定されるものではない。
このように保護板２６の形状を単純化することによって、地金除去時の衝撃荷重により保護板が変形したり損耗した場合に、補修が容易であり、フードの保全コストを大幅に低減できるという効果がある。
【００１３】
さらに、上記隣接する保護板２６の間に位置するメンブレンパネル２０の炉内側の表面、すなわち、各チューブ１８の外表面と、保護板２６の取付部分以外のフィン１６の表面には、自溶性合金の溶射皮膜２４が形成されている。この自溶性合金は、ＪＩＳ Ｈ ８３０３に規定されているようなニッケル基合金やコバルト基合金、あるいはその他の、銅基合金に、ＢやＳｉなどのフラックス成分を含有させたものであり、このような自溶性合金をメンブレンパネル２０の炉内側のチューブ１８の外面上に、半溶融状態の皮膜を形成できる一定の条件で溶射することによって合金皮膜を形成した後、１０００〜１１００℃の温度条件でフュージング処理を行って、メンブレンパネル２０との密着性が高い溶射皮膜２４を形成する。
【００１４】
上記の如く構成された保護板２６をフィン１６の表面に設けた排ガス集塵フードにおける、そのメンブレンパネル表面への付着地金２８の分布状態が図４に概略的に示され、併せて、保護板２６を設けない従来技術による付着地金２８の分布状態が同じく図５に示される。
【００１５】
これらの図から理解されるように、保護板２６を設けない従来のメンブレンパネルにおいては、溶融金属容器内から噴出した地金は、チューブ１８の外表面に形成した溶射被膜２４およびフィン１６表面に直接的に衝突し、そこに付着・堆積していく。この発明による保護板を設置したメンブレンパネルにおいては、図５に示す従来のメンブレンパネルに比べ、炉内側表面の凹凸が大きいため、地金付着量は増加するものの、地金除去時の治具３０による衝撃は、保護板２６が受けるように構成されているため、チューブ１８や溶射被膜２４が損傷を受けることがない。
【００１６】
すなわち、上記付着地金２８の剥離・除去時には、付着地金２８に加えられた振動や衝撃荷重は、図５に示すような従来技術の場合には、メンブレンパネルに直接伝達されるので、チューブ１８や溶射被膜２４を損傷させることになるが、図４に示すようなこの発明による実施形態においては、保護板２６に伝達されるので、チューブ１８や溶射被膜２４が損傷を受けることがない。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、メンブレンパネル表面に直接的に付着する地金量は増加するものの、これらの付着地金を剥離・除去する際の衝撃荷重は、従来のようにメンブレンパネルに対して直接的に作用することなく、保護板が受けることになるため、チューブや溶射被膜の損傷がなくなり、メンブレンパネルの長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の溶融金属精錬設備用排ガス集塵フードの一実施形態を示す概略図。
【図２】本発明の一実施形態におけるメンブレンパネルの概略的な平面図および側面図。
【図３】本発明の一実施形態におけるメンブレンパネルと、その上に形成される保護板とを示す断面図である。
【図４】本発明の一実施形態におけるメンブレンパネル上に付着した地金層の分布を示す断面図。
【図５】従来技術によるメンブレンパネル上に付着した地金層の分布を示す断面図。
【符号の説明】
１０  集塵フード
１１  トピードカー
１２  下部フード
１３  上部フード
１４  集塵ダクト
１６  フィン
１８  チューブ
２０  メンブレンパネル
２４  自溶性合金溶射皮膜
２６  保護板
２８  地金
３０  地金除去用治具
【図１】
0004795506.tif 000002
【図２】
0004795506.tif 000003
【図３】
0004795506.tif 000004
【図４】
0004795506.tif 000005
【図５】
0004795506.tif 000006