(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送液方向に低圧ライン部と高圧ライン部とを、この順に具備し、
前記低圧ライン部にスケール分等の不純物の除去を行うフィルターを備えるとともに、前記高圧ライン部の先端にスプレー装置が配置され、
前記低圧ライン部の圧力が、０．１ＭＰａ以上、０．５ＭＰａ以下に保たれていることを特徴とする、
酸洗設備から排出される廃液を焙焼炉に送液する送液設備。
【請求項２】
前記フィルターとスプレー装置との間に、バッファタンクを備えていることを特徴とする請求項１に記載の送液設備。
【請求項３】
前記バッファタンクのサクションパイプ先端部は、該バッファタンクの底面から上方に離隔して配置されていることを特徴とする請求項２に記載の送液設備。
【請求項４】
液送方向に、低圧ライン部ポンプ、前記フィルター、前記バッファタンク、高圧ライン部ポンプ、及び前記スプレー装置がこの順に配置されていることを特徴とする、請求項２又は３に記載された送液設備。
【請求項５】
鋼板酸洗設備の廃酸を送液し、前記スプレー装置が、焙焼炉内に配設されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の送液設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製鉄設備において、酸洗ラインから排出される廃酸を、焙焼炉に送液する送液設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
製鉄所における設備の一つに、鋼を製造する際に鋼表面の酸化スケールを除去するため、塩酸等を用いて酸洗いを行う酸洗設備がある。酸洗液中には鋼表面から脱落したスケール等が蓄積されるため、所定の性状に至った酸洗液は、廃酸として焙焼反応炉（以下において「焙焼炉」という。）で処理される。
【０００３】
焙焼炉では、廃酸は塩酸ガスと第二酸化鉄に分離され、塩酸ガスは吸収塔で再び塩酸として工場に送られ、第二酸化鉄はフェライト製造用原料として活用されている。焙焼炉の運転には廃酸スプレーの安定が最も重要である。しかし酸洗工場より排出される廃酸にはスケール分等の不純物が多い事から、そのままではスプレーチップの目詰りにより送液量が不安定となり焙焼反応は不可能の為、例えば、図２に概略的に示すようにスプレー装置手前にフィルターを設置しスケール分等の不純物の除去を行なうようにしている。
【０００４】
また、特許文献１には、廃酸中に凝集剤を添加して、スケールを捕集する方法が開示され、その第１図には、上澄み液タンクから焙焼炉にいたる配管と、該配管とはバイパス配管の関係にある配管中に設置された精密ろ過装置が開示されている。
【特許文献１】特開平４−２９７０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、図６に示される従来の液送設備によると、ノズルの直前に配置されたフィルターの目詰まりによる清掃頻度が高く、更に高圧による機器の損傷、液漏れ等が頻発しメンテナンス費が嵩んでいた。
【０００６】
また、特許文献１に開示された方法・装置でも、凝集されずに残った廃酸中のスケールの一部は結局のところフィルターによる捕集が必要とされ、上記と同様の問題を抱えていた。
【０００７】
そこで本発明は、フィルターの目詰まりによる清掃頻度を低くし、さらに、機器の損傷、液漏れの頻度を下げて、メンテナンス費を低く抑えることが可能な液送設備を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、従来の設備において、焙焼炉内におけるスプレー圧を発生させるポンプと、スプレー装置との間にフィルターが配置されていることに着目した。すなわち、フィルターは焙焼炉の噴霧スプレー目詰まり防止の目的であり、スプレー装置に入る直前にフィルターを入れて不純物除去することが常識であった。しかし、
（１）スプレー装置に廃液を送るには、ある程度の圧力が必要で、この高圧ポンプで送液した廃液をフィルターに通すと詰まりやすいこと。
（２）また、従来常識では低圧でフィルターを通しても不純物除去にはほとんど効果がないと考えられていたが、各種実験である程度以上の圧力をかけると、低圧でも不純物が除去できること。
との知見を得て、かかる知見から、フィルターを配置する部位を高圧部以外に設定すれば、上記諸問題を解決することができるとの着想を得て、本発明を完成させるに至った。
【０００９】
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【００１０】
請求項１に記載の発明は、送液方向に低圧ライン部（２０）と高圧ライン部（３０）とを、この順に具備し、前記低圧ライン部にスケール分等の不純物の除去を行うフィルター（１３）を備えるとともに、前記高圧ライン部の先端にスプレー装置（１８）が配置され、前記低圧ライン部（２０）の圧力が、０．１ＭＰａ以上、０．５ＭＰａ以下に保たれていることを特徴とする、酸洗設備から排出される廃液を焙焼炉に送液する送液設備（１００）により前記課題を解決しようとするものである。
【００１１】
この発明によれば、酸洗設備から排出される廃液を焙焼炉に送液する送液設備において、低圧ライン部にスケール分等の不純物の除去を行うフィルターが設置されているので、高圧による機器の損傷や液漏れを防止することができる。また、フィルターの状況に直接的に影響されることなく、高圧ライン部先端のスプレー装置を機能させることができる。またフィルターは低圧に対応するものを準備すれば足り、高圧に対応するフィルターより低コストにて入手可能である。また、たとえ低圧であっても、この圧力以上に保たれることにより、低圧ライン部におけるフィルターの効果を発揮させうる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の送液設備（１００）において、フィルター（１３）とスプレー装置（１８）との間に、バッファタンク（１４）を備えていることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、たとえ低圧ライン部のフィルターが閉塞しても、高圧ライン部先端にあるスプレー装置の稼動を確保することができる。また、低圧ライン部のフィルターでは捕捉できなかった廃酸中の細かなスケール類をバッファタンク内に沈降させて、スプレー装置に供給する廃酸の清浄度を高めることができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の送液設備（１００）において、バッファタンク（１４）のサクションパイプ（１５）先端部は、該バッファタンクの底面から上方に離隔して配置されていることを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、サクションパイプ先端部は、バッファタンクの底面から上方に離隔して配置されているので、タンク底部に沈降した細かなスケール類をサクションパイプが吸い上げることがなく、清浄度の高い廃酸をスプレー装置に供給する事が可能になる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載された送液設備（１００）において、液送方向に、低圧ライン部ポンプ（１２）、前記フィルター（１３）、前記バッファタンク（１４）、高圧ライン部ポンプ（１６）、及び前記スプレー装置（１８）がこの順に配置されていることを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、低圧ライン部の低圧を低圧ライン部ポンプに担わせて、かかる低圧部にフィルターを配置することにより、フィルターの閉塞トラブルを抑制することができる。また、高圧ライン部の高圧を高圧ライン部ポンプに担わせ、かかる高圧部はポンプから高圧ライン部先端のスプレー装置までと短くされているので、高圧に対応可能な高いコストの機器類の使用を抑制することが容易である。また、高圧に起因する機器類の故障や液漏れを抑制することができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の送液設備（１００）において、鋼板酸洗設備（１０）の廃酸を送液し、前記スプレー装置（１８）が、焙焼炉（１７）内に配設されていることを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、各請求項にかかる液送設備を、製鉄業における酸洗設備から排出される廃酸の処理設備に適用することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、フィルターの目詰まりによる清掃頻度を低くし、さらに、機器の損傷、液漏れの頻度を下げて、メンテナンス費を低く抑えることが可能な液送設備を提供することができる。また本発明の液送設備によれば、たとえフィルターが目詰まりしても、焙焼炉内のスプレー装置のスプレー圧力に影響を与えず、しかもスプレーノズルが詰まる事がないので、焙焼炉内の安定したスプレーを確保して、該焙焼炉にて良好な品質を有する酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）を、安定して生産することができる。加えて炉内の状況が安定するので、焙焼炉の自動運転が可能となる。
【００２３】
本発明のこのような作用及び利得は、次に説明する発明を実施するための最良の形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下本発明を図面に示す実施形態に基づき説明する。
【００２５】
図１は、本発明の送液設備の一実施形態を概略的に示す図である。図示の送液設備１００は、鋼板酸洗設備１０から排出された廃酸を受け入れる廃酸一時貯留タンク１１と、廃酸送液ポンプ１２と、フィルター１３、１３と、バッファタンク１４と、廃酸フィードポンプ１６と、焙焼炉１７の上部に配置されているスプレー装置１８とをこの順に備えている。各装置は適宜配管にて連結されている。廃酸送液ポンプ１２は低圧を、廃酸フィードポンプ１６は高圧を、装置内に送液される廃酸に発生させる。本発明においては、廃酸送液ポンプ１２から廃酸フィードポンプ１６直前の部位までを低圧ライン部２０、廃酸フィードポンプ１６から焙焼炉上部のスプレー装置１８までの間を高圧ライン部３０と呼ぶ。しかして、以下においては廃酸送液ポンプを「低圧ライン部ポンプ」１２、廃酸フィードポンプを「高圧ライン部ポンプ」１６というものとする。低圧ライン部ポンプ１２による低圧ライン部２０内の圧力は０．１ＭＰａ以上に保たれている。
【００２６】
本実施形態にかかる送液設備１００において、鋼板酸洗設備１０で鋼板の酸洗に使用されることによって酸洗能力の低下した酸洗液は、廃酸として、廃酸一時貯留タンク１１に貯留される。次いで、廃酸一時貯留タンク１１に一時貯留された廃酸は低圧ライン部ポンプ１２により所定の液圧に高められ、低圧ライン部２０において、フィルター１３を経て、バッファタンク１４まで送られる。バッファタンク１４から高圧ライン部ポンプ１６まではサクションパイプ１５により通じている。
【００２７】
サクションパイプ１５のバッファタンク１４中の先端部は、タンク底部からやや上方に配置されている。
【００２８】
高圧ライン部ポンプ１６により所定の高圧まで高められた廃酸は、配管により焙焼炉１７の上部に配置されているスプレー装置１８まで送られ、該高圧を利用して、焙焼炉１７内でスプレー装置１８により噴霧される。
【００２９】
焙焼炉１７内では、上部のスプレー装置１８より噴霧された微細な液滴が、高温の燃焼ガスの接触による水分の蒸発により塩酸及び塩化鉄の濃縮が起こり液滴を形成する。続いて廃酸の粘度と表面張力とが大きくなり液滴はいっそう球状化し、水・塩化水素の蒸発による塩化鉄の濃縮、結晶粒膜の形成が起こる。水分と塩化水素の蒸発は表面に形成された結晶粒膜が厚くなると、次第に減率乾燥の模様を呈するようになる。そして、表面温度が急激に上昇し塩化第一鉄の溶融、更に下記反応式による分解反応が進み、殻内の塩化鉄は結晶粒膜となり、殻内にはＨ２ＯとＨＣ１ガスの空間が生じる。更に温度上昇から殻内のＨ２ＯとＨＣ１ガスは外殻を通して噴出される。殻内のガスが噴出された後、内部のＦｅＣｌ２の反応が行なわれ反応は完結しＦｅ２Ｏ３とＨＣ１ガスに分離される。
２ＦｅＣｌ２＋２Ｈ２Ｏ＋１／２Ｏ２＝Ｆｅ２Ｏ３＋４ＨＣｌ
【００３０】
かかる構成を有する送液装置１００によれば、フィルター１３が低圧ライン部２０に配置されているので、従来高圧ライン内に配置されて、頻繁に発生していたフィルターの損傷、目詰まりを抑制することができる。その結果、焙焼炉１７内のスプレー装置１８の噴霧を安定なものとして、焙焼炉１７内の反応を安定化することができる。
【００３１】
また、フィルター１３とスプレー装置１８との間に、バッファタンク１４を備えているので、たとえ低圧ライン部２０のフィルターが閉塞しても、高圧ライン部３０先端にあるスプレー装置１８の稼動を確保することができる。また、低圧ライン部２０のフィルター１３では捕捉できなかった廃酸中の細かなスケール類をバッファタンク１４内に沈降させて、スプレー装置１８に供給する廃酸の清浄度を高めることができる。
【００３２】
さらに、サクションパイプ１５先端部は、バッファタンク１４の底面から上方に離隔して配置されているので、タンク１４底部に沈降した細かなスケール類をサクションパイプ１５が吸い上げることがなく、清浄度の高い廃酸をスプレー装置１８に供給する事が可能になる。
【００３３】
加えて、高圧ライン部３０の高圧を高圧ライン部ポンプ１６に担わせ、かかる高圧部はポンプ１６から高圧ライン部３０先端のスプレー装置１８までと短くされているので、高圧に対応可能な高いコストの機器類の使用を抑制することが容易である。また、高圧に起因する機器類の故障を少なくすることができる。
【実施例】
【００３４】
（実施例）
図１に示した、以下の仕様を有する送液装置１００を使用して、鋼板酸洗設備１０より排出される廃酸を焙焼炉１７に送液して焙焼を行った。
廃酸一時貯留タンク容量：７５ｍ３×２基・７０ｍ３×１基＝計２２０ｍ３
低圧ライン部ポンプ仕様：１８ｍ３／ｈ・２０ｍ・３．７ｋｗ
ライン圧、０．５ＭＰａ
バッファタンク寸法／容量：１６００φ×２５００Ｌ＝５．０ｍ３
サクションパイプ先端（ポンプ吸い込み口）の位置：タンク底部より１００ｍｍ上部
フィルターのサイズ、仕様、本数、エレメント仕様：
６００φ×１１８０Ｌ
常用圧力１．５Ｍｐａ（設計圧力１．６ＭＰａ）
０．３６ｍ３×２基（交互使用）
第一ゴム（株）ＬＰ−５００フィルター:サラン布  Ｆ２０１  ６数組
気孔容積率：５３％
透水係数  ：透水係数１．０５×１０-１ｃｍ/ｓｅｃ
通気性    ：１７３ｃｍ３/ｃｍ２・ｓｅｃ
高圧部ライン部ポンプの仕様：
渦巻ポンプ・１１６ｍ・６ｍ３／ｈ・２９００ｒｐｍ・２２ｋｗ
ライン圧、１．５ＭＰａ
供給配管径等：
ポンプ〜フィルター  ５０φＡＶ配管
ポンプ〜スプレーノズル  ２５φ  ＳＧＰＴ  ｓｈ４０
硬質ゴムライニンク
【００３５】
鋼板酸洗設備より排出される廃酸の組成は、下記の通りである。
ＨＣｌ  ：２．０〜 ６．０質量％
ＦｅＣｌ：２３．０〜３３．０質量％
比重    ：１．２８〜１．３３
その他微量のＦ・Ａｓ・Ｐ・Ｓ・Ｓｉ・Ｃ等のスケール・ＳＳ等を含む。
【００３６】
（比較例）
図２に示す従来の送液設備２００を使用した。送液設備２００は、実施例の送液設備１００とは、フィルターの設置位置が、高圧部にあることが異なっている。また、バッファタンク内のサクションパイプの先端位置は、タンク底部であった。その他は、上記実施例と同様の仕様の設備によった。
【００３７】
（評価結果）
設備メンテナンスのためのプラント停止頻度が、従来の設備である比較例では、１週間に１回であったものが、本発明の送液設備を使用することにより、最長１ヶ月に１回に改善された。また、この間、炉内の状況が安定した結果、焙焼炉の自動運転が容易になった。
【００３８】
以上、現時点において、もっとも、実践的であり、かつ、好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う送液設備もまた本発明の技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の送液設備の一実施形態を示す概略図である。
【図２】従来の送液設備の一実施形態を示す概略図である。
【符号の説明】
【００４０】
１０  鋼板酸洗設備
１１  廃酸一時貯留タンク
１２  低圧ライン部ポンプ
１３  フィルター
１４  バッファタンク
１５  サクションパイプ
１６  高圧ライン部ポンプ
１７  焙焼炉
１８  スプレー装置
１００  本発明の送液設備
２００  従来の送液設備
【図１】
0004654343.tif 000002
【図２】
0004654343.tif 000003