(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
堆積物が堆積した対象物に対してパージガスを噴出するパージ用ノズルヘッダを備え、
対象物とパージ用ノズルヘッダとを相対的に移動させながら、パージ用ノズルヘッダからパージガスを噴出することで、対象物の一端から他端までの堆積物をパージガスにより吹き飛ばして除去する堆積物の除去装置であって、
パージ用ノズルヘッダは、
スリットを有する内筒と、内筒のスリットと異なる形状のスリットを有する外筒とを備えた二重管構造を有し、
内筒および外筒の少なくとも一方を回転させることで、内筒のスリットと外筒のスリットとが相対的に移動し、内筒のスリットと外筒のスリットが一致したところからパージガスが噴出されるようになっていて、
対象物は溶銑鍋であり、
内筒のスリットは、溶銑鍋の縁の形状を内筒の回転方向に圧縮した形状に形成され、
外筒のスリットは、パージ用ノズルヘッダの長手方向の長さが溶銑鍋の縁の直径とほぼ等しく、内筒の回転方向の長さが、内筒のスリットの回転方向の長さよりも小さい形状に形成されている堆積物の除去装置。
【請求項２】
内筒を展開した展開図におけるスリットの形状および外筒を展開した展開図におけるスリットの形状の一方は、対象物の堆積物が堆積している部分の形状に相当する形状に形成され、
他方のスリットの形状は、パージ用ノズルヘッダの長手方向の長さが対象物の堆積物が堆積している部分の長さ以上であり、内筒または外筒の回転方向の長さが、前記一方のスリットの内筒または外筒の回転方向の長さよりも小さい形状に形成されている請求項１に記載の堆積物の除去装置。
【請求項３】
内筒を展開した展開図におけるスリットの形状および外筒を展開した展開図におけるスリットの形状の一方は、対象物の堆積物が堆積している部分の形状を内筒または外筒の回転方向に圧縮した形状に形成されている請求項１または２に記載の堆積物の除去装置。
【請求項４】
パージ用ノズルヘッダの近傍に配置され、集塵機に接続された集塵フードを有する請求項１乃至３のうちいずれかに記載の堆積物の除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、堆積物の除去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、装置類の一部に堆積した堆積物を除去する技術が求められている。例えば、製鉄プロセスにおいては、溶銑鍋の縁に堆積した堆積物を除去する技術が求められている。
【０００３】
製鉄プロセスにおける溶銑段階での脱Ｓｉ、脱Ｐ、脱Ｓ処理は、石灰（主にＣａＯ）を用いて反応させるのが一般的である。石灰は粉状のほうが塊状のものよりも反応効率が高いため、近年では粉石灰を圧送ガスと共に溶銑鍋に収容されている溶銑に吹付ける（投射する）手法が広まりつつある（例えば、特許文献１）。
【０００４】
粉石灰を投射する際、粉石灰は、溶銑湯面で反射したガス流れに乗って舞い上がる。舞い上がった粉石灰は、ほとんどが集塵機に吸引されるが、一部は溶銑鍋の縁に堆積する。縁に堆積した石灰は、除去されること無く次工程へ運ばれ、溶銑移し替えや転炉装入といった鍋傾転時に自重落下して大気中に飛散していた。
【０００５】
粉石灰は、本来溶銑と反応すべき有価物であるが、縁に堆積したものは最終的に大気中へ飛散してしまうため、石灰歩留（あるいは投入石灰反応効率）が低下してしまう。
【０００６】
また、飛散した粉石灰は一部が天井クレーン機上へ堆積するが、生石灰は水分と混じると発熱するため、クレーン機上での作業をする際は作業者の汗と反応しないよう、全身を防護服で覆う必要があり、著しく作業効率が低下してしまうという問題がある。
【０００７】
そのため、製鉄プロセスにおいては、溶銑鍋の縁に堆積した堆積物を除去することが求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−４２８４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来では、このような装置等の対象物に堆積した堆積物を効率よく除去する技術が提案されていなかった。
【００１０】
本発明は、このような問題に対してなされたものであり、装置等の対象物に堆積する堆積物を、効率よく除去する除去装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、このような目的を達成するために、以下のような特徴を有している。
［１］  堆積物が堆積した対象物に対してパージガスを噴出するパージ用ノズルヘッダを備え、
対象物とパージ用ノズルヘッダとを相対的に移動させながら、パージ用ノズルヘッダからパージガスを噴出することで、対象物の一端から他端までの堆積物をパージガスにより吹き飛ばして除去する堆積物の除去装置であって、
パージ用ノズルヘッダは、
スリットを有する内筒と、内筒のスリットと異なる形状のスリットを有する外筒とを備えた二重管構造を有し、
内筒および外筒の少なくとも一方を回転させることで、内筒のスリットと外筒のスリットとが相対的に移動し、内筒のスリットと外筒のスリットが一致したところからパージガスが噴出される堆積物の除去装置。
［２］  内筒を展開した展開図におけるスリットの形状および外筒を展開した展開図におけるスリットの形状の一方は、対象物の堆積物が堆積している部分の形状に相当する形状に形成され、
他方のスリットの形状は、パージ用ノズルヘッダの長手方向の長さが対象物の堆積物が堆積している部分の長さ以上であり、内筒または外筒の回転方向の長さが、前記一方のスリットの内筒または外筒の回転方向の長さよりも小さい形状に形成されている［１］に記載の堆積物の除去装置。
［３］  内筒を展開した展開図におけるスリットの形状および外筒を展開した展開図におけるスリットの形状の一方は、対象物の堆積物が堆積している部分の形状を内筒または外筒の回転方向に圧縮した形状に形成されている［１］または［２］に記載の堆積物の除去装置。
［４］  対象物は溶銑鍋であり、
内筒のスリットは、溶銑鍋の縁の形状を内筒の回転方向に圧縮した形状に形成され、
外筒のスリットは、パージ用ノズルヘッダの長手方向の長さが溶銑鍋の縁の直径とほぼ等しく、内筒の回転方向の長さが、内筒のスリットの回転方向の長さよりも小さい形状に形成されている［１］乃至［３］のうちいずれかに記載の堆積物の除去装置。
［５］  パージ用ノズルヘッダの近傍に配置され、集塵機に接続された集塵フードを有する［１］乃至［４］のうちいずれかに記載の堆積物の除去装置。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、装置等の対象物に堆積した堆積物を効率よく除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】溶銑鍋の周辺に、本発明の実施の形態に係る堆積物除去装置を設置した例を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る堆積物除去装置を上から見た図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る堆積物除去装置のパージ用ノズルヘッダの断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る堆積物除去装置のパージ用ノズルヘッダの断面を拡大した図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る堆積物除去装置のパージ用ノズルヘッダの内筒と外筒の展開図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る堆積物除去装置の動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付した図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。
【００１５】
この説明では、本発明を、溶銑鍋の縁に堆積する堆積物（粉石灰）を除去する装置として適用したものを例にして説明を行う。
【００１６】
図１は、溶銑鍋の周辺に、本発明の実施の形態に係る堆積物除去装置を設置した例を示す図であり、図２は、本発明の実施の形態に係る堆積物除去装置を上から見た図である。図において、Ｚ方向は上方向、Ｘ方向は溶銑鍋の進行方向、Ｙ方向はＸ方向およびＺ方向に直交する方向を示している。
【００１７】
溶銑鍋１１は、貨車１２に設置されており、貨車１２が機関車に牽引されることで、建屋２に敷かれたレール３の上をＸ方向に移動する。
【００１８】
建屋２の壁には、溶銑鍋１１の縁のやや上方の高さに、パージ用ノズルヘッダ４、集塵フード５および集塵ダクト６が設けられている。図２に示すように、集塵フード５は、溶銑鍋１１の縁の径と同程度の長さ（Ｙ方向）を有しており、集塵ダクト６に接続されている。集塵ダクト６の先には、集塵機（図示せず）が設けられている。溶銑鍋１１における脱Ｓｉ、脱Ｐ、脱Ｓといった処理で発生したダストは、溶銑鍋１１がレール３上を移動する際に、集塵フード５に接続された集塵ダクト６を経由して、集塵機に吸引され、集塵される。
【００１９】
図３は、本発明の実施の形態に係る堆積物除去装置のパージ用ノズルヘッダの断面図である。本発明では、集塵フード５の下に、パージ用ノズルヘッダ４を設置し、溶銑鍋１１を機関車で牽引して、溶銑鍋１１をパージ用ノズルヘッダ４に対して移動させながら、パージ用ノズルヘッダ４から溶銑鍋１１の縁にパージガスを噴出することで、溶銑鍋１１の縁に堆積した粉石灰を、溶銑鍋１１の進行方向の前方から後方までを順次吹き飛ばし、吹き飛ばされた粉石灰を、集塵フード５を介して、集塵ダクト６へ吸引するように構成している。
【００２０】
図４は、本発明の実施の形態に係る堆積物除去装置のパージ用ノズルヘッダの断面を拡大した図である。
【００２１】
パージ用ノズルヘッダ４は、スリット４１ａを有する内筒４１と、スリット４２ａを有する外筒４２とを備えた二重管構造を有している。内筒４１には、パージガス（エアなど）が供給される。なお、パージガスの供給源は、コンプレッサでも工場内のユーティリティー配管でもよい。
【００２２】
パージ用ノズルヘッダ４は、内筒４１および外筒４２の少なくとも一方が回転することで、内筒４１のスリット４１ａと外筒４２のスリット４２ａとが相対的に移動し、内筒４１のスリット４１ａと外筒４２のスリット４２ａが一致したところからパージガスが噴出されるように構成されている。
【００２３】
この例では、外筒４２が固定され、内筒４１が、パージガス供給端とは反対側の端に設けられた回転駆動装置（図示せず）により、矢印方向に回転するように構成されている。ただし、内筒４１に形成されたスリット４１ａと外筒４２に形成されたスリット４２ａとが相対移動するように構成されていれば、どのような構成としてもよい。具体的には、内筒４１を固定して、外筒４２を回転させてもよく、内筒４１および外筒４２の両方を異なる回転速度で回転させるように構成してもよい。
【００２４】
また、図４の例では、パージガスが斜め下方に噴出するように構成されているが、パージガスの噴出方向については任意の角度に設定することができる。
【００２５】
図５は、本発明の実施の形態に係る堆積物除去装置のパージ用ノズルヘッダの内筒と外筒の展開図である。
【００２６】
内筒４１を展開した展開図におけるスリット４１ａの形状は、溶銑鍋１１の縁の形状に相当する形状に形成されている。図５の例では、スリット４１ａの形状は、溶銑鍋１１の縁の形状を内筒４１の回転方向（ＡＢ方向）に圧縮した形状（Ｙ方向に長径を有する楕円環の形状）に形成されている。なお、スリット４１ａのパージ用ノズルヘッダ４の長手方向の長さＬＩは、溶銑鍋１１の縁の直径とほぼ等しい。ただし、溶銑鍋１１の縁は円環形状であるが、スリット４１ａの形状は、楕円環の内側の部分が抜け落ちないよう、楕円環の内側と楕円環の外側が複数の箇所で接続された形状になっている。
【００２７】
上述では、スリット４１ａの形状は、溶銑鍋１１の縁の形状を内筒４１の回転方向（ＡＢ方向）に圧縮した形状に形成されているとして説明したが、機関車による牽引速度と内筒４１の回転速度との比、パージ用ノズルヘッダ４の径、および溶銑鍋１１の縁の直径に応じて、ＡＢ方向の圧縮率（伸長率）を変更することができる。
【００２８】
外筒４２のスリット４２ａの形状は、パージ用ノズルヘッダ４の長手方向の長さＬＯが、堆積物が堆積している部分の長さｌ（図６参照）以上となるように構成されている。具体的には、外筒４２のスリット４２ａの形状は、パージ用ノズルヘッダ４の長手方向の長さＬＯが溶銑鍋１１の縁の直径とほぼ等しい。また、外筒４２のスリット４２ａの形状は、内筒４１の回転方向（ＡＢ方向）の長さＤＯが、内筒４１のＡＢ方向の長さＤＩよりも小さく形成されている。なお、図５の例では、外筒４２のスリット４２ａの形状が１つの矩形に形成されているが、外筒４２のスリット４２ａの形状はこれに限られるものではなく種々の形状とすることができる。
【００２９】
例えば、外筒４２のスリット４２ａを、パージ用ノズルヘッダ４の長手方向の長さが溶銑鍋１１の縁の直径とほぼ等しい長さ、もしくはそれ以上の長さを有する楕円としてもよく、複数の矩形のスリットをパージ用ノズルヘッダ４の長手方向に並べるように構成してもよい。また、外筒４２のスリット４２ａの形状は、図５に示すような矩形ではなく、パージ用ノズルヘッダ４の長手方向に対して傾斜するように配置してもよい。
【００３０】
なお、図５の例とは逆に、堆積物が堆積している対象物の部分の形状に相当するスリットを外筒４２に形成し、内筒４１に矩形状のスリットを形成してもよい。
【００３１】
次に、このように構成された堆積物の除去装置の動作について説明する。
【００３２】
溶銑鍋１１を乗せた貨車１２を機関車で牽引し、溶銑鍋１１を集塵フード５下およびパージ用ノズルヘッダ４下を通過させる。
【００３３】
溶銑鍋１１の縁がパージ用ノズルヘッダ４下を通過し始めたら、内筒４１にパージガスを供給する。そして、溶銑鍋１１の進行位置に合わせて、溶銑鍋１１の縁の形状に相当する形状に形成されているスリット４１ａをもつ内筒４１を回転させる。内筒４１を回転させることで、内筒４１のスリット４１ａと外筒４２のスリット４２ａが相対移動する。内筒４１のスリット４１ａと外筒４２のスリット４２ａの一致する場所が変化することで、パージガスの噴出位置を変化させることができる。この様子を図６に示す。
【００３４】
図６には、内筒４１のスリット４１ａと外筒４２のスリット４２ａが一致した領域Ｘと、溶銑鍋１１の縁との位置関係が示されている。なお、図４や図５では、パージガスは斜め下方に噴出されるが、図６では説明の便宜上、パージガスが鉛直下方にパージガスを噴出するものとして説明を行う。
【００３５】
溶銑鍋１１の縁がパージ用ノズルヘッダ４下を通過し始めた状態１では、内筒４１のスリット４１ａと外筒４２のスリット４２ａが一致した領域Ｘと溶銑鍋１１の縁の進行方向の前方の部分が一致し、領域Ｘから溶銑鍋１１の縁の進行方向の前方の部分にパージガスが噴出される。
【００３６】
溶銑鍋１１がパージ用ノズルヘッダ４のほぼ真下まで進んだ状態２では、領域Ｘが溶銑鍋１１の進行方向中央の縁の部分に一致し、領域Ｘから溶銑鍋１１の進行方向中央の縁の部分にパージガスが噴出される。
【００３７】
そして、溶銑鍋１１の縁がパージ用ノズルヘッダ４の下を通過し終わる状態３では、領域Ｘが銑鍋１１の進行方向後方の縁の部分に一致し、領域Ｘから溶銑鍋１１の進行方向後向の縁の部分にパージガスが噴出される。
【００３８】
このように、溶銑鍋１１の進行位置に応じて、パージガスが噴出される領域Ｘが変化し、溶銑鍋１１の縁あるいはその周辺部のみにパージガスを噴出して、堆積物を除去することができる。パージガスによって吹き飛ばされた堆積物は、集塵フード５を介して、集塵ダクト６へ回収される。
【００３９】
このように、本発明によれば、異なる形状のスリットを内筒４１と外筒４２とを設け、内筒４１および外筒４２の少なくとも一方を回転させて、内筒４１のスリット４１ａと外筒４２のスリット４２ａとを相対移動させることで、溶銑鍋１１の進行位置に応じてパージガスを噴出する位置を変化させることができる。なお、内筒４１もしくは外筒４２の回転速度は、溶銑鍋１１の進行速度（進行位置）に合わせて調整することができる。
【００４０】
これにより、パージガスを必要な場所のみに噴出することができ、溶銑鍋１１の縁に堆積した堆積物を効率よく除去することができる。その結果、溶銑鍋１１の全面にパージする場合に比べて、パージガスの使用量を少量にすることができる。また、縁に堆積した粉石灰を再利用することで、石灰歩留を改善することができる。
【００４１】
なお、本発明は、上述の実施の形態に限られず、本発明の要旨を逸脱しない限り、種々の設計変更を行うことができる。
【００４２】
さらに、上述では、溶銑鍋１１を移動させながら固定されたパージ用ノズルヘッダ４からパージガスを噴出するとして説明したが、溶銑鍋１１とパージ用ノズルヘッダ４とが相対移動していれば、パージ用ノズルヘッダ４を移動させてもよく、溶銑鍋１１とパージ用ノズルヘッダ４を両方移動させてもよい。
【００４３】
さらにまた、上述では、本発明を溶銑鍋１１の縁に堆積する堆積物を除去する装置に適用した例を挙げて説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、様々な対象物に堆積した堆積物を除去する装置として利用することができる。
【符号の説明】
【００４４】
２  建屋
３  レール
４  パージ用ノズルヘッダ
４１  内筒
４１ａ  スリット
４２  外筒
４２ａ  スリット
５  集塵フード
６  集塵ダクト
１１  溶銑鍋
１２  貨車
【図１】
0006311663.tif 000002
【図２】
0006311663.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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