(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
脱炭吹錬用転炉排ガス処理設備における脱燐操業時、２次集塵器の複数基設けられた可変スロート型ベンチュリースクラバである炉内圧制御ダンパの少なくとも１基の炉内圧制御ダンパを閉鎖し完全水封して、転炉からの発生ガスを閉鎖，水封されていない炉内圧制御ダンパにより炉内圧を制御して未燃焼のまま回収することを特徴とする脱炭吹錬用転炉排ガス処理設備における脱燐操業時のガス回収方法。
【請求項２】
少なくとも１基の炉内圧制御ダンパを完全水封することが、炉内圧制御ダンパを閉じその閉じた部分に水を充満することであることを特徴とする請求項１記載の脱炭吹錬用転炉排ガス処理設備における脱燐操業時のガス回収方法。
【請求項３】
閉鎖，水封されていない炉内圧制御ダンパの開度が発生ガス量の変動により変化し、炉内圧制御ダンパ出口部のガス圧力が変動しても、閉鎖，水封されている炉内圧制御ダンパの水封レベルが変化しないように一定レベルに制御することを特徴とする請求項２記載の脱炭吹錬用転炉排ガス処理設備における脱燐操業時のガス回収方法。
【請求項４】
脱炭吹錬用転炉排ガス処理設備における２次集塵器の可変スロート型ベンチュリースクラバである炉内圧制御ダンパが複数基設けられると共に上記各炉内圧制御ダンパを作動させる駆動装置をダンパと同数設け、個々の炉内圧制御ダンパの開度をフィードバックして個々の炉内圧制御ダンパの開度を同一にする制御回路と、この制御回路をキャンセルして個々の炉内圧制御ダンパに単独の操作信号を送る回路とが設けられ、個々の炉内圧制御ダンパの開度を同一にする制御回路と個々の炉内圧制御ダンパに単独の操作信号を送る回路の変更は制御スロート選択スイッチを切り替えることにより行われ、脱燐操業時、制御スロート選択スイッチを切り替えることにより個々の炉内圧制御ダンパに単独の操作信号を送る回路を選択して上記駆動装置を作動させることにより、炉内圧制御に用いない少なくとも１基の炉内圧制御ダンパが全閉になされると共に完全水封され、水封されない炉内圧制御ダンパにより炉内圧が制御されることを特徴とする脱炭吹錬用転炉排ガス処理設備における脱燐操業時の炉内圧制御装置。
【請求項５】
炉内圧制御ダンパの開度は開度設定器により設定され、脱炭吹錬用転炉排ガス処理設備における脱燐操業中の停電時または炉内圧制御ダンパの下流における誘引排風機のトリップによる吹錬緊急停止時に、停電または吹錬緊急停止状態を通報するシーケンス回路からの信号を上記開度設定器に伝達することにより、炉内圧制御に用いられる炉内圧制御ダンパと全閉になされている炉内圧制御ダンパが全開されるようになされていることを特徴とする請求項４記載の脱炭吹錬用転炉排ガス処理設備における脱燐操業時の炉内圧制御装置。
【請求項６】
全閉，完全水封される炉内圧制御ダンパに、水位検出器，自動給水弁，自動排水弁及び排水口を水封した排水管が設けられ、水封される炉内圧制御ダンパの水封レベルが一定に制御されるようになされていることを特徴とする請求項４記載の脱炭吹錬用転炉排ガス処理設備における脱燐操業時の炉内圧制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、脱炭吹錬用転炉排ガス処理設備における脱燐操業時、転炉からの発生ガスを未燃焼のまま回収するガス回収方法及び炉内圧制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の転炉操業では、製鋼作業の効率化、スラグ量低減、生産性向上等を目的に、脱珪、脱硫、脱燐処理をした所謂前処理銑を使用し、転炉では脱炭吹錬のみを行う操業が増加している。さらに最近では、より一層の効率化のため、脱珪、脱硫までを別設備で処理し、１基の転炉の耐用期間の前半を脱炭吹錬、炉齢が増えて古くなっていく以降を脱燐吹錬用に切り替えて転炉を利用する。しかし、この方法によると、脱燐吹錬では転炉への吹き込み酸素量が脱炭吹錬時の２５％以下で、発生ガス量も１５％以下と極端に少なくなり、炉内圧制御ダンパの制御範囲から外れるため、転炉炉口とスカートとの間から吸い込む空気量を増加して操業がなされている。このため、脱燐反応と併行して副次的に発生する脱炭反応によるＣＯガスは、回収されることなく全て燃焼し、大気中に放散される。
【０００３】
上記の脱燐反応と併行して副次的に発生する脱炭反応によるＣＯガスを有価資源として回収するため、特開昭５３−５３５０４号公報に記載の「純酸素上吹転炉における非燃焼式排ガス回収方法」では、吹錬中にＣＯ2 を発生する鉱石と炭素含有物質を投入し、ＣＯ2 ＋Ｃ→２ＣＯの反応を利用して発生ガス量を増加させている。しかしながら、この方法では、ＣＯ2 を発生する鉱石として石灰石やドロマイト鉱石を投入するため、スラグ量を低減し転炉操業の効率化を目的とした転炉による脱燐操業には採用し難い。また、ガス量を増加するためには大量の鉱石と炭素含有物質を必要とし、さらに脱燐操業の実施に当っては、脱燐効率の低下、スラグ量増加、フォーミング発生の増加や治金上の問題がある。
【０００４】
一方、転炉排ガス処理設備には、２次集塵器として可変スロート型ベンチュリースクラバが設けられ、これが転炉内の反応により常に変動する転炉発生ガスに対し、転炉炉口と排ガス処理設備入口のスカートとの間の吸込み空気量及び噴き出しガス量が最小となるように、転炉炉口とスカート部のガス圧力（一般に炉内圧と称す）を調節する所謂炉内圧制御の機能を有する。この炉内圧制御ダンパとしての可変スロート型ベンチュリースクラバは、転炉発生ガス量が低下すると炉内圧も低下するため、炉内圧を炉内圧設定値（炉口部の吸込み空気を最小にし、ＣＯガス濃度を上昇させるため通常プラス数ミリ水柱に設定される）に制御するための閉方向に作動する。しかしながら、炉内圧制御ダンパとしての可変スロート型ベンチュリースクラバは全閉となっても若干の隙間があり、さらにダンパ羽根板とケーシングとの間にも数ミリの隙間があるため、転炉発生ガスが極端に少なくなり、ダンパ開度が全閉近くになると、ダンパスロート部を通過するガス量に対するダンパ羽根板とケーシングの間からのリークガス量の割合が増加し、炉内圧制御が実質的に行われない状態になる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、上記の種々の問題に鑑み、脱炭吹錬用転炉排ガス処理設備における脱燐操業時、炉内圧制御を適確に行い、脱燐操業に規定される吹き込み酸素量、副原料を増加することなく、即ち発生ガス量増加のために新たな材料を転炉内に投入することなく、発生ガスを未燃焼のまま有価ガスとして回収することのできるガス回収方法及び炉内圧制御装置を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の脱炭吹錬用転炉排ガス処理設備における脱燐操業時のガス回収方法は、２次集塵器の複数基設けられた可変スロート型ベンチュリースクラバである炉内圧制御ダンパの少なくとも１基の炉内圧制御ダンパを閉鎖し完全水封して、転炉からの発生ガスを閉鎖，水封されていない炉内圧制御ダンパにより炉内圧を制御して未燃焼のまま回収することを特徴とするものである。
【０００７】
上記のガス回収方法において、少なくとも１基の炉内圧制御ダンパを完全水封することは、炉内圧制御ダンパを閉じその閉じた部分に水を充満することであることが好ましい。
【０００８】
また、このガス回収方法において、閉鎖，水封されていない炉内圧制御ダンパの開度が発生ガス量の変動により変化し、炉内圧制御ダンパ出口部のガス圧力が変動しても、閉鎖，水封されている炉内圧制御ダンパの水封レベルが変化しないように一定レベルに制御することが好ましい。
【０００９】
上記課題を解決するための本発明の脱炭吹錬用転炉排ガス処理設備における脱燐操業時の炉内圧制御装置は、脱炭吹錬用転炉排ガス処理設備における２次集塵器の可変スロート型ベンチュリースクラバである炉内圧制御ダンパが複数基設けられると共に上記各炉内圧制御ダンパを作動させる駆動装置をダンパと同数設け、個々の炉内圧制御ダンパの開度をフィードバックして個々の炉内圧制御ダンパの開度を同一にする制御回路と、この制御回路をキャンセルして個々の炉内圧制御ダンパに単独の操作信号を送る回路とが設けられ、個々の炉内圧制御ダンパの開度を同一にする制御回路と個々の炉内圧制御ダンパに単独の操作信号を送る回路の変更は制御スロート選択スイッチを切り替えることにより行われ、脱燐操業時、制御スロート選択スイッチを切り替えることにより個々の炉内圧制御ダンパに単独の操作信号を送る回路を選択して上記駆動装置を作動させることにより、炉内圧制御に用いない少なくとも１基の炉内圧制御ダンパが全閉になされると共に完全水封され、水封されない炉内圧制御ダンパにより炉内圧が制御されることを特徴とするものである。
【００１０】
上記の炉内圧制御装置は、炉内圧制御ダンパの開度は開度設定器により設定され、脱炭吹錬用転炉排ガス処理設備における脱燐操業中の停電時または炉内圧制御ダンパの下流における誘引排風機のトリップによる吹錬緊急停止時に、停電または吹錬緊急停止状態を通報するシーケンス回路からの信号を上記開度設定器に伝達することにより、炉内圧制御に用いられる炉内圧制御ダンパと全閉になされている炉内圧制御ダンパが全開されるようになされていることが好ましい。
【００１１】
また、上記の炉内圧制御装置は、全閉，完全水封される炉内圧制御ダンパに、水位検出器，自動給水弁，自動排水弁及び排水口を水封した排水管が設けられ、水封される炉内圧制御ダンパの水封レベルが一定に制御されるようになされていることが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明による脱炭吹錬用転炉排ガス処理設備の脱燐操業時のガス回収方法および炉内圧制御装置の実施形態について説明する。先ず脱炭吹錬用に計画された転炉排ガス処理設備を図１によって説明すると、１は脱炭吹錬用転炉、２は転炉１から脱炭吹錬中に発生するＣＯガスを処理する転炉排ガス処理設備で、この転炉排ガス処理設備２の入口には転炉１の炉口を封塞するスカート３がフード４に上下動可能に設けられている。フード４には脱炭吹錬用酸素吹き込みランス５及び副原料投入口６が設けられている。フード４に続いて設けた輻射伝熱部７の下流には１次集塵器９、２次集塵器１０が設けられ、その下流の排ガスダクト１１の途中には排ガス流量計１２、誘引排風機１３が設けられ、さらにその下流に三方弁１４を介してガス回収ダクト１５とガス放散煙突１６とが設けられ、前記ガス回収ダクト１５の途中にはロータリー水封弁１７が設けられ、端部にガスホルダ１８が設けられている。尚、前記フード４のスカート３近傍には炉内圧検知器１９が設けられ、それによる炉内圧検知信号が制御装置２０に送られ、この制御装置２０により２次集塵器の可変スロート型ベンチュリースクラバである炉内圧制御ダンパ２１の開度が炉内圧に応じて制御されるようになされている。
【００１３】
かかる構成の脱炭吹錬用転炉排ガス処理設備２は、転炉１に装入された溶銑を脱炭吹錬し、脱炭吹錬中に発生する濃度の高いＣＯガスを、誘引排風機１３の運転により転炉１の炉口を封塞したスカート３、フード４を通して輻射伝熱部７に導入し、ここで高温のＣＯガスから熱回収し、そして温度降下したＣＯガスを１次集塵器９、２次集塵器１０に導いてＣＯガス中のダストを除去した後、ＣＯガスを排ガス流量計１２、誘引排風機１３に通し、三方弁１４によりガス回収ダクト１５に切り替えてロータリー型水封弁１７を経てガスホルダ１８に回収している。また脱炭吹錬の初期及び末期の濃度の低いＣＯガスは、三方弁１４によりガス放散煙突１６側に切替えられ、ガス放散煙突１６の頂部で燃焼後大気中に放散している。
【００１４】
さて、上記構成、作用の脱炭吹錬用転炉排ガス処理設備２において、２次集塵器１０としての可変スロート型ベンチュリースクラバである炉内圧制御ダンパ２１は、スロート部の間隔が大きくなると除塵効率が低下するので、処理ガス量が多くなった場合、スロート隙間を確保し、長さを長くして対応するが、設備レイアウト、駆動装置、構成部品強度等から限度がある。このため図２に示すように小容量の可変スロート型ベンチュリースクラバを複数基例えば２基設置して対応する。このように小容量の可変スロート型ベンチュリースクラバが複数基設けられた脱炭吹錬用転炉排ガス処理設備において、脱燐操業を行う場合には、処理ガス量から可変スロート型ベンチュリースクラバの基数が決定され、使用しない可変スロート型ベンチュリースクラバはガスが通過しないようにする必要がある。その際、前述（０００４項叙述）したように可変スロート型ベンチュリースクラバである炉内圧制御ダンパ２１，２１′は全閉でも若干のガスのリークがあるために完全にシールする必要がある。完全シールの方法として、ブラインドプレートを用いることは容易に考えられるが、１枚のブラインドプレートではＣＯガスの滞留部が生じ、安全上問題があるため可変スロート型ベンチュリースクラバの入口と出口部に夫々設置する必要があり、１基の転炉で転炉耐火物使用時期により脱炭操業と脱燐操業を切り替える操業方法では、ブラインドプレートの着脱に多くの時間を要し、生産性が低下する。
【００１５】
そこで本発明者らは、上記の不都合を回避するため、従来は複数基の可変スロート型ベンチュリースクラバである炉内圧制御ダンパ２１，２１′が常に同一開度で作動するように、図２に示す複数基の炉内圧制御ダンパ２１，２１′を各々動作させる油圧シリンダー２２，２２′を１基の油圧ユニット２３により作動させ、油圧ユニット２３を制御装置２０により制御するように構成していたものをやめて、本実施形態においては図３に示すように２次集塵器１０の複数基、本例では２基の炉内圧制御ダンパ２１，２１′を各々動作させる油圧シリンダ２２，２２′を作動させる油圧ユニット２３，２３′を炉内圧制御２１，２１′と同数に２基設け、個々の炉内圧制御ダンパ２１，２１′の開度をフィードバックして個々の炉内圧制御ダンパ２１，２１′の開度を同一にする制御回路２４と、この制御回路２４をキャンセルして個々の炉内圧制御ダンパ２１，２１′に単独の操作信号を送る回路２５とを設けた。
【００１６】
上記制御回路２４は、各々の炉内圧制御ダンパ２１，２１′の開度を発信する２個の開度発信器２６，２６′と、この２個の開度発信器２６，２６′から発信される開度の偏差を比較演算する偏差演算器２７と、この偏差演算器２７で演算して得た開度偏差の１／２に相当する開度信号を制御装置２０からの炉内圧制御ダンパ２１，２１′の開度設定信号に加算する加算器２８，２８′と、この加算器２８，２８′で加算して得た開度信号を油圧ユニット２３，２３′に送るか否かの信号切替スイッチ２９，２９′と、油圧ユニット２３，２３′の作動により個々の炉内圧制御ダンパ２１，２１′の開度を各々同一開度に作動させる油圧シリンダ２２，２２′とを備えたものである。この制御回路２４をキャンセルして個々の炉内圧制御ダンパ２１，２１′に単独の操作信号を送る回路２５は、制御スロート選択スイッチ３０により信号切替スイッチ２９，２９′が加算器２８，２８′を介して受ける開度信号を遮断し、開度設定器３１，３１′から開度信号を受けるように切り替えるようにしたものであり、開度設定器３１，３１′は図示せぬシーケンス回路からの信号により、通常Ａの炉内圧制御ダンパ２１を炉内圧制御状態に且つＢの炉内圧制御ダンパ２１′を全閉にし、非常時にＢの炉内圧制御ダンパ２１′を自動的に全開に切り替わるようにしてある。
【００１７】
そして、上記の炉内圧制御装置は、脱燐操業時、炉内圧制御に用いない１基の炉内圧制御ダンパ２１′は、全閉になされると共に完全水封されるようになされている。即ち、図４に示されるように全閉になされた炉内圧制御ダンパ２１′の閉鎖部に弁３２を有する給水配管３３からシール水３４が供給されて水封されるようになされ、この水封部に水位検出器３５が設けられてこれにより検出される水位により前記給水配管３３の弁３２の開度が調整されるようになっている。さらに水封部に弁３６を有するドレン管３７及び排水管３８が設けられて、夫々の端部が水槽３９に没入せしめられている。
【００１８】
このように構成された本発明の炉内圧制御装置を有する脱炭吹錬用転炉排ガス処理設備においては、脱炭吹錬時、図３に示される２基の炉内圧制御ダンパ２１，２１′の開度を同一にして炉内圧を制御できる。即ち、炉内圧は、炉内圧と炉内圧設定値の偏差から炉内圧制御ダンパ２１，２１′の開度設定信号が制御装置２０からＡ及びＢの炉内圧制御ダンパ２１，２１′の油圧ユニット２３，２３′に送られ、油圧シリンダ２２，２２′が作動して炉内圧と炉内圧設定値が等しくなるように炉内圧制御ダンパ２１，２１′により制御される。この時、Ａ及びＢの炉内圧制御ダンパ２１，２１′の開度に差が生じないように炉内圧制御ダンパ２１，２１′の開度発信器２６，２６′の開度信号を偏差演算器２７により比較演算し、炉内圧制御ダンパ２１，２１′の開度偏差の１／２に相当する開度信号を加算器２８，２８′により制御装置２０からの炉内圧制御ダンパ２１，２１′の開度設定信号に加算し、常にＡ及びＢの炉内圧制御ダンパ２１，２１′の開度が等しくなるように調整される。
【００１９】
次に脱燐操業する場合には、図３に示される制御スロート選択スイッチ３０により制御スロートを選択する。今、制御スロートＡを選択すると、制御スロートＢの信号切替スイッチ２９′は開度信号を制御装置２０から開度設定器３１′に変更して受けるようになる。開度設定器３１′は図示せぬシーケンス回路からの信号により通常はＢの炉内圧制御ダンパ２１′を全閉の状態に保ち、且つ完全水封され、転炉１からの発生ガスは他方の水封されずに開かれたＡの炉内圧制御ダンパ２１により炉内圧が制御され未燃焼のまま図１に示されるガスホルダ１８に回収することができる。従って、脱炭吹錬用転炉において、脱燐操業を容易に行うことができ、従来考えられていたブラインドプレートを使用する場合の着脱による生産性の低下，ガスの滞留による爆発等の危険を回避することができる。
【００２０】
また、脱燐操業中、停電或いは誘引排風機のトリップによる吹錬緊急停止時、炉内圧制御に用いられているＡの炉内圧制御ダンパ２１と全閉になされているＢの炉内圧制御ダンパ２１′は、自動的に図示せぬシーケンス回路からの信号により全開に切り替わるので、転炉排ガス処理設備２内の有毒・爆発性のＣＯガスを速やかに設備外に排出することができ、安全性の向上を図ることができる。
【００２１】
さらに、本発明の炉内圧制御装置は、閉鎖，水封されていない炉内圧制御ダンパ２１の開度が転炉から発生するガス量の変動により変化し、炉内圧制御ダンパ２１の出口部のガス圧力が変動しても、図４に示されるように閉鎖，水封されている炉内圧制御ダンパ２１′の水封レベルが、水位検出器３５により検出されて自動的に弁３２を制御して給水配管３３を通して給水され、または自動的に排水管３８を通して排水されて、一定のレベルに保たれて変化しないので、シールが万全で、シール切れを起すことがない。
【００２２】
以上説明した本発明の実施形態では、転炉排ガス処理設備２における２次集塵器１０の可変スロート型ベンチュリースクラバである炉内圧制御ダンパが２１，２１′と２基設けられているが、この炉内圧制御ダンパは３基以上でもよく、その場合、脱燐操業時にはその内の２基或いは１基の炉内圧制御ダンパを閉鎖し完全水封して炉内圧を制御するようにしてもよい。
【００２３】
【発明の効果】
以上の説明で判るように本発明によれば、脱炭吹錬用転炉排ガス処理設備における脱燐操業時、炉内圧制御を適確に行うことができ、また脱燐操業において規定される吹き込み酸素量、副原料を増加することなく、即ち、発生ガス量増加のために新たな材料を転炉内に投入することなく、従って、脱燐効率の低下、スラグ量の増加、フォーミング発生の増加や冶金上の問題が発生することがなく、しかも転炉排ガス処理設備の大きな改造をせずに脱燐・脱炭操業を実施でき、脱燐操業時にも発生ガスを未燃焼のまま有価ガスとして回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】転炉排ガス処理設備の系統図である。
【図２】転炉排ガス処理設備の２次集塵器を、小容量の可変スロート型ベンチュリースクラバを２基設置したものとした従来例を示す図である。
【図３】本発明の脱炭吹錬用転炉排ガス処理設備における炉内圧制御装置の作動制御系統を示す図である。
【図４】図３の炉内圧制御装置における閉鎖される１基の炉内圧制御ダンパの水封手段を示す図である。
【符号の説明】
１  転炉
２  転炉排ガス処理設備
３  スカート
４  フード
５  脱炭吹錬用酸素吹き込みランス
６  副原料投入口
７  輻射伝熱部
９  １次集塵器
１０  ２次集塵器
１１  排ガスダクト
１２  排ガス流量計
１３  誘引排風機
１４  三方弁
１５  ガス回収ダクト
１６  ガス放散煙突
１７  ロータリー型水封弁
１８  ガスホルダ
１９  炉内圧検知器
２０  制御装置
２１，２１′  炉内圧制御ダンパ
２２，２２′  油圧シリンダ
２３，２３′  油圧ユニット
２４  炉内圧制御ダンパの開度を同一にする制御回路
２５  個々の炉内圧制御ダンパに単独の操作信号を送る回路
２６，２６′  開度発信器
２７  偏差演算器
２８，２８′  加算器
２９，２９′  信号切替スイッチ
３０  制御スロート選択スイッチ
３１，３１′  開度設定器
３２  弁
３３  給水配管
３４  シール水
３５  水位検出器
３６  弁
３７  ドレン管
３８  排水管
３９  水槽
【図１】
0003875141.tif 000002
【図２】
0003875141.tif 000003
【図３】
0003875141.tif 000004
【図４】
0003875141.tif 000005