(57)【要約】      （修正有）【課題】溶鉱炉で発生する煙塵を排出する際に、高温の排煙および多量の水蒸気の大気中への漏れを防ぎ、煙塵のペレット化による再生利用にかかるコストを削減することのできる溶鉱炉用の煙塵排出方法およびシステムを提供する。【解決手段】溶鉱炉で生成された排煙から煙塵９０７を収集する集塵機９０と、前記集塵機９０に連結されている第１の排出管９０３と、前記第１の排出管９０３に連結されており、煙塵９０７内の残留排煙を分離する分離器２と、前記第１の排出管９０３の下に配設されており残留排煙から分離された乾燥状態の煙塵９０７を受ける気密タンク３を備える溶鉱炉用の塵排出システムである。さらに、前記第一の排出管９０３と前記分離器２の間に連結されており前記第一の排出管９０３内の前記煙塵９０７を前記気密タンク３の方向に搬送するスクリューコンベヤー１を備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶鉱炉用の塵排出システムであって、
前記溶鉱炉で生成された排煙から煙塵（９０７）を収集する集塵機（９０）と、
前記集塵機（９０）に連結されている第１の排出管 （９０３）と、
前記第１の排出管（９０３）に連結されており、前記煙塵（９０７）内の残留排煙を分離する分離器（２）と、
前記第１の排出管（９０３）の下に配設されており、前記残留排煙から分離された乾燥状態の前記煙塵（９０７）を受ける気密タンク（３）と
を備える塵排出システム。
【請求項２】
前記塵排出システムは、さらに、前記第１の排出管（９０３）と前記分離器（２）の間に連結されており前記第１の排出管（９０３）内の前記煙塵（９０７）を前記気密タンク（３）の方向に搬送するスクリューコンベヤー（１）を備える請求項１に記載の塵排出システム。
【請求項３】
前記分離器（２）は、前記第１の排出管（９０３）に連結されており前記残留排煙に付随して前記第１の排出管（９０３）から落下する前記煙塵（９０７）を受ける第２の排出管（２１）と、前記第２の排出管（２１）に連結されており前記煙塵（９０７）から前記残留排煙を分離する排気ダクト（４）と、前記排気ダクト（４）に連結されている排気用送風機（５）とを備える請求項２に記載の塵排出システム。
【請求項４】
前記第２の排出管（２１）は伸縮性を有する請求項３に記載の塵排出システム。
【請求項５】
前記塵排出システムは、さらに、前記スクリューコンベヤー（１）に窒素ガスを供給して前記スクリューコンベヤー（１）内の前記残留排煙の濃度を下げる窒素注入装置（７）を備える請求項３に記載の塵排出システム。
【請求項６】
前記塵排出システムは、さらに、前記第１の排出管（９０３）に窒素ガスを供給して前記第１の排出管（９０３）内の前記残留排煙の濃度を下げる窒素注入装置（７）を備える請求項３に記載の塵排出システム。
【請求項７】
前記塵排出システムは、さらに、前記排気ダクト（４）に連結されており前記排気ダクト（４）内の状態を制御および監視する制御装置（６）を備え、前記制御装置（６）は、流量計（６１）と、流量調整弁（６２）と、遮断弁（６３）と、温度計（６４）とを備える請求項５に記載の塵排出システム。
【請求項８】
前記塵排出システムは、さらに、前記スクリューコンベヤー（１）に連結されており前記スクリューコンベヤー（１）内の圧力を調整する圧力計（８）を備える請求項７に記載の塵排出システム。
【請求項９】
前記スクリューコンベヤー（１）は電気モーター（１２）を備える請求項８に記載の塵排出システム。
【請求項１０】
前記塵排出システムは、さらに、前記制御装置（６）と、前記窒素注入装置（７）と、前記圧力計（８）と、前記分離器（２）と、前記電気モーター（１２）とに電気的に接続している中央処理装置（９）を備え、前記中央処理装置（９）は、前記電気モーター（１２）にかかっている負荷、および前記圧力計（８）が示す前記スクリューコンベヤー（１）内の圧力に基づいて、前記スクリューコンベヤー（１）を通る煙塵（９０７）の状態を監視する請求項９に記載の塵排出システム。
【請求項１１】
前記塵排出システムは、さらに、前記気密タンク（３）に気体の流入が可能なように連結されているガスフィルター袋（３２）を有する補助指示計を備え、前記気密タンク（３）は、気密力で前記集塵機（９０）に連結されており、前記ガスフィルター袋（３２）は、前記煙塵（９０７）が前記集塵機（９０）から前記気密タンク（３）に流入するときに膨張可能である請求項１に記載の塵排出システム。
【請求項１２】
溶鉱炉で生成される排煙から煙塵（９０７）を排出する方法であり、
煙塵（９０７）を収集することと、
第１の排出管（９０３）を通して煙塵（９０７）を下方に搬送することと、
第１の排出管（９０３）に連結されている排気ダクト（４）に残留排煙を流すことにより、煙塵（９０７）中に存在する残留排煙を分離することと、
残留排煙の分離後に乾燥状態の煙塵（９０７）を気密タンク（３）に直接排出することと
を含む煙塵排出方法。
【請求項１３】
さらに、排気用送風機（５）を前記排気ダクト（４）に連結することで前記煙塵（９０７）から前記残留排煙を取り除くために、前記排気用送風機（５）を用いることを含む請求項１２に記載の煙塵排出方法。
【請求項１４】
さらに、前記残留排煙と前記煙塵（９０７）を分離する前に、前記煙塵（９０７）および前記残留排煙に窒素ガスを供給することにより前記残留排煙の濃度を下げることを含む請求項１３に記載の煙塵排出方法。
【請求項１５】
さらに、前記第１の排出管（９０３）を通して前記煙塵（９０７）を搬送するために、電気モーター（１２）を有するスクリューコンベヤー（１）を用いることと、前記電気モーター（１２）にかかっている負荷、および前記スクリューコンベヤー（１）内の圧力に基づいて、前記スクリューコンベヤー（１）を通って移動する前記煙塵（９０７）の状態を監視することを含む請求項１４に記載の煙塵排出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塵排出方法およびシステムに関し、特に、排煙の大気中への漏れを防ぎ、煙塵の再生利用にかかるコストを削減することのできる溶鉱炉用の煙塵排出方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、従来の煙塵排出システムを示す図である。従来の煙塵排出システムは、排出口８１１を備えており溶鉱炉（図示せず）で生成される排煙から煙塵８０１を収集する集塵機８１、集塵機８１と連結されてその下に配設されており排出口８１１と連通する排出管８２、互いに離れて排出管８２に配設されており煙塵８０１の排出を制御する上部仕切り弁８２１および下部仕切り弁８２２、上部および下部仕切り弁８２１、８２２の間に位置するように排出管８２に配設されており排出速度を制御するダンパー８２３、排出管８２に連結されてその下に配設されており残留排煙８０２に付随して排出管８２から排出される煙塵８０１を受けるスクリューコンベヤー８３、およびスクリューコンベヤー８３に水を散布するスプリンクラー８４を備える。スクリューコンベヤー８３は、２つの回転スクリューロッド（図示せず）を有し、吸湿した煙塵８０１を排出する排出管８０３に連結されている。
【０００３】
乾燥した煙塵８０１が排出管８２を通ってスクリューコンベヤー８３に入り、適量の水がスクリューコンベヤー８３に散布されると、煙塵８０１がスクリューコンベヤー８３内のスクリューロッドを介して水と混合される。その後、吸湿した煙塵８０１は排出管８３１を通り、排出管８３１の下に位置する運搬トラック８５の開口型貯蔵器８５１へ押し出される。排出中に、吸湿した炉塵８０１がスクリューコンベヤー８３内で阻害物となり、有害な残留排煙８０２が大気中に漏れることを防ぐ。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、排出作業中は、集塵機８１内に堆積された煙塵８０１の温度が約１５０℃に達する。したがって、煙塵８０１をスクリューコンベヤー８３内で水と混合する際に、多量の蒸気が発生する。さらに、煙塵８０１の湿り具合が均一でない場合は、煙塵８０１が運搬トラック８５の開口型貯蔵器８５１へ排出される際に、煙塵８０１の乾燥部分が空気中に散乱し、現場の環境を汚染する可能性がある。さらに、運搬トラック８５の開口型貯蔵器８５１は開いているため、煙塵８０１の運搬中、および貯蔵場所への荷下ろし中に多量の蒸気が蒸発し、乾燥した煙塵８０１が空気中に散乱し、現場の環境を汚染し、また損なう可能性があり、作業者の安全も脅かされる。
【０００５】
加えて、多くの製造業者は煙塵８０１をペレット化して再生利用している。それにより、煙塵８０１を溶鉱炉に再度投入でき、材料費の削減が可能である。しかし、煙塵８０１はペレット化するためには乾燥していなければならない。従来の排出システムにおける排出後の吸湿した煙塵８０１は、全体の約１３％が湿った状態であり、まず乾燥工程を施す必要がある。その結果、煙塵８０１の再生利用の費用が増加する。
【０００６】
そこで、本発明は、かかる先行技術の問題点を克服することのできる、溶鉱炉用の塵排出方法およびシステム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】
【０００７】
本発明の第１の態様における溶鉱炉用の塵排出システムは、溶鉱炉で生成された排煙から煙塵を収集する集塵機、集塵機に連結されている第１の排出管、第１の排出管に連結されており煙塵内の残留排煙を分離する分離器、第１の排出管の下に配設されており残留排煙から分離された乾燥状態の煙塵を受ける気密タンクを備える。
【０００８】
本発明の第２の態様における、溶鉱炉で生成された排煙から煙塵を排出する方法は、以下のステップを含む。煙塵を収集すること、第１の排出管を通して煙塵を下方に搬送すること、第１の放流管に連結されている排気ダクト内に残留排煙を流すことにより、煙塵内の残留排煙を分離すること、および、残留排煙の分離後に乾燥状態の煙塵を気密タンクに直接排出すること。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を詳細に説明するが、明細書全体を通して同一要素には同一の参照符号を用いている。
【００１０】
図２に示されるように、本発明の第１の実施形態における塵排出システムは、溶鉱炉（図示せず）の運転中に生成される排煙から出る煙塵９０７の処理に適したものである。この塵排出システムは集塵機９０、第１の排出管９０３、スクリューコンベヤー１、分離器２、気密タンク３、制御装置６、窒素注入装置７、圧力計８、および中央処理装置９を備える。
【００１１】
集塵機９０は溶鉱炉で生成された排煙から煙塵９０７を収集して貯蔵する。また、集塵機９０は第１の排出口９０９を有する。
【００１２】
第１の排出管９０３は集塵機９０に連結されてその下に配設されており、第１の排出口９０９と連通している。離れて配設されている上部および下部仕切り弁９０５、９０４は第１の排出管９０３に連結されており、排出の流れを制御する。ダンパー９０６は第１の排出管９０３に、上部および下部仕切り弁９０５、９０４の間に位置するように配設されており、排出速度を制御する。
【００１３】
スクリューコンベヤー１は気密性であり、第１の排出管９０３と連通状態で連結されてその下に配設されており、煙塵９０７を分離器２の方向に搬送する。スクリューコンベヤー１は、第１の排出管９０３から煙塵９０７を排出する第２の排出口１１、およびスクリューロッド（図示せず）を駆動する電気モーター１２を有する。
【００１４】
分離器２は第２の排出管２１、排気ダクト４、排気用送風機５を備える。第２の排気管２１は伸縮式であり、第２の排出口１１に連結されておりその第２の排出口１１から排出される煙塵９０７を受ける入口端２１１、入口端２１１に対向する出口端２１２、および入口端２１１と出口端２１２の間に位置する排気口２１３を有する。排気ダクト４は、第２の排出管２１内の煙塵９０７中に存在する残留排煙を分離するために排気口２１３を介して第２の排出管２１に連結されている第１端４１、第１端４１に対向する第２端４２、および第２端４２の近くに配設されている排気バルブ４３を有する。排気用送風機５は開口部５１を介して排気ダクト４の第２端４２に連結されており、煙塵９０７から残留排煙を取り除く。本実施形態における排気用送風機５は、従来より、製鉄所で溶鉱炉の鋳床において鉄塊およびスラグを叩くときに散乱する塵および漏れ出る排煙を除去する目的で使用されているものである。排気用送風機５の動作により大きな空気吸込力が発生し、それにより排煙中の残留一酸化炭素の濃度を下げることが可能である。
【００１５】
気密タンク３は収容スペース３１を備え、残留排煙から分離された乾燥状態の煙塵９０７を気密タンク３の入口３１１を通して受ける。第２排出管２１の出口端２１２は入口３１１に気密状態で連結されている。本実施形態において、気密タンク３は、輸送を容易にする目的でトレーラー３０の車両フレームに固定されている。
【００１６】
制御装置６は排気ダクト４に連結されており、残留排煙が通るときの排気ダクト４内の状態を制御および監視する。またそれにしたがい、残留排煙の温度および流量が所定の値から外れて排気ダクト４の損傷および作業場環境の汚染が起きることを避けるための調整を行う。本実施形態において、制御装置６はオリフィス流量計６１、流量調整弁６２、遮断弁６３、および温度計６４を備える。オリフィス流量計６１が排気ダクト４内の残留排煙の流れの異常を検知した場合、流量調整弁６２により残留排煙の流量を調整する。温度計６４は排気ダクト４内の温度測定に用いられる。排気ダクト４内の温度が所定温度に到達、または所定温度を超えた場合、遮断弁６３により、残留排煙の排気ダクト４への流入を一時的に停止する。
【００１７】
窒素注入装置７は、排出システム内の残留排煙の一酸化炭素濃度を下げるために、高圧でスクリューコンベヤー１に窒素ガスを供給する。その結果、残留排煙の温度が高いことや残留排煙の一酸化炭素濃度が高いことにより起こりかねない爆発および発火を防止することができる。
【００１８】
なお、本実施形態において、スクリューコンベヤー１はさらに合わせ穴１３を有する。窒素注入装置７のパイプ７１が合わせ穴１３を介してスクリューコンベヤー１に連結されており、スクリューコンベヤー１に窒素ガスを供給することができる。代わりの形態として、図３に示されるように、窒素注入装置７のパイプ７１は第１の排出管９０３に連結されていてもよく、そうすることで、窒素ガスを第１の排出管９０３に供給し、第１の排出管９０３内の残留排煙の一酸化炭素濃度を下げることができる。よって、システムへの窒素ガスの供給方法は開示の実施形態に限定されるものではない。
【００１９】
スクリューコンベヤー１へ窒素ガスを供給する際にスクリューコンベヤー１の圧力を調整するため、スクリューコンベヤー１には圧力計８が連結されている。その結果、スクリューコンベヤー１内に過剰な圧力がかかることを防止し、また、第１の排出管９０３からの煙塵９０７の移動を止めることができる。よって、煙塵９０７の排出をスムーズに行うことができる。
【００２０】
中央処理装置９は、制御装置６、窒素注入装置７、圧力計８、排気用送風機５、およびスクリューコンベヤー１の電気モーター１２に電気的に接続しており、電気モーター１２にかかっている負荷、および圧力計８が測定するスクリューコンベヤー１内の圧力に基づいてスクリューコンベヤー１を通って移動する煙塵９０７の状態が監視できる。このようにして、適切な調整が可能である。
【００２１】
本実施形態において、制御装置６の流量調整弁６２は中央処理装置９により自動的に制御される。しかし実際の作業においては、流量調整弁６２を手動制御してもよい。
【００２２】
図２と組み合わせて図４に示されるように、第１の実施形態の塵排出システムを用いた排出方法は、以下のステップを含む。
【００２３】
第１のステップでは、集塵機９０により、溶鉱炉（図示せず）で生成される排煙から煙塵９０７を収集する。
【００２４】
第２のステップでは、集塵機９０に連結されている排出管９０３を通して、煙塵９０７を下方へ搬送する。排出管９０３を通して煙塵９０７を下方へ搬送するには、第１の排出管９０３に連結されており電気モーター１２を有するスクリューコンベヤー１を用いる。
【００２５】
第３のステップでは、第２の排出管２１に連結されている排気ダクト４に残留排煙を流すことにより、煙塵９０７内の残留排煙を分離する。煙塵９０７から残留排煙を取り除くには、排気ダクト４に連結されている排気用送風機５を用いる。煙塵９０７から残留排煙を分離する前に、まず、スクリューコンベヤー１または第１の排出管９０３のどちらかに窒素ガスを注入して残留排煙の濃度を下げる。
【００２６】
第４のステップでは、残留排煙の分離後に乾燥状態の煙塵９０７を直接気密タンク３に排出する。
【００２７】
第１から第４のステップを行う間に、電気モーター１２にかかっている負荷、およびスクリューコンベヤー１内の圧力に基づいて、スクリューコンベヤー１を通って移動する煙塵９０７の状態を、中央処理装置９を用いて監視する。
【００２８】
電気モーター１２にかかっている負荷が通常の負荷値より低いことを中央処理装置９が検知した時は、煙塵９０７が集塵機９０から実質的に完全に排出されたことを意味する。そして、上部仕切り弁９０５が閉じて、集塵機９０からさらに煙塵９０７が排出されることを防止する。
【００２９】
その後、窒素注入装置７、下部仕切り弁９０４、電気モーター１２、および排気用送風機５を順次閉じるか、またはスイッチを切る。
【００３０】
図５に示されるように、本発明の第２の実施形態における塵排出システムは第１の実施形態と同様のものである。しかし本実施形態においては、気密タンク３はさらに、収容スペース３１と連通している空気吹き出し口３１２を有し、塵排出システムはさらに、空気吹き出し口３１２を介して気密タンク３に気体の流入が可能なように連結されているガスフィルター袋３２を有する補助指示計を備える。ガスフィルター袋３２は気密タンク３上に露出しており、集塵機９０から気密タンク３に煙塵９０７が流入するときに膨張可能である。特に、集塵機９０内の煙塵９０７が同時に大量に気密タンク３に流入した場合、煙塵９０７が気密タンク内の空気を押し出すので、その空気がガスフィルター袋３２の中に放出され、その結果ガスフィルター袋３２が膨張する。ガスフィルター袋３２の膨張の度合いは操作者が観察できる。ガスフィルター袋３２が一定量膨張すると、ほぼ全ての煙塵９０７が集塵機９０から気密タンク３へ排出されたことの操作者への警告となる。
【００３１】
第２の実施形態における塵排出方法は第１の実施形態と同様のものである。しかし本実施形態においては、中央処理装置９を用いて集塵機９０からの煙塵９０７の排出が実質的に完了したか否かを判定するだけでなく、ガスフィルター袋３２の膨張の度合いを操作者が視覚的に観察することもできる。
【００３２】
上述の説明から、本発明の塵排出システムおよび方法は、塵排出システムの構成要素、つまり集塵機９０から気密タンク３までの要素の間の気密連結を利用して、煙塵９０７の空気中への散乱および環境汚染の発生を防止するものである。煙塵９０７は排出作業中に常に乾燥状態であり、煙塵９０７を水と混合する必要がないため、有害な蒸気が発生せず、水を節約できる。さらに、制御装置６で監視することで、高温による損傷や爆発の危険を避けることができる。さらに、最終取り扱い段階の煙塵９０７が乾燥状態のままであるため、煙塵９０７をそのまま再生利用することができ、従来の塵排出システムにおいて必要であった乾燥工程は不要となる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
以下の図面を参照し、好ましい実施形態の説明において本発明の他の特徴および効果を説明する。
【図１】図１は従来の塵排出システムを示す概略図である。
【図２】図２は本発明の第１の実施形態における溶鉱炉用の塵排出システムを示す概略図である。
【図３】図３は第１の実施形態に代わる形態の部分概略図である。
【図４】図４は本発明の第１の実施形態における溶鉱炉用の塵排出方法にかかるステップを示すフローチャートである。
【図５】図５は本発明の第２の実施形態における溶鉱炉用の塵排出システムを示す部分概略図である。
【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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【外国語明細書】
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2009257682.tif 000024
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【図１】
2009257682.tif 000026
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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