(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
開度調節が可能なダンパーを備え、このダンパーの開度を調整しながら転炉から発生するガスを除塵する集塵機と、前記ダンパーの開度を検出する開度検出器と、前記集塵機から排出されるガスを吸引する誘引送風機と、前記開度検出器による検出信号に基づいて前記誘引送風機の回転数を変更する回転数演算手段と、回転数演算手段からの出力信号に基づいて誘引送風機の回転数を制御する送風機駆動制御装置と、を具備した転炉排ガス回収装置であって、前記回転数演算手段は、前記開度検出器で検出されたダンパー開度値が予め設定された全閉領域基準値以下の場合には、現在の誘引送風機の回転数に任意の値を減じた回転数における排ガス中の含塵量を求め、求めた含塵量が環境基準値より小さい値であるときには前記減じた回転数を誘引送風機の新回転数として変更し、前記ダンパー開度値が予め設定された全開領域基準値以上の場合には、現在の誘引送風機の回転数に任意の値を加えた回転数を求め、求めた回転数が予め設定された回転数上限値よりも大きい値であるときには現状の回転数を維持し、求めた回転数が回転数上限値よりも小さい値であるときには前記任意の値を加えた回転数を誘引送風機の新回転数として変更し、この新回転数を前記送風機駆動制御装置に出力することを特徴とする転炉排ガス回収設備。
【請求項２】
開度調節が可能なダンパーを備え、このダンパーの開度を調整しながら転炉から発生するガスを除塵する集塵機と、前記ダンパーの開度を検出する開度検出器と、前記集塵機から排出されるガスを吸引する誘引送風機と、前記開度検出器による検出信号に基づいて前記誘引送風機の回転数を変更する回転数演算手段と、回転数演算手段からの出力信号に基づいて誘引送風機の回転数を制御する送風機駆動制御装置と、を具備した転炉排ガス回収装置であって、前記回転数演算手段は、前記開度検出器で検出されたダンパー開度値が予め設定された全閉領域基準値以下の場合には、各回転数別のダンパー性能曲線に基づいてダンパー開度値が前記全閉領域基準値になった時点での排ガス流量を予め設定された規定開度で通過させることのできる回転数を求めるとともに、求めた回転数における排ガス中の含塵量を求め、求めた含塵量が環境基準値より小さい値であるときには前記求めた回転数を誘引送風機の新回転数として変更し、前記ダンパー開度値が予め設定された全開領域基準値以上の場合には、各回転数別のダンパー性能曲線に基づいてダンパー開度値が前記全開領域基準値になった時点での排ガス流量を予め設定された規定開度で通過させることのできる回転数を求め、求めた回転数が予め設定された回転数上限値よりも大きい値であるときには現状の回転数を維持し、求めた回転数が回転数上限値よりも小さい値であるときには該回転数を誘引送風機の新回転数として変更し、この新回転数を前記送風機駆動制御装置に出力することを特徴とする転炉排ガス回収設備。
【請求項３】
集塵機に設置されたダンパーの開度を調整して転炉炉口圧を所定の範囲に制御しながら、誘引送風機により転炉から排出されるガスを吸引して回収する転炉排ガス回収方法において、前記開度検出器で検出されたダンパーの開度が予め設定した全閉領域基準値以下の場合には、現在の誘引送風機の回転数に任意の値を減じた回転数における排ガス中の含塵量を求め、求めた含塵量が環境基準値より小さい値であるときには前記減じた回転数を誘引送風機の新回転数として誘引送風機の回転数を変更し、検出されたダンパーの開度が予め設定した全開領域基準値以上の場合には、現在の誘引送風機の回転数に任意の値を加えた回転数を求め、求めた回転数が予め設定された回転数上限値よりも大きい値であるときには現状の回転数を維持し、求めた回転数が回転数上限値よりも小さい値であるときには前記任意の値を加えた回転数を誘引送風機の新回転数として誘引送風機の回転数を変更することを特徴とする転炉排ガス回収方法。
【請求項４】
集塵機に設置されたダンパーの開度を調整して転炉炉口圧を所定の範囲に制御しながら、誘引送風機により転炉から排出されるガスを吸引して回収する転炉排ガス回収方法において、前記開度検出器で検出されたダンパーの開度が予め設定した全閉領域基準値以下の場合には、各回転数別のダンパー性能曲線に基づいてダンパーの開度が前記全閉領域基準値になった時点での排ガス流量を予め設定した規定開度で通過させることのできる回転数を求めるとともに、求めた回転数における排ガス中の含塵量を求め、求めた含塵量が環境基準値より小さい値であるときには前記求めた回転数を誘引送風機の新回転数として誘引送風機の回転数を変更し、検出されたダンパーの開度が予め設定した全開領域基準値以上の場合には、各回転数別のダンパー性能曲線に基づいてダンパー開度値が前記全開領域基準値になった時点での排ガス流量を予め設定した規定開度で通過させることのできる回転数を求め、求めた回転数が予め設定された回転数上限値よりも大きい値であるときには現状の回転数を維持し、求めた回転数が回転数上限値よりも小さい値であるときには該回転数を誘引送風機の新回転数として誘引送風機の回転数を変更することを特徴とする転炉排ガス回収方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転炉排ガスの回収設備及び回収方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
転炉での酸素吹錬による溶銑の脱炭処理時に発生するガスは、転炉炉口部でのＣＯガス濃度；約９０％、含塵量；約１２０ｇ／Ｎｍ3 、温度；約１５００℃の状態にあり、その発生量は３００トンクラスの大型転炉では２２００００Ｎｍ3 ／ｈｒにも達している。この排ガスの処理方式として、排ガス中のＣＯガスを空気で完全燃焼させた後に冷却して除塵する完全燃焼方式と、未燃焼のまま冷却して除塵する非燃焼方式との２つに大別され、完全燃焼方式と比較して、排ガス処理設備が比較的小型で済むことや保守が容易であること及び集塵効率が安定していること等の理由から、最近では非燃焼方式が主に採用されている。
【０００３】
非燃焼方式の排ガス処理設備のほとんどは所謂「ＯＧ式排ガス回収設備」であり、このＯＧ式排ガス回収設備（以下単に「排ガス回収設備」と記す）では、誘引送風機の回転数を一定とし、吸引量と発生ガス量とがほぼ等しくなるように二次集塵機として設置したＰＡベンチュリーのダンパーの開度を調整し、転炉炉口圧を所定の範囲内に制御している。しかし、従来の排ガス回収設備では、転炉内への酸素の供給流量（以下「送酸速度」と記す）が最大の場合にも排ガス処理が可能であるように設計されており、予備処理された溶銑を用いるレススラグ吹錬や溶銑の脱燐処理と云った低い送酸速度の場合には、発生ガス量が少なく、未燃焼のガスを回収すること及び回収増を図ることは極めて困難である。
【０００４】
これは、ＰＡベンチュリーのダンパーが全閉状態になっていても、低送酸速度での低排ガス流量の状態では、誘引送風機の吸引量が発生ガス量よりも大きくなるため、大気が転炉炉口部において排ガス中に混入し、この大気によりＣＯガスが燃焼してＣＯガス濃度が低くなり、回収できなくなるからである。そのため、例えば、以下のような問題点が生じている。
【０００５】
現在、溶銑の脱炭吹錬の際には転炉内にマンガン鉱石を添加し、このマンガン鉱石を溶銑中の炭素により還元し、合金鉄として添加するマンガン量を減少させている。この場合に、例えば、送酸速度を吹錬終了まで５００００Ｎｍ3 ／ｈｒの一定とした場合と、吹錬の中期以降に５００００Ｎｍ3／ｈｒから２５０００Ｎｍ3 ／ｈｒに下げた場合とでマンガン歩留まりを比較すると、送酸速度を一定とした場合にはマンガン歩留まりが低下することが知られている。吹錬末期まで高送酸速度を維持した場合には溶鋼中酸素濃度が高くなり、マンガン歩留まりはこの酸素濃度に反比例して低くなるからである。従って、マンガン歩留まりを向上させるためには吹錬末期に送酸速度を下げれば良いが、送酸速度の低下に伴いガス発生量が少なくなり、吹錬末期には発生ガス量の方が吸引量よりも少なくなり、ガス回収が不可能になる。即ち、従来の排ガス回収設備では、マンガン歩留まりの向上とガス回収量の増加とを同時に達成することはできないと云う問題点がある。尚、ＣＯガス濃度が低い排ガス即ち酸素濃度の高い排ガスを回収すれば、回収用ガスホルダー等で爆発等の重大事故が生じることになる。
【０００６】
又、転炉を用いた溶銑の脱燐処理の際には、脱炭吹錬の場合に比較して送酸速度が低く、従ってガス発生量も少なく、従来の排ガス回収設備では未燃焼のＣＯガスの回収は本来あきらめざるを得ない。コークスやプラスチック等の炭素源を転炉内に添加して、排ガス中ＣＯガス濃度並びに排ガス流量を高めることにより、従来の排ガス回収設備でも未燃焼ガスを回収することが可能となるが、炭素源の供給によって排ガス流量を安定して増加させることは困難であり、炭素源を添加したとしてもガス発生量の変動等を考えると、転炉における溶銑の脱燐処理では従来の排ガス回収設備によるガス回収は実際には不可能と云う問題点がある。
【０００７】
このような問題点を解決するために特開昭５３−１１１０号公報が提案されている。同号公報では、炉内発生ガス量を予測し、この予測値に応じてＰＡベンチュリーのダンパーの単独制御若しくはこのダンパーと誘引送風機のダンパーとの組み合わせ制御を行い、誘引送風機の吸引量を炉内発生ガス量に予め近似させ、排ガス回収率を高めている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開昭５３−１１１０号公報に開示された方法では、以下の問題点がある。即ち、ガス発生量の少ない条件下でのガス回収中に、異常燃焼等によりガス発生量が急激に多くなった場合には、集塵効率が悪化してしまう。これは誘引送風機の吸引量をダンパーの絞り制御により行った時の特徴であり、誘引送風機の装置上の特性から、図９に示すように、誘引送風機のダンパーを閉めることに起因して高送風側では誘引送風機の発生圧力が低下するためである。尚、図９は、実炉において誘引送風機のダンパーを閉めた場合の特性変化を調査した結果を示す図であり、図９におけるＰＡはＰＡベンチュリーのダンパー、Ｄ１及びＤ３は誘引送風機のダンパーであり、数値はダンパー開度を示している。
【０００９】
又、炉内発生ガス量を予測する際には、炉内若しくは煙道等に添加・投入される副原料のガス化に伴う増分量を考慮する必要があり、この増分量も含めた発生ガス量の予測は困難であり、その精度は著しく低く、安定してガス回収効率を高めることは極めて難しいと云わざるを得ない。
【００１０】
以上説明したように、広範囲に亘るガス発生量に対応して、未燃焼のガスを安定して回収することができる排ガス回収設備は未だ開発されておらず、その開発が切望されていた。
【００１１】
ところで、従来の排ガス回収設備では、発生ガス量が少ない領域においてガス回収量を増加させる若しくはガス回収を行うためには、排ガス回収設備を低送酸速度に合わせた仕様に設備改造する必要があり、それに伴い多額の設備費用が必要になる。又、広範囲に亘るガス発生量に対応した排ガス回収設備は従来開発されていないため、高送酸速度域にも又低送酸速度域にも対応させるためには仕様の異なる排ガス回収設備を並列して設置せざるを得ないことになる。
【００１２】
本発明はこのような事情に鑑みなされたもので、その目的とするところは、溶銑の脱炭吹錬から脱燐処理までのように、転炉での広範囲の送酸速度域においても、集塵効率を低下させることなく未燃焼ガスの回収が可能であり、且つ、高送酸速度に対応した従来の排ガス回収設備でも安価な設備改造費で改造可能な転炉排ガス回収設備を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
第１の発明による転炉排ガス回収設備は、開度調節が可能なダンパーを備え、このダンパーの開度を調整しながら転炉から発生するガスを除塵する集塵機と、前記ダンパーの開度を検出する開度検出器と、前記集塵機から排出されるガスを吸引する誘引送風機と、前記開度検出器による検出信号に基づいて前記誘引送風機の回転数を変更する回転数演算手段と、回転数演算手段からの出力信号に基づいて誘引送風機の回転数を制御する送風機駆動制御装置と、を具備した転炉排ガス回収装置であって、前記回転数演算手段は、前記開度検出器で検出されたダンパー開度値が予め設定された全閉領域基準値以下の場合には、現在の誘引送風機の回転数に任意の値を減じた回転数における排ガス中の含塵量を求め、求めた含塵量が環境基準値より小さい値であるときには前記減じた回転数を誘引送風機の新回転数として変更し、前記ダンパー開度値が予め設定された全開領域基準値以上の場合には、現在の誘引送風機の回転数に任意の値を加えた回転数を求め、求めた回転数が予め設定された回転数上限値よりも大きい値であるときには現状の回転数を維持し、求めた回転数が回転数上限値よりも小さい値であるときには前記任意の値を加えた回転数を誘引送風機の新回転数として変更し、この新回転数を前記送風機駆動制御装置に出力することを特徴とする。
第２の発明による転炉排ガス回収設備は、開度調節が可能なダンパーを備え、このダンパーの開度を調整しながら転炉から発生するガスを除塵する集塵機と、前記ダンパーの開度を検出する開度検出器と、前記集塵機から排出されるガスを吸引する誘引送風機と、前記開度検出器による検出信号に基づいて前記誘引送風機の回転数を変更する回転数演算手段と、回転数演算手段からの出力信号に基づいて誘引送風機の回転数を制御する送風機駆動制御装置と、を具備した転炉排ガス回収装置であって、前記回転数演算手段は、前記開度検出器で検出されたダンパー開度値が予め設定された全閉領域基準値以下の場合には、各回転数別のダンパー性能曲線に基づいてダンパー開度値が前記全閉領域基準値になった時点での排ガス流量を予め設定された規定開度で通過させることのできる回転数を求めるとともに、求めた回転数における排ガス中の含塵量を求め、求めた含塵量が環境基準値より小さい値であるときには前記求めた回転数を誘引送風機の新回転数として変更し、前記ダンパー開度値が予め設定された全開領域基準値以上の場合には、各回転数別のダンパー性能曲線に基づいてダンパー開度値が前記全開領域基準値になった時点での排ガス流量を予め設定された規定開度で通過させることのできる回転数を求め、求めた回転数が予め設定された回転数上限値よりも大きい値であるときには現状の回転数を維持し、求めた回転数が回転数上限値よりも小さい値であるときには該回転数を誘引送風機の新回転数として変更し、この新回転数を前記送風機駆動制御装置に出力することを特徴とする。
【００１４】
第３の発明による転炉排ガス回収方法は、集塵機に設置されたダンパーの開度を調整して転炉炉口圧を所定の範囲に制御しながら、誘引送風機により転炉から排出されるガスを吸引して回収する転炉排ガス回収方法において、前記開度検出器で検出されたダンパーの開度が予め設定した全閉領域基準値以下の場合には、現在の誘引送風機の回転数に任意の値を減じた回転数における排ガス中の含塵量を求め、求めた含塵量が環境基準値より小さい値であるときには前記減じた回転数を誘引送風機の新回転数として誘引送風機の回転数を変更し、検出されたダンパーの開度が予め設定した全開領域基準値以上の場合には、現在の誘引送風機の回転数に任意の値を加えた回転数を求め、求めた回転数が予め設定された回転数上限値よりも大きい値であるときには現状の回転数を維持し、求めた回転数が回転数上限値よりも小さい値であるときには前記任意の値を加えた回転数を誘引送風機の新回転数として誘引送風機の回転数を変更することを特徴とする。
又、第４の発明による転炉排ガス回収方法は、集塵機に設置されたダンパーの開度を調整して転炉炉口圧を所定の範囲に制御しながら、誘引送風機により転炉から排出されるガスを吸引して回収する転炉排ガス回収方法において、前記開度検出器で検出されたダンパーの開度が予め設定した全閉領域基準値以下の場合には、各回転数別のダンパー性能曲線に基づいてダンパーの開度が前記全閉領域基準値になった時点での排ガス流量を予め設定した規定開度で通過させることのできる回転数を求めるとともに、求めた回転数における排ガス中の含塵量を求め、求めた含塵量が環境基準値より小さい値であるときには前記求めた回転数を誘引送風機の新回転数として誘引送風機の回転数を変更し、検出されたダンパーの開度が予め設定した全開領域基準値以上の場合には、各回転数別のダンパー性能曲線に基づいてダンパー開度値が前記全開領域基準値になった時点での排ガス流量を予め設定した規定開度で通過させることのできる回転数を求め、求めた回転数が予め設定された回転数上限値よりも大きい値であるときには現状の回転数を維持し、求めた回転数が回転数上限値よりも小さい値であるときには該回転数を誘引送風機の新回転数として誘引送風機の回転数を変更することを特徴とする。
【００１５】
本発明では、集塵機として設置したＰＡベンチュリーのダンパー（以下「ＰＡダンパー」と記す）が転炉炉口圧の制御不能となる開度、即ち全開領域基準値或いは全閉領域基準値に達した際には、排ガス中の含塵量を環境基準値以下に維持した状態のまま、ＰＡダンパーの開度が炉口圧の制御可能な範囲になるように、誘引送風機の回転数を変更して誘引送風機による吸引量を調整するので、常にガス発生量と誘引送風機の吸引量とが同等になり、脱炭吹錬の末期や脱燐処理等の低送酸速度域であっても転炉排ガス中への大気の混入が防止され、転炉から発生するＣＯガス等を未燃焼のまま回収することが可能となる。又、従来の高送酸速度に対応した排ガス回収設備であっても、ＰＡダンパーの開度に応じて誘引送風機の回転数を変更すると云う比較的簡単な設備改造により上記課題を達成することが可能であり、設備改造費を大幅に低減することができる。更に、集塵能力演算手段により誘引送風機の回転数に基づいて集塵機の集塵能力を求め、集塵能力が基準値以下となった場合には、誘引送風機の回転数の下限制限を行うので、集塵効率を低下させることがない。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の実施の形態を示す図であって、本発明による転炉排ガス回収設備の概略構成図である。
【００１７】
図１に示すように、溶銑２を収容した転炉１の内部には上方から上吹きランス３が挿入され、この上吹きランス３から酸素が溶銑２に吹き付けけられて溶銑２の脱炭吹錬や溶銑２の脱燐処理が行われる。溶銑２の脱炭吹錬及び脱燐処理により炉内からＣＯガスを主体とする排ガスが発生する。
【００１８】
転炉１の上方には煙道４が設置され、煙道４の後段には、一次集塵機６、エルボーセパレーター７、二次集塵機８、エルボーセパレーター１０、排ガス流量計１１、吸引ファンダンパー１２、誘引送風機１３、誘引送風機１４、サイレンサー１５、三方弁１６の順に設置されており、排ガスの回収流路を構成している。三方弁１６以降の排ガス流路は２つに分岐しており、１つは煙突１８から大気に放散される流路であり、他の１つは回収弁１７を経てガスホルダー１９に至り、ガスホルダー１９内で回収される流路である。誘引送風機１３は電動機２６により駆動され、又、誘引送風機１４は電動機２７により駆動され、これにより転炉１内の発生ガスが吸引され、煙突１８から放散されるか若しくはガスホルダー１９内に回収される。図１は２基の誘引送風機１３，１４を直列に設置した例であるが、誘引送風機の設置数は２基に限るものではなく、３基以上としても又１基であっても良い。
【００１９】
煙道４の転炉１の炉口との接続側はスカート５と呼ばれており、上下移動が可能な構造となっており、排ガスを回収する場合には、スカート５と転炉１の炉口とは原則的には密着した状態である。スカート５の部位には、転炉炉口圧を測定するための炉口圧検出器２０が設置され、炉口圧検出器２０の測定結果は炉圧制御演算機２１へ入力されている。
【００２０】
二次集塵機８として設置したＰＡベンチュリーにはＰＡダンパー９が設置されており、ＰＡダンパー９はＰＡダンパー駆動装置２２によりその開度が調整されるようになっている。ＰＡダンパー駆動装置２２には炉圧制御演算機２１の信号が入力されており、ＰＡダンパー駆動装置２２は炉圧制御演算機２１の信号によりＰＡダンパー９の開度を調整するようになっている。
【００２１】
即ち、炉圧制御演算機２１は、炉口圧検出器２０の測定結果に基づき、炉口圧が所定値、例えば−５ｍｍＨ2 Ｏ〜＋５ｍｍＨ2 Ｏの範囲となるように、ＰＡダンパー９の開度を調整している。この炉口圧の制御方法は、その制御性が高い方法であるならば、いかなる制御方法であっても良い。ここで制御性が高い方法とは、図２に示すように、仮に炉口圧の設定を変更した場合に設定値へ近づく期間（「過渡特性」と云う）が早く、更に、その後の定常状態での偏差（「定常特性」と云う）が小さい制御方法であり、過渡特性が６．０秒以下、定常特性が±４．０ｍｍＨ2 Ｏ以下の方法である。具体的には一般的なＰＩ制御で十分可能である。尚、図２は炉口圧の設定値を変更した際の炉口圧変化の例を示す図である。
【００２２】
このようにして炉口圧の制御を行った際に、ＰＡダンパー９の開度が全閉状態となった場合には、発生ガス量が少なく、転炉１の炉口で大気の巻き込みが発生してガスの燃焼（「二次燃焼」と云う）が発生していることが把握でき、一方、ＰＡダンパー９の開度が全開状態となった場合には、発生ガス量が多く、転炉１の炉口から発生ガスが噴き出していることが把握できる。このように、炉内発生ガスの推定を行わなくて、ＰＡダンパー９の開度から炉内発生ガスの挙動を把握することができる。
【００２３】
二次集塵機８にはＰＡダンパー９の開度を検出するための開度検出器２３が設置されており、開度検出器２３による検出値は回転数演算機２４に送信されている。この回転数演算機２４は開度検出器２３による検出値に基づき、誘引送風機１３，１４の回転数を変更すべきか否かを判定して、その判定結果を送風機駆動制御装置２５に出力する。送風機駆動制御装置２５はこの信号に基づき、電動機２６，２７の回転数即ち誘引送風機１３，１４の回転数を所定値に制御する。
【００２４】
以下に、ＰＡダンパー９の開度状況から、より多くのガスを回収するために行う回転数演算機２４の第１の演算方法を図３に基づき説明する。尚、図３は回転数演算機２４における第１の処理フローを示す図である。
【００２５】
先ず最初に、開度検出器２３から送信されるＰＡダンパー開度値（Ｘ）と、予め設定してあるＰＡダンパー９の全閉領域基準値（Ａ）との比較を行う（ステップ１）。ステップ１の頻度は数秒間隔から数分間隔の範囲の任意の間隔で行えば良い。ここで全閉領域基準値（Ａ）とは、設備の機械的な全閉領域ではなく、ＰＡダンパー９の開度をそれ以下としても、ＰＡダンパー９を通過する風量が実質的に変化しない若しくは変化しにくい領域であり、ＰＡダンパー９の設備仕様によっても変化するが、例えば開度が７％程度以下の領域である。
【００２６】
ＰＡダンパー開度値（Ｘ）が全閉領域内であれば、下記の（１）式に基づいて誘引送風機１３，１４の回転数を演算する（ステップ２）。
【００２７】
【数１】
0003775238.tif 000002
【００２８】
そして、新回転数における誘引送風機１３，１４の発生圧力（吸引圧力とも云う）を演算する（ステップ３）。この演算は、図４に示す定格回転数（図４では１０００ｒｐｍが定格回転数に該当）における誘引送風機性能曲線に基づき実施する。即ち、新回転数における風量（Ｑ）は下記の（２）式により求めることができ、又、新回転数における発生圧力（Ｐ）は下記の（３）式により求めることができるので、図５に示すような、各回転数別の誘引送風機性能曲線を得ることができる。ここで、図５に示すように、各回転数別の誘引送風機性能曲線上で風量が同一である点の圧力が、新回転数における発生圧力（Ｐ）となる。尚、図４は、ＰＡダンパー９の性能曲線と第１の演算方法に基づくＰＡダンパー９の動作状況とを併せて示す図である。
【００２９】
【数２】
0003775238.tif 000003
【００３０】
【数３】
0003775238.tif 000004
【００３１】
次に、新回転数における排ガス中の含塵量（Ｄ）を推定する（ステップ４）。含塵量（Ｄ）は、排ガス回収設備の設計時に決定される含塵曲線から求めることができる。含塵曲線の例を図６に示す。これは、一次集塵機６及び二次集塵機８での差圧状態から集塵能力を表す曲線である。一次集塵機６の差圧と二次集塵機８の差圧とを加えた差圧は誘引送風機１３，１４の発生圧力（Ｐ）によるものであるから、誘引送風機１３，１４の発生圧力（Ｐ）から排ガス中の含塵量（Ｄ）を求めることができる。即ち、図６において、横軸が発生圧力（Ｐ）に等しい点の含塵曲線から含塵量（Ｄ）を求めることができる。尚、図６の横軸の集塵機圧力損失は、一次集塵機６の差圧と二次集塵機８の差圧とを加えた差圧である。
【００３２】
以上の演算により得た含塵量（Ｄ）の予想値と予め設定してある環境基準値（本実施の形態では５０ｍｇ／Ｎｍ3 ）とを比較して（ステップ５）、含塵量（Ｄ）の予想値が環境基準値より小さい場合には、誘引送風機１３，１４の回転数が新回転数となるように、回転数演算機２４から送風機駆動制御装置２５へ信号が送られる。又、含塵量（Ｄ）の予想値が環境基準値より大きい場合には、誘引送風機１３，１４の回転数は現状を維持するように回転数演算機２４から送風機駆動制御装置２５へ信号が送られる。この場合、ＰＡダンパー９は全閉状態のままであり、転炉１の炉口での大気の巻き込みにより排ガス中の未燃焼ガス濃度が低下するので、ガスホルダー１９でのガス回収を行わず、完全燃焼させて煙突１８から大気に放散する。通常、排ガス中の未燃焼ガス濃度がおよそ５０％以下となったなら、ガス回収をあきらめて大気放散が行われる。
【００３３】
一方、ステップ１においてＰＡダンパー開度値（Ｘ）が全閉領域基準値（Ａ）よりも大きい場合には、予め設定されている全開領域基準値（Ｂ）とＰＡダンパー開度値（Ｘ）とを比較する（ステップ６）。ここで全開領域基準値（Ｂ）とは、設備の機械的な全開領域ではなく、ＰＡダンパー９の開度をそれ以上としても、ＰＡダンパー９を通過する風量が実質的に変化しない若しくは変化しにくい領域であり、ＰＡダンパー９の設備仕様によっても変化するが、例えば開度が３０％程度以上の領域である。
【００３４】
ＰＡダンパー開度値（Ｘ）が全開領域基準値（Ｂ）よりも小さい場合には、ＰＡダンパー９の開度は適正範囲内であるので、誘引送風機１３，１４の回転数は現状を維持するように回転数演算機２４から送風機駆動制御装置２５へ信号が送られる。ＰＡダンパー開度値（Ｘ）が全開領域基準値（Ｂ）よりも大きい場合には、下記の（４）式に基づいて誘引送風機１３，１４の回転数を演算する（ステップ７）。
【００３５】
【数４】
0003775238.tif 000005
【００３６】
そして、予め設定してある誘引送風機１３，１４の回転数上限値（ＵＬ）と新回転数とを比較し（ステップ８）、新回転数が回転数上限値（ＵＬ）よりも大きければ現状の回転数を維持するように、又、新回転数が回転数上限値（ＵＬ）以下であれば新回転数となるように、回転数演算機２４から送風機駆動制御装置２５へ信号が送られる。
【００３７】
以上説明した第１の演算方法によるＰＡダンパー９の動作状況は次のようになる。即ち、図４に示すように、誘引送風機１３，１４の回転数が１０００ｒｐｍの状態で排ガスを回収していた際にガス発生量が減少してくると、誘引送風機１３，１４の回転数はそのままの状態でＰＡダンパー９の開度が徐々に低下し、そして、ＰＡダンパー９の開度は全閉領域基準値（Ａ）に到達する。ＰＡダンパー９の開度が全閉領域基準値（Ａ）に到達したならば、誘引送風機１３，１４の回転数は９００ｒｐｍに低下し、ＰＡダンパー９の開度は全閉領域を外れる。この場合、吸引ガス流量が誘引送風機１３，１４の回転数変更の前後で変化しないようにＰＡダンパー９の開度が決定される。発生ガス量が更に低下して、誘引送風機１３，１４の回転数が９００ｒｐｍであってもＰＡダンパー９の開度が全閉領域基準値（Ａ）に到達すると、誘引送風機１３，１４の回転数は８００ｒｐｍに低下する。図４には示していないが、含塵量（Ｄ）の予想値が環境基準値を満足する限り、誘引送風機１３，１４の回転数を７００ｒｐｍ更には６００ｒｐｍへと低下させても良い。
【００３８】
一方、誘引送風機１３，１４の回転数が８００ｒｐｍの状態でガス回収を行っていた場合にガス発生量が増加すると、誘引送風機１３，１４の回転数はそのままの状態でＰＡダンパー９の開度が徐々に大きくなり、そして、全開領域基準値（Ｂ）に到達する。ＰＡダンパー９の開度が全開領域基準値（Ｂ）に到達したならば、誘引送風機１３，１４の回転数は９００ｒｐｍに増加し、ＰＡダンパー９の開度は全開領域を外れる。この場合、吸引ガス流量が誘引送風機１３，１４の回転数変更の前後で変化しないようにＰＡダンパー９の開度が決定される。発生ガス量が更に増加して、誘引送風機１３，１４の回転数が９００ｒｐｍであってもＰＡダンパー９の開度が全開領域基準値（Ｂ）に到達すると、誘引送風機１３，１４の回転数は１０００ｒｐｍに増加する。この場合には、誘引送風機１３，１４は１０００ｒｐｍの回転数で最大送酸速度に対処可能なように設計されており、これ以上の回転数は必要としない。尚、（１）式及び（４）式では１０％毎に回転数を変更しているが、この比率は１０％に限るものではなく、任意の値とすることができる。
【００３９】
次に、より多くのガスを回収するために行う回転数演算機２４の第２の演算方法を図７及び図８に基づき説明する。この演算方法は、誘引送風機１３，１４の回転数を変更する際に、ＰＡダンパー９の開度が、ＰＡダンパー９を通過する排ガス流量を最も制御しやすい開度範囲となるように誘引送風機１３，１４の回転数を変更する方法である。尚、図７は、回転数演算機２４における第２の処理フローを示す図、図８は、ＰＡダンパー９の性能曲線と第２の演算方法に基づくＰＡダンパー９の動作状況とを併せて示す図である。
【００４０】
図７に示すように、開度検出器２３から送信されるＰＡダンパー開度値（Ｘ）と、予め設定してあるＰＡダンパー９の全閉領域基準値（Ａ）との比較を行う（ステップ１１）。ステップ１１の頻度は数秒間隔から数分間隔の範囲の任意の間隔で行えば良い。ＰＡダンパー開度値（Ｘ）が全閉領域内であれば、下記に示す方法により誘引送風機１３，１４の回転数を演算する（ステップ１２）。
【００４１】
即ち、ＰＡダンパー９の開度が全閉領域基準値（Ａ）になった時点の排ガス流量を排ガス流量計１１の測定値、若しくは、図８に示すＰＡダンパー性能曲線から把握する。そして、予め求めてある各回転数別のＰＡダンパー性能曲線に基づき、ＰＡダンパー９の開度が全閉領域基準値（Ａ）になった時点の排ガス流量を規定開度で通過させることができる回転数を求める。ここで、規定開度とは、ＰＡダンパー性能が最も線形化でき、排ガス流量を最も制御しやすい開度であり、通常のＰＡダンパー９では開度２０％程度である。規定開度として或る範囲を設定しても良い。各回転数における誘引送風機１３，１４の吸引風量は前述した（２）式により求めることができるので、これにより各回転数におけるＰＡダンパー９の性能曲線を求めることができる。
【００４２】
次いで、得られた新回転数における誘引送風機１３，１４の発生圧力を演算し（ステップ１３）、新回転数における排ガス中の含塵量（Ｄ）を推定し（ステップ１４）、更に、含塵量（Ｄ）の予想値と予め設定してある環境基準値とを比較して（ステップ１５）、含塵量（Ｄ）の予想値が環境基準値より大きい場合には現状の回転数を維持するように、又、含塵量（Ｄ）の予想値が環境基準値より小さい場合には誘引送風機１３，１４の回転数が新回転数となるように、回転数演算機２４から送風機駆動制御装置２５へ信号が送られる。尚、ステップ１３〜ステップ１５は前述した第１の演算方法のステップ３〜ステップ５と全く同一であるので、その説明は省略する。
【００４３】
一方、ステップ１においてＰＡダンパー開度値（Ｘ）が全閉領域基準値（Ａ）よりも大きい場合には、予め設定されている全開領域基準値（Ｂ）とＰＡダンパー開度値（Ｘ）とを比較する（ステップ１６）。ＰＡダンパー開度値（Ｘ）が全開領域基準値（Ｂ）よりも小さい場合には、ＰＡダンパー９の開度は適正範囲内であるので、誘引送風機１３，１４の回転数は現状を維持するように、回転数演算機２４から送風機駆動制御装置２５へ信号が送られる。
【００４４】
ＰＡダンパー開度値（Ｘ）が全開領域基準値（Ｂ）よりも大きい場合には、前述したステップ１２と同一の方法により誘引送風機１３，１４の回転数を演算する（ステップ１７）。そして、予め設定してある誘引送風機１３，１４の回転数上限値（ＵＬ）と新回転数とを比較し（ステップ１８）、新回転数が回転数上限値（ＵＬ）よりも大きければ現状の回転数を維持するように、又、新回転数が回転数上限値（ＵＬ）以下であれば新回転数となるように、回転数演算機２４から送風機駆動制御装置２５へ信号が送られる。
【００４５】
以上説明した第２の演算方法によるＰＡダンパー９の動作状況は次のようになる。即ち、図８に示すように、誘引送風機１３，１４の回転数が１０００ｒｐｍの状態で排ガスを回収していた際にガス発生量が減少してくると、誘引送風機１３，１４の回転数はそのままの状態でＰＡダンパー９の開度が徐々に低下し、そして、ＰＡダンパー９の開度は全閉領域基準値（Ａ）に到達する。ＰＡダンパー９の開度が全閉領域基準値（Ａ）に到達したならば、この時点の排ガス流量（約９００００Ｎｍ3 ／ｈｒ）を把握し、規定開度として定めた２０％の開度で約９００００Ｎｍ3 ／ｈｒの排ガス流量を通過させる回転数を求める。図８では８００ｒｐｍの場合がこれに相当する。そこで、誘引送風機１３，１４の回転数を８００ｒｐｍに低下して発生ガスを回収する。発生ガス量が更に低下して誘引送風機１３，１４の回転数が８００ｒｐｍであってもＰＡダンパー９の開度が全閉領域基準値（Ａ）になるならば、同様にして回転数を求め、誘引送風機１３，１４の回転数を更に低下させる。
【００４６】
一方、誘引送風機１３，１４の回転数が８００ｒｐｍの状態でガス回収を行っていた場合にガス発生量が増加すると、誘引送風機１３，１４の回転数はそのままの状態でＰＡダンパー９の開度が徐々に増大し、そして、ＰＡダンパー９の開度は全開領域基準値（Ｂ）に到達する。ＰＡダンパー９の開度が全開領域基準値（Ｂ）に到達したならば、この時点の排ガス流量（約１１５０００Ｎｍ3 ／ｈｒ）を把握して、２０％の開度で約１１５０００Ｎｍ3 ／ｈｒの排ガス流量を通過させる回転数を求める。図８では９２０ｒｐｍの場合がこれに相当する。そこで、誘引送風機１３，１４の回転数を９２０ｒｐｍに増加させて発生ガスを回収する。
【００４７】
以上、回転数演算機２４の２種類の演算方法を説明したが、回転数演算機２４の演算方法はこの２種類に限るものではなく、種々の変更が可能である。要は、ＰＡダンパー９の開度がこのＰＡダンパー９を通過する風量を制御可能な範囲となるように、誘引送風機１３，１４の回転数を変更すれば良く、従って、ＰＡダンパー９の開度が全閉領域になろうとする場合には回転数を減じ、逆に、ＰＡダンパー９の開度が全開領域になろうとする場合には回転数を増加させれば良い。
【００４８】
次に、このようにして構成される本発明による転炉排ガス回収設備を用いて転炉１から発生するガスを回収する方法について説明する。
【００４９】
先ず、転炉１内に溶銑２を主原料として装入し、更に必要に応じて、フラックスとしての生石灰、Ｆｅ−Ｍｎ合金鉄代替のマンガン鉱石、脱燐剤としての鉄鉱石やミルスケール、並びに、炭素源としてのコークスや合成樹脂を副原料として添加して、上吹きランス３から純酸素を溶銑湯面に向かって吹き付け、溶銑２の脱炭吹錬及び脱燐処理を実施する。図１では示していないが、転炉１の炉底から撹拌用ガスを溶銑２中に吹き込んでも良く、又、上吹きランス３に替わって転炉１の炉底から純酸素を吹き込んでも良い。
【００５０】
特に、合成樹脂はコークスや黒鉛等の炭素源に比較して硫黄及び燐の含有量が少ないので、その燃焼熱により溶銑２を汚染することなく加熱することができ、この加熱により鉄スクラップやマンガン鉱石の配合比率を高めることが可能となる。又、合成樹脂の燃焼によりＣＯガスが生成されると共に、ＣＯ2 ガスは合成樹脂中の炭素によりＣＯガスに改質されるので、排ガス中の未燃焼ガスの濃度及び排ガス流量が増加し、未燃焼ガスの回収量を増加させることが可能となる。更に、合成樹脂の廃棄物は、従来その大部分がゴミ埋立地等に投棄されていたが、転炉１内へ供給することにより有効にリサイクル活用される。従って、溶銑２の脱炭吹錬及び脱燐処理共に、その精錬中に転炉１内若しくは煙道４内に合成樹脂、望ましくは合成樹脂の廃棄物を投入・添加することが好ましい。
【００５１】
そして、脱炭吹錬の場合には、溶銑２中の炭素濃度に応じた最適な送酸速度で酸素を吹き込み、脱燐処理の場合には、脱燐処理に最適な送酸速度で酸素を吹き込んで精錬する。この精錬により発生するガスは誘引送風機１３，１４により吸引される。この場合、前述したように、炉口圧は炉圧制御演算機２１によるＰＡダンパー９の開度調整により所定の範囲に制御され、且つ、ＰＡダンパー９の開度が全閉領域若しくは全開領域に達した際には、回転数演算機２４により誘引送風機１３，１４の回転数が変更され、ＰＡダンパー９の開度は流量制御の可能な範囲に復帰される。その結果、転炉１からの発生ガス流量と誘引送風機１３，１４による吸引流量とがほぼ等しく制御されるので、低送酸速度域であっても転炉１の炉口での大気の巻き込みが抑制され、未燃焼のガス回収量を増加させることができる。
【００５２】
本発明の転炉排ガス回収設備を用いて転炉１から発生するガスを回収した場合、脱炭吹錬時には吹錬末期のガス回収増により溶銑トン当たり２Ｎｍ3 のガス回収増が可能であり、又、従来ガス回収が不可能であった脱燐処理時には溶銑トン当たり５０Ｎｍ3 のガス回収が可能であった。更に、この場合、排ガス中の含塵量は全く増加せず、大気汚染やガス回収設備におけるダスト障害は全く発生しなかった。
【００５３】
【発明の効果】
本発明によれば、ダンパーの開度が炉口圧の制御可能な範囲になるように、誘引送風機の回転数を変更して誘引送風機による吸引量を調整するので、常に転炉からのガス発生量と誘引送風機の吸引量とが同程度になり、脱炭吹錬の末期や脱燐処理等の低送酸速度域であっても転炉排ガス中への大気の混入が防止され、転炉から発生するＣＯガス等を未燃焼のまま回収することが可能となり、工業上有益な効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す図で、本発明による転炉排ガス回収設備の概略構成図である。
【図２】炉口圧の設定値を変更した際の炉口圧変化の例を示す図である。
【図３】図１に示す回転数演算機における第１の処理フローを示す図である。
【図４】ＰＡダンパーの性能曲線と、本発明によるＰＡダンパーの動作状況とを併せて示す図である。
【図５】各回転数別の誘引送風機性能曲線の例を示す図である。
【図６】含塵曲線の例を示す図である。
【図７】図１に示す回転数演算機における第２の処理フローを示す図である。
【図８】ＰＡダンパーの性能曲線と、本発明によるＰＡダンパーの動作状況とを併せて示す図である。
【図９】誘引送風機のダンパーを閉めて吸引量を制御した従来技術における誘引送風機の特性変化を調査した結果を示す図である。
【符号の説明】
１  転炉
２  溶銑
３  上吹きランス
４  煙道
６  一次集塵機
８  二次集塵機
９  ＰＡダンパー
１３  誘引送風機
１４  誘引送風機
１６  三方弁
１８  煙突
１９  ガスホルダー
２０  炉口圧検出器
２１  炉圧制御演算機
２２  ＰＡダンパー駆動装置
２３  開度検出器
２４  回転数演算機
２５  送風機駆動制御装置
２６  電動機
２７  電動機
【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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【図６】
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【図７】
0003775238.tif 000012
【図８】
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【図９】
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