CN103080681A - 转底炉的排气通道装置及其运行方法 - Google Patents

转底炉的排气通道装置及其运行方法 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于提供能够避免伴随排气量的增加、排气温度的上升产生的问题且能够捕集灰尘，并且能够热效率良好地长期稳定工作的、将含有碳质还原材料和含氧化铁物质的原料进行加热而制造还原铁或粒状金属铁的转底炉的排气通道装置及其运行方法。在本发明的转底炉的排气通道装置(11)中，在所述转底炉的排气通道(8)中依次分两级地配置有：将从所述转底炉排出的排气冷却而使排气中的金属盐固化的冷却部(12)；使刚冷却后的所述排气碰撞而使固化的所述金属盐落下的碰撞部(13)；将碰撞后的排气向所述金属盐的落下方向以外的方向引导的方向转换通道(14)。

Description

转底炉的排气通道装置及其运行方法
技术领域
本发明涉及转底炉的排气通道装置及其运行方法。更详细而言，本发明涉及为了处理在对含有碳质还原材料和含氧化铁物质的原料进行加热而制造还原铁或粒状金属铁的转底炉内产生的排气，而在到达集尘设备的通道中间部设置的排气通道装置及其运行方法。
背景技术
以往，公知有具备外周壁、内周壁及配置于这些壁之间的圆环状的旋转炉台的转底炉。所述旋转炉台通常由圆环状的炉体框体、配置于所述炉体框体上的炉床隔热件以及配置于该炉床隔热件上的耐火物构成。
具有这种构造的转底炉用于钢坯等金属的加热处理或者可燃性废弃物的燃烧处理等，但是，近年来使用所述转底炉而从铁氧化物制造还原铁的方法受到关注。参照表示所述转底炉的设备构成的概要的图6对利用这种转底炉进行的还原铁制造工艺的一例进行说明。
首先，通过将铁氧化物(铁矿石、制钢灰尘等)及碳质还原剂(煤、焦炭等)混合而进行造粒，从而制造小球或煤饼(块状物)。该小球或煤饼通过将从所述小球或煤饼内产生的可燃性挥发成分加热到不着火这种程度的温度域，从而去除附着水分而成为干燥小球或干燥煤饼。
然后，使用适当的装入装置23将该干燥小球或干燥煤饼(还原铁原料24)向转底炉26中供给，从而在旋转炉台21上形成小球或煤饼层。该小球或煤饼层边向黑箭头方向旋转边被设置在炉内上方的燃烧器27的燃烧辐射加热而还原，从而进行金属化。接下来，金属化后的还原铁25通过冷却器28而被冷却，在发现能够耐受排出时及排出后处理的机械强度之后通过排出装置22向炉外排出。在将金属化后的还原铁25排出后，立即将干燥小球或干燥煤饼(还原铁原料24)装入，重复上述的过程而制造还原铁(例如，参照专利文献1)。
在用于这种还原铁的制造的转底炉中，在炉内产生的排气从设置在转底炉的圆周上的排气排出区域被向与该排气排出区域的顶部连接的排气通道诱导。被诱导到排气通道的排气在被设置于所述排气通道的中途、后段的排气处理设备处理后向系统外排出。然而，已知有如下情况，即，随着还原铁原料的还原或熔融过程中产生各种挥发杂质，从而发生排气通道的闭塞、腐食或耐火物的损伤。
因此，作为这种以往例的排气处理装置的操作方法，提出有防止排气吸引通道的闭塞、内衬耐火物的损伤的方法(参照专利文献2)。在该方法中，通过向转底炉排出的1100℃以上的排气中供给不活泼气体、气水状态的水、空气中的任意一种以上，从而排气吸引通道内的排气温度成为900～1100℃。
进一步而言，近年来，制造高纯度的粒状金属铁的工艺得到开发。在该工艺中，含有碳质还原材料和含氧化铁物质的原料在转底炉等还原熔融炉内被加热，在将该原料中的氧化铁固体还原后，将所生成的金属铁进一步加热而使其熔融，且边使其与钢坯成分分离边使其凝结。
然而，在制造该粒状金属铁的工艺中，存在排气量增加、排气温度上升的问题点。即，若排气量增加，则下游的排气通道装置、排气处理装置等设备容量增大，不但设备成本增加，随着灰尘积存的问题产生的运转成本也当然会增加。另外，若排气温度上升，则进一步要求下游设备的耐热性，因此设备成本和运转成本进一步增加。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本国特开2001-181720号公报
专利文献2：日本国专利第4427267号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明的目的在于提供能够避免伴随着排气量的增加、排气温度的上升产生的问题且能够捕集灰尘，并且能够热效率良好地长期稳定工作的、将含有碳质还原材料和含氧化铁物质的原料加热而制造还原铁或粒状金属铁的转底炉的排气通道装置及其运行方法。
用于解决课题的手段
2.为了达成上述目的，在本发明的转底炉的排气通道装置中，所述转底炉对含有碳质还原材料和含氧化铁物质的原料进行加热而制造还原铁或粒状金属铁，所述转底炉的排气通道装置的特征在于，在所述转底炉的排气通道中依次分两级地配置有：对从所述转底炉排出的排气进行冷却而使所述排气中的金属盐固化的冷却部；使刚冷却后的所述排气碰撞而使固化后的所述金属盐落下的碰撞部；将碰撞后的所述排气向所述金属盐的落下方向以外的方向引导的方向转换通道。
优选所述冷却部具有：将从所述转底炉排出的排气冷却到1000～1200℃的温度的第一冷却部；将碰撞后的所述排气进一步冷却到450～900℃的温度的第二冷却部。
优选所述碰撞部具有：配设在紧接着所述第一冷却部的后面的排气通道内的第一碰撞部；配设在后接于所述第二冷却部的排气通道内的第二碰撞部。
优选所述第一冷却部包括水冷通道。
优选所述水冷通道水平配置于所述第一碰撞部前方。
优选在所述水冷通道的上部未设置水冷结构。
优选所述水冷通道具有内衬耐火物结构，灰尘容易附着的所述水冷通道的下部的所述内衬耐火物结构的内表面温度为600℃以下。
优选所述第二冷却部直接向所述排气通道内喷射流体。
优选所述方向转换通道包括朝向大致垂直上方的第一立管，所述第一碰撞部包括所述第一立管内壁面，至少紧接着所述水冷通道后面的排气所碰撞的第一立管内壁面被耐磨损性耐火物覆盖。
优选所述方向转换通道包括在与所述第一立管顶部连接而下降的倒J字状通道的最下部大致水平配置的水平通道，所述第二碰撞部为配设在所述水平通道内的灰尘捕集槽，所述第二冷却部配设在所述第一立管及所述倒J字状通道的至少任一方，由所述第二冷却部冷却的所述排气与所述第二碰撞部碰撞。
优选与所述第二碰撞部碰撞后的排气经由第二立管上升，在后接于所述第二立管的下降通道内夹设有空气预热器。
在本发明的转底炉的排气通道装置的运行方法中，根据所述排气中的所述金属盐的种类改变对所述排气进行冷却的所述冷却部的冷却温度。
在本发明的转底炉的排气通道装置的运行方法中，优选所述第二冷却部通过直接将不活泼气体、气水状态的水、空气中的任意一种以上的物质向所述排气供给而对所述排气进行冷却。
发明效果
根据本发明的转底炉的排气通道装置，通过使排气中所含的金属盐分两级固化而被捕集，因此所述金属盐的固化和捕集效率得以提高，排气通道内的附着、堆积的问题被极小化，从而排气通道装置能够长期稳定地工作。
另外，根据本发明的优选方式，所述冷却部具有：将从所述转底炉排出的排气冷却到1000～1200℃的温度的第一冷却部；将碰撞后的所述排气进一步冷却到450～900℃的温度的第二冷却部，因此排气中所含的高融点金属盐及低融点金属盐的固化分为两级的冷却温度，从而能够有效实施。
进一步而言，根据本发明的优选方式，所述碰撞部具有：配设在紧接着所述第一冷却部的后面的排气通道内的第一碰撞部；配设在后接于所述第二冷却部的排气通道内的第二碰撞部，因此排气中所含的所述金属盐的固化能够更有效果地实施。
另一方面，根据本发明的优选方式，由于所述第一冷却部包括水冷通道，所以能够使通道大小极小化，从而能够抑制通道、耐火物等设备的成本，维护也变得容易。
另外，根据本发明的优选方式，所述水冷通道在所述第一碰撞部的前方水平配置，因此，所述水冷通道与所述第一碰撞部组合能够可靠地进行排气中所含的所述高融点金属盐的固化。
进一步而言，根据本发明的优选方式，由于在所述水冷通道的上部未设置水冷结构，因此，能够省略灰尘不易附着的水冷通道上部的水冷结构，从而能够实现设备成本的降低。
另外，进一步而言，根据本发明的优选方式，所述水冷通道具有内衬耐火物结构，灰尘容易附着的所述水冷通道的下部的所述内衬耐火物结构的内表面温度为600℃以下，因此能够使高融点盐完全固化。
根据本发明的优选方式，由于所述第二冷却部通过向所述排气通道内直接喷射流体而能够直接冷却排气，因此冷却效率良好。
另外，根据本发明的优选方式，所述方向转换通道包括朝向大致垂直上方的第一立管，所述第一碰撞部包括所述第一立管内壁面，至少紧接着所述水冷通道的后面的排气所碰撞的第一立管内壁面被耐磨损性耐火物覆盖，因此，排气中所含的灰尘对所述耐火物的磨损能够被极力抑制。
此外，根据本发明的优选方式，所述方向转换通道包括在与所述第一立管顶部连接而下降的倒J字状通道的最下部大致水平配置的水平通道，所述第二碰撞部为配设于所述水平通道内的灰尘捕集槽，所述第二冷却部配设于所述第一立管及所述倒J字状通道中的至少任一方，由所述第二冷却部冷却的所述排气与所述第二碰撞部碰撞。由此，基于所述第一冷却部的固化及基于所述第一碰撞部的固气分离本不可能的低融点金属盐在被固化的同时实现固气分离，能够作为灰尘回收。
进一步而言，根据本发明的优选方式，与所述第二碰撞部碰撞的排气经由第二立管上升，在后接于所述第二立管的下降通道内夹设有空气预热器，因此，通过基于所述第一碰撞部及第二碰撞部的两级碰撞能够充分地除去灰尘。因此，预热空气的温度的上升得以实现，其结果是，能够实现燃烧器的燃料减少和排气处理装置的紧凑化。
另一方面，根据本发明的转底炉的排气通道装置的运行方法的一个方式，能够根据所述排气中的所述金属盐的种类改变对所述排气进行冷却的所述冷却部的冷却温度，从而能够有效且可靠地实施金属盐的固化。
另外，根据本发明的转底炉的排气通道装置的运行方法的一个方式，所述第二冷却部通过直接将不活泼气体、气水状态的水、空气中的任意一种以上的物质向所述排气供给而对所述排气进行冷却，因此，能够使排气中所含的低融点金属盐更有效地固化。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的转底炉主体的外观的立体图。
图2是俯视图1的转底炉主体时的俯视图。
图3是将图2的向视A-A放大示出的立式剖视图。
图4是表示后接于图3的箭头B的排气通道装置的示意性立式剖视图。
图5是表示本发明的比较例的转底炉的排气通道装置的概要的示意图。
图6是表示以往例的转底炉的设备结构的概要的俯视图。
具体实施方式
首先，关于本发明的实施方式的转底炉的排气通道装置，将制造粒状金属铁的转底炉的排气通道装置作为形态例而参照图1～图4进行说明。
图1是表示本发明的实施方式的转底炉主体的外观的立体图，图2是俯视图1的转底炉主体时的俯视图，图3是将图2的向视A-A放大示出的立式剖视图，图4是示出后接于图3的箭头B的排气通道装置的示意性立式剖视图。
该转底炉1具备：外周壁2、设置于其内侧的内周壁3、从上方覆盖所述外周壁2与内周壁3之间的空间的顶部4、配置于所述外周壁2与内周壁3之间的圆环状的旋转炉台5。所述外周壁2、所述内周壁3及所述顶部4主要由隔热件构成。
所述旋转炉台5被未图示的驱动装置驱动成通过外周壁2与内周壁3之间并在圆周上旋转。该旋转炉台5由圆环状的炉体框体5a、配置在该炉体框体5a上的炉床隔热件、耐火物5b构成。此外，从未图示的装入口装入的、含有碳质还原材料和含氧化铁物质的原料(以下，称为“还原铁或粒状金属铁用原料”)6位于该旋转炉台5上。该还原铁或粒状金属铁用原料6随着旋转炉台5的旋转在炉内被加热处理及还原处理或还原熔融处理。通过这些处理而制造还原铁或粒状金属铁。
在该转底炉1的顶部4设置有排气排出室7。该排气排出室7构成该顶部4的周向(即，旋转炉台5的旋转方向)的一部分。该排气排出室7比所述顶部4的其他部分还向上突出，且具有比所述顶部4的其他部分的下表面高一阶的下表面。此外，用于将从转底炉1排出的排气导出到以下所述的排气通道装置的排气通道8以与排气排出室7连通的方式沿水平方向与所述排气排出室7连接。
本发明的实施方式的转底炉的排气通道装置11后接于所述排气通道8且设置于到达图4未示出的冷却器、集尘机及排气扇等排气处理设备前的中间通道部。
此外，在该排气通道装置11中配置有：将从所述转底炉1排出的排气急剧冷却，并使该排气中的金属盐固化的冷却部12；在刚冷却后使所述排气碰撞而使固化后的所述金属盐落下的碰撞部13；将碰撞后的排气向所述金属盐的落下方向以外引导的方向转换通道14。
所述冷却部12由水冷通道(第一冷却部)12-1和喷雾喷嘴(第二冷却部)12-2a及12-2b构成。水冷通道12-1通过将从所述转底炉1排出的1200℃以上的排气冷却到1000～1200℃而使高融点金属盐固化。喷雾喷嘴12-2a及12-2b通过将碰撞后的所述排气的温度进一步冷却到450～900℃而使低融点金属盐固化。
利用还原处理的工艺生成粒状金属铁原料，所述排气中所含的金属盐(例如，Na2SO4、K2SO4、Na3Fe(SO4)3、K3Fe(SO4)3等)的融点遍及450～1200℃的广阔范围。因此，不能通过一级的冷却而使较多的金属盐固化，因此，在本实施方式中，如前述那样将来自转底炉1的排出气体分两级冷却。
另外，所述碰撞部13包括：配设在紧接着所述水冷通道12-1的后面的排气通道内的第一立管内壁面(第一碰撞部)13-1、配设在后接于喷雾喷嘴12-2a、12-2b的排气通道内的第二灰尘捕集槽(第二碰撞部)13-2，对其详细内容将进行后述。进一步而言，所述方向转换通道14包括：使与所述第一立管内壁面13-1碰撞的排气的方向转换为大致垂直上方的第一立管(第一方向转换通道)9a、使与所述第二灰尘捕集槽13-2碰撞的排气的方向转换为水平方向的水平通道(第二方向转换通道)9b。
水冷通道12-1具有水冷套管8a且水平地配置在第一立管内壁面13-1跟前。然而，由于在水冷通道12-1的上部不易附着灰尘，所以水冷通道12-1可以不具有水冷结构，仅通道的下部具有水冷套管8a即可。另一方面，第一立管内壁面13-1紧接着该水冷通道12-1后面配置，水冷通道12-1内的排气与第一立管内壁面13-1碰撞，沿着第一立管9a内表面而方向转换成大致垂直上方。通过这种排气通道装置11，从转底炉1排出的排气中所含的各种金属盐中的具有1000～1200℃的融点的金属盐被有效固化而成为灰尘。由此，能够有效进行与排气的固气分离。
固气分离后的排气在第一立管9a中上升。另一方面，固化后的高融点金属盐作为灰尘落下而被第一灰尘捕集槽16捕集。此外，通过将由该第一灰尘捕集槽16捕集的灰尘定期或连续地排出，从而使排气通道内的金属盐的附着、堆积的问题极小化，能够使排气通道装置11、所述排气处理设备的长期稳定地工作。
需要说明的是，第一方向转换通道9a无须为朝向大致垂直上方的通道(第一立管9a)，可以为相对于图4纸面斜交的方向或相对于图4纸面大致正交的方向的通道。但是，所述第一方向转换通道9a优选相对于紧接着水冷通道12-1后面的排气的水平流方向转换至少70度以上的方向。
进一步而言，在与所述第一立管9a的顶部连接且反转下降的方向上配设有倒J字状通道10a。在第一立管9a上配设有喷雾喷嘴12-2a，在倒J字状通道10a上配设有喷雾喷嘴12-2b。另外，进一步而言，在该倒J字状通道10a的最下部配设有第二灰尘捕集槽13-2。该第二灰尘捕集槽13-2作为所述第二碰撞部而发挥作用。
此外，随着基于第一立管9a的上升及基于后接的倒J字状通道10a的下降而使排气得到冷却，冷却后的排气与第二灰尘捕集槽(第二碰撞部)13-2碰撞。第二灰尘捕集槽13-2配设在使碰撞后的所述排气的方向转换的水平通道9b内，将固化后的低温金属盐捕集。其结果是，基于第一冷却部12-1的固化及基于第一碰撞部13-1的固气分离不可能的低融点金属盐在被固化的同时被固气分离。这样一来，能够在第二灰尘捕集槽13-2捕集低融点金属盐而进行回收。
另一方面，水冷通道12-1、第一立管9a及倒J字状通道10a的通道内壁被耐火物15覆盖，能够防止水冷通道12-1、第一立管9a及J字状通道10a的热量所造成的损伤。所述的排气通道即水冷通道12-1、第一立管9a及J字状通道10a中的水冷通道12-1根据耐火物的种类和厚度构成，从而使灰尘容易附着的通道下部的耐火物15的内表面温度为600℃以下，优选为500℃以下。另外，至少紧接着所述水冷通道12-1后面的排气所碰撞的第一立管内壁面13-1被耐磨损性耐火物15a覆盖，因此能够利用排气中所含的灰尘极力抑制所述耐火物15a的磨耗。
进一步而言，所述水平通道9b连接有用于将与第二灰尘捕集槽13-2碰撞的排气向上方向引导的第二立管10b、后接于该第二立管10b而使所述排气向下方下降的下降通道10c、用于与后接的排气处理设备连结的水平通道10d。在所述下降通道10c内夹设有空气预热器17。由此，由于能够在不使灰尘堆积于下降通道10c内的空气预热器17的状态下使排气下降，能够实现不存在因灰尘产生的闭塞的空气预热。其结果是，能够提高预热空气C’的温度，从而能够较高地维持热回收效率。进一步而言，预热空气C’的温度的上升得以实现，其结果是，能够实现转底炉1的燃烧器的燃料降低和排气处理装置的紧凑化。
需要说明的是，优选在水冷通道12-1、第一立管9a、J字状通道10a及第二立管10b中的至少一个以上设置有未图示的大气开放阀。由此，即便是未图示的所述排气扇突然产生故障，也能够对从转底炉1排出的排气进行大气放出。若考虑到排气通道内的通气，该大气开放阀更优选设置在第一立管9a的顶部或第二立管10b与下降通道10c间的顶部等排气通道最高的位置上。
接下来，以下参照图3、4沿着排气的流动说明本发明的转底炉的排气通道装置的运行方法的实施方式。
首先，从转底炉1排出的排气经由排气通道8而被导入水平配置的水冷通道12-1。通过该水冷通道12-1将排气急剧冷却到第一冷却温度，从而使排气中的一部分的高融点金属盐固化，且同时使刚冷却后的所述排气前进而与第一立管内壁面13-1碰撞。由此，固化后的所述高融点金属盐落下，从而被第一灰尘捕集槽16捕集。
另一方面，碰撞后的排气进行方向转换而沿着第一立管9a向大致垂直上方上升，并且由从喷雾喷嘴12-2a喷射的流体冷却。然后，排气进一步经过第一立管9a的顶部而反转，且经倒J字状通道10a而下降，且再度由从喷雾喷嘴12-2b喷射的流体冷却到比所述第一冷却温度更低温的第二冷却温度。由此，排气中的低融点金属盐固化。
在此，由所述水冷通道12-1及喷雾喷嘴12-2a、12-2b使排气冷却的所述第一冷却温度及第二冷却温度能够分别根据排气中的所述金属盐的种类而变更是至关重要的。例如，所述第一冷却温度为1000～1200℃、所述第二冷却温度为450～900℃的范围为宜。另外，基于所述喷雾喷嘴12-2a、12-2b的冷却优选通过将由不活泼气体、气水状态的水、空气中的任意1种或2种以上组合而成的流体直接向直接排气中供给而得以进行。需要说明的是，所述喷雾喷嘴12-2a、12-2b可以配置在第一立管9a与倒J字状通道10a的任意一方。
接下来，冷却后的排气沿着倒J字状通道10a下降，并与第二灰尘捕集槽13-2碰撞，排气中的低融点金属盐被第二灰尘捕集槽13-2捕集。另一方面，碰撞后的排气沿着水平通道9b而使方向转换为水平方向，且进一步沿着第一立管10b向大致垂直上方上升而到达顶部，且进一步通过下降通道10c而朝向大致垂直下方。被所述第一灰尘捕集槽16、第二灰尘捕集槽13-2捕集到的灰尘根据捕集效率和槽容量而连续或定期地被排出。作为灰尘的排出方法，可以适用基于刮板式排出装置的连续排出。然而，在排气温度高的情况下，与机械式相比，基于能够作为料浆排出的水封式的排出更为容易且可靠。
然而，排气通过夹设在下降通道10c内的空气预热器17与被投入到该空气预热器17的空气C进行热交换。热交换后的预热空气C’作为对转底炉1进行加热的燃烧器的燃烧空气使用。另一方面，热交换后的排气经过水平通道10d而被未图示的冷却器进一步冷却后，由集尘机进行集尘处理，而经排气扇而向大气排出。
实施例
<比较例>
首先，参照图5说明比较例的转底炉的排气通道装置。图5是表示本发明的比较例的转底炉主体的排气通道装置的概要的示意图。
该排气通道装置11a与和转底炉1的排气排出室7连通的排气通道8连接，其具备：将排气以倒V字状进行吸引的V字通道18、随着排气的下降而对该排气进行冷却的冷却器19、预热器20。预热器20通过与冷却后的排气进行热交换的空气预热器17而对空气进行预热。另外，虽然省略图示，但是后接设置有对灰尘进行集尘的集尘机、对集尘后的排气进行吸引而向大气排出的排气扇。
使用由这种结构形成的转底炉1的排气通道装置11a进行连续工作运行。在连续工作运行中，从转底炉1排出的1300℃的排气被向V字通道18吸引而被导入冷却器19而进行冷却。然后，冷却后的排气在预热器20内与空气C进行热交换后，经集尘机而由排气扇向大气排出。
在上述连续工作中，在冷却器19的出口测定到的排气温度为726℃。然后，在连续运行开始经过23日后，所述预热器20闭塞，因此排气通道装置11a停止运行。该预热器20的23日间连续工作后的热回收效率与刚工作开始后相比较下降37.9％。运行停止后，当检测排气通道装置11a内的灰尘的堆积状况时，换算为单位时间的灰尘量完全如表1所示。
[表1]
Figure BDA00002869153500111
即，根据本比较例的排气通道装置11a及其运行结果，通过冷却器19中的排气的冷却，冷却器19出口的排气温度成为726℃。关于该温度，其对于高融点金属盐的固化而言是充分的，但是由于一级的冷却无法达到进一步的温度下降，可以说排气中的低融点金属盐的固化是不充分的。其结果是，虽然未设置灰尘捕集装置，但是排气通道装置11a的内部的灰尘量如表1所示，在V字通道18的顶部比较少。然而，由于空气预热器17配设在排气上升的预热器20的内部，所以容易在空气预热器17的上部等滞留灰尘。作为结果，附着于空气预热器17的灰尘是多量的。
<实施例>
另一方面，作为实施例使用的转底炉的排气通道装置的结构与使用图4说明的本发明的实施方式的排气通道装置11的结构相同。另外，与使用图4说明的本发明的实施方式的排气通道装置11的运行方法同样，进行使用了转底炉的排气通道装置的实施例的连续运行。
以下，参照图4对实施例的上述连续运行结果进行说明。在运行中，排气在与第一立管内壁面13-1碰撞后开始沿着第一立管9a上升。该位置的排气温度为1081℃。另外，排气在倒J字状通道内下降而与第二灰尘捕集槽液面13-2碰撞后，开始沿着水平通道9b移动。该位置的排气温度为685℃。
排气通道装置11在开始运行后在不闭塞通道内部的状态下连续工作了180日。另外，空气预热器17中的连续工作180日后的热回收效率与刚开始工作后相比较能够被抑制为下降4.8％。在停止工作后，对排气通道装置11内的灰尘的堆积状况进行检测，换算为单位时间的灰尘量完全如表2所示。
[表21
Figure BDA00002869153500121
即，根据本实施例的排气通道装置11和其运行结果，通过基于水冷通道12-1的第一冷却部使排气中的高融点金属盐固化，接下来，通过基于喷雾喷嘴12-2a、12-2b的第二级冷却部使排气中的低融点金属盐固化，由此能够实现上述两级的有效固化。因此，如表2所示，第一灰尘捕集槽16及第二灰尘捕集槽13-2中的灰尘捕集量非常多量。
然而，由于被捕集于这些灰尘捕集槽16、13-2内的灰尘连续或定期地排出，所以不会使排气通道装置11内的排气通过区域闭塞。另一方面，由于空气预热器17夹设在排气所下降的下降通道10c内，所以灰尘容易与排气一起向下方落下。因此，在空气预热器17的上部等滞留或附着的灰尘为0.5kg/h这样的少量。另外，即便是在排气通道装置11内的其他通道内，滞留或附着的灰尘也为极少量。
如以上说明的那样，在本发明的转底炉的排气通道装置中，将从所述转底炉排出的排气冷却而使排气中的金属盐固化的冷却部、使刚冷却后的所述排气碰撞而固化的所述金属盐落下的碰撞部、将碰撞后的排气向所述金属盐的落下方向以外的方向引导的方向转换通道按照上述的顺序以两级配置于排气通道中。如此一来，排气中所含的所述金属盐在两级的冷却温度下固化并被捕集，由此所述金属盐的固化和捕集效率得以提高，排气通道内的附着、堆积的问题得以极小化，从而能够长期稳定地工作。
另外，根据本发明的转底炉的排气通道装置的运行方法，所述冷却部冷却时的排气冷却温度根据排气中的金属盐的种类而变化，因此金属盐的固化能够有效且可靠地实施。进一步而言，所述第二冷却部将不活泼气体、气水状态的水、空气中的任意1种以上组合而直接供给，由此将所述排气冷却，从而能够更有效地使排气中所含的低融点金属盐固化。
以上，虽然对本发明的实施方式及实施例进行了说明，但是本发明不限于上述的实施方式，只要是在权利要求书中记载的范围内则能够进行各种变更而实施。本申请基于2010年9月2日申请的日本专利申请(日本特愿2010-196415)，其内容在此作为参照而被纳入。
符号说明
1：转底炉
2：外周壁
3：内周壁
4：顶部
5：旋转炉台
5a：炉体框体
5b：炉床隔热件、耐火物
6：粒状金属铁用原料
7：排气排出室
8：排气通道
8a：水冷套管
9a：第一立管(第一方向转换通道)
9b：水平通道(第二方向转换通道)
10a：倒J字状通道
10b：第二立管
10c：下降通道
10d：水平通道
11、11a：排气通道装置
12：冷却部
12-1：水冷通道(第一冷却部)
12-2a、12-2b：喷雾喷嘴(第二冷却部)
13：碰撞部
13-1：第一立管内壁面(第一碰撞部)
13-2：第二灰尘捕集槽(第二碰撞部)
14：方向转换通道
15：耐火物
15a：耐磨损性耐火物
16：第一灰尘捕集槽
17：空气预热器
18：V字通道
19：冷却器
20：预热器

Claims (15)

1.一种转底炉的排气通道装置，所述转底炉对含有碳质还原材料和含氧化铁物质的原料进行加热而制造还原铁或粒状金属铁，所述转底炉的排气通道装置的特征在于，
在所述转底炉的排气通道中依次分两级地配置有：
对从所述转底炉排出的排气进行冷却而使所述排气中的金属盐固化的冷却部；
使刚冷却后的所述排气碰撞而使固化后的所述金属盐落下的碰撞部；
将碰撞后的所述排气向所述金属盐的落下方向以外的方向引导的方向转换通道。
2.根据权利要求1所述的转底炉的排气通道装置，其特征在于，
所述冷却部具有：将从所述转底炉排出的排气冷却到1000～1200℃的温度的第一冷却部；将碰撞后的所述排气进一步冷却到450～900℃的温度的第二冷却部。
3.根据权利要求2所述的转底炉的排气通道装置，其特征在于，
所述碰撞部具有：配设在紧接着所述第一冷却部的后面的排气通道内的第一碰撞部；配设在后接于所述第二冷却部的排气通道内的第二碰撞部。
4.根据权利要求2或3所述的转底炉的排气通道装置，其特征在于，
所述第一冷却部包括水冷通道。
5.根据权利要求4所述的转底炉的排气通道装置，其特征在于，
所述水冷通道水平地配置在所述第一碰撞部前方。
6.根据权利要求5所述的转底炉的排气通道装置，其特征在于，在所述水冷通道的上部未设置水冷结构。
7.根据权利要求4所述的转底炉的排气通道装置，其特征在于，
所述水冷通道具有内衬耐火物结构，
灰尘容易附着的所述水冷通道的下部的所述内衬耐火物结构的内表面温度为600℃以下。
8.根据权利要求2所述的转底炉的排气通道装置，其特征在于，
所述第二冷却部直接向所述排气通道内喷射流体。
9.根据权利要求4所述的转底炉的排气通道装置，其特征在于，
所述方向转换通道包括朝向大致垂直上方的第一立管，
所述第一碰撞部包括所述第一立管内壁面，
至少紧接着所述水冷通道后面的排气所碰撞的第一立管内壁面被耐磨损性耐火物覆盖。
10.根据权利要求8所述的转底炉的排气通道装置，其特征在于，
所述方向转换通道包括在与所述第一立管顶部连接而下降的倒J字状通道的最下部大致水平配置的水平通道，
所述第二碰撞部为配设在所述水平通道内的灰尘捕集槽，
所述第二冷却部配设在所述第一立管及所述倒J字状通道的至少任一方，
由所述第二冷却部冷却的所述排气与所述第二碰撞部碰撞。
11.根据权利要求9所述的转底炉的排气通道装置，其特征在于，
所述方向转换通道包括在与所述第一立管顶部连接而下降的倒J字状通道的最下部大致水平地配置的水平通道，
所述第二碰撞部为配设在所述水平通道内的灰尘捕集槽，
所述第二冷却部配设在所述第一立管及所述倒J字状通道中的至少任一方，
由所述第二冷却部冷却的所述排气与所述第二碰撞部碰撞。
12.根据权利要求10所述的转底炉的排气通道装置，其特征在于，
与所述灰尘捕集槽碰撞后的排气经由第二立管上升，
在后接于所述第二立管的下降通道内夹设有空气预热器。
13.根据权利要求11所述的转底炉的排气通道装置，其特征在于，
与所述灰尘捕集槽碰撞后的排气经由第二立管上升，
在后接于所述第二立管的下降通道内夹设有空气预热器。
14.一种权利要求2所述的转底炉的排气通道装置的运行方法，其特征在于，
根据所述排气中的所述金属盐的种类改变对所述排气进行冷却的所述冷却部的冷却温度。
15.一种权利要求2所述的转底炉的排气通道装置的运行方法，其特征在于，
所述第二冷却部通过直接将不活泼气体、气水状态的水、空气中的任意一种以上的物质向所述排气供给而对所述排气进行冷却。
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