JP2001335828A - 真空・減圧処理装置のダスト捕集方法 - Google Patents

真空・減圧処理装置のダスト捕集方法

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JP2001335828A
JP2001335828A JP2000150858A JP2000150858A JP2001335828A JP 2001335828 A JP2001335828 A JP 2001335828A JP 2000150858 A JP2000150858 A JP 2000150858A JP 2000150858 A JP2000150858 A JP 2000150858A JP 2001335828 A JP2001335828 A JP 2001335828A
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vacuum
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Toshinori Murakami
豪紀 村上
Takahiro Sato
貴洋 佐藤
Toshiya Komori
俊也 小森
Eiji Ohata
栄治 大畠
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    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
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  • Separation Of Particles Using Liquids (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 真空・減圧処理設備の真空脱ガス処理中に発
生する排ガス中に含まれるダストを湿式で安価に効率よ
く集塵する。 【解決手段】 真空槽内を真空にするために蒸気エゼク
ターを設置し、エゼクターの下流に蒸気を凝縮するコン
デンサーを有する真空・減圧処理装置の排ガス中のダス
ト捕集方法において、真空槽内のガスを排出する経路に
設置された蒸気凝縮冷却用のコンデンサー10A内およ
び/または前記コンデンサー近傍の入側配管内にスプレ
ーノズル1、2を少なくとも1本設置し、該スプレーノ
ズル1、2からスプレーノズル1本あたり注水量が2〜
12L/m3、かつ全スプレーノズルからの総流量30
〜2500t/hの水を噴射させ、排ガスの進行方向に
対して垂直方向全面を覆う水膜を多層で形成させて排出
ガス中のダストを捕集することを特徴とする、真空・減
圧処理装置のダスト捕集方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶鋼、溶融金属を
真空減圧下で精錬する金属精錬用真空・減圧処理装置の
ダスト捕集方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】溶鋼の清浄化や成分調整等の目的で真空
・減圧精錬が実施されるが、この過程で一般的に採用さ
れるDH法やRH法に基づく真空・減圧精錬プロセスで
は、かなりの高真空度(1Torr以下程度)が要求さ
れるため、真空・減圧精錬プロセスに接続する真空排気
設備としても、それに対応する規模のものが必要とされ
る。図2に一般的な脱ガスプロセスにおける真空排気系
統の構成例を示す。
【0003】図2において、溶鋼精錬容器に接続する脱
ガス槽6の排気ダクトの下流側には、ダストを捕集する
ダストセパレーター7、多段のブースター8A、8B、
8C、多段のエゼクター9A、9B、9Cを順次設置し
て構成した真空排気設備が設けられている。炉内発生ガ
ス(排ガス)はこの真空排気設備で吸引されることにな
り、そのため炉内は要求される高真空度(1Torr以
下)領域に保たれる。
【0004】真空・減圧処理装置による真空精錬を実施
する場合、真空精錬処理として脱ガス部の真空度が50
Torr程度での処理(軽処理)と10Torr以下が
必要な処理(本処理)があり、必要な真空度に応じて、
使用するブースター、エゼクター、コンデンサーを選択
する。上記本処理を実施する場合は、ブースター8A、
8B、8Cおよびエゼクター9Aに駆動用蒸気を流し、
コンデンサー10A、10Bで冷却凝縮する。一方、上
記軽処理を実施する場合は、エゼクター9A、9B、9
Cに駆動用蒸気を流し、コンデンサー10B、10C、
10Dで冷却凝縮する。実際の操業においては本処理と
軽処理はランダムに実施する。
【0005】本処理においては、ダストセパレーター7
を通過してきたダストはブースター8A、8B、8Cを
通り、コンデンサー10Aに入る。図3にコンデンサー
10Aの内部構造を示す。図3に示すように、コンデン
サー10Aでは蒸気の冷却凝縮用にコンデンサー上部の
注水孔12から水を滴下して、コンデンサー内に設置さ
れた冷却用水と蒸気を効率よく接触させるためのトレイ
11A、11Bを介して排水孔13へ流しており、この
水によってある程度ダストが捕集される。この際の凝縮
冷却用水の流量は1500〜2000t/hと多いもの
の、凝縮冷却用水とダストはトレイ11A、11Bおよ
び排水孔13へ落下する時に接触するだけである。従っ
て、コンデンサー内を通るすべての排ガスが冷却凝縮用
水に接触するわけではないので、完全なダスト捕集は困
難である。
【0006】軽処理の場合は、コンデンサー10Aには
水を流していないため、コンデンサー10Aにおけるダ
スト捕集効果はない。また、コンデンサー10A内は凝
縮冷却用の水分が残留しているため、コンデンサー10
Aを通過するダストは含水し、含水したダストはコンデ
ンサー10A直後のエゼクター9Aに付着しやすい。エ
ゼクター9Aにダストが付着すると、エゼクターの設計
通りの真空度を得られなくなる。
【0007】コンデンサー10Aの水を常時流していれ
ば、ある程度のダスト捕集効率は得られるが、水とダス
トの接触面積が低いため、コンデンサーの凝縮冷却用の
水を使用することにより完全にダストを捕集することは
困難である。
【0008】従来のダストセパレーターでのダスト捕集
では捕集効率が60%程度と低いため、これ以上のダス
ト捕集効率を得るため、例えば、特開平8−3627号
公報、特開平8−283827号公報に開示されている
ように上記ダストセパレーターの直下にバグフィルター
等の乾式集塵設備を設置したものがある。図4に乾式集
塵設備としてバグフィルターを設置した設備の真空排気
系統の構成を示す。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上記のようにダスト捕
集効率を上げるために、乾式集塵装置として図4に示す
ようなバグフィルター17を用いた場合は、バグフィル
ター17内の濾布の耐熱性から排ガスを100℃程度ま
で冷却しなければならず、ダストセパレーター15とバ
グフィルター17の間に大型のガスクーラー16を設置
する必要があり、設備が高価となる。
【0010】本発明は、上記のような実状に鑑みてなさ
れたもので、安価でかつ真空度の悪化を伴わない真空脱
ガス処理装置の排ガス中のダスト捕集を行う方法を提供
するものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、真空槽内を真
空にするために蒸気エゼクターを設置し、エゼクターの
下流に蒸気を凝縮するコンデンサーを有する真空・減圧
処理装置の排ガス中のダスト捕集方法において、真空槽
内のガスを排出する経路に設置された蒸気凝縮冷却用の
コンデンサー内および/または前記コンデンサー近傍の
入側配管内にスプレーノズルを少なくとも1本設置し、
該スプレーノズルからスプレーノズル1本あたり注水量
が2〜12L/m3、かつ全スプレーノズルからの総流
量30〜2500t/hの水を噴射させ、排ガスの進行
方向に対して垂直方向全面を覆う水膜を多層で形成させ
て排出ガス中のダストを捕集することを特徴とする、真
空・減圧処理装置のダスト捕集方法である。
【0012】
【発明の実施の形態】真空排気系の能力を十分に発揮さ
せるには、排ガス中のダストを捕集し、エゼクターへの
ダスト付着を防止することが重要である。ダスト捕集効
率をあげるためには乾式集塵装置を用いる方法がある
が、乾式集塵装置で排ガスが圧損を受け、真空度が悪化
する可能性がある。従って、本発明者らは圧損を受けに
くい湿式での捕集であれば安価でかつ真空度の悪化を伴
わずに真空脱ガス処理装置の排ガス中のダスト捕集を行
うことが可能と考え、湿式による方法を採用することに
した。
【0013】前述のように図2と図3のコンデンサー1
0A内の水とダストが接触することによりダスト捕集機
能が発揮されるが、コンデンサー10A内の凝縮冷却用
の水では完全にダスト捕集できない。従って効率よくダ
ストを捕集するには、水とダストの接触面積を増やすこ
とが重要であり、真空槽からの排ガスが必ず水と接触す
るようにする事が望ましいと考えた。そこで本発明で
は、図1に示すようにコンデンサー入側配管内および/
またはコンデンサー内にスプレーノズル1、2を設置
し、スプレーノズル1、2から散水により水膜を形成し
て、水とダストを完全に接触させる捕集方法とした。
【0014】図1に示すように、スプレーノズル1、2
からの散水により効率よく集塵するためには、ダストが
水膜に接触する回数を増やすことが重要であるので、ス
プレーノズル1、2からの散水により多層にかつ相互に
干渉しないように水膜を形成させ、さらに、排ガスの経
路全体を覆うように水膜を形成させる。スプレーは設置
する個数が多く、かつ1つのスプレーが形成する水膜が
多いほどダスト捕集には有効であるが、捕集したダスト
を速やかに系外に排出するためにコンデンサー内および
/またはコンデンサー近傍の入側配管内に配置する。水
膜層同志が干渉しない位置に設置することが望ましい。
【0015】さらに、スプレーからの散水量は真空中で
も水膜ができ、かつスプレーから出る水が大きな水滴に
ならないことが必要である。また、真空中でガスの流れ
に逆らって水膜を形成させるには、ある程度の流量を確
保する必要がある。流量を多くしすぎると、水の飽和蒸
気圧のため真空度の悪化を引き起こす。真空・減圧槽か
らの排ガスの流速は最高では音速(340m/s)にな
るので、排ガス流速に打ち勝ち水膜を形成するには、排
ガスの流速、排ガス中のダスト濃度、ダストの有する運
動エネルギーから計算すると、30t/hの流量が必要
である。また、大量の水を流すと水蒸気圧が飽和し、真
空度が悪化する可能性があるため、大量の水は流せな
い。排水機能を向上させるような設備を設置すれば大量
の水を流すことも可能となるが、本発明では安価にダス
ト捕集効率を上げることを目的としているので、一般的
な真空・減圧装置に用いられているコンデンサーの排水
能力から考えると、すべてのノズルからの総流量は25
00t/h以下とする。
【0016】次に注水量(単位体積中に散水される水
量)についても、ダスト捕集との関連があると考え、最
適条件について検討を行った。
【0017】図5に、コンデンサー内およびコンデンサ
ー入側配管内にスプレーノズルを設置し、総流量200
t/hの水を流した際のダスト捕集効率と注水量の関係
を示す。図5に示すように、水の流量が十分足りていて
も注水量が低い場合にはダストと水が完全に接触してお
らずダスト捕集効率が悪く、一方、注水量が多くなりす
ぎると、水膜を形成する1つの水滴が大きくなり、ダス
ト捕集効率が悪化することから、安定して操業可能な集
塵効率95%以上に確保するためには注水量を2〜12
L/m3にする必要がある。また、スプレーからの散水
は、エゼクターに駆動用蒸気を送り始めるのと同時に実
施すると、水量も節約できかつダスト捕集効率も良い。
【0018】
【実施例】溶鋼の真空精錬設備であるRHでの処理を湿
式ダスト捕集設備を用いて実施した。本発明例および比
較例では、ダスト捕集用に、図1、図2に示したように
コンデンサー10Aの直前とコンデンサー10A内部の
2個所にスプレー1、2を設置した。設置したスプレー
1、2はそれぞれ3層の水膜を形成するものとした。一
方、従来例では図3に示したように、コンデンサー10
A内にダスト捕集用スプレーを用いなかった。
【0019】真空精錬処理として脱ガス部の真空度50
Torr程度が必要な処理(軽処理)と10Torr以
下が必要な処理(本処理)をランダムに行った。一回の
処理に要する時間は10〜25分程度である。軽処理の
際はエゼクター9A、9B、9Cに駆動用蒸気を流し、
コンデンサー10B、10C、10Dで当該蒸気を冷却
凝縮した。本処理の際はブースター8A、8B、8C、
エゼクター9Aに駆動用蒸気を流し、コンデンサー10
A、10Bで蒸気の冷却凝縮をした。スプレー1、2か
らは表1に示すそれぞれの条件で散水を行った。
【0020】真空排気設備にダストが付着していない状
態から、真空精錬処理を100ch程度行った際の脱ガ
ス槽内の到達真空度を表1に示す。ダストが捕集されて
おり、エゼクター9Aにダスト付着がない場合は真空度
は目標値に近くなるが、ダスト付着が発生している場合
はエゼクターの能力が設計通り発揮されないため目標値
には届かなった。本発明例では真空度の悪化は見られ
ず、使用後に真空排気設備内を観察するとダストの付着
はほとんど見られなかった。スプレーノズルを設置して
いない従来例では到達真空度は目標真空度に達せず、真
空度の悪化が顕著に現れ、使用後に真空排気設備内を観
察すると、ダスト付着によりエゼクター9A内が30%
程度閉塞していた。また、スプレーノズルからの流量、
注水量が本発明範囲外の比較例1〜3では従来例よりは
到達真空度は低いものの、目標真空度に達したものはな
かった。
【0021】
【表1】
【0022】上記結果から、本発明のように適正な流
量、注水量でスプレーによる散水を行うことにより、真
空排気設備内のダストが効率よく捕集でき、ダスト付着
を抑制できることが確認できた。
【0023】
【発明の効果】本発明により、真空排気設備内のダスト
をこれまで困難とされてきた湿式で集塵可能となり、次
の効果を得ることができる。
【0024】 真空排気設備内のダスト付着を抑制で
き、到達真空度悪化による精錬処理時間延長を回避でき
る。
【0025】 ブースター、エゼクターに付着したダ
ストの清掃が不要となり、真空排気設備の補修費を低減
できる。
【0026】 従来方式に比べ、設備投資をすること
なく安価で高集塵効率が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】真空排気系内のコンデンサーにスプレーノズル
を設置して本発明を実施する状況を示す図である。
【図2】真空排気系統の例を示す図である。
【図3】従来の真空排気系内のコンデンサー内を示す図
である。
【図4】一般的な真空・減圧プロセスに乾式集塵装置を
設置した例を示す図である。
【図5】スプレーノズルからの注水量と集塵効率の関係
を示す図である。
【符号の説明】
1 コンデンサー入側スプレーノズル 2 コンデンサー内スプレーノズル 3A 1段目トレイ 3B 2段目トレイ 4 注水孔 5 排水孔 6 脱ガス槽 7 ダストセパレーター 8A 1段目ブースター 8B 2段目ブースター 8C 3段目ブースター 9A 1段目エゼクター 9B 2段目エゼクター 9C 3段目エゼクター 10A 1段目コンデンサー 10B 2段目コンデンサー 10C 3段目コンデンサー 10D 4段目コンデンサー 11A 1段目トレイ 11B 2段目トレイ 12 注水孔 13 排水孔 14 脱ガス槽 15 ダストセパレーター 16 ガスクーラー 17 バグフィルター 18A 1段目ブースター 18B 2段目ブースター 18C 3段目ブースター 19A 1段目エゼクター 19B 2段目エゼクター 19C 3段目エゼクター 20A 1段目コンデンサー 20B 2段目コンデンサー 20C 3段目コンデンサー 20D 4段目コンデンサー 21 集塵水槽
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小森 俊也 大分市大字西ノ洲1 新日本製鐵株式会社 大分製鐵所内 (72)発明者 大畠 栄治 大分市大字西ノ洲1 新日本製鐵株式会社 大分製鐵所内 Fターム(参考) 4D032 AA01 AB09 AC07 AC08 BA03 CA01 4K013 CE09 4K056 DB14

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 真空槽内を真空にするために蒸気エゼク
    ターを設置し、エゼクターの下流に蒸気を凝縮するコン
    デンサーを有する真空・減圧処理装置の排ガス中のダス
    ト捕集方法において、真空槽内のガスを排出する経路に
    設置された蒸気凝縮冷却用のコンデンサー内および/ま
    たは前記コンデンサー近傍の入側配管内にスプレーノズ
    ルを少なくとも1本設置し、該スプレーノズルからスプ
    レーノズル1本あたり注水量が2〜12L/m3、かつ
    全スプレーノズルからの総流量30〜2500t/hの
    水を噴射させ、排ガスの進行方向に対して垂直方向全面
    を覆う水膜を多層で形成させて排出ガス中のダストを捕
    集することを特徴とする、真空・減圧処理装置のダスト
    捕集方法。
JP2000150858A 2000-05-23 2000-05-23 真空・減圧処理装置のダスト捕集方法 Withdrawn JP2001335828A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110926223A (zh) * 2019-11-19 2020-03-27 安徽枫慧金属股份有限公司 一种铝材加工用熔炼炉排烟装置及其操作方法
WO2020151770A1 (zh) * 2019-01-22 2020-07-30 金发科技股份有限公司 挤出机用废气收集系统及方法、塑料挤出系统及方法

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