JP2004518019A - 高炉の乾式ダストコレクターからダストを排出するための装置 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
発明の分野
本発明は高炉の乾式ダストコレクターからダストを排出するための装置に関する。
【0002】
発明の背景
高炉の乾式ダストコレクター(例えばダスト捕集器、サイクロンまたはフィルター)の目的は、高炉ガスが後続の湿式浄化ユニットに通過する前に、高炉ガスに極めて多く含まれたダストのできるだけ多くを乾燥状態で除去することである。かかる乾式ダストコレクターは一般的に円錐底を持ち、その中に高炉ダストは蓄積し、そこからそれは周期的に排出されねばならない。
【0003】
高炉プラントの乾式ダストコレクターの円錐底からダストを排出するための既知の装置は完全に囲まれた機械式コンベヤー、通常は閉鎖されたダクトを通してダストを押すための推進パドルを含むコンベヤー、を含む。このコンベヤーは乾式ダストコレクターの円錐底のダスト排出開口の高炉ダストを集めそれを例えば貨車中に落下させる。高炉ダストをわずかに湿らせるように水がコンベヤー中に注入され、従ってダストがコンベヤーから落下するときダストがあまりひどく吹き飛ぶのを防ぐ。
【0004】
少なくとも一つの遮断弁がコンベヤーとダスト排出開口との間に取り付けられている。この遮断弁は、もし新しい貨車がコンベヤーの出口の下に置かれねばならないなら、またはもし乾式ダストコレクターの円錐底内のダスト水準がある水準以下に下ったなら、乾式ダストコレクターからのダスト排出を中断するのに用いられる。乾式ダストコレクターの円錐底内の最小ダスト水準を維持することは実際に加圧ガスが遮断弁が開いているときコンベヤーを通って吹き抜けないことを保証する。
【0005】
スクリューコンベヤーとダスト排出開口間に気密出口及び入口弁を持つロックを設けることもまた知られている。ロックの気密ダスト排出弁はダストが乾式ダストコレクターの円錐底からロック中に排出されるとき閉じられる。ロックの気密入口弁はダストがロックからスクリューコンベヤー中に排出されるとき閉じられる。
【0006】
高炉ダストを排出するための既知の装置はダスト排出開口の横に関節連結されている腕に取り付けられたプレート形状のまたは凸円錐形状のいずれかの閉鎖体を持つ遮断弁を含み、従ってこの閉鎖体は水平軸の周りに閉鎖位置と開放位置の間で旋回されることができ、そこでは閉鎖体は完全にダスト流の外側に位置している。これらの弁形式はそれらがむしろ詰まり及び摩滅に鈍感であるので用いられる。
【0007】
高炉ダストを排出するための既知の装置の持つ主な問題は乾式ダストコレクターの円錐底からのまたはロックからのダストの排出流速が全く一定でないことである。これは特にダストは一瞬非常に流動的であることができるが、また次の瞬間一緒に焼き付くことができるという事実のためである。スクリューコンベヤーの操作条件が激しい変化に曝されるという結果になる。一瞬コンベヤーはから回りするかもしれず、まさに一瞬後にはコンベヤーに完全な詰まりが起こるかもしれない。
【0008】
ホッパーからのダスト状物質の多少とも均一な排出を保証するための標準的解決はセル形ホイールであることはこの文章で注目されるであろう。この解決はしかし乾式ダストコレクターから高炉ダストを排出するのには全く適していない。なぜなら高炉ダストは容易にホイールセルを塞ぎ、またホイールに対し摩滅作用を起こしやすいからである。実際に、比較的短い作業時間後に、セル形ホイールのロック縁は激しく摩滅し、従って高炉ダストは簡単に停止したセル形ホイールを通過する。
【0009】
発明の目的
本発明の根底にある技術問題は乾式ダストコレクターから高炉ダストを改善された排出状態で排出するための簡単な装置を提供することである。この問題は請求項1に請求されたような装置により解決される。
【0010】
発明の概要
本発明は高炉の乾式ダストコレクターからダストを排出するための装置に関し、それは乾式ダストコレクターのダスト排出開口の下流に設けられたダスト排出弁とダスト排出弁の下流に設けられた完全に囲まれたダスト運搬システムを含む。本発明の重要な態様によれば、この装置はダスト排出弁の開口をダスト運搬システムの残留運搬容量の関数で制御するように設計されている制御システムを含む。言い換えれば、この制御システムは運搬システムが詰まる危険を冒す前に排出弁を閉じ、もし運搬負荷が落ちたなら排出弁を開く。平均運搬容量、すなわち平均排出容量が実質的に増やされ、しかるに詰まりの危険はそれにもかかわらず減らされるという結果になる。結果として、運搬システムの故障の頻度は少なくなり、オーバホール作業の必要性が少なくなる。より均等に負荷した運搬システムにおいてはガス漏出はそれほどないことは更に認められるであろう。従って、この発明による装置によれば、ダスト排出開口とコンベヤー間に気密出口及び入口弁を持つロックを設ける必要が一般的にない。
【0011】
この装置の運搬システムは完全に囲まれた機械式コンベヤーを含むことができ、そこでは制御システムはダスト排出弁の開口を機械的コンベヤーにより吸収された動力の関数で制御するように設計される。
【0012】
この装置の好適実施例において、完全に囲まれた運搬システムは空気輸送システムを含み、そこでは制御システムはダスト排出弁の開口を空気輸送システム内の圧力の関数で制御するように設計される。この装置は乾式ダストコレクターから高炉ダストを完全に閉鎖された回路で効率的に排出することを可能とする。高炉ダストのためのかかる空気輸送システムの好適実施例は:高炉の近くに設けられたダスト貯蔵ホッパー;乾式ダストコレクターから排出されたダストをダスト貯蔵ホッパーに輸送するための、ダスト排出弁とダスト貯蔵ホッパー間に連結された空気輸送導管;ダスト貯蔵ホッパーに連結された流動ホッパー;及び流動ダストを高炉に注入するための注入手段を含む。
【0013】
本発明はまた排出装置の必要な制御機能を提供するのに非常に適したダスト排出弁を提供することは認められるであろう。このダスト排出弁は:水平中心軸を持つ第一架空シリンダー上に位置する凹状環状表面により境界付けられた入口開口を持つハウジング;及び水平中心軸周りに閉鎖位置と開放位置との間で旋回されることができるようにハウジング内に取り付けられた閉鎖体;を含む。この弁の閉鎖体は第一架空シリンダーの直径よりわずかに小さな直径を持つ第二架空シリンダー上に位置する凸状円筒状閉鎖表面を持つ。この弁が閉鎖作動時に凝集されたダストのより大きな塊により損傷されまたは塞がれるのを防ぐために、その閉鎖体は有利には閉鎖体が閉鎖位置と開放位置との間で旋回されるとき入口開口を横切ってスイープする切断刃を備えている。かかる切断刃は弁が閉じるとき凝集されたダストの非常に硬い塊でさえ破断することができる。切断刃は有利には凹状形状を与えられ、従って破断は主として閉鎖動作の最終段階で起こることは注目されるであろう。もし凹状切断刃が更に閉鎖体の中心面に関して実質的に対称的であるなら、閉鎖体は破断作動時に多少とも対称的に負荷されることが保証される。
【0014】
排出弁の好適実施例において、閉鎖体は二つの側方フランジを持ち、それらのフランジのそれぞれが側方ジャーナルを支持している円筒状閉鎖プレートを含む。この弁のハウジングはその入口開口の下に垂直ダスト通過チャネルと閉鎖体の二つのジャーナルのそれぞれを支持するためのダスト通過チャネルのいずれかの側に位置したベアリングとを含み、かくして閉鎖体は上述の水平中心軸周りに旋回されることができる。垂直ダスト通過チャネルは閉鎖体がその開放位置にあるとき完全に自由であることは認められるであろう。言い換えれば、弁の要素はどれも垂直ダスト通路内の高摩耗性ダスト流中に位置しない。
【0015】
好適実施例において閉鎖体は二つの側方フランジを持つ円筒状閉鎖プレートを含み、そこでは閉鎖プレート及び側方フランジは金属炭化物の一体片で作られている。これらの金属炭化物フランジのそれぞれに固定されるのは鋼製ジャーナルを支持する嵌合鋼製フランジである。この設計が二つの完全に整合したジャーナルを持つ金属炭化物閉鎖体を得ることを可能とすることは認められるであろう。
【0016】
排出弁のハウジングは有利には膨張可能なシールを含み、このシールはそれが膨張されるとき閉鎖位置の閉鎖表面に対して押圧されるがそれが収縮されるときそこから間隔を置かれるように凹状環状表面周りに取り付けられている。排出弁のこの実施例は気密閉鎖を保証する。シール要素はそれがダスト流と接触させられないばかりか旋回する閉鎖表面とも接触させられないので、相当なサービス寿命を持つことは認められるであろう。
【0017】
弁のハウジングは更に金属炭化物から作られたリングにより境界付けられた出口開口を含み、そこではリングは出口開口周りのグラウンドプレート上にダストクッションを保持するための保持肩を構成するように、閉鎖体の下のグラウンドプレート内に取り付けられている。排出弁のこの実施例はその出口開口の水準での弁ハウジングの優れた耐摩滅性により際立つ。
【0018】
図面の簡略説明
本発明は添付図面に関して、例として今や説明されるであろう。図面において:
図1は高炉の乾式ダストコレクターからダストを排出するための装置の第一実施例の概略図であり;
図2は高炉の乾式ダストコレクターからダストを排出するための装置の第二実施例の概略図であり;
図3は図1または図2の装置で使用される排出弁の上面図であり;
図4は図3の線4−4′に沿った断面であり;
図5は図3の排出弁で使用される閉鎖体の単純化された三次元図である。
【0019】
好適実施例の詳細な説明
図1及び2の参照番号10は高炉プラントのダスト捕集器を識別する。このダスト捕集器は乾式ダストコレクターであり、その目的は高炉ガスが、後続の湿式浄化ユニットで湿式浄化される前に、高炉ガスから煙道ダストのできるだけ多くを除去することにある。高炉ダストを湿潤状態より乾燥状態で取り扱うのが実際により容易でありかつより経済的である。
【0020】
図1と2の参照番号12は高炉の上部から来て煙道ダストを極めて多く含む高炉ガスをダスト捕集器10の上部に運ぶ単一降下管を識別する。ダスト捕集器内で、高炉ガスのダスト含量の約60から75%がガス流から脱落し、ダスト捕集器10の円錐底14内に蓄積する。この円錐底14はダスト排出開口16を備えており、この開口はダスト排出弁18を装備している。ダスト捕集器内のガス圧力は高炉内のガス圧力よりわずかに小さいことは注目されるであろう。
【0021】
図1の実施例において、導管20は排出弁18の出口をそれ自体知られた完全に囲まれた機械式コンベヤー22の入口に連結する。このコンベヤーは一組のパドル26を推進するための少なくとも一つの電気モータ24を含み、このパドルが閉鎖ダクト28を通してダストを押す。その出口開口でコンベヤー22は受器29中にダストを落下する。この受器は例えば貨車であることができる。機械式コンベヤー22により吸収された電力はその瞬間の運搬負荷の関数である。この電力は連続的に測定され、制御システム32の制御値30として使用され、この制御システムが排出弁18のための制御信号34を作る。もし機械式コンベヤー22により吸収された電力が予め設定された値を越えるなら、排出弁18は閉鎖制御信号を受ける。もし機械式コンベヤー22により吸収された電力が前記設定値以下に下るなら、排出弁18は開放制御信号を受ける。機械式コンベヤー22がより均等に負荷され、それによりガス漏出及び詰まりがそんなに起こらなくなるという結果となる。円錐底14と低水準探針36及び高水準探針38が組み合わされている。高水準探針38からの高水準信号は排出作業を始動するのに用いられる。低水準探針36からの低水準信号は弁18を閉じ排出作業を停止するのに用いられる。
【0022】
図2の実施例において、排出弁18の出口は空気注入器40を介して空気輸送導管42に連結されている。空気輸送導管はダストを高炉近くに設けられたダスト貯蔵ホッパー44中に輸送するのに用いられる。ダスト捕集器10からの高炉ガスまたは補助ガス、好ましくは例えば窒素のような不活性ガスが空気輸送導管42の輸送ガスとして用いられることができる。空気輸送導管42内の圧力は探針31により連続的に測定され、制御システム32′の制御値30′として使用され、この制御システムが排出弁18のための制御信号34′を作る。もし空気輸送導管42内の圧力がダスト流がより濃くなりつつあることの指示である予め設定した値を越えるなら、排出弁18は閉鎖制御信号を受け、より少量のダストが導管42中に注入される。もし空気輸送導管42内の圧力がダスト流がより薄くなりつつあることの指示である予め設定した値以下に下るなら、排出弁18は開放制御信号を受け、より多くのダストが輸送導管42中に注入される。図1の装置に対する如く、高水準探針38からの高水準信号は排出作業を始動するのに用いられ、低水準探針36からの低水準信号は弁18を閉じ、排出作業を停止するのに用いられる。
【0023】
図2の装置が完全に閉鎖システムであることは認められるであろう。貯蔵ホッパー44からのダストは高炉のより近くに設けられている流動ホッパー46中に排出される。流動ホッパー46は注入器48を介して空気分配システム50に連結され、この空気分配システムはホットブラスト52により高炉ダストをブラスト連結部54を通して高炉に戻し注入するのに用いられる。
【0024】
排出弁18の好適実施例が今や図3から5に関して説明されるであろう。この排出弁18は垂直に横切って通過するダスト通過チャネル62を持つハウジング60を含む。入口側の垂直ダスト通過チャネルは交換可能な耐摩耗性入口管64により形成されており、この入口管はハウジング60内に取り外し可能に固定されている。この入口管64は内部弁室68中にわずかに突出している下縁66を持ち、そこでそれはダストのための入口開口69を構成する。この入口開口69は下縁66の凹状環状前面70により境界付けられており、この下縁は水平中心軸72を持つ第一架空シリンダーの上に位置する。言い換えれば、入口開口69を境界付ける凹状環状前面70は垂直入口管64の下縁66と中心軸として水平軸72を持つ第一架空水平シリンダーとの交差により形成される。閉鎖体74が内部弁室68内に取り付けられており、従ってそれは水平中心軸72の周りに旋回することができる。この閉鎖体74は凸状円筒状閉鎖表面76を持ち、この閉鎖表面は前記第一架空シリンダーと共軸であるがそれよりわずかに小さな直径を持つ第二架空シリンダー上に位置する。閉鎖体74は水平中心軸72周りに閉鎖体74が垂直ダスト通過チャネル62の側方に配置されているところの図5に示された完全に開放した位置から、矢印78の方向に約90°の角度により閉鎖体74が入口開口69の下の中央に配置されているところの閉鎖位置に旋回されることができるという結果となる。この閉鎖位置で閉鎖体74は入口管64の凹状環状前面70と対向した円筒状閉鎖表面76との間に存在する小さなエアギャップを除いて入口管64を閉じる。
【0025】
円筒状閉鎖表面76は凹状環状前面70の外部輪郭線により範囲を定められる円筒状表面より大きく、従って閉鎖体74がその完全に閉鎖位置にあるとき円筒状閉鎖表面76の外部リング表面が凹状環状前面70を取り囲むことは注目されるであろう。この外部リング表面は凹状環状前面70を取り囲むハウジング60内のリングチャネル内に取り付けられている膨張可能シールリング80のための接触表面として用いられる。閉鎖体74がその閉鎖位置で停止しているとき、シールリング80はガス通路82を通して膨張され、それにより円筒状閉鎖表面76の前記外部リング表面に対してしっかりと押圧され入口管64の凹状環状前面70と対向した凸状円筒状閉鎖表面76との間に存在する小さなエアギャップの気密シールを提供する。閉鎖体74が旋回されねばならないとき、シールリング80はまず収縮される。その収縮状態ではシールリング80は完全にそのリングチャネル内に位置し、従って動く円筒状閉鎖表面76と接触することができない。
【0026】
ハウジング60は通過チャネル62の出口開口84を含み、この開口は金属炭化物から作られたリング86により境界付けられる。このリング86は閉鎖体74の下のグラウンドプレート88内に取り付けられ、出口開口84周りのグラウンドプレート88上にダストクッションを保持するための小さな保持肩89を構成する。このダストクッションはダスト流による摩耗に対して出口開口84の縁を保護するのを助ける。プレート(図4には図示せず)により気密態様で通常閉じられている側方検査開口90は弁室68への接近を与える。
【0027】
図3と図5で見ることができるように、閉鎖体74は閉鎖体74の中心面に関して対称である凹状切断刃92を持つ。この切断刃92は閉鎖体74がその閉鎖位置とその開放位置との間で旋回するとき入口開口69を横切ってスイープする。弁が閉じるとき凝集したダストの非常に硬い塊でさえ破断することができる。図3で見ることができるように、そこでは閉鎖体74がその完全に閉鎖した位置に非常に接近した位置で示されており、切断刃92の特別の形状が凝集したダストの硬い塊が閉鎖体74の中心面に向けて押されることを保証する。従って閉鎖体74が破断作業時に多少とも対称的な応力状態に曝されることが保証される。
【0028】
閉鎖体74の更なる特徴が今や図5に関して説明されるであろう。図5に示された好適閉鎖体74は二つの側方フランジ102,104(図5では見えないフランジ104はフランジ102と対称的である)を持つ円筒状閉鎖プレート100を含み、そこでは閉鎖プレート100及び側方フランジ102,104は金属炭化物から一体片で作られている。金属炭化物フランジ102,104のそれぞれに側方ジャーナル106,108を支持する嵌合フランジ102′,104′が固定されており、そこでは嵌合フランジ102′,104′及びジャーナル106,108は鋼から作られている。この設計は二つの完全に整合したジャーナル106,108を持つ金属炭化物閉鎖体を得ることを可能とすることは認められるであろう。ジャーナルはダスト通過チャネル62のいずれかの側に設けられている二つの気密ベアリング(図示せず)内に閉鎖体74を支持するのに用いられ、従って閉鎖体74は前述の水平中心軸72周りに旋回されることができる。従って、非常に抵抗性の閉鎖体74が達成され、それは更に閉鎖操作時の高い剪断力に耐えることができる。
【0029】
図3に戻ると、二つのジャーナル106,108がそれらの気密ベアリングを軸方向に横切ることが注目されねばならない。各ジャーナル106,108はクランク腕110,112によりハウジング60の外側に設けられる。クランク腕は連続位置定め装置を備えている二つの油圧シリンダー114,116により作動され、従って弁18は上述のようにダスト排出の連続制御のために用いられることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】
図1は高炉の乾式ダストコレクターからダストを排出するための装置の第一実施例の概略図である。
【図2】
図2は高炉の乾式ダストコレクターからダストを排出するための装置の第二実施例の概略図である。
【図3】
図3は図1または図2の装置で使用される排出弁の上面図である。
【図4】
図4は図3の線4−4′に沿った断面である。
【図5】
図5は図3の排出弁で使用される閉鎖体の単純化された三次元図である。
Claims (14)
- 高炉の乾式ダストコレクター(10)からダストを排出するための装置であって、それが:
前記乾式ダストコレクター(10)のダスト排出開口(16)の下流に設けられたダスト排出弁(18);及び
前記ダスト排出弁(18)の下流に設けられた完全に囲まれたダスト運搬システム;
を含むものにおいて、
前記ダスト排出弁(18)の開口をダスト運搬システムの残留運搬容量の関数で制御するように設計されている制御システム(32)を特徴とする装置。 - 前記完全に囲まれた運搬システムが機械式コンベヤー(22)を含み、更に前記制御システム(32)が前記ダスト排出弁(18)の開口を前記機械式コンベヤーにより吸収された動力の関数で制御するように設計されていることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記完全に囲まれた機械式コンベヤーがどのようなロック室もなしに前記ダスト排出弁(18)に連結されており、このダスト排出弁がどのようなロック室もなしに前記乾式ダストコレクター(10)の前記ダスト排出開口(16)に連結されていることを特徴とする請求項2に記載の装置。
- 前記完全に囲まれた運搬システムが空気輸送システムを含み、更に前記制御システム(32)が前記ダスト排出弁(18)の開口を前記空気輸送システム内の圧力の関数で制御するように設計されていることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記空気輸送システムが:
高炉近くに設けられたダスト貯蔵ホッパー(44);
排出されたダストを前記乾式ダストコレクター(10)から前記ダスト貯蔵ホッパー(44)に輸送するために、前記ダスト排出弁(18)と前記ダスト貯蔵ホッパー(44)との間に連結された空気輸送導管(42);
前記ダスト貯蔵ホッパー(44)に連結された流動ホッパー(46);及び
流動ダストを高炉中に注入するための注入手段;
を含むことを特徴とする請求項4に記載の装置。 - 前記ダスト排出弁(18)が:
水平中心軸(72)を持つ第一架空シリンダー上に位置する凹状環状表面(70)により境界付けられている入口開口(69)を含むハウジング(60);及び
前記水平中心軸(72)周りに閉鎖位置と開放位置の間で旋回することができるように前記ハウジング(60)内に取り付けられた閉鎖体(74);
を含み、更に前記閉鎖体(74)が前記第一架空シリンダーの直径よりわずかに小さい直径を持つ第二架空シリンダー上に位置する凸状円筒状閉鎖表面(76)を持つことを特徴とする請求項1から5のいずれか一つに記載の装置。 - 前記閉鎖体(74)が、前記閉鎖体(74)が前記閉鎖位置と前記開放位置との間で旋回するとき前記入口開口(69)を横切ってスイープする、切断刃(92)を持つことを特徴とする請求項6に記載の装置。
- 前記切断刃(92)が凹状形状を持つことを特徴とする請求項7に記載の装置。
- 前記凹状切断刃(92)が前記閉鎖体(74)の中心面に関して実質的に対称的であることを特徴とする請求項8に記載の装置。
- 前記凸状円筒状閉鎖表面(76)が耐摩耗性材料から作られていることを特徴とする請求項6から9のいずれか一つに記載の装置。
- 前記閉鎖体(74)が二つの側方フランジ(102,104)を持つ円筒状閉鎖プレート(100)を含み、前記フランジ(102,104)のそれぞれが側方ジャーナル(106,108)を支持していること;及び
前記ハウジング(60)が、前記入口開口(69)の下の垂直ダスト通過チャネル、及び前記二つの側方ジャーナル(106,108)のそれぞれを支持するための前記ダスト通過チャネルのいずれかの側に設けられたベアリング、を含み、かくして前記閉鎖体(74)が前記水平中心軸(72)周りに旋回できること;
を特徴とする請求項6から10のいずれか一つに記載の装置。 - 前記閉鎖体が:
二つの側方フランジ(102,104)を持つ円筒状閉鎖プレート(100)(閉鎖プレート(100)及び側方フランジ(102,104)は金属炭化物の一体片で作られている);及び
前記金属炭化物フランジ(102,104)のそれぞれに固定された、鋼製ジャーナル(106,108)を支持する嵌合鋼製フランジ(102′、104′);
を含むことを特徴とする請求項6から11のいずれか一つに記載の装置。 - 前記ハウジング(60)が膨張可能なシールリング(80)を含み、このシールリングが前記凹状環状表面(70)周りに取り付けられ、かくしてそれが膨張されるとき前記閉鎖位置の前記閉鎖表面(76)に対してそれが押圧されるがそれが収縮されているときそこから間隔を置かれることを特徴とする請求項6から12のいずれか一つに記載の装置。
- 前記ハウジング(60)が金属炭化物から作られたリング(86)内に出口開口(84)を含み、更に前記リング(86)が前記閉鎖体(74)の下のグラウンドプレート(88)内に取り付けられ、それにより前記出口開口(84)周りの前記グラウンドプレート(88)上にダストクッションを保持するための保持肩(89)を構成することを特徴とする請求項6から13のいずれか一つに記載の装置。
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