JP2006300416A - 集塵装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】煤塵発生源から飛散する煤塵を効率よく捕集することができる集塵装置を提供する。
【解決手段】製鋼工場における取鍋精錬炉から生ずる煤塵ガスが作業環境に拡散するのを防止するための集塵装置1であって、取鍋精錬炉5の上方の空間の周囲四方および上方を作業環境から区画し黒鉛電極56を搬入するための開口部7を上部に有する囲繞装置2と、囲繞装置の上部に開口部を開閉可能に設けられた電極搬入扉3と、囲繞装置に接続されていて空間と作業環境外に延びる排気ダクト34とを接続する排気手段3と、を有する。
【選択図】 図1

Description

本発明は、取鍋精錬炉などの煤塵発生源から飛散する煤塵ガスが作業環境に拡散するのを防止するための集塵装置に関する。
従来より、事業所において、製造作業時に発生する人体に有害な煤塵および毒性ガスなどから作業環境を守るために、これらの発生源を簡便な囲いで覆い、排風機などで吸引して湿式または乾式の除塵装置、ガス除去装置などで除害処理することがなされている。
例えば、特許文献1には、製鋼工場内の大きな発塵源の一つである取鍋精錬炉において、精錬炉の炉蓋の黒鉛電極が貫通する穴を集塵フードで覆い、この集塵フードにより穴から飛散する煤塵を吸引して排出する発明が開示されている。
また、特許文献2には、取鍋精錬炉の上方の離れた位置に集塵フードを設け、この集塵フードにより煤塵を強制的に吸引して排出する発明が開示されている。
特開昭61−306415号 特開2002−47510号
しかし、特許文献1に開示された集塵フードでは、煤塵の除去を効率よく行うために炉蓋の穴の近傍を吸引すると取鍋精錬炉内の圧力が負圧になり、外部の空気が炉内に流入して本来の還元精錬に支障をきたすおそれがある。
特許文献2に開示された集塵フードでは、集塵フードは取鍋精錬炉から遠く離れた位置に設けられるので、製鋼工場内を強い横風が流れるような場合には、集塵フードは炉蓋の穴から漏れ出た煤塵を効率よく吸引することができず、煤塵の一部が工場内に拡散するおそれがある。また、集塵フードを取鍋精錬炉に近づけて設けると、煤塵を効果的に捕集することができるが、黒鉛電極を取鍋精錬炉に新規に接続する作業において、集塵装置の一部を取り外して、天井クレーン等に吊り下げられた黒鉛電極を集塵装置内に搬入しなければならず、黒鉛電極の接続作業が容易ではないという問題がある。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、集塵フードを取鍋精錬炉に近づけて設置しても黒鉛電極の接続作業が容易な集塵装置を提供することを目的とする。
前記目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
すなわち、本発明に係る集塵装置は、製鋼工場における取鍋精錬炉から生ずる煤塵ガスが作業環境に拡散するのを防止するための集塵装置であって、前記取鍋精錬炉の上方の空間の周囲四方および上方を前記作業環境から区画し黒鉛電極を搬入するための開口部を上部に有する囲繞装置と、前記囲繞装置の上部に前記開口部を開閉可能に設けられた電極搬入扉と、前記囲繞装置に接続されていて前記空間と作業環境外に延びる排気ダクトとを接続する排気手段と、を有する。
本発明によれば、黒鉛電極を取鍋精錬炉に新規に接続する作業において、集塵装置の上部を開閉することができるので、集塵装置の上部を取り外すことなく天井クレーン等による上方からの黒鉛電極の搬入を行うことができる。
好ましくは、前記排気手段は、吸引側が前記電極搬入扉に接続していて前記電極搬入扉とともに前記囲繞装置に対して移動自在である。
この構成によれば、開口部、電極搬入扉および排気手段の吸入側を黒鉛電極の直上に配置しておいて、煤塵ガスを効率よく排気させることができるようになる。
さらに好ましくは、一端が前記排気ダクトの端部の外側を前記排気ダクトの軸心方向に往復移動することにより他端が前記排気手段の排気側の端部に断接自在に接続される管状のジョイント部を有する。
これらの構成によれば、黒鉛電極を取鍋精錬炉に新規に接続する作業において、排気手段を排気ダクトから切り離した状態で排気手段を移動させて、集塵装置の開口上部を開放することができるので、排気ダクトを不動のままにしておくことができ、また、黒鉛電極の搬入を容易に行うことができる。
前記囲繞装置は、好ましくは、前記開口部から前記周囲四方の一方に連続して開口し前記黒鉛電極を水平方向に通過可能とするための側部導入口と、前記側部導入口を開閉する側部導入扉と、を有する。
囲繞装置の側面から上部の開口部に連通する開閉自在な側部導入口が設けられることにより、例えば、天井クレーンによる黒鉛電極の吊り上げ高さが十分でなく集塵装置と干渉し合う場合にも、黒鉛電極を集塵装置の側方から内側に搬入することができる。
また、前記取鍋精錬炉の炉蓋の上に設置され前記黒鉛電極が貫通する前記炉蓋の孔から洩れる煤塵を捕集するためのローカルフードを設け、前記ローカルフードを前記排気ダクトに連通するようにしてもよい。
これによって、煤塵ガスを囲繞装置で捕集するのに先行して、集中的かつ効果的に捕集することができ、しかも排気ダクトを兼用できる。
本発明によると、集塵フードを取鍋精錬炉に近づけて設置しても黒鉛電極の接続作業を容易に行うことができる。
図1は本発明に係る集塵装置の平面図、図2は集塵装置の正面図、図3は集塵装置の側面図、図4はフード部の正面図、図5は駆動装置の正面図、図6は図5におけるA−A矢視断面図、図7はジョイント部の概要を示す図、図8は図7におけるB−B矢視断面図、図9はジョイント支持部の部分断面図である。
なお、本発明における「電極搬入扉」および「排気手段」を「フード部」として、以下に説明する。
図1ないし図3において、集塵装置1は、黒鉛電極のアーク加熱により昇温して精錬を行う取鍋精錬炉「LF」(以下「精錬炉」ということがある)から生ずる煤塵ガスを除去するためのものである。集塵装置1は、囲繞装置2、フード部3、およびジョイント部4からなる。
囲繞装置2は、精錬炉5の上方に設けられ、精錬炉5から飛散する煤塵ガスが作業環境に拡散するのを防止するためのものである。囲繞装置2は、薄鋼板が、四方を囲んで平面視で長方形になるように(図1)、かつ囲まれた空間の上部に蓋をするように架構の支柱および梁などに取り付けられて形成される。囲繞装置2の上面6には、精錬炉5の略直上に天井面積の略5分の2の大きさの矩形状の開口部7が設けられている。開口部7は、上方から囲繞装置2内部にクレーンワイヤで吊り下げられた黒鉛電極56を搬入することができる大きさである。
囲繞装置2には、その1つの側面8から上面6に連続して開口して開口部7に至る側部導入口9が設けられている。側部導入口9は、に黒鉛電極56全体を高く持ち上げなくても開口部7から搬入できるようにしたものであり、黒鉛電極56の下部を通過可能になっている。
また、囲繞装置2の上面6には、対向する2つの長辺に沿って、それぞれ長手方向にフード用レール10が設けられている。囲繞装置2の下部は、その下方に搬入された精錬炉5の炉蓋64よりも高い位置に設置される。
側部導入口9は、側部導入扉11により開閉自在となっている。側部導入扉11は、側部導入口9の形状に合わせて断面が「逆L」の字状となっている。側部導入扉11には、側面8に設けられた扉支持レール12上を移動するための車輪13が設けられている。
フード部3は、開口部7を開閉するために囲繞装置2の上部に設けられ、キャノピー14、台車15、2つの駆動装置16a,16b、付属ダクト17などからなる。
キャノピー14は、図1〜3に示されるように、全体として略四角錐の形状を有し、その略四角錐形状の底辺側で台車15に一体化されている。また、キャノピー14は、その頂点側で付属ダクト17と一体化されている。キャノピー14の底辺側端縁は、囲繞装置2の開口部7全体を塞ぐことができる形状となっている。
台車15は、型鋼18,18a,18bを略矩形状に配して、キャノピー14の底辺側を閉塞しないように組み合わせて形成され、型鋼18,18a,18bのそれぞれに駆動輪19および従動輪20を備えている。台車15は、駆動輪19および従動輪20がフード用レール10の上を転動してフード部3を囲繞装置2の長手方向に移動可能であり、精錬炉5の稼働時には精錬炉5のほぼ真上に位置する。
駆動装置16a,16bは、図5,6を参照して、モータ21、変速機22、駆動スプロケット23a,23b、駆動輪19、従動スプロケット24a,24b、チェーン25a,25bなどからなる。
モータ21には変速機22が直結されている。変速機22の出力側には同一形状の2つの駆動スプロケット23a,23bが取り付けられている。変速機22はベース26にボルト27によって取り付けられ、ベース26は台車15に固定されている。
駆動輪19は、変速機22から近い位置に設けられ、その回転軸28が台車15の型鋼18a,18bのそれぞれに固定された軸受け29a,29bにより支持されて回転自在となっている。回転軸28は、その外方に突出した端部に同一形状の2つの従動スプロケット24a,24bが取り付けられている。2つの従動スプロケット24a,24bは、それぞれが2つの駆動スプロケット23a,23bの一方と同一平面上になるように取り付けられる。各従動スプロケット24a,24bは、チェーン25a,25bによって駆動スプロケット23a,23bと結ばれる。変速機22の回転は、駆動スプロケット23a,23b、チェーン25a,25b、および従動スプロケット24a,24bを経由して駆動輪19に伝えられる。このようにして、台車15はフード用レール10上で自走可能に構成されている。
駆動スプロケット23a,23b、従動スプロケット24a,24b、およびチェーン25a,25bは、作業場の粉塵から保護するためのチェーンカバー30により覆われる。
駆動装置16a,16bは、台車15上の、各フード用レール10のほぼ真上にそれぞれ1基ずつ、台車15の同一の移動方向端(図1における右端)に設けられている。
付属ダクト17は、図4に示されるように、キャノピー14の上部に連結された屈曲部31および屈曲部31に連続する短管部32からなる。付属ダクト17は、その端部33がキャノピー14との位置関係において常に一定になるように構成される。付属ダクト17では、短管部32は、キャノピー14に設けられた図示しないサポートにより支持されてキャノピー14との位置関係が固定されている。また、付属ダクト17は、フード部3が開口部7の上方に位置してこれを閉じているとき、プロセスダクト34に連通する。そのため、端部33が、短管部32の軸心とプロセスダクト34の軸心とが一致するようにかつプロセスダクト34の端部35と間隙GPを有して対向するように形成される。短管部32の外径はプロセスダクト34の外径に略等しくなっている。なお、プロセスダクト34は、除塵装置62および排風機63に連通している。
図7〜9において、ジョイント部4は、ジョイント36、ジョイント駆動部37、ジョイント支持部38a,38bなどからなる。ジョイント部4は、状況に応じて、付属ダクト17とプロセスダクト34とが連通する状態または付属ダクト17とプロセスダクト34とが切り離された状態のいずれをも実現させるためのものである。
ジョイント36は、円管39、円管39の両端に設けられたフランジ40a,40b、リング状のパッキン41a,41b、およびリング状の止め金42a,42bを有する。円管39および止め金42a,42bは、プロセスダクト34を挿入可能であってかつプロセスダクト34の外周面に接しない程度の大きさの内径を有する。パッキン41a,41bは、プロセスダクト34の外周を摺動自在なように、プロセスダクト34の外径に略等しい内径を有する。パッキン41a,41bは、フランジ40a,40bおよび止め金42a,42bの間に配され、止め金42a,42bを周方向において複数のネジ43でフランジ40a,40bにネジ止めすることによりジョイント36と一体化される。
パッキン41a,41bは、ジョイント部4において外部からプロセスダクト34内への吸気の程度を低減させるために設けられる。
ジョイント駆動部37は、ブラケット44、車軸支持部45、およびエアシリンダ46などからなる。
ブラケット44は、ジョイント36と車軸支持部45とが同一の動きをするように、ジョイント36の下部および車軸支持部45の中央においてこれらを固定的に一体化する(図7,8)。車軸支持部45には、ジョイント36の軸心に直交する方向(図8における左右方向)の両端にジョイント支持部38a,38bが取り付けられている。エアシリンダ46は、プロセスダクト34の端部35の直下に1台設けられる。エアシリンダ46は、複動シリンダであって、ロッド側がブラケット44に揺動可能に連結され、シリンダカバー側が架構に固定された架台47に揺動可能に連結されている。
ジョイント支持部38a,38bは、図9を参照して、車軸48、車輪49,49、車輪49,49を上下から挟むように配された支持材50a,50b、および丸レール51a,51bなどからなる。車軸48は、その軸心がジョイント36の軸心に直交する方向になるように車軸支持部45の端部52a,52bに固定されている。車軸48には、ベアリング53を介して車輪49が回転自在に取り付けられている。車輪49には、周方向に断面が三角形状の凹溝54が設けられている。支持材50a,50bは、車軸支持部45と干渉しないようにして車輪49,49の上下に配置され架構に設けられた架台47(図7)に固定されている。丸レール51a,51bは、その軸心をジョイント36の軸心と平行にして車輪49,49を上下から挟むようにそれぞれの支持材50a,50bに一体化されている。ジョイント支持部38a,38bは、凹溝54に嵌り込んだ丸レール51a,51bに案内されて、エアシリンダ46の動作に従って図7における左右方向に移動自在になっている。
なお、図1〜3において、囲繞装置2の下方には搬送車用レールが設けられており、精錬炉5を積載する搬送車55が進入可能になっている。また、集塵装置1の下方で行われる精錬作業において、精錬炉5の炉口の周囲には、炉蓋64に設けられて黒鉛電極56が貫通する孔から洩れる煤塵ガスを捕集するためのローカルフード57が取り付けられる。ローカルフード57に吸入された煤塵ガスは、専用ダクト58からプロセスダクト34に送られる。
次に、本発明に係る集塵装置1ついて、精錬炉5に黒鉛電極56を新規に接続するときに、黒鉛電極56を搬入する天井クレーンのクレーンワイヤが集塵装置と干渉し合うのを避けるため、開口部7がフード部3により開閉される動作を説明する。
初めに、側部導入扉11が開かれる。側部導入扉11は、図示しないモータ駆動の開閉装置により自動的に開かれる。チェーンなどを介して手動で開閉装置を駆動するようにしてもよい。
続いて、または同じにエアシリンダ46が収縮動作する。ジョイント36は、エアシリンダ46のロッドに連結されたブラケット44の移動とともにプロセスダクト34に近づく方向(図7の左方向)に移動する。ブラケット44は、付属ダクト17の端部33を露出させるのに十分な距離MDを移動する。付属ダクト17の端部33とプロセスダクト34の端部35との間隙GPは、付属ダクト17が端部35に妨げられることなくその軸心方向に直角の方向に円滑に移動可能なように設定されている。
この動作において、車軸支持部45の両端にそれぞれ2つずつ設けられた合計4つの車輪49,49が丸レール51a,51bに案内されて移動する。このとき、例えば、図7における2つの車輪49,49それぞれは、丸レール51a,51bによりその移動方向が規制される。つまり、ジョイント支持部38aは、移動時に2つの車輪49,49によりその位置が厳密に規制されるので、横ぶれすることなく真っ直ぐに丸レール51a,51bに案内されて移動する。これと同じく、ジョイント支持部38bも、横ぶれすることなく真っ直ぐに丸レールに案内されて移動する。そのため、ジョイント36は、常に正確に同一の経路を往復移動することができる。その結果、付属ダクト17とプロセスダクト34とを切り離すときに、パッキン41aと短管部32の外周面、およびパッキン41bとプロセスダクト34の外周面との摺動による抵抗を低減させることができる。同様の理由により、付属ダクト17とプロセスダクト34とを接続するときにも、正確にジョイント36に付属ダクト17の端部33を嵌入させることができる。このように動作するジョイント部4は、パッキン41aの内径を小さくしても接続時のパッキン41aの損傷を回避することができ、外部からのプロセスダクト34内への吸気を一層低減させることができる。
ジョイント36がプロセスダクト34側の移動端に達したことが、図示しないリミットスイッチにより確認されると、駆動装置16a,16bのモータ21が起動する。モータ21の回転は、駆動スプロケット23a,23b、チェーン25a,25b、および従動スプロケット24a,24bを介して駆動輪19に伝えられ、フード部3は、図1,2における右方向に移動を開始する。フード部3の移動は、開口部7が開放される位置にフード部3が達したことを梁61に設置されたリミットスイッチ60(図4)が検知してモータ21が停止することにより終了する。なお、フード用レール10の両端には、フード部3のオーバーランを防止するためのストッパー59a,59bが設けられている(図4)。
フード部3が移動し開口部7が開放されると、溶銑などが収容された精錬炉5を積載する搬送車55が、搬送車用レール上を図示しない気動車に牽引されて、精錬処理のために集塵装置1の下方に搬入される。
精錬炉5に新規に接続される黒鉛電極56は、図1における左側から工場内の天井クレーンなどにより吊り下げられて、側部導入口9およびこれに続く開口部7を経由して精錬炉5の上まで運搬される。
黒鉛電極56の精錬炉5への接続が終了すると、駆動装置16a,16bのモータ21を起動させてフード部3を開口部7側に移動させる。フード部3の移動は、フード部3が開口部7を完全に覆う位置に達したことを、梁61に設置された図示しないリミットスイッチが検知し、モータ21が停止して終了する。
フード部3の移動が終了したとき、付属ダクト17の短管部32の軸心は、ジョイント36の軸心のほぼ延長線上に位置する。フード部3が開口部7を覆ったことを検知したリミットスイッチの信号およびモータ21の停止の信号により、エアシリンダ46は伸張動作を開始する。エアシリンダ46の伸張動作により、ブラケット44は付属ダクト17側に押し出され、ブラケット44と一体化したジョイント36は、付属ダクト17の端部33を嵌め込んで付属ダクト17とプロセスダクト34とを連通させる。付属ダクト17およびプロセスダクト34とジョイント36とが嵌め合わされた部分は、ジョイント36の両端に設けられたパッキン41a,41bによりシールされて、プロセスダクト34内への外気の吸入量の低減が図られる。ジョイント36が付属ダクト17とプロセスダクト34とを接続する所定の位置に停止したかどうかは、図示しないリミットスイッチにより検出され、検出結果が図示しない操作盤の表示灯に表示される。
最後に、側部導入口9が側部導入扉11より閉じられて、集塵装置1についての精錬作業の準備が完了する。
集塵装置1は、上に説明したように、フード部3および側部導入扉11が移動して側部導入口9および開口部7が開放されるので、黒鉛電極56を囲繞装置2の内側に搬入する場合の囲繞装置2およびフード部3と黒鉛電極56との干渉を避けることができる。そのため、集塵装置1は、このような干渉を懸念することなく精錬炉5に近づけて低位置に設置することができるので、精錬炉5から飛散する煤塵ガスを効率よく捕集することができる。
集塵装置1の上方から製鋼工場の天井まで十分な高さがある場合には、側部導入口9を設けず、開口部7を開放して上方より黒鉛電極56の搬入を行ってもよい。
集塵装置1は、図2,3において、精錬炉から排出される煤塵ガスは高温のガスとともに上方に立ちのぼるので、精錬炉5の下方の周囲四方すべてを必ずしも囲む必要はない。排風機63は、ダクト部を経由しての吸引により囲繞装置2の内側を常に陰圧に保つように設計されている。集塵装置1において、作業環境の空気は、囲われていない精錬炉5の下方から囲繞装置2の内側に流れ込む。精錬炉5から排出される煤塵ガスは、囲繞装置2の内側に流れ込む空気に同伴して、効率よくダクト部に吸引され作業環境外に設置された除塵装置62に排出される。
本発明に係る集塵装置1は、例えば、黒鉛電極56の精錬炉5への接続作業の負担を増大させることなく精錬炉5に近づけて設置することができ、囲繞装置2内部の空気の空塔速度を早めることができるので、煤塵ガスが作業環境から囲繞装置2内に流入する空気に同伴されやすくなり、高い集塵効果を得ることができる。
上述の実施形態において、囲繞装置2の開口部7のフード部3による開閉を、ジブクレーン、天井クレーン等により行ってもよい。開口部7の開放は、フード部を上方に持ち上げた後、ジブクレーンによる場合には旋回移動させ、天井クレーンによる場合には水平移動させて行われる。
フード部3の囲繞装置2内に開口する部分を、四角錐状のキャノピー14に換えて、単に屈曲部31をそのまま延長した直管の端縁としてもよい。また、排気手段の吸入側を電極搬入扉とは別位置で囲繞装置の上面に接続してもよい。
集塵装置1の外観、形状、材質などは、上記実施形態に限られない。
その他、囲繞装置2、フード部3、およびジョイント部4の個別の構成または全体の構造、形状、寸法、個数、材質などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。
本発明は、稼働時に煤塵ガスが発生し、且つ頻繁に黒鉛電極の取り替えが必要な製鋼工場における取鍋精錬炉の集塵装置に利用可能である。
本発明に係る集塵装置の平面図である。 集塵装置の正面図である。 集塵装置の側面図である。 フード部の正面図である。 駆動装置の正面図である。 図5におけるA−A矢視断面図である。 ジョイント部の概要を示す図である。 図7におけるB−B矢視断面図である。 ジョイント支持部の部分断面図である。
符号の説明
1 集塵装置
2 囲繞装置
3 フード部(排気手段)
4 ジョイント部
5 精錬炉(取鍋精錬炉)
7 開口部
9 側部導入口
11 側部導入扉
33 フード部の端部(排気手段の排気側の端部)
34 プロセスダクト(排気ダクト)
56 黒鉛電極
57 ローカルフード

Claims (5)

  1. 製鋼工場における取鍋精錬炉から生ずる煤塵ガスが作業環境に拡散するのを防止するための集塵装置であって、
    前記取鍋精錬炉の上方の空間の周囲四方および上方を前記作業環境から区画し黒鉛電極を搬入するための開口部を上部に有する囲繞装置と、
    前記囲繞装置の上部に前記開口部を開閉可能に設けられた電極搬入扉と、
    前記囲繞装置に接続されていて前記空間と作業環境外に延びる排気ダクトとを接続する排気手段と、を有する
    ことを特徴とする集塵装置。
  2. 前記排気手段は、吸引側が前記電極搬入扉に接続していて前記電極搬入扉とともに前記囲繞装置に対して移動自在である
    ことを特徴とする請求項1に記載の集塵装置。
  3. 一端が前記排気ダクトの端部の外側を前記排気ダクトの軸心方向に往復移動することにより他端が前記排気手段の排気側の端部に断接自在に接続される管状のジョイント部を有する
    ことを特徴とする請求項2に記載の集塵装置。
  4. 前記囲繞装置は、
    前記開口部から前記周囲四方の一方に連続して開口し前記黒鉛電極を水平方向に通過可能とするための側部導入口と、
    前記側部導入口を開閉する側部導入扉と、を有する
    ことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の集塵装置。
  5. 前記取鍋精錬炉の炉蓋の上に設置され前記黒鉛電極が貫通する前記炉蓋の孔から洩れる煤塵ガスを捕集するためのローカルフードを有し、
    前記ローカルフードは前記排気ダクトに連通している
    ことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の集塵装置。

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JP2009198076A (ja) * 2008-02-21 2009-09-03 Pan Pacific Copper Co Ltd レードル用排気装置及びレードルの排気方法
CN110578034A (zh) * 2018-06-08 2019-12-17 哈尔滨科德威冶金股份有限公司 一种移动式处理站的集尘装置及集尘方法

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