JP2007205606A - 発塵抑制装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高炉の出銑口や工場内において発生する塵埃、浮遊ダスト、煙を効率よく回収し、高炉の出銑口や工場の外への漏洩、放散を抑止するようにした安価な発塵抑制装置を得ることを目的とする。
【解決手段】発塵源、発煙源である例えば高炉の炉体１における溶銑が発塵、発煙とともに流れ出る出銑口２ａの周辺に間隔を置いて複数配置されたミストを噴出するミスト噴霧ノズル１１と、これらミスト噴霧ノズル１１に給水を行う給水配管１２とを備えてなるものである。
【選択図】図１

Description

本発明は発塵抑制装置に係り、特に製銑、製鋼プロセス過程において、高炉の炉体から溶銑を出銑する際や工場内において発生した発塵、発煙の炉体外や工場外への漏洩、放散を抑止するようにした発塵抑制装置に関するものである。

製銑、製鋼プロセス等の発塵、発煙の多いプロセスにおいては、通常発生した塵埃、浮遊ダスト、煙は集塵ダクト等により吸引、収集され、フィルタ等を用いて塵埃、ダスト等の回収を行い、工場外への塵埃、煙の漏洩、放散を抑止している。
例えば、製銑プロセスにおける高炉において、高炉の炉体に設けられた出銑口から溶銑を出銑樋に流し込む際には、出銑口付近に多量の発塵、発煙があることから、出銑樋の上面長手方向には複数の樋カバーが設置されている。

出銑樋を覆う複数の樋カバーのうち、出銑口に一番近い側の樋カバーは出銑時のスプラッシュ飛散防止を兼用しており、出銑中の出銑状況が目視により観察できるように出銑口と所定間隙を持って配置されており、その間隙からの発塵は、出銑口の近傍に配置した吸引ダクトを用いて集塵するようになっている。
そして、出銑口を開孔機により開孔する場合やマットガンにより閉塞する場合には、開孔機及びマットガンが出銑口に一番近いスプラッシュ飛散防止兼用の樋カバーと干渉するため、これを待避する必要があり、出銑口の開孔作業や閉塞作業を行うときには、該樋カバーが退避されているため、出銑口前方の空間が大きく開き、このため前記吸引ダクトだけでは集塵しきれず、建屋に天蓋フォードを設けて集塵しているが、天蓋フードには相当離れた位置にあるため、出銑口廻りの集塵を十分に行うことは困難であった。

そこで、従来の高炉の出銑口廻り集塵装置は、開孔機及びマットガンの作動が可能な様に出銑口の前方の面を除く残りの面を作業床と、一対の側面遮蔽壁と、炉体壁と出銑床により遮蔽し、さらに出銑口の前方の面は多数の吹き出しノズルから吹き出される空気に形成される遮断気流により遮断させ、一対の側面遮蔽壁の少なくとも一方に臨ませた吸引ダクトにより、出銑口の開孔機による開孔作業或いはマットガンによる閉塞中にも支障なく出銑口廻りの集塵を効率よく行うようにしている（例えば、特許文献１参照）。

また、 製銑、製鋼プロセスにおいては、プロセスの進行状況により異常燃焼等が発生し、一時的に集塵ダクトの能力以上の大量発塵、発煙が発生する場合があり、この場合には、集塵ダクトにより吸引できない塵埃、煙が工場内に拡散する場合がある。
工場内に拡散した塵埃、煙の回収は困難であり、最終的には工場外の大気中への漏洩、拡散が発生する。工場内への拡散は、作業環境の悪化を招き、作業者への負荷の増加を招くため、工場内に拡散した塵埃、煙を早急に回収する必要がある。

また、工場外への拡散は環境上大きな問題であり、工場外への漏洩、放散を抑止することが必要となる。集塵ダクトの能力を増強することにより、集塵能力の確保は可能であるが、設備が大型化し、高価格化して望ましくない。
また、工場自体を密閉化すれば、外部への漏洩、放散をゼロとすることができるが、既存の設備、工場の構造上、密閉を行うことは困難である。
そこで、従来の除塵排気塔は、発塵源のある工場の屋根に形成される排気口に１個もしくは複数個の液体スプレイ噴霧装置を設置し、液体スプレイ噴霧装置からの噴霧（散水）を行うことにより、発塵の水滴への吸着を行い回収するようにしている（例えば、特許文献２参照）。
特開平５−３３１５１３号公報（第１頁、図１） 特開２００４−１４８２００号公報（第１頁、図１）

従来の高炉の出銑口廻り集塵装置では、出銑口の前方の面は多数の吹き出しノズルから吹き出される空気に形成される遮断気流により遮断させるが、出銑口の前方の面を除く残りの面は作業床と、一対の側面遮蔽壁と、炉体壁と出銑床により遮蔽するようにしているため、一対の側面遮蔽壁を新たに設けなければならず、装置が大型化し、コストが嵩むという問題点があった。
また、従来の除塵排気塔は、発塵源のある工場の屋根に形成される排気口に設けられた液体スプレイ噴霧装置からの噴霧（散水）を行うことにより、発塵の水滴への吸着を行い回収するようにしているため、大量の水が必要であり、散水後の塵埃の回収も困難であるという問題点があった。

本発明は、かかる問題点を解決するためになされたもので、高炉の出銑口や工場内において発生する塵埃、浮遊ダスト、煙を効率よく回収し、高炉の出銑口や工場の外への漏洩、放散を抑止するようにした安価な発塵抑制装置を得ることを目的とする。

本発明に係る発塵抑制装置は、発塵源、発煙源の周辺に間隔を置いて複数配置されたミストを噴出するミスト噴霧ノズルと、これらミスト噴霧ノズルに給水を行う給水配管とを備えてなるものである。
また、前記発塵源、発煙源は、炉体における溶銑が発塵、発煙とともに流れ出る出銑口の近傍である。
さらに、前記発塵源、発煙源は、発塵、発煙がある工場の出入口又は天井の排気孔の近傍である。
また、前記ミスト噴霧ノズルから噴出されるミストは、１０〜５０μｍの超微細水粒子である。

以上説明したように、本発明の発塵抑制装置によれば、発塵源、発煙源の周辺にミストを噴出するミスト噴霧ノズルを間隔を置いて複数配置し、これらミスト噴霧ノズルに給水配管より給水を行うようにしたので、複数のミスト噴霧ノズルから噴出されたミストにより、ミスト層が生成され、発塵源、発煙源の周辺がミスト層で覆われ、発塵源、発煙源から漏洩した塵埃、煙中の微粒子がミスト層を通過する際に、ミストにより温度が低下するとともに、ミストと微粒子が結合・吸着して重量が増加するため、拡散速度が低下して周辺へ拡散せず、粉塵、微粒子の落下が促進され、またミストは水の使用量が少ないため、堆積した塵埃、微粒子の含有する水分を抑えることも可能であり、水分が多くなると粘性が増加するなど回収が困難となるが、水分が少ないために落下堆積した塵埃、微粒子の回収も容易となる。
また、発塵源、発煙源の周辺にミストを噴出するミスト噴霧ノズルを間隔を置いて複数配置し、これらミスト噴霧ノズルに給水配管を接続するだけであるから、構成が簡単で安価に製作することができる。

図１は本発明の実施の形態１に係る発塵抑制装置が設置された高炉の出銑口廻りを示す側面図、図２は同発塵抑制装置からミストが発生し、ミスト層が生成した状態を示す側面図、図３は同発塵抑制装置を示す平面図、図４は同発塵抑制装置からミストが発生し、ミスト層が生成した状態を示す平面図である。
図１〜図４に示すように、高炉の炉体１内には溶銑Ｆと溶銑Ｆの上部にスラグＳがある。その炉体１に設けられた出銑孔２の出銑口２ａから排出された溶銑Ｆの溶銑滓は出銑床３に設けられた出銑樋４に流れてスキンマ（図示せず）で銑滓が分離され、溶銑及び溶滓はそれぞれの次工程で処理される。
出銑時には発塵、発煙が多いことから、出銑樋４には複数の樋カバー５、５、５が取り外し自在に設置されている。出銑口２ａに一番近い側の樋カバー５は出銑口２ａからのスプラッシュ飛散防止を兼用しており、この樋カバー５は出銑口２ａからの出銑状況を目視観察できるようにするため、出銑口２ａに対して間隙を置いて配置されている。
その間隙からの発塵は出銑口２ａに一番近い側の樋カバー５の上方に設けられた集塵ダクト７により吸引されて集塵されることになる。

また、出銑口２ａを開孔機（図示省略）によって開孔する際及びマッドガン（図示省略）により閉塞する際には、開孔機やマッドガンが出銑口２ａに一番近い側の樋カバー５と干渉するため、出銑床３に設置した樋カバー取り外し装置（図示省略）により、その樋カバー５を出銑樋４から取り外して退避させる。このため、樋カバー５と出銑口２ａとの間隙がさらに増大するため、集塵ダクト７だけでは集塵しきれない場合がある。
そこで、出銑口２ａに一番近い側の樋カバー５の上方に設けられた集塵ダクト７の周辺に発塵抑制装置１０を設置している。
この発塵抑制装置１０は集塵ダクト７を適切な間隔を置いて取り囲むようにミストを噴出するミスト噴霧ノズル１１を複数配置し、これらミスト噴霧ノズル１１には給水配管１２が接続されている。そして、給水配管１２に給水を行うことにより、各ミスト噴霧ノズル１１からミスト（超微細水滴）が噴出される。このミストのサイズは、５０μｍ以下で、特に１０μｍ〜３０μｍであると、人が水がかかっている（濡れている）ことを意識しないので好ましい。

次に、本発明の実施の形態１に係る発塵抑制装置１０の動作について説明する。
炉体１に設けられた出銑孔２の出銑口２ａから溶銑Ｆの溶銑滓が排出される出銑時に、集塵ダクト７の能力以上の発塵、発煙が発生したりした場合や、また出銑口２ａを開孔機によって開孔する際及びマッドガンにより閉塞する際に出銑口２ａに一番近い側の樋カバー５が取り外されて樋カバー５と出銑口２ａとの間隙がさらに増大して集塵ダクト７だけでは集塵しきれない場合には、図２や図４に示すように、オペレータの判断により発塵抑制装置１０を作動させる。
即ち、発塵抑制装置１０の給水配管１２に給水を行うと、集塵ダクト７を適切な間隔を置いて取り囲むように配置された複数のミスト噴霧ノズル１１からミストが噴出される。
そうすると、複数のミスト噴霧ノズル１１から噴出されたミストにより、ミスト層Ｍが生成され、集塵ダスト７の下方の塵埃、煙の漏洩部周辺がミスト層Ｍで覆われることとなる。

従って、その塵埃、煙中の微粒子がミスト層Ｍを通過する際に、ミストにより温度が低下するとともに、ミストと微粒子が結合・吸着して重量が増加するため、拡散（飛散、上昇）速度が低下して周辺へ拡散せず、粉塵、微粒子が樋カバー５や出銑樋４へ落下することが促進され、落下堆積した粉塵、微粒子は適宜回収される。
このようにミストを利用することにより、少量の水でミスト層Ｍを保持することが可能であり、効率よく塵埃の回収が可能となる。
また、水の使用量が少ないため、樋カバー５や出銑樋４に堆積した塵埃、微粒子の含有する水分を抑えることも可能であり、水分が多くなると粘性が増加するなど回収が困難となるが、水分が少ないために塵埃、微粒子の回収も容易となる。
なお、集塵ダクト７の付近に粉塵濃度計や画像監視装置等を設置し、粉塵、微粒子の漏洩を検出し、自動的に発塵抑制装置１０を作動させることも可能である。
また、プロセスの操業条件等により大量の排ガス等の発生、漏洩が予測される場合には、予め発塵抑制装置１０を作動させ、ミスト層Ｍを生成させておくことも可能である。

実施の形態２．
図５は本発明の実施の形態２に係る発塵抑制装置が設置された工場の上面から見たレイアウト例を示す平面図、図６の（ａ）は本発明の実施の形態２に係る発塵抑制装置が設置された工場の出入口を示す平面図、（ｂ）は同発塵抑制装置が設置された工場の出入口をを工場内部から見た正面図、図７の（ａ）は同発塵抑制装置からミストが発生し、ミスト層が生成した状態を示す図６の（ａ）に対応した平面図、（ｂ）は同発塵抑制装置からミストが発生し、ミスト層が生成した状態を示す図６の（ｂ）に対応した正面図である。
図５〜図７に示すように、例えば、溶解炉や電気炉、転炉等を有し、金属の溶融作業や工程を行って発塵、発煙を発生する工場１５の扉１９を有する出入口１６の内側上部の壁面に、発塵抑制装置２０を設置するようにしている。
この発塵抑制装置２０は、出入口１６の内側上部に適切な間隔で一列にミストを噴出するミスト噴霧ノズル２１を複数配置し、これらミスト噴霧ノズル２１には給水配管２２が接続されている。そして、給水配管２２に給水を行うことにより、各ミスト噴霧ノズル２１からミスト（超微細水滴）が噴出される。このミストのサイズも、５０μｍ以下で、特に１０μｍ〜３０μｍであると、人が水がかかっている（濡れている）ことを意識しないので好ましい。

次に、本発明の実施の形態２に係る発塵抑制装置２０の動作について説明する。
工場１５内で粉塵、微粒子が発生した場合に発塵抑制装置２０を作動させる。
即ち、発塵抑制装置２０の給水配管２２に給水を行うと、出入口１６の内側上部に適切な間隔で一列に配置された複数のミスト噴霧ノズル２１からミストが出入口１６に向けて噴出される。
そうすると、複数のミスト噴霧ノズル１１から噴出されたミストにより、出入口１６を閉塞するようにカーテン状のミスト層Ｍが生成される。
工場１５内に発生した粉塵、微粒子が出入口１６から外部に流出しようとした場合、生成したミスト層Ｍを通過する際に、ミストにより温度が低下するとともに、ミストと微粒子が結合・吸着して重量が増加するため、拡散（飛散、上昇）速度が低下し、周辺へ拡散せず、工場１５の床面に落下、堆積するので、工場１５の外部への拡散を抑制することが可能となり、外部環境への影響を最小限に抑止することも可能となる。

このように、ミストを利用することにより、水の使用量が少ないため、工場１５の床面に堆積した塵埃、微粒子の含有する水分を抑えることも可能であり、水分が多くなると粘性が増加するなど回収が困難となるが、水分が少ないために塵埃、微粒子の回収も容易となる。
また、工場１５内の設備への不要な水分付着を最小とし、設備劣化等の悪影響を与えることなく、発塵の拡散を抑制することが可能となる。
なお、この実施の形態２では、工場１５の出入口１６の内側上部に、発塵抑制装置２０を設置するようにしているが、図５に示すように出入口１６が複数ある場合には、各出入口１６に発塵抑制装置２０を設置する。このときには各出入口１６の発塵抑制装置２０を作動させる必要があるが、工場１５内の空気の流れにより決まる発塵、発煙の工場１５から外部への流出経路に当たる出入口１６の発塵抑制装置２０を作動させるのみでもよい。

実施の形態３．
図８の（ａ）は本発明の実施の形態３に係る発塵抑制装置が設置された工場の排気孔を示す平面図、（ｂ）は同発塵抑制装置が設置された工場の排気孔を示す側面図、図９の（ａ）は同発塵抑制装置からミストが発生し、ミスト層が生成した状態を示す図８の（ａ）に対応した平面図、（ｂ）は同発塵抑制装置からミストが発生し、ミスト層が生成した状態を示す図６の（ｂ）に対応した側面図である。
図８〜図９に示すように、前記実施の形態２に示す工場１５の天井１７に設けられた排気孔１８の下部周辺に、発塵抑制装置２０を設置するようにしている。
この発塵抑制装置３０は、天井１７の排気孔１８の下部周辺を適切な間隔を置いて取り囲むようにミストを噴出するミスト噴霧ノズル３１を複数配置し、これらミスト噴霧ノズル３１には給水配管３２が接続されている。そして、給水配管３２に給水を行うことにより、各ミスト噴霧ノズル３１からミストが噴出される。このミストのサイズも、５０μｍ以下で、特に１０μｍ〜３０μｍであると、人が水がかかっている（濡れている）ことを意識しないので好ましい。

次に、本発明の実施の形態３に係る発塵抑制装置３０の動作について説明する。
工場１５内で粉塵、微粒子が発生し、その粉塵、微粒子が天井１７の排気孔１８に引き込まれている場合に発塵抑制装置３０を作動させる。
即ち、発塵抑制装置３０の給水配管３２に給水を行うと、排気孔１８の下部周辺を適切な間隔を置いて取り囲むように配置された複数のミスト噴霧ノズル３１からミストが排気孔１８の下部に向けて噴出される。
そうすると、複数のミスト噴霧ノズル１１から噴出されたミストにより、排気孔１８の下部周辺を取り囲むように筒状のミスト層Ｍが生成される。
工場１５内に発生した粉塵、微粒子が排気孔１８から外部に流出しようとした場合、生成したミスト層Ｍを通過する際に、ミストにより温度が低下するとともに、ミストと微粒子が結合・吸着して重量が増加するため、拡散（飛散、上昇）速度が低下し、周辺へ拡散せず、工場１５の排気孔１８の直下の床面に落下、堆積するので、工場１５の外部への拡散を抑制することが可能となり、外部環境への影響を最小限に抑止することも可能となる。

なお、この実施の形態３では、排気孔１８の下部周辺に発塵抑制装置２０を設置するようにしているが、排気孔１８内に発塵抑制装置２０を設置するようにしてもよいことは勿論である。
また、この実施の形態３も、図５に示すように、排気孔１８が複数ある場合には、各排気孔１８に発塵抑制装置３０を設置する。このときには各排気孔１８の発塵抑制装置３０を作動させる必要があるが、工場１５内の空気の流れにより決まる発塵、発煙の工場１５から外部への流出経路に当たる排気孔１８の発塵抑制装置３０を作動させるのみでもよい。

本発明の実施の形態１に係る発塵抑制装置が設置された高炉の出銑口廻りを示す側面図。 同発塵抑制装置からミストが発生し、ミスト層が生成した状態を示す側面図。 同発塵抑制装置を示す平面図。 同発塵抑制装置からミストが発生し、ミスト層が生成した状態を示す平面図である。 本発明の実施の形態２に係る発塵抑制装置が設置された工場の上面から見たレイアウト例を示す平面図。 （ａ）は本発明の実施の形態２に係る発塵抑制装置が設置された工場の出入口を示す平面図、（ｂ）は同発塵抑制装置が設置された工場の出入口をを工場内部から見た正面図。 （ａ）は同発塵抑制装置からミストが発生し、ミスト層が生成した状態を示す図６の（ａ）に対応した平面図、（ｂ）は同発塵抑制装置からミストが発生し、ミスト層が生成した状態を示す図６の（ｂ）に対応した正面図。 （ａ）は本発明の実施の形態３に係る発塵抑制装置が設置された工場の排気孔を示す平面図、（ｂ）は同発塵抑制装置が設置された工場の排気孔を示す側面図。 （ａ）は同発塵抑制装置からミストが発生し、ミスト層が生成した状態を示す図８の（ａ）に対応した平面図、（ｂ）は同発塵抑制装置からミストが発生し、ミスト層が生成した状態を示す図６の（ｂ）に対応した側面図。

符号の説明

１ 炉体、２ 出銑孔、２ａ 出銑口、３ 出銑床、４ 出銑樋、５ 樋カバー、７ 集塵ダクト、１０ 発塵抑制装置、１１ ミスト噴霧ノズル、１２ 給水配管、Ｆ 溶銑。

Claims (4)

1. 発塵源、発煙源の周辺に間隔を置いて複数配置されたミストを噴出するミスト噴霧ノズルと、これらミスト噴霧ノズルに給水を行う給水配管とを備えてなることを特徴とする発塵抑制装置。
2. 前記発塵源、発煙源は、炉体における溶銑が発塵、発煙とともに流れ出る出銑口の近傍であることを特徴とする請求項１記載の発塵抑制装置。
3. 前記発塵源、発煙源は、発塵、発煙がある工場の出入口又は天井の排気孔の近傍であることを特徴とする請求項１記載の発塵抑制装置。
4. 前記ミスト噴霧ノズルから噴出されるミストは、１０〜５０μｍの超微細水粒子であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の発塵抑制装置。
   

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