JP2015528094A - スチール製造サイクルから生ずるスラグからの熱とヒュームを回収する装置 - Google Patents

Abstract

スチール製造サイクルの結果生じるスラグからの熱とヒュームを回収する装置であって、該装置は、冷却中にスラグから放射される熱を、その後スラグを放出するために冷却面に運ばれ放出しなければならない桶にスラグを集める必要なく使用することを可能にし、同時に、該装置は、傾けられ冷却面上にある間にスラグが放出するヒュームと、したがって、熱と汚染物質を搬出し処理することを可能にする。

Description

電熱炉又は一体的なサイクルプロセスを用いてスチールを積極的に製造するスチール製品と鉄とスチールの産業は、炉の中に予め導入されるスラッギング剤を付加するために、液体状スチールを精製する間、大量の流動性の塩基性スラグを産出する。このスラグは、より小さな比重の効果により溶融スチールの浴槽の上に層になり、精錬の終わりに実施されるスラッギング作業によって取り除かれる。スラッギング段階は、スラグを桶の中に注ぐために炉を反対側から採り出す側に傾ける際に存する。

キャスティングのスラグを収集する桶は、トロッコの上又はスラッギング穴のある地面の上に位置される。キャスティングの終わりに、トロッコは炉作業者により手動で操作され、ボックスの近傍まで適宜の軌道上を滑走し、そこでは積載クレーンのクレーン作業者が桶を取り上げそれを空にし、又は桶が傾くトロッコを使用して、桶が炉の下で取り上げられ、運ばれて冷却ボックスの中へ放出される。

スラグは、数日間でなければ、収集され集積場所に運ばれる前に、さまざまの時間の間、スラッギングボックスにとどまる。

キャスティング毎に炉から採られるスラグの産出は、割合でみると、キャスティング工程で処理される液体状のスチールの量の１２％ないし１６％であり、例えば、スチールの２５０ｔの容量を有する炉から、キャスティング毎に３０から４０トンの間で変動する量のスラグが採られる。

スラグは桶に採られて収集され、該桶は、空気で冷却するために、場合によっては水の射出で冷却するために、通常、スチール作業の外側へと屋外の場所に運ばれる。冷却されたスラグは集積場所へとそれからそれに続く処理段階へと送られる。

説明されたプロセスで桶に収容されるスラグは略１１００／１２００℃の温度を有する。したがって、説明された収集及び冷却過程で、熱の形で大量のエネルギーが空気中に散逸する。

冷却の間、スラグは無視できない量の汚染物質を解放し、当該領域の専門家によって遂行された種々の研究により、スラグ温度の速い低下が害のある放出を制限することが判明したことは、また、考慮されなければならない。

何年もの間、スチールプロセスからのスラグから熱を回収する方法や装置が開発されてきており、例えば、文献ＪＰ５５ １３２１５０Ｕ、ＪＰ５３ １４９８３Ｕ、ＪＰ５４ １３９００２Ｕに記載されている。

一般に、これまで知られた装置では、スラグの熱は、炉から取られ桶に収容されるスラグを面上に放り出すことにより回収され、該面が今度は、他の装置、例えば、熱せられ再利用される水又は空気が流れる管に熱を伝導する。

スチールプロセスからのスラグからの熱を回収する今までに知られたシステムは、拡散や適合性を制限するいくつかの欠点があり、それらは例えば次のようである。

−桶を使用して冷却ボックスに高温の溶融スラグを炉から放出すること、この作業は作業者に大きな危険があり、るつぼを搬送し、ひっくり返すために特別に備えられた手段を使用する必要性から相当のコストがかかる。

−桶から冷却ボックスに放出されるスラグ面を得ることの困難さであり、該冷却ボックスはあまり厚くなく、冷却時間において相当の増加を伴い十分に一様であるが、スラグの冷却は一様でない。

−桶への移送の間において、冷却ボックスの中に注いでいるとき、空気との通常の熱交換でスラグの熱のかなりの量の散逸があること。

−冷却時間の間、空気中に汚染物質を結果として散逸させ、スラグから放射されるヒュームを導き出すことが不可能であるか又はその困難さ。

本発明の第１の目的は、炉を離れたスラグによって放射される熱を、その後の使用のために、冷却面に搬送され、スラグを吐き出すためにひっくり返されなければならない桶にスラグを集める必要をなくして、回収することである。

本発明の第２の目的は、傾けている間及び冷却面にある間にスラグが放射するヒュームと、したがって熱と汚染物質とを搬送し、処理することである。

本発明の第３の目的は、直接、システムの冷却面上に、スラッギング温度でスラグの直接放出を可能にする、スチール製造のための炉スラグの熱を回収する装置を提供することであり、このようにして、回収すべき熱は最高の温度であり、スラグは、ほとんど液体状で最高の温度で冷却面上に吐き出され、全面に薄く一様に置かれる傾向になり、非常に短時間での速い冷却と最大の回収を保証するものとなる。

本発明によれば、これら目的は次のように形成された装置によって達成される。

−白熱スラグがその上に落ち、地面に関して上にされているスラグ面であって、壁によって３つのサイドで閉じられ、傾斜しているフロント要素で地面と結合される基部を備え；該基部と前記複数の壁は、好ましくは一方が他方の前に位置し、スチール又は他の類似の材料で作られ、適切な形状のスペーサ要素などによって間隔を開けられている、２つのスチールシートからなる頑丈なスチールシートのサンドイッチで作られ、該２つのスチールシートの間の空間に、一連のダクトがあり；２つのスチールシートの間の空間及び／又はスペーサ要素に由来するダクトは、流体、例えば空気の循環を可能にし、該空気は前記基部上にある白熱スラグの熱によって熱せられるようになっている、前記スラグ面と；
−前記スラグ面の左右壁の上端部の上で、内部スチールシートと外部スチールシートの間で上記複数の壁の側方にあるダクトの出口に位置する２つの隔離された空気コンベアであって；該複数のコンベアのうちの１つは吸い込み用であり、他の１つは搬送用であり、これらは、遠心送風機の推力を使用してダクト内の空気や他の流体の循環を協同して行い、かくして、スラグからの熱の回収を増加するようになっている、前記複数のコンベアと；
−例えば先端が切り取られたピラミッド形状であり、前記スラグ面の上方で左右及び背面壁に隣接して位置し、開けることができるフロントドアと背面の吸い込み窓を備える吸い込みフードであって、該フードの頂部には特定の型式の炉のために適切な形状を有し、ヒュームと熱が拡散するのを防ぐために天井でシールされる開口が設けられ、そこからスチール製造サイクルに由来するスラグが前記スラグ面上に放出され；背面の吸い込み窓の出口は吸い込み管に結合され、雰囲気中に拡散することなく熱いヒュームがその中で次の処理に運ばれ、さらなる熱回収を可能にするようになっている、前記フードと；
−前記フードの複数の壁の中に、好ましくは複数の側方壁上に位置する１つ以上の水熱交換器であって、それによってスラグから放射された熱は照射によって回収され、水温の急激な上昇を生起し熱回収を最適化するようになっている、前記熱交換器と、を備える。

上記で説明された要素からなる本発明に係る装置は、スラグがフード頂部にある開口を通って直接スラグ面の上に注がれるよう、スラッギングの開口でスチール製品の炉の下に位置しており、該スラグは、略１５００℃の温度でスラグ面上に落ち、実質的に液体状で、全面に一様に分配される。

閉じられたフード内のスラグによって放射される熱は、側方の吸い込みダクトと搬送ダクトを通して、スラグ面の複数の側方壁にあるダクトの中を循環する空気を熱し、フードの複数の側方壁にある熱交換器の中を循環する水を熱する。ヒューム吸い込みダクトは雰囲気に拡散するのを防止し、汚染物質や熱を減少させるための明確に有利な処理と冷却を可能にする。

フードの開けられるフロント壁は、特別な手段を使用して冷却したスラグを取り除くことを可能にする。

本発明に係る装置は、添付した図面に参照される例によって、限定しない実施例として、以下に説明される。

本発明に係るスチール製造サイクルから生ずるスラグから熱を回収するための装置の軸測投影図を示す。 本発明に係る装置の平面図を示す。 本発明に係る装置の、いつくかのパーツが断面図である側面図を示す。 本発明に係る装置の正面図を示す。 本発明に係る装置の模式側面図を示す。

上記図面を参照し、スチール製造サイクルから生ずるスラグからの熱を回収する、一例として示され実施例に限定されない装置は、炉から直接、スラグ（６）がその上に置かれるスラグ面（１）を備え、該スラグ面（１）は、地面レベルより高く、左右及び底が壁（２，３，４）によって閉じられており、正面は冷えたスラグを取り除く機械的手段を可能にする傾斜面（５）によって地面と結合し、該スラグ面（１）は、タービン（図示されない）によって強制された空気の通路のための一連のダクトを作り出す箱形状要素又は梁を用いて、互いに一体的に一方が他方の前に位置され、適宜略２０ｃｍの間隔があけられている２つのスチールシート面（７，８）を備え、該スラグ面（１）の同じ構造技術が、内部スチールシート（９）と外部スチールシート（１０）が作られる左右の壁（２，３）に適用され、該内部スチールシート（９）と該外部スチールシート（１０）は、該スラグ面（１）にあるそれらと結合し、該スラグ面（１）と前記複数の壁（２，３）の中で空気の循環を可能にする一連のダクト（１１）を作り出す箱形状要素又は梁によって適宜略２０ｃｍの間隔が維持される。

曝気ダクト（１１）が引き出される左右の壁（２，３）の上部面はコンベア（１２，１３）に結合され、１つは好ましくは示されていないタービンに結合される搬送用であり、１つは引き続き使用するべく暖められた空気が輸送されるための吸引用である。

スラグ面（１）、複数の側方壁（２，３，４）及び複数の箱形状要素や複数の梁のスペーサのスチールシートは、注がれるスラグの重さや冷めた時にスラグを取り除くためにスラグ面を通っていく手段の重さに耐えるよう、厚さや強度を有しなければならない。

複数の側方壁（２，３，４）の内側、曝気ダクト（１１）及びコンベア（１２，１３）の出口の内側で、スラグ面（１）の上に、軽量のスチール製品で作られ外部から隔離された、好ましくは先端を切られたピラミッド形状の閉路吸引フード（１４）がある。

フード（１４）には、天井板で適宜シールされる上部開口（１８）が備えられ、そこを通して、略１５００℃の温度のスラグが、したがって半流動体状態のスラグが、炉から直接、スラグ面（１）の上に放出される。

フード（１４）は、冷えたスラグ（６）の除去に適切な機械手段が入るのを可能にするために開かれ得るフロントドア（１５）を備え、該フード（１４）は、その背面側の上部にダクト（１７）に結合する窓（１６）を備え、該ダクトを通して白熱のスラグ（６）から放射されるヒューム及び熱が、処理や冷却のために運ばれる。

フードの内壁上、好ましくは側方壁上に、１つ以上の水熱交換器（１９，２０）があり、それによってスラグ（６）から放射された熱は、照射によって回収され、水温の急速な上昇を引き起こし、このようにして熱の回収を最適化し、後で用いられ得る。

すでに述べたように、本スチール製造サイクルの結果生じるスラグからの熱を回収する装置は、スラグが直接スラグ面（１）の上に排出されるよう、スチール製品の炉の直下に位置し、略１５００℃の熱いスラグは、スラグの厚い層を生ずることなく、スラグ面（１）上に一様に置かれるが、逆に、スラグの厚い層は、低温のスラグを有する桶の中への放出で生じ、その中では冷却は一様でなく速くもなく、熱の回収は明らかに貧弱であり、役に立たない。

閉じられた隔離されたフード（１４）の中でスラグ（６）によって放出された熱は、熱交換器（１９，２０）の中を循環する水を熱し、ダクト（１１）内を強制的に循環する空気を熱し、ヒューム吸引ダクト（１７）は雰囲気中に熱や汚染物質が散逸するのを防ぐ。

自動的に開けられるフードのフロントドア（１５）は、略１０００℃／１５００℃の温度のスラグを含む桶を動かす現状と異なり、特別な手段を用いることにより、作業者のどんな危険もなく、冷えたスラグ（６）の排出を可能にする。

スチール製造サイクルの結果生じるスラグからの熱を回収する本装置は、該装置を使用しなければならない炉のサイズに適宜作られることができ、平均サイズは、長さ略１２．５ｍ、幅略１０．５ｍである。

Claims (10)

1. プロセススラグからの熱とヒュームを回収する装置であって、該装置は、白熱スラグをそこから受けとる処理／製造システムと関連することができ、該装置は、
   −白熱スラグがその上に落ちる、複数の側方壁で区切られたスラグ面（１）であって、該スラグ面（１）と該複数の側方壁とはスチールシート（９，１０）を含み、該スチールシートは一方が他方の前に位置し、空気が循環する複数のダクト（１１）を該スチールシート（９，１０）の間に作り出すことができる複数のスペーサ要素によって互いに間隔を開けられている、前記スラグ面（１）と、
   −ダクト（１１）の出口で少なくとも１つの側方壁と関連する予め定められた数の空気隔離コンベア（１２，１３）であって、該複数のコンベアのうちの少なくとも１つは前記複数のダクト（１１）に空気を導入し、少なくとも１つのベアは前記複数のダクト（１１）から空気を吸い込み、前記複数のコンベアは、前記スラグ面（１）上に在る白熱スラグ（６）によって放射される熱によって熱せられる空気が前記複数のダクト（１１）の中で循環するのを可能にする、前記複数のコンベア（１２，１３）と、
   −前記スラグ面（１）の上方に位置する吸い込みフード（１４）であって、該フード（１４）は、開けられるフロントドア（１５）、吸い込みダクト（１７）に結合する背面吸い込み窓（１６）、及びそこを通して前記スラグ面（１）上に白熱スラグ（６）が放出される上部開口（１８）を有する、前記フード（１４）と、
   を備えることを特徴とする前記装置。
2. 前記フード（１４）の内壁上に位置し、白熱スラグ（６）によって放射される熱の照射によって回収するための予め定められた数の水熱交換器（１９，２０）を備えることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 前記熱交換器（１９，２０）は、前記フードの側方内壁上に位置することを特徴とする、請求項２に記載の装置。
4. 白熱スラグ（６）によって生じ、前記吸い込み窓（１６）を通って前記吸い込みダクト（１７）から吸い込まれるヒュームを熱処理し、好ましくは冷却するための手段をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
5. 白熱スラグ（６）によって生ずるヒュームに含まれる汚染物質成分を処理し抑制する手段をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
6. 前記複数のスペーサ要素は箱形状要素であることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
7. 前記複数のスペーサ要素は梁であることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
8. 前記複数のスペーサ要素は管状要素であることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
9. 前記フード（１４）の前記複数の壁は隔離されていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
10. 前記フード（１４）は軽量のスチール製品から作られることを特徴とする、請求項１に記載の装置。