JP2804228B2 - 溶湯容器から出る熱ガスを処理するための噴霧冷却フードシステム - Google Patents
溶湯容器から出る熱ガスを処理するための噴霧冷却フードシステムInfo
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- liquid
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- F27D17/00—Arrangements for using waste heat; Arrangements for using, or disposing of, waste gases
- F27D17/001—Extraction of waste gases, collection of fumes and hoods used therefor
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
- C21C5/38—Removal of waste gases or dust
- C21C5/40—Offtakes or separating apparatus for converter waste gases or dust
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D9/00—Cooling of furnaces or of charges therein
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、溶湯の空気処理、例え
ば、製鋼過程における溶湯の酸素処理を利用した金属容
器用フードシステムの噴霧冷却小組立体に関するもので
ある。
ば、製鋼過程における溶湯の酸素処理を利用した金属容
器用フードシステムの噴霧冷却小組立体に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】種々の型の空気処理金属容器、例えば、
ＢＯＦ容器の場合、運転中に発生した熱排ガスを捕集
し、これらのガスを熱ガスを発生する容器から離れた排
気装置に導くことが必要である。排ガスを捕集し導くた
めの一般的な手法は、中空金属部材を互いに接合して構
成したフードシステムを配置することである。このシス
テムの一端は解放され、金属容器の熱ガスが出て行く部
分の上に配置されている。
ＢＯＦ容器の場合、運転中に発生した熱排ガスを捕集
し、これらのガスを熱ガスを発生する容器から離れた排
気装置に導くことが必要である。排ガスを捕集し導くた
めの一般的な手法は、中空金属部材を互いに接合して構
成したフードシステムを配置することである。このシス
テムの一端は解放され、金属容器の熱ガスが出て行く部
分の上に配置されている。
【０００３】フードシステムは、一般的に、空間の制限
に適合させるために垂直、傾斜及び水平部分を含んでお
り、その結果、排ガスへの暴露は、フードシステムにお
ける位置によって異なる。フードシステムは、一般的
に、熱排ガスへの暴露による破損を避けるために、典型
的には水冷要素、例えば、密閉導管の周囲を通して水を
連続的に循環させた板を使用することにより冷却されて
いる。フードシステムの部分ごとに温度条件が種々に異
なることと、フードシステムの限度及び不規則な形状の
ために、効果的且つ効率的な冷却は容易には達成でき
ず、そして同じ冷却システムをフード組立体の異なる部
分に適用する冷却配置では、能率が極めて悪くなる。ま
た、ルーフ又は側壁全体の上に配置され、共通源からク
ーラントを供給する実質的に均一に配置した噴霧ノズル
を用いて、金属容器の冷却ルーフ及び側壁を噴霧するこ
とも公知である。
に適合させるために垂直、傾斜及び水平部分を含んでお
り、その結果、排ガスへの暴露は、フードシステムにお
ける位置によって異なる。フードシステムは、一般的
に、熱排ガスへの暴露による破損を避けるために、典型
的には水冷要素、例えば、密閉導管の周囲を通して水を
連続的に循環させた板を使用することにより冷却されて
いる。フードシステムの部分ごとに温度条件が種々に異
なることと、フードシステムの限度及び不規則な形状の
ために、効果的且つ効率的な冷却は容易には達成でき
ず、そして同じ冷却システムをフード組立体の異なる部
分に適用する冷却配置では、能率が極めて悪くなる。ま
た、ルーフ又は側壁全体の上に配置され、共通源からク
ーラントを供給する実質的に均一に配置した噴霧ノズル
を用いて、金属容器の冷却ルーフ及び側壁を噴霧するこ
とも公知である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の従来
技術の問題を解決するためのものであって、効果的且つ
効率的冷却を可能とする溶湯の空気処理を利用した金属
容器用フードシステムの噴霧冷却小組立体を提供するこ
とを目的としている。
技術の問題を解決するためのものであって、効果的且つ
効率的冷却を可能とする溶湯の空気処理を利用した金属
容器用フードシステムの噴霧冷却小組立体を提供するこ
とを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、複数の取外し
可能な小組立体を具備する金属容器から出る熱ガスを処
理するための中空フード組立体に関する。各小組立体
は、中空部の周囲の所定の部分を形成するような形状の
内側金属ベース部材と、前記ベース部材から間隔を置い
て配置された外側金属被覆部材とを含んでいる。外側被
覆部材を内側ベース部材に接合し、前記間隔をおいて位
置するベース部材と被覆部材との間に実質的に密閉され
た空間を形成する手段が設けられている。また、前記密
閉空間の最下部には１個以上の液体排出開口部が配置さ
れている。
可能な小組立体を具備する金属容器から出る熱ガスを処
理するための中空フード組立体に関する。各小組立体
は、中空部の周囲の所定の部分を形成するような形状の
内側金属ベース部材と、前記ベース部材から間隔を置い
て配置された外側金属被覆部材とを含んでいる。外側被
覆部材を内側ベース部材に接合し、前記間隔をおいて位
置するベース部材と被覆部材との間に実質的に密閉され
た空間を形成する手段が設けられている。また、前記密
閉空間の最下部には１個以上の液体排出開口部が配置さ
れている。
【０００６】複数の噴霧手段が、前記密閉空間内で前記
金属ベース部材に隣接し、且つ間隔をおいた所定の位置
に配置されている。これらの噴霧手段は、液体クーラン
トの噴霧、例えば、水滴を、フード組立体における金属
ベース部材の所定の位置の温度を適当に維持するのに十
分な量で金属ベース部材に対して誘導する。即ち、金属
ベース部材の表面に適用するクーラントの量は、ベース
金属部材が暴露する個々の熱条件を十分低温に維持する
ように独立して制御される。連通噴霧バーを備えた液体
供給ヘッダー導管が、密閉空間内に固定され金属ベース
部材を横断して延びている。この液体供給ヘッダー導管
は、液体を噴霧手段に供給するものであり、金属ベース
部材での熱応力に適当な噴霧を供給するように選択され
るノズルを含んでいる。
金属ベース部材に隣接し、且つ間隔をおいた所定の位置
に配置されている。これらの噴霧手段は、液体クーラン
トの噴霧、例えば、水滴を、フード組立体における金属
ベース部材の所定の位置の温度を適当に維持するのに十
分な量で金属ベース部材に対して誘導する。即ち、金属
ベース部材の表面に適用するクーラントの量は、ベース
金属部材が暴露する個々の熱条件を十分低温に維持する
ように独立して制御される。連通噴霧バーを備えた液体
供給ヘッダー導管が、密閉空間内に固定され金属ベース
部材を横断して延びている。この液体供給ヘッダー導管
は、液体を噴霧手段に供給するものであり、金属ベース
部材での熱応力に適当な噴霧を供給するように選択され
るノズルを含んでいる。
【０００７】前記密閉空間の外に位置している液体供給
源から前記密閉空間内の前記液体供給ヘッダー導管に液
体を直接及び独立して供給するための液体クーラント供
給導管が設けられ、そして少なくとも１個の液体ドレン
受け器が、前記密閉空間の外側に隣接し、且つ前記１個
以上の排出開口部と連通して配置され、前記密閉空間の
内側から流出する液体を受けるようになっている。ま
た、前記小組立体の前記ドレン受け器から直接及び独立
して液体を取り出して前記密閉空間内に液体が蓄積する
のを避けるための液体ドレン導管が設けられている。ま
た、前記小組立体を前記フード組立体に取外し可能にぴ
ったりと係合するための手段も設けられている。
源から前記密閉空間内の前記液体供給ヘッダー導管に液
体を直接及び独立して供給するための液体クーラント供
給導管が設けられ、そして少なくとも１個の液体ドレン
受け器が、前記密閉空間の外側に隣接し、且つ前記１個
以上の排出開口部と連通して配置され、前記密閉空間の
内側から流出する液体を受けるようになっている。ま
た、前記小組立体の前記ドレン受け器から直接及び独立
して液体を取り出して前記密閉空間内に液体が蓄積する
のを避けるための液体ドレン導管が設けられている。ま
た、前記小組立体を前記フード組立体に取外し可能にぴ
ったりと係合するための手段も設けられている。
【０００８】図１において、１０は、溶湯、例えば、鉄
１１が入っている空気処理金属容器、例えば、通常のＢ
ＯＦ容器である。溶湯には酸素ランス１３が浸漬され、
溶湯から出る熱ガス２０は、フードシステム３０に入
り、複数の中空鋼部３２、３４、３６・・・・を通過
し、通常の排気装置によりフードシステムから排出され
る。それぞれの中空部は、中空部３２について示すよう
に傾斜して配置しても、中空部３４、３６について示す
ように垂直に配置しても、さらには、空間条件に応じ
て、水平でも湾曲していてもよい。
１１が入っている空気処理金属容器、例えば、通常のＢ
ＯＦ容器である。溶湯には酸素ランス１３が浸漬され、
溶湯から出る熱ガス２０は、フードシステム３０に入
り、複数の中空鋼部３２、３４、３６・・・・を通過
し、通常の排気装置によりフードシステムから排出され
る。それぞれの中空部は、中空部３２について示すよう
に傾斜して配置しても、中空部３４、３６について示す
ように垂直に配置しても、さらには、空間条件に応じ
て、水平でも湾曲していてもよい。
【０００９】フードの形状が非対称であるために、種々
のフード部分は、大きく異なる熱環境にさらされ、そし
てそれぞれのフード部分が異なる熱条件にさらされる。
例えば、中空フード部３２は、ＢＯＦ容器１０のガス排
気開口部１２に最も近接し、且つ直上に位置しており、
容器１０から噴射される熱ガスに直接さらされるだけで
なく、容器１０内から出る輻射熱にもさらされる。した
がって、傾斜部３２の内側の熱環境は、部分３２を前に
通過した熱排気ガスからの熱にしか暴露されない下流部
３４とは異なる。同様に、容器１０の出口１２の直上に
位置する部分３２の領域「Ａ」の熱条件は、部分３２の
他の領域よりも過酷である。また、例えば、部分３４の
典型的な領域「Ｂ」での熱条件は、部分３４の他の領域
での熱条件よりも過酷であることが予想される。内表面
４２、・・・４２’’’中空部の種々の部分での熱条
件、即ち温度は、定期的に測定するかあるいは計算し
て、最も過酷な熱領域、例えば、領域「Ａ」、「Ｂ」を
求める。これらの領域は最も冷却を必要とする領域であ
り、必要とする冷却の程度は、それぞれの領域で異な
る。
のフード部分は、大きく異なる熱環境にさらされ、そし
てそれぞれのフード部分が異なる熱条件にさらされる。
例えば、中空フード部３２は、ＢＯＦ容器１０のガス排
気開口部１２に最も近接し、且つ直上に位置しており、
容器１０から噴射される熱ガスに直接さらされるだけで
なく、容器１０内から出る輻射熱にもさらされる。した
がって、傾斜部３２の内側の熱環境は、部分３２を前に
通過した熱排気ガスからの熱にしか暴露されない下流部
３４とは異なる。同様に、容器１０の出口１２の直上に
位置する部分３２の領域「Ａ」の熱条件は、部分３２の
他の領域よりも過酷である。また、例えば、部分３４の
典型的な領域「Ｂ」での熱条件は、部分３４の他の領域
での熱条件よりも過酷であることが予想される。内表面
４２、・・・４２’’’中空部の種々の部分での熱条
件、即ち温度は、定期的に測定するかあるいは計算し
て、最も過酷な熱領域、例えば、領域「Ａ」、「Ｂ」を
求める。これらの領域は最も冷却を必要とする領域であ
り、必要とする冷却の程度は、それぞれの領域で異な
る。
【００１０】図１及び図２に示すように、中空部３２の
内表面４２と外表面５２は、それらの間に空間６０を形
成する。この空間は、フランジ７０、７１と内表面４２
及び外表面５２との組み合わせにより実質的に密閉され
る。例えば、ナット・ボルトの配置等のファスナー８０
により、部分１３２と適当にぴったりと係合した図１に
示す取外し可能な小組立体１３２を設けることにより、
中空部３２の領域「Ａ」のみを噴霧冷却することができ
る。小組立体１３２は、中空部３２の周囲の形状に一致
する内側曲線金属ベース部材１４２と、前記内側曲線金
属ベース部材１４２と整合して配置された外側正角曲線
金属被覆部材１５２と、末端フランジ１７０により密閉
された前記内側曲線金属ベース部材１４２と外側正角曲
線金属被覆部材１５２との間の空間１６０とを具備して
いる。末端フランジ１７０を、部分３２のフランジ２７
０にファスナー８０により連結して、一体フード部３２
を形成している。
内表面４２と外表面５２は、それらの間に空間６０を形
成する。この空間は、フランジ７０、７１と内表面４２
及び外表面５２との組み合わせにより実質的に密閉され
る。例えば、ナット・ボルトの配置等のファスナー８０
により、部分１３２と適当にぴったりと係合した図１に
示す取外し可能な小組立体１３２を設けることにより、
中空部３２の領域「Ａ」のみを噴霧冷却することができ
る。小組立体１３２は、中空部３２の周囲の形状に一致
する内側曲線金属ベース部材１４２と、前記内側曲線金
属ベース部材１４２と整合して配置された外側正角曲線
金属被覆部材１５２と、末端フランジ１７０により密閉
された前記内側曲線金属ベース部材１４２と外側正角曲
線金属被覆部材１５２との間の空間１６０とを具備して
いる。末端フランジ１７０を、部分３２のフランジ２７
０にファスナー８０により連結して、一体フード部３２
を形成している。
【００１１】液体クーラント供給ヘッダー導管９０は、
空間１６０内に配置され、金属ベース部材１４２を横断
して延び、図５に示すようなベース部材１４２の表面と
一致するような曲線からなっており、そしてベース部材
１４２の表面に垂直な平面内にある。ヘッダー導管９０
は、９２に示すように小組立体１３２の外表面１５２に
溶接により空間１６０内に固定されている。液体クーラ
ント、例えば、水が、クーラントライン１１８により、
入口１１７を通ってヘッダー導管９０に加圧排出され
る。クーラントラインは、独立して、クーラント供給源
１１３からクーラントを小組立体１３２のヘッダー導管
９０のみに供給する。即ち、ヘッダー導管９０は、他の
ヘッダー導管又は噴霧手段のいずれとも連続して接続さ
れていない。
空間１６０内に配置され、金属ベース部材１４２を横断
して延び、図５に示すようなベース部材１４２の表面と
一致するような曲線からなっており、そしてベース部材
１４２の表面に垂直な平面内にある。ヘッダー導管９０
は、９２に示すように小組立体１３２の外表面１５２に
溶接により空間１６０内に固定されている。液体クーラ
ント、例えば、水が、クーラントライン１１８により、
入口１１７を通ってヘッダー導管９０に加圧排出され
る。クーラントラインは、独立して、クーラント供給源
１１３からクーラントを小組立体１３２のヘッダー導管
９０のみに供給する。即ち、ヘッダー導管９０は、他の
ヘッダー導管又は噴霧手段のいずれとも連続して接続さ
れていない。
【００１２】複数の中空噴霧バー９６は、ヘッダー導管
９０から領域「Ａ」内に軸方向に外に向かって延びて、
クーラント、例えば水を、噴霧バー９６の構成要素であ
って、ベース部材１４２の領域「Ａ」を所望の低温に冷
却する速度で液滴を内側金属ベース部材１４２の表面に
送り出すように選択される噴霧ノズル１００に送り出
す。クーラントは液体のまま残存し、空間１６０と連通
し空間１６０の最下部に位置する開口１０８を通って空
間１６０を出てドレン受け器１１０に入る。受け器１１
０内の液体は、出口１１３から、小組立体１３２の空間
１６０のみを排出するドレンライン１１５を通って取り
出される。
９０から領域「Ａ」内に軸方向に外に向かって延びて、
クーラント、例えば水を、噴霧バー９６の構成要素であ
って、ベース部材１４２の領域「Ａ」を所望の低温に冷
却する速度で液滴を内側金属ベース部材１４２の表面に
送り出すように選択される噴霧ノズル１００に送り出
す。クーラントは液体のまま残存し、空間１６０と連通
し空間１６０の最下部に位置する開口１０８を通って空
間１６０を出てドレン受け器１１０に入る。受け器１１
０内の液体は、出口１１３から、小組立体１３２の空間
１６０のみを排出するドレンライン１１５を通って取り
出される。
【００１３】図１に示すように、フード部３４につい
て、同様の取外し可能な独立噴霧冷却・排出小組立体１
３４が設けられ、領域「Ｂ」を噴霧冷却できるようにな
っている。同様に、フード組立体のいずれの部分につい
ても、取外し可能な独立噴霧冷却・排出小組立体を設け
ることができる。
て、同様の取外し可能な独立噴霧冷却・排出小組立体１
３４が設けられ、領域「Ｂ」を噴霧冷却できるようにな
っている。同様に、フード組立体のいずれの部分につい
ても、取外し可能な独立噴霧冷却・排出小組立体を設け
ることができる。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
フードシステムに設けた他の冷却設備から独立してフー
ド組立体の特定の位置で適当な冷却をすることができ
る。フードシステムを通常の冷却法で冷却し、例えば、
温度条件が高すぎる領域に本発明を用いて冷却してもよ
い。これにより、より低コストの冷却システムをフード
部の高熱ストレスにさらされない部分に使用できるの
で、冷却システムの残部から独立して上記領域に本発明
による冷却をカスタマイズして、クーラントの管理効率
の増加及び装置コストの減少を実現できる。
フードシステムに設けた他の冷却設備から独立してフー
ド組立体の特定の位置で適当な冷却をすることができ
る。フードシステムを通常の冷却法で冷却し、例えば、
温度条件が高すぎる領域に本発明を用いて冷却してもよ
い。これにより、より低コストの冷却システムをフード
部の高熱ストレスにさらされない部分に使用できるの
で、冷却システムの残部から独立して上記領域に本発明
による冷却をカスタマイズして、クーラントの管理効率
の増加及び装置コストの減少を実現できる。
【図１】本発明による小組立体を具備するフード組立体
の一部分を示す部分断面側面図である。
の一部分を示す部分断面側面図である。
【図２】図１に示したフード組立体のそれぞれの部分に
適用できる平面図である。
適用できる平面図である。
【図３】図１に示した小組立体の部分の部分図である。
【図４】図１に示した本発明の小組立体の側面図であ
る。
る。
【図５】図４に示した小組立体の横断面図である。
【図６】図５に示した小組立体のヘッダー及び噴霧手段
の断面図である。
の断面図である。
【図７】図６に示したヘッダー及び噴霧手段の部分断面
図である。
図である。
【図８】図４に示した小組立体の部分断面図である。
１０ 空気処理金属容器 １１ 溶湯 １２ ガス排気開口部 １３ 酸素ランス ２０ 熱ガス ３０ フードシステム ３２、３４、３６ 中空鋼部 ４２ 内表面 ５２ 外表面 ６０ 空間 ７０、７１ フランジ ８０ ファスナー ９０ 液体クーラントヘッダー導管 ９６ 中空噴霧バー １００ 噴霧ノズル １０８ 開口 １１０ 液体クーラントドレン受け器 １１３ クーラント供給源 １１５ 液体クーラントドレン導管 １１７ クーラント入口 １１８ クーラントライン １３２、１３４ 独立噴霧冷却・排出小組立体 １４２ 内側曲線金属ベース部材 １５２ 外側正角曲線金属被覆部材 １６０ 空間 １７０ 末端フランジ ２７０ フランジ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マーク、トーマス、アーサー アメリカ合衆国オハイオ州、レイクウッ ド、レイク、ロード、17900 (56)参考文献 実公 昭59−2477（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C21C 5/40 F27D 17/00 104
Claims (4)
- 【請求項１】空気処理金属容器から出る熱ガスを処理す
るための中空フード組立体であって、前記中空フード組
立体は複数の取外し可能な小組立体を具備しており、 前記小組立体は、 （ａ）中空部の周囲の所定の部分を形成するような形状
の内側金属ベース部材と、 （ｂ）前記ベース部材から間隔をおき且つそれと整合し
て配置された外側金属被覆部材と、 （ｃ）前記外側金属被覆部材を前記内側金属ベース部材
に接合し且つ前記間隔をおいて位置するベース部材と被
覆部材との間に実質的に密閉された空間を形成する手段
であって、前記密閉空間の最下部には１個以上の外側液
体ドレン開口部が位置し、 （ｄ）前記密閉空間内で前記金属ベース部材に隣接する
が間隔をおいた所定の位置に配置された複数の噴霧手段
であって、前記金属ベース部材において許容温度を維持
するのに十分な量の液滴状の液体クーラントを金属ベー
ス部材に対して誘導する噴霧手段と、 （ｅ）前記密閉空間内に固定され金属ベース部材を横断
して延びている、液体クーラントを前記噴霧手段に供給
する液体クーラント供給ヘッダー導管と、 （ｆ）前記密閉空間の外に位置している液体クーラント
供給源から、前記密閉空間内の前記液体クーラント供給
ヘッダー導管に、液体を直接及び独立して供給するため
の液体クーラント供給導管と、 （ｇ）前記密閉空間の外側に隣接して位置し、前記１個
以上のドレン開口部と連通している、前記密閉空間の内
側から流出する液体クーラントを受けるための少なくと
も１個の液体クーラントドレン受け器と、 （ｈ）前記小組立体の前記ドレン受け器から直接及び独
立して液体クーラントを取り出し、前記密閉空間内に液
体クーラントが蓄積するのを実質的に避けるための液体
クーラントドレン導管と、および （ｉ）前記小組立体を前記フード組立体に取外し可能に
ぴったりと係合するための手段とを含んでいることを特
徴とする中空フード組立体。 - 【請求項２】前記複数の噴霧手段が、複数の噴霧ノズル
を組み込んだ前記液体クーラント供給ヘッダー導管に対
して横断方向に延びている中空管である請求項１に記載
のフード組立体。 - 【請求項３】前記実質的に密閉された空間は、前記液体
排出開口部を除いて完全に密閉されている請求項１に記
載のフード組立体。 - 【請求項４】前記液体クーラント供給ヘッダー導管は、
他のいずれのヘッダー導管又は噴霧手段とも連続的には
接続していない請求項１に記載のフード組立体。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US88800 | 1993-07-08 | ||
| US08/088,800 US5330161A (en) | 1993-07-08 | 1993-07-08 | Spray cooled hood system for handling hot gases from a metallurgical vessel utilizing pneumatic processing of molten metal |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0762415A JPH0762415A (ja) | 1995-03-07 |
| JP2804228B2 true JP2804228B2 (ja) | 1998-09-24 |
Family
ID=22213555
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6069292A Expired - Lifetime JP2804228B2 (ja) | 1993-07-08 | 1994-04-07 | 溶湯容器から出る熱ガスを処理するための噴霧冷却フードシステム |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5330161A (ja) |
| EP (1) | EP0633323B1 (ja) |
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