JP3213088U - 酸化鉄製造設備 - Google Patents

Abstract

【課題】中間ワッシャーに内張り材として敷設されている耐熱レンガが落下しても、廃塩酸回収管の閉塞を確実に防止する酸化鉄製造設備を提供する。【解決手段】炉内に噴霧した高濃度廃塩酸が炉内で発生している熱風に接触することで塩化水素及び酸化鉄を生成する焙焼炉と、酸洗工程から回収した廃塩酸及び焙焼炉から供給された塩化水素を含む排ガスが塔内で接触することで高濃度廃塩酸を生成する中間ワッシャー３と、を備えている。中間ワッシャー３の塔内の内壁は複数の耐熱レンガ２２で覆われている。中間ワッシャー３の塔内の底部には高濃度廃塩酸を外部槽に回収する廃塩酸回収管１２が接続されている。そして、廃塩酸回収管１２の一部に入り込んだ状態で中間ワッシャー３の底部に閉塞防止部材２５が配置されている。【選択図】図２

Description

本考案は酸化鉄製造設備に関する。

鋼板の酸洗工程では、ホットコイル表面に付着しているスケールを除去するために酸洗が行われている。酸洗工程で発生した廃塩酸中も塩化鉄が生成するので、該廃塩酸は酸化鉄製造設備において塩酸の再生回収に用いられるとともに、酸化鉄の製造に用いられる。
例えば特許文献1に記載されている酸化鉄製造設備では、焙焼炉において、高濃度廃塩酸を炉内に噴霧して炉内に発生した熱風に接触させることで焙焼する。
焙焼炉内では、焙焼された高濃度廃塩酸から塩化水素と酸化鉄とが生成され、酸化鉄は焙焼炉の底部から抜き出される。
焙焼炉内で生成された塩化水素は排ガスとなり、中間ワッシャーを通過し、一部の排ガスは中間ワッシャーの上部に配置した吸収塔に入る。吸収塔に入った排ガスは、吸収塔の塔頂から挿入された水に吸収され、塩酸として中間ワッシャーの下部から回収される。

中間ワッシャーは、廃塩酸処理の熱効率を高めながら燃料を節約するために、酸洗工程から回収した廃塩酸と排ガスと接触させて熱交換することで水分を蒸発させて高濃度の廃塩酸を生成している。
中間ワッシャーの内壁は、高温の排ガス及び高濃度廃塩酸の接触に耐えるように複数の耐熱レンガで覆われており、隣接する耐熱レンガの目地部分は耐酸ゴムでライニング処理されている。
また、中間ワッシャーの底部には、内部で発生した高濃度廃塩酸を外部に設けた外部槽に回収するための廃塩酸回収管が接続されている。

特開平１１−１４７７１８号公報

ところで、中間ワッシャーの内壁を覆っている耐熱レンガは、耐酸ゴムの経年劣化が進行することで脱落しやすい。耐熱レンガが廃塩酸回収管の上端開口部に落下すると、廃塩酸回収管が閉塞するおそれがある。また、廃塩酸回収管の閉塞によって、中間ワッシャーに排ガスを供給する排ガス供給管の水封トラブルも発生しやすい。
廃塩酸回収管に落下した耐熱レンガを撤去する作業を頻繁に行うと、酸化鉄製造設備を長期間停止しなければならず、鋼板の酸洗工程の操業に悪影響を及ぼしてしまう。
一方、廃塩酸回収管の閉塞を防止するためには耐熱レンガの脱落を防止することが最も有効であるが、耐熱レンガの目地部分に新たな耐酸ゴムを埋め込む補修工事を行うには膨大な補修費が必要となる。

そこで、本考案は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、中間ワッシャーの塔内の内壁覆っている耐熱レンガが落下したことによる緊急補修工事を不要とし、補修による停止期間及び補修費の削減を図るとともに、落下した耐熱レンガによる廃塩酸回収管の閉塞を確実に防止することができる酸化鉄製造設備を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本考案の一態様に係る酸化鉄製造設備は、炉内に噴霧した高濃度廃塩酸が炉内で発生している熱風に接触することで塩化水素及び酸化鉄を生成する焙焼炉と、酸洗工程から回収した廃塩酸及び焙焼炉から供給された塩化水素を含む排ガスが塔内で接触することで高濃度廃塩酸を生成する中間ワッシャーとを備えている。中間ワッシャーの塔内の内壁は複数の耐熱レンガで覆われ、中間ワッシャーの塔内の底部には高濃度廃塩酸を外部槽に回収する廃塩酸回収管が接続されている。そして、廃塩酸回収管の一部に入り込んだ状態で中間ワッシャーの底部に閉塞防止部材が配置されている。

本考案に係る酸化鉄製造設備によれば、中間ワッシャーの塔内の内壁を覆っている耐熱レンガが落下したことによる緊急補修工事を不要とし、補修による停止期間及び補修費の削減を図ることができる。また、落下した耐熱レンガによる廃塩酸回収管の上端開口部の閉塞を確実に防止することができる。

本考案に係る酸化鉄製造設備の概略を示す図である。 本考案に係る酸化鉄製造設備の中間ワッシャーの内部構造を示す断面図である。 中間ワッシャーの内壁の内張り材を示す図である。 中間ワッシャーの底部に配置されている廃塩酸回収管の閉塞を防止する閉塞防止部材を示す要部断面図である。 挿入管の一部を廃塩酸回収管に挿入した状態で中間ワッシャーの底部に配置した閉塞防止部材を示す平面視である。 閉塞防止部材の挿入管が廃塩酸回収管の内壁に接触した状態を示す平面図である。

次に、図面を参照して、本考案の第１実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
また、以下に示す第１実施形態は、本考案の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本考案の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本考案の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

図１は、第１実施形態の酸化鉄製造設備の概略を示す図である。
第１実施形態の酸化鉄製造設備は、廃塩酸タンク１、回収塩酸タンク２、中間ワッシャー３、吸収塔４、濃縮廃塩酸タンク５、焙焼炉６、サイクロン８、洗浄塔９、水洗塔１０などを備えている。
製鉄所の鋼板の酸洗工程で発生した廃塩酸はタンクローリＴＬが受入れる。そして、タンクローリＴＬは、廃塩酸を酸化鉄製造設備まで移送して廃塩酸タンク１に供給する。
廃塩酸タンク１に溜めた廃塩酸は、中間ワッシャー３に供給される。

中間ワッシャー３の側壁には排ガス供給管１１が接続されているとともに、中間ワッシャー３の底部には廃塩酸回収管１２が接続されている。
中間ワッシャー３は、その上部に吸収塔４が接続されており、吸収塔４の塔頂から供給された水が中間ワッシャー３の底部まで流れ込むようになっている。

焙焼炉６は、炉内上部に配置した噴霧ノズル６ａから高濃度廃塩酸が噴霧される。噴霧ノズル６ａから噴霧される高濃度廃塩酸は、濃縮廃塩酸タンク５に溜まっていた廃塩酸であり、脱珪設備１３を通過した後に噴霧ノズル６ａに供給される。
また、焙焼炉６の内部にはガスバーナー１４が配置されており、ガスバーナー１４で焙焼炉６の内部に熱風が発生することで噴霧された高濃度廃塩酸が焙焼され、塩化水素と酸化鉄とが生成される。

焙焼炉６で生成された酸化鉄は、製品ホッパー１７に貯留される。そして、製品ホッパー１７に貯留された酸化鉄は計量した後に、袋Ｂに袋詰めされて出荷される。
一方、焙焼炉６で生成された塩化水素は排ガスとなり、サイクロン８に供給される。サイクロン８は、排ガスに含まれている酸化鉄を、回収酸化鉄として分離して焙焼炉６に戻す。そして、サイクロン８を通過した排ガスは、排ガス供給管１１から中間ワッシャー３の内部に供給される。

排ガス供給管１１から中間ワッシャー３内に入った排ガスは、廃塩酸タンク１から中間ワッシャー３に供給された廃塩酸との接触により熱交換することで水分が蒸発して高濃度廃塩酸が生成される。また、中間ワッシャー３内の排ガスは、吸収塔４の塔頂から供給された水に吸収されて塩酸が生成される。
中間ワッシャー３で生成された高濃度廃塩酸は、底部に接続された廃塩酸回収管１２から濃縮廃塩酸タンク５に流れ込む。

中間ワッシャー３に供給された排ガスの一部が吸収塔４に上昇していくと、塔頂から供給された水に吸収されて吸収塔４の内部に塩酸として溜まる。この吸収塔４に溜まった塩酸は、回収塩酸タンク２で回収される。
また、吸収塔４の塔頂まで上昇した排ガスは洗浄塔９及び水洗塔１０に流れた後に大気に放出される。洗浄塔９に排ガスが流れると、ＮａＯＨ水溶液とのとの接触により中和されて塩化水素が除去されていく。そして、水洗塔１０に排ガスが流れると水溶性成分が除去される。

次に、図２から図５は、酸化鉄製造設備の中間ワッシャー３の塔内部を詳細に説明したものである。
図２に示すように、中間ワッシャー３は、有底円筒形状の外郭部材２０と、外郭部材２０の側壁に接続されている排ガス供給管１１と、外郭部材２０の底部に接続されている廃塩酸回収管１２と、を備えている。
外郭部材２０の側壁及び底部の内側は、高温の排ガス及び高濃度廃塩酸に耐える内張り材としての複数の耐熱レンガ２１，２２で覆われている。

図３に示すように、外郭部材２０の側壁の内側に複数の耐熱レンガ２１が積み上げられて内側が覆われているとともに、隣接する耐熱レンガ２１の目地部分は耐酸ゴム２３でライニング処理されている。
また、図示しないが、外郭部材２０の底部の内側にも複数の耐熱レンガ２２が覆われているとともに、隣接する耐熱レンガ２２の目地部分が耐酸ゴム２３でライニング処理されている。
さらに、排ガス供給管１１の内壁も高温の排ガス及び高濃度廃塩酸に耐えるように複数の耐熱レンガ２４で覆われているとともに、隣接する耐熱レンガ２４の目地部分が耐酸ゴム２３でライニング処理されている。

図４に示すように、中間ワッシャー３の底部に接続されている廃塩酸回収管１２は、その上端１２ａが底部に敷設された耐熱レンガ２２より上方に位置している。
廃塩酸回収管１２には、閉塞防止部材２５が上端１２ａ側から挿入されている。
閉塞防止部材２５は、図５（ａ）に示すように、チタン製の挿入管２６と、長尺な平板形状に形成されたチタン製の４枚の羽根板２７ａ〜２７ｄ、を備えている。
挿入管２６は、廃塩酸回収管１２の内径寸法Ｄ１より小さな外径寸法Ｄ２の円筒管である。

４枚の羽根板２７ａ〜２７ｄは、短尺方向が挿入管２６の軸に沿う向きとされ、挿入管２６の一端側の外周から突出長さＬ１で長尺方向が放射状に配置され、挿入管２６の一端側の外周に等間隔に固定されている。
ここで、図４に示すように、４枚の羽根板２７ａ〜２７ｄの下端から挿入管２６の他端までの長さＴは２３０〜３００mmに設定されている。
また、廃塩酸回収管１２の内径寸法Ｄ１は１４０〜１６０mmに設定され、挿入管２６の外径寸法Ｄ２は６０〜１００mmに設定されている。さらに、４枚の羽根板２７ａ〜２７ｄの突出長さＬ１は、１００〜１２０mmに設定されている。

図５に示すように、挿入管２６の外径寸法Ｄ２と、４枚の羽根板２７ａ〜２７ｄの何れか１枚の突出長さＬ1とを足した長さＬ２は、塩酸回収管１２の内径寸法Ｄ１より大きく設定されている。
上述した閉塞防止部材２５は、図４に示すように、廃塩酸回収管１２の上端１２ａから挿入管２６が挿入され、上端１２ａに４枚の羽根板２７ａ〜２７ｄが当接した状態で配置される。

次に、中間ワッシャー３の廃塩酸回収管１２に閉塞防止部材２５を配置した第１実施形態の酸化鉄製造設備の作用効果について説明する。
中間ワッシャー３の内張り材として外郭部材２０の側壁の内側を覆っている耐熱レンガ２１は、耐酸ゴム２３の経年劣化により一部が脱落する場合がある。
脱落した耐熱レンガ２１が廃塩酸回収管１２の上端１２ａの開口部上に落下すると、廃塩酸回収管１２が閉塞するおそれがある。また、廃塩酸回収管１２の閉塞によって排ガス供給管１１が水封するおそれもある。

しかし、中間ワッシャー３の廃塩酸回収管１２に閉塞防止部材２５が配置されていることから、廃塩酸回収管１２の上端１２ａに配置されている羽根２７ａ〜２７ｄが、上端１２ａの開口部に向けて落下する耐熱レンガ２１に当たりながら開口部を確保するので、廃塩酸回収管１２は閉塞しない。また、排ガス供給管１１の水封のおそれもない。
そして、閉塞防止部材２５の挿入管２６は廃塩酸回収管１２の内部に隙間を設けて挿入されているので、中間ワッシャー３の底部に溜まった高濃度廃塩酸は濃縮廃塩酸タンク５にスムーズに流れ込んでいく。

また、耐熱レンガ２１の衝突によって、挿入管２６が廃塩酸回収管１２の内面に接触するように閉塞防止部材２５が移動しても（図６参照）、閉塞防止部材２５の長さＬ２は廃塩酸回収管１２の内径寸法Ｄ１より大きく設定されているので、閉塞防止部材２５が廃塩酸回収管１２の内部に落下するおそれもない。
さらに、閉塞防止部材２５を構成する挿入管２６及び４枚の羽根板２７ａ〜２７ｄはチタン製なので、中間ワッシャー３内で高濃度廃塩酸に接触しても長期に渡って腐食劣化しない。

さらにまた、閉塞防止部材２５の挿入管２６は、廃塩酸回収管１２の内部に２３０〜３００mmの長さＴで挿入されているので（図４参照）、耐熱レンガ２１が衝突したとしても廃塩酸回収管１２の内部から容易に外れない。
したがって、中間ワッシャー３の廃塩酸回収管１２に閉塞防止部材２５を配置することで、落下した耐熱レンガ２１による廃塩酸回収管１２の閉塞を確実に防止することができる。
また、中間ワッシャー３の内張り材の落下による緊急補修工事を不要とすることで、酸化鉄製造設備の補修のための停止期間及び補修費の削減を図ることができる。

なお、閉塞防止部材２５の挿入管２６は円筒部材として説明したが、廃塩酸回収管１２との間に空間が存在するものであれば他の形状の筒部材でよい。
また、挿入管２６の一端から放射状に固定されている羽根板は、挿入管２６を廃塩酸回収管１２内に安定した状態で保持するために、３枚以上固定されていればよい。
また、閉塞防止部材２５を構成する挿入管２６及び４枚の羽根板２７ａ〜２７ｄはチタン製としたが、他の高温度の排ガス、高濃度廃塩酸に対して耐腐食性の金属材料を使用してもよい。
また、濃縮廃塩酸タンク５が、本考案に記載された外部槽に対応している。

１ 廃塩酸タンク
２ 回収塩酸タンク
３ 中間ワッシャー
４ 吸収塔
５ 濃縮廃塩酸タンク
６ 焙焼炉
６ａ 噴霧ノズル
８ サイクロン
９ 洗浄塔
１０ 水洗塔
１１ 排ガス供給管
１２ 廃塩酸回収管
１２ａ 廃塩酸回収管の上端
１３ 脱珪設備
１４ ガスバーナー
１７ 製品ホッパー
２０ 外郭部材
２１，２２ 耐熱レンガ
２３ 耐酸ゴム
２４ 耐熱レンガ
２５ 閉塞防止部材
２６ 挿入管
２７ａ〜２７ｄ 羽根板
Ｄ１ 廃塩酸回収管の内径寸法
Ｄ２ 挿入管の外径寸法
Ｌ１ 羽根板の突出長さ
ＴＬ タンクローリ

Claims (3)

1. 炉内に噴霧した高濃度廃塩酸が前記炉内で発生している熱風に接触することで塩化水素及び酸化鉄を生成する焙焼炉と、
   酸洗工程から回収した廃塩酸及び前記焙焼炉から供給された前記塩化水素を含む排ガスが塔内で接触することで前記高濃度廃塩酸を生成する中間ワッシャーと、を備え
   前記中間ワッシャーの前記塔内の内壁が複数の耐熱レンガで覆われ、
   前記中間ワッシャーの前記塔内の底部に前記高濃度廃塩酸を外部槽に回収する廃塩酸回収管が接続されているとともに、
   前記廃塩酸回収管の一部に入り込んだ状態で前記中間ワッシャーの前記底部に閉塞防止部材が配置されていることを特徴とする酸化鉄製造設備。
2. 前記閉塞防止部材は、
   前記廃塩酸回収管の内径寸法より小さな外径寸法の金属製の挿入管と、
   長尺な金属製の板材であり、短尺方向が前記挿入管の軸に沿うように配置され、前記挿入管の一端側の外周から長尺方向が放射状に延在するように固定されている複数の羽根板と、を備え、
   前記挿入管を前記廃塩酸回収管に挿入し、前記複数の羽根板の下端が前記廃塩酸回収管の上端に当接した状態で配置されていることを特徴とする請求項１記載の酸化鉄製造設備。
3. 前記挿入管及び前記複数の羽根板は、耐腐食性の金属部材であることを特徴とする請求項２に記載の酸化鉄製造設備。

Images