JP3545561B2 - 真空・減圧精錬方法および真空・減圧精錬設備 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空転炉、真空取鍋脱ガス装置等による金属の真空・減圧精錬方法およびその設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
真空排気装置に濾布式の集塵装置を使用することは、例えば特開平６−１７１１５号公報等に記載されている。しかし、真空排気装置に濾布式の集塵装置を使用する場合には、その性格上から炉から密閉状態で使用されるため、過剰空気の吸引がなく、炉内で非酸化のメタリック状態のダストが発生した場合には非酸化の状態のまま集塵機に至る。その結果、濾布上に捕着された金属ダストは何らかの理由で侵入した空気中の酸素と反応して酸化発熱現象を生じ、フィルターが濾布の場合には熱により損傷し、著しい場合には全焼損に至るという問題点を有する。また、フィルターがセラミックスの場合には、直接フィルター自体は熱による損傷を受けなくても、捕集されたダストが焼結してフィルターの目を塞いだり、フィルターに固着して健全なフィルターの濾過機能を損なう。
【０００３】
このような問題点に対し、特開平８−３６２７号公報には、可燃性物質がダストに含まれる場合に集塵機部をアルゴン、窒素で復圧あるいは逆洗することが示されている。なお、復圧とは、集塵機内の雰囲気圧力を処理時の大気圧未満の減圧状態から実質的に大気圧に戻す操作を意味する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来から知られているように、真空処理終了時には、集塵機上流側および下流側の仕切り弁を締め、集塵機内を窒素・アルゴン等の非酸化性ガスにて復圧する。この対策により、真空処理直後の復圧時の濾布損傷は解決されるが、復圧後、次回の処理開始時までの間の大気吸い込み等の対策は何ら知られていない。即ち、処理後にアルゴン、窒素等で逆洗をしても、濾布に捕集付着したダストが全て分離落下する訳ではなく、一部のダストは次回処理開始時にも濾布に残留付着している。また、集塵機から分離落下するダストを毎回排出する装置を備えていても、分離落下ダストを全量排出できる訳ではなく、集塵機内に残留している。この残留ダストにマグネシウム等の酸素親和性の高い金属の非酸化微粉が含まれている場合には、復圧終了後もリーク等による集塵機内への空気侵入を防止しないと、残留ダストによりフィルターの濾過機能が劣化したり、残留ダストが反応焼結し、次回排出時の障害となる問題が残されている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、真空・減圧精錬容器、フィルターを用いた乾式集塵機、減圧排気装置、これらを順次連結するためのダクトとから構成される真空・減圧精錬設備を用いて、前記真空・減圧精錬容器と前記乾式集塵機とを連結するための上流側ダクト内および前記乾式集塵機と前記減圧排気装置とを連結するための下流側ダクト内にそれぞれ設置された開閉自在の仕切り弁を両方とも閉として復圧が完了した後であって次回の処理開始までの前記乾式集塵機が稼働していない待機期間中に、前記乾式集塵機内を大気圧以上に保つように非酸化性ガスを前記乾式集塵機内に注入することを特徴とする真空・減圧精錬方法である。本発明を実施する設備としては、真空・減圧精錬容器、フィルターを用いた乾式集塵機、減圧排気装置、これらを順次連結するためのダクトとから構成される真空・減圧精錬設備であって、前記真空・減圧精錬容器と前記乾式集塵機とを連結するための上流側ダクト内および前記乾式集塵機と前記減圧排気装置とを連結するための下流側ダクト内にそれぞれ設置された開閉自在の仕切り弁を両方とも閉として復圧するためのガス導入管路とは別に、エレキレス・エアレスオープン機能を有する開閉自在の開閉弁と流量調整弁とを備えた非酸化性ガス注入管路、および前記乾式集塵機内が大気圧以上になったときに開く安全弁とを前記乾式集塵機に配設したことを特徴とする真空・減圧精錬設備が好ましい。
【０００６】
【発明の実施の形態】
復圧が終了したのち次の処理開始まではいわゆる待機期間と呼んでいるが、この期間中に乾式集塵機を稼働させなくても、負圧（大気未満の圧力）であると大気が侵入することがあり、大気中の酸素と系内残留・付着メタルとが反応して発火し、フィルター或いはその他のダスト残留部位近くの機器、たとえばダスト排出用口の真空バルブ・真空シールパッキンなどを損傷させてしまう。ダストが存在する場合には、仕切り弁・バルブのシール部はダストの介在による密閉障害、ダストによるシール用部材の磨耗により通常より真空シールが劣化しやすく、上流・下流の仕切り弁あるいはダスト搬出装置その他の外気との連結口を全て閉めておいても、工業的には完全に密閉封入状態を維持することは困難だからである。さらに、集塵機および内部構造物も処理時から処理後に掛けて温度が下がり、復圧時充填された非酸化性ガスも体積収縮する。これを補い、弁・バルブ類からのリークによる酸素上昇を抑えるため、窒素・アルゴン等の非酸化性ガスを集塵機内に連続的ないし断続的に注入する必要がある。
【０００７】
注入する流量は、集塵機内が大気圧以上、いわゆる正圧に保てる流量であればよく、その流量は個別の機器の構造容積・弁類等のリーク量により決定されるべきである。正圧であれば量が多いことは本発明の目的からは何も問題ないが、コスト的に無駄である。
【０００８】
具体的には、図１に示すように、乾式集塵機８に窒素・アルゴン等の非酸化性ガスを注入する非酸化性ガス注入管路１４、開閉弁１５および必要な流量に調整する手動ないし自動の流量調整弁１６を用い、復圧後の待機期間中、乾式集塵機８内を正圧に保つように非酸化性ガスを注入する。この管路・開閉弁は図１に示すように復圧用と別の管路とするのが好ましいが、必要な流量の注入ができるのであれば、復圧時に窒素・アルゴン等の非酸化性ガスを注入するのに用いるガス導入管路１３を用いても構わない。
【０００９】
別の管路としては、真空・減圧精錬容器１と乾式集塵機８とを連結するための上流側ダクト３内および乾式集塵機８と減圧排気装置６とを連結するための下流側ダクト５内にそれぞれ設置された開閉自在の仕切り弁４、１７を両方とも閉として復圧するためのガス導入管路１３とは別に、エレキレス・エアレスオープン機能を有する開閉自在の開閉弁１５と流量調整弁１６とを備えた非酸化性ガス注入管路１４、および乾式集塵機８内が大気圧以上になったときに開く安全弁１１とを乾式集塵機８に配設するのが好ましい。
【００１０】
別に設けるのが好ましい理由の第一点は、復圧用開閉弁９は通常過剰復圧等のトラブルを回避するため、停電・駆動用圧縮空気断等の制御不能時には自ずと閉、いわゆるエレキレス・エアレスクローズとなるように制御回路を設計するのに対し、非酸化性ガス注入管路１４では、その目的上制御不能時には自ずと開、いわゆるエレキレス・エアレスオープンで制御系を設計すべきである点である。ここでエレキレス・エアレスオープンと称するのは、必ずしも電気・圧縮空気の断に限らず、何らかの制御不能状態となった場合に、バネ等の力によりバルブが開となる「非常時開」の設計を広く意味する。
【００１１】
また第二点は、復圧は一般的に数分以下の短時間で行うため、例えば数十Ｎｍ3 ／ｍｉｎ等の大流量を流すのに対し、待機時に正圧に保つための流量は少量で良く、例えば高々１Ｎｍ3 ／ｍｉｎ以下の程度で十分である点である。このため、同一管路では流量設定弁等で二値の流量を使い分ける必要があるが、一対数十以上の広い範囲を精度良く制御する流量調整弁の入手は通常困難である。
【００１２】
また、図１の例では、大気圧を多少上回る吐出圧力に設定した安全弁１１を乾式集塵機８に設置し、待機時はやや過剰程度に設定した流量で非酸化性ガスを常に連続的に注入することによって、乾式集塵機８内を常に窒素雰囲気で正圧に保持する。正圧に保持する方法としては、乾式集塵機８内の圧力を検出する機器の指示値と連動させて非酸化性ガス注入管路１４の開閉弁１５を操作し、乾式集塵機８内が負圧とならずかつ過剰の正圧とならないようにガス注入を断続することもできるが、その目的上、停電時等も正圧を保つ機能を維持し続けられるようなバックアップ装置を備えることが望ましい。
【００１３】
【実施例】
具体的な例を、図１に示す６０トン真空・減圧精錬容器１でのスラグを含む酸化・還元精錬の操業結果について示す。フィルターはテトロン製の常用耐熱温度１３０℃の濾布である。フィルター損傷の有無は一定期間操業後に開放調査した。
【００１４】
本発明により待機期間中に窒素を注入した実施例と、注入しなかった比較例の乾式集塵機８内の酸素濃度測定結果を表１に示す。また、表２に操業後のフィルター損傷と操業期間中のダスト搬出状況を示す。実施例のほうが、フィルター損傷・ダスト切り出し不調も発生せず、優位であることが明らかである。
【００１５】
【表１】
【００１６】
【表２】
【００１７】
【発明の効果】
本発明により、乾式集塵機に濾布などの可燃性フィルターを使用してもその損傷・焼損等を起こすことがなくなり、高価で使用条件が厳しい耐高温用の濾布あるいはセラミックフィルター等を用いる必要がなくなり、安価な非セラミックス性（可燃性）のフィルターの使用が可能となる。また、耐高温用の濾布やセラミックフィルターといった非可燃性フィルターを使用する場合でも、フィルター表面でのダスト焼結による目詰まりによる濾過機能の低下を防止できる。また、ダスト搬出口でのダスト焼結によるダスト搬出障害をも防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の設備の例を示す図である。
【符号の説明】
１ 真空・減圧精錬容器
２ 真空・減圧精錬容器蓋
３ 上流側ダクト
４ 上流側仕切り弁
５ 下流側ダクト
６ 減圧排気装置
７ 煙突
８ 乾式集塵機
９ 復圧用開閉弁
１０ ダスト排出用ボール弁
１１ 安全弁
１２ Ｎ2 ホルダー
１３ ガス導入管路
１４ 非酸化性ガス注入管路
１５ 開閉弁
１６ 流量調整弁
１７ 下流側仕切り弁
１８ 溶鋼
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空転炉、真空取鍋脱ガス装置等による金属の真空・減圧精錬方法およびその設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
真空排気装置に濾布式の集塵装置を使用することは、例えば特開平６−１７１１５号公報等に記載されている。しかし、真空排気装置に濾布式の集塵装置を使用する場合には、その性格上から炉から密閉状態で使用されるため、過剰空気の吸引がなく、炉内で非酸化のメタリック状態のダストが発生した場合には非酸化の状態のまま集塵機に至る。その結果、濾布上に捕着された金属ダストは何らかの理由で侵入した空気中の酸素と反応して酸化発熱現象を生じ、フィルターが濾布の場合には熱により損傷し、著しい場合には全焼損に至るという問題点を有する。また、フィルターがセラミックスの場合には、直接フィルター自体は熱による損傷を受けなくても、捕集されたダストが焼結してフィルターの目を塞いだり、フィルターに固着して健全なフィルターの濾過機能を損なう。
【０００３】
このような問題点に対し、特開平８−３６２７号公報には、可燃性物質がダストに含まれる場合に集塵機部をアルゴン、窒素で復圧あるいは逆洗することが示されている。なお、復圧とは、集塵機内の雰囲気圧力を処理時の大気圧未満の減圧状態から実質的に大気圧に戻す操作を意味する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来から知られているように、真空処理終了時には、集塵機上流側および下流側の仕切り弁を締め、集塵機内を窒素・アルゴン等の非酸化性ガスにて復圧する。この対策により、真空処理直後の復圧時の濾布損傷は解決されるが、復圧後、次回の処理開始時までの間の大気吸い込み等の対策は何ら知られていない。即ち、処理後にアルゴン、窒素等で逆洗をしても、濾布に捕集付着したダストが全て分離落下する訳ではなく、一部のダストは次回処理開始時にも濾布に残留付着している。また、集塵機から分離落下するダストを毎回排出する装置を備えていても、分離落下ダストを全量排出できる訳ではなく、集塵機内に残留している。この残留ダストにマグネシウム等の酸素親和性の高い金属の非酸化微粉が含まれている場合には、復圧終了後もリーク等による集塵機内への空気侵入を防止しないと、残留ダストによりフィルターの濾過機能が劣化したり、残留ダストが反応焼結し、次回排出時の障害となる問題が残されている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、真空・減圧精錬容器、フィルターを用いた乾式集塵機、減圧排気装置、これらを順次連結するためのダクトとから構成される真空・減圧精錬設備を用いて、前記真空・減圧精錬容器と前記乾式集塵機とを連結するための上流側ダクト内および前記乾式集塵機と前記減圧排気装置とを連結するための下流側ダクト内にそれぞれ設置された開閉自在の仕切り弁を両方とも閉として復圧が完了した後であって次回の処理開始までの前記乾式集塵機が稼働していない待機期間中に、前記乾式集塵機内を大気圧以上に保つように非酸化性ガスを前記乾式集塵機内に注入することを特徴とする真空・減圧精錬方法である。本発明を実施する設備としては、真空・減圧精錬容器、フィルターを用いた乾式集塵機、減圧排気装置、これらを順次連結するためのダクトとから構成される真空・減圧精錬設備であって、前記真空・減圧精錬容器と前記乾式集塵機とを連結するための上流側ダクト内および前記乾式集塵機と前記減圧排気装置とを連結するための下流側ダクト内にそれぞれ設置された開閉自在の仕切り弁を両方とも閉として復圧するためのガス導入管路とは別に、エレキレス・エアレスオープン機能を有する開閉自在の開閉弁と流量調整弁とを備えた非酸化性ガス注入管路、および前記乾式集塵機内が大気圧以上になったときに開く安全弁とを前記乾式集塵機に配設したことを特徴とする真空・減圧精錬設備が好ましい。
【０００６】
【発明の実施の形態】
復圧が終了したのち次の処理開始まではいわゆる待機期間と呼んでいるが、この期間中に乾式集塵機を稼働させなくても、負圧（大気未満の圧力）であると大気が侵入することがあり、大気中の酸素と系内残留・付着メタルとが反応して発火し、フィルター或いはその他のダスト残留部位近くの機器、たとえばダスト排出用口の真空バルブ・真空シールパッキンなどを損傷させてしまう。ダストが存在する場合には、仕切り弁・バルブのシール部はダストの介在による密閉障害、ダストによるシール用部材の磨耗により通常より真空シールが劣化しやすく、上流・下流の仕切り弁あるいはダスト搬出装置その他の外気との連結口を全て閉めておいても、工業的には完全に密閉封入状態を維持することは困難だからである。さらに、集塵機および内部構造物も処理時から処理後に掛けて温度が下がり、復圧時充填された非酸化性ガスも体積収縮する。これを補い、弁・バルブ類からのリークによる酸素上昇を抑えるため、窒素・アルゴン等の非酸化性ガスを集塵機内に連続的ないし断続的に注入する必要がある。
【０００７】
注入する流量は、集塵機内が大気圧以上、いわゆる正圧に保てる流量であればよく、その流量は個別の機器の構造容積・弁類等のリーク量により決定されるべきである。正圧であれば量が多いことは本発明の目的からは何も問題ないが、コスト的に無駄である。
【０００８】
具体的には、図１に示すように、乾式集塵機８に窒素・アルゴン等の非酸化性ガスを注入する非酸化性ガス注入管路１４、開閉弁１５および必要な流量に調整する手動ないし自動の流量調整弁１６を用い、復圧後の待機期間中、乾式集塵機８内を正圧に保つように非酸化性ガスを注入する。この管路・開閉弁は図１に示すように復圧用と別の管路とするのが好ましいが、必要な流量の注入ができるのであれば、復圧時に窒素・アルゴン等の非酸化性ガスを注入するのに用いるガス導入管路１３を用いても構わない。
【０００９】
別の管路としては、真空・減圧精錬容器１と乾式集塵機８とを連結するための上流側ダクト３内および乾式集塵機８と減圧排気装置６とを連結するための下流側ダクト５内にそれぞれ設置された開閉自在の仕切り弁４、１７を両方とも閉として復圧するためのガス導入管路１３とは別に、エレキレス・エアレスオープン機能を有する開閉自在の開閉弁１５と流量調整弁１６とを備えた非酸化性ガス注入管路１４、および乾式集塵機８内が大気圧以上になったときに開く安全弁１１とを乾式集塵機８に配設するのが好ましい。
【００１０】
別に設けるのが好ましい理由の第一点は、復圧用開閉弁９は通常過剰復圧等のトラブルを回避するため、停電・駆動用圧縮空気断等の制御不能時には自ずと閉、いわゆるエレキレス・エアレスクローズとなるように制御回路を設計するのに対し、非酸化性ガス注入管路１４では、その目的上制御不能時には自ずと開、いわゆるエレキレス・エアレスオープンで制御系を設計すべきである点である。ここでエレキレス・エアレスオープンと称するのは、必ずしも電気・圧縮空気の断に限らず、何らかの制御不能状態となった場合に、バネ等の力によりバルブが開となる「非常時開」の設計を広く意味する。
【００１１】
また第二点は、復圧は一般的に数分以下の短時間で行うため、例えば数十Ｎｍ3 ／ｍｉｎ等の大流量を流すのに対し、待機時に正圧に保つための流量は少量で良く、例えば高々１Ｎｍ3 ／ｍｉｎ以下の程度で十分である点である。このため、同一管路では流量設定弁等で二値の流量を使い分ける必要があるが、一対数十以上の広い範囲を精度良く制御する流量調整弁の入手は通常困難である。
【００１２】
また、図１の例では、大気圧を多少上回る吐出圧力に設定した安全弁１１を乾式集塵機８に設置し、待機時はやや過剰程度に設定した流量で非酸化性ガスを常に連続的に注入することによって、乾式集塵機８内を常に窒素雰囲気で正圧に保持する。正圧に保持する方法としては、乾式集塵機８内の圧力を検出する機器の指示値と連動させて非酸化性ガス注入管路１４の開閉弁１５を操作し、乾式集塵機８内が負圧とならずかつ過剰の正圧とならないようにガス注入を断続することもできるが、その目的上、停電時等も正圧を保つ機能を維持し続けられるようなバックアップ装置を備えることが望ましい。
【００１３】
【実施例】
具体的な例を、図１に示す６０トン真空・減圧精錬容器１でのスラグを含む酸化・還元精錬の操業結果について示す。フィルターはテトロン製の常用耐熱温度１３０℃の濾布である。フィルター損傷の有無は一定期間操業後に開放調査した。
【００１４】
本発明により待機期間中に窒素を注入した実施例と、注入しなかった比較例の乾式集塵機８内の酸素濃度測定結果を表１に示す。また、表２に操業後のフィルター損傷と操業期間中のダスト搬出状況を示す。実施例のほうが、フィルター損傷・ダスト切り出し不調も発生せず、優位であることが明らかである。
【００１５】
【表１】
【表２】
【発明の効果】
本発明により、乾式集塵機に濾布などの可燃性フィルターを使用してもその損傷・焼損等を起こすことがなくなり、高価で使用条件が厳しい耐高温用の濾布あるいはセラミックフィルター等を用いる必要がなくなり、安価な非セラミックス性（可燃性）のフィルターの使用が可能となる。また、耐高温用の濾布やセラミックフィルターといった非可燃性フィルターを使用する場合でも、フィルター表面でのダスト焼結による目詰まりによる濾過機能の低下を防止できる。また、ダスト搬出口でのダスト焼結によるダスト搬出障害をも防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の設備の例を示す図である。
【符号の説明】
１ 真空・減圧精錬容器
２ 真空・減圧精錬容器蓋
３ 上流側ダクト
４ 上流側仕切り弁
５ 下流側ダクト
６ 減圧排気装置
７ 煙突
８ 乾式集塵機
９ 復圧用開閉弁
１０ ダスト排出用ボール弁
１１ 安全弁
１２ Ｎ2 ホルダー
１３ ガス導入管路
１４ 非酸化性ガス注入管路
１５ 開閉弁
１６ 流量調整弁
１７ 下流側仕切り弁
１８ 溶鋼
Claims (2)
- 真空・減圧精錬容器、フィルターを用いた乾式集塵機、減圧排気装置、これらを順次連結するためのダクトとから構成される真空・減圧精錬設備を用いて、前記真空・減圧精錬容器と前記乾式集塵機とを連結するための上流側ダクト内および前記乾式集塵機と前記減圧排気装置とを連結するための下流側ダクト内にそれぞれ設置された開閉自在の仕切り弁を両方とも閉として復圧が完了した後であって次回の処理開始までの前記乾式集塵機が稼働していない待機期間中に、前記乾式集塵機内を大気圧以上に保つように非酸化性ガスを前記乾式集塵機内に注入することを特徴とする真空・減圧精錬方法。
- 真空・減圧精錬容器、フィルターを用いた乾式集塵機、減圧排気装置、これらを順次連結するためのダクトとから構成される真空・減圧精錬設備であって、前記真空・減圧精錬容器と前記乾式集塵機とを連結するための上流側ダクト内および前記乾式集塵機と前記減圧排気装置とを連結するための下流側ダクト内にそれぞれ設置された開閉自在の仕切り弁を両方とも閉として復圧するためのガス導入管路とは別に、エレキレス・エアレスオープン機能を有する開閉自在の開閉弁と流量調整弁とを備えた非酸化性ガス注入管路、および前記乾式集塵機内が大気圧以上になったときに開く安全弁とを前記乾式集塵機に配設したことを特徴とする真空・減圧精錬設備。
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|---|---|---|---|
| JP02092497A JP3545561B2 (ja) | 1997-01-21 | 1997-01-21 | 真空・減圧精錬方法および真空・減圧精錬設備 |
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| EP97949234A EP0913487B1 (en) | 1996-12-25 | 1997-12-25 | Method for vacuum/reduced-pressure refining and facility for vacuum/reduced-pressure refining |
| KR1019980706652A KR100299654B1 (ko) | 1996-12-25 | 1997-12-25 | 진공·감압정련방법및진공·감압정련설비 |
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| DE69725316T DE69725316T2 (de) | 1996-12-25 | 1997-12-25 | Verfahren und einrichtung zur vakuum/unterdruckraffination |
| PCT/JP1997/004823 WO1998029575A1 (fr) | 1996-12-25 | 1997-12-25 | Procede d'affinage par le vide/sous pression reduite et installation pour ledit affinage |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02092497A JP3545561B2 (ja) | 1997-01-21 | 1997-01-21 | 真空・減圧精錬方法および真空・減圧精錬設備 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10204522A JPH10204522A (ja) | 1998-08-04 |
| JP3545561B2 true JP3545561B2 (ja) | 2004-07-21 |
Family
ID=12040780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02092497A Expired - Fee Related JP3545561B2 (ja) | 1996-12-25 | 1997-01-21 | 真空・減圧精錬方法および真空・減圧精錬設備 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3545561B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5285983B2 (ja) * | 2008-07-11 | 2013-09-11 | 株式会社神戸製鋼所 | 真空度昇降中の停電時対応方法 |
| JP5285982B2 (ja) * | 2008-07-11 | 2013-09-11 | 株式会社神戸製鋼所 | 真空脱ガス精錬処理中の停電対応方法 |
-
1997
- 1997-01-21 JP JP02092497A patent/JP3545561B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10204522A (ja) | 1998-08-04 |
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