JP3804526B2

JP3804526B2 - 転炉排ガス回収設備及び回収方法

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Publication number: JP3804526B2
Application number: JP2001379967A
Authority: JP
Inventors: 幸雄新井; 謙井上; 弘明宮原; 智生井澤
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2001-12-13
Filing date: 2001-12-13
Publication date: 2006-08-02
Anticipated expiration: 2021-12-13
Also published as: JP2003183719A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転炉排ガスの回収設備及び回収方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
転炉での酸素吹錬による溶銑の脱炭処理時に発生するガスは、転炉炉口部でのＣＯガス濃度；約９０％、含塵量；約１２０g/Nm³、温度；約１５００℃の状態にあり、その発生量は３００トンクラスの大型転炉では２２００００Nm³/Hrにも達している。この排ガスの処理方式として、排ガス中のＣＯガスを空気で完全燃焼させた後に冷却して除塵する完全燃焼方式と、未燃焼のまま冷却して除塵する非燃焼方式との２つに大別され、完全燃焼方式と比較して排ガス処理設備が比較的小型で済むことや保守が容易であること及び集塵効率が安定していること等の理由から、最近では非燃焼方式が主に採用されている。
【０００３】
非燃焼方式の排ガス処理設備のほとんどは所謂「ＯＧ式排ガス回収設備」であり、このＯＧ式排ガス回収設備（以下単に「排ガス回収設備」と記す）では、誘引送風機の回転数を一定とし、吸引風量と発生ガス量とがほぼ等しくなるように二次集塵機として設置したＰＡベンチュリーのダンパーの開度を調整し、転炉炉口圧を所定の範囲内に制御している。しかし、従来の排ガス回収設備では、転炉内への酸素の供給流量（以下「送酸速度」と記す）が最大の場合にも排ガス処理が可能であるように設計されており、予備処理された溶銑を用いるレススラグ吹錬や溶銑の脱燐処理と云った低い送酸速度の場合には、発生ガス量が少なく、未燃焼のガスを回収すること及び回収増を図ることは極めて困難である。
【０００４】
これは、ＰＡベンチュリーのダンパーが全閉状態になっていても、低送酸速度での低排ガス流量の状態では、誘引送風機の吸引風量が発生ガス量よりも大きくなるため、大気が転炉炉口部において排ガス中に混入し、この大気によりＣＯガスが燃焼してＣＯガス濃度が低くなり、回収できなくなるからである。
【０００５】
又、転炉を用いた溶銑の脱燐処理の際にも同様に、脱炭吹錬の場合に比較して送酸速度が低く、ガス発生量が少ないため、従来の排ガス回収設備では未燃焼のＣＯガスの回収はあきらめざるを得ず、燃焼させた後に大気に放散している。
【０００６】
省エネルギー及び地球環境保全の観点からは、このような低ガス流量であっても未燃焼のまま排ガスを回収し、排ガスの有するエネルギーを再利用することは極めて重要なことである。それ故、低排ガス流量においてもガス回収を図るために、種々の提案がなされている。
【０００７】
例えば、特公昭５６−１５６８５号公報には、炉内発生ガス量を予測し、この予測値に応じてＰＡベンチュリーのダンパーの単独制御若しくはこのダンパーと誘引送風機のダンパーとの組み合わせ制御を行い、誘引送風機の吸引風量を炉内発生ガス量に予め近似させ、排ガス回収率を高めた排ガス回収方法が開示されている。しかしながら、この排ガス回収方法では、排ガス成分を分析し、分析した排ガス成分から炉内発生ガス量を推定しているので、例えばガス分析における遅れ時間がガス圧力によって大きく変動する等の理由で、炉内発生ガス量を正確に予測できず、ガス回収を十分に行うことができない。
【０００８】
特公昭５６−２５２４９号公報には、転炉炉口圧に応じてＰＡベンチュリーのダンパーを調整し、誘引送風機がサージング領域に達するときには、誘引送風機の回転数を変更することにより吸引風量を調整し、転炉炉口圧を所定値に制御しながらガス回収する方法が開示されている。しかしながら、この方法では誘引送風機の回転数を操業中に変更する必要があり、ガス発生中に誘引送風機の回転数を変更した場合には、排ガス管内での圧力変動が転炉炉口圧に伝播してしまい、転炉炉口圧制御が極めて困難であり、結果として低排ガス流量においてはガス回収が困難である。
【０００９】
又、特開昭６０−９２４１４号公報には、排ガス発生量を推定し、推定した排ガス発生量に応じてＰＡベンチュリーのダンパーの開度と誘引送風機の回転数とを調整しながらガス回収する方法が開示されている。この方法においても、排ガス流量を推定することの困難さや、推定した排ガス発生量と誘引送風機の吸引風量を一致させることの困難さ等により、ガス回収を十分に行うことは達成されていない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明したように、広範囲に亘るガス発生量に対応して、未燃焼のガスを安定して回収することができる排ガス回収設備は未だ開発されておらず、その開発が切望されていた。
【００１１】
本発明はこのような事情に鑑みなされたもので、その目的とするところは、溶銑の脱炭吹錬から脱燐処理までのように、転炉での広範囲の送酸速度域においても、未燃焼ガスの回収が可能である転炉排ガス回収設備及び回収方法を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
第１の発明による転炉排ガス回収設備は、転炉から発生する排ガスを吸引するための誘引送風機を備えた転炉排ガス回収設備において、処理種別、溶銑情報、スクラップ装入情報、溶鋼目標成分、副原料投入情報、処理時間、転炉設備状況からなる操業情報に基づいて当該精錬の送酸速度、ランス高さ、底吹きガス流量、底吹きガス種類、副原料投入に関しての指示量・変化タイミングを表す吹錬パターンを決定する吹錬パターン演算手段と、該吹錬パターン演算手段により決定された吹錬パターンに基づいて転炉からの排ガス流量を推定する排ガス流量演算手段と、該排ガス流量演算手段により推定された排ガス流量に基づいて前記誘引送風機の回転数を決定する回転数演算手段と、該回転数演算手段により決定された誘引送風機の回転数における誘引送風機の発生圧力から排ガス中の含塵量を求め、該含塵量と予め設定された環境基準値とを比較して、含塵量が環境基準値より小さい場合には定めた回転数を誘引送風機の回転数とし、含塵量が環境基準値より大きい場合には環境基準値を満足する回転数に計算し直す集塵能力演算手段と、を具備することを特徴とするものである。
【００１４】
第２の発明による転炉排ガス回収設備は、第１の発明において、更に、誘引送風機の吸引風量と排ガス流量との流量差を調整して転炉炉口圧を所定値に制御するための、開度調整が可能なダンパーを具備することを特徴とするものである。
【００１５】
第３の発明による転炉排ガス回収設備は、第１の発明又は第２の発明において、更に、決定された誘引送風機の回転数を記憶する記憶手段と、記憶した回転数を出力する回転数出力手段とを具備し、当該精錬の誘引送風機の回転数を前記記憶手段に記憶された数値に基づいて決定することを特徴とするものである。
【００１６】
第４の発明による転炉排ガス回収方法は、転炉から発生する排ガスを誘引送風機により吸引し、回収する転炉排ガス回収方法において、当該吹錬の開始前に、処理種別、溶銑情報、スクラップ装入情報、溶鋼目標成分、副原料投入情報、処理時間、転炉設備状況からなる操業情報に基づいて当該精錬の送酸速度、ランス高さ、底吹きガス流量、底吹きガス種類、副原料投入に関しての指示量・変化タイミングを表す吹錬パターンを決定し、決定された吹錬パターンに基づいて転炉からの排ガス流量を推定し、推定した排ガス流量と誘引送風機の吸引風量とが合致するように誘引送風機の回転数を定め、定めた回転数における誘引送風機の発生圧力から排ガス中の含塵量を求め、該含塵量と予め設定された環境基準値とを比較して、含塵量が環境基準値より小さい場合には定めた回転数を誘引送風機の回転数とし、含塵量が環境基準値より大きい場合には環境基準値を満足する回転数に計算し直すことを特徴とするものである。
【００１８】
第５の発明による転炉排ガス回収方法は、第４の発明において、転炉では、溶銑の脱燐処理を行い、この精錬により発生するガスを回収することを特徴とするものである。
【００１９】
第６の発明による転炉排ガス回収方法は、第３の発明又は第４の発明において、転炉内若しくは排ガス流路内に副原料として合成樹脂を投入して溶銑を精錬し、この精錬により発生するガスを回収することを特徴とするものである。
【００２０】
本発明では、転炉での精錬開始前に、当該精錬における排ガス流量を推定し、推定した排ガス流量と誘引送風機の吸引風量とが合致するように誘引送風機の回転数を定めて精錬を開始するので、排ガス流量と誘引送風機の吸引風量とが同等になり、脱炭吹錬の末期や脱燐処理等の低送酸速度域であっても転炉排ガス中への大気の混入が防止され、転炉から発生するＣＯガス等を未燃焼のまま回収することが可能となる。又、誘引送風機の回転数に基づいて集塵機の集塵能力を求め、集塵能力が基準値以下となった場合には、誘引送風機の回転数の下限制限を行うので、集塵効率を低下させることがない。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の実施の形態を示す図であって、転炉設備の構成と、本発明による転炉排ガス回収設備の構成とを合わせて示す概略図である。
【００２２】
図１に示すように、溶銑２を収容した転炉１の内部には上方から上吹きランス３が挿入され、この上吹きランス３から酸素が溶銑２に吹き付けけられて溶銑２の脱炭吹錬や溶銑２の脱燐処理が行われる。上吹きランス３からの送酸速度は送酸制御装置２６により制御されている。溶銑２の脱炭吹錬及び脱燐処理により炉内からＣＯガスを主体とする排ガスが発生する。
【００２３】
転炉１の上方には煙道４が設置され、煙道４の後段には、一次集塵機６、エルボーセパレーター７、二次集塵機８、エルボーセパレーター１０、排ガス流量計１１、吸引ファンダンパー１２、Ｎo.１誘引送風機１３、Ｎo.２誘引送風機１４、サイレンサー１５、三方弁１６の順に設置されており、排ガスの回収流路を構成している。三方弁１６以降の排ガス流路は２つに分岐しており、１つは煙突１８から大気に放散される流路であり、他の１つは回収弁１７を経てガスホルダー１９に至り、ガスホルダー１９内で回収される流路である。Ｎo.１誘引送風機１３は電動機２８により駆動され、又、Ｎo.２誘引送風機１４は電動機２９により駆動され、これにより転炉１内の発生ガスが吸引され、煙突１８から放散されるか若しくはガスホルダー１９内に回収される。電動機２８，２９は送風機制御装置２７によりその回転数が制御されている。図１は２基の誘引送風機１３，１４を直列に設置した例であるが、誘引送風機の設置数は２基に限るものではなく、３基以上としても又１基であっても良い。
【００２４】
煙道４の転炉炉口との接続側はスカート５と呼ばれており、上下移動が可能な構造となっており、排ガスを回収する場合には、スカート５と転炉１の炉口とは原則的には密着した状態である。スカート５の部位には、転炉炉口圧を測定するための炉口圧検出器２０が設置され、炉口圧検出器２０の測定結果は炉圧制御演算機２１へ入力されている。
【００２５】
二次集塵機８として設置したＰＡベンチュリーにはダンパー９（以下「ＰＡダンパー９」と記す）が設置されており、ＰＡダンパー９はＰＡダンパー駆動装置２２によりその開度が調整されるようになっている。ＰＡダンパー駆動装置２２には炉圧制御演算機２１の信号が入力されており、ＰＡダンパー駆動装置２２は炉圧制御演算機２１の信号によりＰＡダンパー９の開度を調整するようになっている。即ち、炉圧制御演算機２１は、炉口圧検出器２０の測定結果に基づき、炉口圧が所定値、例えば−５mmＨ₂ Ｏ〜＋５mmＨ₂ Ｏの範囲となるように、ＰＡダンパー９の開度を調整している。この炉口圧の制御方法は、その制御性が高い方法であるならば、いかなる制御方法であっても良く、通常、一般的なＰＩ制御が行われている。
【００２６】
このようにして炉口圧の制御を行った際に、ＰＡダンパー９の開度が全閉状態となった場合には、発生ガス量が少なく、転炉１の炉口で大気の巻き込みが発生してガスの燃焼（「二次燃焼」と云う）が発生していることが把握でき、一方、ＰＡダンパー９の開度が全開状態となった場合には、発生ガス量が多く、転炉１の炉口から発生ガスが噴き出していることが把握できる。このように、特別に炉内発生ガスの推定を行わなくて、ＰＡダンパー９の開度からも炉内発生ガスの挙動を把握することができる。
【００２７】
この転炉設備には、炉圧制御演算機２１、送酸制御装置２６、排ガス流量計１１、三方弁１６、回収弁１７、送風機制御装置２７等と電気信号的に接続される転炉全体制御装置２５が設置されており、この転炉全体制御装置２５により、送酸制御、ガス回収条件判定、ガス回収設備全体の状態監視、誘引送風機１３，１４の回転数制御等の転炉設備全体の制御が行われる。
【００２８】
転炉全体制御装置２５は転炉情報装置２４と接続され、又、転炉情報装置２４は設定器２３と接続されている。設置器２３には、行う精錬が脱炭処理であるのか脱燐処理であるのかの処理種別、溶銑成分や溶銑配合量等の溶銑情報、スクラップの種類やスクラップ配合量等のスクラップ情報、精錬後の溶鋼目標成分、及び、副原料使用情報等の転炉精錬に必要な情報が入力されるようになっている。転炉情報装置２４は、設置器２３から入力された情報に基づき、当該精錬の吹錬パターンやガス回収制御条件を定め、定めた制御条件を転炉全体制御装置２５に送信する。転炉全体制御装置２５は受信した条件に基づき、上記の送酸制御、ガス回収条件判定等を実施するようになっている。尚、転炉情報装置２４は全ての情報を設置器２３から得るわけではなく、例えば溶銑温度等のように温度測定装置（図示せず）から直接入力される情報もある。
【００２９】
この構成の排ガス回収設備において、発生ガス量が少ない場合でもより多くのガスを回収するために、誘引送風機１３，１４の回転数が図２に示す工程表に基づいて決定される。
【００３０】
先ず最初に、当該精錬の吹錬パターンを決定する。吹錬パターンは転炉情報装置２４に組み込まれた吹錬パターン演算手段により決定される。吹錬パターン演算手段では、入力された主要な操業情報に基づき、送酸速度、ランス高さ、底吹きガス流量、底吹きガス種類、副原料投入に関しての指示量・変化タイミングを表す吹錬パターンが決定される。この場合、主要な操業情報とは処理種別、溶銑情報、スクラップ装入情報、溶鋼目標成分、副原料投入情報、処理時間、転炉設備状況等である。
【００３１】
吹錬パターン決定方法の１例を表１及び表２を用いて説明する。表１は、炉体補修の有無、底吹きガス可能流量、スクラップ量、転炉炉令、溶銑Ｓｉ濃度、添加ＣａＯ量の６種類の情報を検索項目として、吹錬の初期、中期、末期の３期間別に吹錬パターンを作成したテーブルであり、表２は、パターン別の送酸速度を示すテーブルである。表１及び表２は脱炭処理のためのテーブルであり、脱燐処理についても同様のテーブルが作成されており、これらのデータは転炉情報装置２４に入力されている。
【００３２】
【表１】

【００３３】
【表２】

【００３４】
表１に示す６種類の検索項目から、仮に、当該精錬の吹錬初期ではパターン７、吹錬中期ではパターン８、吹錬末期ではパターン７に該当したならば、表２により各吹錬時期の送酸速度を読みとる。この場合、送酸速度は、吹錬初期が５００００Nm³/Hr、吹錬中期が５００００Nm³/Hr、吹錬末期が３５０００Nm³/Hrとなる。このようにして、図３に例示する吹錬パターンが決定される。
【００３５】
次いで、排ガス流量を排ガス流量演算手段により推定する。この排ガス流量演算手段も転炉情報装置２４に組み込まれている。排ガス流量演算手段では、決定された吹錬パターンの送酸速度情報と副原料投入情報とに基づき、先ず、供給酸素量及び副原料ガス発生流量を求める。副原料ガス発生流量とは、例えばプラスチックを炉内に投入する際にプラスチックの燃焼によって発生する排ガス量のことである。供給酸素量及び副原料ガス発生流量は、下記に示す（１）式及び（２）式により算出することができる。
【００３６】
【数１】

【００３７】
【数２】

【００３８】
求めた供給酸素量及び副原料ガス発生流量から排ガス流量（Ｑ_ex）を下記の（３）式により算出する。尚、（３）式における定数Ｋは１．２〜２．５である。係数Ｋが送酸用上吹きランスによって変わる場合は、上吹きランス毎に定数Ｋを定めても良い。
【００３９】
【数３】

【００４０】
又、実操業における排ガス流量は、炉内に添加される副原料からのガス発生量の増減や、炉口における大気の巻き込み及び排ガスの噴出等による増減があるため、発生ガスの変動幅についても合わせて定めておく。図４は、横軸を供給酸素量と副原料ガス発生流量との和とし、これと発生する排ガス流量との関係の１例を示す図であり、図中、●印が測定点、実線が上記（３）式による推定排ガス流量（Ｑ_ex）、破線がそれぞれ推定最大排ガス流量（Ｑ_ex-max）及び推定最小排ガス流量（Ｑ_ex-min）を表している。
【００４１】
図４に示すように、排ガス流量の実測値と推定値とは良く一致することが分かる。又、推定最大排ガス流量（Ｑ_ex-max）及び推定最小排ガス流量（Ｑ_ex-min）は、推定排ガス流量（Ｑ_ex）を基準として下記の（４）式及び（５）式で表すことができる。この場合、排ガス流量の変動幅は下記の（６）式で表すことができる。
【００４２】
【数４】

【００４３】
【数５】

【００４４】
【数６】

【００４５】
次に、算出された推定排ガス流量（Ｑ_ex）、推定最大排ガス流量（Ｑ_ex-max）及び推定最小排ガス流量（Ｑ_ex-min）に基づき、回転数演算手段により誘引送風機１３，１４の回転数を演算する。この回転数演算手段も転炉情報装置２４に組み込まれている。
【００４６】
ここでの演算は、定格回転数（回転数１００％に該当）における誘引送風機性能曲線に基づき実施する。即ち、新回転数における吸引風量（Ｑ）は下記の（７）式により求めることができ、又、新回転数における発生圧力（Ｐ）は下記の（８）式により求めることができので、図５に示すような、各回転数別の誘引送風機性能曲線を得ることができる。ここで、図５に示すように、各回転数別の誘引送風機性能曲線上で風量が同一である点の圧力が、新回転数における発生圧力（Ｐ）となる。
【００４７】
【数７】

【００４８】
【数８】

【００４９】
これらの式を用いて、ＰＡダンパー９の開度を応答性の高い範囲内の或る一定値、例えば２０％として、誘引送風機１３，１４の吸引風量（Ｑ）と推定排ガス流量（Ｑ_ex）とが一致する回転数を求める。そして、求めた回転数において、ＰＡダンパー９の開度を調整することにより、推定最大排ガス流量（Ｑ_ex-max）及び推定最小排ガス流量（Ｑ_ex-min）に対応可能か否かを判定する。具体的には、図５に示す最大吸引風量（Ｑ_max ）が推定最大排ガス流量（Ｑ_ex-max）に比較して等しいか大きく、且つ、図５に示す最小吸引風量（Ｑ_min ）が推定最小排ガス流量（Ｑ_ex-min）に比較して等しいか小さい場合に、ガス変動に対して対応可能と判断する。対応可能ならば、誘引送風機１３，１４の回転数が決定され、対応可能でない場合には演算をやり直し、ガス変動幅を満足する回転数を求める。
【００５０】
転炉炉口圧制御の観点からは、誘引送風機の回転数は吹錬中変更しない方が好ましいが、精錬中の送酸速度等の変更幅が大きく、或る１つの一定回転数では排ガス変動幅に対応不可能な場合には、２以上の回転数を採用し、精錬中に回転数を変更しても良い。
【００５１】
尚、ＰＡダンパー９の応答性の高い開度とは、転炉炉口圧制御を行う上で応答性が高い開度の範囲のことであり、通常は２０％程度の開度である。又、図５に示すダンパー全開領域とは、設備の機械的な全開領域ではなく、ＰＡダンパー９の開度をそれ以上としても、ＰＡダンパー９を通過する風量が実質的に変化しない若しくは変化しにくい領域であり、ＰＡダンパー９の設備仕様によっても変化するが、例えば開度が３０％程度以上の領域であり、同様に、ダンパー全閉領域とは、設備の機械的な全閉領域ではなく、ＰＡダンパー９の開度をそれ以下としても、ＰＡダンパー９を通過する風量が実質的に変化しない若しくは変化しにくい領域であり、ＰＡダンパー９の設備仕様によっても変化するが、例えば開度が７％程度以下の領域である。
【００５２】
このようにして、誘引送風機１３，１４の回転数が決定され、転炉情報装置２４は決定した回転数を転炉全体制御装置２５に送信する。転炉全体制御装置２５は入力した信号に基づき、送風機制御装置２７を介して誘引送風機１３，１４の回転数を決定された回転数に制御する。
【００５３】
この場合、誘引送風機１３，１４の回転数を低下させると、一次集塵機６及び二次集塵機８における集塵能力が低下し、ガスホルダー１９内での粉塵の堆積や、排ガスを燃料として使用する設備への深刻な影響を及ぼす虞がある。これを防止するため、誘引送風機の回転数を決定する際には、集塵能力をも加味し、定められた含塵量以下となるように誘引送風機の回転数を決めることが好ましい。
【００５４】
誘引送風機の新回転数における排ガス中の含塵量（Ｄ）は、排ガス回収設備の設計時に決定される含塵曲線から求めることができる。含塵曲線の例を図６に示す。これは、一次集塵機６及び二次集塵機８での差圧状態から集塵能力を表す曲線である。一次集塵機６の差圧と二次集塵機８の差圧とを加えた差圧は誘引送風機１３，１４の発生圧力（Ｐ）によるものであるから、誘引送風機１３，１４の発生圧力（Ｐ）から排ガス中の含塵量（Ｄ）を求めることができる。即ち、図６において、横軸が発生圧力（Ｐ）に等しい点の含塵曲線から含塵量（Ｄ）を求めることができる。尚、図６の横軸の集塵機圧力損失は、一次集塵機６の差圧と二次集塵機８の差圧とを加えた差圧である。
【００５５】
以上の演算により得た含塵量（Ｄ）の予想値と、予め設定してある環境基準値（本実施の形態では５０mg/Nm³としている）とを比較して、含塵量（Ｄ）の予想値が環境基準値より小さい場合には、定めた回転数を誘引送風機１３，１４の回転数として採用し、一方、含塵量（Ｄ）の予想値が環境基準値より大きい場合には、誘引送風機１３，１４の回転数を計算し直し、環境基準値を満足させる。吸引風量と含塵量との双方を満足できる回転数が求まらない場合には、含塵量を優先させて回転数を決定する。尚、集塵能力を演算する集塵能力演算手段も転炉情報装置２４に組み込まれている。
【００５６】
次に、このようにして構成される本発明による転炉排ガス回収設備を用いて転炉１から発生するガスを回収する方法について説明する。
【００５７】
先ず最初に、上記に説明したようにして当該精錬における誘引送風機１３，１４の回転数を決定し、その回転数で誘引送風機１３，１４を稼働させる。
【００５８】
この場合、処理種別毎に送酸速度が決まっている場合には、上記の方法によって求めた回転数を転炉情報装置２４の記憶部に記憶しておき、当該精錬に対応する回転数を記憶部から取り出すようにしても良い。この例を表３により説明する。表３では、処理種別として、レススラグ吹錬の脱炭精錬、スラグ有り吹錬の通常脱炭精錬、予備処理として行う脱燐精錬の３種類に分類し、当該精錬がどの処理種別に該当するかを設定器２３に入力するだけで、誘引送風機１３，１４の回転数が表３に示す値に制御される。
【００５９】
【表３】

【００６０】
次いで、転炉１内に溶銑２を主原料として装入し、更に必要に応じて、フラックスとしての生石灰、Ｆｅ−Ｍｎ合金鉄代替のマンガン鉱石、脱燐剤としての鉄鉱石やミルスケール、並びに、炭素源としてのコークスや合成樹脂を副原料として添加して、上吹きランス３から純酸素を溶銑湯面に向かって吹き付け、溶銑２の脱炭吹錬若しくは脱燐処理を実施する。図１では示していないが、転炉１の炉底から撹拌用ガスを溶銑２中に吹き込んでも良く、又、上吹きランス３に替わって転炉１の炉底から純酸素を吹き込んでも良い。
【００６１】
特に、合成樹脂はコークスや黒鉛等の炭素源に比較して硫黄及び燐の含有量が少ないので、その燃焼熱により溶銑２を汚染することなく加熱することができ、この加熱により鉄スクラップやマンガン鉱石の配合比率を高めることが可能となる。又、合成樹脂の燃焼によりＣＯガスが生成されると共に、ＣＯ₂ ガスは合成樹脂中の炭素及び水素によりＣＯガスに改質されるので、排ガス中の未燃焼ガスの濃度及び排ガス流量が増加し、未燃焼ガスの回収量を増加させることが可能となる。更に、合成樹脂の廃棄物は、従来その大部分がゴミ埋立地等に投棄されていたが、転炉１内へ供給することにより有効にリサイクル活用される。従って、溶銑２の脱炭吹錬及び脱燐処理共に、その精錬中に転炉１内若しくは煙道４内に合成樹脂、望ましくは合成樹脂の廃棄物を投入・添加することが好ましい。
【００６２】
そして、この精錬により発生するガスは誘引送風機１３，１４により吸引される。この場合、前述したように、転炉炉口圧は炉圧制御演算機２１によるＰＡダンパー９の開度調整により所定の範囲に制御されており、その結果、転炉１からの発生ガス流量と誘引送風機１３，１４による吸引風量とがほぼ等しく制御されるので、低送酸速度域であっても転炉１の炉口での大気の巻き込みが抑制され、未燃焼のガス回収量を増加させることができる。
【００６３】
上記に沿って実施した吹錬における誘引送風機１３，１４の回転数、供給酸素量及び副原料ガス発生流量についての例を図７及び図８に示す。図７は、供給酸素量は一定で、吹錬直後からの合成樹脂投入により副原料ガス発生流量が増加する吹錬パターンであるが、ＰＡダンパー９の開度調整で対処可能であり、誘引送風機１３，１４の回転数を８５％一定とした例である。図８は、吹錬末期で供給酸素量が下がる吹錬パターンであるが、この場合もＰＡダンパー９の開閉で対処可能であり、誘引送風機の１３，１４の回転数を９５％一定とした例である。
【００６４】
本発明の転炉排ガス回収設備を用いて転炉１から発生するガスを回収した場合、脱炭吹錬時には吹錬末期のガス回収増により溶銑トン当たり２Nm³ のガス回収増が可能であり、又、従来ガス回収が不可能であった脱燐処理時には溶銑トン当たり５０Nm³ のガス回収が可能であった。更に、この場合、排ガス中の含塵量は全く増加せず、大気汚染やガス回収設備におけるダスト障害は全く発生しなかった。
【００６５】
【発明の効果】
本発明によれば、発生する排ガス流量を予測し、この排ガス流量に応じて予め誘引送風機の回転数を設定するので、常に転炉からのガス発生量と誘引送風機の吸引風量とが同程度になり、脱炭吹錬の末期や脱燐処理等の低送酸速度域であっても転炉排ガス中への大気の混入が防止され、転炉から発生するＣＯガス等を未燃焼のまま回収することが可能となり、工業上有益な効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す図であって、転炉設備の構成と、本発明による転炉排ガス回収設備の構成とを合わせて示す概略図である。
【図２】誘引送風機の回転数を決定する工程を示す図である。
【図３】求めた吹錬パターンの例を示す図である。
【図４】供給酸素量と副原料ガス発生流量との和と、発生する排ガス流量との関係の１例を示す図である。
【図５】各回転数別の誘引送風機性能曲線を示す図である。
【図６】排ガス回収設備における含塵曲線の例を示す図である。
【図７】誘引送風機の回転数、供給酸素量及び副原料ガス発生流量についての実施例を示す図である。
【図８】誘引送風機の回転数、供給酸素量及び副原料ガス発生流量についての実施例を示す図である。
【符号の説明】
１転炉
２溶銑
３上吹きランス
４煙道
６一次集塵機
８二次集塵機
９ＰＡダンパー
１３Ｎo.１誘引送風機
１４Ｎo.２誘引送風機
１６三方弁
１８煙突
１９ガスホルダー
２０炉口圧検出器
２１炉圧制御演算機
２２ＰＡダンパー駆動装置
２３設定器
２４転炉情報装置
２５転炉全体制御装置
２６送酸制御装置
２７送風機制御装置

Claims

転炉から発生する排ガスを吸引するための誘引送風機を備えた転炉排ガス回収設備において、処理種別、溶銑情報、スクラップ装入情報、溶鋼目標成分、副原料投入情報、処理時間、転炉設備状況からなる操業情報に基づいて当該精錬の送酸速度、ランス高さ、底吹きガス流量、底吹きガス種類、副原料投入に関しての指示量・変化タイミングを表す吹錬パターンを決定する吹錬パターン演算手段と、該吹錬パターン演算手段により決定された吹錬パターンに基づいて転炉からの排ガス流量を推定する排ガス流量演算手段と、該排ガス流量演算手段により推定された排ガス流量に基づいて前記誘引送風機の回転数を決定する回転数演算手段と、該回転数演算手段により決定された誘引送風機の回転数における誘引送風機の発生圧力から排ガス中の含塵量を求め、該含塵量と予め設定された環境基準値とを比較して、含塵量が環境基準値より小さい場合には定めた回転数を誘引送風機の回転数とし、含塵量が環境基準値より大きい場合には環境基準値を満足する回転数に計算し直す集塵能力演算手段と、を具備することを特徴とする転炉排ガス回収設備。
更に、誘引送風機の吸引風量と排ガス流量との流量差を調整して転炉炉口圧を所定値に制御するための、開度調整が可能なダンパーを具備することを特徴とする請求項１に記載の転炉排ガス回収設備。
更に、決定された誘引送風機の回転数を記憶する記憶手段と、記憶した回転数を出力する回転数出力手段とを具備し、当該精錬の誘引送風機の回転数を前記記憶手段に記憶された数値に基づいて決定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の転炉排ガス回収設備。
転炉から発生する排ガスを誘引送風機により吸引し、回収する転炉排ガス回収方法において、当該吹錬の開始前に、処理種別、溶銑情報、スクラップ装入情報、溶鋼目標成分、副原料投入情報、処理時間、転炉設備状況からなる操業情報に基づいて当該精錬の送酸速度、ランス高さ、底吹きガス流量、底吹きガス種類、副原料投入に関しての指示量・変化タイミングを表す吹錬パターンを決定し、決定された吹錬パターンに基づいて転炉からの排ガス流量を推定し、推定した排ガス流量と誘引送風機の吸引風量とが合致するように誘引送風機の回転数を定め、定めた回転数における誘引送風機の発生圧力から排ガス中の含塵量を求め、該含塵量と予め設定された環境基準値とを比較して、含塵量が環境基準値より小さい場合には定めた回転数を誘引送風機の回転数とし、含塵量が環境基準値より大きい場合には環境基準値を満足する回転数に計算し直すことを特徴とする転炉排ガス回収方法。
転炉では、溶銑の脱燐処理を行い、この精錬により発生するガスを回収することを特徴とする請求項４に記載の転炉排ガス回収方法。
転炉内若しくは排ガス流路内に副原料として合成樹脂を投入して溶銑を精錬し、この精錬により発生するガスを回収することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の転炉排ガス回収方法。