JP4189132B2 - 真空脱ガスの操業方法及び装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば溶融金属真空脱ガスの際に使用される減圧用ブースターおよびエジェクターまたは駆動蒸気を凝縮するコンデンサー内に堆積するダストの除去方法とその装置およびこのダスト除去装置を具備した真空排気装置の使い方に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
金属製造工程においては、種々の工程において真空処理を施すことは周知である。特に、製鋼工程においては溶鋼の真空脱ガスは、近年の鋼材品質要求の厳格化に対応すべくその負荷は増大化の一途にある。負荷鋼種の増大化により真空脱ガス中に発生するダスト量も増加傾向にあり、真空排気系への堆積ダスト量も増加しており、吸引ガスの通路であるブースターおよびエジェクター内はもとより、使用蒸気を凝縮するコンデンサー内トレー部へのダスト堆積量は増加しており、真空排気装置系内の詰まり発生により真空排気能力の低下等の障害となっている。
【０００３】
真空排気装置系内の堆積ダストは、除去手段がとられておらず定期的に装置の運転を停止し、人力により清掃作業が行われているのが実情である。例えば、堆積ダストが最も著しいコンデンサーの場合、従来操業においては、コンデンサー上部および下部のマンホールを開け、マンホールより作業者がコンデンサー内にはいり、コンデンサートレー部に堆積したダストの除去作業を行うのであるが、同作業は装置内部が高温、粉塵、作業場が狭く、作業箇所が高所である等の作業環境が劣悪で、且つ重筋作業であり危険を伴う作業である。また、堆積ダストを少しでも軽減するために、低真空処理時においても、本来不必要なコンデンサーへの通水を余儀無くされ、無駄なユーティリティーの消費を強いられていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
真空脱ガス処理指定鋼種の増加している条件下では、ダスト除去のための定期的な真空脱ガス処理設備の休止等は極力廃止することが望ましく、ダスト対策は種々実行されてきているが、真空排気装置のダスト対策として、メンテフリーが未だ実現していない状態にある。従来より、真空排気系内の堆積ダスト除去作業は人力により行っており、その作業環境の悪さから早急な解決が望まれていた。又、確実なダスト堆積除去対策が可能となれば、真空排気装置構成機器の使い方も大幅に変更が可能となり、無駄なユーティリティー消費の防止ひいては、その精錬性能（脱炭性能）の向上も見込まれる。
本発明は、従来のこのような問題点を解消し、真空排気系内の堆積ダストの自動除去を可能とし、装置の稼働率を高めることが可能な真空排気系内ダスト除去方法および装置を提供するとともに、その装置を具備することを特徴とした真空脱ガスの操業方法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】
上記課題を解決するため、本発明者は鋭意検討を重ねた結果、ブースター、エジェクター、コンデンサーから構成される真空排気装置系のダスト除去に際して、真空脱ガス処理中に系内に堆積したダストを、真空脱ガス処理終了後に系内の圧力を大気圧状態としたあと、ガス流れ方向に対して各機器の上流側から高圧洗浄水をダスト排出方向に向かって噴射し、系内の上流機器から下流機器へ順次高圧洗浄を切り替えてダストを押し流すことにより真空排気装置系のダスト除去を行い、真空脱ガス処理中でかつ低中真空領域でのブースター非作動領域時にコンデンサーの冷却水を停止することにより真空脱ガス処理の脱炭時間を短縮することを特徴とする真空脱ガスの操業方法を考案した。
また、上記方法に用いられるブースター、エジェクター、コンデンサーから構成される真空排気装置系のダスト除去装置において、高圧洗浄水を吹き付ける高圧洗浄ポンプを配し、前記高圧洗浄ポンプからブースター（１ａ、１ｂ、１ｃ）、コンデンサー（３ａ）、エジェクター（２ａ、２ｂ）に高圧洗浄配管を個々に配置し、その配管毎に高圧洗浄遮断弁を配置することを特徴とする真空排気装置のダスト除去装置を考案した。また、コンデンサー（３ａ）とエジェクター（２ａ、２ｂ）間にある可動弁および吸入管屈曲部に高圧洗浄管を配置し、高圧洗浄を可能にした。
さらに、ダスト堆積の多いコンデンサーのトレー部及び／又はエジェクター内面をダスト難付着材質によってコーティングあるいはダスト難付着材料を使用することとし、ダスト難付着材質が、ポリテトラフルオロエチレン、アルマによるコーティング、ダスト難付着材料がステンレス鋼を用いることを知見し、本発明を完成するに至った。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１には、真空ポンプを活用した溶鋼真空脱ガス装置（溶融金属真空処理設備）に使用する真空排気装置系および高圧洗浄システムの一例を示したものである。真空処理時の排出ガスは、減圧用ブースター１ａ，１ｂ，１ｃおよび／またはエジェクター２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄによって吸引され、各ブースター、エジェクターにて使用された駆動蒸気は、蒸気凝縮装置であるコンデンサー３ａ，３ｂ，３ｃにより使用蒸気は逐次凝縮化される。排出ガス吸引時および使用蒸気の凝縮に際し、発生ガス中のダストも同時に各機器に付着堆積し、特にコンデンサートレー板４には顕著な付着堆積が見られ、従来法においては、コンデンサー３ａにおける冷却水の止水は、操業上困難であり、このため、コンデンサー冷却水温における同伴蒸気を吸引する能力を加味した設備能力となっていた。
【０００７】
この付着堆積ダストの除去を確実に行い、かつ、低・中真空領域でのエジェクター能力を最大限に発揮（低・中真空領域でのコンデンサー止水による同伴蒸気量分の活用）が出来るようにするために、ダスト付着が特に顕著な部位であるコンデンサートレー板４をポリテトラフルオロエチレン等のダスト難付着材質によってコーティングあるいはダスト難付着材料であるステンレス鋼を適用する。場合によっては、エジェクター内面も上記と同様のものを適用することが望ましい。そして、高圧洗浄ポンプ５および高圧洗浄配管回路６を設け、各高圧洗浄配管６より各機器にダスト除去用高圧水を供給するようになっている。高圧洗浄水は処理終了後の大気圧状態としたあとより、高圧洗浄用遮断弁７を介し順次上流側より供給されることとなる。
本方式を用いることにより、低・中真空領域でのコンデンサー３ａの止水が可能となり、コンデンサー冷却水からの同伴蒸気量がなくなり、後段エジェクター能力ｍａｘまで排出ガスの吸引が可能となり精錬効率の向上が図られた。
【０００８】
図２は真空排気系高圧洗浄水噴射要領の操作手順を示すフロー図で、真空脱ガス処理終了後に系内の圧力を大気圧状態としたあと、１ａから順次高圧洗浄を１ｂ，１ｃ，２ａ，２ｂとダスト排出方向に向かって洗浄し、最後にコンデンサー３ａ内を高圧洗浄して終了する。実施例では、洗浄時間を１０sec 程度としているが、付着ダストの性状等により変更が必要である。また、当洗浄については、処理終了毎に実施することが望ましい。
【０００９】
【実施例】
表１に本発明を適用し、低・中真空領域でコンデンサーを止水した真空排気処理操業パターン（機器作動パターン）の実施例を示す。
【００１０】
【表１】

【００１１】
図３は、従来の操業パターン（低・中真空領域でのコンデンサー止水なしの場合）を、図４は、本発明を活用し低・中真空領域でコンデンサーを止水した真空排気処理操業パターンを用いた場合の脱炭挙動を示す。
【００１２】
従来は、真空処理中に発生するダストが真空排気系各機器に付着堆積し、真空排気能力の低下をまねくため、定期的な頻度にて例えば１回／月にて、人力により各機器に堆積付着しているダストを除去していた。除去に際しては、作業環境劣悪の中でかつ作業負荷が高く、ＣＯガスの発生の可能性のある不安全な環境下での作業であるため、作業者にとって非常に精神的苦痛であり、同作業の廃止が必要であった。
【００１３】
本発明により真空排気系の付着堆積ダスト除去作業は廃止され、メンテナンスフリーな設備が実現した。また、本発明を適用することにより、中・低真空領域において表１に示すごとくコンデンサー３ａの止水が可能となり、ユーティリティーの節減が可能となると同時に精錬効率が大幅に向上した。さらに、図３と図４を比較すると明らかなように、本発明の方が高真空領域への到達時間が大幅に短縮され、中真空領域での脱炭効率が大幅に改善することが明らかである。この効果は、処理時間短縮等の生産効率向上はもちろんのこと、ランニングコスト低減にも大きく寄与する。
【００１４】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような装置により構成されており、メンテナンスフリーが実現し高い操業効率を期待することができるとともに、本発明を適用することで中・低真空領域でのコンデンサー止水操業が可能となり、簡単な設備装備にて実用性、耐久性、経済性にもすぐれた装置に改良することが可能であり、工業的価値が極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される真空排気系概略図。
【図２】真空排気系高圧洗浄水の噴射要領操作手順を示すフロー図。
【図３】従来方法を適用した場合の操業での脱炭挙動を示す図。
【図４】本発明を適用した場合の操業での脱炭挙動を示す図。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ，１ｃ：ブースター
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ：エジェクター
３ａ，３ｂ，３ｃ：コンデンサー
４：コンデンサートレー
５：高圧洗浄ポンプ
６：高圧洗浄配管回路
７：高圧洗浄用遮断弁
８：可動弁
９：吸入管屈曲部

Claims (5)

1. ブースター、エジェクター、コンデンサーから構成される真空排気装置系のダスト除去に際して、真空脱ガス処理中に系内に堆積したダストを、真空脱ガス処理終了後に系内の圧力を大気圧状態としたあと、ガス流れ方向に対して各機器の上流側から高圧洗浄水をダスト排出方向に向かって噴射し、系内の上流機器から下流機器へ順次高圧洗浄を切り替えてダストを押し流すことにより真空排気装置系のダスト除去を行い、真空脱ガス処理中でかつ低中真空領域でのブースター非作動領域時にコンデンサーの冷却水を停止することにより真空脱ガス処理の脱炭時間を短縮することを特徴とする真空脱ガスの操業方法。
2. 請求項１に記載の方法に用いられるブースター、エジェクター、コンデンサーから構成される真空排気装置系のダスト除去装置において、高圧洗浄水を吹き付ける高圧洗浄ポンプを配し、前記高圧洗浄ポンプからブースター（１ａ、１ｂ、１ｃ）、コンデンサー（３ａ）、エジェクター（２ａ、２ｂ）に高圧洗浄配管を個々に配置し、その配管毎に高圧洗浄遮断弁を配置することを特徴とする真空排気装置のダスト除去装置。
3. コンデンサー（３ａ）とエジェクター（２ａ、２ｂ）間にある可動弁および吸入管屈曲部に高圧洗浄管を配置し、高圧洗浄を行う事を特徴とする請求項２記載の真空排気装置のダスト除去装置。
4. ダスト堆積の多いコンデンサーのトレー部及び／又はエジェクター内面をダスト難付着材質によってコーティングあるいはダスト難付着材料を使用することを特徴とする請求項２又は３記載の真空排気装置のダスト除去装置。
5. ダスト難付着材質が、ポリテトラフルオロエチレン、アルマによるコーティング、ダスト難付着材料がステンレス鋼であることを特徴とする請求項４記載の真空排気装置のダスト除去装置。

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