JP4795506B2 - Dust collection hood for molten metal refining equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、溶融金属精錬設備用の集塵フードに係り、特に、その集塵フードを構成する水冷式のメンブレンパネルの長寿命化を図る技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
製鋼用転炉や予備処理設備等の高温ガス雰囲気に曝される設備においては、多数の冷却水用チューブがフィンを介してほぼ平行な状態で溶接されてなるメンブレン型の冷却構造(以下、「メンブレンパネル」という)が採用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
このような水冷式メンブレンパネルにおいては、排ガス中に含まれるダストによる磨耗や、高温ガスおよび地金付着などによる酸化腐食によって、チューブが減肉するという問題がある。
そこで、上記水冷式メンブレンパネルのチューブの減肉を抑えて、寿命低下を防止するために、高温の排ガスに曝される内側表面に、耐磨耗性に優れたセラミック溶射や、耐腐蝕性に優れたステンレス溶射、さらには耐磨耗性および耐腐蝕性に優れた自溶性合金を溶射する技術が知られている。
【0004】
しかしながら、溶融金属の精錬においては、溶融金属のスプラッシュが発生し、そのために、メンブレンパネル表面に対する地金の付着が激しく、操業の合間に地金除去が頻繁に行われる場合がある。そのような場合には、地金除去に伴うメンブレンパネルに対する衝撃荷重が大きく、通常の溶射によって形成した溶射被膜は剥離し、さらには水冷チューブ本体の損耗も著しく進行するという問題があった。
そこで、この発明は、従来技術が抱える上記問題点を解決したメンブレンパネルの表面保護技術を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、上記目的を実現するために鋭意研究した結果、以下の内容を要旨構成とする発明に想到した。すなわち、この発明の溶融金属精錬設備用集塵フードは、炉内側表面に溶射被膜を形成してなるチューブとフィンとからなる水冷式メンブレンパネルを有する溶融金属精錬設備用集塵フードにおいて、前記フィンの炉内側表面には、前記チューブ高さを超えて突出した保護板が取付けられていることを特徴とする。
【0006】
このような構成によれば、チューブやフィンの外表面を含んだメンブレンパネル表面に付着・堆積する地金量は増加するものの、付着地金を除去する際の衝撃荷重は、従来のようにメンブレンパネルに対して直接的に作用することがなく、保護板が受けることになるため、チューブを含んだメンブレンパネルの表面に形成されることのある溶射被膜が剥離したり、また溶射被膜のないチューブ母材が磨耗することもなく、メンブレンパネルの長寿命化を図ることができる。
上記保護板は、その形状を単純なものとすることによって、地金除去時の衝撃荷重により保護板が変形、損耗した場合でも、その補修が容易となる。したがって、従来のように、メンブレンパネルの寿命によるパネルの新規製作や更新工事を必要としないので、保全コストを大幅に削減することができる。
【0007】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明にかかる溶融金属精錬設備用排ガス集塵フードの一実施形態の概略を示している。この集塵フード10は、溶銑輸送容器11(以下、「トピードカー」という)内での溶銑予備処理により発生する排ガスを回収するための集塵装置を構成するもので、トピードカー11の開口部から上方に向かって離間した位置において開口し、溶銑予備処理により発生する排ガスを有効に捕集するための下部フード12をその下部に有し、その中央部においては上部フード13に形成されているとともに、図示を省略した排ガス処理設備に誘導される集塵ダクト14に連続している。
【0008】
上記トピードカー11の開口部の上部では、処理中の排ガス温度が約1500℃の高温雰囲気となっているため、下部フード12およびその上方にある集塵パネル10の一部、即ち、上部フード13の内側表面には、図2よび図3に示すように、多数の冷却用チューブ18とフィン16とからなるメンブレンパネル20を備えている。このようなメンブレンパネル20は、多数の冷却用チューブ18を隣接配置し、それらのチューブ18の間にフィン16が溶接されてなるチューブ・フィン溶接構造をなし、各チューブ18には給水ヘッダ22から冷却水が供給され、排水ヘッダ23から図示を省略した循環ポンプを経て再循環されて、下部フード12および上部フード13の内側の広い面積を効率良く冷却する目的で使用されている。
【0009】
この発明にかかる溶銑予備処理用排ガス集塵フード10においては、図3に示すように、メンブレンパネル20の排ガスと接触する側(以下、「炉内側」と言う)のフィン16の表面には、チューブ18表面を覆う溶射被膜やチューブ18自体を保護するための保護板26が、溶接・固定されている。
【0010】
この保護板26は、例えば、安価かつ入手の容易な低炭素鋼から構成されるとともに、フィン16表面から突出したチューブ18の高さhを超えて炉内側にほぼ垂直に突出する高さHと、隣接するチューブ18間の距離よりも若干小さい幅Wと、チューブ18の長手方向に沿う長さLとを有する矩形板状に形成されている。
【0011】
このような保護板26の上記チューブ18の高さhを超えた突出量(H−h)は、10〜20mmの範囲とすることが望ましい。その理由は、20mmを超えると保護板先端の冷却効果が低下するので、フィン16と保護板26の熱伸び差が生じて、保護板26に熱変形が生じるからであり、また10mm未満では、保護板先端の磨耗により、チューブ高さとなるまでの寿命が小さくなるためである。さらに、フィン16の突出高さHは、すべてのフィン16に対して同じ高さでなくても良く、例えば、フード下部開口からより近い部分にあるフィンに対しては、より高く形成することもできる。
【0012】
また、保護板26は、その形状がなるべく単純なものとすることが好ましく、例えば、矩形板状の他に三角柱のような形状とすることができるが、これらの形状に限定されるものではない。
このように保護板26の形状を単純化することによって、地金除去時の衝撃荷重により保護板が変形したり損耗した場合に、補修が容易であり、フードの保全コストを大幅に低減できるという効果がある。
【0013】
さらに、上記隣接する保護板26の間に位置するメンブレンパネル20の炉内側の表面、すなわち、各チューブ18の外表面と、保護板26の取付部分以外のフィン16の表面には、自溶性合金の溶射皮膜24が形成されている。この自溶性合金は、JIS H 8303に規定されているようなニッケル基合金やコバルト基合金、あるいはその他の、銅基合金に、BやSiなどのフラックス成分を含有させたものであり、このような自溶性合金をメンブレンパネル20の炉内側のチューブ18の外面上に、半溶融状態の皮膜を形成できる一定の条件で溶射することによって合金皮膜を形成した後、1000〜1100℃の温度条件でフュージング処理を行って、メンブレンパネル20との密着性が高い溶射皮膜24を形成する。
【0014】
上記の如く構成された保護板26をフィン16の表面に設けた排ガス集塵フードにおける、そのメンブレンパネル表面への付着地金28の分布状態が図4に概略的に示され、併せて、保護板26を設けない従来技術による付着地金28の分布状態が同じく図5に示される。
【0015】
これらの図から理解されるように、保護板26を設けない従来のメンブレンパネルにおいては、溶融金属容器内から噴出した地金は、チューブ18の外表面に形成した溶射被膜24およびフィン16表面に直接的に衝突し、そこに付着・堆積していく。この発明による保護板を設置したメンブレンパネルにおいては、図5に示す従来のメンブレンパネルに比べ、炉内側表面の凹凸が大きいため、地金付着量は増加するものの、地金除去時の治具30による衝撃は、保護板26が受けるように構成されているため、チューブ18や溶射被膜24が損傷を受けることがない。
【0016】
すなわち、上記付着地金28の剥離・除去時には、付着地金28に加えられた振動や衝撃荷重は、図5に示すような従来技術の場合には、メンブレンパネルに直接伝達されるので、チューブ18や溶射被膜24を損傷させることになるが、図4に示すようなこの発明による実施形態においては、保護板26に伝達されるので、チューブ18や溶射被膜24が損傷を受けることがない。
【0017】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、メンブレンパネル表面に直接的に付着する地金量は増加するものの、これらの付着地金を剥離・除去する際の衝撃荷重は、従来のようにメンブレンパネルに対して直接的に作用することなく、保護板が受けることになるため、チューブや溶射被膜の損傷がなくなり、メンブレンパネルの長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の溶融金属精錬設備用排ガス集塵フードの一実施形態を示す概略図。
【図2】本発明の一実施形態におけるメンブレンパネルの概略的な平面図および側面図。
【図3】本発明の一実施形態におけるメンブレンパネルと、その上に形成される保護板とを示す断面図である。
【図4】本発明の一実施形態におけるメンブレンパネル上に付着した地金層の分布を示す断面図。
【図5】従来技術によるメンブレンパネル上に付着した地金層の分布を示す断面図。
【符号の説明】
10 集塵フード
11 トピードカー
12 下部フード
13 上部フード
14 集塵ダクト
16 フィン
18 チューブ
20 メンブレンパネル
24 自溶性合金溶射皮膜
26 保護板
28 地金
30 地金除去用治具[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a dust collection hood for a molten metal refining facility, and more particularly, to a technique for extending the life of a water-cooled membrane panel constituting the dust collection hood.
[0002]
[Prior art]
In equipment exposed to high-temperature gas atmospheres such as steelmaking converters and pretreatment equipment, a membrane type cooling structure (hereinafter referred to as “ Membrane panel ”) is used.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In such a water-cooled membrane panel, there is a problem that the tube is thinned due to wear due to dust contained in the exhaust gas or oxidative corrosion due to high-temperature gas and metal adhesion.
Therefore, in order to suppress the thinning of the tube of the water-cooled membrane panel and prevent a decrease in the service life, the inner surface exposed to the high temperature exhaust gas has a ceramic spray with excellent wear resistance and corrosion resistance. Techniques for spraying excellent stainless steel sprays, as well as self-fluxing alloys excellent in wear resistance and corrosion resistance are known.
[0004]
However, in the refining of the molten metal, a splash of the molten metal is generated, and therefore, the adhesion of the metal to the surface of the membrane panel is intense, and the metal is often removed between the operations. In such a case, there is a problem that the impact load on the membrane panel due to the removal of the metal is large, the sprayed coating formed by normal spraying is peeled off, and further, the wear of the water-cooled tube body is significantly advanced.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a membrane panel surface protection technique that solves the above-described problems of the prior art.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to achieve the above object, the inventors have come up with an invention having the following contents. That is, the dust collection hood for a molten metal refining facility according to the present invention is the dust collection hood for a molten metal refining facility having a water-cooled membrane panel composed of a tube and a fin having a sprayed coating formed on the inner surface of the furnace. A protective plate protruding beyond the height of the tube is attached to the inner surface of the furnace.
[0006]
According to such a configuration, although the amount of metal that adheres and accumulates on the surface of the membrane panel including the outer surfaces of the tubes and fins increases, the impact load when removing the adhered metal is the same as in the past. Since the protective plate does not act directly on the panel, the sprayed coating that may be formed on the surface of the membrane panel including the tube peels off, or the tube has no sprayed coating. The lifetime of the membrane panel can be extended without the base material being worn.
By making the shape of the protection plate simple, even when the protection plate is deformed or worn out due to an impact load at the time of metal removal, the protection plate can be easily repaired. Therefore, unlike the prior art, it is not necessary to newly manufacture or renew the panel due to the life of the membrane panel, so that the maintenance cost can be greatly reduced.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 schematically shows an embodiment of an exhaust gas dust collecting hood for a molten metal refining facility according to the present invention. The
[0008]
At the upper part of the opening of the topped car 11, the exhaust gas temperature during processing is a high temperature atmosphere of about 1500 ° C., so that the
[0009]
In the hot metal pretreatment exhaust gas
[0010]
The
[0011]
The protruding amount (Hh) of the
[0012]
Moreover, it is preferable that the shape of the
By simplifying the shape of the
[0013]
Further, the inner surface of the
[0014]
In the exhaust gas dust collecting hood provided with the
[0015]
As can be understood from these drawings, in the conventional membrane panel not provided with the
[0016]
That is, at the time of peeling / removing the adhered
[0017]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, although the amount of metal directly attached to the surface of the membrane panel increases, the impact load at the time of peeling and removing these adhered metal is the same as the conventional membrane. Since the protective plate is received without acting directly on the panel, the tube and the sprayed coating are not damaged, and the life of the membrane panel can be extended.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of an exhaust gas dust collecting hood for a molten metal refining facility according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic plan view and side view of a membrane panel according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a membrane panel and a protective plate formed thereon in one embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a distribution of a metal layer attached on a membrane panel according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the distribution of a metal layer attached on a membrane panel according to the prior art.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
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