JP5962688B2 - 高温ガスダクト - Google Patents

Description

本発明は、溶銑の転炉精錬前処理装置や電気炉等において、発生する高温のガスを導くために用いられる高温ガスダクトに関するものである。

高炉から出銑された溶銑は、いったん溶銑鍋に受けられて転炉に移され、転炉で脱炭精錬等が行われるが、通常、転炉での精錬の前に溶銑鍋内の溶銑に対して脱Ｓｉ精錬や脱Ｐ精錬が行われる。

このような溶銑の転炉精錬前処理に使用される転炉精錬前処理装置の一例を図１に示す。

図１に示すように、転炉精錬前処理装置１は、溶銑鍋２内の溶銑３に酸素や石灰等を吹き込むランス４、５と、溶銑の転炉精錬前処理時に発生する高温ガス（ＣＯ等）を回収するダクト（高温ガスダクト）１０と、ダクト１０で導かれてきたガス中のダストを除去するサチュレータ６等を備えている。

そして、ダクト１０は、ガスの流れる方向に向かって複数のユニット（ダクトユニット）１１で形成されており（図１では、５個のユニット）、発生する高温ガス（例えば、１５００℃）に対応するために、各ユニット１１は、高温ガスに接する内板１２とその外側に配された外板１３を有する二重管構造になっていて、内板１２と外板１３の間に、内板１２に向けて冷却水１８を噴射するスプレーノズル（冷却水供給機構）１７を備えている（例えば、特許文献１）。

そして、各ユニット１１は、それぞれ長手方向（ガスの流れる方向）の両端部の内板１２と外板１３の間が閉鎖されていて、内板１２に噴射された冷却水１８は、各ユニット１１の下側端部（図１中に○印で示した個所）に集まる構造となっている。

ここで、ユニット１１の下側端部を拡大した図を図２に示す。

図２に示すように、ユニット１１（１１Ｘ）は、その下側端部において、内板１２と外板１３の間に平板１４が溶接されており（内板１２との溶接部１５、外板１３との溶接部１６）、その平板１４で内板１２と外板１３の間が閉鎖されている。これによって、内板１２に噴射された冷却水１８は、ユニット１１Ｘの下側端部に集まり、水溜まり１９が発生する。

しかし、この部位に水溜まり１９が発生すると、冷却効率が低下してしまうので、この水溜まり１９の発生を防止するために、ユニット１１Ｘの下側端部に冷却水１８の排出部２０（排水枡２１、排水配管２２）が設けられている。これによって、内板１２に噴射された冷却水１８は、排水枡２１に集められた後、排水枡２１に繋がる排水配管２２を経由して回収される。

なお、電気炉等においても、発生する高温ガスを導くために、上記と同様のダクトが用いられている（例えば、特許文献２）。

特開平１１−２６４００７号公報 特開平０７−０５５３６３号公報

しかしながら、図１に示したダクト１０において、図２に示したユニット１１Ｘを使用した場合、以下のような問題がある。

すなわち、ユニット１１Ｘにおいて、排出部２０（排水枡２１、排水配管２２）の排水能力を上回る冷却水が噴射された場合、ユニット１１Ｘの下端部に水溜まり１９が発生し、ユニット１１Ｘの下端部の冷却効率が低下する。それにより、ユニット１１Ｘに負荷される熱応力が増大し、特に、高温ガスに接触するとともに角部である、内板１２側の溶接部１５は熱応力集中個所となり、亀裂が発生する。さらに、水溜まり１９の水位が溶接部１５の高さ位置を越えると、亀裂個所より水漏れが発生する。その結果、操業停止等を招く可能性がある。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、溶銑の転炉精錬前処理装置や電気炉等において、高温のガスを導くために用いられる高温ガスダクトとして、ダクトユニットの熱損傷（亀裂発生）を的確に防止することができる高温ガスダクトを提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。

［１］高温ガスを導くダクトであって、複数のユニットで形成され、各ユニットは外板と高温ガスに面する内板を有する二重管構造であり、外板と内板の間に、内板に向けて冷却水を供給する供給機構を備え、各ユニットの両端部の外板と内板の間は閉じていて、下側となる側の端部に排水部が設けられているとともに、下側となる側の端部の内板側の縁が当該ユニットの長手方向において曲がった曲面であることを特徴とする高温ガスダクト。

［２］前記内縁の曲面部は、端部を塞ぐ板を湾曲させて形成し、内板の端部に溶接してなることを特徴とする前記［１］に記載の高温ガスダクト。

［３］前記［１］または［２］に記載の高温ガスダクトを備えていることを特徴とする溶銑の転炉精錬前処理装置。

本発明に係る高温ガスダクトは、ダクトユニットの熱損傷（亀裂発生）を的確に防止することができる。

溶銑の転炉精錬前処理装置を示す図である。 従来のダクトユニットを示す図である。 本発明の一実施形態におけるダクトユニットを示す図である。

本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

図１に示したと同様に、本発明の一実施形態におけるダクト（高温ガスダクト）１０は、溶銑の転炉精錬前処理装置１に設置されており、溶銑の転炉精錬前処理時に発生する高温ガス（ＣＯ等）を回収して、サチュレータ６に導くようになっている。

そして、ダクト１０は、ガスの流れる方向に向かって複数のユニット（ダクトユニット）１１で形成されており（図１では、５個のユニット）、発生する高温ガス（例えば、１５００℃）に対応するために、各ユニット１１は、高温ガスに接する内板１２とその外側に配された外板１３を有する二重角管構造になっていて、内板１２と外板１３の間に、内板１２に向けて冷却水１８を噴射するスプレーノズル（冷却水供給機構）１７を備えている。

そして、各ユニット１１は、それぞれ長手方向（ガスの流れる方向）の両端部の内板１２と外板１３の間が閉鎖されていて、内板１２に噴射された冷却水１８は、各ユニット１１の下側端部（図１中に○印で示した個所）に集まる構造となっている。

ここで、この実施形態におけるユニット１１（１１Ａ）の下側端部を拡大した図を図３に示す。ちなみに、図３は、従来のユニット１１Ｘを示した図２に対応する図である。

図３に示すように、ユニット１１Ａは、下側端部に排水部２０（排水枡２１、排水配管２２）が設けられているとともに、下側端部の内縁（内板１２側の縁）がユニット１１Ａの長手方向において曲がった曲面部３０になっている。この内縁の曲面部３０は、内板１２と外板１３の間の端部を塞ぐ板を湾曲させて形成し、内板１２の端部と外板１３の端部にそれぞれ溶接することでなっている（内板１２側の溶接部３１、外板１３側の溶接部３２）。

これによって、この実施形態においては、排出部２０（排水枡２１、排水配管２２）の排水能力を上回る冷却水１８が噴射されて、ユニット１１Ａの下端部に水溜まり１９が発生し、ユニット１１Ａの下端部の冷却効率が低下した場合であっても、下側端部の内縁（内板１２側の縁）が曲面になっていて、図２に示したような、角部で熱応力集中個所となる溶接部１５が存在しないので、ユニット１１Ａの熱損傷（亀裂発生）を的確に防止することができる。

なお、水溜まり１９が発生したとしても、できるだけ水溜まり１９の水位を下げるために、排出部２０（排水枡２１、排水配管２２）の排水能力を向上させることが好ましい。具体的には、図３に示すように、排水枡２１の容積を大きくし、排水配管２２の取り付け位置を下方にすることが好ましい。

また、内板１２側の溶接部３１の高さ位置は、予測される水溜まり１９の水面より上方にするのが好ましい。

なお、この実施形態では、溶銑の転炉精錬前処理装置に設置される高温ガスダクトを例にして説明したが、他の設備（電気炉等）に設置される高温ガスダクトについても同様に適用することができる。

１ 転炉精錬前処理装置
２ 溶銑鍋
３ 溶銑
４ ランス
５ ランス
６ サチュレータ
１０ ダクト（高温ガスダクト）
１１、１１Ａ、１１Ｘ ユニット（ダクトユニット）
１２ 内板
１３ 外板
１４ 平板
１５ 溶接部
１６ 溶接部
１７ スプレーノズル（冷却水供給機構）
１８ 冷却水
１９ 水溜まり
２０ 排出部
２１ 排水枡
２２ 排水配管
３０ 曲面部
３１ 溶接部
３２ 溶接部

Claims (3)

1. 高温ガスを導くダクトであって、複数のユニットで形成され、各ユニットは外板と高温ガスに面する内板を有する二重管構造であり、外板と内板の間に、内板に向けて冷却水を供給する供給機構を備え、各ユニットの両端部の外板と内板の間は閉じていて、下側となる側の端部に排水部が設けられているとともに、下側となる側の端部の内板側の縁が当該ユニットの長手方向において曲がった曲面であることを特徴とする高温ガスダクト。
2. 前記内縁の曲面部は、端部を塞ぐ板を湾曲させて形成し、内板の端部に溶接してなることを特徴とする請求項１に記載の高温ガスダクト。
3. 請求項１または２に記載の高温ガスダクトを備えていることを特徴とする溶銑の転炉精錬前処理装置。

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