JPH05172473A - 冶金容器からのガスまたはヒュームの排気方法および装置と、この排気装置を備えた電気炉 - Google Patents

冶金容器からのガスまたはヒュームの排気方法および装置と、この排気装置を備えた電気炉

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JPH05172473A
JPH05172473A JP4155882A JP15588292A JPH05172473A JP H05172473 A JPH05172473 A JP H05172473A JP 4155882 A JP4155882 A JP 4155882A JP 15588292 A JP15588292 A JP 15588292A JP H05172473 A JPH05172473 A JP H05172473A
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gas
duct
fan
pressure
furnace
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Daniel Pernet
ペルネ ダニエル
Jacques Blum
ブリュム ジャック
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YUNIMETARU SA
UNIMETALL SA
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YUNIMETARU SA
UNIMETALL SA
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    • F27D17/00—Arrangements for using waste heat; Arrangements for using, or disposing of, waste gases
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    • F27D17/003—Extraction of waste gases, collection of fumes and hoods used therefor of waste gases emanating from an electric arc furnace
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F27D7/00—Forming, maintaining, or circulating atmospheres in heating chambers
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    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
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    • C21C5/5211—Manufacture of steel in electric furnaces in an alternating current [AC] electric arc furnace
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 冶金物質の転換反応によって時間に量が変動
する冶金容器内のガスまたはヒュームを、冶金容器の内
部をダクト 102を介してファン105 の取入れ口と接続す
ることによって排気する方法と装置。 【構成】 ダクト102 を介してファン105 の取入れ口に
追加のガスを導入する。この追加のガスの導入量は、フ
ァン105 の取入れ口でのガス圧が、ダクト102 に接続さ
れた追加のダクト107 に配置された調節弁108 によって
一定値に維持されるように調節される。制御手段110
は、ファン105 の取入れ口のガス圧が一定に維持される
ように、調節弁108 の開閉度を調節する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアーク炉等の冶金容器内
のガスまたはヒューム（煙霧）の排気方法および装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】冶金工業、特に製鋼工業では、冶金物質
（製造時には一般に炉内で液体状である）から鋼または
合金を製造するアーク炉等の冶金容器が使用される。反
応剤や攪拌ガスを供給するしないに関わらず、容器内で
起こる化学反応によってガスやヒュームが発生するの
で、容器から排気しなければならない。これらのガスや
ヒュームの流量は時間的に変化する。電気炉の場合、容
器は実質的に閉じられて（気密性）であり、ガスは溶融
状態の冶金物質から生じ、あるいは溶融時に生じる。炉
内で生じるガスまたはヒュームの流量が製造中に極めて
低い値から高い値まで変化する場合もある。こうしたガ
スまたはヒュームを排気する公知の設備では、一般に、
放出段に接続された排気フードと、燃焼チャンバと、濾
過機と、ファンとで構成され、これらの要素はダクトを
介してこの順序で直列に接続されている。濾過機とファ
ンとを接続するダクトには、炉の屋根の近傍で測定した
炉内の圧力に応答する調節器によって制御される圧力降
下調節要素が設けられている。上記調節器は炉の圧力を
外気圧とほぼ同じに維持することによって、炉内に空気
が侵入したり、炉外へガスやヒュームが放出されないよ
うにする役目をする。
【０００３】これらの設備には以下の欠点がある。先
ず、この設備では流量を操作する範囲、特に低流量側の
操作範囲での安定性が良くない。実際に、極めて高流量
になる場合と、極めて低流量になる場合とがある。一般
に、高流量に適した設備は低流量の場合には安定して作
動しない。次に、公知の設備は低流量から高流量へ変化
させる必要が生じた時の応答時間が長い。事実、炉の出
口から多量の排気量が出た場合にガスまたはヒュームの
吐出量を吸収するためには、先ず最初に濾過機と、燃焼
チャンバと，ダクトとを部分的に空にして排気装置の入
口の圧力を低くする必要があるが、これには約30秒かか
る。この時間は極めて長いものである。
【０００４】フランス国特許第79-21972号（イルシッド
(IRSID))にはこれらの欠点を部分的に解決したアーク炉
のガス排気方法と装置が提案されている。この特許に記
載の装置では、炉内の圧力によって制御される圧力降下
調節要素を放出段に備えており、排気フードと燃焼チャ
ンバとに接続するダクトにフードの入口部での圧力によ
って制御される圧力降下調節要素が設けられている。こ
の装置にはヒューム排気回路内の互いに近接した区域で
圧力を二重に調節しているので、炉の操作条件が突然変
化した場合には、不安定になり易い。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、極め
て広範囲の流量、特に極めて低い流量と極めて高い流量
で安定した操作条件で動作し、しかも短い応答時間で作
動する、アーク炉等の冶金容器から放出されたガスまた
はヒュームの排気装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するため手段】本発明の提供する方法は、
冶金物質の転換反応によって時間に量が変動する冶金容
器内のガスまたはヒュームを、冶金容器の内部を吐出手
段の取入れ口と接続することによって排気する方法にお
いて、冶金容器内で発生したガスまたはヒュームを排気
する吐出手段の取入れ口と連通された導入帯域へ追加の
ガス流を導入し、ガスの流れ方向に対して追加のガス流
の導入帯域より下流側にある吐出手段の取入れ口でのガ
ス圧が冶金容器内で発生したガスの量とは無関係に一定
値に維持されるように、追加のガス流の導入量を調節す
る点に特徴がある。追加のガス流は冶金容器の内部を吐
出手段の取入れ口と接続しているダクトの内部へ導入し
て、冶金容器内で生じたガスと混合するのが好ましい。
【０００７】本発明はさらに、炉からガスまたはヒュー
ムを放出するための炉の内部と連通した放出路を有す
る、ガスまたはヒュームの発生を伴う冶金装填物の溶融
および／または転換が内部で行われるアーク炉から放出
されるガスまたはヒュームを回収するためのガスまたは
ヒュームの回収装置を提供する。この回収装置は、放出
路の所でガスまたはヒュームを集めるフードと、ガスま
たはヒュームの燃焼チャンバと、濾過機と、取入れ口を
有するファンと、これらの要素をこの順序で互いに直列
に接続するために設けられた排気フードと燃焼チャンバ
とを接続する第１のダクト、燃焼チャンバと濾過機とを
接続する第２のダクト、濾過機とファンとを接続する第
３のダクトとを有している。本発明の特徴は、炉の内部
で放出路の近傍に配置された圧力センサに接続された第
１の調節手段によって制御される第１のダクと内に配置
された圧力降下度を調節する第１の要素と、一端部が第
３のダクトに接続され且つ他端が外気と連通している追
加のダクトと、この追加のダクト内に配置され且つファ
ンの取入れ口の近傍で第３のダクト内に配置された圧力
センサに接続された第２の調節手段によって制御される
圧力降下度を調節する第２の要素とを有する点にある。
【０００８】圧力降下度を調節する要素は蝶形弁または
仕切り弁にするたとができ、ファンは遠心ファンにする
ことかできる。排気フードを燃焼チャンバへ接続する第
１のダクト内に配置された圧力降下度を調節する要素
は、炉内の圧力が炉外の大気圧とほぼ同じ値に維持され
るように調節される。追加のダクト内に配置された圧力
降下度を調節する要素は、ファンの取入れ口の圧力がフ
アンの最大流量に対応した圧力とほぼ同じ値に維持され
るように調節される。本発明はさらに、本発明のガスま
たはヒュームの回収装置を備えるアーク炉を提供する。
本発明は、図面を参照した以下の実施例の説明からより
明らかになろう。しかし、本発明が以下の実施例に限定
されるものではない。
【０００９】
【実施例】図１で参照番号 101で示した装置は排気ダク
ト102 を有し、排気ダクト102 には調節器104 によって
制御される弁 103、例えば蝶形弁が設けられている。排
気ダクト102 は送気ダクト106 へガスを排出するファン
105 、例えば遠心ファンの取入れ口に接続されている。
弁103 とファン105 との間の排気ダクト102 には大気と
連通した追加のダクト107 が接続されている。このダク
ト107 には、ファン105 の取入れ口の近傍に配置された
圧力センサ109 に接続された調節器110 によって制御さ
れる弁108 、例えば蝶形弁が設けられている。
【００１０】先ず、追加のダクト107 を備えていない場
合の上記排気装置の動作原理を図２を参照して説明す
る。図２のΔｐは弁103 の上流側と下流側またはファン
105 の取入れ口と放出口との間の圧力降下を示し、Ｑは
ダクト 102またはファン105 内部の流量を示している。
ファンの流量Ｑと圧力降下Δｐとの関係は図２の曲線 1
11に対応する式で表される。ダクト102 の流量と圧力降
下との関係は図２の曲線 112と、113 に対応する式で表
される。曲線 112は弁103 が完全に開いた状態に対応し
ており、曲線 113は不安定性を避けるために許容最大値
に近い値に弁103 を閉じた状態に対応している。弁 103
が完全に開いている場合の動作点は曲線 112と 112との
交点Ａであり、流量はＱA である。これは許容最大流量
値である。ダクト107 は存在がしない場合に、弁103 が
ほとんど閉じている場合には、動作点はＢになる。この
場合には無視できない残留流量ＱB が存在する。
【００１１】ダクト107 を設けた場合には、排気圧を、
ファンの最大流量に対応した一定値ΔＰA に維持するこ
とがでる。そのためには、ダクト102 と107 とを通過す
る流れの合計流量が一定となるように調節器110 を用い
て弁108 を駆動する。従って弁103 が大きく開いている
時には弁108 はほぼ閉じられ、弁 103が閉じている時に
は弁108 は大きく開かれる。上記の条件下では弁 103で
の圧力降下は一定になり、ΔＰA に等しくなる。従っ
て、弁103 がほとんど閉じている場合の動作点はＣにな
り、この場合のリーク量ＱC はＱB よりも明らかに小さ
くなる。従って、本発明装置では、従来法の装置の動作
範囲より低流量側へ大幅に拡大された流量範囲で動作さ
せることができる。一般に、ΔＰA の圧力頭は例えば 1
00mmであり、ΔＰB の圧力頭は 500mmである。本発明方
法ではダクト 102内の流量は圧力降下値の平方根で変化
するので、流量Ｑc ＝0.45ＱB を蝶形弁を不安定にさせ
ずに達成することができる。本発明方法は、ファン 105
によってガスまたはヒュームを排気し、ファン 105の取
入れ口に、この取入れ口の圧力がファンの取入れ口の最
大流量に対応する低い圧力となるように維持された追加
の空気またはガス量を導入することによって構成されて
いる。
【００１２】本発明方法はアーク炉、特に密閉式のアー
ク炉が要求される炉からのヒュームを排気するのに特に
有効である。この目的には例えば図３に示す装置を用い
ることができる。アーク炉２は３つの天井電極３を有し
ているが、図では１本のみを示した。このアーク炉の内
部21（すなわち炉内）は被溶融金属装填物22を収容する
空間を区画している。ガスまたはヒュームを放出路４は
屋根23の開口部とダクト要素とによって構成されてい
る。この炉には参照番号１で示した本発明によるヒュー
ム回収装置が設けられている。このヒューム回収装置１
は放出路４と対向して配置された排気フード５を有し、
この排気フード５はダクト６を介して燃焼チャンバ７へ
接続されている。燃焼チャンバ７はダクト８を介して濾
過機９へ接続されている。この濾過機９はダクト10を介
してファン11に接続されている。ダクト６には圧力降下
量を調節する要素12が設けられている。この調節要素12
は例えば蝶形弁または仕切り弁で構成することができ
る。調節要素12は放出路４に近い炉内に配置された圧力
センサ14によって制御される調節器13によって制御され
る。ダクト10には、大気へ解放された追加の排気ダクト
15が接続されている。この排気ダクトには例えば蝶形弁
または仕切り弁で構成された圧力降下調節要素16が設け
られている。圧力降下調節要素16は、ファン11の取入れ
口の近くに配置された圧力センサ18によって制御される
調節器17によって制御される。
【００１３】本発明装置は以下のように動作される。調
節器13は炉内の圧力が炉外の大気圧とほぼ等しくなるよ
うに要素12の位置を調節する。ガスまたはヒュームが多
量に放出されていない場合には要素12はほとんど閉じて
おり、ガスが多量に放出された場合には要素12は大きく
開かれる。調節器16はファンの取入れ口の圧力をファン
の最大流量に対応した大きさに維持する。従って、大気
圧に対する圧力差は小さくなる。炉からの流量が小さい
時には調節手段16はほとんど閉じており、その流量が大
きくなった時にはこの調節手段16が大きく開かれる。ガ
スの放出量が少ない時には、本発明装置は、フード５で
の排気流量を極めて低くし且つ要素12の下流側での圧力
を低くした状態で、安定して動作する。この場合、炉内
の圧力は大気圧とほぼ等しくなるように維持される。ガ
スまたはヒュームの流量が急激に増加した場合には、要
素12を急激に解放する。この場合、ダクト６の下流側、
燃焼チャンバ７内、ダクト８内、濾過機９内およびダク
ト10内の圧力が低いため、ガスまたはヒュームの急激な
流れが本発明装置１へ排気されるので、炉の応答時間は
極めて短い。従来の装置では30秒であった応答時間が本
発明装置では１秒になることが確認されている。定常的
な操作条件に達すると、要素12は開き、要素16が閉じ、
ファンは炉から放出されたガスまたはヒュームを排気す
るために全能力で使用される。ガスの放出が終了した後
は、要素12が極めて急速に閉じられてフードでの排気流
量が極めて低流量に維持され、それによって炉内での圧
力降下が防止され、要素16は徐々に開かれる。本発明装
置を用いることによって、フードでの極めて広範囲の排
気流量を安定した動作で処理することができ、その応答
時間も極めて短い。しかも、炉内の圧力を良好に調節で
き、ガスまたはヒュームの放出量が小さい時に不要な空
気が入るのを防くことができ、ガスまたはヒュームの発
生量が突然増加した時には、ガスまたはヒュームを良好
に排気することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明方法を実施するための装置の概念図。
【図２】 蝶形弁とファンとを備えたダクトで構成され
る排気装置の流量／圧力特性を示すグラフ。
【図３】 本発明の回収装置を有するアーク炉の概念
図。
【符号の説明】
１ 排気装置 ２ アーク炉 ３ 電極 ４ ガス放出路 ５ 排気フード ６、８、10 ダクト ７ 燃焼チャンバ ９ 濾過機 11 ファン 12、16 圧力降下調節要素 13、17 調節手段 14、18 圧力センサ 15 追加のダクト 101 排気装置 102 排気ダクト 105 ファン 107 追加のダクト 108 調節弁 110 制御手段

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 冶金物質の転換反応によって時間に量が
    変動する冶金容器内のガスまたはヒュームを、冶金容器
    の内部を吐出手段の取入れ口と接続することによって排
    気する方法において、 冶金容器内で発生したガスまたはヒュームを排気する吐
    出手段の取入れ口と連通された導入帯域へ追加のガス流
    を導入し、ガスの流れ方向に対して追加のガス流の導入
    帯域より下流側にある吐出手段の取入れ口でのガス圧が
    冶金容器内で発生したガスの量とは無関係に一定値に維
    持されるように、追加のガス流の導入量を調節すること
    を特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 追加のガス流を冶金容器の内部と吐出手
    段 (105)の取入れ口とを接続するダクト (102)へ導入し
    て、冶金容器内で発生した後このダクト (102)を介して
    排気されるガスと混合する請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 吐出手段 (105)の取入れ口でのガス圧
    を、吐出手段が最大流量で作動された時のガス圧に対応
    する一定の値に維持する請求項１または２に記載の方
    法。
  4. 【請求項４】 炉からガスまたはヒュームを放出するた
    めの炉の内部と連通した放出路 (4)を有する、ガスまた
    はヒュームの発生を伴う冶金装填物の溶融および／また
    は転換が内部で行われるアーク炉 (2)から放出されるガ
    スまたはヒュームを回収するためのガスまたはヒューム
    の回収装置であって、放出路 (4)の所でガスまたはヒュ
    ームを集めるフード (5)と、ガスまたはヒュームの燃焼
    チャンバ(7) と、濾過機 (9)と、取入れ口を有するファ
    ン(11)と、これらの要素をこの順序で互いに直列に接続
    するために設けられた排気フード (5)と燃焼チャンバ
    (7)とを接続する第１のダクト (6)、燃焼チャンバ (7)
    と濾過機 (9)とを接続する第２のダクト (8)、濾過機
    (9)とファン(11)とを接続する第３のダクト(10)とを有
    する回収装置において、 炉の内部で放出路 (4)の近傍に配置された圧力センサ(1
    4)に接続された第１の調節手段(13)によって制御される
    第１のダクト (6)内に配置された圧力降下度を調節する
    第１の要素(12)と、 一端部が第３のダクト(10)に接続され、他端が外気と連
    通している追加のダクト(15)と、 この追加のダクト(15)内に配置され且つファン(11)の取
    入れ口の近傍で第３のダクト(10)内に配置された圧力セ
    ンサ(18)に接続された第２の調節手段(17)によって制御
    される圧力降下度を調節する第２の要素(16)とを有する
    ことを特徴とする装置。
  5. 【請求項５】 排気フード (5)を燃焼チャンバ (7)へ接
    続している第１のダクト(6) 内に配置された圧力降下度
    を調節する第１の要素(12)が蝶形弁または仕切り弁であ
    る請求項４に記載の装置。
  6. 【請求項６】 追加のダクト(15)内に配置された圧力降
    下度を調節する第２の要素(16)が蝶形弁または仕切り弁
    である請求項４に記載の装置。
  7. 【請求項７】 ファン(11)が遠心ファンである請求項４
    に記載の装置。
  8. 【請求項８】 排気フード (5)を燃焼チャンバ (7)へ接
    続している第１の導管(6)内に配置された圧力降下度を
    調節する第１の要素(12)の調節手段(13)によって炉内の
    圧力が炉の外部の大気圧とほぼ等しいように維持される
    請求項４に記載の装置。
  9. 【請求項９】 追加のダクト(15)に配置された圧力降下
    度を調節する第２の要素(16)の調節手段(17)が、ファン
    (11)の取入れ口での排気圧をファンの最大流量に対応す
    る圧力とほぼ同じ値に維持する請求項４に記載の装置。
  10. 【請求項１０】 請求項４〜９のいずれか一項に記載の
    装置を備えたことを特徴とするアーク炉。
JP4155882A 1991-05-22 1992-05-22 冶金容器からのガスまたはヒュームの排気方法および装置と、この排気装置を備えた電気炉 Pending JPH05172473A (ja)

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FR9106166A FR2676801B1 (fr) 1991-05-22 1991-05-22 Procede et dispositif d'aspiration de gaz ou fumees dans un recipient metallurgique et four electrique muni d'un tel dispositif d'aspiration.
FR9106166 1991-05-22
FR9106169 1991-05-22
FR9106169A FR2676802B1 (fr) 1991-05-22 1991-05-22 Dispositif de captage des gaz ou fumees emis par un four electrique et four electrique equipe d'un tel dispositif de captage.

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EP (1) EP0515255B1 (ja)
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KR (1) KR100261368B1 (ja)
AT (1) ATE160627T1 (ja)
AU (1) AU653228B2 (ja)
BR (1) BR9201923A (ja)
CA (1) CA2068900A1 (ja)
CZ (1) CZ279183B6 (ja)
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DK (1) DK0515255T3 (ja)
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GR (1) GR3026206T3 (ja)
HU (1) HU216386B (ja)
MX (1) MX9202354A (ja)
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RU (1) RU2086873C1 (ja)
SK (1) SK277987B6 (ja)
TW (1) TW205009B (ja)
UA (1) UA27037C2 (ja)

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