JPH05505233A - 煙をサンプリングしかつ解析する管状ロッドおよび装置ならびにその装置を有する設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 煙をサンプリングしかっ解析するｆ状ロツ１おコび装ａ１ならびにその装置を葡 する設備発明の背景 （ａ）発明の技術分野 本発明（ば煙をサンプリングしかつ解析する装置１；関し、とくに代表的には冶 金工業におけるような材料を処理する炉の出口における煙を排出する導管におい て煙をサップリングする管状ごフドに関するものである。

（ｂ）従来技術の説明 この型の装置および管状ロフトは英国特許￥Ｓ１．３７０゜６５８号明細壺にＰ 、載されている。

そのような装置の信頼性は機械的抵抗ならひにサンプリングウッドの煙内に存在 する塵埃による目詰まりに対する抵抗に依存している。実際、とくに冶金ｆ：＋ こ関して、煙のサンプソングは−サイクル中温夏が変化するガス丘内において、 室温としはしば１６００℃以上にも達するきわめて高い温度の開で、数＋分の１ 官金作業中冥施され５．さらに、サンプリングされた煙は　２５０ｇハ１３にも 逓しうる割合の多２の全翼粉末、なるびに（ある場合には２０％にも違する）水 を包含している。

これらの理由で、現在煙の連続的解析用の装置は、埋排出の漕墳への影響を研究 しかつ適正化して、煙を発生（る工程を一層よく理解し、そのえ正比を可−；に し、鋼または鉄合金製造用電弧炉における後燃情用漬素の噴射Ｏよ伸ｉ、解析ｙ ）４能としてプロセスパラメータを制御しうるようにするという、ＩＸ接的の関 心にもかかわらず未だに市販されていない。

ｌｅ明の要約 本発明の第１の目的は、寿命が長く目詰まりの影響をうけ難い、マ単かつ丈夫な Ｑ造の管状サンプリングロッドの構造をえることにある。

このため、′Ｘ発明の待機によれば、管状ロッドは軸線を備えた主要部分を有し かつ冷却流体の入口および８口を有する閉鎖スリーブ内に延びる抽出管を有し、 抽出管はスリーブ外側の開口を通る端部およびスリーブの主要部の外側に延びる 接続部分を有し、少なくともｔｊ続部分はスリーブの主要部分ζつ軸線に対して 通常同軸である。

本発明の別の目的は、そのようなサンプリングウッドに関連する１ｇ願性を、！ １７ｓＬだ、煙をサンプリングしかつ解析する装置をえることにある。

本発明の特性によれば、煙の流路を画定する煙排出導管内の煙をサンプリングし かつ解析する装置は、導管に取付けられπ少なくとも一つの上記のような管状ウ ッドを有し、開口は煙の流路に通じ、装置は通常管状ウッドの抽出管骨こまた解 析ｊＪ置に接続された少なくとも一つの吸込装置を有する。

本発明の別の目的は、生産工程の最善の制御を可能にする澗または鉄合金ｇ２造 用の装置をえることにある。

このため、本発明の特徴によれば、そのような装！は煙排出用導管および上記の ような煙をサンプリングしかつ解析する装置を備えた電弧炉、および通！＃素ガ スを炉の中に噴射するｇｔｌｌｉｌおよび解析装置と関連したＷ１累ガスを供給 するＨＩｌｉを有する。

図面の簡単な説明 本発明の他の特徴および利点は添付図面を参照する説明的であるが限定的でない 下記の実施例の説明から明らかになるであろう。

図１は本発明による買または鉄合金を製造する装置の略ズである。

ズ２は本発明による管状サンプリングロッドの１Ｊ１実施例の縦方向断面図であ る。

図３は炉から煙を排邑するｆｆ！の、図２による管状ロッドを取付ける実施例の 垂直断面図である。

図４は＝２の管状ロッドの実施例の変型の部分図である。

図５は本発明による管状ロッドの別の実施例の縦断面図である。

図６および図７は＝５のＷ伏ロッドの変型の部分断面である。

図８は本発明による装置の別の実施例の説明図である。

￥ｍ、１ｌＦｉｐ−μｓ−ｊ 下記の記載および図面において同じまたは同様の要素は同じ１＃照符号で示され ている。

図１は電極４を支持する天井３によって囲まれた炉体を含む電弧炉１および煙を 輸送する導管６に接続された排煙の導管部分５を示し、導管６の中で煙は矢印Ｆ の方向に流れる。炉は酸素噴射棒５１および酸素燃焼バーナー５２を有する。

本発明の特徴によれば、下記に一層詳細に説明されるように、解析装置５９．６ ０．６３に向かって引出された煙を輸送Ｔるポンプ群５６に接続ざｎた、煙をサ ンプリングする管状ロッドが設けられている。

図２ないし７に示されにように、本発明による煙をサンプリングする管状ロッド は本質的に閉鎖ス・リーブ９内に延びかつ煙を捕捉する開口１０を通ってスリー ブ９から突出する抽出管８を有する。スリーブ９は冷却流体、通常水、の入口１ １および出口１２を有する。

スリーブ９は軸線を有する主要管状部分１３を備え、抽出管８は主要部分１３と 間軸でスリーブ９の主要部分１３外側にたとえば開放リングを備えた型の解析装 置こ接続される不透過性膨張継手１５を通して延長している。

図２の実施例において、スリーブ９は長方形で横方同局！１．６によって継手１ ５と反対側の端部において閉鎖され、冷却流体の入口１１および出口１２はスリ ーブの反対＃！端部付近に横に配置されている。抽出管８はエルボ型端部を有し 、その自白端はそれに接合されたスリーブ９の［１：形成されたオリフィスを通 して開口し、スリーブ９は二つの要素の間の接合と冷却装置の不透過性を確実に する溶接によってそれと一体にされている。抽出管の目詰まりまたは閉鎖の危険 をり２なくするため、そのエルボ型端部はかなりの半径、通常管８の直径の３倍 の半径Ｒ（たとえば、約４２１１の直径を有するスリーブ９に対応して２１３■ の直径を有するＷ８に対し、約８５ｍｍの半径をもつ）を有するのが有利である 。

管状ロブドアの横方向密集を制限してたとえばその排煙用導管６への半径方向挿 入を容易にするため、冷却流体出口１２の接続はたとえばこの場合図４に示され たような中央オリフィスに設Ｇプられた端ｇ１１６と同１こ取付けられている。

図５ないし７の実施例において、スリーブ９は抽出管８のｌｌＡｇとして形成さ れた端部を有し、かつその自白端に溶接によって管８の自由端に接続される環状 壁１６を有し、前記環状壁は管８への入口開口１０と共面である。さらに、管状 ウッド９はスリーブ９内に中間管状部材１７を有し、中間管状部材１７は抽出ｖ ８に対して同心でかつ一端は板１６付近までまた他端はスリーブ１３外側まで延 長している。ロッド９は抽出管８の！ＩＩ！部分１４に対する接続ンール１５を 有する。

図５に示すように、中間管状部材１７はスリーブ９内に二つの平行な室を流れる 冷却流体の往復流路を画定ｊ２、冷却流体の入口１１は外側スリーブ９と中室管 状部材１７の間の空間に開口し、冷却流体の出口１２は中間管状部材１７と抽出 管８の接続部分１４の間の空間に開口している。これらの実施例において、管状 ウッド９は真直ぐな円筒状主要部分を有し、したがって煙抽出用導管６にその壁 に設けられた開口１８によって導管に半径方向に接続し、管状ウッド９は、開口 ］８の反対側で導管６に固定され管状ロッド９を所定位に拘束する（図示しない ）釈放不能な装置を備えたケース１９によって、調節可能な位置に支持されて図 ６の実施例において、管状ウッドのエルボ型目由端は製造するのに少し安価な直 角な集合体より成っている。図７の実施例において、管状ロッド９はエルボ嬰自 由端を有せず、完全に真直ぐで、抽出管８に接近しうる開口１０は管状ウッドの 軸線に垂直で、したがって取付は位置において導管６内の煙の流れＦに平行であ る。図７による装置は、煙をサンプリングする管状ロフト７において、抽出管８ 内に中心に延びかつ煙の流れ内争こそれを外側に突出させるサーモカブプルの取 付けを可１こする利点を有する。一方、本発明の特徴によれば、図２．４．５お よび６による管状ロッドの構造は図２．３および５に矢印Ｆで示したように、煙 の流れに逆流して管状ウッドを配置しかつ管状ロフトおよび関連する解析装置に おいて、煙によって輸送される塵埃の導入をいちじるしく制限することによ−） でそれを引出すことを可能にしている。

図３は図７の実施例による電弧炉からの煙を排出する回路への管状ロッドのとく に有利なそして有効な取付けを示し、天井３および導管部分５は金属の装入およ び除去が可能な自由位置と、部分５の外側端部２１が煙を輸送する導管６の上流 端に向合って近接した作動位置の間で、通常垂直軸線の周りの回転により可動で あり、内部空間は二つの反対側に設置された自ＥＩ３ｖｇの間に形成される。本 発明によれば、管状ロフト７は二つのケース２２によって導管６の端部に摺動可 能に取付けられた中間管２３の部分に取付けられている。

管状ロブドアを支持する中間部分２３は炉の天井３を操作する間導管６に押込ま れ、作動位置において部分２３は管６から出て管状ロッド７を導管部分５の出口 端２１にできるだけ接近させ、煙のサンプリングは部分５と２３の間の残された 内部空間を通る軸の挿入によってほぼ混乱しない。

種々の実施例において、管状ロッド７を構成する要素は通常不銹鋼から作られる 。

図５に示すように、管状サンプリングロッド７は外側からの、機械的清掃を可能 にする抽出管８の着脱可能な継手によって管状部材３７１こ接続され、図示の実 施例では水凝縮器５３についで二組のフィルタ５４゜５４′に接続されサンプリ ングされた煙に予想される塵埃が含まれることを防止し、またポンプ群５６上流 の乾燥装置５５．５５’　に接続され、下流はそれぞれ一酸化炭素用解析装置５ ９にまたさらに二酸化炭素用解析装置６０および水素用解析装置６３に通ずる少 なくとも二つの別の導管５７および５８に通じている。

解析装置！　５９および６０は停止弁下流の導管５７に開口する導管６１を通っ て導入される較正ガス（窒素、−酸化炭素および二酸化炭素）によって較正され る。

間様に解析装置６３は停止弁下流の導管５８に開口する導管６４を通って導入さ れる水素ガスによって較正される。解析装置５９．６０および６３は導線６４お よび６５によって導１１６８を通って、管状サンプリングロッド７と同じレベル の（または図７に関してすでに記載したように、それと一体化された）導管６に 設置された温度計６９によって伝達される煙の温度を示す信号も受侶する、デー タ処理る中央ユニット６７に接続されている。中央ユニット６７はまた導線７２ を通してポンプ５６の排出口に接続された、導管７２を通してヘリウムによるマ ーキング７１による流量測定装置に接続されている。中央ユニット６７は導線７ ０を通して制御装置７３を制御し、制御装置７３は酸素ＩＦＩ５１に酸素を供給 する’ｆ１５０内にａｌｔされた比例弁を制御するとともに流量計７５をされ、 流量計は所定の一定値と比較して流量増加の信号を発生する。

本発明の特１−よれば、圧力ガスを導入する一つ以上の導管８０は管状ロッドの 吹込みにより目詰まりを防止し、ある場合には使用されていないときそれを保護 するため停止弁上流の導管３７の上流部分に開口している。

上記Ｋｔｌｌは図８に示すように炉１からの煙の水分の解析によって完成させる ことができる。このため、導管１１に設置された前記形式の管状サンプリングロ ッド７は、凝縮を防止するため断熱および加熱装置を備えた導管７６によって塵 埃フィルタ７７に、ついで解析装置７８に、さらに乾燥区域７９を通して煙を吸 込むために使用されるポンプ群８０に接続される。装置７８において測定された 水含有量は導１ａ８１を通って順にある場合には乾燥煙のすでに実施された解析 の補償修正のためデータ処理ユニット６７に伝達される。

本発明は特殊な実施例について記載されたが、それに限定されるものでなく、反 対にこの技術に通じた人々に明葦な変更および変形が可能である。

要　約　智 たとえば熱処理ま−は：ｓｋ炉力λら煙を排出する導管に取ｌ：′ＴＩ７らｎた 、サップ１ノノグ用の管状ロブ１ζ：；、冷却流体の入口および出口を１えた開 鎖スレーブ内：；延畏する５出１を有し、抽巴管、；煙をサンプ・ノック゛する 開口によってスリーブ外側↓こ開二する端部および吸込みポンプを含む解析装置 の回路シこ接読するスイノーブの外側に延びる接Ｉ！部分を有する。開：（＝煙 の流ｒ、万宣に対して逆三万同１こ向゛、１てＬするの＝〈有ヤシである。酸素 ガスの噴射ＭＷｌを備えた製！ｌｌ用電気炉１こＳ番ブるプロフス制御用等に適 して５＼る。

国際調査報告

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. １．軸線を備えた主要部分を有しかつ冷却流体用入口および出口を有するる閉鎖 スリーブ内に延びる抽出管を有し、抽出管が開口によってスリーブから外に通ず る端部およびスリーブの主要部分の外側に延びる接続部分を有することを特徴と する、排煙用導管内において煙をサンプリングする管状ロッド。
2. ２．抽出管の少なくとも接線部分がスリーブの前記主要部分の軸線と同軸である ことを特徴とする、請求項１に記載の排煙用導管内において煙をサンプリングす る管状ロッド。
3. ３．スリーブが抽出管を囲みかつ、スリーヘブ内において、冷却流体の流路を画 定する内側管状部材を有することを特徴とする、請求項１に記載の排煙用導管内 において煙をサンプリングする管状ロッド。
4. ４．開口がスリーブ主要部分の軸線とほぼ同軸であることを特徴とする、請求項 １に記載の排煙用導管内において煙をサンプルする管状ロッド。
5. ５．開口がスリーブ主要部分の軸線にほぼ直角であることを特徴とする、請求項 １に記載の排煙用導管内において煙をサンプリングする管状ロッド。
6. ６．抽出管の端部がエルボ型をなすことを特徴とする、請求項５に記載の排煙用 導管内において煙をサンプリングする管状ロッド。
7. ７．エルボ型端部が抽出管直径の３倍の半径を有すすることを特徴とする、請求 項６に記載の排煙用導管内において煙をサンプリンダする管状ロッド。
8. ８．スリーブが抽出管端部のような形状の端部を有することを特徴とする、請求 項６に記載の排煙用導管内において煙をサンプリングする管状ロッド。
9. ９．開口が導管内側の煙の流路に通ずる導管に取付けられた、少なくとも一つの 請求項１に記載の管状ロッドを有する、煙の流路を画定する排煙用導管内におい て煙をサンプリングしかつ解析する装置。
10. １０．管状ロッド端部の開口が主スリーブの軸線にほぼ直角であり、前記管状ロ ッドが導管内に抽出管の開口が煙の流れ方向に対して逆流するように配置されて いることを特徴とする、請求項９に記載の煙の流路を画定する排煙用導管内にお いて煙をサンプリングしかつ解析する装置。
11. １１．管状ロッドの抽出管にまた解析装置に接続された少なくとも一つの吸込装 置を有することを特徴とする、請求項１０に記載の煙の流路を画定する排煙用導 管内において煙をサンプリングしかつ解析する装置。
12. １２．解析装置が水解析装置を有することを特徴とする、請求項１１に記載の煙 の流路を画定する排煙用導管内において煙をサンプリングしかつ解析する装置。
13. １３．管状ロッドが断熱および加熱装置を有する回路によって水解析装置に接続 されていることを特徴とする、請求項１２に記載の煙の流路を画定する排煙用導 管内において煙をサンプリングしかつ解析する装置。
14. １４．管状ロッドの抽出管内に目詰まり防止ガスを噴出する装置をさらに有する ことを特徴とする、請求項９に記載の煙の流路を画定する排煙用導管内において 煙をサンプリングしかつ解析する装置。
15. １５．解析装置に組合わされた、煙の流路内に少なくとも一つの温度計を有する ことを特徴とする、請求項１１に記載の煙の流路を画定する排煙用導管内におい て煙をサンプリングしかつ解析する装置。
16. １６．温度計は管状ロッドの抽出管内に延びていることを特徴とする、請求項１ １に記載の煙の流路を画定する排煙用導管内において煙をサンプリングしかつ解 析する装置。
17. １７．請求項９に記載の煙をサンプリングしかつ解析する装置を有することを特 徴とする、排煙用導管を備えた電気炉を有する鋼または鉄合金製造装置。
18. １８．前記装置が管状ロッドの抽出管にまた解析装置に接続された少なくとも一 つの吸込装置を有し、また炉内に酸素ガスを噴射する装置および解析装置に組合 わされた前記酸素ガスを供給する装置を有することを特徴とする、排煙用導管を 備えた電気炉を有する鋼または鉄合金製造装置。
19. １９．電気炉が作動状態で煙輸送用導管の反対側にかつその近くに設置され煙導 管部分を備えた可動天井有し、管状ロッドが導管の部分のまた導管の反対側端部 の間の内部空間に設置されたことを特徴とする、煙排出用導管を備えた電気炉を 有する鋼または鉄合金製造装置。