JPH055594A - 溶解炉の集じん方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 激しく変動する粉じん発生量にも的確に対応
して必要かつ十分な吸引を行ない、省エネルギでありな
がら効率の良い集じんを行なうことのできる電気炉の直
引集じん装置の操業方法 【構成】 主排風機１０により、電気炉２５の操業時期
毎に異なる排風量（図３カーブａ）で排風するととも
に、副排風機１２により、電気炉２５の吸引口３６から
吸引される炉ガス又は炉から漏出する炉ガスから検出さ
れる粉じんの量に応じて追加排風量を細かく調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気炉等の溶解炉に直
接設けられる吸引口から炉ガスを吸引する集じんシステ
ムの操業方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電気炉によりスクラップの溶解を行な
い、鉄鋼を製造する場合、電気炉からは酸化鉄を主体と
する粉じんが多量に発生する。このような粉じんを捕集
する方法としては、電気炉の炉蓋に設けた吸引口から粉
じんを含む高温の炉ガスを直接吸引する方法、電気炉の
直上に設けたフードにより炉ガスを吸引する方法、ある
いは、電気炉が設置された建屋の屋根の下に設けたフー
ドにより建屋内部の空気を吸引する方法等がある。この
うち、炉蓋吸引口からの吸引は、発生源に最も近いとこ
ろで炉ガスを吸引するものであるため最も効率が良く、
集じんの中心をなす。しかし、原料であるスクラップを
装入する際には必ず炉蓋を上げなければならないことか
ら、このような場合には直上フードによる集じんが主体
となる。建屋フードによる集じんは、炉蓋吸引口又は直
上フードからの吸引によってもなお漏れ出て建屋内に滞
留する粉じんを捕集するためのものであり、あくまで補
助的なものである。

【０００３】電気炉でスクラップの溶解を行なう場合、
炉からの粉じんの発生量は、その操業の段階（時期）に
より大きく異なる。たとえば、炉にスクラップを装入す
る際、あるいは炉に酸素を吹き込む際には粉じんの発生
量は非常に多くなるが、スクラップが完全に溶融した
後、酸素吹き込みを行なわない時期には粉じん発生量は
少ない。

【０００４】このように、効率良くしかも発生した粉じ
んは確実に捕集するように電気炉の集じんシステムを作
動させるためには、どの吸入口、フードからの吸引量を
主体とするか、また、その切り換えを操業時期とどのよ
うに関連付けるか等、種々の要因を考慮に入れなければ
ならない。このため、本願出願人は「溶解炉における集
じん方法及びその装置」（特公平２−４３１１３号）な
るものを考案し、直上フードの昇降動作を溶解炉の作業
と有機的に結合し、直上フードと建屋固定フードとの相
対的排風量の制御を含めた集じんシステムの効率的な操
業方法を明らかにした。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の集じんシス
テムの操業方法では、電気炉の一連の操業を準備、装
入、溶解、酸化期等の時期に区分し、各区分毎に直上フ
ードの昇降、直上フードと建屋固定フードとの吸引量の
配分比の設定（実際には、各フードに接続されるダクト
のダンパ開度の設定）、全体の吸引量の設定等を細かく
設定していた。しかし、一部にタイマによる自動化がは
かられているものの、全体としてはオペレータがこれら
の細かい区分毎に集じんシステムを制御するという方法
をとっていたため、その作業が非常に複雑であるという
問題があった。また、最近、電気炉の大型化にともな
い、排風機の動力源となるモータも大型化し、その消費
電力も膨大となってきたことから、省エネルギが強く要
望されていた。

【０００６】また、現在では電気炉操業の多くの部分に
おいてコンピュータによる自動化が進んでおり、鋼の溶
け具合、炉の状態、電極の状態、アーク発生状況等に応
じて投入電力等が非常にきめ細かく制御されるようにな
っている。これに応じて、粉じんの発生量も実際には非
常に激しく変動しているのに対し、上記従来の集じんシ
ステムの制御における溶解炉の操業時期の区分では粗す
ぎて、状況に的確に対応することができない状況となっ
ている。また、溶解炉から発生する粉じんは1400℃程度
と高温であり、従来、その粉じんを測定するのは困難で
あった。

【０００７】本発明はこのような課題を解決するために
成されたものであり、その目的とするところは、操作者
による複雑な操作を必要とせず、それでいて、激しく変
動する粉じん発生量にも的確に対応して必要かつ十分な
炉ガスの吸引を行なうことのできる直引集じんのための
方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段及び作用】上記課題を解決
するために成された本発明に係る集じん方法では、溶解
炉で発生する粉じんの量を検出し、検出した粉じん発生
量に応じた吸引量で溶解炉に設けた吸引口から吸引を行
なうことを特徴とする。

【０００９】また、溶解炉の操業時期毎に予め定められ
た吸引量で溶解炉に設けた吸引口から吸引を行ないつ
つ、それに加えて上記のように、溶解炉で発生する粉じ
んの量を検出し、検出した粉じん発生量に応じた吸引量
で更に吸引を行なうようにしてもよい。

【００１０】さらに、本発明方法を利用した集じん装置
として、 （ａ）溶解炉に設けた吸引口 （ｂ）吸引口（ａ）から操業時期毎に予め定められた一
定の吸引量で吸引を行なう第１吸引機 （ｃ）溶解炉で発生する粉じんの量を検出する手段 （ｄ）検出した粉じん発生量に応じた吸引量で吸引口
（ａ）から吸引を行なう第２吸引機 を備えるものを作製することができる。

【００１１】ここで、溶解炉で発生する粉じんの量を検
出する方法としては、吸引ダクト（パイプ）を通過する
粉じんを含んだ炉ガスの流れに光を当て、透過する光の
量により粉じん量を検出する方法や、逆に、粉じんの流
れにより散乱され、戻って来る光の量により検出する方
法がある。また、検出する場所は吸引ダクト以外にも、
電気炉の上記吸引口以外の隙間（たとえば、炉蓋に設け
られた電極を挿入するための孔と電極との隙間等）から
漏れ出す粉じんの量を測定するようにしてもよい。

【００１２】なお、溶解炉の操業時期は、溶解炉の操業
を制御する装置から操業時期毎のタイミング信号を受け
取り、それを基にして判断することが望ましい。操業時
期毎に予め定める吸引量は、予め溶解炉の実操業状態で
粉じんの発生量を測定し、各時期毎の平均的な粉じん発
生量を考慮して決定することが望ましい。また、この溶
解炉の操業時期と吸引量との関係は、鋼種、溶解量等に
応じてできるだけ多くのパターンを用意しておくことが
望ましい。

【００１３】

【実施例】図１は本発明を実施した集じんシステムの概
要を示すシステム図であり、図２はそのうちの電気炉付
近の拡大図である。図２に示す通り、電気炉２５の炉蓋
３５には、炉内で発生する粉じんを含むガス（炉ガス）
を吸引するための吸引口３６が設けられ、そこには湾曲
したパイプである吸引エルボ３２が取り付けられてい
る。吸引エルボ３２から吸い出された炉ガスは吸引ダク
ト２８に引き渡されるが、吸引エルボ３２と吸引ダクト
２８との間には狭い隙間（二次エア導入口）３３が設け
られ、ここから外部の空気が吸引ダクト２８に吸い込ま
れるようになっている。

【００１４】図１に示すように、吸引ダクト２８内の炉
ガス及び二次エア導入口３３から導入された空気は燃焼
塔２２に導かれ、そこで炉ガス中の可燃性ガス（主に一
酸化炭素ＣＯ）が燃焼される。燃焼により高温となった
炉ガスはダクトにより冷却塔１４に導かれ、そこで後続
の集じん機を損傷しない程度まで温度が下げられる。冷
却された炉ガスは後に詳しく説明する副及び主排風機１
２、１０により副及び主バッグハウス126、106に送ら
れ、そこで濾布により粉じんが捕捉される。

【００１５】以上の、炉ガスの電気炉２５からの吸引及
び両バッグハウス106、126への送給を行なうのが、主排
風機１０及び副排風機１２である。主排風機１０のファ
ンは主モータ104により駆動されるが、主モータ104とフ
ァンとの間には主回転制御器102が介在し、この主回転
制御器102に制御信号を与えることにより主排風機１０
のファンの回転速度を変更することが可能となってい
る。副排風機１２のファンも主排風機１０の場合と同
様、副モータ124により駆動され、副回転制御器122が集
じん機制御装置１９からの制御信号に基づいてファンの
回転速度を変化させることにより、排風量を変化させ
る。

【００１６】主排風機１０は大きい排風能力（吸引能
力）を有するが、そのために逆に急激な回転速度の変更
を行なうことができず、細かい排風量の調整を行なうこ
とができない。一方、電気炉２５で発生する炉ガスの量
は細かく、かつ、速く変動する。そこで本実施例の集じ
ん機システムでは、大容量の主排風機１０に中程度の容
量の副排風機１２を組み合わせることにより、炉ガスの
発生量の変動に忠実に対応して排風能力を変更し、炉ガ
スを過不足なく吸引するようにしている。

【００１７】詳しく述べると、電気炉操業ではスクラッ
プを２回に分けて炉に装入し、溶解を行なうため、溶解
時期は２つに分かれる。従って、１回の製鋼（これを１
チャージと呼ぶ）は大きく分けると、第１スクラップ装
入、第１溶解期、第２スクラップ装入、第２溶解期、出
鋼という時期に分けることができる。また、各溶解期中
においても、未溶解スクラップが存在する時期とスクラ
ップが完全に溶け落ちた後、さらに、溶鋼の酸化のため
に酸素を吹き込む時期等、さらに細かい時期に分けるこ
とができる。粉じんの発生量はこれら各時期において大
きく異なるため、本実施例の主排風機１０は、このよう
な炉の操業時期に応じてファンの回転速度を変更するよ
うにしている。

【００１８】しかし、実際の炉ガスの発生量は、細かく
分けた各操業時期内においても一定という訳ではなく、
上述の通り細かくかつ速く変動する。そして、このよう
な変動は不規則であり、予め予測することは困難であ
る。

【００１９】粉じんを含む炉ガスの発生量が吸引エルボ
３２からの排風量を上回ると、その分は炉蓋３５に設け
られた電極挿入孔と電極３４との隙間から建屋内に漏出
し、作業環境を悪化させる。これを防止するために、主
排風機１０の排風量を炉ガスの最大発生量よりも大きく
しておき、常に最大能力で連続運転するという方法も考
えられるが、そのための電力は膨大なものとなり、エネ
ルギの浪費となる。そこで、本実施例では、炉から発生
する粉じんの量を直接測定し、それに基いて、主排風機
１０による排風量に対する実際の粉じん発生量（炉ガス
発生量）の差異（正確には、主排風機１０の排風量を上
回る分）を副排風機１２により調整するようにしてい
る。

【００２０】電気炉２５から発生する粉じんの量を測定
するため、本実施例では図１及び図２に示すように、二
次エア導入口３３を挟んで発光器２６と受光器２７とを
設けている。発光器２６から出射された光は二次エア導
入口３３の隙間を通過する粉じんにより散乱され、一部
のみが受光器２７に到達する。発光器２６の発光量を一
定にしておけば、受光器２７の受光量は二次エア導入口
３３の隙間を通過する粉じんの量に応じて変化するた
め、この受光量を基に粉じんの発生量を測定することが
できる。

【００２１】本実施例の集じんシステムの作用を次に説
明する。まず、電気炉２５の電極３４に電力を供給する
電源装置２４は電気炉制御装置２０により制御されてお
り、また、図示せぬ炉蓋３５の昇降装置も電気炉制御装
置２０により制御される。従って、上述の第１スクラッ
プ装入、第２スクラップ装入等の電気炉２５の操業時期
のタイミングは電気炉制御装置２０からの出力信号によ
り知ることができる。集じん機制御装置１９は電気炉制
御装置２０からこのような電気炉の操業時期に関するタ
イミング信号を受け、内部の記憶装置に予め格納されて
いるプログラムカーブに基き、各時期毎に予め定められ
た回転速度となるように主排風機１０の主回転制御器10
2に制御信号を出力する。

【００２２】この炉操業時期と主排風機１０のファンの
回転速度との関係を図３に示す。図３において太線の階
段状のカーブａが集じん機制御装置１９の記憶装置に格
納されているプログラムカーブであり、各操業時期につ
いて定められた主排風機１０の回転速度を表わす。第１
溶解期では溶け始めは排風量は少なく、溶解が進むにつ
れて粉じん量が増加するために排風量も増加している。
第２溶解期においても溶け始めは排風量は少なく、完全
に溶け落ちる時点で最大となる。しかし、その後は安定
期に入るため、排風量はやや減少する。なお、第１、第
２スクラップ装入期及び出鋼期において主排風機１０の
排風量が低くなっているのは、これらの時期には炉蓋３
５が持ち上げられ、吸引エルボ３２からの吸引が意味を
持たなくなるために、最低運転速度まで回転を落として
いる（回転を完全に停止すると、再起動に大きなエネル
ギが必要となる）ためである。従って、この時期には、
炉の直上に設けられたフードや建屋フードからの排風量
を最大とする。

【００２３】電気炉２５から発生する粉じん量はおおま
かには図３のカーブａのように変化する（カーブａは主
排風機１０のファンの回転速度を表わすが、主排風機１
０による排風量はファン回転速度に比例する）が、実際
には同図のカーブｂ（縦軸の排風量を、カーブａの主排
風機１０の排風量と合わせてある）のように細かく変動
している。この粉じん発生量ｂは受光器２７からの受光
量信号により検出することができるため、集じん機制御
装置１９は検出された実際の粉じん発生量ｂから主排風
機１０による排風量ａを引き、その差ｃに相当する分
（ハッチングを施した部分）を副排風機１２により排風
する。ここで、粉じん発生量の急速な変化に迅速に対応
できるように、副排風機１２の回転制御器122は応答性
の高いものを使用する。

【００２４】なお、上述の通り、電気炉２５で発生され
る粉じんのうち、一部は炉蓋３５の電極挿入孔と電極３
４との隙間からも漏れ出るため、図２に示すように、こ
こから立ち昇る粉じんの量を測定するようにしてもよい
（発光器３０及び受光器３１）。この場合、この場所で
測定される粉じんの量は、吸引エルボ３２から吸引され
なかったものの一部であるため、副排風機１２の排風量
は予めプログラムされた主排風機１０の排風量（カーブ
ａ）に関わらず、検出した粉じん発生量に応じて変化さ
せることが望ましい。

【００２５】以上のように、本実施例の集じんシステム
では、電気炉制御装置２０から出力される操業時期を表
わすタイミング信号に基き、操業時期に応じて主排風機
１０の排風量を変化させる。そして、細かくかつ急速に
変動する実際の粉じん発生量に対応するために、粉じん
発生量を実際に測定し、その測定値に基いて副排風機１
２の排風量を設定する（最初の実施例では、主排風機１
０による排風量との差分を副排風機１２により排風す
る）。これにより、排風のためのエネルギ（モータの電
力）を無駄に使うことなく有効に利用し、しかも、電気
炉２５から発生する粉じんはできる限り有効に両バッグ
ハウス106、126まで送り込むことができる。なお、電気
炉への原料の装入時など、炉蓋３５を開閉する場合、建
屋フードを併用することも可能であり、この場合、操業
時期毎に電気炉制御装置２０から信号を受け、一時的に
建屋集じん用排風機を回転させて集じんを効果的に行な
うこともできる。

【００２６】

【発明の効果】本発明に係る電気炉の集じん方法では、
電気炉から発生する粉じんの量を実際に測定し、それに
基いて炉ガスの吸引量を変化させるため、吸引のための
エネルギを無駄に使うことなく、しかも、発生した粉じ
んは有効に吸引して、適切な粉じん処理を行なうことが
できる。さらに、吸引のためのモータを２台とし、一方
のモータで電気炉の操業時期に合わせた大まかな吸引を
行ない、他方のモータで実測した粉じん発生量に応じた
細かい吸引を行なうことにより、最大値を考慮した大き
な設備を設けることなく、省エネルギ型で、しかも、急
速かつ激しく変化する電気炉の粉じん発生に十分に対応
することのできる集じんシステムを構成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例である電気炉の集じんシステ
ムの構成図。

【図２】 実施例の集じんシステムのうち、電気炉周辺
の構成の拡大図。

【図３】 実施例の集じんシステムにおける、主排風機
の排風量ａ、粉じん発生量ｂ及び副排風機の排風量ｃの
時間的変化を表わすグラフ。

【符号の説明】

１０…主排風機 102…主回転制
御器 104…主モータ 106…主バッグハ
ウス １２…副排風機 122…副回転制
御器 124…副モータ 126…副バッグハ
ウス １４…冷却塔 １９…集じん機
制御装置 ２０…電気炉制御装置 ２２…燃焼塔 ２４…電源装置 ２５…電気炉 ２６、３０…発光器 ２７、３１…受
光器 ２８…吸引ダクト ３２…吸引エル
ボ ３３…二次エア導入口 ３４…電極 ３５…炉蓋 ３６…吸引口

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 溶解炉で発生する粉じんの量を検出し、
   検出した粉じん発生量に応じた吸引量で溶解炉に設けた
   吸引口から吸引を行なうことを特徴とする溶解炉の集じ
   ん方法。 【請求項２】 溶解炉の操業時期毎に予め定められた吸
   引量で溶解炉に設けた吸引口から吸引を行なうととも
   に、それに加え、溶解炉で発生する粉じんの量を検出
   し、検出した粉じん発生量に応じた吸引量で更に吸引を
   行なうことを特徴とする溶解炉の集じん方法。 【請求項３】 溶解炉に設けた吸引口と、該吸引口から
   操業時期毎に予め定められた一定の吸引量で吸引を行な
   う第１吸引機と、溶解炉で発生する粉じんの量を検出す
   る手段と、検出した粉じん発生量に応じた吸引量で上記
   吸引口から吸引を行なう第２吸引機とを備えることを特
   徴とする集じん装置。