JPS5814959A - ダスト分離装置 - 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】 本発明は製鋼炉あるいは還元べＶフト製造キル７等より
排出されるガス中に同伴する金属酸化物からなるダスト
より磁性体を分離する装置に関する。更に詳しくは本発
明は前記排ガスを磁界内を通過させることによりダスト
類を磁気分離する装置に係わるものである。

高炉、転炉、アーク炉、キューボラ炉等の製鋼炉あるい
は還元ぺＶ７）製造キルン等からは一酸化炭素、二酸化
次素、窒素、水素等の気体のほかＦｅ　、　Ｆｅ５０４
　、　ＮｉＦｅ、０．　、　ＭｎＦｅ、Ｏｎ等の磁性体
のダスト、およびＦｅ、Ｏｓ　、　ＺｎＯ，８１０，、
ＣａＯ、ＭｇＯ。

ＰｂＯ等の非磁性体のダストを含む排ガスが生じる。

この排ガスをそのまま排出したのでは周囲の環境を汚染
するので、ダストは集趣設備により回収されている。こ
うして回収されたダストはそのまま脆棄すると二次公害
を引き起こす原因となるので一定の処理が施された後廃
棄される。近年は、例えば製鉄原料として還元し再利用
したり、または亜鉛、亜鉛華回収の目的で還元処理した
りして。

再利用を図ることが多くなってき【いる。ところがこの
処理は大規模でコストのかかるものであった。一方集゛
塵されたダストは酸化鉄、非鉄金属酸化物、その他の成
分等が微細に幾何学的に、物理的に混然一体となってい
るため、これを分離することは困難を極め、高額な分離
コストのせいで。

成分別に分離し回収することは現在性なわれていない。

省資源が叫ばれている今日、その簡単な分離回収方法は
強く要望されている。

このような要望に応えるため、鉄と酸化鉄との粉塵を高
温中で固体粒子との直接接触で分離し。

次に搬送ガスを冷却し非鉄金属を凝固し分離する方法が
提案されている（特開昭５５−５０４４０）。

しかしながらこの方法には大がかりな装置を必要とし、
コストの割には分離能が悪いという欠点がある。

そこで本発明者はかかる上記の欠点を解消した簡単な分
離方法について検討を重ねた。その結果一旦集塵機に捕
捉された製鋼ダストは各種成分が複雑をこからみ合いも
はや磁気によって分離することはできないが、集塵機に
捕捉され、ホッパに払い落とされる前の煙道中ならばダ
ストの構成成分は比較的１個々独立に飛行しており磁気
により容易に分離できることを見出し、これにｒ−て、
ダストの分離法につき、先に特許出願を行った。かかる
ダストの磁気による分離は、排ダストの通路内に磁界発
生体を置き、磁性体のみからなるダスト及び磁性体とそ
れに付着している非磁性体とからなるダスト（以下磁性
ダストという。）を吸着分離させるものであり、これに
用いられる装置としては排ガス中の磁性体粒子と非磁性
体粒子との飛行軌跡を変えて分離する装置、集塵機と直
結している装置、水処理分野で用いられる永久磁石を用
いる回転円板装置等があげられるが、吸着された磁性ダ
ストを効率よく磁界発生体から引離して分離回収する構
造のものについては未だ満足しうるものが提案されてい
ない。

本発明はダストの磁気分離におけるこのような問題点を
一部することを目的として種々検討の結果達成したもの
で磁界発生体に排ガス中の磁性ダストを直接吸着させる
のではなく、排ガス域と走行する磁界発生体との間に磁
気透過性の非磁性材料からなる走行部材を介在させ間接
的に磁気吸引して該部材の表面に磁性ダストを連続的に
吸着させて払い落とし分離回収する構造よりなるもので
ある。即ち本発明は、磁性体を含む排ガスを磁場勾配を
発生させた排ガス通路系内を通過させて゛、磁性ダスト
と非磁性ダストに分離する装置において、排ガス通路系
内に排出方向に対して平行又は直角會こ走行する磁気透
過性の非磁性無端ベルトを設置し、該非磁性無端ベルト
の走行と戻りとの内側に重なって走行しかつ磁場勾配を
発生させる無端ベルＦを設けて非磁性無端ベルトの表面
に磁性ダストを連続的に吸着させるか、又は排ガスの排
出方向に対して直角に設置されて回転する磁気透過性の
非磁性ドラムの内側に磁場勾配を発生させる回転ドラム
を設けて該非磁性ドラムの表面に磁性ダストを連続的に
吸着させて分離するように構成してなる分離装置を要旨
とするものである。

以下本発明な一実施例を示す図面に基いて説明する。第
１図及び第２図において（１）は排ガス通路で、□製鋼
炉を出た排ガスは入口から矢印方向へ向って排出される
。排ガス通路（１１の底面には長手方向（排ガスの排出
方向）に切欠部（２）が設けられており、この部分に長
手方向に対し直角に軸芯を有する回転体（３）及び（４
）により、磁気透過性で非磁性の材料例えば天然又は合
成ゴムよりなる無端ベルト（５）が排ガスの排出方向と
同一方向へ走行するように設けられる。なお該非磁性の
無端ベルト（５）の設置位置は第２図に示すように排ガ
ス通路（１）の底部内面の一部を構成するように前記切
欠部（２）内ｔこ設けられる。（６）は排ガス通路ｔｌ
）の長手方向とは直角方向に軸芯を有する回転体（７）
及び（８）により排ガスの排出方向と同一方向へ走行し
、かつ排ガス通路（１）内に磁場勾配を発生させる無端
ベルトで、前記非磁性の無端ベルト（５）の走行及び戻
りの内側に重ね、かつ非ガス通路（１）側でめ重なり部
分では磁場勾配の発生による磁気が非磁性無端ベルト（
５）を透過して磁界が非ガス通路（１）内に到達する程
度を二走行面をこれに近づけて設けられる。この磁場勾
配を発生させる無端ベルト（６）の材料としては例えば
公知の磁性を帯びたゴムが挙げられる。以上のような構
成となっている結果、走行中の無端ベルＨ６）ｔこより
磁場勾配が排ガス通路（１）に発生されているので、矢
印方向へ排出される排ガス中に同伴するダストのうち、
磁性ダストは排ガス通路＋１１内を飛行中に走行中の磁
気透過性の非磁性無端ベルト（５）を介して磁気吸引さ
れ、該非磁性の無端ベルト（５）上に連続的に吸着され
、吸着されないで排ガスと共に排出される非磁性ダスト
と分離される。

即ち磁性ダストが磁場勾配を発生させる無端ベルト（６
）と直接接触して該ベルト表面吸着されることはなく、
これか本願発明の大きな特徴である。

（９）は非磁性の無端ベルト（５）の端部においてその
表面ｔこ吸着されていた磁性ダストが無端べ＃　）　＋
６１により発生されている磁場勾配の磁界の範囲外に引
離されて払い落とされるのを捕集する案内シュート、＋
ＩＪ）　ｔ−４−ｔ４い落とされた磁性ダストの捕集ホ
フバーである。

以上は１つの排Ｘガス通路（１１の長手方向へ、非磁性
の無端ベルト（５）及びその走行、戻りの内側に設けた
磁場勾配を発生させる無端ベルト（６）よ６なるダスト
分離装置を１組設置した例であるが、例えば第３図に側
断面図で示すように長手方向に複数組のダスト分離装置
を設けることもできる。又図示していないが排ガス通路
（１）の長手方向に対して、直角方向に切欠部を設け、
直角方向に走行する非磁性の無端べ／Ｌ＝）及びその内
側に磁場勾配を発生させる無端ベルトを設けた構造とし
てもよい。

なお、これらに図示した例では、非磁性無端べ′ルト（
５）も磁場勾配を発生させる無端ベルト（６）も排ガス
の排出方向と同一方向に走行させる場合ｔこついて述べ
たが、磁場勾配を発生さする無端べ〃ト（６）のみ逆方
向に走行させるようにしても勿論よい。

さらに、以上の各側では排ガス通路（１）が水平方向ｔ
こ配置されている場合におけるダスト分離装置について
述べたが１例えば第４図ｔこ示すように縦方向の排ガス
通路＋１１に対して高さ方向に切欠部（２）を設は内部
に非磁性無端ベルト（５）及びその走行及び戻りの内側
に磁場勾配を発生させる無端ベルト（６）を設け、共に
排ガスの排出方向と逆方向に走行させる構造とし、吸着
された磁性ダストが自滅により払い落とされるような構
造としてもよ〜。

本発明のダメ１分離装置としズは以上述べた磁気透過性
で非磁性の材料からなる無端ベル）（５）と磁場勾配を
発生させる無端ベル）（も）とよりなる構造のもの以外
の例とし℃第５．６図に示すような構造のものも挙げる
ことができる。この例にお（Ｘて、（１）は入口から矢
印方向へ排ガスカー排出される排ガス通路、（２）はそ
の底面に設けられる切欠部である。自力は切欠部（２）
内に位置して設けられ、排ガス通路（１）の長手方向（
排ガスの排出方向）に対する直角方向に軸芯を有し１図
示せざる駆動装置により矢印方向へ回転する磁気透過性
の非磁性材料よりなる円筒状の回転ドラムである。なお
、その設置位置は第６図に示すように排ガス通路（１）
の底部内面の一部を構成するように設けられる。軸）よ
非磁性回転ドラム１とは軸芯を偏心させ、その内側に位
置して設けられて磁場勾配を排ガス通路（１）内に発生
させる円筒状の回転ドラムで前記非磁性回転ドラ基〇と
同−又は逆方向に回転するものである。すなわち、非磁
性回転ドラム１と磁場勾配を発生させる回転ドラム（１
１は第６図で示すように、非磁性回転ドラムα力の排ガ
ス通路（里）側における面（ｌｌ＆）の裏側で磁場勾配
を発生させる回転ドラムａ１の面が重なり合って磁場勾
配の発生による磁気が非磁性回転ドラムａカを透過して
排ガス通路（１）内へ及ぶようにし、それ以外の面では
、互い゛に離れて磁界範囲が非磁性回転ドラムＩの表面
に及ばないよう偏心して軸支されている。０＃よび（１
３は非磁性回転ドラムｎの表面と接し吸着された磁性ダ
ストをかきおとす掻き落としロール、６◆は上記両ドラ
ムの下部に位置して設けられる磁性ダストの捕集用ホフ
バーである。このような構成よりなる本例において、排
ガス通路（１）へ入口から矢印方向へ排ガスが排出され
ると回転ドラムｎにより発生１ゞ゛ された排ガス通路（１）内への磁場勾配に−へ磁気が回
転している非磁性回転ドラム音力を透過し、その表面上
に、排ガス中の重性ダストのみが連続的に吸着捕捉され
る。吸着捕捉された磁性ダストは非磁性回転ドラム軸の
回転にともなって磁界範囲から離れて落下し、さらに、
掻き落としロール０により掻き落とされてホッパーα◆
に入り、吸着されなかった排ガス中の非磁性ダストは排
ガスとともに排ガス通路（１）出口から導出されて図示
せざる分離装置により分離される。すなわち、この例に
おいても、排ガス中の磁性ダストは磁場勾配を発生させ
る回転ドラム＋１２と直接接触しないので、該ドラムの
表面には吸着されることがない。なお、非磁性回転ドラ
ムＩと磁場勾配を発生させる回転ドラムミノとの距離が
最も離れる部分（１５ａ）にはより完全に磁気を断つ為
に例えば軟鉄等の磁気非透過材からなる磁気シールドｔ
ｉ９を配設する方がより好ましい。

本発明の装置で分離される製鋼ダストは、前述のような
製鋼炉からの排ガスに含まれているダストであッテ、Ｆ
ｅ、　Ｆｅ０１Ｆｅ１０４　、　Ｆｅ２０ｍ　、　Ｚｎ
Ｏ，ＭｎＯ。

Ｓ　ｉＯｚ　、　ＣａＯ１ＮＩＯ，ＡｌｚＯｓ　、　ｐ
ｂｏ、　ｃｒＩＯｓ　、　ｃａｏ、　ＭｇＯ１Ｎａ、０
１ＫｆＯ，ＮａＣｌ　、ＫＣ１等を構成成分とするもの
で１、製鋼炉の種類及び炉（７）、、、、、□讐条件に
よっても異なるが、本発明の装置はマグネタイト（Ｆｅ
ａＯ４）等の磁性体および非磁性体が含有されている限
り適用できる。製鋼炉よりの排ガスは通常１０００℃以
上と高温で、亜鉛とか鉛の非鉄金属は蒸気の形態にあり
、製鋼炉から出て燃焼塔で可燃気体が燃焼される際に上
記のような酸化物のダストになる。次に排ガスは冷却塔
で約２００℃になるまで冷却される。約３００℃よりも
高温であると強磁性体の磁化が減少するので好ましくな
い。これらの過程によって酸化鉄、非鉄金属酸化物は独
自の形状の結晶例えばＺｎＯは畏さｌｌｌＬａ上の針状
に、その他のものは球形状となって排ガスに同伴され。

排ガス通路系に導出される。このダストをそのまま集塵
機により捕捉すると、各種成分が複雑にからみ合いもは
や磁気によって磁性体を分離することができないが、排
ガス通路系の途中に設けられる上記本願発明のダスト分
離装置によって磁性ダストと非磁性ダストが分離される
のである。

次に本発明のダスト分離装置を用いて、排ガス中のダス
トを分離する方法の１例としてアーク炉よりの排ガスを
処理する場合を第７図のフローリートと共に説明する。

アーク炉（ＡＦ　）よりの排ガスは燃焼塔（ＦＴ　）に
導入され、ガス中、のＣＱ酸成分燃焼されると共に鉄お
よび非鉄金属力監酸イヒされる。次に冷却塔（ＣＴ　）
で約２００℃に冷却され排ガス通路（１）を通って磁気
分離装置ＣＭ）に達し、ここで高濃度に磁性体を含有す
るダスト）裏゛分離され、残りはプロワ−（Ｂ）　ＩＣ
より集塵機（Ｃ）に入りここで高濃度にＺｎＯを含有す
るダヌＦ拳φ力監−塵され、このガス）（Ｉｌｌから亜
鉛が回収される。−刃高濃度に磁性体を含有するダスト
は、再磁選機（ＭＡ　）　ｔこ入れられここでより高濃
度に磁性体を含有するダスト鰭と、残漬成分舖とに分離
され、前者のダスト（ｌＴＩは中・低級磁石、フエフィ
ト原料、錆止め用ペンガラ等に利用される。

以上詳述したように本発明は集塵ニー前の排ガス通路系
内に磁場勾配を発生させ磁力を利用してダストを分離す
る装置において、磁性ガスＦと非磁性ダストを含む排ガ
スの通路に、磁気透過性で非磁性の材料からなる走行無
端べ／Ｌ−）又は回転ドラムを設け、更にその内側に磁
場勾配を発生させる材料からなる走行無端ベルト又は回
転ドラムなそれぞれに設けたｍ成とし、排ガス中の磁性
ダストを磁気により非磁性無端ベルト又をま非磁性回転
ドラムの表面に吸着させ、磁界範囲外で払（−落として
非磁性ダストと分離するようにしてなるので・、分離が
極めて簡単でしかも連続的に行うこと力ζできるという
長所を有する。しかも分離されたダストは゛再生して各
種用途に供することカーでき、ガスＦの有効利用にも疫
立つものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のダスト分離装置の一例を示す正面図、
第２図（イ）は第１図Ｘ−Ｘ線の側断面図。 同じく（ロ）はＹ−Ｙ線の側断面図、第３図をよダスト
分離装置の他の例の側断面図、第４図及び第５図は本発
明のダスト分離装置の他の一例を示す正面図、第６図は
第５図Ｘ−Ｘ線の側断面図、第７図は本発明の装置を用
いてダメ１分離を実する場合のフロー５ｙ−）の−例を
示す図である。 （１）・・・排ガス通路　（２）・・・切欠部＋３）　
（４１・・・調車　（５）　＋６）・・・無端ベルト（
７）（８）・・・調車　（９）・・・案内シューＦ００
・・・ホッパー　Ｕ■・・・回転ドラ五〇・・・払落シ
ロール　０番・・・ホッパーａ９・・・磁気シールド　
翰ａη舖ａＩＪ・・・ダスト代理人　弁理士　定立　勉 第１図 第２図 （（）　　　　　　　　（ＣＩ） 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　磁性体を含む排ガスを磁場勾配を発生させた排ガス
   通路系内を通過させて、磁性ダストと非磁性ダストに分
   離する装置において、排ガス通路系内に排出方向に対し
   て平行又は直角に走行する磁気透過性の非磁性無端ベル
   トを設置し、該非磁性無端ベルトの走行と戻りとの内側
   に重なって走行しかつ磁場勾配を発生させる無端ベルト
   を設けて非磁性無端ベルＦの表面に磁性ダストを連続的
   に吸着させるか、又は排ガスの排出方向に対して直角に
   設置されて回転する磁気透過性の非磁性ドラムの内側に
   磁場勾配を発生させる回転ドラムを設けて該非磁性ドラ
   ムの表面に磁性ダストを連続的に吸着させて分離するよ
   うに構成してなることを特徴とするダスト分離装置。