JPS58182081A - 製鋼炉用排ガス顕熱回収設備 - 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】 発生する高温の排力′スが保有する顕熱或は又その還元
力を有効に利用することのできる排ガス顕熱回収設備に
関する。

近年エネルギー事情の悪化より省エネルギーが国家的課
題となっているが、特に製鉄業等の高エネルギー産業で
はその必要性が大きく叫ばれている。

特に転炉においては約７！；００〜＃００″Ｃの一酸化
炭素を主成分とする排ガスが排出されるため、その有効
利用は従来より着目されていた。所が転炉排ガスは高温
であると共に、一酸化炭素であるため爆発又は酸欠の心
配があり、史に多量のダストを含むたｙ）その顕然回収
および還元力の利几Ｊは極めて困難な問題となっていた
。

ところで、例えば第１図に示すような従来の方法では転
炉／の排ガスフードコの流路内に粒状の転炉用原料を縦
型光１９層３として装入したものであるが、この方式に
おいてはダクト内の粒状原料による圧損が大きくなり、
又還元による塊の固着が起き、粒状原料によるダクトの
損耗が大きく、排ガス含有ダストによる目づまり、もし
くは融着等さまざまな困蝋な問題がある。しかして圧損
を小さくするために層の高さ方向厚さを小さくすると粒
子の飛散等も考えられ実用化に至っていない〔又、他の
例では第２図に示す＆＋１　＜　、転炉／の排ガスを排
ガスフードコに設けた分岐ダクトグを通して予熱装＠ｊ
に通し排出ダクト乙より吸引する方法もあるが、この構
造は実施不可能ではないが、実ヂ備的には粒状原料の加
熱を無限軌道状のコンベアを使っているため、実質的に
は構造が複雑で大形高重量となり転炉の上部作家に上架
することは困難であり、また作家の補強に大幅なコスト
がかかると共に、予熱装置Ｓの価格そのものも高価なた
め実用的な面ではエネルギー回戚メリットを極めて少い
ものにしてしまう難点があった。加えて＼この方式では
、ガスの流れが下方より粒状の原料の層を通りぬけて上
方へぬけるため、排ガス中に含まれる多毒のダスＩ・が
どうしてもコンベアの機械部分Ｇこ雨着することと、高
熱ガスに機械部分がふれるため故障が起きやすく実質的
には適用の難しい構造となっていた。

本発明は、これら従来の難点を生じせしめることなく、
シかも安価な構造において目的を達成し省エネルギーに
よるコスト削減を大幅に享受出来ることを可能にした極
めて合理的な排ガス顕熱回収設備を提供するものである
。

以下実施例により本発明を説明する。

本発明の／実施例でのガスの流れを第３図によって説明
する。転炉又は製錬鍋／′の上方には排ガスフード２が
設けられており、熱回収を行わない操業時においては、
排ガスは点線の如く流れ、調整ダンパー７で流量、圧力
を制御されて、集塵装置ざを通り誘引ブロワ−９により
す［かれて出口管／θより、レシーバ−もしくは大気放
散されている。

排ガスの顕熱回収を行う場合には、調整ダンパー７を閉
とし、熱回収流路の調整ダンパー／）を開となし入口弁
／３を開とすることにより、排ガスは排ガスフード２よ
り分岐ダクト／２へと流入し入口弁／３を通って熱交換
箱／グの加熱箱／Ｓに流入し塊状の材料層／６内に侵入
し、底板／７に設けられた多数の小穴７ｇを通ってガス
吸入箱／９に至り、排出ガスダクト〃を通って予め開け
られた熱回収流路の調整ダンパー／ノを通過して排ガス
ダクトの連結口２ノへと導かれ集塵装置ｇ１誘引ブロワ
−９を経由して出口管／θに至る。

従って本発明の構造では、排ガスは塊状の材料層の」一
方より下方へと排ガスが流れるため、粒子の飛散の心配
がなく、又層を平面状に構成するため、通過面積を大き
く取れ圧損も小さく、通常の場合既設の誘引ブロワータ
の容はアップをすることなしに設置することが可能であ
る。又排ガス中に含まれるダストの影響も通過面積が大
きいため材料層のＬ部に止ることとなり悪影響がないば
かりか、付着したダストは一般にＦｅ２Ｏ８等の酸化鉄
であるためこれも鉄分として回収出来る。又底板交換が
なされたガスが底板に当ることとなるため第２図の例と
比べ、低温のガスとなり構造的に無理なく構成出来又、
ダストは材料層／６で、はとんど取られているため、下
部への通過が少なく構造的につまりなどの問題を生じる
ことがない。一方塊状の原料は、装入ホッパー２７に予
めコンベイ等で装入され、装入弁２ノを開ｉ−すること
により材料装入口ノ３を経由して熱交換箱／グ内Ｇこ装
入される。熱交換楯／りはバネ等の弾性体支持装置２グ
を介して作家ノＳに支えられている。熱交換箱／グの排
ガス導入口２６と導入ダクトの間には、例えば伸縮管又
は水シール装置等の密封式可撓継手２５−　ａが取付け
てあり、又排ガス排出口２７と排出ガスダクト２θの間
にも同様の可撓継手２Ｓ−ｂが設けられ、又、材料装入
口２３と装入弁２．２の間にも同様の可撓継手２Ｊ−Ｃ
が設けられ、材料排出シュート部Ｉと下部ホッパー２９
の間にも可撓継手ｎ　−ｄが設けられている。

熱交換箱／グの一部には、振動発生機３θが取付けられ
ており、この振動発生機により熱交換箱／グに振動が加
えられると熱交換箱は自由に振動するよう構成されてい
る。振動により加熱箱／Ｓ内に装入された塊状の材料／
６は、前方に送られる。連続加熱の場合には、加熱中は
常時振動により材料は送られ材料排出シュート部２ｇを
通って下部ホッパー２９内に送られる。下部ポツパー２
９に送られた材料はフィーダー３７を介して、例えば炉
内等に投入される。

本構造の詳細を第４１図により更に説明する。排ガス導
入口２乙を通って導入される排ガスは９００〜７３００
°Ｃであり、排ガス中には通常半溶融又は凝固した多量
のダストが含まれている。

本発明においては、このダストは、材料層／６の上部に
ダスト堆積層３ノとなる。このダストは、通常酸化鉄等
であり本方式では材料層がフィルター効果をもつためこ
れも回収され歩留向上に寄与することとなる。加熱箱１
５内に入った排ガスは、材料層／６の上部より流入する
ため、下部に行くに従って温度が下がり、約７００〜９
００“Ｃとなって底板／７に接触する。底板／７は通常
金属または耐火物ライニングした板又はセラミック等で
作られ、多数の開口があけられている。その開■／ｇは
塊状の材料の小径より大きくない寸法となっており、従
ってほとんどの材料は開口／８を通過して下に落下する
ことがない様に構成されている。底板／７は水平もしく
は士ノθ０以内の傾斜角の範囲で設置される。

開口／ｇを通った排ガスは吸入箱／９の中に吸収される
が、この吸入箱／９の内部には少くとも］つ以上の分割
ボックス３３　ａ〜３３　ｅが設けられており、長手方
向のガス流れを分割している。その分割ボックス３３　
ａ〜３３　ｅの出口部には、調整ダンパー３グａ〜３夕
ｅが設けられており、これらを調整することニヨり材料
層内の長手方向のガス分布をコントロール出来る様にな
っている。又、開［１ｇより小径の材料が通過し分割ボ
ックス内に落下し、調整ダンパー３りａ〜３りｅを経由
して吸入箱／９の底板３５」二に落下しても熱交換筒全
体が振動しているため１これらの微小径材料は底板／７
上の材料と同様矢印為。

の如く前方に送られＡ微小径材料ホッパ一部３乙の下に
は弁３７と可撓継手３ｇが設けられており、その出口は
例えば下部ホッパー２９内に開口している。排ガスの導
入中は、通常、弁３７は閉となっており・排ガスの導入
がストップすると開となって微小径材料全、下部ホンパ
ー１９内に落下回収する様になっている。加熱箱／Ｓの
内面は、耐火物でライニングされるか、もしくは鉄皮の
内側に断熱材をライニングし、さらに耐熱鋼ライナーを
設けて耐摩耗性を向上させている。振動発生機は、通常
振動モ　　　　、−ター、電磁振動機等が用いられ熱交
換箱を十分振動出来る容量のものが取り付けられている
。排ガスの成分は、通常転炉の場合−酸化炭素をざ０係
程度含有したガスであり、これは空気にふれ爆発を起し
た事故を過去多数経験しているため為極めて危険なもの
である。又、−酸化炭素は有害性であるため、もし漏洩
を起すと人間が酸欠を起すため安全−」ニリ−りはゆる
され難い。

従って本構造の特徴は、各ダクト、ホッパー等と密封性
の可撓継手を介して熱交換箱／グと接続することにより
、極めて一般的容易な方法で排ガスシールを行えること
である。接続フランジにもパツキンを用いると共にＮ２
ガスパージを併用すれば、更に安全性を高めることが出
来る。

更に本構造の最大の特徴は、加熱箱の構造上材料が接触
するのは、底板／７の−４−面と、側板乃の内面と装入
口）３の内面だＧっであり、そのためしかも塊状の材料
には、縦型充填層の！１ｆ１１き、大きな自重がかから
ず、材料の移動は振動によるため瞬間的に壁又は底板よ
り飛び上って移動し、自重により炉壁Ｇここずりつけら
れて移動する部分はほとんどないため、耐火壁、ライナ
ー等のＭ耗減潰を太きく見込む必要がない。このことは
熱交換箱そのものを他方式に比べ極めて軽量に構成出来
ることを意味している。

従って、作家にかかる荷重が少いため作家の補強等の余
分の費用発生を極力おさえることが出来る。又、通常転
炉の−Ｌ部作家においては、既設化家内にレイアウトす
る場合、特に高さ方向の制限が厳しく機器の設置は困鑓
であることが多いが本方式は、熱交換箱がほぼ水平型で
あるため高さ方向の寸法は非常に低くてすむため、有利
でありパ又、平面形状も長さと幅を適宜変更出来るため
余裕空間内に適合した形状を選定出来る自由度を有して
おり、レイアウト上極めて有利な條件を備えている。材
料の加熱は、排ガス通過時に、振動による移動をさせて
加熱する移動加熱方式と熱交換箱内１に装入後振動を停
＋Ｊ−させて加熱するバッチ加熱方式とどぢらも可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の縦型充填層型排熱量１（又設備の概略
図、第２図は、他の従来の無限軌道型排熱回収設備の（
既略図、第３図は本発明設備の全体図・第１図は第３図
の熱交換箱の詳細断面図である。 ／、／′・・・転炉、）・・・排ガスフード、３・・・
縦型充填層、グ、／ノ・・分岐ダクト、Ｓ・・・予熱装
置、／グ・・熱交換箱、／Ｓ・・・加熱箱、／６・・・
材料屑、／７−・・底板、／８　開口、／９・・・ガス
吸入箱、ノ３・・・材料装入ｊＴｌ　％　２！・・・弾
性体支持装置、２乙・・・排ガス導入「’Ｊ、２７−排
ガス排出口、ノサ・・・ｖＪ料排出シュート部、３θ・
・・振動発生機。 特許出願人　　新日本製鐵株式会社 第１図　　　　　　　　　　　第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 多孔板を介して上部に加熱室を、下部に吸入室を形成し
   且つ製鋼炉からの高温排ガスの導入及び排出口並びに塊
   状原料の装入及び排出口を形成した熱交換箱を、弾性体
   により支持し該熱交換箱に設けた振動発生機で多孔板上
   の原料を移送せしめる如くすると共に高温排ガスを上記
   多孔板上の塊状原料中に通過せしめて熱交換を行なうよ
   うにしたことを特徴とする製鋼炉用排ガス顕熱回収設備
   。