JPS60197807A - 転炉廃ガス処理装置の炉内圧制御方法 - 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】 〔発明の属する技術分野〕 この発明は、転炉から発生する廃ガスを所定の処理を施
して回収する、いわゆる転炉廃ガス処理装置における炉
内圧制御方法、特に転炉の炉口部と該転炉から発生する
廃ガスを導くフード部（スカート）との間を密閉または
これと同等の状態で操業する際の炉内圧制御方法に関す
る。

〔従来技術とその問題点〕

一般に、かかる転炉廃ガス処理装置においては、炉口部
の上に位置するスカートを炉口部に密着させずに、所定
の隙間をもたせて操業される。したがって、操業の経過
に応じて炉内圧が変動しても、その隙間から炉内へ空気
が流入し、または炉内から外部へガスが流出し得るので
、炉内圧と大気圧との差は約プラス、マイナス数ｍＷ　
Ｈ２０程度で、充分に許容範囲内に収まっていた。しか
し、転炉廃ガス処理装置の操業において、特に吹錬の初
期と末期を除（Ｃｏ（−酸化炭素）ガスの回収時期に、
このような隙間をもたぜて操業することは必ずしも妥当
ではない。何故ならば、炉内圧が高いときはこの隙間か
らＣＯガスが流失してしまい、本来回収可能であったカ
ロリーの損失を招くとともに環境汚染が生じる一方、炉
内圧が低いときはこの隙間を通して空気が流入し、この
中の０２　（酸素）ガスとＣＯガスとが反応してｃｏ２
（二酸化炭素）ガスとなる結果、いずれにしても有価な
ＣＯガスが失なわれてしまうからである。ところで、従
来は、スカートと炉口部との間を密着させようとしても
、吹錬中に炉内から吹き出されるスラグが炉口に凹凸状
をなして付着するため、スカートはこのスラグの凸部に
遮られて炉口部に密着できなかったのであるが、最近は
、何らかの適宜な方法でスラグの除去を図るなどして、
スカートと炉口部との間を密閉または略密閉した状態で
操業する試みがなされている。しかしながら、このよう
な状態で操業しているときに、炉内で圧力変動が生じ、
これが炉内圧制御系に外乱として加わると、炉内圧は一
時的にもせよプラス、マイナス数百能Ｈ２０の範囲にわ
たって大幅に変動する０このとき、炉内圧が負の方向に
大きく変化すると、廃ガスを導くフード部等で機械的強
度の弱い箇所が凹んで破損したりする。また、廃ガスを
導く管路（ダクト）の途中などに設けられているガスシ
ール装置でシール切れを生じたり、ダクト本体へ過剰な
ストレスが加わったりして装置の破損に至るおそれが生
じる。

〔発明の目的〕

この発明はかかる事情のもとになされたもので、転炉の
炉口とスカートとの間を密閉またはこれと略同等の状態
で転炉廃ガス処理装置を操業する場合にも、安全な操業
が可能となる炉内圧制御方法を提供し、その保護を図る
ことを目的とするものである。

〔発明の要点〕

この発明は、転炉「δガス処理装置において、従来の炉
圧ｆＷ御を補Ｇ′ｉするために、炉内圧と廃ガス流量を
一定周期で監視し、炉内圧の制御偏差の絶対値が規定値
以上になった詩、廃ガス流星の前回測定値と今回測定値
の差に一定比率を乗じたｉだけ制御用Ｎ２　（窒素）ガ
ス流量を増加または減少させることにより、炉内圧制御
の補償を行なうようにしたものである。

〔発明の実施例〕

第１図はこの発明が適用される転炉廃ガス処理装置を示
す構成図である０同図において、１は転炉、２はスクラ
ップおよび溶銑、３は上吹ランス、４はスカート、５は
炉内圧発信器、６はフード部、７は炉内圧制御装置、８
１　ａ　８２は１次、２次集塵器、９はダンパ、１０は
電油操縦機、１１は誘引送風機、１２はＮ２ガス遮断弁
、１３はＮ２ガス流量調節弄、１４はＮ２ガス流量計、
１５はＮ２ガス流量調節計、１６は廃ガス流量計、１７
はＮ２ガス吹込制御装置である。

まず、転炉廃ガス処理装置の一般的な操業方法について
説明する。

転炉１の中に主原料としてスクラップ、溶銑２を装入し
、転炉上部からランス３を用いて高圧酸素を吹込み、溶
銑を精錬して溶鋼にする。この事を吹錬という。吹錬中
に、酸素は溶銑中の炭素と化合し、ＣＯガスを主成分と
する廃ガスを発生する。この廃ガスは約１２００℃の高
温であり、約１５０ｇ／Ｎｍという多量の酸化鉄系ダス
トを含んでいる。この高温、多塵の廃ガスを冷却し、集
塵して図示されないガスホルダーに回収する設備が、い
わゆる転炉廃ガス処理装置である０吹錬中は、上下に昇
降可能なスカート４を炉口近くまで降し、炉口とスカー
トのすき間を狭くした状態で操業する。この廃ガスは高
温であるから、装置本体を保護するためフード部６は水
冷管にて水冷されている。この廃ガス中のダストを除去
するために、１次集塵器８１，２次集塵器８２が設けら
れている。

これらの集応器ｓｔ　ｅ　８２は、集塵水を用いた方式
であるため、廃ガスは急冷されて温度は約７０℃まで下
がる。廃ガスから除塵するためには、先に述べた２つの
集塵器８１　ｙ　ｓ２の所でガスを高速で通過させる必
要があり、各集塵器にはダンパ９を備え、絞り機構とな
っている。また、ガス吸引は誘引送風機１１によって行
なわれる。炉口部のガス圧力、すなわち、炉内圧力は炉
内圧検出器５で検出され、炉内圧制御装置７を用いて２
次集塵器８２内のダンパ９を開閉操作することにより制
御される。なお、このダンパーの駆動装置には、通常電
池操縦機１０が用いられる。この炉内圧は通常大気圧近
くに制御され、炉口部とスカート４とのすき間からガス
が吹出したり、大気を吸引したりする量をできるかぎり
少くなる様にしている。

通常、スカート４と炉口のすき間が２００囮位であれば
、炉内圧はプフス、マイナス＆　１ｌｔｙ、　Ｎ２０の
間で制御される。

一方、スカート４を下げて炉口とのすき間がほとんど無
い状態、すなわち、密閉状態で操業すると、炉圧の振れ
幅は大きくなり、異常時にはプラス、マイナス数百１１
Ｎ　Ｎ２０にもなり得る。この場合、制御性を向上させ
るために、炉内圧制御装置７には種々の工夫がされてい
るが、前述の如く、非常に犬舎な外乱、例えば炉内発生
ガス量の急激な増加または減少があると、炉内圧は急激
に増加または減少するので、この発明では、以下の如く
して対処している。

すなわち、炉内圧発信器５によって検出される炉内圧と
、廃ガス流量計１６によって検出される廃ガス流量とを
一定周期（伝えば３秒）で監視する。今、仮りに炉内圧
が設定値より低くなり、偏差の絶対値が規定以上に大き
くなったとすれば、これは廃ガス流量が急激に減少した
かまたは減少しつつあると判断し、廃ガス流貴の前回測
定値と今回測定値の差の一定比率に相当する量の制御用
Ｎ２ガス流量を増加させる。また、次の周期でも炉圧偏
差の絶対値が規定値以上であれば、廃ガス流量の今回測
定値と次回測定値の差の一定比率分だけ制御用Ｎ２の流
量を変更する。流量制御の方法について、もう少し具体
的に説明する。炉内圧の偏差の絶対値が規定峙以上か否
かは、炉内圧制御装置７によって検出され、その旨の信
号が制御用Ｎ２吹込制御鋏置１７に送られる。制御用Ｎ
２吹込制御装置１７は、廃ガス流値計１６から送られて
くる廃ガス流量値の前回測定値と今回測定値との差から
、必要な制御用Ｎ２の流量変更分を演算し、制御用Ｎ２
流量調節計１５の設定値を変更する。

制御用Ｎ２　Ｋ４にｊ計１５の出力により、制御用Ｎ２
流調弁１３が操作され、制御用Ｎ２の流量制御が行なわ
れる。なお、制御用Ｎ２の流量設定補正式は、次の（１
）式の如く表わされる。

まめら ΔＦＮ２（ｎ）−−（Ｆｃ（ｎ）−ＦＧ（ｎ−１）　）
Ｘ”・・・・・・　（１） 〔但し、１ΔＰｏ（ｎ）　ｌＴｈ　Ｋｔのとき。〕ここ
に、（１）式の各符号等の意味は次のとおりである。

ΔＦＮ２（ｎ）　：サンプリング周期１囲目の制御用Ｎ
２の流量設定補正値 Ｆｃ（ｎ）　：サンプリング周期（ｎ）回目の廃ガス流
量 ＦＧ（ｎ−ｔ）　：サンプリング周期（ｎ−１）回目の
廃ガス流量 α：制御用Ｎ２の補正流量と廃ガス流量差の比ΔＰｏ（
ｎ）　：サンプリング周期（ｎ）回目の炉圧偏差（測定
値−設定値） Ｋ１：炉圧偏差の規定値 第２図は炉内圧制御偏差、廃ガス流量および制御用Ｎ２
ガスの流量設定値の関係を示す特性図である。

例えば、ｎ回目のサンプリング周期における炉内圧の検
出値とその設定値との偏差ΔＰｏ（ｎ）が、同図（Ａ）
の如く示されるものとすると、廃ガス流量も同図（Ｂ）
の如く変化するので、上記偏差ΔＰｏ（ｎ）が規定値−
に１よりも小さい領域（Ｔｓ　）では同図（Ｃ）の如＜
Ｎ２ガスの流量設定値を増加させる一方、ΔＰｏ（ｎ）
が規定埴土に１よりも大きい領域（Ｔ２）では減少させ
るようにして、炉圧偏差が許容変動幅内に入るように制
御するものである０ 本制御方法より簡易な方法として、次のように制御する
ことも考えられる。

１）制御用Ｎ２の流量制御をやめて、制御用Ｎ２流量調
節計１５の出力を固定する。炉内圧が設定値より低くな
り、偏差の絶対値が規定値より大きくなった時、制御用
Ｎ２遮断弁１２を開くと、炉内圧は制御用Ｎ２の流入に
より補償されて上る方向に動く。偏差の絶対値が先に定
めた規定値（Ｋ１）より小さな別の規定値（Ｎ２）より
も小さくなれば、制御用Ｎ２遮断弁１２を閉じる。但し
、この弁の開閉特性として、開く速度を速くシ、閉じる
辻度を遅くする。そうすれば、弁を閉じる時の外乱は小
さくなる。この方法にて、炉内圧が低くなった時の制御
の補償ができる。

２）制御用Ｎ２の流量制御をやめて、制御用Ｎ２流量調
節計１５の出力を固定するとともに、制御用Ｎ２遮断弁
１２を蝮数個用意する０例えば、今、２ケ用意した場合
について説明する。炉内圧の偏差の絶対値が小さくて、
規定値Ｋｌより小さい場合は、制御用Ｎ２の遮断弁のう
ち１ケを開いておく。炉内圧が下がり、炉内圧の偏差の
絶対値が規定値（Ｋ１）よりも大きくなれば、更に１ケ
の制御用Ｎ２遮断弁を開く。すると、炉内圧は制御用Ｎ
２の流入により補償されて上る方向に動く。偏差の絶対
値が先に定めた規定値（Ｋｌ）より゛も小さな別の規定
値（Ｋ２）よりも小さくなれば、制御用Ｎ２遮断弁を１
ケ閉じる。但し、この弁の開く速度は速くシ、閉じる速
度を遅くする。そうすれば、弁を閉じる時の外乱は小さ
くなる。この方法にて、炉内圧が低くなった時の制御の
補償ができる。次に、炉内圧が高くなり炉内圧の偏差の
絶対値が規定値（Ｋｔ　）より大きくなった時は、それ
盗聞いていた１ケの制御用Ｎ２の遮断弁を閉じる。制御
用Ｎ２の流入が全く無くなった事により、炉内圧が下が
る方向に補償される。そして、炉内圧が下がり、炉内圧
の伯差の絶対値が別の規定値に２よりも小さくなれば、
制御用Ｎ２の遮断弁を１ヶ開く。

但し、この弁の閉じる速度は速＜シ、開く速度を遅くす
る。そうすれば、弁を開く詩の外乱は小さくなる。

なお、上に述べた二つの簡易な制御方法は、本発明の一
種の応用として考えることができる。

〔発明の効果〕

この発明によれば、炉内圧の制御偏差の絶対値が所定値
以上になったときは、制御用Ｎ２ガスの流量設定値を変
更することにより、廃ガス流量を増加または減少させて
炉内圧を急速に正常復帰させるようにしたので、転炉の
炉口とスカートとの間を密着またはこれと略同等の状態
で操業する場合にも、安全な操業が可能となる利点が得
られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明が適用される転炉廃ガス処理装置を示
す構成図、第２図は炉内圧制御偏差、廃ガス流量および
制御用窒素ガスの流量設定値の相互の関係を示す特性図
である。 符号説明 １・・・・・・転炉、２・・・・・・スクラップｖｍ銑
、ａ・・・・・・上吹ランス、４・・・・・・スカート
、訃・・・・・炉内圧発信器、６・・・・・・フード部
、７・・・・・・炉内圧制御装置、８１゜８２・・・・
・・１次、２次集塵器、９・・・・・・ダンパ、１０・
・・・・・電油操縦機、１１・・・・・・誘引送風機、
１２・・・・・・Ｎ２ガス遮断弁、１３・・・・・・Ｎ
２ガス流量調節弁、１４・・・・・・Ｎ２ガス流量計、
１５・・・・・・Ｎ２ガス流量調節計、１６・・・・・
・廃ガス流量計、１７・・・・・・Ｎ２ガス吹込制御装
置 代理人　弁理士　並　木　昭　夫 代理人　弁理士　松　崎　清 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 転炉の納口部と該転炉から発生する廃ガスを導くフード
   部との間を密閉またはこれと略同等の状態にして操業さ
   れる転炉廃ガス処理装置において、炉内圧と廃ガス流量
   とを所定の周期をもって監視し、該炉内圧検出値とその
   設定値との差で表わされる制御偏差の絶対値が所定値以
   上になったとき、廃ガス流量の前回測定値と今回測定値
   との差に所定の比率を乗じた量だけ制御用窒素ガスの転
   炉内への吹込量を増加または減少させることにより、炉
   内圧制御を補償することを特徴とする転炉廃ガス処理装
   置の炉内圧制御方法。