JPS604788A - 精錬炉の集塵風量制御方法 - 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】 この発明は、例えば電気炉のような精錬炉の集塵風量制
御方法に関するものである。

例えば電気炉の精錬時にお２ける排ガスの発生状況は、
不規則であってその予測が困難である。このような排ガ
スを適確に集塵することは、環境衛生上極めて重要であ
る。従来排ガスの発生状態に応じて集塵するだめの集塵
風量制御手段として、次のような方法が一般に行なわれ
ている。

（１）集塵用プロワ−の電流の変化を炉内反応の変化と
して検出し、集塵風量を制御する方法。

（２）　炉内の圧力変化を検出し、集塵風量を制御する
方法。

上記（１）の方法は、開放炉によく用いられるもので、
第１図はその概略説明図である。第１図において、１は
電気炉、２はフード、３は集塵用ブロワ−１４は集塵機
である。電気炉のフード２とプロワ−３との間は、ダク
ト５で連結されておシ、ダクト５の途中にはサクション
ダンノや−６が設けられている。

７は電流計、８は調節器であって、調節器８には予め必
要な集塵風量に相当するプロワ−３の電流値が設定され
ている。電気炉１内の反応が活溌化して、電気炉１から
発生ずる排ガスの温度が上昇すると、ガス比重量が／Ｊ
・さくなシ、ブロワ−３の動力が低下する。この動力の
低下をブロワ−３の電流の低下として検出し、調節器８
において設定電流値と比較する。そして、その偏差によ
りサクションダンノ！−６をダンノ”−ｆｆｉ動装置９
によって開き、集塵風量の増加を図る。

集塵風土士の増加とともに、ブロワ−３の電流は高くな
シ、設定値と平衡した時点で風量の増加は１１−丑る。

一方、電気炉１の反応が穏かとなって、排ガスの温度が
低下したときは、上記と逆の動作によってザクジョンダ
ンパー６を閉の方向に回転さぜその開度を小となして、
集塵風量を減少させる。

上記（２）の方法は、密閉炉によく用いられるもので、
第２図はその概略説明図である。算２図において、１０
は密閉炉、１１は炉内圧の検出器である。密閉炉におい
ては、発生した排ガスを回収して有効に利用する場合が
多い。炉内圧が高すぎると排ガスが炉外に漏れて環境衛
生上好ましくなく、一方、炉内圧が低いと大気が炉内に
流入して無駄な燃焼が生ずる。従って炉内圧は大気圧と
ほぼ同程度に調整されるのが普通である。

密閉炉１０内での反応が活溌化して、密閉炉１゜の炉内
圧が上昇すると、その炉内圧は検出器１１で検出されて
電気信号に変換し、調節器１２に送られて設定値と比較
される。そして、検出された炉内圧が設定値より高い場
合は、その偏差によりサクションダンパー６をダン／Ｆ
−駆動装置９によって開き、集塵風量の増加を図る。

集塵風量の増加とともに、密閉炉１ｏの炉内圧は低下し
、設定値と平衡した時点で風量の増加は正寸る。才た、
密閉炉１ｏの反応が穏がとなって、炉内圧が低下したと
きは、上記と逆の動作によってサクションダンパー６を
閉の方向に回転させ、その開度を小となして、集塵風量
を減少させ、炉内圧を高める。炉内圧が設定値と平衡し
た時点で風量の減少は止まる。

しかしながら、上記（１）の方法は、排ガス温度の変化
を電流の変化として検出するものであるから、精錬炉と
ブロワ−との間が離れていると、排ガスの温度が低下す
る結果、排ガスの発生状況の変化を敏感に検知すること
が困難になる。従って、この方法は、送風機の定まった
電力で制御する送風機主体の制御法である。

また、炉外に排煙が漏れないようにするため、炉内での
反応が活溌化した時点に合わせて集塵ブロワ−の電力を
設定している。従って、炉内の反応が穏かであるときに
も、設定電力に合わせて集塵ブロワ−が運転される結果
、本来炉内において自然沈降するはづの粒子まで吸引す
ることになシ、電力の無駄な消費が多い。

また、上記（１）および（２）の方法は、何れもダクト
内に設けられたサクションダンノＲ−の開度を変えるこ
とによって風量を制御するものであるから、サクション
ダン・々−の圧力損失によるロスが生じ、吸引風量の割
には消費電力が高い問題がある。

本発明者等は、上述のような観点から、精錬炉における
排ガスの発生状況に適応させて、炉外への漏洩が生ぜず
、且つ、集塵のだめの電力に無駄がなく、効率的に排ガ
スの集塵を行なうことができる精錬炉の集塵風量制御方
法を開発すべく鋭意研究を重ねた。

本発明者等は、精錬炉から廃生ずる排力゛ス中のダスト
の性状に着目した。精錬炉から発生する排ガス中のダス
トは、それぞれ特有の粒径および質量をもち、その自然
沈降速度は、下記に示すストークスの式およびアレンの
式などからめられる。

ストークスの式 アレンの式 但し、ρ：粒子密度 ρ０　：媒質の密度 ２：風力の加速度 ｄ：粒径 η：媒質の粘性係数 Ｖ：沈降速度 精錬炉から発生する排ガスの吸引量を犬にずれば、排ガ
スが炉外へ漏洩することはなく、環境衛生的には好まし
いが、無駄な電力を消費することになる。

第３図は、集塵ブロワ−の吸引風量を一定にした状態で
排ガスを吸引したときの、炉内反応の変化に伴々うダス
トの粒度分布とその累積割合を示したグラフである。第
３図から、炉内反応が活溌になるに伴なって、粒径の大
きいダストの発生が増加することがわかる。

この発明は、」二連した知見に基づいてなされたもので
あって、 前記精錬炉の炉内反応の変化を、排ガス中のダストの粒
度分布の変化によって把握し、精錬中に発生する前記ダ
ストの粒度累積割合を検出して、その検出値が予め設定
されたダストの粒度累積割合と一致するように集塵用ブ
ロワ−の回転数を制御することに特徴を有するものであ
る。

市販されている粒度分布測定装置は、−数分間の間欠的
測定であるため、連続的に粒度分布を検出し、その検出
値をフィードバックしてブロワ−の回転数を連続的に制
御することは困難である。そこでこの発明においては、
次のような段階的な制御を行なう。

第４図は、この発明の基本原理を示す説明図である。先
づ、粒径ｄＬμｍのダストの累積割合ａ％を設定値とし
、設定値ａ％を中心として一ヒ下各々ｈ％の幅を作動範
囲として定める。また、ｈをｎ段に分割してｎ段階での
回転数制御を行なう。なお、ａ％に対する基準回転数は
Ｎｏｒ、ｐ、ｍとする。

第４図において、精錬中に炉内の反応の変化によって、
検出されたダスト粒度の累積割合がｅ％になったとする
と、設定値ａ％との差（ａ−ｅ）に対応して、ブロワ−
の回転数を修正する。ブロワ−回転数の修正値は下記式
によって演算される。

ｆ　＝　ｈ／ｎ　・・（１） ｋ３＝　（ａ　ｅ　）　／　ｆ　−ｆ２）Ｎ　＝　ＮＯ
＋　（ｋｌ＋に２＋に３）／３−ΔＮ　−（３）但し、
Ｎ：修正回転数 Ｎｏ：基準回転数 ａ：設定値 駅：基準可変回転数 ｅ：検出１直 ｆ：基準偏差値 に３：ｅを回転数に変換する係数 に、、に２：前２回の係数 設定値ａ％と検出値ｅ％との差が、基準偏差値ｆの伺倍
あるかをめ、ｋ３とし変換の係数とするが、最終の係数
は前回２回のに、、に２と新しいに３を平均した移動平
均値を使用し、これに基準可変回転数を乗じて可変量を
める。そして、上記によりめた可変量を基準回転数Ｎｏ
に加えて修正回転数とする。

精錬炉の反応が活溌なときは、ａ　）　ｅでに３は負と
なシ、一方、反応が沈静化しているときは、ａ　（ｅで
に３は正となる。従って、設定値ａの上下において、上
記式によりブロワ−回転数の修正値を演算することがで
きる。なお、変換の係数に移動平均値を使用した理由は
、小さい変動にも過敏に対応して混乱することを防ぐた
めである。

次に、この発明を図面に基づいて説明する。第５図はこ
の発明の一実施態様を示す説明図である。

図面において、１３は電気炉１０フード２と集塵機４の
ブロワ−３とを連結するダクト５の途中に設けられたダ
スト採取装置、１４は採取されたダストの粒度分布分析
装置、１５は演算調節装置、１６は油圧前処理装置、１
７はブロワ−３の油圧による回転数可変装置、１８はブ
ロワ−３の原動機である。

電気炉１内の反応が活溌化して、電気炉１から粒径の太
きいダストの発生が増加しているときは、採取装置１３
で採取され、粒度分布分析装置１４によって分析された
ダスト粒度の累積割合は、設定値ａ％よりも小さいｅ％
として検出される。次いで上記の検出値は、演算調節装
置１５において、設定値ａ％との偏差値と、基準偏差値
ｆ％との割合がめられ、上記（３）式によってブロワ−
３の修正回転数が演算される。

演算調節装置１５で演算された前記修正回転数は、油圧
前処理装置１６に送られ、回転数可変装置１７によって
ブロワ−３の原動機１８の回転数を犬とがし、ブロワ−
３による吸引排ガス量を増加させる。

一方、電気炉１内の反応が沈静化して、電気炉１から粒
径の小さいダストの発生が増加しているときは、粒度分
布分析装置１４によって分析されたダスト粒度の累積割
合は、設定値ａ％よりも大きいｅ％として検出される。

次いで、上記と同じように、演算調節装置１５において
、設定値ａ％との偏差値と、基準偏差値ｆ％との割合が
められ、上記（３）式によってブロワ−３の修正回転数
が演算される。そして、回転数可変装置１７によって原
動機１８の回転数を小となし、ブロワ−３による吸引排
ガス量を減少させる。

なお、粒度分布分析装置１４での検出は数分間隔である
ことによシ、その間隔で原動機１８の回転が修正される
。

次に、この発明を実施例により説明する。

第６図は、電気炉での通常の精錬時における粒度分布で
あって、粒径（ｄＬ）　１０μｍのダストの累積割合（
ａ）　８０％を設定値とし、８０チを中心とし−て上下
各々２０％即ち６０〜１００係を作動範囲（ｈ）とした
。なお、前記作動範囲を２０段に分割した。

第７図は、この発明の方法による制御結果を示すグラフ
で、同図（３）は炉内反応の変化をガス温度の変化で表
わしたグラフ、同図［Ｆ］）は１０μｍのダストの累積
割合の変化を示すグラフ、同図（０は本発明方法によっ
て制御した回転数の変化を示すグラフ、同図■）はブロ
ワ−の消費電力の変化を示すグラフである。

第７図（イ）に示すように、電気炉内の反応が例えば＠
）点から活溌化して（ロ）の状態になったときの１０μ
ｍのダストの累積割合の検出値は、第６図のに）点から
（ホ）点に移シ、第７図１１３）に示した状態となる。

これと共に、上述した方法でブロワ−回転数の演算処理
が行左われ、ブロワ−の回転数は第７図Ｃ）に示す（へ
）点から（ト）点に修正された。これによって、ブロワ
−の電力は、第７図０に示す（ホ）点から（ヌ）点に増
加した。以下、同様の方法が繰返されて、連続的にブロ
ワ−の回転数が制御された。

その結果、ブロワ−の電力は、炉内反応の経時変化即ち
ダストの粒度分布の経時変化に対応してブロワ−の回転
数が制御されるので、第７図（ｄ）の（３）の線に示す
ように変化し、従来は同図のＱＯＯ線で示すように４９
０ＫＷで一定であったのに対し、斜線で示す範囲が節約
された。

以上述べたように、この発明によれば、精錬炉から発生
するダストの集塵のためのブロワ−の電力が節約され、
効率的に排ガスの集塵を行なうことができ、しかも、炉
外に排ガスが漏洩することはない等、優れた効果がもた
らされる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来の集塵風量制御方法の一例を
示す概略説明図、第３図はダストの粒度分布とその累積
割合を示すグラフ、第４図はこの発明の基本原理を示す
説明図、第５図はこの発明の一実施態様を示す説明図、
第６図はこの発明の一実施例を示す説明図、第７図はこ
の発明による制御結果を示すグラフである。図面におい
て、１・・・％ｆ　気炉、２・・・フード、３・・・ブ
ロワ−１４・・・集塵機、 ５・・・ダクト、　６・・・ダンノ々−１７・・・電流
計、　８・・・調節器、 ９・・ダン・ぐ−駆動装置、１０・・・密閉炉、１１・
・・検出器、　１２・・・調節器、１３・・・ダスト採
取装置、１４・・・粒度分布分析装置、１５・・・演算
調節装置、１６・・油圧前処理装置、１７・・回転数可
変装置、１８・・・原動機。 出願人　日本鋼管株式会社 代理人　潮　谷　奈津夫（他２名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 精錬炉から精錬中に発生する排ガスをブロワ−により集
   塵機に導き、前記排ガス中のダストを前記集塵機によっ
   て集塵するに当シ、 前記精錬炉の炉内反応の変化を、前記排ガス中のダスト
   の粒度分布の変化によって把握し、精錬中に発生する前
   記ダストの粒度累積割合を検出して、その検出値が予め
   設定されたダストの粒度累積割合と一致するよう・に前
   記ブロワ−の回転数を制御することを特徴とする精錬炉
   の集塵風量制御方法。