JPS6119727A - 真空脱ガス設備排ガスの処理方法 - Google Patents

真空脱ガス設備排ガスの処理方法

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JPS6119727A
JPS6119727A JP59138626A JP13862684A JPS6119727A JP S6119727 A JPS6119727 A JP S6119727A JP 59138626 A JP59138626 A JP 59138626A JP 13862684 A JP13862684 A JP 13862684A JP S6119727 A JPS6119727 A JP S6119727A
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gas
exhaust gas
vacuum degassing
argon
vacuum
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Tsutomu Takahashi
務 高橋
Yujo Marukawa
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Nippon Steel Corp
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/10Handling in a vacuum
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
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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】 産業上の利用分野 この発明は、真空脱ガス設備(環流式真空脱ガス設備)
より排気される排ガス中に含まれるアルゴンを分離回収
し、有効利用をはかるための真空脱ガス設備排ガスの処
理方法に関する。
技術的背景とその問題点   ′ 真空脱ガス設備は、脱ガス処理以外に溶鋼品質の向上、
成分連中率の向上、合金歩留シの向上、溶鋼温度の均−
化等を目的として使用されている。
脱ガスの原理は周知の通シ真空脱ガス法であり、溶鋼を
環流させるととによって真空に接する溶鋼の表面積を大
きくし、脱ガス効果を高めている。
溶鋼を環流させる手段線、不活性ガスを浸漬管(2本)
の一方に吹込み、エアリフトポンプの原理を利用してい
る。この場合使用する不活性ガスとしては、゛アルゴン
や窒素があげられるが、溶鋼への窒素侵入を防止するた
め、現在ではほとんどアルゴンが使用されている。
また、脱ガス処理と同時に、真空脱ガス設備では処理中
の一時期を利用して酸素を吹込み脱炭、昇温等を行なう
ため、真空槽は酸素吹込み管を有している。この酸素吹
込み管は、真空槽内の溶鋼浴面近傍に設置されているた
め、通常は不活性ガスで冷却している。この場合の冷却
用不活性ガスも、前記と同じ環内によりアルゴンが使用
きれている。
このように現在の真空脱ガス設備では、非常に高価なア
ルゴンが大量に使用されている。しかるに、真空脱ガス
設備で使用されたアルゴンは排ガスと共に大気放散され
、有効利用されていないため、真空脱ガス設備による溶
鋼の処理コスFが高くついている。
一方、他の製鋼設備の中で、アルゴンを大量に使用する
ものとして、連続鋳造設備のタンディッ、シュがあげら
れる。このタンディツシュは溶鋼鍋からモールドに溶鋼
を注入する中継ぎとしての役目を有するが、溶鋼表面が
攪拌されることにより大気と接する面積が増大するため
、不活性ガスにより大気と遮断し酸化等を防止する必要
がある。
この場合も、前記の真空脱ガス設備と同様溶鋼の窒化を
防止するため、不活性ガスとしてアルゴンが使用されて
いる。しかも、ここで使用されるアルゴンは通常高純度
のものであるため、鋳片製造コストが高くつく原因の−
っとなっている。
なお、製鋼過程で発生する排ガスからアルゴンを回収す
る技術として、AOD転燐から排出′される吹込みガス
中に含まれるアルゴンを回収する方法(特開昭5O−9
8404)、底吹き転炉で高クロム鋼を溶製する際に発
生する排ガスからアルゴンを回収する方法(特開昭55
−50419)が知られているが、真空脱ガス設備よシ
排気される排ガス中に含まれるアルゴンを回収し有効利
用する方法については未だ見当らなり。
発明の目的 この発明は、従来の前記実情に鑑みて碌されたものであ
シ、真空脱ガス電備よシ排気される排ガス中に含まれる
7fi/ゴンを低コストで回収するとともに、回収した
アルゴンを連続鋳造設備のタンディツシュ用シールガス
として有効利用することるものである。
発明の構成 この発明に係る真空脱ガス設備排ガスの処理方法は、真
空排気装置の凝縮器冷却水として溶解空気除去水を用い
、かつ該排ガスからアルゴンを回収して連続鋳造タンデ
ィツシュのシール用ガスとして使用することを特徴とし
、また前記特徴に加えて真空脱ガス設備のシール用ガス
として二酸化炭素を用りることを特徴とし、さらに前記
二酸化炭素は真空脱ガス設備の排ガスから分離回収した
ものを用りることを特徴とするものである。
以下、この発明方法について詳細に説明する。
真空脱ガス法は、その原理図を第2図に示すごとく、真
空槽(1)の下部に吸上用と排出用の2本の浸漬管(2
)が取付けられており、吸上管(2−1)にアルゴン等
の不活性ガスを吹込み、エアリフトポンプの原理によっ
て取鍋(3)内の溶鋼(4)を逐次吸上げ連続的に脱ガ
スする方法であり、真空槽(1)内は1〜100 am
HfabsK保たれるため空気が侵入し易く、空気中の
窒素が排ガス中に多く含まれる。従って、排ガス中のア
ルゴンを回収する場合は、排ガス中の窒素をあらかじめ
低減させれは高収率でアルゴンを回収できることになる
。しかし、アルゴンと窒素の分離は難しく、P S A
 (Pressure  SwlngAdsorptl
on )等高価な設備を必要とし、かグアルゴン回収率
も約70%程度と低い。
ガス中のアルゴンを回収する方法として、排ガス中の窒
素成分比を下げる方法を採用した。すなわち、排ガス中
の窒素成分比を下げることは、アルゴン回収率の向上に
つながるからである。
この発明ではこのように、PSAの設備を設けずともア
ルゴンの回収効果が得られるが、さらに回収アルゴンの
純度を上げたいときはPSA設備を使用することができ
る。
真空脱ガス設備排ガス中の窒素成分比を下げる方法とし
て、この発明では■真空脱気装置により凝縮器用冷却水
中の溶解空気を除去する方法と、■アルゴンを回収した
後の残りの排ガス中の二酸化炭素を真空脱ガス設備のシ
ール用ガスとして循環使用する方法を採用したことを特
徴とする。
真空脱ガス設備排ガスの凝縮器用冷却水は溶解空気を持
ち込むため、排ガス中に空気中の窒素の混入を余儀なく
される。従って、凝縮器用冷却水中の溶解空気を除去す
ることにより排ガス中の窒素量を減じることができる。
真空脱気装置により溶解空気を除去された冷却水にて凝
縮された排ガスは、いったんホルダーに貯蔵された後ア
ルゴン分離装置によりアルゴンを分離回収する。回収さ
れたアルゴンは、連続鋳造設備のタンディツシュシール
用ガスとして使用する。
一方、真空脱ガス設備の各部シールには、従来窒素が使
用されている。このため排ガス中には侵入する空気中の
窒素に加えてこのシール用ガスも侵入していた。そこで
、この発明では、前記アルゴン分離装置によりアルゴン
を回収した後の残りのガスを二酸化炭素分離装置により
酸化除湿して二酸化炭素を□分離回収し、回収した二酸
化炭素を真空脱ガス設備のシール用ガスとして循環使用
することとした。これKよシ、真空脱ガス設備より排気
される排ガス中には侵入空気中の窒素のみとなり、凝縮
器用冷却水中の溶解空気除去効果と併せて排ガス中の窒
素成分比を大巾に低下させ゛るととができる。
第1図はこの発明方法を実施するための装置構成例を示
すフローシートである。
真空脱ガス工程において、取鍋(3)内の溶鋼(4)中
へ吸上管(2−1)、排出管(2−2)共に挿入した後
、真空槽(1)内を排気すると、吸上管(2−1)内に
アルゴンガス(5)を吹込む。取鍋(3)内の溶鋼は吹
込みガス量の増加につれて、次第に真空槽(1)内を環
流する速度を増し、脱ガスが進行する。その後、合金添
加装置(6)から溶鋼へ合金を添加する。また、脱ガス
処理と同時に、酸素吹込み管(7)よシ酸素を吹込み脱
炭、昇温等が行なわれる。
真空槽(1)の排気口(8)より強制吸引される排ガス
は、真空排気装置を構成するブースター(9)を介して
凝縮話頭に導入され、事前に溶解空気を除去された冷却
水により水洗される。凝縮器用冷却水は、冷却塔αυか
らポンプ(2)によシ、凝縮器(至)、エジェクターα
4訃よびポンプ(至)からなる真空脱気装置に送られ、
ここで溶解空気を除去される。凝縮話頭を出た排ガスは
コンプレッサーαeにて圧縮されてガスホルダーαηへ
貯蔵される。この排ガスはガスホルダーからコンプレッ
サーttaへ送られ、ここでさらに圧縮されてアルゴン
分離装置α嚇へ送られる。
アルゴン分離装置は、例えば吸着剤を用いたもの等が公
却である。このアルゴン分離装置(至)で分離回収すれ
たアルゴン(至)は、コンプレッサー■およびアルゴン
ホルダー(2)を経由して連続鋳造設備へ送り、必要な
らば純アルゴン(至)と混合せしめてタンディツシュシ
ール用ガスとして使用する。
なお、連続鋳造設備のタンディツシュV−A/用ガスに
は従来高純度のアルゴンが使用されているが、鋼の窒素
許容値から見て、必ずし本線アルゴンを必要とはしない
。従って、この発明方法によシ回収したアルゴンはタン
ディツシュシール用ガスとして使用可能である。
一方、アルゴン回収後の排ガスは、アルゴン分離装置(
至)から二酸化炭素分離装置(2)に送られ、ここで排
ガスを酸化除湿して二酸化炭素■を分離回収し、コンプ
レッサー(至)および二酸化炭素ホルダー(至)を経由
して真空脱ガス設備へ再循環させ、真空槽[i)の頂部
、排気口部、合金添加装置(6)のシール用ガスとして
使用する。
実   施   例 第1表に示す成分を有する溶鋼を実際の真空脱ガス設備
(シール用ガスは窒素)によシ第2表に示す操業条件で
脱ガス処理し、その時排気された排ガスを第2図に示す
プロセスで処理しアpコ゛ンと二酸化炭素を回収した。
N!部シール溶解空気除去水の場合の排ガス成分を第3
表に示す。
回収したアルゴンの成分は、アルゴン45%、窒素55
%で、アルゴン回収量は真空脱ガス設備でのアルゴン使
用量Q、3 Nrd / Tに対し0.24 Nm” 
/T回収され、アルゴン回収率80%であった。
次に、真空脱ガス設備のシールガスを回収した二酸化炭
素に切替えて操業し、その時の排ガスを同様の設備で処
理した。その際、真空槽から排気された排ガスの成分を
第4表に示す。
第4表より明らかなごとく、真空脱ガス設備のシールガ
スを窒素に替えて二酸化炭素とした場合は、排ガス中窒
素の含有量が大巾に減少している。
また、回収したアルゴンの成分は、アルゴン85%、窒
素15%で、アルゴン回熱量は真空脱ガス設備でのアル
ゴン使用量9.3 Nyn”/Tに対し0.285NI
T1!/T回収され、アルゴン回収率95%と大巾に向
上したそして、得られたアルゴン(Ar85%、N、1
5%)11フルゴンとを混合せしめて連続鋳造設備のタ
ンディツシュシール用ガスとして使用した。その際使用
した純アルゴンは、従来Q、 7 Nrn”/ T使用
していたのに対し0.36 Nrn” / Tと少なく
、純アルゴン使用量を大巾に節減できた。
なお、比較のため、N、シール、溶解空気除去なしの場
合の真空脱ガス設備排ガスの成分を第5表に示した。
第1表  溶鋼成分(%) 第2表  操業条件 第3表 排ガス成分(%)(N!シール、溶解空気除去
水の場合)第4表 排ガス成分(%)(GO!シーμ、
溶解空気除去水の場合)第5表 排ガス成分(%)(−
シール、溶解空気除去なし)発明の効果 上記の実施例からも明らかなごとく、この発明方法によ
れば、真空脱ガス設備排ガス中の窒素成分比を大巾に低
下させることができるので、窒素含有量が少ないアルゴ
ンを高収率で回収することができ、その回収したアルゴ
ンを連続鋳造設備のタンディツシュシール用ガスとして
使用するので、純アルゴン使用量を節約することができ
、鋳片製造コストの低減をはかることができる。また、
真空脱ガス設備排ガス中の二酸化炭素を真空脱ガス設備
のシール用ガスとして循環使用するので経済的である。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明方法を実施するための装置構成例を示
す70−シート、第2図は真空脱ガス法の原理を示す概
略図である。 1・・・真空槽、2・・・浸漬管、3・・・取鍋、4・
・・溶鋼、5.25・・・アルゴン、10.13・・・
凝縮器、11・・・冷却塔、14・・・エゼクタ−11
9・・・アルゴン分離装fl、22・°・二酸化炭素分
離装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 真空脱ガス設備排ガスの処理方法において、真空排
    気装置の凝縮器冷却水として溶解空気除去水を用い、か
    つ該排ガスからアルゴンを分離回収して連続鋳造タンデ
    イツシユのシール用ガスとして使用することを特徴とす
    る真空脱ガス設備排ガスの処理方法。 2 真空脱ガス設備排ガスの処理方法において、真空排
    気装置の凝縮器冷却水として溶解空気除去水を用い、か
    つ該排ガスからアルゴンを分離回収して連続鋳造タンデ
    イツシユのシール用ガスとして使用するとともに、真空
    脱ガス設備のシール用ガスとして二酸化炭素を用いるこ
    とを特徴とする真空脱ガス設備排ガスの処理方法。 3 真空脱ガス設備のシール用ガスの二酸化炭素は真空
    脱ガス設備の排ガスから分離回収したものを循環使用す
    ることを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の真空脱
    ガス設備排ガスの処理方法。
JP59138626A 1984-07-04 1984-07-04 真空脱ガス設備排ガスの処理方法 Granted JPS6119727A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0376836A (ja) * 1989-08-10 1991-04-02 Toray Eng Co Ltd 紡績機械の糸継機
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