CN102859008B - 炼钢用电弧炉的废热回收设备、炼钢用电弧炉设备、以及炼钢用电弧炉的废热回收方法 - Google Patents

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Abstract

一种炼钢用电弧炉的废热回收设备，具备：第一废气流道，其用于分别从多个炼钢用电弧炉（1）排出废气；废热锅炉（6），其设置在第一废气流道（2、3、4）上，并将废气的废热作为饱和蒸汽而回收；蒸汽蓄积器（62），其使在各个废热锅炉（6）产生的饱和蒸汽合流并将其蓄留起来；蒸汽过热器（43），其将蓄留于蒸汽蓄积器（62）的蒸汽加热为过热蒸汽；第二废气流道（5、41、42），其将被废热锅炉（6）回收了废热后的废气引导至蒸汽过热器（43）以供饱和蒸汽的加热，然后将该废气排出；第三废气流道，其以不经由蒸汽过热器（43）的方式将被废热锅炉（6）回收了废热后的废气排出；以及切换机构（31、32），其在第二废气流道与第三废气流道（18、12、51）之间切换废热被回收后的废气的流道。

Description

炼钢用电弧炉的废热回收设备、炼钢用电弧炉设备、以及炼钢用电弧炉的废热回收方法
技术领域
本发明涉及炼钢用电弧炉的废热回收设备及具有这样的废热回收设备的炼钢用电弧炉设备、以及炼钢用电弧炉的废热回收方法，所述废热回收设备将来自炼钢用电弧炉的废气的废热作为饱和蒸汽而回收，并将其一进步加热为过热蒸汽。
背景技术
炼钢用电弧炉（也称“电炉”）进行间歇运转，该间歇运转以如下的工序为一个周期，即、在将原料的废铁、还原铁（DRI：Direct ReductionIron）以及对其以高温进行压块（briquette）化而得到热压铁块（HBI：Hot Briquetted Iron）、铁水、生铁（铸铁块）等装入炉内后，对电弧炉内装入电极并通电，并在将原料熔化后，停止通电，并将熔化的钢排出。
在作为原料的废铁上附着有涂料、机油的情况较多，还存在混入有合成树脂等的情况，因此会产生白烟·恶臭等。另外，包含于废铁、DRI中的碳作为一氧化碳而产生。因此，借助炉-炉盖间与二次燃烧塔积极地获取空气从而使废气完全燃烧。
由于该燃烧气体具有超过1200℃的高温，并具有大量的能量，所以尝试过回收该废热。例如，在专利文献1中公开有如下技术，即、通过在电炉废气管路上设置废热锅炉来回收炼钢用电弧炉的废气的显热·燃烧热。
另外，虽然所回收的蒸汽供基于蒸汽轮机的发电等，但是对于作为蒸汽轮机的驱动源而被供给的蒸汽而言，从使涡轮入口侧的焓（enthalpy）增大的观点出发优选使用过热蒸汽，在专利文献2中，公开有如下的情况，即、将炼钢用电弧炉的废热作为饱和蒸汽而回收后，将其加热为过热蒸汽。
专利文献1：日本特开平8-277412号公报
专利文献2：日本特开2002-286209号公报
然而，对于炼钢用电弧炉而言，在将一个作业周期设为70分钟的情况下，成为在55分钟左右的这段时间高温气体流动、在15分钟左右的这段时间冷风流动这样的、高温气体与冷风交互地流动的情况，因此废气温度大幅地发生变动。这样，若废气温度大幅地发生变动，则蒸汽产生量发生变动，回收蒸汽量也发生变动。若回收蒸汽量发生变动，则在将回收蒸汽供给至蒸汽轮机的情况等情况下，发电量降低，并且蒸汽轮机的稳定运转变得困难。
另外，由废热锅炉回收的蒸汽为饱和蒸汽，因此对其保持原样的话则利用价值较少，所以希望在供蒸汽轮机等而进行发电的情况下将其加热为过热蒸汽，如上所述，在专利文献2中公开有如下的情况，即、在将炼钢用电弧炉的废热作为饱和蒸汽而回收后，将其加热为过热蒸汽。然而，在专利文献2的方法中为了将饱和蒸汽加热为过热蒸汽，而需要使用矿物燃料等的其他的热源，从而能量经济性变低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种炼钢用电弧炉的废热回收设备以及具有这样的废热回收设备的炼钢用电弧炉设备，该炼钢用电弧炉的废热回收设备在将从炼钢用电弧炉排出的废气的废热作为饱和蒸汽而回收、并将其进一步加热为过热蒸汽的过程中，能够抑制废气的温度变动而进行高效的废热回收，并且能量经济性较高。
本发明的其他的目的在于提供炼钢用电弧炉的废热回收设备及废热回收方法，以及具备那样的废热回收设备的炼钢用电弧炉设备，在将从炼钢用电弧炉排出的废气的废热作为饱和蒸汽回收、并将其进一步加热为过热蒸汽的过程中，能够使废气的温度变动极小从而高效地进行废热回收。
根据本发明的第一观点，提供了一种炼钢用电弧炉的废热回收设备，其将从多个炼钢用电弧炉排出的废气的废热作为饱和蒸汽而回收，并进一步将饱和蒸汽加热为过热蒸汽，该炼钢用电弧炉的废热回收设备的特征在于，具备：第一废气流道，其用于从各个炼钢用电弧炉排出废气；废热锅炉，其设置在所述第一废气流道上，并将废气的废热作为饱和蒸汽而回收；蒸汽蓄积器，其使在各个废热锅炉产生的饱和蒸汽合流并将其蓄留起来；蒸汽过热器，其将蓄留于所述蒸汽蓄积器的蒸汽加热为过热蒸汽；第二废气流道，其将被所述废热锅炉回收了废热后的废气引导至所述蒸汽过热器以供饱和蒸汽的过热然后将该废气排出；第三废气流道，其以不经由所述蒸汽过热器的方式将被所述废热锅炉回收了废热后的废气排出；以及切换机构，其在所述第二废气流道与所述第三废气流道之间切换废热被回收后的废气的流道。
在上述第一观点的废热回收设备中，上述废气的废热为典型的废气的显热、或者废气的显热以及燃烧热。
另外，在上述废热回收设备中，上述第一废气流道具有废气管道、以及使废气燃烧的燃烧塔，上述废热锅炉能够以构成上述废气管道及/或上述燃烧塔的方式设置。另外，对于上述废热锅炉而言，其出口的废气的温度优选设定为600℃以上的范围。
另外，优选还具备气体温度计，其设置于所述废热锅炉的出口及/或所述蒸汽过热器的入口，并且，以如下方式操作所述切换机构：在所述废热锅炉的出口的废气温度及/或所述蒸汽过热器的入口的废气温度为预先确定的温度以上的情况下，使所述废气流动至所述第二废气流道；在所述废热锅炉的出口的废气温度及/或所述蒸汽过热器的入口的废气温度比预先确定的温度低的情况下，使所述废气流动至所述第三废气流道。
上述第三废气流道能够具有：通风管道，其用于对上述各炼钢用电弧炉的周围及/或设置有上述多个炼钢用电弧炉的炼钢工厂内进行通风；连接配管，其连接上述第二流道与上述通风管道；以及通风集合管道，上述通风管道在该通风集合管道集合。在该情况下，上述废热回收设备能够构成为，还具备：集尘器，其对来自上述第二废气流道的废气进行集尘；以及冷却器，其对到达上述集尘器前的废气进行冷却。另外，上述废热回收设备还能够构成为，还具备集尘器，其对来自上述第二废气流道的废气进行集尘，来自上述第二废气流道的废气以混合有上述通风集合管道的冷风的状态而被引导至上述集尘器。具体而言，上述第二废气流道能够构成为，具有：废气管道，其位于上述各废热锅炉的下游侧；废气集合管道，这些废气管道在该废气集合管道集合；下游侧废气管道，其从上述废气集合管道延伸，并与上述蒸汽过热器连接，上述下游侧废气管道连接在上述通风集合管道上，在上述通风集合管道上连接有废气集尘管道，其中，在该废气集尘管道上连接有上述集尘器，在对来自上述下游侧废气管道的废气混合上述通风集合管道的冷风的状态下，该废气经由上述废气集尘管道而被引导上述集尘器。此外，上述废热回收设备还能够构成为，来自上述第二废气流道的废气在这样以与上述通风集合管道的冷风混合的状态被引导至上述集尘器，并且还能够构成为还具备冷却器。
为了对流入上述过热器的废气的温度的变动进行抑制，优选还具备蓄热体，该蓄热体设置于上述第二废气流道的上述蒸汽过热器的上游侧。
优选还具备：饱和蒸汽流量控制阀，其对流入所述蒸汽过热器的饱和蒸汽的流量进行控制；过热蒸汽温度计，其对从所述蒸汽过热器排出的过热蒸汽的温度进行检测；以及控制器，其根据所述过热蒸汽的温度对所述饱和蒸汽流量控制阀进行控制从而控制过热蒸汽量。
优选还具备：废气流量计，其对流入所述蒸汽过热器的废气的流量进行检测；废气温度计，其对流入所述蒸汽过热器的废气的温度进行检测；饱和蒸汽流量计，其对流入所述蒸汽过热器的饱和蒸汽的流量进行检测；流量调节机构，其对所述废气的流量进行调节；以及控制器，其根据所述废气的温度与所述饱和蒸汽的流量对所述流量调节机构进行控制从而控制所述废气流量。
根据本发明的第二观点，提供一种炼钢用电弧炉设备，具备：多个炼钢用电弧炉；以及废热回收设备，该废热回收设备将从所述多个炼钢用电弧炉排出的废气的废热作为饱和蒸汽而回收，并进一步将饱和蒸汽加热为过热蒸汽，该炼钢用电弧炉设备的特征在于，所述废热回收设备具有：第一废气流道，其用于从各个炼钢用电弧炉排出废气；废热锅炉，其设置在所述第一废气流道上，并将废气的废热作为饱和蒸汽而回收；蒸汽蓄积器，其使由各个废热锅炉产生的饱和蒸汽合流并将其蓄留起来；蒸汽过热器，其将蓄留于所述蒸汽蓄积器的蒸汽加热为过热蒸汽；第二废气流道，其将被所述废热锅炉回收了废热后的废气引导至所述蒸汽过热器以供饱和蒸汽的过热然后将该废气排出；第三废气流道，其以不经由所述蒸汽过热器的方式将被所述废热锅炉回收了废热后的废气排出；以及切换机构，其在所述第二废气流道与所述第三废气流道之间切换废热被回收后的废气的流道。
根据本发明的第三观点，提供一种炼钢用电弧炉的废热回收设备，其将从多个炼钢用电弧炉排出的废气的废热作为饱和蒸汽而回收，并进一步将饱和蒸汽加热为过热蒸汽，该炼钢用电弧炉的废热回收设备的特征在于，具备：第一废气流道，其用于从各个炼钢用电弧炉排出废气；废热锅炉，其设置在所述第一废气流道上，并将废气的废热作为饱和蒸汽而回收；蒸汽蓄积器，其使在各个废热锅炉产生的饱和蒸汽合流并将其蓄留起来；蒸汽过热器，其将蓄留于所述蒸汽蓄积器的蒸汽加热为过热蒸汽；第二废气流道，其将被所述废热锅炉回收了废热后的废气引导至所述蒸汽过热器以供饱和蒸汽的过热；以及操作部，其以使所述多个炼钢用电弧炉分别错开规定的错开时间地依次运转的方式进行操作，所述操作部以所述多个炼钢用电弧炉的运转台数的时间上的差别最小化的方式设定所述错开时间。
根据本发明的第四观点，提供一种炼钢用电弧炉的废热回收方法，是炼钢用电弧炉的废热回收设备的废热回收方法，该炼钢用电弧炉的废热回收设备具备：第一废气流道，其用于分别从多个炼钢用电弧炉排出废气；废热锅炉，其设置在所述第一废气流道上，并将废气的废热作为饱和蒸汽而回收；蒸汽蓄积器，其使在各个废热锅炉产生的饱和蒸汽合流并将其蓄留起来；蒸汽过热器，其将蓄留于所述蒸汽蓄积器的蒸汽加热为过热蒸汽；以及第二废气流道，其将被所述废热锅炉回收了废热后的废气引导至所述蒸汽过热器以供饱和蒸汽的过热，该炼钢用电弧炉的废热回收方法的特征在于，使所述多个炼钢用电弧炉分别错开规定的错开时间地依次运转，并以所述多个炼钢用电弧炉的运转台数的时间上的差别最小化的方式设定所述错开时间。
在上述第三以及第四观点中，当将最初的炼钢用电弧炉起动后的任意的时间设为N，将一次的炼钢时间设为A，将通电时间设为B，将运转次数设为m，将错开时间设为T时，对于第n个炼钢用电弧炉，优选在
（N－（n－1）×T）－（A×（m－（n－1）））＜B
成立的范围内，设定所述错开时间。
另外，在上述炼钢用电弧炉的废热回收设备及废热回收方法中，上述错开时间优选为一次炼钢时间的五分之一。
在上述炼钢用电弧炉的废热回收设备中，优选还具备：第三废气流道，其以不经由所述蒸汽过热器的方式将被所述废热锅炉回收了废热后的废气排出；以及切换机构，其在上述第二废气流道与上述第三废气流道之间切换废热被回收后的废气的流道。另外，上述废热锅炉中，优选上述第一废气流道流动的废气的温度被设定为600℃以上的范围。
在上述炼钢用电弧炉的废热回收方法中，优选将废热被回收后的废气经由第二废气流道而引导至所述蒸汽过热器，并通过废气的热将所述饱和蒸汽转换为过热蒸汽，在从所述炼钢用电弧炉排出的废气的温度较低的情况下，废气流动至不经由所述蒸汽过热器的第三废气流道。
根据本发明的第五观点，提供一种炼钢用电弧炉设备，具备：多个炼钢用电弧炉；以及废热回收设备，该废热回收设备将从所述多个炼钢用电弧炉排出的废气的废热作为饱和蒸汽而回收，并进一步将饱和蒸汽加热为过热蒸汽，该炼钢用电弧炉设备的特征在于，所述废热回收设备具有：第一废气流道，其用于从各个炼钢用电弧炉排出废气；废热锅炉，其设置在所述第一废气流道上，并将废气的废热作为饱和蒸汽而回收；蒸汽蓄积器，其使在各个废热锅炉产生的饱和蒸汽合流并将其蓄留起来；蒸汽过热器，其将蓄留于所述蒸汽蓄积器的蒸汽加热为过热蒸汽；第二废气流道，其将被所述废热锅炉回收了废热后的废气引导至所述蒸汽过热器以供饱和蒸汽的过热；以及操作部，其以使所述多个炼钢用电弧炉分别错开规定的错开时间地依次运转的方式进行操作，所述操作部以所述多个炼钢用电弧炉的运转台数的时间上的差别最小化的方式设定所述错开时间。
附图说明
图1是表示具备本发明的第一实施方式所涉及的炼钢用电弧炉的废热回收设备的炼钢用电弧炉设备的概略结构图。
图2是对本发明的第一实施方式所涉及的炼钢用电弧炉的废热回收设备中使用的蒸汽过热器的结构进行表示的剖视图。
图3A是用于对基于闸板的废气流道的切换形态进行说明的图。
图3B是用于对基于闸板的废气流道的切换形态进行说明的图。
图4表示当一次热操作为70分钟时的炼钢用电弧炉中的燃烧塔入口的温度变化例的图。
图5是用于对蒸汽轮机的输出降低时的直至输出恢复的时间进行说明的图。
图6是用于说明用于将废气流道切换为对蒸汽过热器进行供给的废气流道与不经由蒸汽过热器的废气流道的优选的结构的图。
图7是用于说明用于将废气流道切换为对蒸汽过热器进行供给的废气流道与不经由蒸汽过热器的废气流道的优选的结构的其他的例子的图。
图8是用于说明用于将废气流道切换为对蒸汽过热器进行供给的废气流道与不经由蒸汽过热器的废气流道的优选的结构的另一其他的例子的图。
图9是表示在本发明的第一实施方式所涉及的炼钢用电弧炉的废热回收设备中，在下游侧废气管道的蒸汽过热器的上游侧部分设置蓄热体的例子的图。
图10是表示在本发明的第一实施方式所涉及的炼钢用电弧炉的废热回收设备中，设置对所供给的饱和蒸汽流量进行控制的控制器的例子的图。
图11是表示在本发明的第一实施方式的炼钢用电弧炉的废热回收设备中，设置对废气流量进行控制的控制器的例子的图。
图12是用于对本发明的第二实施方式中的、炼钢用电弧炉的“错开时间”设定的例子进行说明的图。
图13是表示在本发明的第二实施方式中，在炼钢用电弧炉为4台的情况下，对于一次热操作，以（a）将炼钢时间（Tap to tap）设为70分钟，将通电时间设为55分钟；（b）将炼钢时间（Tap to tap）设为60分钟，将通电时间设为45分钟；（c）将炼钢时间（Tap to tap）设为50分钟，将通电时间设为40分钟的方式使其变化，并使错开时间T变化为Tap to tap的十分之一、七分之一、五分之一、三分之一的情况下的、运转台数的时间上的变化的模拟结果的图。
图14是表示在本发明的第二实施方式中，在炼钢用电弧炉为两台的情况下，对于一次热操作，以（a）将炼钢时间（Tap to tap）设为70分钟，将通电时间设为55分钟；（b）将炼钢时间（Tap to tap）设为60分钟，将通电时间设为45分钟；（c）将炼钢时间（Tap to tap）设为50分钟，将通电时间设为40分钟的方式使其变化，并使错开时间T变化为Tap to tap的十分之一、七分之一、五分之一、三分之一的情况下的、运转台数的时间上的变化的模拟结果的图。
图15是表示在本发明的第二实施方式中，在炼钢用电弧炉为3台的情况下，对于一次热操作，以（a）将炼钢时间（Tap to tap）设为70分钟，将通电时间设为55分钟；（b）将炼钢时间（Tap to tap）设为60分钟，将通电时间设为45分钟；（c）将炼钢时间（Tap to tap）设为50分钟，将通电时间设为40分钟的方式使其变化，并使错开时间T变化为Tap to tap的十分之一、七分之一、五分之一、三分之一的情况下的、运转台数的时间上的变化的模拟结果的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
＜第一实施方式＞
首先，对第一实施方式进行说明。
图1是表示具备本发明一实施方式所涉及的炼钢用电弧炉的废热回收设备的炼钢用电弧炉设备的概略结构图。该炼钢用电弧炉设备100具有4个电弧炉单元10a、10b、10c、10d。这些电弧炉单元10a～10d配置于未图示的炼钢工厂，均具有炼钢用电弧炉1，并且在各炼钢用电弧炉1上连接有排气管道2。从炼钢用电弧炉1排出的高温的废气流入排气管道2。在排气管道2上连接有前段侧的水冷管道4，在前段侧的水冷管道4上连接有使废气燃烧的燃烧塔3，在燃烧塔3上连接有后段侧的水冷管道4，在后段侧的水冷管道4上连接有管道5。排气管道2、水冷管道4、以及管道5作为废气管道而发挥功能。前段侧及后段侧的水冷管道4以及燃烧塔3构成废热锅炉6。此外，废热锅炉6也可以仅由水冷管道4或仅由燃烧塔3构成。另外，在各电弧炉单元的炼钢用电弧炉1的周围，设置有通风用罩11，在通风用罩11上连接有通风管道12。
在本实施方式中，炼钢用电弧炉1具有：炉体21；可开闭的炉盖22；以及从炉盖22的上方***炉体21内部的3根电弧电极23，从而构成3相交流型的电弧炉。此外，炼钢用电弧炉1不限定于电弧电极23的根数为3根的3相交流型的电弧炉，还可以是电弧电极为其他根数的电弧炉。而且，对炉体21内装入废铁、DRI（直接还原铁）、HBI（热压铁块）、铁水、以及生铁（铸铁块）等的原料，并以利用因对电弧电极23通电而形成的电弧来将原料熔化的方式熔炼钢液。虽未图示，但是还存在如下的情况，即、在炼钢用电弧炉1上，设置有精炼用的氧气吹入喷枪（lance）及/或碳剂添加用的碳材吹入喷枪。
各电弧炉单元的燃烧塔3利用从空气导入口8导入的空气使从炉体21排出的高温的废气中的一氧化碳、白烟物质、以及恶臭物质等完全燃烧从而使之无害化，并且废气的温度因此时的燃烧热而进一步上升。
各电弧炉单元的废热锅炉6是将废气的废热（这里为废气的显热及燃烧热）作为饱和蒸汽而回收的装置，并设置在从炼钢用电弧炉1流出的废气的流道上。此时，废热锅炉6优选设置于废气温度为规定温度以上的范围。构成废热锅炉6的前段侧及后段侧的水冷管道4以及燃烧塔3具有传热管7。
另外，各电弧炉单元具有汽包13，并且在汽包13上连接有：供给配管14，其对传热管7供给冷却水（纯水）；以及返回配管15，其使冷却水（蒸汽）从传热管7返回至汽包13。另外，在供给配管14上设置有循环水泵16。由此，对传热管7循环供给冷却水。收容于汽包13的冷却水，通过循环水泵16经由供给配管14而被输送至传热管7。然后，被输送至传热管7的冷却水，因从炼钢用电弧炉1产生的废气的显热及废气在燃烧塔3发生燃烧而产生的燃烧热而升温从而转换成饱和蒸汽，并经由返回配管15而返回至汽包13，从而在汽包13中成为汽水分离的状态。在汽包13上连接有饱和蒸汽输送配管17，汽包13内的饱和蒸汽经由该饱和蒸汽输送配管17而向蓄积器62被输送。
此外，在汽包13上连接有纯水罐（未图示），并以在汽包13中蓄留规定量的水的方式，适当地从纯水罐对汽包13供给冷却水（纯水）。另外，在附图中，为了方便而记载有各一条供给配管14及返回配管15，但是实际上供给配管14及返回配管15分别以传热管7的数量（根据需要而被分割的锅炉部分的数量）设置。
各电弧炉单元的管道5均连接在废气集合管道41上，在废气集合管道41上连接有1条下游侧废气管道42，来自各电弧炉单元的管道5的废气在废气集合管道41集合，并被输送至下游侧废气管道42。在下游侧废气管道42上连接有蒸汽过热器43，该蒸汽过热器43将饱和蒸汽进一步加热为过热蒸汽。因此，废热被回收后的废气通过管道5、废气集合管道41、以及下游侧废气管道42而供蒸汽过热器43中的饱和蒸汽的加热。稍后对蒸汽过热器43详细地进行说明。此外，在下游侧废气管道42的与蒸汽过热器43相比上游侧的部分设置有废气流量计47。另一方面，各电弧炉单元的通风管道12均连接在通风集合管道51上。而且，经过蒸汽过热器43后的下游侧废气管道42连接在通风集合管道51上，并在通风集合管道51上连接有废气集尘管道52。在废气集尘管道52上，例如连接有具有袋式过滤器的集尘器54、以及排气风扇55，并在废气集尘管道52的终端连接有烟囱56，该烟囱56将被集尘器54除尘后的废气排出至大气中。另外，在集尘器54的上游的废气集尘管道52上，根据需要而设置有废气冷却器53，该废气冷却器53用于使废气的温度成为集尘器54的耐热温度以下。
各电弧炉单元的饱和蒸汽输送配管17，连接在蒸汽集合配管61上，在各饱和蒸汽输送配管17中被输送而来的饱和蒸汽通过蒸汽集合配管61而集合。在蒸汽集合配管61上连接有蒸汽蓄积器62，由各电弧炉单元的汽包13产生的饱和蒸汽蓄留于蒸汽蓄积器62。而且，在经过蒸汽蓄积器62后的蒸汽集合配管61上连接有蒸汽过热器43。此外，蒸汽蓄积器62既可以如图示这样地为一个，也可以为多个。
如图2所示，蒸汽过热器43具有：筐体44；以及传热管45，其以多处弯曲的方式设置于筐体44内。筐体44连接在下游侧废气管道42上，并且在筐体44内流通有高温的废气。另一方面，对传热管45供给来自蒸汽蓄积器62的饱和蒸汽，在传热管45内流通的饱和蒸汽被废气加热而转换成过热蒸汽。在本实施方式中，所转换成的过热蒸汽被供给至发电用蒸汽轮机63。
在各电弧炉单元中设置有连接配管18，该连接配管18连接废热锅炉6的下游侧的管道5与通风管道12。连接配管18用于使废热被回收后的废气流入通风管道12。在管道5的连接配管18连接部的下游侧设置有闸板31，在连接配管18的管道5连接部的附近设置有闸板32。操作这些闸板31及32从而能够对来自炼钢用电弧炉1的废气在蒸汽过热器43侧的废气流道、与不通过蒸汽过热器43的通风管道12侧的废气流道之间进行切换。换句话说，闸板31及32作为在将废热回收后的废气对蒸汽过热器43进行供给的废气流道、与不通过蒸汽过热器43的废气流道之间进行切换的切换机构发挥功能。具体而言，在炼钢用电弧炉1的运转时的废气温度较高的期间，如图3A所示，将闸板31开启、将闸板32关闭，则将来自炼钢用电弧炉1的废气经由管道5、废气集合管道41、以及下游侧废气管道42而引导至蒸汽过热器43。另一方面，在停止炼钢用电弧炉1的运转时那样、废气温度较低的期间，如图3B所示，将闸板31关闭、将闸板32开启，则将来自炼钢用电弧炉1的低温的废气经由连接配管18而引导至通风管道12。这样，在本实施方式中，以来自炼钢用电弧炉1的低温的废气不被供给至蒸汽过热器43、从而防止用于对饱和蒸汽进行加热的废气的温度降低的情况的方式构成各电弧炉单元。
此外，从各炼钢用电弧炉1开始经排气管道2而直至燃烧塔3及水冷管道4的构成锅炉6的部分，构成对废气的废热进行回收的第一废气流道。管道5、废气集合管道41、以及下游侧废气管道42作为第二废气流道而发挥功能，即、将废热被回收后的废气引导至蒸汽过热器43后将其排出。并且，连接配管18、通风管道12、以及通风集合管道51作为第三废气流道而发挥功能，即、以不经由蒸汽过热器的方式将废热被回收后的废气排出。
这样的炼钢用电弧炉设备100具有监视·操作·控制部70，其进行运转的监视及各部分的操作·控制。该监视·操作·控制部70具有：监视单元，其对炼钢用电弧炉设备100的运转情况进行掌握；操作面板，其用于供操作人员进行向电弧电极23的通电开始·通电停止等、用于作业的各种操作；以及控制单元，其进行运转时所需的控制。
接下来，对这样构成的炼钢用电弧炉设备100的处理动作进行说明。
首先，对炼钢用电弧炉1的炉体21内装入原料，并对电弧电极23通电从而通过电弧放电使原料开始熔化，并根据需要进行原料的追加装入以及精炼，该精炼包括基于氧气吹入的脱碳精炼以及基于碳材等的成分调整等。在精炼结束的时刻，停止向电弧电极23通电，并从炉体21将钢液出钢。由此一次热操作（heat）的作业结束，并反复进行这样的作业。
另一方面，在本实施方式中，设置有4个电弧炉单元，并在各个炼钢用电弧炉1中进行与前述相同的作业，不过通常为4个炼钢用电弧炉1的作业开始时机错开的状态。
在这样的作业中，在高温的废气从各炼钢用电弧炉1被排出、并通过构成第一废气流道的排气管道2、前段侧的水冷管道4、燃烧塔3、以及后段侧的水冷管道4的这段时间，通过废热锅炉6回收废热（显热及燃烧热）。具体而言，废气的废热在构成废热锅炉6的传热管7中转换成饱和蒸汽，该饱和蒸汽经由汽包13、饱和蒸汽输送配管17、以及蒸汽集合配管61而蓄留于蒸汽蓄积器62。然后，蓄留于蒸汽蓄积器的饱和蒸汽被供给至蒸汽过热器43，并在蒸汽过热器43被高温的废气加热而转换成过热蒸汽。所转换成的过热蒸汽被供给至发电用蒸汽轮机63，以供发电。
另一方面，废热被回收后的废气经由构成第二废气流道的管道5、废气集合管道41、以及下游侧废气管道42而被输送至蒸汽过热器43，并在蒸汽过热器43供饱和蒸汽的加热。
在炼钢用电弧炉1的周围及/或未图示的炼钢工厂内，经由通风用罩11、通风管道12而进行通风，并且来自通风管道12的冷风被输送至通风集合管道51。另外，供饱和蒸汽的加热后的废气，经由下游侧废气管道42而被输送至通风集合管道51，并以与从通风管道12被供给的冷风混合的状态，被供给至集尘管道52，并被集尘器54集尘而从烟囱56排出。这样，下游侧废气管道42的高温的废气与通风集合管道51的通风用的冷风进行合流，然后温度降低的废气被供给至废气集尘管道52，从而能够使流动至由袋式过滤器构成的集尘器54的废气的温度降至集尘器54的耐热温度以下。另外，如上所述，在集尘器54的上游的废气集尘管道52上设置有冷却器53，从而使废气温度降至集尘器54的耐热温度以下的操作变得更加容易。
这里，在一个炼钢用电弧炉1中，如上所述，将原料装入-熔化（-原料追加装入-熔化-精炼）-出钢这一系列的工序作为一次热操作而进行作业，但是在该一次热操作的期间，废气温度大幅变动。图4是表示一次热操作为70分钟的炼钢用电弧炉中的燃烧塔入口的温度变化的图。如该图所示，从通电开始后废气温度上升并达到1400℃附近，并因原料追加装入而暂时降低至400℃左右，但是伴随着原料的熔化的进行而再度上升至1200℃左右，然后原料经过完全熔化（熔融），并且直至之后的精炼期间，废气温度高的期间（高温期）继续。另一方面，废气温度伴随着精炼期间结束后的出钢而降低，并在出钢结束后降至200℃以下。而且，从出钢结束后开始经过下一次热操作的原料装入而直至下一次热操作的通电开始，成为200℃以下的废气温度较低的期间（低温期）。伴随着这样的废气的温度变动，利用废气的显热及燃烧热而被回收的饱和蒸汽的量发生变动。
但是，在本实施方式中，炼钢用电弧炉设备100具有4个炼钢用电弧炉1，这些炼钢用电弧炉通常成为作业开始时机错开规定时间的状态。由此，这4个炼钢用电弧炉1的高温期与低温期成为相互错开的状态，并使被这4个炼钢用电弧炉1回收的饱和蒸汽在蒸汽蓄积器62合流，因此合流后的饱和蒸汽量被均衡化。此时，能够通过控制各炼钢用电弧炉1的作业时机，来使合流后的饱和蒸汽量的分布达到所希望的状态。
另外，在本实施方式中，当将饱和蒸汽加热为过热蒸汽时，能够使用废热回收后的废气来进行对蒸汽过热器43的加热能量的供给，因此不需要用于生成过热蒸汽的其他的燃料，从而能量经济性较高。
然而，在将废热被回收后的废气作为用于生成过热蒸汽的热源而使用的情况下，需要预先确保用于生成规定的过热度的过热蒸汽的热量，为此需要极力防止被供给至蒸汽过热器43的废气温度的降低。但是，在炼钢用电弧炉1中存在低温的废气被排出的情况。例如，在炼钢用电弧炉1中，在刚刚通电后、刚刚进行原料追加装入后、以及出钢后，会排出低温的废气。若该低温的废气被混合到运转中的其他的炼钢用电弧炉的高温的废气中，则混合后的气体温度降低。若废气温度降低，则产生用于生成规定的过热度的过热蒸汽的热量不足的不良情况。由此，过热蒸汽流量及/或蒸汽过热度降低从而蒸汽轮机的输出降低，之后即使过热蒸汽流量及/或蒸汽过热度恢复，在恢复至稳定输出之前也需要长时间，从而发电量降低。例如，如图5所示，在输出为23MW的情况下，即使仅降低6MW大小的过热蒸汽流量及/或蒸汽过热度，则为了恢复至稳定状态仍要耗费15分钟左右，若在降低20MW大小的情况下，则耗费近40分钟。
因此，在本实施方式中，在废热锅炉6下游侧的管道5上，设置有与通风管道12连接的连接配管18，并且作为切换机构而设置有闸板31及32，该切换机构在将废热回收后的废气对蒸汽过热器43侧进行供给的废气流道、与不通过蒸汽过热器43的废气流道之间进行切换。而且，在从炼钢用电弧炉1排出高温的废气的期间（高温期），如图3A所示，将闸板31开启、将闸板32关闭，则废气被供给至蒸汽过热器43。另一方面，在停止炼钢用电弧炉1的运转时等的排出低温的废气的期间（低温期），如图3B所示，将闸板31关闭，将闸板32开启，则将来自炼钢用电弧炉1的废气导入通风管道12，从而来自炼钢用电弧炉1的废气不被供给至蒸汽过热器43。由此，能够防止用于产生过热蒸汽的废气的温度降低的情况，从而能够生成稳定且具有规定的过热度的过热蒸汽。
在该情况下，预先对一次热操作的废气温度曲线进行掌握，从而能够在废气温度与预定的温度相比成为低温的情况下，不向蒸汽过热器43供给废气。
从更稳定地生成过热蒸汽的观点来看，如图6所示，也可以在各电弧炉单元的废热锅炉6的出口设置温度计81，并在温度计81的温度与预定的温度相比成为低温的时刻，对该炼钢用电弧炉1的闸板31及32进行操作从而使废气不向蒸汽过热器43供给。在该情况下，优选如图6所示，设置控制器82，并将温度计81的信号输出至控制器82，并使控制器82根据该信号自动地对闸板31及32进行操作。另外，如图7所示，除温度计81之外还可以在蒸汽过热器43的入口设置温度计83。在该情况下，在温度计83比规定温度低的时刻，即各电弧炉单元中的温度计81的温度比被预定的温度低的情况下，以使废气不流动至蒸汽过热器43的方式对闸板31及32进行操作。此时，优选为通过控制器82的控制来进行操作。此外，如图8所示，也可以仅设置温度计83，并在该温度比被预定的温度低的时刻，对4个炼钢用电弧炉1的作业状态进行掌握，并对于与处于低温期的炼钢用电弧炉1对应的电弧炉单元，以使废气不流动至蒸汽过热器43的方式对闸板31及32进行操作。此时，优选为控制器82根据来自监视·操作·控制部70的信息来对与处于低温期的炼钢用电弧炉1对应的电弧炉单元施加对闸板31及32进行操作的指令。
接下来，对废热锅炉6的范围进行说明。
在将显热及燃烧热被回收后的废气作为用于生成过热蒸汽的热源而使用的情况下，该热量由产生饱和蒸汽量、过热度、以及废热锅炉6以后直至蒸汽过热器43的管路的热扩散所决定。现在，当欲从215℃的饱和蒸汽中获得350℃的过热蒸汽时，若废热锅炉6的入口的热量为100％，则为了对当在废热锅炉6处的吸热量为50～55％时的产生蒸汽进行过热而需要的热量为5～10％。此外，若再加上来自管路等的放热，则废热锅炉6的范围成为如下的范围，即、废热锅炉6的出口的废气温度成为500℃以上的范围。
另一方面，炼钢用电弧炉的废热锅炉6主要进行基于辐射传热的热交换，基于辐射传热的热交换量大概能够通过以下的（1）式而求出。
Q＝CA〔（Tg／100）4－（Tw／100）4〕……（1）
Q：辐射传热量
Tg：气体温度
Tw：水冷壁管表面温度
A：有效辐射传热面积
C：有效辐射系数
虽然实际上的辐射传热为复杂的现象，但是在假设有效辐射系数不发生变化，并欲获得与当气体温度为1000℃时所吸收的热量相同的吸收热量的情况下，当废气温度为800℃则需要约2.5倍的有效辐射传热面积、当废气温度为600℃则需要约8倍的有效辐射传热面积，若扩大废热锅炉6的范围直至废气温度比600℃低的位置，则与传热面积的增加比例相比，回收蒸汽量较小，因而不经济。从这一因素以及上述热平衡的角度出发，对于设置废热锅炉6的范围而言，优选为废气温度为600℃以上的范围，进一步优选为700℃以上的范围。
除上述图1的设备之外，如图9所示，还可以进一步在下游侧废气管道42的蒸汽过热器43的上游侧部分设置蓄热体75，从而废气通过蓄热体75而流动。
作为蓄热体75而能够使用格子砖等的热容量大的块体。更优选使用传热面积较大且在相同容量的蓄热室中能够进行更多的蓄热的特殊形状的格子。如上所述，通过对闸板31及32进行操作从而使低温的废气不被供给至蒸汽过热器43，由此能够极力防止被供给至蒸汽过热器43的废气温度的降低，但是依然多少会产生废气温度变动。然而，该蓄热体75能够通过高温的废气来积蓄大量的热量，从而即使存在废气的温度变动也会在废气通过蓄热体75时，从蓄热体75对废气进行热供给，从而能够缓和被供给至蒸汽过热器43的废气温度的变动。由此能够进一步减小废气的温度变动，从而能够使蒸汽过热器43的蒸汽的温度更加均匀。
另外，如图10所示，还可以在蒸汽过热器43的入口设置饱和蒸汽流量控制阀91，在蒸汽过热器43的出口设置过热蒸汽温度计92与过热蒸汽流量计93，并设置控制器94，该控制器94根据过热蒸汽温度计92的信号来控制饱和蒸汽流量控制阀91从而控制所供给的饱和蒸汽流量。
由此，能够通过控制饱和蒸汽流量控制阀91来控制饱和蒸汽流量，使饱和蒸汽流量成为基于过热蒸汽温度的过热蒸汽量，因此能够使过热蒸汽的过热度一定。此外，还可以取代设置过热蒸汽流量计93的方式，而在控制器94对预先求出的饱和蒸汽流量控制阀91的开度与饱和蒸汽量之间的关系预先设定，从而通过控制饱和蒸汽流量控制阀91的开度，使饱和蒸汽流量成为基于过热蒸汽温度的饱和蒸汽流量。
此外，如图11所示，还可以在蒸汽过热器43的入口设置废气温度计83，在蒸汽过热器43的入口设置饱和蒸汽流量计97，并设置对废气流量进行控制的控制器98，对控制器98输入来自废气温度计83及饱和蒸汽流量计97的信号、以及来自设置在下游侧废气管道上的废气流量计47的信号，从而控制器98根据来自废气温度计83及饱和蒸汽流量计97的信号来控制闸板31及32的开度。
由此，能够根据饱和蒸汽流量对流入蒸汽过热器43的废气流量进行控制。
炼钢用电弧炉的废气以氮气、氧气、以及二氧化碳为主要成分，所以基于作业的变动较少，基于气体成分的变动的比热的变动也较少，因此若预先测定气体温度与比热之间的关系则能够仅通过废气流量与废气温度的测定来掌握废气所具有热能的量。因此，能够通过测定废气流量与废气温度，以流入蒸汽过热器43的废气量来对被通气至蒸汽过热器43的饱和蒸汽量和从所要求的过热度的角度出发而确定的用于生成过热蒸汽所需要的热能进行控制。因此，能够生成具有大致一定的过热度的过热蒸汽，从而能够以极高效率来驱动蒸汽轮机式的发电用涡轮63。此时，在各电弧炉单元的废热锅炉6的出口设置温度计，从而能够准确地掌握进行流量控制的废气的温度，因此能够进一步提高精度。另外，以这种方式来控制用于对饱和蒸汽进行过热的废气的热能，从而能够防止过热蒸汽的过度的过热、废气变得过于高温因而在通过蒸汽过热器43后将集尘器烧损等的不良情况。
以上，根据本实施方式，使由分别设置于多个炼钢用电弧炉的废热锅炉生成的饱和蒸汽合流，因此即使在一个炼钢用电弧炉的作业中在蒸汽产生量方面存在差别，合流后的蒸汽量也将被均衡化。另外，由于使用废热回收后的废气来进行当将饱和蒸汽加热成过热蒸汽时加热能的供给，所以不需要用于生成过热蒸汽的其他的燃料，因此能量经济性较高。并且，当生成过热蒸汽时，对于炼钢用电弧炉排出低温的废气的期间而言，由于切换为使废气不经由蒸汽过热器而流动至废气流道，所以能够抑制用于对饱和蒸汽进行加热的废气的温度降低的情况，从而能够稳定地生成具有规定的过热度的过热蒸汽。
＜第二实施方式＞
在本实施方式中，使用与上述第一实施方式相同的图1所示的炼钢用电弧炉设备100，并以更高精度对多个炼钢用电弧炉的运转的时机进行控制。
在本实施方式中，通过炼钢用电弧炉设备100的监视·操作·控制部70，例如，根据废热锅炉6的出口温度来切换废气流道。另外，通过监视·操作·控制部70进行操作，使4个炼钢用电弧炉1分别错开规定的“错开时间”地依次运转。此时的“错开时间”以使4个炼钢用电弧炉1的运转台数的时间上的差别最小化的方式设定，从而对炼钢用电弧炉1中的运转中的运转台数的变化进行时间积分而求得的值被最大化。具体而言，如图12所示，在对横轴取经过时间，对纵轴取运转中的炼钢用电弧炉1的台数的情况下，以运转中的炼钢用电弧炉1的台数的变动最小化的方式，并且，以附图的斜线部分的面积的值最大化的方式设定上述“错开时间”。
对于这样的“错开时间”，既可以根据作业条件由监视·操作·控制部70的控制单元预先求出，并且操作人员在操作部根据该值以依次进行4个炼钢用电弧炉1的运转的方式进行操作；也可以是监视·操作·控制部70的控制单元根据所求出的“错开时间”，并根据该值而自动地以使4个炼钢用电弧炉1依次运转的方式进行控制。
接下来，对本实施方式中的炼钢用电弧炉设备100的处理动作进行说明。
首先，基本上与第一实施方式相同，对炼钢用电弧炉1的炉体21内装入原料，并对电弧电极23通电从而通过电弧放电使原料开始熔化。根据需要进行原料的追加装入、以及精炼，该精炼包括基于氧气吹入的脱碳精炼以及基于碳材等的成分调整等，在精炼结束的时刻，停止向电弧电极23通电，并从炉体21将钢液出钢。由此，一次热操作的作业结束，并反复进行这样的作业。
而且，虽然在4个电弧炉单元的炼钢用电弧炉1中进行与前述相同的作业，但是在本实施方式中，使4个炼钢用电弧炉1分别错开规定的“错开时间”地依次运转。对于此时的“错开时间”而言，以4个炼钢用电弧炉1中的运转中的台数（运转台数）的时间上的差别最小化的方式设定，以对炼钢用电弧炉的运转台数的变化进行时间积分而求得的值最大化的方式设定。详细情况后述。
在这样的作业中，从各炼钢用电弧炉1中排出高温的废气，并在该高温的废气通过构成第一废气流道的排气管道2、前段侧的水冷管道4、燃烧塔3、以及后段侧的水冷管道4的这段时间，与第一实施方式相同地利用废热锅炉6来回收废热（显热及燃烧热）。
另一方面，与第一实施方式相同，废热被回收后的废气经由构成第二废气流道的管道5、废气集合管道41、以及下游侧废气管道42而被输送至蒸汽过热器43，并在蒸汽过热器43中供饱和蒸汽的加热。
另外，与第一实施方式相同，在炼钢用电弧炉1的周围及/或未图示的炼钢工厂内，经由通风用罩11、通风用管道12而进行通风，并且来自通风用管道12的冷风被输送至通风集合管道51。另外，供饱和蒸汽的加热后的废气经由下游侧废气管道42而被输送至通风集合管道51，并以与从通风管道12被供给的冷风混合的状态被供给至废气集尘管道52，并被集尘器54集尘从而从烟囱56排出。
这里，在一个炼钢用电弧炉1中，如上所述，将原料装入-熔化（-原料追加装入-熔化-精炼）-出钢这一系列的工序作为一次热操作而进行作业，但是在该一次热操作的期间，废气温度如上述图4所示地大幅变动。
与此相对，在本实施方式中，与第一实施方式相同，具有多个（这里为4个）炼钢用电弧炉1，这些炼钢用电弧炉1通常成为如下状态，即、作业开始时机以规定时间错开，因此这4个炼钢用电弧炉1的高温期与低温期成为相互错开的状态。因此，即使不进行特别的运转时机调整，通过使由这4个炼钢用电弧炉1回收的饱和蒸汽在蒸汽蓄积器62进行合流，由此，合流后的饱和蒸汽量在某种程度上被均衡化。
另外，与第一实施方式相同，能够使用废热回收后的废气来进行当将饱和蒸汽加热为过热蒸汽时对蒸汽过热器43的加热能的供给，因此不需要用于生成过热蒸汽的其他的燃料，从而能量经济性较高。
然而，即使具有多个炼钢用电弧炉1，也将存在以下的情况，即、若炼钢用电弧炉1如上所述地使多个电弧炉的运转开始时期与相互的炉的运转时期无关地进行间歇运转，则运转中的电弧炉的台数因时期而各不相同，从而产生全部的炉同时运转或者完全不运转的时间段，所以废热锅炉6中的回收蒸汽量与过热器43的入口气体温度的变动变得不可忽视，上述均衡化的效果也被限定。
因此，在本实施方式中，使4个炼钢用电弧炉1分别错开规定的“错开时间”地依次运转，并对该“错开时间”以4个炼钢用电弧炉1中的运转中的台数（运转台数）的差别最小化的方式进行设定。由此，能够使合流于蒸汽蓄积器62的蒸汽量的变动最小化，从而能够使所生成的过热蒸汽量均匀化。此时，对炼钢用电弧炉1中的运转中的台数（运转台数）的时间上的变化进行时间积分而求得的值（即图12的斜线部分的面积）最大化，因此蒸汽量本身也最大化。
具体而言，将最初（第一台）的炼钢用电弧炉1起动后的任意的时间设为N，将一次的炼钢时间（Tap to tap）设为A，将通电时间设为B，将运转次数设为m，将错开时间设为T，此时，在
第一台电弧炉：N－A×m＜B  ……（2）
第二台电弧炉：（N－T）－（A×（m－1））＜B  ……（3）
第三台电弧炉：（N－2×T）－（A×（m－2））＜B  ……（4）
第四台电弧炉：（N－3×T）－（A×（m－3））＜B  ……（5）
的（2）～（5）式成立的范围内，通过使错开时间T最佳化，从而4个炼钢用电弧炉1中的运转中的电弧炉1的台数（运转台数）的差别最小化，从而能够获得最稳定的运转曲线，且成为使最多的炼钢用电弧炉运转的曲线。
若使上述（2）～（5）式通用化，则对于第n台的电弧炉，成为以下的（6）式。该式不限定于如该实施例这样的炼钢用电弧炉1为4台的情况，而成立。
（N－（n－1）×T）－（A×（m－（n－1）））＜B  …（6）
在各种的运转条件中，若使上述错开时间T变化，则能够获得图13那样的运转曲线。
图13是表示在下述情况下的运转台数的时间上的变化的模拟结果的图，即、对于一次热操作，以（a）将炼钢时间（Tap to tap）设为70分钟，将通电时间设为55分钟；（b）将炼钢时间（Tap to tap）设为60分钟，将通电时间设为45分钟；（c）将炼钢时间（Tap to tap）设为50分钟，通电时间设为40分钟的方式变化，并使错开时间T变化为Tap totap的十分之一（（a）的情况下为7分钟）、七分之一、五分之一、三分之一的情况，在错开时间T为五分之一的情况下，确认到运转台数的差别最小化、且运转台数最大化，即对运转台数的时间上的变化进行时间积分而求得的值（图13的斜线部分的面积）最大化的情况。这样，在上述的（5）式成立的范围内使错开量T最佳化，从而即使运转台数、炼钢时间（Tap to tap）、通电时间发生变化也能够获得最佳的运转曲线。此外，在炼钢用电弧炉为两台的情况及3台的情况下，能够以相同的条件分别获得图14及图15那样的运转曲线，并依然可确认到在将错开时间T设为Tap to tap的五分之一的情况下，能够获得最佳的运转曲线。
同样在本实施方式中，与第一实施方式相同，在将废热被回收后的废气作为用于生成过热蒸汽的热源而使用的情况下，需要预先确保用于生成具有规定的过热度的过热蒸汽的热量，因此需要极力防止被供给至蒸汽过热器43的废气温度的降低。
因此，同样在本实施方式中，在从炼钢用电弧炉1排出高温的废气的期间（高温期），如图3A所示，将闸板31开启，将闸板32关闭，则废气被供给至蒸汽过热器43。另一方面，在将当停止炼钢用电弧炉1的运转时等的低温的废气排出的期间（低温期），如图3B所示，将闸板31关闭，将闸板32开启，则将来自炼钢用电弧炉1的废气引导至通风管道12，从而不将来自炼钢用电弧炉1的废气供给至蒸汽过热器43。由此，能够防止用于产生过热蒸汽的废气的温度降低的情况，从而能够稳定地生成具有规定的过热度的过热蒸汽。
如上所述，根据第二实施方式，在使由分别设置于多个炼钢用电弧炉的废热锅炉生成的饱和蒸汽合流，并将该饱和蒸汽加热为过热蒸汽的炼钢用电弧炉的废热回收设备中，使多个炼钢用电弧炉分别错开规定的时间地依次运转，并使多个炼钢用电弧炉的运转台数的时间上的差别最小化，因此对多个电弧炉的运转台数的变动进行时间积分而求得的值最大化，从而能够使所生成的过热蒸汽量均匀化。
此外，本发明不限定于上述实施方式，而能够进行各种的变形。例如，虽然在上述例子中对使用有4个炼钢用电弧炉的例子进行了表示，但是炼钢用电弧炉的数量若为2以上则可以为任意个。另外，虽然对将饱和蒸汽利用于发电的情况进行了表示，但是不限定于此。此外，在上述实施方式中，虽然对使废气在燃烧塔燃烧，并将废气的显热及燃烧热作为废热而回收的情况进行了表示，但是燃烧塔不是必须的，还可以使废气在省略燃烧塔的废热锅炉内燃烧。另外，若仅对在炼铁所内产生的钢渣进行熔化等，则不产生白烟·恶臭等，并且一氧化碳的产生量也较少，因此不需要积极地对燃烧用空气进行吸引，从而能够进行来自更高温的废气的热回收。此时从废气中回收的废热实际上仅为显热。
另外，本发明也可以以适当地对上述第一实施方式所示的事项与第二实施方式所示的事项进行组合的方式实施。
附图标记说明：
1…炼钢用电弧炉；2…排气管道；3…燃烧塔；4…水冷管道；5…管道；6…废热锅炉；7…传热管；8…空气导入口；10a、10b、10c、10d…电弧炉单元；11…通风用罩；12…通风管道；13…汽包；17…饱和蒸汽输送配管；18…连接配管；21…炉体；23…电弧电极；31、32…闸板；41…废气集合管道；42…下游侧废气管道；43…蒸汽过热器；51…通风集合管道；52…废气集尘管道；54…集尘器；61…蒸汽集合配管；62…蒸汽蓄积器；63…发电用涡轮；70…监视·操作·控制部；75…蓄热体；81、83…温度计；82…控制器；91…饱和蒸汽流量控制阀；92…加热蒸汽温度计；93…加热蒸汽流量计；94…控制器；95…废气流量计；96…废气温度计；97…饱和蒸汽流量计；98…控制器；100…炼钢用电弧炉设备。

Claims (22)

1.一种炼钢用电弧炉的废热回收设备，其将从多个炼钢用电弧炉排出的废气的废热作为饱和蒸汽而回收，并进一步将饱和蒸汽加热为过热蒸汽，该炼钢用电弧炉的废热回收设备的特征在于，具备：
第一废气流道，其用于从各个炼钢用电弧炉排出废气；
废热锅炉，其设置在所述第一废气流道上，并将废气的废热作为饱和蒸汽而回收；
蒸汽蓄积器，其使在各个废热锅炉产生的饱和蒸汽合流并将其蓄留起来；
蒸汽过热器，其将蓄留于所述蒸汽蓄积器的蒸汽加热为过热蒸汽；
第二废气流道，其将被所述废热锅炉回收了废热后的废气引导至所述蒸汽过热器以供饱和蒸汽的过热然后将该废气排出；
第三废气流道，其以不经由所述蒸汽过热器的方式将被所述废热锅炉回收了废热后的废气排出；以及
切换机构，其在所述第二废气流道与所述第三废气流道之间切换废热被回收后的废气的流道。
2.根据权利要求1所述的炼钢用电弧炉的废热回收设备，其特征在于，
所述废气的废热为废气的显热、或者为废气的显热及燃烧热。
3.根据权利要求1所述的炼钢用电弧炉的废热回收设备，其特征在于，
所述第一废气流道具有废气管道、以及使废气燃烧的燃烧塔，所述废热锅炉包括所述废气管道及／或所述燃烧塔。
4.根据权利要求1所述的炼钢用电弧炉的废热回收设备，其特征在于，
对于所述废热锅炉而言，其出口的废气的温度被设定为600℃以上的范围。
5.根据权利要求1所述的炼钢用电弧炉的废热回收设备，其特征在于，还具备气体温度计，其设置于所述废热锅炉的出口及／或所述蒸汽过热器的入口，并且，以如下方式操作所述切换机构：在所述废热锅炉的出口的废气温度及／或所述蒸汽过热器的入口的废气温度为预先确定的温度以上的情况下，使所述废气流动至所述第二废气流道；在所述废热锅炉的出口的废气温度及／或所述蒸汽过热器的入口的废气温度比预先确定的温度低的情况下，使所述废气流动至所述第三废气流道。
6.根据权利要求1所述的炼钢用电弧炉的废热回收设备，其特征在于，所述第三废气流道具有：通风管道，其用于对所述各炼钢用电弧炉的周围及／或设置有所述多个炼钢用电弧炉的炼钢工厂内进行通风；连接配管，其连接所述第二流道与所述通风管道；以及通风集合管道，其由所述通风管道在该通风集合管道集合。
7.根据权利要求6所述的炼钢用电弧炉的废热回收设备，其特征在于，还具备：集尘器，其对来自所述第二废气流道的废气进行集尘；以及冷却器，其对到达所述集尘器前的废气进行冷却。
8.根据权利要求6所述的炼钢用电弧炉的废热回收设备，其特征在于，还具备集尘器，其对来自所述第二废气流道的废气进行集尘，来自所述第二废气流道的废气以混合有所述通风集合管道的冷风的状态而被引导至所述集尘器。
9.根据权利要求8所述的炼钢用电弧炉的废热回收设备，其特征在于，所述第二废气流道具有：废气管道，其位于所述各废热锅炉的下游侧；废气集合管道，这些废气管道在该废气集合管道集合；下游侧废气管道，其从所述废气集合管道延伸，所述蒸汽过热器连接于该下游侧废气管道，所述下游侧废气管道连接在所述通风集合管道上，在所述通风集合管道上连接有废气集尘管道，其中，在该废气集尘管道上连接有所述集尘器，在来自所述下游侧废气管道的废气中混合有所述通风集合管道的冷风的状态下，该废气经由所述废气集尘管道而被引导至所述集尘器。
10.根据权利要求8所述的炼钢用电弧炉的废热回收设备，其特征在于，还具备冷却器，其对到达所述集尘器前的废气进行冷却。
11.根据权利要求1所述的炼钢用电弧炉的废热回收设备，其特征在于，还具备蓄热体，其设置于所述第二废气流道的所述蒸汽过热器的上游侧。
12.根据权利要求1所述的炼钢用电弧炉的废热回收设备，其特征在于，还具备：饱和蒸汽流量控制阀，其对流入所述蒸汽过热器的饱和蒸汽的流量进行控制；过热蒸汽温度计，其对从所述蒸汽过热器排出的过热蒸汽的温度进行检测；以及控制器，其根据所述过热蒸汽的温度对所述饱和蒸汽流量控制阀进行控制从而控制过热蒸汽量。
13.根据权利要求1所述的炼钢用电弧炉的废热回收设备，其特征在于，还具备：废气流量计，其对流入所述蒸汽过热器的废气的流量进行检测；废气温度计，其对流入所述蒸汽过热器的废气的温度进行检测；饱和蒸汽流量计，其对流入所述蒸汽过热器的饱和蒸汽的流量进行检测；流量调节机构，其对所述废气的流量进行调节；以及控制器，其根据所述废气的温度与所述饱和蒸汽的流量对所述流量调节机构进行控制从而控制所述废气流量。
14.一种炼钢用电弧炉设备，具备：多个炼钢用电弧炉；以及废热回收设备，该废热回收设备将从所述多个炼钢用电弧炉排出的废气的废热作为饱和蒸汽而回收，并进一步将饱和蒸汽加热为过热蒸汽，该炼钢用电弧炉设备的特征在于，
所述废热回收设备具有：
第一废气流道，其用于从各个炼钢用电弧炉排出废气；
废热锅炉，其设置在所述第一废气流道上，并将废气的废热作为饱和蒸汽而回收；
蒸汽蓄积器，其使由各个废热锅炉产生的饱和蒸汽合流并将其蓄留起来；
蒸汽过热器，其将蓄留于所述蒸汽蓄积器的蒸汽加热为过热蒸汽；
第二废气流道，其将被所述废热锅炉回收了废热后的废气引导至所述蒸汽过热器以供饱和蒸汽的过热然后将该废气排出；
第三废气流道，其以不经由所述蒸汽过热器的方式将被所述废热锅炉回收了废热后的废气排出；以及
切换机构，其在所述第二废气流道与所述第三废气流道之间切换废热被回收后的废气的流道。
15.一种炼钢用电弧炉的废热回收设备，其将从多个炼钢用电弧炉排出的废气的废热作为饱和蒸汽而回收，并进一步将饱和蒸汽加热为过热蒸汽，该炼钢用电弧炉的废热回收设备的特征在于，
具备：
第一废气流道，其用于从各个炼钢用电弧炉排出废气；
废热锅炉，其设置在所述第一废气流道上，并将废气的废热作为饱和蒸汽而回收；
蒸汽蓄积器，其使在各个废热锅炉产生的饱和蒸汽合流并将其蓄留起来；
蒸汽过热器，其将蓄留于所述蒸汽蓄积器的蒸汽加热为过热蒸汽；
第二废气流道，其将被所述废热锅炉回收了废热后的废气引导至所述蒸汽过热器以供饱和蒸汽的过热；以及
操作部，其以使所述多个炼钢用电弧炉分别错开规定的错开时间地依次运转的方式进行操作，
所述操作部以运转中的炼钢用电弧炉的台数的变动最小化的方式设定所述错开时间，
对于所述操作部而言，当将最初的炼钢用电弧炉起动后的任意的时间设为N，将一次的炼钢时间设为A，将通电时间设为B，将运转次数设为m，将错开时间设为T时，对于第n个炼钢用电弧炉，在
(N-(n-1)×T)-(A×(m-(n-1)))<B
成立的范围内，设定所述错开时间。
16.根据权利要求15所述的炼钢用电弧炉的废热回收设备，其特征在于，所述错开时间为一次炼钢时间的五分之一。
17.根据权利要求15所述的炼钢用电弧炉的废热回收设备，其特征在于，还具备：第三废气流道，其以不经由所述蒸汽过热器的方式将被所述废热锅炉回收了废热后的废气排出；以及切换机构，其在所述第二废气流道与所述第三废气流道之间切换废热被回收后的废气的流道。
18.根据权利要求15所述的炼钢用电弧炉的废热回收设备，其特征在于，对于所述废热锅炉而言，在所述第一废气流道流动的废气的温度被设定为600℃以上的范围。
19.一种炼钢用电弧炉的废热回收方法，是炼钢用电弧炉的废热回收设备的废热回收方法，该炼钢用电弧炉的废热回收设备具备：第一废气流道，其用于分别从多个炼钢用电弧炉排出废气；废热锅炉，其设置在所述第一废气流道上，并将废气的废热作为饱和蒸汽而回收；蒸汽蓄积器，其使在各个废热锅炉产生的饱和蒸汽合流并将其蓄留起来；蒸汽过热器，其将蓄留于所述蒸汽蓄积器的蒸汽加热为过热蒸汽；以及第二废气流道，其将被所述废热锅炉回收了废热后的废气引导至所述蒸汽过热器以供饱和蒸汽的过热，该炼钢用电弧炉的废热回收方法的特征在于，
使所述多个炼钢用电弧炉分别错开规定的错开时间地依次运转，并以运转中的炼钢用电弧炉的台数的变动最小化的方式设定所述错开时间，
当将最初的炼钢用电弧炉起动后的任意的时间设为N，将一次炼钢时间设为A，将通电时间设为B，将运转次数设为m，将错开时间设为T时，对于第n台的炼钢用电弧炉，在
(N-(n-1)×T)-(A×(m-(n-1)))<B
成立的范围内，设定所述错开时间。
20.根据权利要求19所述的炼钢用电弧炉的废热回收方法，其特征在于，所述错开时间为一次炼钢时间的五分之一。
21.根据权利要求19所述的炼钢用电弧炉的废热回收方法，其特征在于，将废热被回收后的废气经由第二废气流道而引导至所述蒸汽过热器，并通过废气的热将所述饱和蒸汽转换为过热蒸汽，在从所述炼钢用电弧炉排出的废气的温度较低的情况下，废气流动至不经由所述蒸汽过热器的第三废气流道。
22.一种炼钢用电弧炉设备，具备：多个炼钢用电弧炉；以及废热回收设备，该废热回收设备将从所述多个炼钢用电弧炉排出的废气的废热作为饱和蒸汽而回收，并进一步将饱和蒸汽加热为过热蒸汽，该炼钢用电弧炉设备的特征在于，
所述废热回收设备具有：
第一废气流道，其用于从各个炼钢用电弧炉排出废气；
废热锅炉，其设置在所述第一废气流道上，并将废气的废热作为饱和蒸汽而回收；
蒸汽蓄积器，其使在各个废热锅炉产生的饱和蒸汽合流并将其蓄留起来；
蒸汽过热器，其将蓄留于所述蒸汽蓄积器的蒸汽加热为过热蒸汽；
第二废气流道，其将被所述废热锅炉回收了废热后的废气引导至所述蒸汽过热器以供饱和蒸汽的过热；以及
操作部，其以使所述多个炼钢用电弧炉分别错开规定的错开时间地依次运转的方式进行操作，
所述操作部以运转中的炼钢用电弧炉的台数的变动最小化的方式设定所述错开时间，
当将最初的炼钢用电弧炉起动后的任意的时间设为N，将一次的炼钢时间设为A，将通电时间设为B，将运转次数设为m，将错开时间设为T时，对于第n个炼钢用电弧炉，在
(N-(n-1)×T)-(A×(m-(n-1)))<B
成立的范围内，设定所述错开时间。
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