JP2002339011A

JP2002339011A - 転炉排ガス回収設備及び回収方法

Info

Publication number: JP2002339011A
Application number: JP2001145945A
Authority: JP
Inventors: Yukio Arai; 幸雄新井; Ken Inoue; 謙井上; Hiroaki Miyahara; 弘明宮原; Tomoo Izawa; 智生井澤
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 2001-05-16
Filing date: 2001-05-16
Publication date: 2002-11-27
Anticipated expiration: 2021-05-16
Also published as: JP3775238B2

Abstract

(57)【要約】【課題】転炉での広範囲の送酸速度域においても、集
塵効率を低下させることなく未燃焼ガスの回収が可能で
あり、且つ、高送酸速度に対応した従来の排ガス回収設
備でも安価な設備改造費で改造可能な転炉排ガス回収設
備を提供する。【解決手段】上記課題は、開度調節が可能なダンパー
９を備え、このダンパーの開度を調整しながら転炉１か
ら発生するガスを除塵する集塵機８と、前記ダンパーの
開度を検出する開度検出器２３と、前記集塵機から排出
されるガスを吸引する誘引送風機１３，１４と、前記開
度検出器による検出信号に基づいて前記誘引送風機の回
転数を変更する回転数演算手段２４と、回転数演算手段
からの出力信号に基づいて誘引送風機の回転数を制御す
る送風機駆動制御装置２５と、を具備する転炉排ガス回
収設備により解決される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、転炉排ガスの回収
設備及び回収方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】転炉での酸素吹錬による溶銑の脱炭処理
時に発生するガスは、転炉炉口部でのＣＯガス濃度；約
９０％、含塵量；約１２０ｇ／Ｎｍ³ 、温度；約１５０
０℃の状態にあり、その発生量は３００トンクラスの大
型転炉では２２００００Ｎｍ³／ｈｒにも達している。
この排ガスの処理方式として、排ガス中のＣＯガスを空
気で完全燃焼させた後に冷却して除塵する完全燃焼方式
と、未燃焼のまま冷却して除塵する非燃焼方式との２つ
に大別され、完全燃焼方式と比較して、排ガス処理設備
が比較的小型で済むことや保守が容易であること及び集
塵効率が安定していること等の理由から、最近では非燃
焼方式が主に採用されている。

【０００３】非燃焼方式の排ガス処理設備のほとんどは
所謂「ＯＧ式排ガス回収設備」であり、このＯＧ式排ガ
ス回収設備（以下単に「排ガス回収設備」と記す）で
は、誘引送風機の回転数を一定とし、吸引量と発生ガス
量とがほぼ等しくなるように二次集塵機として設置した
ＰＡベンチュリーのダンパーの開度を調整し、転炉炉口
圧を所定の範囲内に制御している。しかし、従来の排ガ
ス回収設備では、転炉内への酸素の供給流量（以下「送
酸速度」と記す）が最大の場合にも排ガス処理が可能で
あるように設計されており、予備処理された溶銑を用い
るレススラグ吹錬や溶銑の脱燐処理と云った低い送酸速
度の場合には、発生ガス量が少なく、未燃焼のガスを回
収すること及び回収増を図ることは極めて困難である。

【０００４】これは、ＰＡベンチュリーのダンパーが全
閉状態になっていても、低送酸速度での低排ガス流量の
状態では、誘引送風機の吸引量が発生ガス量よりも大き
くなるため、大気が転炉炉口部において排ガス中に混入
し、この大気によりＣＯガスが燃焼してＣＯガス濃度が
低くなり、回収できなくなるからである。そのため、例
えば、以下のような問題点が生じている。

【０００５】現在、溶銑の脱炭吹錬の際には転炉内にマ
ンガン鉱石を添加し、このマンガン鉱石を溶銑中の炭素
により還元し、合金鉄として添加するマンガン量を減少
させている。この場合に、例えば、送酸速度を吹錬終了
まで５００００Ｎｍ³ ／ｈｒの一定とした場合と、吹錬
の中期以降に５００００Ｎｍ³ ／ｈｒから２５０００の
Ｎｍ³ ／ｈｒに下げた場合とでマンガン歩留まりを比較
すると、送酸速度を一定とした場合にはマンガン歩留ま
りが低下することが知られている。吹錬末期まで高送酸
速度を維持した場合には溶鋼中酸素濃度が高くなり、マ
ンガン歩留まりはこの酸素濃度に反比例して低くなるか
らである。従って、マンガン歩留まりを向上させるため
には吹錬末期に送酸速度を下げれば良いが、送酸速度の
低下に伴いガス発生量が少なくなり、吹錬末期には発生
ガス量の方が吸引量よりも少なくなり、ガス回収が不可
能になる。即ち、従来の排ガス回収設備では、マンガン
歩留まりの向上とガス回収量の増加とを同時に達成する
ことはできないと云う問題点がある。尚、ＣＯガス濃度
が低い排ガス即ち酸素濃度の高い排ガスを回収すれば、
回収用ガスホルダー等で爆発等の重大事故が生じること
になる。

【０００６】又、転炉を用いた溶銑の脱燐処理の際に
は、脱炭吹錬の場合に比較して送酸速度が低く、従って
ガス発生量も少なく、従来の排ガス回収設備では未燃焼
のＣＯガスの回収は本来あきらめざるを得ない。コーク
スやプラスチック等の炭素源を転炉内に添加して、排ガ
ス中ＣＯガス濃度並びに排ガス流量を高めることによ
り、従来の排ガス回収設備でも未燃焼ガスを回収するこ
とが可能となるが、炭素源の供給によって排ガス流量を
安定して増加させることは困難であり、炭素源を添加し
たとしてもガス発生量の変動等を考えると、転炉におけ
る溶銑の脱燐処理では従来の排ガス回収設備によるガス
回収は実際には不可能と云う問題点がある。

【０００７】このような問題点を解決するために特開昭
５３−１１１０号公報が提案されている。同号公報で
は、炉内発生ガス量を予測し、この予測値に応じてＰＡ
ベンチュリーのダンパーの単独制御若しくはこのダンパ
ーと誘引送風機のダンパーとの組み合わせ制御を行い、
誘引送風機の吸引量を炉内発生ガス量に予め近似させ、
排ガス回収率を高めている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
５３−１１１０号公報に開示された方法では、以下の問
題点がある。即ち、ガス発生量の少ない条件下でのガス
回収中に、異常燃焼等によりガス発生量が急激に多くな
った場合には、集塵効率が悪化してしまう。これは誘引
送風機の吸引量をダンパーの絞り制御により行った時の
特徴であり、誘引送風機の装置上の特性から、図９に示
すように、誘引送風機のダンパーを閉めることに起因し
て高送風側では誘引送風機の発生圧力が低下するためで
ある。尚、図９は、実炉において誘引送風機のダンパー
を閉めた場合の特性変化を調査した結果を示す図であ
り、図９におけるＰＡはＰＡベンチュリーのダンパー、
Ｄ１及びＤ３は誘引送風機のダンパーであり、数値はダ
ンパー開度を示している。

【０００９】又、炉内発生ガス量を予測する際には、炉
内若しくは煙道等に添加・投入される副原料のガス化に
伴う増分量を考慮する必要があり、この増分量も含めた
発生ガス量の予測は困難であり、その精度は著しく低
く、安定してガス回収効率を高めることは極めて難しい
と云わざるを得ない。

【００１０】以上説明したように、広範囲に亘るガス発
生量に対応して、未燃焼のガスを安定して回収すること
ができる排ガス回収設備は未だ開発されておらず、その
開発が切望されていた。

【００１１】ところで、従来の排ガス回収設備では、発
生ガス量が少ない領域においてガス回収量を増加させる
若しくはガス回収を行うためには、排ガス回収設備を低
送酸速度に合わせた仕様に設備改造する必要があり、そ
れに伴い多額の設備費用が必要になる。又、広範囲に亘
るガス発生量に対応した排ガス回収設備は従来開発され
ていないため、高送酸速度域にも又低送酸速度域にも対
応させるためには仕様の異なる排ガス回収設備を並列し
て設置せざるを得ないことになる。

【００１２】本発明はこのような事情に鑑みなされたも
ので、その目的とするところは、溶銑の脱炭吹錬から脱
燐処理までのように、転炉での広範囲の送酸速度域にお
いても、集塵効率を低下させることなく未燃焼ガスの回
収が可能であり、且つ、高送酸速度に対応した従来の排
ガス回収設備でも安価な設備改造費で改造可能な転炉排
ガス回収設備を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】第１の発明による転炉排
ガス回収設備は、開度調節が可能なダンパーを備え、こ
のダンパーの開度を調整しながら転炉から発生するガス
を除塵する集塵機と、前記ダンパーの開度を検出する開
度検出器と、前記集塵機から排出されるガスを吸引する
誘引送風機と、前記開度検出器による検出信号に基づい
て前記誘引送風機の回転数を変更する回転数演算手段
と、回転数演算手段からの出力信号に基づいて誘引送風
機の回転数を制御する送風機駆動制御装置と、を具備す
ることを特徴とし、第２の発明による転炉排ガス回収設
備は、第１の発明において、前記回転数演算手段は、集
塵機に備えられたダンパーが制御不能となる開度に達し
た場合に、誘引送風機の回転数を変更するための出力信
号を発することを特徴とし、第３の発明による転炉排ガ
ス回収設備は、第１の発明又は第２の発明において、更
に、誘引送風機の回転数に基づいて集塵機の集塵能力を
演算し、集塵能力が基準値以下となった場合には誘引送
風機の回転数の下限制限を行う集塵能力演算手段を具備
することを特徴とするものである。

【００１４】又、第４の発明による転炉排ガス回収方法
は、集塵機に設置されたダンパーの開度を調整して転炉
炉口圧を所定の範囲に制御しながら、誘引送風機により
転炉から排出されるガスを吸引して回収する転炉排ガス
回収方法において、前記ダンパーが炉口圧の制御不能と
なる開度に達した際には、ダンパー開度が炉口圧の制御
可能な範囲になるように前記誘引送風機の回転数を変更
することを特徴とし、第５の発明による転炉排ガス回収
方法は、第４の発明において、前記ダンパーが炉口圧の
制御不能となる開度に達した際に、誘引送風機の定格回
転数に対して比率を乗算し、誘引送風機の回転数を定め
ることを特徴とし、第６の発明による転炉排ガス回収方
法は、第４の発明において、前記ダンパーが炉口圧の制
御不能となる開度に達した際に、このダンパーの開度が
予め設定した規定値になるように、誘引送風機の回転数
を定めることを特徴とし、第７の発明による転炉排ガス
回収方法は、第４の発明ないし第６の発明の何れかにお
いて、新たに定めた誘引送風機の回転数に基づいて集塵
機の集塵能力を求め、集塵能力が基準値以下となった場
合には、誘引送風機の回転数の下限制限を行うことを特
徴とし、第８の発明による転炉排ガス回収方法は、第４
の発明ないし第７の発明の何れかにおいて、転炉では、
炉内若しくは排ガス流路内に副原料として合成樹脂を投
入して溶銑を精錬し、この精錬により発生するガスを回
収することを特徴とするものである。

【００１５】本発明では、集塵機として設置したＰＡベ
ンチュリーのダンパー（以下「ＰＡダンパー」と記す）
が転炉炉口圧の制御不能となる開度に達した際には、Ｐ
Ａダンパーの開度が炉口圧の制御可能な範囲になるよう
に、誘引送風機の回転数を変更して誘引送風機による吸
引量を調整するので、常にガス発生量と誘引送風機の吸
引量とが同等になり、脱炭吹錬の末期や脱燐処理等の低
送酸速度域であっても転炉排ガス中への大気の混入が防
止され、転炉から発生するＣＯガス等を未燃焼のまま回
収することが可能となる。又、従来の高送酸速度に対応
した排ガス回収設備であっても、ＰＡダンパーの開度に
応じて誘引送風機の回転数を変更すると云う比較的簡単
な設備改造により上記課題を達成することが可能であ
り、設備改造費を大幅に低減することができる。更に、
集塵能力演算手段により誘引送風機の回転数に基づいて
集塵機の集塵能力を求め、集塵能力が基準値以下となっ
た場合には、誘引送風機の回転数の下限制限を行うの
で、集塵効率を低下させることがない。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態を説明する。図１は、本発明の実施の形態
を示す図であって、本発明による転炉排ガス回収設備の
概略構成図である。

【００１７】図１に示すように、溶銑２を収容した転炉
１の内部には上方から上吹きランス３が挿入され、この
上吹きランス３から酸素が溶銑２に吹き付けけられて溶
銑２の脱炭吹錬や溶銑２の脱燐処理が行われる。溶銑２
の脱炭吹錬及び脱燐処理により炉内からＣＯガスを主体
とする排ガスが発生する。

【００１８】転炉１の上方には煙道４が設置され、煙道
４の後段には、一次集塵機６、エルボーセパレーター
７、二次集塵機８、エルボーセパレーター１０、排ガス
流量計１１、吸引ファンダンパー１２、誘引送風機１
３、誘引送風機１４、サイレンサー１５、三方弁１６の
順に設置されており、排ガスの回収流路を構成してい
る。三方弁１６以降の排ガス流路は２つに分岐してお
り、１つは煙突１８から大気に放散される流路であり、
他の１つは回収弁１７を経てガスホルダー１９に至り、
ガスホルダー１９内で回収される流路である。誘引送風
機１３は電動機２６により駆動され、又、誘引送風機１
４は電動機２７により駆動され、これにより転炉１内の
発生ガスが吸引され、煙突１８から放散されるか若しく
はガスホルダー１９内に回収される。図１は２基の誘引
送風機１３，１４を直列に設置した例であるが、誘引送
風機の設置数は２基に限るものではなく、３基以上とし
ても又１基であっても良い。

【００１９】煙道４の転炉１の炉口との接続側はスカー
ト５と呼ばれており、上下移動が可能な構造となってお
り、排ガスを回収する場合には、スカート５と転炉１の
炉口とは原則的には密着した状態である。スカート５の
部位には、転炉炉口圧を測定するための炉口圧検出器２
０が設置され、炉口圧検出器２０の測定結果は炉圧制御
演算機２１へ入力されている。

【００２０】二次集塵機８として設置したＰＡベンチュ
リーにはＰＡダンパー９が設置されており、ＰＡダンパ
ー９はＰＡダンパー駆動装置２２によりその開度が調整
されるようになっている。ＰＡダンパー駆動装置２２に
は炉圧制御演算機２１の信号が入力されており、ＰＡダ
ンパー駆動装置２２は炉圧制御演算機２１の信号により
ＰＡダンパー９の開度を調整するようになっている。

【００２１】即ち、炉圧制御演算機２１は、炉口圧検出
器２０の測定結果に基づき、炉口圧が所定値、例えば−
５ｍｍＨ₂ Ｏ〜＋５ｍｍＨ₂ Ｏの範囲となるように、Ｐ
Ａダンパー９の開度を調整している。この炉口圧の制御
方法は、その制御性が高い方法であるならば、いかなる
制御方法であっても良い。ここで制御性が高い方法と
は、図２に示すように、仮に炉口圧の設定を変更した場
合に設定値へ近づく期間（「過渡特性」と云う）が早
く、更に、その後の定常状態での偏差（「定常特性」と
云う）が小さい制御方法であり、過渡特性が６．０秒以
下、定常特性が±４．０ｍｍＨ₂ Ｏ以下の方法である。
具体的には一般的なＰＩ制御で十分可能である。尚、図
２は炉口圧の設定値を変更した際の炉口圧変化の例を示
す図である。

【００２２】このようにして炉口圧の制御を行った際
に、ＰＡダンパー９の開度が全閉状態となった場合に
は、発生ガス量が少なく、転炉１の炉口で大気の巻き込
みが発生してガスの燃焼（「二次燃焼」と云う）が発生
していることが把握でき、一方、ＰＡダンパー９の開度
が全開状態となった場合には、発生ガス量が多く、転炉
１の炉口から発生ガスが噴き出していることが把握でき
る。このように、炉内発生ガスの推定を行わなくて、Ｐ
Ａダンパー９の開度から炉内発生ガスの挙動を把握する
ことができる。

【００２３】二次集塵機８にはＰＡダンパー９の開度を
検出するための開度検出器２３が設置されており、開度
検出器２３による検出値は回転数演算機２４に送信され
ている。この回転数演算機２４は開度検出器２３による
検出値に基づき、誘引送風機１３，１４の回転数を変更
すべきか否かを判定して、その判定結果を送風機駆動制
御装置２５に出力する。送風機駆動制御装置２５はこの
信号に基づき、電動機２６，２７の回転数即ち誘引送風
機１３，１４の回転数を所定値に制御する。

【００２４】以下に、ＰＡダンパー９の開度状況から、
より多くのガスを回収するために行う回転数演算機２４
の第１の演算方法を図３に基づき説明する。尚、図３は
回転数演算機２４における第１の処理フローを示す図で
ある。

【００２５】先ず最初に、開度検出器２３から送信され
るＰＡダンパー開度値（Ｘ）と、予め設定してあるＰＡ
ダンパー９の全閉領域基準値（Ａ）との比較を行う（ス
テップ１）。ステップ１の頻度は数秒間隔から数分間隔
の範囲の任意の間隔で行えば良い。ここで全閉領域基準
値（Ａ）とは、設備の機械的な全閉領域ではなく、ＰＡ
ダンパー９の開度をそれ以下としても、ＰＡダンパー９
を通過する風量が実質的に変化しない若しくは変化しに
くい領域であり、ＰＡダンパー９の設備仕様によっても
変化するが、例えば開度が７％程度以下の領域である。

【００２６】ＰＡダンパー開度値（Ｘ）が全閉領域内で
あれば、下記の（１）式に基づいて誘引送風機１３，１
４の回転数を演算する（ステップ２）。

【００２７】

【数１】

【００２８】そして、新回転数における誘引送風機１
３，１４の発生圧力（吸引圧力とも云う）を演算する
（ステップ３）。この演算は、図４に示す定格回転数
（図４では１０００ｒｐｍが定格回転数に該当）におけ
る誘引送風機性能曲線に基づき実施する。即ち、新回転
数における風量（Ｑ）は下記の（２）式により求めるこ
とができ、又、新回転数における発生圧力（Ｐ）は下記
の（３）式により求めることができるので、図５に示す
ような、各回転数別の誘引送風機性能曲線を得ることが
できる。ここで、図５に示すように、各回転数別の誘引
送風機性能曲線上で風量が同一である点の圧力が、新回
転数における発生圧力（Ｐ）となる。尚、図４は、ＰＡ
ダンパー９の性能曲線と第１の演算方法に基づくＰＡダ
ンパー９の動作状況とを併せて示す図である。

【００２９】

【数２】

【００３０】

【数３】

【００３１】次に、新回転数における排ガス中の含塵量
（Ｄ）を推定する（ステップ４）。含塵量（Ｄ）は、排
ガス回収設備の設計時に決定される含塵曲線から求める
ことができる。含塵曲線の例を図６に示す。これは、一
次集塵機６及び二次集塵機８での差圧状態から集塵能力
を表す曲線である。一次集塵機６の差圧と二次集塵機８
の差圧とを加えた差圧は誘引送風機１３，１４の発生圧
力（Ｐ）によるものであるから、誘引送風機１３，１４
の発生圧力（Ｐ）から排ガス中の含塵量（Ｄ）を求める
ことができる。即ち、図６において、横軸が発生圧力
（Ｐ）に等しい点の含塵曲線から含塵量（Ｄ）を求める
ことができる。尚、図６の横軸の集塵機圧力損失は、一
次集塵機６の差圧と二次集塵機８の差圧とを加えた差圧
である。

【００３２】以上の演算により得た含塵量（Ｄ）の予想
値と予め設定してある環境基準値（本実施の形態では５
０ｍｇ／Ｎｍ³ ）とを比較して（ステップ５）、含塵量
（Ｄ）の予想値が環境基準値より小さい場合には、誘引
送風機１３，１４の回転数が新回転数となるように、回
転数演算機２４から送風機駆動制御装置２５へ信号が送
られる。又、含塵量（Ｄ）の予想値が環境基準値より大
きい場合には、誘引送風機１３，１４の回転数は現状を
維持するように回転数演算機２４から送風機駆動制御装
置２５へ信号が送られる。この場合、ＰＡダンパー９は
全閉状態のままであり、転炉１の炉口での大気の巻き込
みにより排ガス中の未燃焼ガス濃度が低下するので、ガ
スホルダー１９でのガス回収を行わず、完全燃焼させて
煙突１８から大気に放散する。通常、排ガス中の未燃焼
ガス濃度がおよそ５０％以下となったなら、ガス回収を
あきらめて大気放散が行われる。

【００３３】一方、ステップ１においてＰＡダンパー開
度値（Ｘ）が全閉領域基準値（Ａ）よりも大きい場合に
は、予め設定されている全開領域基準値（Ｂ）とＰＡダ
ンパー開度値（Ｘ）とを比較する（ステップ６）。ここ
で全開領域基準値（Ｂ）とは、設備の機械的な全開領域
ではなく、ＰＡダンパー９の開度をそれ以上としても、
ＰＡダンパー９を通過する風量が実質的に変化しない若
しくは変化しにくい領域であり、ＰＡダンパー９の設備
仕様によっても変化するが、例えば開度が３０％程度以
上の領域である。

【００３４】ＰＡダンパー開度値（Ｘ）が全開領域基準
値（Ｂ）よりも小さい場合には、ＰＡダンパー９の開度
は適正範囲内であるので、誘引送風機１３，１４の回転
数は現状を維持するように回転数演算機２４から送風機
駆動制御装置２５へ信号が送られる。ＰＡダンパー開度
値（Ｘ）が全開領域基準値（Ｂ）よりも大きい場合に
は、下記の（４）式に基づいて誘引送風機１３，１４の
回転数を演算する（ステップ７）。

【００３５】

【数４】

【００３６】そして、予め設定してある誘引送風機１
３，１４の回転数上限値（ＵＬ）と新回転数とを比較し
（ステップ８）、新回転数が回転数上限値（ＵＬ）より
も大きければ現状の回転数を維持するように、又、新回
転数が回転数上限値（ＵＬ）以下であれば新回転数とな
るように、回転数演算機２４から送風機駆動制御装置２
５へ信号が送られる。

【００３７】以上説明した第１の演算方法によるＰＡダ
ンパー９の動作状況は次のようになる。即ち、図４に示
すように、誘引送風機１３，１４の回転数が１０００ｒ
ｐｍの状態で排ガスを回収していた際にガス発生量が減
少してくると、誘引送風機１３，１４の回転数はそのま
まの状態でＰＡダンパー９の開度が徐々に低下し、そし
て、ＰＡダンパー９の開度は全閉領域基準値（Ａ）に到
達する。ＰＡダンパー９の開度が全閉領域基準値（Ａ）
に到達したならば、誘引送風機１３，１４の回転数は９
００ｒｐｍに低下し、ＰＡダンパー９の開度は全閉領域
を外れる。この場合、吸引ガス流量が誘引送風機１３，
１４の回転数変更の前後で変化しないようにＰＡダンパ
ー９の開度が決定される。発生ガス量が更に低下して、
誘引送風機１３，１４の回転数が９００ｒｐｍであって
もＰＡダンパー９の開度が全閉領域基準値（Ａ）に到達
すると、誘引送風機１３，１４の回転数は８００ｒｐｍ
に低下する。図４には示していないが、含塵量（Ｄ）の
予想値が環境基準値を満足する限り、誘引送風機１３，
１４の回転数を７００ｒｐｍ更には６００ｒｐｍへと低
下させても良い。

【００３８】一方、誘引送風機１３，１４の回転数が８
００ｒｐｍの状態でガス回収を行っていた場合にガス発
生量が増加すると、誘引送風機１３，１４の回転数はそ
のままの状態でＰＡダンパー９の開度が徐々に大きくな
り、そして、全開領域基準値（Ｂ）に到達する。ＰＡダ
ンパー９の開度が全開領域基準値（Ｂ）に到達したなら
ば、誘引送風機１３，１４の回転数は９００ｒｐｍに増
加し、ＰＡダンパー９の開度は全開領域を外れる。この
場合、吸引ガス流量が誘引送風機１３，１４の回転数変
更の前後で変化しないようにＰＡダンパー９の開度が決
定される。発生ガス量が更に増加して、誘引送風機１
３，１４の回転数が９００ｒｐｍであってもＰＡダンパ
ー９の開度が全開領域基準値（Ｂ）に到達すると、誘引
送風機１３，１４の回転数は１０００ｒｐｍに増加す
る。この場合には、誘引送風機１３，１４は１０００ｒ
ｐｍの回転数で最大送酸速度に対処可能なように設計さ
れており、これ以上の回転数は必要としない。尚、
（１）式及び（４）式では１０％毎に回転数を変更して
いるが、この比率は１０％に限るものではなく、任意の
値とすることができる。

【００３９】次に、より多くのガスを回収するために行
う回転数演算機２４の第２の演算方法を図７及び図８に
基づき説明する。この演算方法は、誘引送風機１３，１
４の回転数を変更する際に、ＰＡダンパー９の開度が、
ＰＡダンパー９を通過する排ガス流量を最も制御しやす
い開度範囲となるように誘引送風機１３，１４の回転数
を変更する方法である。尚、図７は、回転数演算機２４
における第２の処理フローを示す図、図８は、ＰＡダン
パー９の性能曲線と第２の演算方法に基づくＰＡダンパ
ー９の動作状況とを併せて示す図である。

【００４０】図７に示すように、開度検出器２３から送
信されるＰＡダンパー開度値（Ｘ）と、予め設定してあ
るＰＡダンパー９の全閉領域基準値（Ａ）との比較を行
う（ステップ１１）。ステップ１１の頻度は数秒間隔か
ら数分間隔の範囲の任意の間隔で行えば良い。ＰＡダン
パー開度値（Ｘ）が全閉領域内であれば、下記に示す方
法により誘引送風機１３，１４の回転数を演算する（ス
テップ１２）。

【００４１】即ち、ＰＡダンパー９の開度が全閉領域基
準値（Ａ）になった時点の排ガス流量を排ガス流量計１
１の測定値、若しくは、図８に示すＰＡダンパー性能曲
線から把握する。そして、予め求めてある各回転数別の
ＰＡダンパー性能曲線に基づき、ＰＡダンパー９の開度
が全閉領域基準値（Ａ）になった時点の排ガス流量を規
定開度で通過させることができる回転数を求める。ここ
で、規定開度とは、ＰＡダンパー性能が最も線形化で
き、排ガス流量を最も制御しやすい開度であり、通常の
ＰＡダンパー９では開度２０％程度である。規定開度と
して或る範囲を設定しても良い。各回転数における誘引
送風機１３，１４の吸引風量は前述した（２）式により
求めることができるので、これにより各回転数における
ＰＡダンパー９の性能曲線を求めることができる。

【００４２】次いで、得られた新回転数における誘引送
風機１３，１４の発生圧力を演算し（ステップ１３）、
新回転数における排ガス中の含塵量（Ｄ）を推定し（ス
テップ１４）、更に、含塵量（Ｄ）の予想値と予め設定
してある環境基準値とを比較して（ステップ１５）、含
塵量（Ｄ）の予想値が環境基準値より大きい場合には現
状の回転数を維持するように、又、含塵量（Ｄ）の予想
値が環境基準値より小さい場合には誘引送風機１３，１
４の回転数が新回転数となるように、回転数演算機２４
から送風機駆動制御装置２５へ信号が送られる。尚、ス
テップ１３〜ステップ１５は前述した第１の演算方法の
ステップ３〜ステップ５と全く同一であるので、その説
明は省略する。

【００４３】一方、ステップ１においてＰＡダンパー開
度値（Ｘ）が全閉領域基準値（Ａ）よりも大きい場合に
は、予め設定されている全開領域基準値（Ｂ）とＰＡダ
ンパー開度値（Ｘ）とを比較する（ステップ１６）。Ｐ
Ａダンパー開度値（Ｘ）が全開領域基準値（Ｂ）よりも
小さい場合には、ＰＡダンパー９の開度は適正範囲内で
あるので、誘引送風機１３，１４の回転数は現状を維持
するように、回転数演算機２４から送風機駆動制御装置
２５へ信号が送られる。

【００４４】ＰＡダンパー開度値（Ｘ）が全開領域基準
値（Ｂ）よりも大きい場合には、前述したステップ１２
と同一の方法により誘引送風機１３，１４の回転数を演
算する（ステップ１７）。そして、予め設定してある誘
引送風機１３，１４の回転数上限値（ＵＬ）と新回転数
とを比較し（ステップ１８）、新回転数が回転数上限値
（ＵＬ）よりも大きければ現状の回転数を維持するよう
に、又、新回転数が回転数上限値（ＵＬ）以下であれば
新回転数となるように、回転数演算機２４から送風機駆
動制御装置２５へ信号が送られる。

【００４５】以上説明した第２の演算方法によるＰＡダ
ンパー９の動作状況は次のようになる。即ち、図８に示
すように、誘引送風機１３，１４の回転数が１０００ｒ
ｐｍの状態で排ガスを回収していた際にガス発生量が減
少してくると、誘引送風機１３，１４の回転数はそのま
まの状態でＰＡダンパー９の開度が徐々に低下し、そし
て、ＰＡダンパー９の開度は全閉領域基準値（Ａ）に到
達する。ＰＡダンパー９の開度が全閉領域基準値（Ａ）
に到達したならば、この時点の排ガス流量（約９０００
０Ｎｍ³ ／ｈｒ）を把握し、規定開度として定めた２０
％の開度で約９００００Ｎｍ³ ／ｈｒの排ガス流量を通
過させる回転数を求める。図８では８００ｒｐｍの場合
がこれに相当する。そこで、誘引送風機１３，１４の回
転数を８００ｒｐｍに低下して発生ガスを回収する。発
生ガス量が更に低下して誘引送風機１３，１４の回転数
が８００ｒｐｍであってもＰＡダンパー９の開度が全閉
領域基準値（Ａ）になるならば、同様にして回転数を求
め、誘引送風機１３，１４の回転数を更に低下させる。

【００４６】一方、誘引送風機１３，１４の回転数が８
００ｒｐｍの状態でガス回収を行っていた場合にガス発
生量が増加すると、誘引送風機１３，１４の回転数はそ
のままの状態でＰＡダンパー９の開度が徐々に増大し、
そして、ＰＡダンパー９の開度は全開領域基準値（Ｂ）
に到達する。ＰＡダンパー９の開度が全開領域基準値
（Ｂ）に到達したならば、この時点の排ガス流量（約１
１５０００Ｎｍ³ ／ｈｒ）を把握して、２０％の開度で
約１１５０００Ｎｍ³ ／ｈｒの排ガス流量を通過させる
回転数を求める。図８では９２０ｒｐｍの場合がこれに
相当する。そこで、誘引送風機１３，１４の回転数を９
２０ｒｐｍに増加させて発生ガスを回収する。

【００４７】以上、回転数演算機２４の２種類の演算方
法を説明したが、回転数演算機２４の演算方法はこの２
種類に限るものではなく、種々の変更が可能である。要
は、ＰＡダンパー９の開度がこのＰＡダンパー９を通過
する風量を制御可能な範囲となるように、誘引送風機１
３，１４の回転数を変更すれば良く、従って、ＰＡダン
パー９の開度が全閉領域になろうとする場合には回転数
を減じ、逆に、ＰＡダンパー９の開度が全開領域になろ
うとする場合には回転数を増加させれば良い。

【００４８】次に、このようにして構成される本発明に
よる転炉排ガス回収設備を用いて転炉１から発生するガ
スを回収する方法について説明する。

【００４９】先ず、転炉１内に溶銑２を主原料として装
入し、更に必要に応じて、フラックスとしての生石灰、
Ｆｅ−Ｍｎ合金鉄代替のマンガン鉱石、脱燐剤としての
鉄鉱石やミルスケール、並びに、炭素源としてのコーク
スや合成樹脂を副原料として添加して、上吹きランス３
から純酸素を溶銑湯面に向かって吹き付け、溶銑２の脱
炭吹錬及び脱燐処理を実施する。図１では示していない
が、転炉１の炉底から撹拌用ガスを溶銑２中に吹き込ん
でも良く、又、上吹きランス３に替わって転炉１の炉底
から純酸素を吹き込んでも良い。

【００５０】特に、合成樹脂はコークスや黒鉛等の炭素
源に比較して硫黄及び燐の含有量が少ないので、その燃
焼熱により溶銑２を汚染することなく加熱することがで
き、この加熱により鉄スクラップやマンガン鉱石の配合
比率を高めることが可能となる。又、合成樹脂の燃焼に
よりＣＯガスが生成されると共に、ＣＯ₂ ガスは合成樹
脂中の炭素によりＣＯガスに改質されるので、排ガス中
の未燃焼ガスの濃度及び排ガス流量が増加し、未燃焼ガ
スの回収量を増加させることが可能となる。更に、合成
樹脂の廃棄物は、従来その大部分がゴミ埋立地等に投棄
されていたが、転炉１内へ供給することにより有効にリ
サイクル活用される。従って、溶銑２の脱炭吹錬及び脱
燐処理共に、その精錬中に転炉１内若しくは煙道４内に
合成樹脂、望ましくは合成樹脂の廃棄物を投入・添加す
ることが好ましい。

【００５１】そして、脱炭吹錬の場合には、溶銑２中の
炭素濃度に応じた最適な送酸速度で酸素を吹き込み、脱
燐処理の場合には、脱燐処理に最適な送酸速度で酸素を
吹き込んで精錬する。この精錬により発生するガスは誘
引送風機１３，１４により吸引される。この場合、前述
したように、炉口圧は炉圧制御演算機２１によるＰＡダ
ンパー９の開度調整により所定の範囲に制御され、且
つ、ＰＡダンパー９の開度が全閉領域若しくは全開領域
に達した際には、回転数演算機２４により誘引送風機１
３，１４の回転数が変更され、ＰＡダンパー９の開度は
流量制御の可能な範囲に復帰される。その結果、転炉１
からの発生ガス流量と誘引送風機１３，１４による吸引
流量とがほぼ等しく制御されるので、低送酸速度域であ
っても転炉１の炉口での大気の巻き込みが抑制され、未
燃焼のガス回収量を増加させることができる。

【００５２】本発明の転炉排ガス回収設備を用いて転炉
１から発生するガスを回収した場合、脱炭吹錬時には吹
錬末期のガス回収増により溶銑トン当たり２Ｎｍ³ のガ
ス回収増が可能であり、又、従来ガス回収が不可能であ
った脱燐処理時には溶銑トン当たり５０Ｎｍ³ のガス回
収が可能であった。更に、この場合、排ガス中の含塵量
は全く増加せず、大気汚染やガス回収設備におけるダス
ト障害は全く発生しなかった。

【００５３】

【発明の効果】本発明によれば、ダンパーの開度が炉口
圧の制御可能な範囲になるように、誘引送風機の回転数
を変更して誘引送風機による吸引量を調整するので、常
に転炉からのガス発生量と誘引送風機の吸引量とが同程
度になり、脱炭吹錬の末期や脱燐処理等の低送酸速度域
であっても転炉排ガス中への大気の混入が防止され、転
炉から発生するＣＯガス等を未燃焼のまま回収すること
が可能となり、工業上有益な効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す図で、本発明による
転炉排ガス回収設備の概略構成図である。

【図２】炉口圧の設定値を変更した際の炉口圧変化の例
を示す図である。

【図３】図１に示す回転数演算機における第１の処理フ
ローを示す図である。

【図４】ＰＡダンパーの性能曲線と、本発明によるＰＡ
ダンパーの動作状況とを併せて示す図である。

【図５】各回転数別の誘引送風機性能曲線の例を示す図
である。

【図６】含塵曲線の例を示す図である。

【図７】図１に示す回転数演算機における第２の処理フ
ローを示す図である。

【図８】ＰＡダンパーの性能曲線と、本発明によるＰＡ
ダンパーの動作状況とを併せて示す図である。

【図９】誘引送風機のダンパーを閉めて吸引量を制御し
た従来技術における誘引送風機の特性変化を調査した結
果を示す図である。

【符号の説明】

１転炉２溶銑３上吹きランス４煙道６一次集塵機８二次集塵機９ＰＡダンパー１３誘引送風機１４誘引送風機１６三方弁１８煙突１９ガスホルダー２０炉口圧検出器２１炉圧制御演算機２２ＰＡダンパー駆動装置２３開度検出器２４回転数演算機２５送風機駆動制御装置２６電動機２７電動機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者宮原弘明東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者井澤智生東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内Ｆターム(参考） 4K070 AB12 AB18 AB20 CA01 CA05 CA11 DA05 DA09 EA30

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】開度調節が可能なダンパーを備え、この
ダンパーの開度を調整しながら転炉から発生するガスを
除塵する集塵機と、前記ダンパーの開度を検出する開度
検出器と、前記集塵機から排出されるガスを吸引する誘
引送風機と、前記開度検出器による検出信号に基づいて
前記誘引送風機の回転数を変更する回転数演算手段と、
回転数演算手段からの出力信号に基づいて誘引送風機の
回転数を制御する送風機駆動制御装置と、を具備するこ
とを特徴とする転炉排ガス回収設備。
【請求項２】前記回転数演算手段は、集塵機に備えら
れたダンパーが制御不能となる開度に達した場合に、誘
引送風機の回転数を変更するための出力信号を発するこ
とを特徴とする請求項１に記載の転炉排ガス回収設備。
【請求項３】更に、誘引送風機の回転数に基づいて集
塵機の集塵能力を演算し、集塵能力が基準値以下となっ
た場合には誘引送風機の回転数の下限制限を行う集塵能
力演算手段を具備することを特徴とする請求項１又は請
求項２に記載の転炉排ガス回収設備。
【請求項４】集塵機に設置されたダンパーの開度を調
整して転炉炉口圧を所定の範囲に制御しながら、誘引送
風機により転炉から排出されるガスを吸引して回収する
転炉排ガス回収方法において、前記ダンパーが炉口圧の
制御不能となる開度に達した際には、ダンパー開度が炉
口圧の制御可能な範囲になるように前記誘引送風機の回
転数を変更することを特徴とする転炉排ガス回収方法。
【請求項５】前記ダンパーが炉口圧の制御不能となる
開度に達した際に、誘引送風機の定格回転数に対して比
率を乗算し、誘引送風機の回転数を定めることを特徴と
する請求項４に記載の転炉排ガス回収方法。
【請求項６】前記ダンパーが炉口圧の制御不能となる
開度に達した際に、このダンパーの開度が予め設定した
規定値になるように、誘引送風機の回転数を定めること
を特徴とする請求項４に記載の転炉排ガス回収方法。
【請求項７】新たに定めた誘引送風機の回転数に基づ
いて集塵機の集塵能力を求め、集塵能力が基準値以下と
なった場合には、誘引送風機の回転数の下限制限を行う
ことを特徴とする請求項４ないし請求項６の何れか１つ
に記載の転炉排ガス回収方法。
【請求項８】転炉では、炉内若しくは排ガス流路内に
副原料として合成樹脂を投入して溶銑を精錬し、この精
錬により発生するガスを回収することを特徴とする請求
項４ないし請求項７の何れか１つに記載の転炉排ガス回
収方法。