JP5513279B2 - Impurity and exhaust gas treatment equipment for vacuum degassing in secondary refining for steelmaking - Google Patents

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Description

本願発明は、製鋼用二次精錬で使用する真空脱ガス用の不純物および排ガス処理装置に関するものである。   The present invention relates to a vacuum degassing impurity used in secondary refining for steelmaking and an exhaust gas treatment apparatus.

製鋼設備では二次精錬装置として真空脱ガス炉が使用されており、この真空脱ガス炉を使用して溶鋼中のガス状不純物を除去しているが、鋼を低炭素化する脱炭も真空脱ガス炉を使用して行われていることが多い。そして、真空脱ガス炉の排ガスは、一般に、ブースターとして機能する前段側のエゼクターとその下流に設けたコンデンサ(凝縮器)とを有する処理装置で浄化されているが、特に脱炭工程で大量の粉塵が発生してこれが後段側のエゼクターやコンデンサの内面に付着堆積しており、その除去作業に多大の手間がかかるという問題があった。   In steelmaking facilities, vacuum degassing furnaces are used as secondary refining equipment, and gaseous impurities in molten steel are removed using this vacuum degassing furnace, but decarburization to reduce the carbon of steel is also a vacuum. Often done using a degassing furnace. The exhaust gas from the vacuum degassing furnace is generally purified by a processing apparatus having an upstream ejector functioning as a booster and a condenser (condenser) provided downstream thereof, but a large amount of the exhaust gas particularly in the decarburization process. There was a problem that dust was generated and adhered to the inner surfaces of the ejector and capacitor on the rear stage side, which required a lot of work to remove.

そこで、真空脱ガス炉を操業しながら粉塵を除去する方策が考えられており、その例として特許文献1には、排ガス通路中に網目状フィルターを設けて、この網目状フィルターを水で洗浄して粉塵を洗い流すことが開示されている。他方、特許文献2には、真空脱ガス炉を使用していない状態でガス通路の内部を大気圧にして、その状態でエゼクターやコンデンサの内面を洗浄水で洗い流すことが開示されている。   In view of this, a method for removing dust while operating a vacuum degassing furnace has been considered. As an example, Patent Document 1 provides a mesh filter in an exhaust gas passage, and the mesh filter is washed with water. And washing away dust. On the other hand, Patent Document 2 discloses that the inside of a gas passage is set to atmospheric pressure in a state where a vacuum degassing furnace is not used, and the inner surfaces of the ejector and the condenser are washed away with cleaning water in that state.

特開平8−311533号公報JP-A-8-311533 特許第4189132号公報Japanese Patent No. 4189132

網目状フィルターは濾過手段として様々な分野で使用されているが、真空脱ガス炉用の排ガス処理装置には適用し難く、従って特許文献1の発明は現実性が低いと言える。すなわち、網目状フィルターがその機能を発揮するにはある程度に目が詰まってなければならないが、真空脱ガス炉から吸引された排ガスは非常な高速で流れているため、ガス通路に網目状フィルターが介在しているとこれが排ガスの流れに対する巨大な抵抗として作用するのであり、従って、現実性に欠けると言える。   Although the mesh filter is used as a filtering means in various fields, it is difficult to apply it to an exhaust gas treatment apparatus for a vacuum degassing furnace. Therefore, it can be said that the invention of Patent Document 1 is not practical. In other words, the mesh filter must be clogged to some extent in order to perform its function, but since the exhaust gas sucked from the vacuum degassing furnace flows at a very high speed, the mesh filter is placed in the gas passage. If present, this acts as a huge resistance to the flow of exhaust gas, and therefore it can be said that it is not realistic.

他方、真空脱ガス炉は連続操業でなくバッチ処理として断続的に操業するため、ガス通路を大気圧にして洗浄水を流すという特許文献2の方法は実用性は高い。しかし、粉塵はコンデンサ等の内面にこびり付いているため、単に洗浄水を流した程度では除去できない場合が多く、従って特許文献2の発明では粉塵除去機能が完全とは言い難い。   On the other hand, since the vacuum degassing furnace operates intermittently as a batch process rather than a continuous operation, the method of Patent Document 2 in which the cleaning water is flowed with the gas passage set to atmospheric pressure is highly practical. However, since dust adheres to the inner surface of a capacitor or the like, there are many cases where it cannot be removed simply by flowing washing water. Therefore, in the invention of Patent Document 2, it is difficult to say that the dust removing function is complete.

また、脱炭工程では1μm程度かそれより小さい微細な粉塵が大量に発生するが、従来は、これら微細な粉塵を高効率で補集除去できていなかったのが実情である。   In addition, although a large amount of fine dust of about 1 μm or smaller is generated in the decarburization process, conventionally, it has been impossible to collect and remove these fine dust with high efficiency.

本願発明は、このような現状を改善すべく成されたものである。   The present invention has been made to improve the current situation.

本願発明は、製鋼用二次精錬を行う真空脱ガス工程において不純物及び排ガスを吸引して脱ガスと脱炭とを行う装置に関する。   The present invention relates to an apparatus for degassing and decarburizing by sucking impurities and exhaust gas in a vacuum degassing step for secondary refining for steel making.

そして、請求項1の発明は、高真空を得るためのブースターとして使用される蒸気駆動式の前段側エゼクターと、前記前段側エゼクターから放出された蒸気および排ガスを凝縮させる第1コンデンサーとを有しており、前記第1コンデンサーの下流側に、後段側エゼクター及び第2コンデンサーとの対を一対または複数対配置しており、真空脱ガス工程では前記前段側エゼクターを高能力で駆動し、脱炭工程では前記前段側エゼクターを駆動しないかまたは能力を低下させて駆動するようになっている、という構成において、前記前段側エゼクターに、少なくとも脱炭工程においてベンチュリースクラバーとして機能させるための注水手段が設けられている。   The invention of claim 1 includes a steam-driven front-stage ejector used as a booster for obtaining a high vacuum, and a first condenser that condenses the steam and exhaust gas discharged from the front-stage ejector. In the vacuum degassing step, the front-stage ejector is driven with high capacity and decarburized by arranging one or more pairs of a rear-stage ejector and a second condenser on the downstream side of the first condenser. In the configuration in which the front-stage ejector is not driven in the process or is driven with a reduced capacity, the front-stage ejector is provided with water injection means for functioning as a venturi scrubber at least in the decarburization process. It has been.

請求項2の発明に係る装置は、請求項1において、前記前段側エゼクターは複数個あって直列に接続されており、これら複数の前段側エゼクターのうち最も下流に位置した前段側エゼクターに、前記注水手段として水を高圧で噴射するノズルが設けられている。   According to a second aspect of the present invention, there is provided an apparatus according to a second aspect of the present invention, wherein, in the first aspect, a plurality of the front-stage ejectors are connected in series, and among the plurality of front-stage ejectors, A nozzle for injecting water at a high pressure is provided as a water injection means.

請求項3の発明に係る装置は請求項2の発明を具体化したものであり、この発明では、前記最も下流に位置した前段側エゼクターのスロート部と出口寄り部位とに前記ノズルを設けていて、前記前段側エゼクターを駆動しない場合は両方のノズルから水が高圧で噴射され、前記前段側エゼクターが高能力又は低能力で駆動される場合には出口寄り部位のノズルから水が高圧で噴射される。   An apparatus according to the invention of claim 3 embodies the invention of claim 2, and in this invention, the nozzle is provided at a throat portion and an exit-side portion of the most upstream ejector located on the most downstream side. When the front-stage ejector is not driven, water is injected from both nozzles at a high pressure, and when the front-stage ejector is driven at a high capacity or a low capacity, water is injected from a nozzle near the outlet at a high pressure. The

請求項4の発明に係る装置は、請求項1〜3において、前記前段側エゼクターには、当該前段側エゼクターの内面を乾燥させるための加温手段が外周の略全体にわたって設けられている。更に請求項5の発明は請求項4の発明を具体化したもので、この発明では、前記加温手段は、前記前段側エゼクターを外側から囲うジャケットを有しており、前記前段側エゼクターとジャケットとの間の空間に蒸気を吹き込むことで加温手段が構成されている。   According to a fourth aspect of the present invention, in the first to third aspects, the front-stage ejector is provided with heating means for drying the inner surface of the front-stage ejector over substantially the entire outer periphery. Further, the invention of claim 5 embodies the invention of claim 4. In this invention, the heating means has a jacket surrounding the front-stage ejector from the outside, and the front-stage ejector and the jacket The heating means is configured by blowing steam into the space between the two.

さて、脱炭工程では脱ガス工程に比べて真空脱ガス炉の真空度は低く、このため、前段側エゼクターは駆動せずに後段側エゼクターのみで排ガスを吸引していることが一般的である。従って、前段側エゼクターのスロート部を通る排ガスの流速は、脱ガス工程では音速か亜音速程度の流速であるが、脱炭工程では例えば60〜90m/秒程度の流速になっている。そして、この程度の流速で前段側エゼクターの内部に注水すると水を排ガスの膨張作用等によって微細化することができ、この微細な水滴に粉塵が付着することにより、第1コンデンサで大部分の粉塵を補集除去することができる。このため、1μm程度かそれより小さい微細粉塵も効率よく捕集除去できる。   Now, in the decarburization process, the vacuum degree of the vacuum degassing furnace is lower than that in the degassing process, and therefore, it is general that the exhaust gas is sucked only by the rear-stage ejector without driving the front-stage ejector. . Therefore, the flow rate of the exhaust gas that passes through the throat portion of the front-side ejector is about sonic or subsonic in the degassing step, but is about 60 to 90 m / sec, for example, in the decarburization step. Then, when water is poured into the former stage ejector at such a flow rate, the water can be refined by the expansion action of the exhaust gas, etc., and dust adheres to these fine water droplets, so that most of the dust is collected by the first capacitor. Can be collected and removed. For this reason, fine dust of about 1 μm or smaller can be efficiently collected and removed.

つまり、前段側エゼクターと第1コンデンサとが湿式集塵機であるベンチュリスクラバーと同じ機能を発揮するのであり、これにより、後段側エゼクターや第2コンデンサに流入する粉塵の量を著しく抑制でき、その結果、粉塵の除去に要する手間と費用を著しく抑制できるのである。更に述べると、本願発明は真空脱ガス炉を運転しながら脱炭工程で粉塵を効果的に除去できるのであり、しかも、前段側エゼクターに注水手段を付加する簡単な構造であるためコスト面でも優れている。   That is, the front-stage ejector and the first condenser perform the same function as the venturi scrubber that is a wet dust collector, thereby significantly reducing the amount of dust flowing into the rear-stage ejector and the second condenser. The labor and cost required for dust removal can be significantly reduced. More specifically, the present invention can effectively remove dust in the decarburization process while operating the vacuum degassing furnace, and is excellent in cost because it has a simple structure in which water injection means is added to the former ejector. ing.

特許文献1,2に開示されているように、前段側エゼクターはブースターとしての機能を高めるため複数個を直列接続した多段式になっていることが殆どである。そして、請求項1の発明ではこれら複数のユニットのうちの任意のユニットに注水手段を設けることが可能であるが、請求項2のように最も下流側の前段側エゼクターに注水手段を設けると、粉塵が付着した水滴はスロート部を経ずにそのまま第1コンデンサに流入するため、流れ抵抗が高くなることを防止して脱炭工程を支障なく行うことができる。   As disclosed in Patent Documents 1 and 2, most of the front-stage ejectors are multi-stages in which a plurality of stages are connected in series in order to enhance the function as a booster. And in invention of Claim 1, although it is possible to provide a water injection means in arbitrary units among these plurality of units, if water injection means is provided in the most downstream front ejector like Claim 2, Since the water droplets to which dust adheres flow directly into the first condenser without passing through the throat portion, it is possible to prevent the flow resistance from increasing and perform the decarburization process without any trouble.

既述のように、真空脱ガス炉で発生した排ガスには1μm程度かそれより小さい微細粉塵が相当割合で含まれている。他方、排ガス中の粉塵を水滴に効率的に付着させるには、水滴の大きさは粉塵の大きさ(粒径)の100〜150倍程度が好適である。従って、1μm程度の粉塵を効率良く集塵するには水を100〜150μm程度に微細化するの必要がある。   As described above, the exhaust gas generated in the vacuum degassing furnace contains a minute proportion of fine dust of about 1 μm or smaller. On the other hand, in order to efficiently attach dust in the exhaust gas to the water droplets, the size of the water droplets is preferably about 100 to 150 times the size (particle size) of the dust. Therefore, in order to efficiently collect dust of about 1 μm, it is necessary to refine the water to about 100 to 150 μm.

そして、請求項2では、水はノズルで霧化した状態で前段側エゼクターの内部に噴射されてこれが排ガスの膨張作用で更に微細化されるが、このとき、水滴は脱炭工程での排ガスの流速とマッチングして100〜150μm程度かそれより小さい粒径に微細化される割合が高く、このため1μm程度かそれより小さい微細粉塵もより一層効率的に補集できる。このように1μm程度かそれより小さい微細粉塵を高効率で補集除去できることは本願発明の大きな特徴である。   In claim 2, the water is sprayed into the front-stage ejector in the state of being atomized by the nozzle, and this is further refined by the expansion action of the exhaust gas. At this time, the water droplets are the exhaust gas in the decarburization process. Matching with the flow rate, the ratio of being refined to a particle size of about 100 to 150 μm or smaller is high, and therefore fine dust of about 1 μm or smaller can be collected more efficiently. Thus, it is a great feature of the present invention that fine dust of about 1 μm or smaller can be collected and removed with high efficiency.

注水手段の位置は特に限定はないが、請求項3のようにエゼクターのスロート部と出口寄り部位(拡大部)とにノズルを設けると、スロート部を通過した排ガスは大きく膨張するため水の微細化効果も高い一方、出口寄り部位では排ガスは膨張が進行しているため水の微細化効果は低いと推測され、従って、様々な大きさの粉塵に対応できて好適であると言える。   The position of the water injection means is not particularly limited, but if the nozzles are provided at the ejector throat portion and the exit side portion (enlarged portion) as in claim 3, the exhaust gas that has passed through the throat portion expands greatly, so that the fine water While the gasification effect is high, the exhaust gas is expanding at the site near the outlet, so it is presumed that the effect of water refining is low. Therefore, it can be said that it is suitable to cope with various sizes of dust.

また、脱ガス工程では排ガスはエゼクターのスロート部で非常な高速になるので、脱ガス工程でスロート部に注水することは不可能であるが、エゼクターの出口寄り部位では流速は低くなっているため脱ガス工程においても注水することは可能であり、このため、請求項3の発明によると、脱ガス工程において前段側エゼクターをベンチュリスクラバーとして機能させることも可能になる。これにより、脱ガス工程で発生した微細粉塵を的確に補集除去することができる。   Also, in the degassing process, the exhaust gas becomes very fast at the ejector's throat, so it is impossible to inject water into the throat in the degassing process, but the flow velocity is low at the ejector exit area. Water can be injected also in the degassing step. Therefore, according to the invention of claim 3, it is possible to cause the former ejector to function as a venturi scrubber in the degassing step. Thereby, the fine dust generated in the degassing step can be accurately collected and removed.

また、請求項3では、前段側エゼクターをブースターとして機能させていない状態でスロート部と出口寄り部位との両方から注水されるため、脱炭工程において微細粉塵と水滴とを結合させる機会を高めることができ、その結果、粉塵の補集機能を向上できる。特に、100μm程度かそれ低下の微細水滴を大量に生成できるため、1μm程度かそれより小さい微細粉塵の補集除去に高い効果を発揮する。   Moreover, in Claim 3, since the water is injected from both the throat part and the exit side part in the state which does not function the front | former stage side ejector as a booster, it raises the opportunity to combine a fine dust and a water droplet in a decarburization process. As a result, the dust collecting function can be improved. In particular, since a large amount of fine water droplets of about 100 μm or lower can be generated, it is highly effective in collecting and removing fine dust of about 1 μm or smaller.

なお、前段側エゼクタを低能力で駆動させるとスロート部の流速を90m程度以下にすることができるが、この場合は、スロート部からも水を噴射させ得る。従って、本願発明では、前段側エゼクタを駆動しつつ、スロート部と出口寄り部位との両方から水を噴射させることも可能である。   Note that when the front-stage ejector is driven with low capacity, the flow rate of the throat portion can be reduced to about 90 m or less. In this case, water can also be injected from the throat portion. Therefore, in this invention, it is also possible to inject water from both the throat portion and the exit side portion while driving the front-stage ejector.

さて、真空脱ガス炉用の前段側エゼクターは高圧蒸気を噴出させることで駆動されてブースターとして機能するが、蒸気は前段側エゼクターに吹き込まれると急激に膨張(断熱膨張)して減圧され、その結果、飽和蒸気圧が下がって蒸気が水滴化し、この水滴が前段側エゼクターの内面に付着する現象が生じる。従って、蒸気を使用した前段側エゼクターは本質的にウェット環境になっており、このため、脱ガス工程で前段側エゼクター(ブースター)の内面が濡れてこれに粉塵が付着堆積する現象が生じており、この粉塵を除去することに手間がかかっていた。   Now, the former ejector for the vacuum degassing furnace is driven by jetting high-pressure steam and functions as a booster. However, when the steam is blown into the former ejector, the steam is rapidly expanded (adiabatic expansion) and depressurized. As a result, the saturated vapor pressure decreases, and the steam is converted into water droplets, and a phenomenon occurs in which the water droplets adhere to the inner surface of the former ejector. Therefore, the former ejector using steam is essentially a wet environment. For this reason, the degassing process causes a phenomenon that the inner surface of the former ejector (booster) gets wet and dust adheres to it. It took time and effort to remove this dust.

これに対して請求項4のように前段側エゼクターに加温手段を設けると、内面が水で濡れることを防止又は著しく抑制できるため、前段側エゼクターの内面に粉塵が付着することを防止又は著しく抑制できる。従って請求項4の発明によると、脱ガス工程で発生した粉塵を前段側エゼクター(ブースター)に付着させずに第1コンデンサで効率的に補集することができるのであり、その結果、脱ガスに起因して粉塵が付着することも脱炭に起因して粉塵が付着することも、防止または著しく抑制できる。   On the other hand, if the heating means is provided in the front-stage ejector as in claim 4, it is possible to prevent or remarkably suppress the inner surface from getting wet with water, thereby preventing or remarkably preventing dust from adhering to the inner surface of the front-stage ejector. Can be suppressed. Therefore, according to the invention of claim 4, the dust generated in the degassing step can be efficiently collected by the first capacitor without adhering to the pre-stage ejector (booster). It is possible to prevent or remarkably prevent the dust from adhering due to this and the dust from adhering due to decarburization.

加温手段としては、例えば前段側エゼクターの外面に電熱式や蒸気式のヒータを巻き付けるといったことも可能であるが、請求項5のように前段側エゼクターとジャケットとの間に蒸気を吹き込む方式を採用すると、単純な構造でエゼクターの全体を的確に加温できるため高い加温効果を発揮できて好適である。また、製鋼所には蒸気はふんだんに存在するため、コスト面でも有利である。   As the heating means, for example, an electric heating type or a steam type heater can be wound around the outer surface of the front side ejector, but a method of blowing steam between the front side ejector and the jacket as in claim 5 is used. If it is adopted, the entire ejector can be heated accurately with a simple structure, which is preferable because a high heating effect can be exhibited. In addition, since there are plenty of steam in steelworks, it is advantageous in terms of cost.

本願発明の実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows embodiment of this invention. (A)は第3前段側エゼクターの部分拡大図、(B)は(A)のB−B視断面図である。(A) is the elements on larger scale of the 3rd front side ejector, (B) is a BB view sectional view of (A).

次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。おおまかに述べると、真空脱ガス炉1で発生した排ガスは、ガス通路2を通りつつ、第1〜第3の前段側エゼクター(ブースター)3,4,5、第1コンデンサ6、並列配置された2基の後段側エゼクター7,8、第2コンデンサ9の順で通過し、そして浄化されたガスは大気に放出される。   Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Roughly speaking, the exhaust gas generated in the vacuum degassing furnace 1 passes through the gas passage 2 and is disposed in parallel with the first to third pre-stage ejectors (boosters) 3, 4, 5, the first capacitor 6. The two subsequent-stage ejectors 7 and 8 and the second condenser 9 pass in this order, and the purified gas is released to the atmosphere.

本実施形態では、第3前段側エゼクター5と第1コンデンサ6とを集塵用ベンチュリとして機能させることができる。敢えて述べるまでもないが、各前段側エゼクター3,4,5と後段側エゼクター7,8とはそれぞれ長手中途部がくびれた鼓形になっている。以下、設備の全体を詳述する。   In the present embodiment, the third pre-stage ejector 5 and the first capacitor 6 can function as a dust collecting venturi. Needless to say, each of the front-side ejectors 3, 4, 5 and the rear-stage ejectors 7, 8 has a drum shape with a constricted longitudinal part. Hereinafter, the whole facility will be described in detail.

(1).配置・構造の説明
各前段側エゼクター3,4,5はヘッダー3a,4a,5aを有しており、第1前段側エゼクター3と第2前段側エゼクター4とは直線状に並んでいる。他方、第2前段側エゼクター4は第3前段側エゼクター5に対して横向きの姿勢で接続されている。もとより、これらユニットの配置態様は現場の状態によって任意に設定できる。
(1). Description of Arrangement / Structure Each front-stage ejector 3, 4, 5 has headers 3a, 4a, 5a, and the first front-stage ejector 3 and the second front-stage ejector 4 are arranged in a straight line. It is out. On the other hand, the second front-stage ejector 4 is connected to the third front-stage ejector 5 in a lateral orientation. Of course, the arrangement mode of these units can be arbitrarily set according to the state of the site.

各前段側エゼクター3,4,5のヘッダー3a,4a,5aには高圧水蒸気を噴出する噴気口13を設けており、蒸気は各前段側エゼクター3,4,5の軸線方向に放出される。敢えて述べるまでもないが、噴気口13には蒸気管14が接続されている(この点は以下においても同じである。)。   The headers 3a, 4a, and 5a of the front-stage ejectors 3, 4, and 5 are each provided with an air outlet 13 that ejects high-pressure steam, and the steam is discharged in the axial direction of the front-stage ejectors 3, 4, and 5. Needless to say, a steam pipe 14 is connected to the fumarole 13 (this also applies to the following).

各前段側エゼクター3,4,5のヘッダー3a,4a,5aには、運転停止時に洗浄水を流すための注水口15も設けている。注水口15には水管16が接続されている(この点は以下においても同じである。)。なお、注水口15は実際には多数の***で構成されており、ヘッダー3a,4a,5aの外周面に飛び飛びで多数設けている(この点は以下においても同じである。)。   The headers 3a, 4a, and 5a of the former-stage ejectors 3, 4, and 5 are also provided with a water injection port 15 for flowing cleaning water when the operation is stopped. A water pipe 16 is connected to the water injection port 15 (this also applies to the following). In addition, the water injection port 15 is actually composed of a large number of small holes, and a large number of water injection holes 15 are provided on the outer peripheral surface of the headers 3a, 4a, 5a (this also applies to the following).

第3前段側エゼクター5のうちスロート部5bと出口寄り部位(拡大部)5cとには、集塵用水を霧化して内部に放出するため、注水手段としての第1及び第2のノズル17,18が設けられている。両ノズル17,18に接続された水管16には加圧ポンプ19を設けている。また、両ノズル17,18の噴霧量はそれぞれ流量制御弁20で個別に制御することができる。なお、ノズルはスロート部5bのみ又は出口寄り部位5cのみのいずれかに設けても良いが、少なくともスロート部5bに設けるのが好ましい。   The first and second nozzles 17 serving as water injection means are used to atomize the collected water into the throat portion 5b and the exit portion (enlarged portion) 5c of the third front-stage ejector 5 in order to atomize and discharge the collected water. 18 is provided. A water pump 16 connected to both nozzles 17 and 18 is provided with a pressure pump 19. Moreover, the spray amount of both the nozzles 17 and 18 can be individually controlled by the flow control valve 20. The nozzle may be provided only on the throat portion 5b or only on the outlet side portion 5c, but is preferably provided at least on the throat portion 5b.

第3前段側エゼクター5の終端は第1コンデンサ6の下部にガス通路2を介して接続されている(直結してもよい。)。周知のとおり、第1コンデンサ6の内部には多数の細管が配置されており、その内部に冷却水を通すことで排ガスや蒸気の凝縮が行われる。第1コンデンサ6にも上下2段の注水口15′を設けている。真空脱ガス炉1が稼働している状態(すなわち脱ガス工程又は脱炭工程)で注水口15′から散水することも可能である。   The terminal end of the third front-stage ejector 5 is connected to the lower part of the first capacitor 6 via the gas passage 2 (may be directly connected). As is well known, a large number of narrow tubes are arranged inside the first condenser 6, and exhaust gas and steam are condensed by passing cooling water through the inside. The first capacitor 6 is also provided with two upper and lower water injection ports 15 ′. It is also possible to sprinkle water from the water injection port 15 ′ while the vacuum degassing furnace 1 is in operation (that is, a degassing process or a decarburization process).

後段側エゼクター7,8のヘッダー7a,8aにも噴気口13と注水口15とを設けており、また、第1コンデンサ6と後段側エゼクター7,8との間には逆止弁21を設けている。第2コンデンサ9も第1コンデンサ6と同じ構造であり、両コンデンサ6,9の下端は管路でタンク22に接続されている。なお、後段側エゼクターと第2コンデンサとの対を複数設けることも可能である。1基の後段側エゼクターと1基の第2コンデンサ9とで対を構成することも可能である。   The headers 7a and 8a of the rear-stage ejectors 7 and 8 are also provided with a jet port 13 and a water injection port 15, and a check valve 21 is provided between the first condenser 6 and the rear-stage ejectors 7 and 8. ing. The second capacitor 9 has the same structure as the first capacitor 6, and the lower ends of both capacitors 6, 9 are connected to the tank 22 by pipe lines. In addition, it is also possible to provide a plurality of pairs of the rear-stage ejector and the second capacitor. It is also possible to form a pair with one rear ejector and one second capacitor 9.

既述のとおり、第3前段側エゼクター5にノズル17,18から霧化水を噴出させ得るようになっている。この噴霧構造の具体例を図2に示している。本実施形態では、第3前段側エゼクター5のスロート部5bと出口寄り部位5cに噴霧口23を円周方向に飛び飛びで設け、各噴霧口23にはノズル17,18を接続している。本実施形態では、スロート部5bにはノズル17の列を4列設けて出口寄り部位5cにはノズル18の列を2列設けており、2列のノズル17,18の群が1本の環状パイプ24に接続されている(もとより、配管構造は任意に変更できる。)。   As described above, the atomized water can be ejected from the nozzles 17 and 18 to the third pre-stage ejector 5. A specific example of this spray structure is shown in FIG. In this embodiment, the spray ports 23 are provided in the circumferential direction in the throat portion 5b and the exit portion 5c of the third front-stage ejector 5, and the nozzles 17 and 18 are connected to the spray ports 23, respectively. In the present embodiment, four rows of nozzles 17 are provided in the throat portion 5b, and two rows of nozzles 18 are provided in the outlet portion 5c. The group of the two rows of nozzles 17 and 18 has one annular shape. It is connected to the pipe 24 (originally, the piping structure can be arbitrarily changed).

ノズル17,18の列数や1列の個数は第3前段側エゼクター5の大きさや流量等に応じて任意に設定できる。例えば、噴霧口17,18をスロート部5bと出口寄り部位5cとに1列ずつ設けるなどしても良い。また、スロート部5bのみにノズル17を設けることも可能である。更に、ノズル17を螺旋状に並べて配置することも可能である。   The number of rows of nozzles 17 and 18 and the number of rows can be arbitrarily set according to the size, flow rate, etc. of the third pre-stage ejector 5. For example, the spray ports 17 and 18 may be provided in a row in the throat portion 5b and the outlet side portion 5c. It is also possible to provide the nozzle 17 only in the throat portion 5b. Furthermore, it is also possible to arrange the nozzles 17 in a spiral.

(2).排ガスの処理プロセス
脱ガス工程では第1〜第3の前段側エゼクター3,4,5が蒸気で駆動されており、これによって真空脱ガス炉1は高真空に維持される。なお、前段側エゼクター(ブースター)は2段式でもよいし4段式以上であってもよい。脱ガス工程では第3前段側エゼクター5へは注水していない(第1コンデンサ6には注水口15′から散水することも可能である。)。従って、第1コンデンサ6には排ガスと駆動済蒸気とが流入し、この排ガスと蒸気との混合気体が第1コンデンサ6で凝縮されることにより、溶鋼から抽出されたガス状不純物がある程度除去されると共に、大量の蒸気が凝縮滴下して排ガスに含まれる蒸気量が低下する。
(2). Exhaust gas treatment process In the degassing step, the first to third pre-stage ejectors 3, 4 and 5 are driven by steam, whereby the vacuum degassing furnace 1 is maintained at a high vacuum. The upstream ejector (booster) may be a two-stage type or a four-stage type or more. In the degassing step, water is not poured into the third pre-stage ejector 5 (the first condenser 6 can also be sprinkled with water from the water inlet 15 '). Accordingly, the exhaust gas and the driven steam flow into the first capacitor 6, and the mixed gas of the exhaust gas and the steam is condensed by the first capacitor 6, so that the gaseous impurities extracted from the molten steel are removed to some extent. In addition, a large amount of steam condenses and drops, and the amount of steam contained in the exhaust gas decreases.

第1コンデンサ6での凝縮作用によって排ガスに含まれている蒸気量が低下することにより、後段側エゼクター7,8に流入する蒸気の量は著しく低下しており、このため後段側エゼクター7,8を軽快に駆動することができる。   As the amount of steam contained in the exhaust gas decreases due to the condensing action in the first condenser 6, the amount of steam flowing into the rear-stage ejectors 7 and 8 is significantly reduced. For this reason, the rear-stage ejectors 7 and 8 Can be driven lightly.

脱炭工程では、一般に前段側エゼクター3〜5には蒸気は吹き込まれておらず、従って前段側エゼクター3〜5は高真空発生用減圧ブースターとしては機能していない。そして、従来は、真空脱ガス炉1で発生した粉塵は乾燥状態で第1コンデンサ6に流入しており、このため第1コンデンサ6による粉塵の補集機能は低く、相当量の粉塵が後段側エゼクター7,8及び第2コンデンサ9に流入していた。このため、後段側エゼクター7,8及び第2コンデンサ9の内面に粉塵が付着堆積していた。   In the decarburization process, generally, steam is not blown into the first-stage ejectors 3 to 5, and therefore the first-stage ejectors 3 to 5 do not function as decompression boosters for generating high vacuum. Conventionally, the dust generated in the vacuum degassing furnace 1 flows into the first capacitor 6 in a dry state. Therefore, the dust collecting function by the first capacitor 6 is low, and a considerable amount of dust is on the rear side. It flowed into the ejectors 7 and 8 and the second capacitor 9. For this reason, dust adhered and accumulated on the inner surfaces of the rear ejectors 7 and 8 and the second capacitor 9.

これに対して本実施形態では、脱炭工程では、第3前段側エゼクター5のノズル17,18から水を噴霧することにより、第3前段側エゼクター5と第1コンデンサ6とをベンチュリスクラバーとして機能させている。   In contrast, in the present embodiment, in the decarburization step, the third pre-stage ejector 5 and the first condenser 6 function as a venturi scrubber by spraying water from the nozzles 17 and 18 of the third pre-stage ejector 5. I am letting.

脱炭工程では真空脱ガス炉1の真空度は高くないため、第3前段側エゼクター5のスロート部5bを通過する排ガスの流速は60〜90m/秒になっている。そして、この程度の流速の排ガスにノズル17から噴霧すると、水滴は排ガスの膨張作用によって例えば100〜150μm程度(あるいはそれ以下)に微細化する。従って、粉塵が1μm程度かそれより小さくても、これら微細粉塵をあまさず微細水滴に付着させることができる。そして、微細粉塵が付着した微細水滴は第1コンデンサ6に流入し、第1コンデンサ6の内部で凝縮して滴下する。従って、脱炭工程で大量に発生した微細粉塵の大部分を第1コンデンサ6で補集除去することができる。   Since the degree of vacuum of the vacuum degassing furnace 1 is not high in the decarburization step, the flow rate of the exhaust gas passing through the throat portion 5b of the third front-stage ejector 5 is 60 to 90 m / sec. When the exhaust gas having such a flow velocity is sprayed from the nozzle 17, the water droplets are refined to, for example, about 100 to 150 μm (or less) by the expansion action of the exhaust gas. Therefore, even if the dust is about 1 μm or smaller, these fine dusts can be adhered to the fine water droplets without being exhausted. Then, the fine water droplets to which fine dust adheres flow into the first capacitor 6 and are condensed and dropped inside the first capacitor 6. Therefore, most of the fine dust generated in a large amount in the decarburization process can be collected and removed by the first capacitor 6.

第1コンデンサ6から放出された排ガスは後段側エゼクター7,8を介して第2コンデンサに流入するが、粉塵は第1コンデンサ6で大部分が除去されているため、後段側エゼクター7,8や第2コンデンサ9の内面に粉塵が堆積することを防止または著しく抑制できる。前段側エゼクター3,4,5をブースターとして機能させつつ出口寄り部位のノズル18から注水したり、前段側エゼクター3,4,5を低能力で駆動しつつ両方のノズル17,18から注水することも可能である。更に、前段側エゼクター3,4,5を駆動しているときにはどの能力に関係なくノズル17,18は使用しないことも可能である。   The exhaust gas discharged from the first capacitor 6 flows into the second capacitor via the rear-stage ejectors 7 and 8, but most of the dust is removed by the first capacitor 6, so the rear-stage ejectors 7 and 8 and Accumulation of dust on the inner surface of the second capacitor 9 can be prevented or significantly suppressed. Water is injected from the nozzle 18 near the outlet while the front-stage ejectors 3, 4, 5 function as a booster, or water is injected from both the nozzles 17, 18 while driving the front-stage ejectors 3, 4, 5 with low capacity. Is also possible. Further, the nozzles 17 and 18 can be not used regardless of the ability when the front-stage ejectors 3, 4 and 5 are driven.

(3).前段側エゼクターの加温
前段側エゼクター3,4,5には、加温手段の一例として、一点鎖線で示すようにジャケット(カバー)25を設けることが可能である(図1において第3前段側エゼクター5のジャケットは省略している。)。ジャケット25は各前段側エゼクター3,4,5の外周面の全体(或いは略全体)を覆っており、前段側エゼクター3,4,5の外周面とジャケット25との間は保温空間になっている。そして、各前段側エゼクター3,4,5ごとに蒸気入り口26と蒸気出口27とを設けて、蒸気を保温空間に吹き込むことで各前段側エゼクター3,4,5を保温できる。
(3). Heating of the front-stage ejector The jacket-side ejectors 3, 4 and 5 can be provided with a jacket (cover) 25 as shown by a one-dot chain line as an example of the heating means (in FIG. 1). The jacket of the third front-stage ejector 5 is omitted). The jacket 25 covers the entire outer surface (or substantially the entire surface) of each front-stage ejector 3, 4, 5, and the space between the outer surface of the front-stage ejectors 3, 4, 5 and the jacket 25 is a heat insulation space. Yes. And each vapor | steam inlet 26 and the vapor | steam outlet 27 are provided for each front stage side ejector 3,4,5, and each front stage side ejector 3,4,5 can be heat-retained by blowing a vapor | steam in heat insulation space.

脱ガス工程で各前段側エゼクター3,4,5を蒸気で駆動していると、蒸気が各前段側エゼクター3,4,5の内部で減圧膨張して蒸気が水滴化し、この水滴が各前段側エゼクター3,4,5の内面に付着し、水滴に粉塵が付着することで、前段側エゼクター3,4,5の内面に粉塵がこびり付く現象が見られる。   When each front-stage ejector 3, 4, 5 is driven by steam in the degassing step, the steam is decompressed and expanded inside each front-stage ejector 3, 4, 5, and the steam is converted into water droplets. A phenomenon that dust adheres to the inner surfaces of the front-stage ejectors 3, 4, and 5 is observed due to adhesion to the inner surfaces of the side ejectors 3, 4, and 5 and adhesion of water to the water droplets.

これに対して本実施形態のように各前段側エゼクター3,4,5を保温すると、前段側エゼクター3,4,5の内面を乾燥状態かそれに近い状態に保持できるため、脱ガス工程において前段側エゼクター3,4,5の内面に粉塵が付着することを防止または著しく抑制できるのである。   On the other hand, if the front-stage ejectors 3, 4, and 5 are kept warm as in the present embodiment, the inner surfaces of the front-stage ejectors 3, 4, and 5 can be kept in a dry state or a state close thereto. It is possible to prevent or remarkably suppress dust from adhering to the inner surfaces of the side ejectors 3, 4, 5.

ジャケット25の構造は様々に具体化できる。例えばジャケット25と前段側エゼクター3,4,5との間に螺旋状の仕切り板を介在させることにより、螺旋状の保温空間を形成することが可能である。仕切り板(或いはスペーサ)を前段側エゼクター3,4,5の軸線方向に長く延びる態様とすることも可能である。   The structure of the jacket 25 can be variously embodied. For example, a spiral heat insulating space can be formed by interposing a spiral partition plate between the jacket 25 and the front-stage ejectors 3, 4, and 5. The partition plate (or spacer) may be extended in the axial direction of the front-side ejectors 3, 4, and 5.

他の加温手段として、蒸気が通るパイプを前段側エゼクター3,4,5の外面に巻き付けて溶接したり、電熱式等のヒータを前段側エゼクター3,4,5の外面に巻き付けたりすることも可能である。加温媒体としては、蒸気に代えて熱風を使用することも可能である。   As other heating means, a pipe through which steam passes is wrapped around the outer surface of the front-stage ejectors 3, 4 and 5 and welded, or an electric heater is wound around the outer surface of the front-stage ejectors 3, 4, and 5. Is also possible. As the heating medium, hot air can be used instead of steam.

図1に二点鎖線で示すように、ガス通路2のうち第1前段側エゼクター3の上流側の部分と第3前段側エゼクター5とをくびれ部がないバイパスダクト2′で接続し、脱炭工程ではバイパスダクト2′を使用して脱ガス工程では第1及び第2の前段側エゼクター3,4を使用する、というように切り換えることも可能である。   As shown by a two-dot chain line in FIG. 1, a portion of the gas passage 2 upstream of the first front-stage ejector 3 and the third front-stage ejector 5 are connected by a bypass duct 2 ′ having no constriction to decarburize. It is also possible to switch such that the bypass duct 2 'is used in the process and the first and second pre-stage ejectors 3 and 4 are used in the degassing process.

本願発明は、製鋼二次精錬用真空脱ガス炉から放出された不純物・排ガスの処理に適用して有用性を発揮する。従って、産業上利用できる。   The present invention is useful when applied to the treatment of impurities and exhaust gas discharged from a vacuum degassing furnace for secondary refining of steel. Therefore, it can be used industrially.

1 真空脱ガス炉
2 ガス通路
3 第1前段側エゼクター(第1ブースター)
4 第2前段側エゼクター(第2ブースター)
5 第3前段側エゼクター(第3ブースター)
6 第1コンデンサ
7,8 後段側エゼクター
9 第2コンデンサ
13 噴気口
14 蒸気管
15 注水口
17,18 ノズル
19 加圧ポンプ
25 加温手段の一例としてのジャケット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vacuum degassing furnace 2 Gas passage 3 1st front-stage ejector (1st booster)
4 Second front ejector (second booster)
5 Third front ejector (third booster)
6 First condenser 7, 8 Ejector on the rear stage 9 Second condenser 13 Air inlet 14 Steam pipe 15 Water inlet 17, 18 Nozzle 19 Pressure pump 25 Jacket as an example of heating means

Claims (5)

製鋼用二次精錬を行う真空脱ガス工程において不純物及び排ガスを吸引して脱ガスと脱炭とを行う装置であって、
高真空を得るためのブースターとして使用される蒸気駆動式の前段側エゼクターと、前記前段側エゼクターから放出された蒸気および排ガスを凝縮させる第1コンデンサーとを有しており、前記第1コンデンサーの下流側に、後段側エゼクター及び第2コンデンサーとの対を一対または複数対配置しており、真空脱ガス工程では前記前段側エゼクターを高能力で駆動し、脱炭工程では前記前段側エゼクターを駆動しないかまたは能力を低下させて駆動するようになっている、という構成において、
前記前段側エゼクターに、少なくとも脱炭工程においてベンチュリースクラバーとして機能させるための注水手段が設けられている、
製鋼用二次精錬における真空脱ガス用の不純物および排ガス処理装置。
An apparatus for degassing and decarburizing by sucking impurities and exhaust gas in a vacuum degassing process for secondary refining for steelmaking,
A steam-driven front-stage ejector used as a booster for obtaining a high vacuum, and a first condenser for condensing the steam and exhaust gas discharged from the front-stage ejector, downstream of the first condenser In the vacuum degassing process, the former ejector is driven with high capacity, and the former ejector is not driven in the decarburization process. Or in a configuration that is designed to drive with reduced ability,
The pre-stage ejector is provided with water injection means for functioning as a venturi scrubber at least in the decarburization step.
Impurity and exhaust gas treatment equipment for vacuum degassing in secondary refining for steelmaking.
前記前段側エゼクターは複数個あって直列に接続されており、これら複数の前段側エゼクターのうち最も下流に位置した前段側エゼクターに、前記注水手段として水を高圧で噴射するノズルが設けられている、
請求項1に記載した製鋼用二次精錬における真空脱ガス用の不純物および排ガス処理装置。
There are a plurality of the front-stage ejectors connected in series, and the front-stage ejector located at the most downstream of the plurality of front-stage ejectors is provided with a nozzle for injecting water at a high pressure as the water injection means. ,
An impurity and exhaust gas treatment device for vacuum degassing in the secondary refining for steel making according to claim 1.
前記最も下流に位置した前段側エゼクターのスロート部と出口寄り部位とに前記ノズルを設けていて、前記前段側エゼクターを駆動しない場合は両方のノズルから水が高圧で噴射され、前記前段側エゼクターが高能力又は低能力で駆動される場合には出口寄り部位のノズルから水が高圧で噴射される、
請求項2に記載した製鋼用二次精錬における真空脱ガス用の不純物および排ガス処理装置。
When the nozzle is provided at the throat portion and the exit portion of the upstream-side ejector located on the most downstream side, when the upstream-side ejector is not driven, water is injected from both nozzles at a high pressure, and the upstream-side ejector When driven at high capacity or low capacity, water is jetted at high pressure from the nozzle near the outlet.
An impurity and exhaust gas treatment device for vacuum degassing in the secondary refining for steel making according to claim 2.
前記前段側エゼクターには、当該前段側エゼクターの内面を乾燥させるための加温手段が外周の略全体にわたって設けられている、
請求項 1〜3 のうちのいずれかに記載した製鋼用二次精錬における真空脱ガス用の不純物および排ガス処理装置。
The front stage ejector is provided with heating means for drying the inner surface of the front stage ejector over substantially the entire outer periphery.
The impurities and exhaust gas treatment apparatus for vacuum degassing in the secondary refining for steel making according to any one of claims 1 to 3.
前記加温手段は、前記前段側エゼクターを外側から囲うジャケットを有しており、前記前段側エゼクターとジャケットとの間の空間に蒸気を吹き込むことで加温手段が構成されている、
請求項4に記載した製鋼用二次精錬における真空脱ガス用の不純物および排ガス処理装置。
The heating means has a jacket surrounding the front-stage ejector from the outside, and the heating means is configured by blowing steam into the space between the front-stage ejector and the jacket.
An impurity and exhaust gas treatment device for vacuum degassing in the secondary refining for steel making according to claim 4.
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