JPH0681027A - 真空精錬炉における排ガス採取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高真空下においても安定して排ガスを採取す
ることができる排ガス採取装置を提供すること。 【構成】 排気ダクト２内に突設したプローブ51,52 の
中間部511,511 にプレフィルタPF,PF を配置しシールを
施した後蓋510,510 を取付け、排ガス浄化装置６及びパ
ージ装置７と揉構造管81,81,82,82 を介して接続する。
排ガス浄化装置６にはフィルタＦ₁ ，Ｆ₂ を内蔵し真空
装置用継手９，９を介して濾過器66が配設されており、
この排ガス浄化装置６は濾過した排ガスの成分を分析す
る分析装置４と揉構造管83を介して接続されている。ま
た前記濾過器66の両端にはパージ装置７よりのライン70
3,704 が接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は真空精錬炉からその真空
精錬過程において排出される排ガスを採取する装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】鋼中の炭素量は鋼の品質及び機械的強度
に大きな影響を及ぼすので、真空精錬工程において炭素
含有量を目標値に合致させることが大切である。炭素含
有量を制御する方法として、真空精錬炉から排出される
排ガスの成分分析値に基づくダイナミック制御方法が広
く行われている。

【０００３】真空精錬炉からの排ガスの成分を分析する
装置として、常圧(760Torr) の場所で排ガス成分を分析
する装置が公知である。この装置は、真空精錬炉から離
れた所に設置されている真空ポンプ (ブースタまたはエ
ジェクタポンプ) の出側において常圧の排ガスをサンプ
リングし、質量分析計又は赤外線方式分析計等にてその
成分を分析するようになされている。

【０００４】ところが、このような分析装置では、排ガ
スの移動に長時間を要するので、経時的にタイムリーな
分析結果を得ることができないという難点がある。

【０００５】また、排ガスを質量分析計に導入する系に
そのコンダクタンスを可変としたバルブ機構を備えて、
連続的に排ガスの成分分析を行う装置が、特公昭60-110
85号公報に開示されている。以下、ここに開示された分
析装置について簡単に説明する。

【０００６】図４はこの分析装置の構成を示す概略図で
あり、図中31は真空精錬炉 (図示せず) に連結され、真
空精錬炉からの排ガスを排気するための煙道たる排気ダ
クトである。排気ダクト31内には、排ガスの一部を採取
するためのガス採取管32が突設されており、ガス採取管
32の終端は、排ガスの成分を分析する質量分析計33に連
結している。ガス採取管32には、コンダクタンスが互い
に異なる３本のバルブ34a,34b,34c が並列的に介設され
ており、排気ダクト31に設置された真空計35からの計測
信号により、これらのうちから任意のバルブが選択され
て開けられるようになっている。また、バルブ34a,34b,
34c の介設位置より上流側のガス採取管32には、塵埃を
ろ過するダストトラップ36が介設されている。更に、ガ
ス採取管32には、その上流側から下流側にかけて、排気
ダクト31から排出された排ガスを質量分析計33に導入す
るための２個の真空ポンプ37,37 、質量分析計33を排気
するための排気ポンプ38が、この順に設けられている。

【０００７】このような構成の装置では、排気ダクト31
からガス採取管32を介して質量分析計33へ排ガスを導入
して、排ガスの成分を連続的に分析する。この際、排気
ダクト31内の圧力を真空計35にて計測し、その計測値に
基づいて、３本のバルブ34a,34b,34c から最適なコンダ
クタンスを有するバルブを選択するので、質量分析計33
へ導入される排ガスの圧力を略一定に保つことができ、
排ガスの成分を分析することは可能である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところでこのような従
来の装置を実際に排気ダクトに配設し、その排ガスの一
部を採取するためには、開始の際は常圧で、その後高真
空となる真空精錬の環境下において、非常に高温で塵埃
を多量に含み高湿度である排ガスを採取し得るように、
前記装置が構成されている必要がある。

【０００９】即ち、高真空下での排気ガスの採取におい
ては、排気ダクト31から質量分析計33へ連通するガス採
取管32からの外気の吸込みが生じると質量分析計33で正
確な分析が行えず大きな問題とるなる。ここでガス採取
管32が接続部の無い一本の管であれば前記問題は生じな
い。しかしその場合、排ガス中の塵埃によるダストトラ
ップ36の目づまり及び採取口からダストトラップ36間の
管の汚れ、又は高温・高湿の排ガスからの凝縮水等によ
るガス採取管32のつまりに対処し得ず、従って安定した
排ガスの採取を行うことは不可能である。

【００１０】一方、これを解決するために接続部を介す
る構成とする場合、例えば真空精錬中に真空精錬炉から
伝導する振動により接合部にゆるみが生じ、そのため外
気の吸込みが発生する虞がある。本発明はかかる事情に
鑑みてなされたものであり、高真空下においても安定し
て排ガスを採取することができる排ガス採取装置を提供
することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】第１発明に係る排ガス採
取装置は、真空精錬中に排出される排ガスを採取するプ
ローブと、該プローブで採取した排ガスを浄化して排ガ
スの成分を分析する分析装置へ導入する排ガス浄化装置
とを備える排ガス採取装置において、前記プローブ及び
前記排ガス浄化装置は排ガス中の塵埃を除去するフィル
タを脱着可能に備え、その脱着部分に外気の吸込みを防
止するシール手段を具備することを特徴とする。

【００１２】また第２発明に係る排ガス採取装置は、前
記プローブには前記排ガス浄化装置から該プローブ方向
へパージガスを通流し、また前記排ガス浄化装置には前
記分析装置から該排ガス浄化装置方向へパージガスを通
流するパージ装置がそれぞれ接続されていることを特徴
とする。

【００１３】更に第３発明に係る排ガス採取装置は、真
空精錬中に排出される排ガスを採取するプローブと、該
プローブで採取した排ガスを浄化して排ガスの成分を分
析する分析装置へ導入する排ガス浄化装置とを備える排
ガス採取装置において、前記プローブと前記排ガス浄化
装置との間及び前記排ガス浄化装置と前記分析装置との
間は共に振動を吸収する揉構造管で接続されていること
を特徴とする。

【００１４】

【作用】第１の発明においては、脱着可能にフィルタを
備えるため、フィルタが目づまりした場合、容易にフィ
ルタの交換が行え、しかも脱着部分にはシール手段が施
されているため高真空下でも外気吸込みの虞がない。

【００１５】第２の発明においては、プローブには排ガ
ス浄化装置から該プローブ方向へ、また排ガス浄化装置
には分析装置から該排ガス浄化装置方向へ、それぞれパ
ージガスを通流することにより、プローブ及び排ガス浄
化装置を設置されたフィルタに蓄積した汚れを取除くこ
とができ、また待機中のプローブにあっては待機中に排
ガスが侵入しない。

【００１６】第３の発明においては、プローブ, 排ガス
浄化装置及び分析装置が揉構造管を介して接続されてい
るため、各装置で発生する振動が吸収されて接続部ゆる
みが防止される。

【００１７】

【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面に基づい
て具体的に説明する。図１は本発明に係る排ガス採取装
置の概略を示すブロック図である。図中１は溶鋼が入っ
た取鍋（図示せず）を内部に収容し溶鋼を真空精錬する
真空精錬炉である。そして真空精錬炉１に排気ダクト２
を介して真空ポンプ３が接続されている。真空精錬中に
排出される排ガスは、真空ポンプ３によって排気ダクト
２を図中白抜き矢符方向へ排気される。

【００１８】このような真空精錬装置において、排ガス
の成分を分析するため排気ダクト２に排ガスの採取口た
るプローブ51,52 が貫通されており、該プローブ51,52
は排ガス中の微細な塵埃を除去する排ガス浄化装置６
に、振動を吸収する揉構造管80、例えばフレキシブル管
を介して接続され、排ガス浄化装置６は同様に揉構造管
80を介して排ガスの成分を分析する排ガス分析装置４と
接続されている。

【００１９】一方、前記プローブ51,52 の排ガス浄化装
置６側端部にはパージ装置７よりのラインが揉構造管80
を介して開設されており、また排ガス浄化装置６の分析
装置４側のラインにはパージ装置７よりのラインが開設
されている。そしてパージ装置７よりパージガスを通流
して、プローブ51,52 及び排ガス浄化装置６に付着した
塵埃を取除き、及びプローブ51,52 をパージする。

【００２０】このように構成された装置を、その一例を
示す図２に基づいてさらに詳しく説明する。図２は排気
ダクト２に２本のプローブ51,52 が貫通した排ガス採取
装置の構成を示す模式図である。図中51及び52は図中矢
符方向へ排気される排ガスを採取するプローブであり、
プローブ51が排気方向の上流、プローブ52が排気方向の
下流となるように排気ダクト２内に突設されている。円
筒状をしたプローブ51(52)の一端は排気ダクト２中へ突
出させ、他端は蓋510(520)を脱着可能に取付けている。
そして蓋510(520)には排ガス浄化装置６へ通じるライン
601(602)及びパージ装置７へ通じるライン701(702)が開
設されている。

【００２１】また蓋510(520)の取付け部から排気ダクト
２までの中間部511(521)は、冷却水が還流する二重構造
となっており、前記取付け部には排ガス中の比較的大き
な塵埃を除去する直径10μm 〜20μm の耐熱性のプレフ
ィルタPF(PF)が挿入されており、プレフィルタPF(PF)と
中間部511(521)との間及びプレフィルタPF(PF)と蓋510
(520)との間にはそれぞれ外気の吸込みを防ぐ耐熱性の
Ｏリング又はパッキン等のシールＳが施されている。

【００２２】このように構成されたプローブ51より多量
の塵埃を含む排ガスを採取するが、その際比較的大きな
塵埃はプローブ51に設置されたプレフィルタPFにて捕集
される。捕集された塵埃はプレフィルタPFに徐々に蓄積
するため目づまりを生じ安定な排ガスの採取が行えなく
なる虞がある。そこで目づまりが生じる前にバルブを操
作して待機させておいたプローブ52より排ガスを採取
し、プローブ51よりの採取を中止する。そしてプローブ
51は後述するパージ装置からのライン701 よりパージガ
スをプレフィルタPFに吹付け逆洗することによって再生
し、次の排ガス採取に備える。

【００２３】一方、パージガスによる逆洗によってプレ
フィルタPFの目づまりが解消できない場合は、プレフィ
ルタPFを交換するが、プローブ51は蓋510 が脱着可能で
あるためプレフィルタPFは容易に交換できる。ところ
で、中間部511,プレフィルタPF, 蓋510 の間は前述した
如くそれぞれシールされているため、高真空下において
もこれらの部分より外気を吸込む虞はない。また排ガス
は非常に高温であるため、中間部511 が膨張し蓋510 と
の間にすき間が生じる虞があるが、中間部511 は冷却水
を通流できるよう二重構造となっており、通流した冷却
水によって膨張は抑制される。

【００２４】プローブ51,52 で採取された排ガスは揉構
造管81,81 を介して排ガス浄化装置に送給される。排ガ
ス浄化装置の要部は、直径１〜２mmの耐熱性のフィルタ
Ｆ₁，Ｆ₂ を内部に配設したカートリッジ式の濾過器66
であり、その一端はライン601,602 へ連通するライン60
3 と、他端はガス成分分析装置４へ連通するライン604
と、真空装置用継手（例えばスエジロック）により接続
されている。そしてライン603,604 にはパージ装置７に
連通するライン704,703 がそれぞれ接続されている。

【００２５】また濾過器66に接続するライン603 へ連通
しプローブ51及びプローブ52へそれぞれ接続するライン
601 及びライン602 にはそれぞれ２個のエアー弁101,10
2,111,112 がそれぞれ直列に介設されており、万一外気
の吸込みが生じた場合これらのラインを閉塞して分析装
置４への外気の流入を防止している。なお、このように
２個のエアー弁を直列に介設すると外気流入防止の信頼
度が高まる。

【００２６】プローブ51,52 のプレフィルタPF,PF にて
比較的大きな塵埃が取除かれた排ガスは、濾過器66に配
設されたフィルタＦ₁ ，Ｆ₂ によって更に細かい塵埃が
取除かれた後、真空ポンプ14,14 によって、コンダクタ
ンスを調整するインレットユニット12を介して質量分析
計又は赤外線方式分析計等の排ガス成分分析計13に導入
される。この際排ガスは、濾過器66によって浄化される
ため分析値が安定し、また分析計13に悪影響を及ぼさな
い。

【００２７】排ガスの濾過によるフィルタＦ₁ ，Ｆ₂ の
汚れはパージガスを分析装置４から排ガス浄化装置６方
向に吹付けることにより取除き、汚れを含んだパージガ
スはパージガス排気ライン704,705 より排気される。ま
たこれによりフィルタＦ₁ ，Ｆ₂ の目づまりが解消でき
ない場合は、濾過器66を新しいものと交換する。この際
真空装置用継手を使用しているため、濾過器66の交換が
容易であるが、高真空下における外気吸込みの虞はな
い。

【００２８】なお本実施例において濾過器をカートリッ
ジ式としているが、本発明はこれに限られるものでな
く、その一端又は両端をプローブ51,52 と同様脱着可能
な蓋とし、シールを施してもよい。このようなプローブ
51,52 及び排ガス浄化装置には前述した如くパージ装置
７からのラインが接続されている。そしてこのパージ装
置７は以下の動作をする。まずプローブ51にて排ガスを
採取している際、パージガスとして例えばＮ₂ ガスを少
量、ライン702 より待機中のプローブ52に通流する。プ
ローブ52はパージガスによって排気ダクト２内よりも陽
圧となるため、排ガスがプローブ52内に侵入することは
なく、そのため待機中にプローブ52が汚れることはな
い。

【００２９】また排ガス採取をプローブ51からプローブ
52に換えた場合プローブ51にパージガスを通流すること
により、プローブ52による排ガスの採取中であってもプ
ローブ51内のプレフィルタPFを逆洗することができる。
更に真空精錬が終了すると、両プローブのプレフィルタ
PF,PF を逆洗する。

【００３０】次に真空精錬終了後、排ガス浄化装置６の
濾過器66へライン703 からパージガスを通流し、フィル
タＦ₁ ，Ｆ₂ を逆洗し、汚れを含んだパージガスをライ
ン704,705 から排気する。更にライン601,602 へもパー
ジガスを通流し、両ラインに付着した汚れを取除く。

【００３１】ところでプローブ51,52 と排ガス浄化装置
６とを連結しているライン601,602,701,702 には、又排
ガス浄化装置６と分析装置４とを連結しているライン60
4 には、それぞれ揉構造管81,81,82,82,83が介設されて
いる。これによってそれぞれの装置で発生する振動が吸
収されるため、接合部のゆるみが防止される。

【００３２】以上のように構成された本発明装置を用い
て真空精錬中に連続的に排ガスを採取してその成分を分
析した結果を図３に示す。図３から明らかな如く本発明
装置においては、略760Torr 〜0.1Torr まで圧力が大き
く変化する環境下で排ガスを、外気を吸込むことなく安
定に採取することができた。

【００３３】

【発明の効果】以上詳述した如く本発明装置にあって
は、プレフィルタ及びフィルタの交換が容易に行えるた
め目づまりを生じた場合の交換作業の効率が良く、パー
ジガスによって前記両フィルタの汚れを取除くことがで
きるためフィルタの寿命が延び経済的である。また各装
置間を揉構造管を介して接続しているため、振動による
接続部のゆるみが防止されるので接続部の保守管理が軽
減される、等本発明は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る排ガス採取装置の概略を示すブロ
ック図である。

【図２】本発明に係る排ガス採取装置の構成を示す模式
図である。

【図３】本発明に係る排ガス採取装置を用いて排ガスの
分析を実施した結果を示すグラフである。

【図４】従来の排ガス採取装置の構成を示す概略図であ
る。

【符号の説明】

１ 真空精錬炉 ２ 排気ダクト ３ 真空ポンプ ４ 排ガス分析装置 51,52 プローブ ６ 排ガス浄化装置 ７ パージ装置 601,602,603,604 ライン 701,702,703,704 ライン ９ 継手 101,102,111,112 エアー弁 13 分析計 14 真空ポンプ 66 濾過器 81,82,83 揉構造管 PF プレフィルタ Ｆ₁ ，Ｆ₂ フィルタ Ｓ シール

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空精錬中に排出される排ガスを採取す
   るプローブと、該プローブで採取した排ガスを浄化して
   排ガスの成分を分析する分析装置へ導入する排ガス浄化
   装置とを備える排ガス採取装置において、 前記プローブ及び前記排ガス浄化装置は排ガス中の塵埃
   を除去するフィルタを脱着可能に備え、その脱着部分に
   外気の吸込みを防止するシール手段を具備することを特
   徴とする排ガス採取装置。
2. 【請求項２】 前記プローブには前記排ガス浄化装置か
   ら該プローブ方向へパージガスを通流し、また前記排ガ
   ス浄化装置には前記分析装置から該排ガス浄化装置方向
   へパージガスを通流するパージ装置がそれぞれ接続され
   ている請求項１記載の排ガス採取装置。
3. 【請求項３】 真空精錬中に排出される排ガスを採取す
   るプローブと、該プローブで採取した排ガスを浄化して
   排ガスの成分を分析する分析装置へ導入する排ガス浄化
   装置とを備える排ガス採取装置において、 前記プローブと前記排ガス浄化装置との間及び前記排ガ
   ス浄化装置と前記分析装置との間は共に振動を吸収する
   揉構造管で接続されていることを特徴とする排ガス採取
   装置。