JP2001124325A - スラグ流下口の閉塞防止方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スラグランスをスラグ層にぶつけて固化スラ
グを壊し落とすことにより、スラグ流下口の開口部分を
広く保持し、溶融プラントを安定して運転することがで
きるようにする。 【解決手段】 灰等の鉱物質を高温溶融状態でスラグと
して排出させる溶融炉１７のスラグ流下口内に、スラグ
ランス１５を貫通して上下移動させる方法において、ス
ラグ流下口を貫通するスラグランス１５の位置を変更し
て、スラグ流下口の開口部１８ａの開口面積をスラグラ
ンス横断面積より大きくして、スラグ流下口の閉塞トラ
ブルを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、灰分等の鉱物質を
溶融してスラグとする旋回溶融炉等の溶融炉におけるス
ラグ流下口の閉塞防止方法及び装置、詳しくは、スラグ
ランス（スラグ突き棒）軸を傾斜させたり、公転させた
りすることで、スラグ流下口の開口部分を広く保持する
ようにしてスラグ流下口の閉塞を防止する方法及び装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、旋回溶融炉におけるスラグ流
下口の閉塞防止装置として、実公平３−２４９７８号公
報に記載されているように、スラグ流下口を貫通してス
ラグランスを上下移動させるようにしたスラグ閉塞防止
装置が知られている。このスラグ閉塞防止装置は、図１
６及び図１７に示すように、ボイラ火炉１などの工業所
と、この工業炉の前炉として設置されたサイクロン式石
炭部分燃焼炉（旋回溶融炉）２と、この炉２のスラグ流
下口３の下方に設けられたスラグタンク４とからなる石
炭燃焼装置において、シリンダ軸（スラグランス）６が
スラグ流下口３を貫通してスラグタンク４内の水面付近
まで上下移動し得る水冷シリンダ装置５を、スラグ流下
口３の上方に設けたものである。図１７に示す水冷エア
シリンダ装置５において、８は冷却水管、１０は冷却水
出口、１１、１２は圧縮空気出入口、１３はピストン、
１４は密封取付用フランジである。図１６及び図１７に
おいては、シリンダ軸６がスラグランス（スラグ突き
棒）１５となる。

【０００３】図１４は従来のスラグ流下口の閉塞防止装
置を模式的に示し、図１５はスラグランス１５とスラグ
塊との間の隙間（黒く塗りつぶした部分）１６の平断面
を示している。１７は溶融炉、１８はスラグ流下口開口
部である。上記の従来技術では、スラグランス１５がス
ラグ流下口を貫通して単純上下運動をするだけであるた
め、スラグランス１５と略同一径の穴を形成することが
できるものの、時間経過につれて穴周りのスラグ厚みが
厚くなり、スラグランス通過時の摩擦力が増大し、貫通
スラグランスがスラグ層につかまり、上方に戻らなくな
り、また、固化スラグ層が厚くなってスラグランスが入
らなくなるというトラブルを引き起こすことが多い。ま
た、従来、スラグ流下口部の光量を光センサーで計測し
たり、溶融炉とスラグ流下口下側との差圧を計測したり
して、スラグランスの駆動を制御する方法が知られてい
る（例えば、特許第２５０５８６９号公報参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図１９はスラグ流下口
３が閉塞にいたる過程を示す説明図である。スラグ流動
性が悪い（粘性が高い）場合には、時間経過につれて以
下のような挙動が生じる。すなわち、流動性が悪いの
で、太い実線で示すスラグ層２０の上にスラグ堆積層２
１が形成されてスラグ層が次第に厚くなり、スラグラン
スの上下移動だけではランス径による穴２２がかろうじ
て確保される程度である。そして、スラグとスラグラン
スの接触面積の増大につれて摩擦力も増大し、放置して
おくと以下のトラブルに至る。 （１） 貫通スラグランスがスラグにつかまり、上方に
戻らなくなる。 （２） 固化スラグ層が厚くなって、スラグランスが入
らなくなる（スラグ層が壊れない）。 （３） スラグ流下口が完全に閉塞すると、溶融炉の開
放復旧に時間を要する。

【０００５】本発明は上記の事態を避けるためになされ
たもので、本発明の目的は、スラグ穴がスラグランス径
に一致した時点、すなわち、図１８及び図１９における
太い実線（許容限界ライン）で示すスラグ層２０が形成
された時点（スラグ厚みが薄くて衝撃力で壊れやすい状
態）で、スラグランス軸を前後・左右にいくらか移動さ
せる拡径操作（周期的な自動運転とすることが好まし
い）で、スラグランスをぶつけて固化スラグを壊し落と
すことにより、広いスラグ流下口面積を確保するように
したスラグ流下口の閉塞防止方法及び装置を提供するこ
とにある。なお、図１８はスラグランス自動運転による
スラグ流下口３の閉塞防止の概念図を示している。スラ
グランスの前後・左右の運動により、スラグ層が薄いの
で、Ａで示す部分のスラグを簡単に壊し落とすことがで
きる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のスラグ流下口の閉塞防止方法は、鉱物質
を高温溶融状態でスラグとして排出させる溶融炉のスラ
グ流下口内に、スラグランス（スラグ突き棒）を貫通し
て上下移動させる方法において、スラグ流下口を貫通す
るスラグランスの位置を変更して、スラグ流下口の開口
面積をスラグランス横断面積より大きくするように構成
されている（図１〜図１０参照）。溶融炉としては、微
粉炭をガス化燃焼・溶融する石炭部分燃焼炉、下水汚泥
や建設汚泥の乾燥粉を燃焼・溶融する汚泥溶融炉、ごみ
のガス化生成物又はガス化チャーを燃焼・溶融するごみ
ガス化溶融炉、石炭やごみの燃焼灰を燃焼・溶融する灰
溶融炉、汚染土壌の乾燥粉を燃焼する土壌溶融炉等が用
いられる。

【０００７】上記の方法において、スラグランスの位置
を自動的に周期的に変更させることが好ましい。また、
スラグ流下口の開口面積をスラグランス横断面積の１．
２倍以上に保持することが好ましい。開口面積がスラグ
ランス横断面積の１．２倍未満の場合は、貫通したスラ
グランスがスラグ層につかまって上方に戻らなくなった
り、固化スラグ層が厚くなってスラグランスが入らなく
なるという不具合が生じる。なお、スラグランス横断面
積に対する開口面積の値は大きい程好ましいが、上限は
２倍程度あれば十分である。本発明の方法では、スラグ
ランス軸を傾斜させることで、スラグ流下口部分を通過
するスラグランスの位置が周期的に変わり、スラグ層に
スラグランスをぶつけて固化スラグを壊し落とせるの
で、スラグ流下口の開口部分を広く保持することができ
る。

【０００８】これらの方法において、球面軸受け継手を
用いてスラグランス軸を傾斜させ、スラグランス通過位
置を変えることができる（図１、図２参照）。また、ス
ラグランスと溶融炉との継手配管にフレキシブル継手を
用いてスラグランス軸を傾斜させ、スラグランス通過位
置を変えることができる（図３〜図５参照）。また、ス
ラグランスを溶融炉へ偏心させて取り付け、このスラグ
ランス取付部を回転させて、スラグランス軸を公転移動
させることができる（図６〜図９参照）。さらに、溶融
炉へのスラグランス取付部を押し引きして、スラグラン
ス軸を移動させることができる（図１０参照）。

【０００９】上記の各方法において、スラグ流下口の光
量を計測してスラグ流下口の開口面積を演算することに
より、スラグランス駆動の必要性を判定することが好ま
しい（図１１参照）。また、スラグ流下口の固化スラグ
の位置を検出することにより、スラグランス駆動の必要
性を判定することができる（図１２参照）。さらに、溶
融炉内圧力とスラグ流下口下側圧力との差圧を計測し、
該差圧の変化に基づいてスラグランス駆動の必要性を判
定することができる（図１３参照）。

【００１０】本発明のスラグ流下口の閉塞防止装置は、
鉱物質を高温溶融状態でスラグとして排出させる溶融炉
のスラグ流下口を貫通して上下移動するスラグランスを
備えた装置において、スラグランスを上下移動させるシ
リンダ装置の下部と溶融炉上部とを球面軸受け継手を介
して接続し、スラグランスを前後・左右に傾斜させるた
めの傾斜駆動手段をシリンダ装置に接続して設けたこと
を特徴としている（図１参照）。

【００１１】また、本発明の装置は、鉱物質を高温溶融
状態でスラグとして排出させる溶融炉のスラグ流下口を
貫通して上下移動するスラグランスを備えた装置におい
て、スラグランスを上下移動させるシリンダ装置の下部
と溶融炉上部とをフレキシブル継手を介して接続し、ス
ラグランスを前後・左右に傾斜させるための傾斜駆動手
段をシリンダ装置に接続して設けたことを特徴としてい
る（図３、図５参照）。

【００１２】また、本発明の装置は、鉱物質を高温溶融
状態でスラグとして排出させる溶融炉のスラグ流下口を
貫通して上下移動するスラグランスを備えた装置におい
て、スラグランスを上下移動させるシリンダ装置の下部
と溶融炉上部とを遊星継手を介して接続し、この遊星継
手を回転させることによりスラグランス軸を偏心させて
公転移動させるように、遊星継手に回転駆動手段を接続
して設けたことを特徴としている（図６、図８、図９参
照）。

【００１３】さらに、本発明の装置は、鉱物質を高温溶
融状態でスラグとして排出させる溶融炉のスラグ流下口
を貫通して上下移動するスラグランスを備えた装置にお
いて、シリンダ装置により上下移動するスラグランスの
ガイド部を溶融炉上部に設け、このガイド部を略水平方
向に前後・左右に押し引きするための水平移動手段をガ
イド部に連結したことを特徴としている（図１０参
照）。

【００１４】上記の各装置において、スラグ流下口の光
量を計測するための光センサーを、スラグ流下口の下流
側に設け、光量の計測値に基づいてスラグ流下口の開口
面積を演算するための開口面積演算装置を光センサーに
接続し、スラグ流下口の開口面積が所定の値より小さく
なると、シリンダ装置を駆動させてスラグランスを通過
位置を変えて上下移動させるように、開口面積演算装置
に制御装置を介してスラグランス駆動装置が接続された
構成とすることが好ましい（図１１参照）。

【００１５】また、スラグ流下口の固化スラグの位置を
検出するための１又は複数の位置検知センサーを、スラ
グ流下口の下流側に設け、スラグ流下口に付着した固化
スラグが所定の量又は所定の幅より大きくなってスラグ
流下口が狭くなると、シリンダ装置を駆動させてスラグ
ランスを通過位置を変えて上下移動させるように、位置
検知センサーに制御装置を介してスラグランス駆動装置
が接続された構成とすることができる（図１２参照）。

【００１６】さらに、溶融炉に溶融炉内圧力検出器を接
続するとともに、スラグ流下口下側にスラグ流下口下側
圧力検出器を接続し、溶融炉内圧力とスラグ流下口下側
圧力との差圧が所定の値より大きくなると、シリンダ装
置を駆動させてスラグランスを通過位置を変えて上下移
動させるように、溶融炉内圧力検出器及びスラグ流下口
下側圧力検出器に制御装置を介してスラグランス駆動装
置が接続された構成とすることができる（図１３参
照）。この装置において、溶融炉内圧力検出器及びスラ
グ流下口下側圧力検出器の代りに差圧計を接続した構成
としてもよい。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明するが、本発明は下記の実施の形態に何ら限定さ
れるものではなく、適宜変更して実施することができる
ものである。図１は本発明の実施の第１形態によるスラ
グ流下口の閉塞防止装置の縦断面説明図であり、図２は
スラグランスとスラグ塊との間の隙間を示す平断面説明
図である。２３はシリンダ装置で、スラグランス１５を
上下移動させるためのものである。シリンダ装置として
はエアシリンダ、油圧シリンダ等が用いられる。この場
合、水冷構造にしてスラグランスを冷却するように構成
することが好ましい。このシリンダ装置２３の下部と溶
融炉１７の上部とは球面軸受け継手２４を介して接続さ
れ、この継手２４の球面部２５にスラグランス１５が貫
通されており、シリンダ装置２３が傾くとシリンダ装置
２３と一体となって球面部２５が摺動して、スラグラン
ス１５が二点鎖線で示すように傾斜して上下移動するよ
うに構成されている。

【００１８】シリンダ装置２３には、シリンダ装置２３
を左右・前後に傾斜させてスラグランス１５を左右・前
後に傾斜させるための傾斜駆動手段２６ａ、２６ｂが接
続されている。傾斜駆動手段２６ａ、２６ｂとしては、
エアシリンダ、油圧シリンダ、ジャッキ、ラックピニオ
ン装置等が用いられる。傾斜駆動手段２６ａ、２６ｂを
時間をずらして駆動させることにより、シリンダ装置２
３が左右・前後に傾斜し、これによって、スラグランス
１５が傾斜した状態で上下移動し、スラグ流下口開口部
１８ａは広くなる。

【００１９】このように、スラグランス１５の取付部分
に球面軸受け継手２４を設けることで、スラグ流下口を
貫通するスラグランス軸をある範囲内で前後・左右に傾
斜させることができ、スラグ流下口を貫通するスラグラ
ンス位置を変更させることができる。スラグランス位置
の変更に伴い、スラグランス１５の移動部分のスラグ塊
（スラグ層の広い部分のスラグ塊）を壊し落とすことが
できる。このため、スラグランスの全周がスラグで覆わ
れることがなくなり、摩擦力増大でスラグランスがスラ
グ層につかまることもなくなり、スラグ流下口開口部１
８ａを広く確保でき、結果的にスラグ閉塞トラブルを回
避することができる。図１において、中央の実線はスラ
グランス中央移動線を示し、左側の二点鎖線はスラグラ
ンス左側移動線を示し、右側の二点鎖線はスラグランス
右側移動線を示している。また、図２における１６ａ
（黒塗りの部分）は、スラグ流下口開口部１８ａにおけ
るスラグランスとスラグ塊との間の隙間を示している。

【００２０】図３は本発明の実施の第２形態によるスラ
グ流下口の閉塞防止装置の縦断面説明図であり、図４は
スラグランスとスラグ塊との間の隙間を示す平断面説明
図であり、図５は図３におけるフレキシブル継手まわり
の一例の詳細図である。スラグランス１５を上下移動さ
せるためのシリンダ装置２３の下部と溶融炉１７の上部
とがフレキシブル配管等のフレキシブル継手（たわみ継
手）２７を介して接続され、シリンダ装置２３に傾斜駆
動手段２６ａ、２６ｂが接続されている。傾斜駆動手段
２６ａ、２６ｂを時間をずらして駆動させることによ
り、シリンダ装置２３が左右・前後に傾斜し、これによ
って、フレキシブル継手がたわんでスラグランス１５が
傾斜した状態で上下移動し、スラグ流下口開口部１８ｂ
が広くなる。図４における１６ｂ（黒塗りの部分）は、
スラグ流下口開口部１８ｂにおけるスラグランスとスラ
グ塊との間の隙間を示している。また、図５に示す実施
形態において、２８はコイルバネで、球面部２５ａにフ
レキシブル継手２７の座２７ａを押し付けるためのもの
である。３０はスラグランス１５がスラグにつかまった
時に、引き抜くに際してのストッパーである。他の構成
及び作用は実施の第１形態の場合と同様である。

【００２１】図６は本発明の実施の第３形態によるスラ
グ流下口の閉塞防止装置の縦断面説明図であり、図７は
スラグランスとスラグ塊との間の隙間を示す平断面説明
図であり、図８は図６における遊星継手まわりの一例を
示す横断面説明図である。スラグランス１５を上下移動
させるためのシリンダ装置２３の下部と溶融炉１７の上
部とが遊星継手３１を介して接続され、この遊星継手３
１を回転させることによりスラグランス１５の軸を偏心
させて公転移動させるように、遊星継手３１に回転駆動
手段３２が接続されている。本実施形態における遊星継
手とは、鉛直方向の回転軸を備えた回転体に偏心したス
ラグランス穴が設けられ、この穴にスラグランスを挿通
させるとともに、回転体を回転させることにより、スラ
グランス穴を回転体の回転軸を中心にして公転運動させ
るように構成された継手のことを言う。

【００２２】図８は図６に示す遊星継手３１の一例を示
す平断面図である。左右のプーリー軸３３、３４を固定
して右側プーリー３５を回転させると、チェーン又はベ
ルト３６による駆動で左側プーリー３７が回転し、偏心
して設けられているスラグランス穴３８がプーリー軸３
３を中心にして公転運動する。４０はスラグランス穴３
８が公転移動する環状部である。このため、少なくとも
スラグランスの通過部分（スラグ層の広い部分）のスラ
グ層を打ち壊せるので、スラグ流下口を広く確保するこ
とができ、結果的にスラグ閉塞トラブルを回避すること
ができる。すなわち、スラグ流下口が広くなると、スラ
グランス１５がスラグ層に捕まったり、スラグランス１
５が貫通しなくなるというトラブルを防止することがで
きる。

【００２３】また、図９に示すように、上側プーリー３
７ａと下側プーリー３７ｂとから遊星継手３１ａを構成
し、各プーリー３７ａ、３７ｂにおけるスラグランス穴
の偏心位置が異なるようにして、例えば、上側プーリー
３７ａのスラグランス穴の偏心距離（プーリー軸中心と
スラグランス穴中心との間の距離）を、下側プーリー３
７ｂのスラグランス穴の偏心距離より大きくして、スラ
グランスを偏心・傾斜させた状態で上下移動させるよう
に構成することもできる。３はスラグ流下口、３５ａ、
３５ｂは駆動用のプーリーである。他の構成及び作用は
図６の場合と同様である。

【００２４】図１０は本発明の実施の第４形態によるス
ラグ流下口の閉塞防止装置の縦断面説明図を示してい
る。シリンダ装置２３により上下移動するスラグランス
１５のガイド部（スラグランス取付部）４１を溶融炉１
７の上部に略水平方向に摺動可能に設け、このガイド部
４１を略水平方向に左右・前後に押し引きするための水
平移動手段４２ａ、４２ｂをガイド部４１に連結してい
る。４３はシリンダ軸、４４はシリンダ軸４３とスラグ
ランス１５との連結部である。水平移動手段４２ａ、４
２ｂとしては、エアシリンダ、油圧シリンダ、ジャッ
キ、ラックピニオン装置等が用いられる。水平移動手段
４２ａ、４２ｂを時間をずらして駆動させることによ
り、スラグランス１５が連結部４４を支点（中心）にし
て傾斜し、この状態で上下移動する。スラグ流下口を貫
通するスラグランス軸は左右・前後に傾斜し、スラグ層
の広い部分を壊し落とすことができるため、スラグ流下
口開口部１８ｄを広く確保でき、結果的にスラグ閉塞ト
ラブルを回避することができる。

【００２５】図１１は本発明の実施の第５形態によるス
ラグ流下口の閉塞防止装置を示している。スラグ流下口
３の下部の光量を計測するための光センサー（例えば、
フォトマルチプライヤー）４５が、スラグ流下口３の下
流側のスラグ落下通路（スラグタンク上部）４６にスラ
グ流下口３を向くように設けられている。そして、光セ
ンサー４５での光量の測定値に基づいてスラグ流下口３
の開口面積を演算するための開口面積演算装置４７が光
センサー４５に接続され、この開口面積演算装置４７に
制御装置４８を介してスラグランス駆動装置５０が接続
されている。スラグ流下口３の開口面積が所定の値より
小さくなると、すなわち、スラグ流下口３にスラグが固
着してくると、スラグランス駆動装置５０を駆動させ
て、スラグランス１５の通過位置を変える（スラグラン
スを傾斜させるか、又は／及びスラグランスを偏心させ
る）とともに、上下移動させる。このように、スラグラ
ンスとスラグ塊との間の隙間が狭くなった時にのみ、ス
ラグランスを位置を変更して上下移動させるような制御
を組み込む。なお、従来は周期的な駆動、又はスラグ流
下口下部の映像モニタリングによる人間判断の手動操作
で行われている。

【００２６】図１２は本発明の実施の第６形態によるス
ラグ流下口の閉塞防止装置を示している。スラグ流下口
３の固化スラグの位置を検出するための１又は複数の位
置検知センサー（例えば、レーザー光による位置検知セ
ンサー）５１が、スラグ流下口３の下流側のスラグ落下
通路４６にスラグ流下口３を向くように設けられてい
る。そして、位置検知センサー５１でスラグ流下口３に
付着した固化スラグ量又はスラグ幅を検出し検出信号を
制御装置５２に入力して、この量又は幅が所定の値より
大きくなってスラグ流下口３が狭くなると、スラグラン
ス駆動装置５０を駆動できるように、位置検知センサー
５１に制御装置５２を介してスラグランス駆動装置５０
が接続されている。他の構成及び作用は実施の第５形態
の場合と同様である。

【００２７】図１３は本発明の実施の第７形態によるス
ラグ流下口の閉塞防止装置を示している。溶融炉１７に
溶融炉内圧力検出器５３が接続されるとともに、スラグ
流下口３の下側のスラグ落下通路４６にスラグ流下口下
側圧力検出器５４が接続されている。そして、溶融炉内
圧力とスラグ流下口下側圧力との差が所定の値より大き
くなると、すなわち、スラグ流下口の開口面積が小さく
なると、シリンダ装置を駆動させてスラグランス１５を
通過位置を変えて上下移動させるように、溶融炉内圧力
検出器５３及びスラグ流下口下側圧力検出器５４に制御
装置５５を介してスラグランス駆動装置５０が接続され
ている。なお、溶融炉内圧力検出器５３及びスラグ流下
口下側圧力検出器５４を設ける代りに、溶融炉１７内の
圧力とスラグ落下通路４６内の圧力との差圧を計測する
ための差圧計を設け、この差圧計に制御装置５５を介し
てスラグランス駆動装置５０を接続するように構成する
こともできる。

【００２８】

【発明の効果】本発明は上記のように構成されているの
で、つぎのような効果を奏する。 （１） スラグ流下口を貫通するスラグランスの位置を
変更して、スラグランスを上下移動させるので、スラグ
ランスをスラグ層にぶつけて固化スラグを壊し落とすこ
とができ、これにより、スラグ流下口の開口部分を広く
保持でき、溶融プラントを安定して運転することができ
る。 （２） 光量計測、位置検知又は差圧計測によりスラグ
流下口の開口面積を推定してスラグランス駆動装置を駆
動させる場合は、スラグランスの駆動を最小必要限に低
減できるので、スラグランスの損耗が少なく長寿命化が
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１形態によるスラグ流下口の
閉塞防止装置の縦断面説明図である。

【図２】図１におけるスラグランスとスラグ塊との隙間
を示す平断面説明図である。

【図３】本発明の実施の第２形態によるスラグ流下口の
閉塞防止装置の縦断面説明図である。

【図４】図３におけるスラグランスとスラグ塊との隙間
を示す平断面説明図である。

【図５】図３におけるフレキシブル継手まわりの一例を
示す断面詳細図である。

【図６】本発明の実施の第３形態によるスラグ流下口の
閉塞防止装置の縦断面説明図である。

【図７】図６におけるスラグランスとスラグ塊との隙間
を示す平断面説明図である。

【図８】図６における遊星継手まわりの平断面説明図で
ある。

【図９】図６に示す装置の変形例を示す断面説明図であ
る。

【図１０】本発明の実施の第４形態によるスラグ流下口
の閉塞防止装置の縦断面説明図である。

【図１１】本発明の実施の第５形態によるスラグ流下口
の閉塞防止装置の縦断面説明図である。

【図１２】本発明の実施の第６形態によるスラグ流下口
の閉塞防止装置の縦断面説明図である。

【図１３】本発明の実施の第７形態によるスラグ流下口
の閉塞防止装置の縦断面説明図である。

【図１４】従来のスラグ流下口の閉塞防止装置の縦断面
説明図である。

【図１５】図１におけるスラグランスとスラグ塊との隙
間を示す平断面説明図である。

【図１６】従来のスラグ流下口の閉塞防止装置を示す概
略構成図である。

【図１７】図１６における水冷エアシリンダの断面詳細
図である。

【図１８】スラグランス自動運転によるスラグ流下口の
閉塞防止の概念図である。

【図１９】スラグ流下口が閉塞にいたる過程を示す概念
図である。

【符号の説明】

３ スラグ流下口 １５ スラグランス １６、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ スラグランスとスラグ
塊との隙間 １７ 溶融炉 １８、１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ スラグ流下口
開口部 ２０ スラグ層 ２１ スラグ堆積層 ２２ ランス径による穴 ２３ シリンダ装置 ２４ 球面軸受け継手 ２５、２５ａ 球面部 ２６ａ、２６ｂ 傾斜駆動手段 ２７ フレキシブル継手 ２７ａ フレキシブル継手の座 ２８ コイルばね ３０ ストッパー ３１、３１ａ 遊星継手 ３２ 回転駆動手段 ３３、３４ プーリー軸 ３５、３５ａ、３５ｂ、３７、３７ａ、３７ｂ プーリ
ー ３６ チェーン又はベルト ３８ スラグランス穴 ４０ 環状部 ４１ ガイド部（スラグランス取付部） ４２ａ、４２ｂ 水平移動手段 ４３ シリンダ軸 ４４ 連結部 ４５ 光センサー ４６ スラグ落下通路 ４７ 開口面積演算装置 ４８、５２、５５ 制御装置 ５０ スラグランス駆動装置 ５１ 位置検知センサー ５３ 溶融炉圧力検出器 ５４ スラグ流下口下側圧力検出器

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１２年５月１２日（２０００．５．１
２）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のスラグ流下口の閉塞防止方法は、鉱物質
を高温溶融状態でスラグとして排出させる溶融炉のスラ
グ流下口内に、スラグランス（スラグ突き棒）を貫通し
て上下移動させる方法において、スラグ流下口を貫通す
るスラグランスの位置を変更して、変更した位置でスラ
グランスを上下移動させて、スラグランス通過部分のス
ラグ層にスラグランスをぶつけて固化スラグを壊し落と
し、スラグ流下口の開口面積をスラグランス横断面積よ
り大きくするように構成されている（図１〜図１０参
照）。溶融炉としては、微粉炭をガス化燃焼・溶融する
石炭部分燃焼炉、下水汚泥や建設汚泥の乾燥粉を燃焼・
溶融する汚泥溶融炉、ごみのガス化生成物又はガス化チ
ャーを燃焼・溶融するごみガス化溶融炉、石炭やごみの
燃焼灰を燃焼・溶融する灰溶融炉、汚染土壌の乾燥粉を
燃焼する土壌溶融炉等が用いられる。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】上記の各方法において、スラグ流下口の光
量を計測してスラグ流下口の開口面積を演算することに
より、スラグランス駆動の必要性を判定し、スラグ流下
口の開口面積が小さくなってスラグ流下口にスラグが固
着してきたら、スラグランスを通過位置を変えて上下移
動させることが好ましい（図１１参照）。また、スラグ
流下口の固化スラグの位置を検出することにより、スラ
グランス駆動の必要性を判定し、スラグ流下口に付着す
る固化スラグの量又は幅が大きくなってスラグ流下口が
狭くなったら、スラグランスを通過位置を変えて上下移
動させることができる（図１２参照）。さらに、溶融炉
内圧力とスラグ流下口下側圧力との差圧を計測し、該差
圧の変化に基づいてスラグランス駆動の必要性を判定
し、溶融炉内圧力とスラグ流下口下側圧力との差圧が大
きくなってスラグ流下口の開口面積が小さくなったら、
スラグランスを通過位置を変えて上下移動させることが
できる（図１３参照）。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１０】本発明のスラグ流下口の閉塞防止装置は、
鉱物質を高温溶融状態でスラグとして排出させる溶融炉
のスラグ流下口を貫通して上下移動するスラグランスを
備えた装置において、スラグランスを上下移動させるシ
リンダ装置の下部と溶融炉上部とを球面軸受け継手を介
して接続し、スラグランスを前後・左右に傾斜させるた
めの傾斜駆動手段をシリンダ装置に接続して設け、スラ
グランスが傾斜した状態で上下移動してスラグランスの
移動部分のスラグ塊を壊し落とすようにしたことを特徴
としている（図１参照）。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】また、本発明の装置は、鉱物質を高温溶融
状態でスラグとして排出させる溶融炉のスラグ流下口を
貫通して上下移動するスラグランスを備えた装置におい
て、スラグランスを上下移動させるシリンダ装置の下部
と溶融炉上部とをフレキシブル継手を介して接続し、ス
ラグランスを前後・左右に傾斜させるための傾斜駆動手
段をシリンダ装置に接続して設け、スラグランスが傾斜
した状態で上下移動してスラグランスの移動部分のスラ
グ塊を壊し落とすようにしたことを特徴としている（図
３、図５参照）。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】また、本発明の装置は、鉱物質を高温溶融
状態でスラグとして排出させる溶融炉のスラグ流下口を
貫通して上下移動するスラグランスを備えた装置におい
て、スラグランスを上下移動させるシリンダ装置の下部
と溶融炉上部とを遊星継手を介して接続し、この遊星継
手を回転させることによりスラグランス軸を偏心させて
公転移動させるように、遊星継手に回転駆動手段を接続
して設け、スラグランスが位置変更された状態で上下移
動してスラグランスの移動部分のスラグ塊を壊し落とす
ようにしたことを特徴としている（図６、図８、図９参
照）。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】さらに、本発明の装置は、鉱物質を高温溶
融状態でスラグとして排出させる溶融炉のスラグ流下口
を貫通して上下移動するスラグランスを備えた装置にお
いて、シリンダ装置により上下移動するスラグランスの
ガイド部を溶融炉上部に設け、このガイド部を略水平方
向に前後・左右に押し引きするための水平移動手段をガ
イド部に連結し、スラグランスが傾斜した状態で上下移
動してスラグランスの移動部分のスラグ塊を壊し落とす
ようにしたことを特徴としている（図１０参照）。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２８】

【発明の効果】本発明は上記のように構成されているの
で、つぎのような効果を奏する。 （１） スラグ流下口を貫通するスラグランスの位置を
変更して、スラグランスの位置が変更された状態でスラ
グランスを上下移動させるので、スラグランスをスラグ
層にぶつけて固化スラグを壊し落とすことができ、これ
により、スラグ流下口の開口部分を広く保持でき、溶融
プラントを安定して運転することができる。 （２） 光量計測、位置検知又は差圧計測によりスラグ
流下口の開口面積を推定してスラグランス駆動装置を駆
動させる場合は、スラグランスの駆動を最小必要限に低
減できるので、スラグランスの損耗が少なく長寿命化が
可能となる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 建二 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業 株式会社明石工場内 (72)発明者 藤山 博 神戸市中央区東川崎町１丁目１番３号 川 崎重工業株式会社神戸本社内 Ｆターム(参考） 3K061 NB13 NB15 NB24 NB27 NB30 PB11 PB15

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉱物質を高温溶融状態でスラグとして排
   出させる溶融炉のスラグ流下口内に、スラグランスを貫
   通して上下移動させる方法において、 スラグ流下口を貫通するスラグランスの位置を変更し
   て、スラグ流下口の開口面積をスラグランス横断面積よ
   り大きくすることを特徴とするスラグ流下口の閉塞防止
   方法。
2. 【請求項２】 スラグランスの位置を周期的に変更させ
   る請求項１記載のスラグ流下口の閉塞防止方法。
3. 【請求項３】 スラグ流下口の開口面積をスラグランス
   横断面積の１．２倍以上に保持する請求項１又は２記載
   のスラグ流下口の閉塞防止方法。
4. 【請求項４】 球面軸受け継手を用いてスラグランス軸
   を傾斜させ、スラグランス通過位置を変える請求項１、
   ２又は３記載のスラグ流下口の閉塞防止方法。
5. 【請求項５】 スラグランスと溶融炉との継手配管にフ
   レキシブル継手を用いてスラグランス軸を傾斜させ、ス
   ラグランス通過位置を変える請求項１、２又は３記載の
   スラグ流下口の閉塞防止方法。
6. 【請求項６】 スラグランスを溶融炉へ偏心させて取り
   付け、このスラグランス取付部を回転させて、スラグラ
   ンス軸を公転移動させる請求項１、２又は３記載のスラ
   グ流下口の閉塞防止方法。
7. 【請求項７】 溶融炉へのスラグランス取付部を押し引
   きして、スラグランス軸を移動させる請求項１、２又は
   ３記載のスラグ流下口の閉塞防止方法。
8. 【請求項８】 スラグ流下口の光量を計測してスラグ流
   下口の開口面積を演算することにより、スラグランス駆
   動の必要性を判定する請求項４〜７のいずれかに記載の
   スラグ流下口の閉塞防止方法。
9. 【請求項９】 スラグ流下口の固化スラグの位置を検出
   することにより、スラグランス駆動の必要性を判定する
   請求項４〜７のいずれかに記載のスラグ流下口の閉塞防
   止方法。
10. 【請求項１０】 溶融炉内圧力とスラグ流下口下側圧力
    との差圧を計測し、該差圧の変化に基づいてスラグラン
    ス駆動の必要性を判定する請求項４〜７のいずれかに記
    載のスラグ流下口の閉塞防止方法。
11. 【請求項１１】 鉱物質を高温溶融状態でスラグとして
    排出させる溶融炉のスラグ流下口を貫通して上下移動す
    るスラグランスを備えた装置において、 スラグランスを上下移動させるシリンダ装置の下部と溶
    融炉上部とを球面軸受け継手を介して接続し、スラグラ
    ンスを前後・左右に傾斜させるための傾斜駆動手段をシ
    リンダ装置に接続して設けたことを特徴とするスラグ流
    下口の閉塞防止装置。
12. 【請求項１２】 鉱物質を高温溶融状態でスラグとして
    排出させる溶融炉のスラグ流下口を貫通して上下移動す
    るスラグランスを備えた装置において、 スラグランスを上下移動させるシリンダ装置の下部と溶
    融炉上部とをフレキシブル継手を介して接続し、スラグ
    ランスを前後・左右に傾斜させるための傾斜駆動手段を
    シリンダ装置に接続して設けたことを特徴とするスラグ
    流下口の閉塞防止装置。
13. 【請求項１３】 鉱物質を高温溶融状態でスラグとして
    排出させる溶融炉のスラグ流下口を貫通して上下移動す
    るスラグランスを備えた装置において、 スラグランスを上下移動させるシリンダ装置の下部と溶
    融炉上部とを遊星継手を介して接続し、この遊星継手を
    回転させることによりスラグランス軸を偏心させて公転
    移動させるように、遊星継手に回転駆動手段を接続して
    設けたことを特徴とするスラグ流下口の閉塞防止装置。
14. 【請求項１４】 鉱物質を高温溶融状態でスラグとして
    排出させる溶融炉のスラグ流下口を貫通して上下移動す
    るスラグランスを備えた装置において、 シリンダ装置により上下移動するスラグランスのガイド
    部を溶融炉上部に設け、このガイド部を略水平方向に前
    後・左右に押し引きするための水平移動手段をガイド部
    に連結したことを特徴とするスラグ流下口の閉塞防止装
    置。
15. 【請求項１５】 スラグ流下口の光量を計測するための
    光センサーを、スラグ流下口の下流側に設け、光量の計
    測値に基づいてスラグ流下口の開口面積を演算するため
    の開口面積演算装置を光センサーに接続し、スラグ流下
    口の開口面積が所定の値より小さくなると、シリンダ装
    置を駆動させてスラグランスを通過位置を変えて上下移
    動させるように、開口面積演算装置に制御装置を介して
    スラグランス駆動装置が接続された請求項１１〜１４の
    いずれかに記載のスラグ流下口の閉塞防止装置。
16. 【請求項１６】 スラグ流下口の固化スラグの位置を検
    出するための１又は複数の位置検知センサーを、スラグ
    流下口の下流側に設け、スラグ流下口に付着した固化ス
    ラグが所定の量又は所定の幅より大きくなってスラグ流
    下口が狭くなると、シリンダ装置を駆動させてスラグラ
    ンスを通過位置を変えて上下移動させるように、位置検
    知センサーに制御装置を介してスラグランス駆動装置が
    接続された請求項１１〜１４のいずれかに記載のスラグ
    流下口の閉塞防止装置。
17. 【請求項１７】 溶融炉に溶融炉内圧力検出器を接続す
    るとともに、スラグ流下口下側にスラグ流下口下側圧力
    検出器を接続し、溶融炉内圧力とスラグ流下口下側圧力
    との差圧が所定の値より大きくなると、シリンダ装置を
    駆動させてスラグランスを通過位置を変えて上下移動さ
    せるように、溶融炉内圧力検出器及びスラグ流下口下側
    圧力検出器に制御装置を介してスラグランス駆動装置が
    接続された請求項１１〜１４のいずれかに記載のスラグ
    流下口の閉塞防止装置。
18. 【請求項１８】 溶融炉内圧力検出器及びスラグ流下口
    下側圧力検出器の代りに差圧計を接続した請求項１７記
    載のスラグ流下口の閉塞防止装置。