JP2001132932A - 溶融炉および溶融方法 - Google Patents
溶融炉および溶融方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】クロミア含有耐火物を使用せずに、溶融炉の高
耐用を達成すること。 【解決手段】溶融炉の水冷装置側にカーボン質または炭
化珪素質の耐火物を用い、その内面にアルミナ・マグネ
シア質不定形耐火物を用いて塩基度（ＣａＯ／Ｓｉ
Ｏ２）１．０〜２．０で溶融する。 【効果】六価クロム（Ｃｒ６＋）生成の問題もなく、従
来以上の高耐用が得られた。
耐用を達成すること。 【解決手段】溶融炉の水冷装置側にカーボン質または炭
化珪素質の耐火物を用い、その内面にアルミナ・マグネ
シア質不定形耐火物を用いて塩基度（ＣａＯ／Ｓｉ
Ｏ２）１．０〜２．０で溶融する。 【効果】六価クロム（Ｃｒ６＋）生成の問題もなく、従
来以上の高耐用が得られた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、焼却灰や焼却飛灰を減
容・無害化するに適した灰溶融炉、あるいは、都市ご
み、シュレッダーダスト、産業廃棄物等の熱分解と溶融
を同時に行う直接溶融炉に関し、詳しくは、各種形式の
溶融炉に適用できる耐火物内張り構造と前記灰または廃
棄物等の溶融方法に関するものである。
容・無害化するに適した灰溶融炉、あるいは、都市ご
み、シュレッダーダスト、産業廃棄物等の熱分解と溶融
を同時に行う直接溶融炉に関し、詳しくは、各種形式の
溶融炉に適用できる耐火物内張り構造と前記灰または廃
棄物等の溶融方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】都市ごみおよびその他の廃棄物（以下
「ごみ類」とする。）を焼却することによって発生する
焼却灰と飛灰を減容・無害化する目的で灰溶融炉とごみ
溶融炉が使用されている。灰溶融炉として電気を熱源と
するアーク加熱方式、プラズマ加熱方式、抵抗加熱方式
等の各方式と燃料を熱源とする表面溶融炉等がある。ま
た、ごみ類を一つの炉あるいは連続したプロセスとスラ
グまで一貫して処理する直接溶融炉（ガス化溶融炉）が
ある。
「ごみ類」とする。）を焼却することによって発生する
焼却灰と飛灰を減容・無害化する目的で灰溶融炉とごみ
溶融炉が使用されている。灰溶融炉として電気を熱源と
するアーク加熱方式、プラズマ加熱方式、抵抗加熱方式
等の各方式と燃料を熱源とする表面溶融炉等がある。ま
た、ごみ類を一つの炉あるいは連続したプロセスとスラ
グまで一貫して処理する直接溶融炉（ガス化溶融炉）が
ある。
【０００３】灰またはごみ類が溶融したスラグは溶融炉
内壁耐火物に対して極めて強い侵食性を有し、炉の耐用
が短いため、カーボン質、炭化珪素質、高アルミナ質、
アルミナ・マグネシア質、ジルコニア質、クロミア質等
の各種耐火物を内張りした溶融炉は定期的に補修を実施
しながら操業を行っている。
内壁耐火物に対して極めて強い侵食性を有し、炉の耐用
が短いため、カーボン質、炭化珪素質、高アルミナ質、
アルミナ・マグネシア質、ジルコニア質、クロミア質等
の各種耐火物を内張りした溶融炉は定期的に補修を実施
しながら操業を行っている。
【０００４】また、従来の溶融炉で水冷装置を設けて耐
火物の耐用向上をはかっているものが多い。
火物の耐用向上をはかっているものが多い。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の灰またはごみ類
を処理する溶融炉にはそれぞれ以下のような問題点があ
る。即ちカーボン質耐火物、炭化珪素質耐火物、カーボ
ン・炭化珪素質耐火物を内張りした溶融炉は、酸化の問
題がある。高アルミナ質耐火物、アルミナ・マグネシア
耐火物、スピネル質耐火物を内張りした溶融炉は耐食性
で問題がある。ジルコニア質耐火物を内張りした溶融炉
は、耐火物が結晶変態を起こして割れ易いため短命であ
る。クロミア質耐火物、アルミナ・クロミア質耐火物を
内張した溶融炉は、各種形式の溶融炉において高耐用を
示している。クロミア含有耐火物の溶融スラグに対する
耐食性が特に優れているからである。
を処理する溶融炉にはそれぞれ以下のような問題点があ
る。即ちカーボン質耐火物、炭化珪素質耐火物、カーボ
ン・炭化珪素質耐火物を内張りした溶融炉は、酸化の問
題がある。高アルミナ質耐火物、アルミナ・マグネシア
耐火物、スピネル質耐火物を内張りした溶融炉は耐食性
で問題がある。ジルコニア質耐火物を内張りした溶融炉
は、耐火物が結晶変態を起こして割れ易いため短命であ
る。クロミア質耐火物、アルミナ・クロミア質耐火物を
内張した溶融炉は、各種形式の溶融炉において高耐用を
示している。クロミア含有耐火物の溶融スラグに対する
耐食性が特に優れているからである。
【０００６】しかしクロミア含有耐火物は、運転条件に
よって有害物質である六価クロムを生成する可能性があ
り、クロミア含有耐火物を使用せずに高耐用を示す溶融
炉の出現が望まれている。
よって有害物質である六価クロムを生成する可能性があ
り、クロミア含有耐火物を使用せずに高耐用を示す溶融
炉の出現が望まれている。
【０００７】以上のような従来技術の問題点に鑑み、本
発明の第１の目的は、内張耐火物の酸化損傷と六価クロ
ム生成の問題が無く、灰またはごみ類の溶融に対して高
度の耐侵食性を示し、長期間安定した操業が可能な溶融
炉を提供することである。
発明の第１の目的は、内張耐火物の酸化損傷と六価クロ
ム生成の問題が無く、灰またはごみ類の溶融に対して高
度の耐侵食性を示し、長期間安定した操業が可能な溶融
炉を提供することである。
【０００８】本発明の第２の目的は、クロムを含有する
耐火物を使用しなくても長時間安定して操業することが
できる溶融方法を提供することである。
耐火物を使用しなくても長時間安定して操業することが
できる溶融方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】第１発明は、水冷装置を
有する溶融炉において、溶融炉の内壁の水冷部側の少な
くとも一部にＣ（カーボン）とＳｉＣ（炭化珪素）の合
量が７０重量％以上の耐火物を用い、その内面の少なく
とも一部にアルミナ・マグネシア質不定形耐火物を用い
たことを特徴とする溶融炉を要旨としている。
有する溶融炉において、溶融炉の内壁の水冷部側の少な
くとも一部にＣ（カーボン）とＳｉＣ（炭化珪素）の合
量が７０重量％以上の耐火物を用い、その内面の少なく
とも一部にアルミナ・マグネシア質不定形耐火物を用い
たことを特徴とする溶融炉を要旨としている。
【００１０】第２発明は、前記溶融炉において、スラグ
の塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ２）が１．０〜２．０となる
ように、ごみ又は灰と助剤の装入比率を制御することを
特徴とするごみ又は灰の溶融方法を要旨としている。
の塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ２）が１．０〜２．０となる
ように、ごみ又は灰と助剤の装入比率を制御することを
特徴とするごみ又は灰の溶融方法を要旨としている。
【００１１】
【作用】以下、本発明を詳細に説明する。溶融炉のスラ
グの化学組成は、灰溶融炉の場合、灰が焼却灰（ロスト
ル灰）か飛灰か混合灰かによって、また直接溶融炉の場
合、熱分解についで溶融するごみ類が都市ごみ，汚泥，
シュレッダーダスト，各種産業廃棄物などのうちのいず
れかによって、更には助剤使用の有無によって異なる
が、一般にＳｉＯ２が２０〜５０重量％，Ａｌ２Ｏ３が
５〜３５重量％，ＣａＯが５〜４５重量％，ＦｅＯおよ
びＦｅ２Ｏ３が１〜２５重量％，Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏが
１〜１５重量％であり、他にＣｒ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ａｓ，
Ｈｇ，Ｐｂ等の金属及びＣ，Ｐ，Ｓ，Ｃｌ等の揮発性成
分を含んでいる。
グの化学組成は、灰溶融炉の場合、灰が焼却灰（ロスト
ル灰）か飛灰か混合灰かによって、また直接溶融炉の場
合、熱分解についで溶融するごみ類が都市ごみ，汚泥，
シュレッダーダスト，各種産業廃棄物などのうちのいず
れかによって、更には助剤使用の有無によって異なる
が、一般にＳｉＯ２が２０〜５０重量％，Ａｌ２Ｏ３が
５〜３５重量％，ＣａＯが５〜４５重量％，ＦｅＯおよ
びＦｅ２Ｏ３が１〜２５重量％，Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏが
１〜１５重量％であり、他にＣｒ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ａｓ，
Ｈｇ，Ｐｂ等の金属及びＣ，Ｐ，Ｓ，Ｃｌ等の揮発性成
分を含んでいる。
【００１２】次に、溶融炉の炉内雰囲気について述べる
と、中にはＣ（カーボン）系もしくはＳｉＣ（炭化珪
素）系あるいはＣ−ＳｉＣ併用系耐火物で充分な長期耐
用が得られる非酸化性雰囲気の炉もあるが、一般にＯ２
を多量に含む酸化雰囲気の場合が多く、この様な条件で
は非酸化物耐火物は使用できなく、Ｃｒ２Ｏ３（酸化ク
ロム）を含有する耐火物が広く使用されている。
と、中にはＣ（カーボン）系もしくはＳｉＣ（炭化珪
素）系あるいはＣ−ＳｉＣ併用系耐火物で充分な長期耐
用が得られる非酸化性雰囲気の炉もあるが、一般にＯ２
を多量に含む酸化雰囲気の場合が多く、この様な条件で
は非酸化物耐火物は使用できなく、Ｃｒ２Ｏ３（酸化ク
ロム）を含有する耐火物が広く使用されている。
【００１３】前記組成のスラグを使用して酸化雰囲気で
耐食性の比較実験を行うと、確かにＣｒ２Ｏ３含有耐火
物が最も耐食性の良い結果を示し、なおかつ、実炉にお
いても長期耐用を示している。この点は、特開平６−２
９３５７０，特開平８−４８５７４，特開平９−１５０
４９０等に開示されているとおりである。
耐食性の比較実験を行うと、確かにＣｒ２Ｏ３含有耐火
物が最も耐食性の良い結果を示し、なおかつ、実炉にお
いても長期耐用を示している。この点は、特開平６−２
９３５７０，特開平８−４８５７４，特開平９−１５０
４９０等に開示されているとおりである。
【００１４】本発明者は、非クロム系溶融炉用耐火物と
して特開平７−２５６２２９に開示されているアルミナ
・マグネシア質キャスタブルに注目し、従来のクロミア
含有耐火物を内張りした溶融炉に優る耐用を示す溶融炉
を提供すべく鋭意研究の結果本発明を完成するに至っ
た。
して特開平７−２５６２２９に開示されているアルミナ
・マグネシア質キャスタブルに注目し、従来のクロミア
含有耐火物を内張りした溶融炉に優る耐用を示す溶融炉
を提供すべく鋭意研究の結果本発明を完成するに至っ
た。
【００１５】従来の溶融炉に使用されているアルミナ・
クロミア質キャスタブルも、本発明の溶融炉に使用する
アルミナ・マグネシア質キャスタブルも、その耐食性が
スラグの塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ２）の影響を大きく受
けることを見出した。
クロミア質キャスタブルも、本発明の溶融炉に使用する
アルミナ・マグネシア質キャスタブルも、その耐食性が
スラグの塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ２）の影響を大きく受
けることを見出した。
【００１６】回転ドラム法を用いて、第１表に示す従来
のアルミナ・クロミア質キャスタブルＡと本発明に使用
するアルミナ・マグネシア質キャスタブルＢの耐食性の
比較試験を行った。スラグの塩基度（ＣａＯ／Ｓｉ
Ｏ２）を０．２から３．０まで変化させ、酸素プロパン
バーナーで１６５０℃にて６時間の加熱をすることを１
サイクルとして２サイクル繰り返し、溶損量を測定し
て、従来の溶融炉に使用されているＣｒ２Ｏ３１５％の
アルミナ・クロミア質キャスタブルＡの塩基度（ＣａＯ
／ＳｉＯ２）０．５での溶損量を１００とした指数で溶
損量を表示した。その結果を第１図に示す。塩基度（Ｃ
ａＯ／ＳｉＯ２）１．０付近で両者の耐食性が逆転して
いる。
のアルミナ・クロミア質キャスタブルＡと本発明に使用
するアルミナ・マグネシア質キャスタブルＢの耐食性の
比較試験を行った。スラグの塩基度（ＣａＯ／Ｓｉ
Ｏ２）を０．２から３．０まで変化させ、酸素プロパン
バーナーで１６５０℃にて６時間の加熱をすることを１
サイクルとして２サイクル繰り返し、溶損量を測定し
て、従来の溶融炉に使用されているＣｒ２Ｏ３１５％の
アルミナ・クロミア質キャスタブルＡの塩基度（ＣａＯ
／ＳｉＯ２）０．５での溶損量を１００とした指数で溶
損量を表示した。その結果を第１図に示す。塩基度（Ｃ
ａＯ／ＳｉＯ２）１．０付近で両者の耐食性が逆転して
いる。
【００１７】
【第１表】
【００１８】第１図に示されている様にアルミナ・マグ
ネシア質キャスタブルＢの溶損指数は塩基度（ＣａＯ／
ＳｉＯ２）１．５で極小となっている。塩基度が２．０
を越すと融点が高まり、スラグの流動性が悪くなる。従
ってアルミナ・マグネシア質耐火物を内張りした溶融炉
の耐用性を向上させるには、塩基度（ＣａＯ／Ｓｉ
Ｏ２）が１．０〜２．０となるように、ごみ又は灰と助
剤の比率を制御するのが良い。なお、アルミナ・マグネ
シア質キャスタブルのＭｇＯ含量を高めると、溶損指数
が極小を示す塩基度が高塩基度側にずれる傾向がある。
ネシア質キャスタブルＢの溶損指数は塩基度（ＣａＯ／
ＳｉＯ２）１．５で極小となっている。塩基度が２．０
を越すと融点が高まり、スラグの流動性が悪くなる。従
ってアルミナ・マグネシア質耐火物を内張りした溶融炉
の耐用性を向上させるには、塩基度（ＣａＯ／Ｓｉ
Ｏ２）が１．０〜２．０となるように、ごみ又は灰と助
剤の比率を制御するのが良い。なお、アルミナ・マグネ
シア質キャスタブルのＭｇＯ含量を高めると、溶損指数
が極小を示す塩基度が高塩基度側にずれる傾向がある。
【００１９】塩基度を制御するための助剤としては、珪
石、珪砂、粘土、ガラスカレット、消石灰、石灰石、ド
ロマイトなどが使用できる。
石、珪砂、粘土、ガラスカレット、消石灰、石灰石、ド
ロマイトなどが使用できる。
【００２０】第２図は、アルミナ・クロミア質キャスタ
ブルＡとアルミナ・マグネシア質キャスタブルＢの塩基
度（ＣａＯ／ＳｉＯ２）１．５のスラグによる溶損指数
と試験温度の関係を示すグラフである。アルミナ・マグ
ネシア質キャスタブルＢの溶損指数が温度と共に二次曲
線的に上昇している様子がわかる。逆に言えば、アルミ
ナ・マグネシア質キャスタブルは、運転温度低下（もし
くは、外壁の冷却）による溶損スピードの低減効果が大
きいとも言える。アルミナ・クロミア質キャスタブルに
比べてアルミナ・マグネシア質キャスタブルの耐食性が
高温になると急激に低下するのは、マグネシア（Ｍｇ
Ｏ）が加わることによってスラグと耐火物成分とが反応
して稼働面に粘性の低いガラスができるためと考えられ
る。ＭｇＯはガラスの粘性を低下させる働きがある。ア
ルミナ・マグネシア質キャスタブルはこの様な性質を有
するので、本発明の溶融炉は水冷ジャケット、水冷パネ
ル、水冷管、水冷パイプ等の水冷装置を具備することを
要件とする。
ブルＡとアルミナ・マグネシア質キャスタブルＢの塩基
度（ＣａＯ／ＳｉＯ２）１．５のスラグによる溶損指数
と試験温度の関係を示すグラフである。アルミナ・マグ
ネシア質キャスタブルＢの溶損指数が温度と共に二次曲
線的に上昇している様子がわかる。逆に言えば、アルミ
ナ・マグネシア質キャスタブルは、運転温度低下（もし
くは、外壁の冷却）による溶損スピードの低減効果が大
きいとも言える。アルミナ・クロミア質キャスタブルに
比べてアルミナ・マグネシア質キャスタブルの耐食性が
高温になると急激に低下するのは、マグネシア（Ｍｇ
Ｏ）が加わることによってスラグと耐火物成分とが反応
して稼働面に粘性の低いガラスができるためと考えられ
る。ＭｇＯはガラスの粘性を低下させる働きがある。ア
ルミナ・マグネシア質キャスタブルはこの様な性質を有
するので、本発明の溶融炉は水冷ジャケット、水冷パネ
ル、水冷管、水冷パイプ等の水冷装置を具備することを
要件とする。
【００２１】アルミナ・マグネシア質不定形耐火物の裏
面にＣ（カーボン）とＳｉＣ（炭化珪素）の合量が７０
重量％以上の耐火物を用いると裏張りの熱伝導率が高い
ため、内張り耐火物に対する冷却効果があり、耐用向上
につながる。
面にＣ（カーボン）とＳｉＣ（炭化珪素）の合量が７０
重量％以上の耐火物を用いると裏張りの熱伝導率が高い
ため、内張り耐火物に対する冷却効果があり、耐用向上
につながる。
【００２２】本発明の溶融炉の裏張りに使用する耐火物
はカーボン質、炭化珪素質、カーボン・炭化珪素質等、
いずれを主成分とするものであってもよく、また定形耐
火物と不定形耐火物のいずれも使用可能であり、Ｃ（カ
ーボン）とＳｉＣ（炭化珪素）の合量が７０重量％以上
で熱伝導率が７Ｗ／ｍ・Ｋ より大きいものが好まし
い。
はカーボン質、炭化珪素質、カーボン・炭化珪素質等、
いずれを主成分とするものであってもよく、また定形耐
火物と不定形耐火物のいずれも使用可能であり、Ｃ（カ
ーボン）とＳｉＣ（炭化珪素）の合量が７０重量％以上
で熱伝導率が７Ｗ／ｍ・Ｋ より大きいものが好まし
い。
【００２３】本発明の溶融炉の内面に使用するアルミナ
・マグネシア質不定形耐火物は、キャスタブル耐火物、
プラスチック耐火物、鏝塗り耐火物、吹付材、パッチン
グ材等いずれの形態のものでもよく、状況に応じて適宜
選定するのが適当である。
・マグネシア質不定形耐火物は、キャスタブル耐火物、
プラスチック耐火物、鏝塗り耐火物、吹付材、パッチン
グ材等いずれの形態のものでもよく、状況に応じて適宜
選定するのが適当である。
【００２４】アルミナ・マグネシア質不定形耐火物のＡ
ｌ２Ｏ３とＭｇＯの合量は８５重量％以上が好ましく、
さらに好ましいのは、ＭｇＯの含量を５〜１５重量％に
限定した範囲が最適である。
ｌ２Ｏ３とＭｇＯの合量は８５重量％以上が好ましく、
さらに好ましいのは、ＭｇＯの含量を５〜１５重量％に
限定した範囲が最適である。
【００２５】第３図は、アルミナ・マグネシア質キャス
タブルとアルミナ・クロミア質キャスタブルのＳｉＯ２
含量を変えて、塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ２）１．５のス
ラグを使用して１６５０℃で６時間の浸食試験を２サイ
クル行った結果を示したものである。アルミナ・クロミ
ア質キャスタブルの試片は第１表の従来例Ａをベースと
して、アルミナのみをＳｉＯ２質原料と置換し、酸化ク
ロム他の原料は同一とする条件で調整した。同様にアル
ミナ・マグネシア質キャスタブルの試片は第１表の実施
例Ｂをベースとして、アルミナのみをＳｉＯ２質原料と
置換し、マグネシア他の原料は同一とする条件で調整し
た。アルミナ・クロミア質キャスタブルは、ＳｉＯ２含
量増大による溶損指数の上昇がわずかであるが、アルミ
ナ・マグネシア質キャスタブルの場合、ＳｉＯ２含量が
５重量％を越えると急激に溶損指数が上昇していること
がわかる。
タブルとアルミナ・クロミア質キャスタブルのＳｉＯ２
含量を変えて、塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ２）１．５のス
ラグを使用して１６５０℃で６時間の浸食試験を２サイ
クル行った結果を示したものである。アルミナ・クロミ
ア質キャスタブルの試片は第１表の従来例Ａをベースと
して、アルミナのみをＳｉＯ２質原料と置換し、酸化ク
ロム他の原料は同一とする条件で調整した。同様にアル
ミナ・マグネシア質キャスタブルの試片は第１表の実施
例Ｂをベースとして、アルミナのみをＳｉＯ２質原料と
置換し、マグネシア他の原料は同一とする条件で調整し
た。アルミナ・クロミア質キャスタブルは、ＳｉＯ２含
量増大による溶損指数の上昇がわずかであるが、アルミ
ナ・マグネシア質キャスタブルの場合、ＳｉＯ２含量が
５重量％を越えると急激に溶損指数が上昇していること
がわかる。
【００２６】第４図は、第１表の実施例Ｂに示すアルミ
ナ・マグネシア質キャスタブルにスチールファイバーを
添加して熱伝導率を測定した結果を示したものである。
アルミナに置換してスチールファイバーを添加して試片
とした。スチールファイバーを添加することによって熱
伝導率が上昇する様子がわかる。添加量が８重量％を越
すと熱伝導率が上昇しなくなる。スチールファイバーに
よってキャスタブルの充填性が阻害されたためと考えら
れる。
ナ・マグネシア質キャスタブルにスチールファイバーを
添加して熱伝導率を測定した結果を示したものである。
アルミナに置換してスチールファイバーを添加して試片
とした。スチールファイバーを添加することによって熱
伝導率が上昇する様子がわかる。添加量が８重量％を越
すと熱伝導率が上昇しなくなる。スチールファイバーに
よってキャスタブルの充填性が阻害されたためと考えら
れる。
【００２７】本発明に使用するスチールファイバーの形
状は特に限定するものではなく、ストレート、波形、ね
じれ形等の任意のものが使用可能である。
状は特に限定するものではなく、ストレート、波形、ね
じれ形等の任意のものが使用可能である。
【００２８】スチールファイバーによるセルフコーチン
グ生成促進のメカニズムは次のように考えられる。運転
開始初期に耐火物の炉内表面においてスチールファイバ
ーが酸化することによって生成した酸化鉄とごみ又は灰
が反応して低融点物質となり融着すると考えられる。炉
内温度が上昇し、操業温度に適しても、スチールファイ
バーに基づく高熱伝導性によりコーチングが冷却安定化
される。スチールファイバーを加えない場合、アルミナ
・マグネシア質耐火物の溶損が進行する温度になるまで
融着が開始しない。アルミナとかマグネシアにくらべて
酸化鉄の方が、スラグの融点を低下させる作用が強い。
グ生成促進のメカニズムは次のように考えられる。運転
開始初期に耐火物の炉内表面においてスチールファイバ
ーが酸化することによって生成した酸化鉄とごみ又は灰
が反応して低融点物質となり融着すると考えられる。炉
内温度が上昇し、操業温度に適しても、スチールファイ
バーに基づく高熱伝導性によりコーチングが冷却安定化
される。スチールファイバーを加えない場合、アルミナ
・マグネシア質耐火物の溶損が進行する温度になるまで
融着が開始しない。アルミナとかマグネシアにくらべて
酸化鉄の方が、スラグの融点を低下させる作用が強い。
【００２９】なお、本発明は溶融炉内面のうち、主とし
て、従来より損傷が激しい側壁下部の改善に関するもの
であるが、側壁上部および天井部等の条件のゆるい部分
は、前述のカーボン質、炭化珪素質、カーボン・炭化珪
素質およびアルミナ・マグネシア質耐火物を使用せず、
高アルミナ質耐火物等とすることは差支えない。
て、従来より損傷が激しい側壁下部の改善に関するもの
であるが、側壁上部および天井部等の条件のゆるい部分
は、前述のカーボン質、炭化珪素質、カーボン・炭化珪
素質およびアルミナ・マグネシア質耐火物を使用せず、
高アルミナ質耐火物等とすることは差支えない。
【００３０】
【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。なお、これ等の図では、側壁上部、炉蓋（天井），
出滓口，メタル排出口，および熱源となる電極，トー
チ，羽口等は省略し、示していない。
る。なお、これ等の図では、側壁上部、炉蓋（天井），
出滓口，メタル排出口，および熱源となる電極，トー
チ，羽口等は省略し、示していない。
【００３１】第５図は、従来技術に係る溶融炉を説明す
るための縦断面概略図である。内張耐火物１はアルミナ
・クロミア質キャスタブルＡである。アルミナ・クロミ
ア質キャスタブルＡは耐食性が良いので長期間の安定使
用が可能であるが、６価クロム（Ｃｒ６＋）生成の問題
をかかえている。
るための縦断面概略図である。内張耐火物１はアルミナ
・クロミア質キャスタブルＡである。アルミナ・クロミ
ア質キャスタブルＡは耐食性が良いので長期間の安定使
用が可能であるが、６価クロム（Ｃｒ６＋）生成の問題
をかかえている。
【００３２】第６図は別の従来例を説明するための溶融
炉の縦断面図であり、６は炭化珪素質キャスタブルＧを
内張りしたものである。
炉の縦断面図であり、６は炭化珪素質キャスタブルＧを
内張りしたものである。
【００３３】第７図は、第６図に示した溶融炉を３ケ月
運転し、スラグライン部からガスゾーンにかけての損傷
が激しいことを示す同炉の縦断面の説明図である。最も
損傷の激しいスラグライン部で、原寸の約１／４まで損
耗していた。ＳｉＣが酸化したことによって損傷が促進
されたと考えられる。
運転し、スラグライン部からガスゾーンにかけての損傷
が激しいことを示す同炉の縦断面の説明図である。最も
損傷の激しいスラグライン部で、原寸の約１／４まで損
耗していた。ＳｉＣが酸化したことによって損傷が促進
されたと考えられる。
【００３４】第８図は、第７図に示した溶融炉の損傷部
をパッチング材Ｄで補修した後の状態を示す同炉の縦断
面の説明図である。補修後、更に２ケ月の運転が可能で
あった。
をパッチング材Ｄで補修した後の状態を示す同炉の縦断
面の説明図である。補修後、更に２ケ月の運転が可能で
あった。
【００３５】第９図は、炭化珪素質れんがＦの内面にア
ルミナ・マグネシア質キャスタブルＢを用いた溶融炉の
縦断面の説明図である。スラグライン部からガスゾーン
にかけての酸化損傷がなく、炭化珪素れんがの高熱伝導
性に基づく冷却効果により、裏張り炭化珪素質れんが露
出までに４ケ月の耐用があった。
ルミナ・マグネシア質キャスタブルＢを用いた溶融炉の
縦断面の説明図である。スラグライン部からガスゾーン
にかけての酸化損傷がなく、炭化珪素れんがの高熱伝導
性に基づく冷却効果により、裏張り炭化珪素質れんが露
出までに４ケ月の耐用があった。
【００３６】第１０図は、炭化珪素質キャスタブルＧの
内面にスチールファイバー入りキャスターＣを用いた溶
融炉の運転時の状態を示す縦断面の説明図である。炉内
面にセルフコーチングが付着しているのが確認され高耐
用が期待できる。
内面にスチールファイバー入りキャスターＣを用いた溶
融炉の運転時の状態を示す縦断面の説明図である。炉内
面にセルフコーチングが付着しているのが確認され高耐
用が期待できる。
【００３７】第１１図は、別の実施例を示す溶融炉の縦
断面の説明図である。水冷装置に接する部分に黒鉛質れ
んがＥを用い、スラグライン付近でアルミナ・マグネシ
ア質キャスタブルＢを打ち継いだものである。黒鉛質れ
んがの熱伝導率が高いので高耐用が期待される。
断面の説明図である。水冷装置に接する部分に黒鉛質れ
んがＥを用い、スラグライン付近でアルミナ・マグネシ
ア質キャスタブルＢを打ち継いだものである。黒鉛質れ
んがの熱伝導率が高いので高耐用が期待される。
【００３８】上記実施例の溶融炉は、塩基度（ＣａＯ／
ＳｉＯ２）１．１〜１．４のスラグを１４００〜１６０
０℃で溶融している炉についてのものである。
ＳｉＯ２）１．１〜１．４のスラグを１４００〜１６０
０℃で溶融している炉についてのものである。
【００３９】
【発明の効果】本発明の溶融炉は、非クロム系耐火物で
構成されているので六価クロム（Ｃｒ６＋）生成の心配
がないものである。非クロム系であったも、各種水冷装
置による冷却効果が充分にあらわれる構成であるから、
プラズマ溶融炉，直流電気抵抗式溶融炉，ガス化溶融炉
等各種形式の溶融炉に適用でき、従来以上の高耐用が得
られるので、実用上極めて有用である。
構成されているので六価クロム（Ｃｒ６＋）生成の心配
がないものである。非クロム系であったも、各種水冷装
置による冷却効果が充分にあらわれる構成であるから、
プラズマ溶融炉，直流電気抵抗式溶融炉，ガス化溶融炉
等各種形式の溶融炉に適用でき、従来以上の高耐用が得
られるので、実用上極めて有用である。
【００４０】また、本発明方法によれば、本発明の溶融
炉の特性を最も有効に活用できるので更に高耐用が得ら
れる。
炉の特性を最も有効に活用できるので更に高耐用が得ら
れる。
【第１図】アルミナ・クロミア質キャスタブルとアルミ
ナ・マグネシア質キャスタブルについての塩基度と耐食
性の関係を示す図。
ナ・マグネシア質キャスタブルについての塩基度と耐食
性の関係を示す図。
【第２図】アルミナ・クロミア質キャスタブルとアルミ
ナ・マグネシア質キャスタブルについての温度と耐食性
の関係を示す図。
ナ・マグネシア質キャスタブルについての温度と耐食性
の関係を示す図。
【第３図】アルミナ・クロミア質キャスタブルとアルミ
ナ・マグネシア質キャスタブルについてのＳｉＯ２含量
と耐食性の関係を示す図。
ナ・マグネシア質キャスタブルについてのＳｉＯ２含量
と耐食性の関係を示す図。
【第４図】アルミナ・マグネシア質キャスタブルにスチ
ールファイバーを添加した時の熱伝導率の変化を示す
図。
ールファイバーを添加した時の熱伝導率の変化を示す
図。
【第５図】アルミナ・クロミア質キャスタブルを使用し
た従来の溶融炉の縦断面説明図。
た従来の溶融炉の縦断面説明図。
【第６図】炭化珪素質キャスタブルを使用した従来の溶
融炉の縦断面説明図。
融炉の縦断面説明図。
【第７図】炭化珪素質キャスタブルを使用した従来の溶
融炉の損傷状況を示す縦断面説明図。
融炉の損傷状況を示す縦断面説明図。
【第８図】本発明の実施例を示す溶融炉の縦断面説明
図。
図。
【第９図】本発明の他の実施例を示す溶融炉の縦断面説
明図。
明図。
【第１０図】本発明のさらに他の実施例を示す溶融炉の
縦断面説明図。
縦断面説明図。
【第１１図】本発明のそのまた他の実施例を示す溶融炉
の縦断面説明図。
の縦断面説明図。
１ 水冷装置 ２ ごみ又は灰 ３ スラグライン ４ 溶融スラグ ５ アルミナ・クロミア質キャスタブルＡ ６ 炭化珪素質キャスタブルＧ ７ ガスゾーン ８ パッチング材Ｄ ９ 炭化珪素質れんがＦ １０ アルミナ・マグネシア質キャスタブルＢ １１ スチールファイバー入りキャスタブルＣ １２ セルフコーチング １３ 黒鉛質れんがＥ
Claims (6)
- 【請求項１】 水冷装置を有する溶融炉において、溶融
炉の内壁の水冷部側の少なくとも一部にＣ（カーボン）
とＳｉＣ（炭化珪素）の合量が７０重量％以上の耐火物
を用い、その内面の少なくとも一部にアルミナ・マグネ
シア質不定形耐火物を用いたことを特徴とする溶融炉。 - 【請求項２】 前記アルミナ・マグネシア質不定形耐火
物のＡｌ２Ｏ３とＭｇＯの合計含有量が８５重量％以上
であり、ＳｉＯ２含有量が５重量％以下であることを特
徴とする請求項１に記載の溶融炉。 - 【請求項３】 損傷したカーボン・炭化珪素質耐火物の
炉内面をアルミナ・マグネシア質不定形耐火物で補修し
てなる請求項１又は２に記載の溶融炉。 - 【請求項４】 不定形耐火物がキャスタブル耐火物又は
パッチング材又は吹付材であることを特徴とする請求項
１〜３のいずれか１項に記載の溶融炉。 - 【請求項５】 アルミナ・マグネシア質不定形耐火物に
スチールファイバーを外配で０．５〜７重量％添加する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の溶融
炉。 - 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか１項に記載の溶
融炉において、スラグの塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ２）が
１．０〜２．０となるように、ゴミ又は灰と助剤の装入
比率を制御することを特徴とするごみ又は灰の溶融方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35214599A JP2001132932A (ja) | 1999-11-06 | 1999-11-06 | 溶融炉および溶融方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35214599A JP2001132932A (ja) | 1999-11-06 | 1999-11-06 | 溶融炉および溶融方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001132932A true JP2001132932A (ja) | 2001-05-18 |
Family
ID=18422094
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35214599A Pending JP2001132932A (ja) | 1999-11-06 | 1999-11-06 | 溶融炉および溶融方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001132932A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010101620A (ja) * | 2009-11-19 | 2010-05-06 | Nippon Steel Engineering Co Ltd | 廃棄物溶融炉の耐火物構造 |
-
1999
- 1999-11-06 JP JP35214599A patent/JP2001132932A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010101620A (ja) * | 2009-11-19 | 2010-05-06 | Nippon Steel Engineering Co Ltd | 廃棄物溶融炉の耐火物構造 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080115 |
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