JP2001254927A

JP2001254927A - 溶融炉

Info

Publication number: JP2001254927A
Application number: JP2000067347A
Authority: JP
Inventors: Keishin Machida; 敬信町田; Kenji Taura; 健治田浦; Toru Kikuchi; 亨菊地
Original assignee: Nissei Ltd; Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp; Nissei Ltd
Priority date: 2000-03-10
Filing date: 2000-03-10
Publication date: 2001-09-21

Abstract

(57)【要約】【課題】溶融炉の運転中に漸次増加する溶融メタルの
排出と、必要に応じた溶湯の全量の排出とを炉体を傾動
させることなしに行う。【解決手段】炉体の出滓口２２から溶融スラグ６１が
オーバーフローにより取出されている間に、炉体内部で
漸次増加していく溶融メタル６２を、炉体側の上下各層
の溶湯の比重及び各層の厚さに応じて、炉体外部の下層
の溶湯排出口１０１へ誘導し、その所定の高さへ上昇さ
せ、オーバーフローにより連続滴下する。また、出湯口
１０２の開放により、炉体内部の溶湯を誘導して抜き出
す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、焼却灰（主焼却
灰、飛灰）などの溶融に使用する溶融炉に関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、都市ごみや産業廃棄物などの焼却
により発生する焼却灰をさらに減容化、無害化するため
に、焼却灰を溶融処理する灰溶融炉が注目されている。
その一つに電気を熱源とする灰溶融炉がある。この電気
溶融方式には、アーク方式、プラズマ方式等があり、各
方式とも熱源加熱の方式が異なるが、炉底のメタルによ
るフライパン効果を期待した加熱溶融が行われる。これ
らの灰溶融炉によれば、炉内で加熱された焼却灰は一定
時間経過すると溶け出し、焼却灰に混入している重い金
属類（鉄、銅など）は下層に沈殿し、溶融された軽い灰
はスラグとなって上層に浮遊する。すなわち溶湯は下に
溶融メタルの層、上に溶融スラグの層になって分離され
る。そこに新たに焼却灰が供給されると、同様に加熱さ
れ、これが溶融メタル、溶融スラグに分離される。この
ようにして徐々に溶湯の湯面が上昇されていき、湯面が
出滓口まで上がってくると、溶湯上層の溶融スラグが炉
外に排出される。排出された溶融スラグは水冷又は空冷
の方法により固化される。このようにして焼却灰は溶融
により、スラグとなって、２分の１から３分の１程度に
減容される。なお、溶融スラグは重金属の溶出が防止さ
れるため、建設資材などに再利用することができる。

【０００３】さて、このような灰溶融炉では、溶融メタ
ルはプラズマアークを安定させるのに必要不可欠である
ものの、溶融メタルが溜まり過ぎ、溶融スラグの量が過
少になると、焼却灰の溶融に支障をきたす。また、炉内
の溶融メタルの層が出滓口まで上がってくると、これが
炉外に排出されて溶融スラグに混ざってしまうため、溶
湯から溶融メタルを必要量だけ抜き出す必要がある。

【０００４】従来は、炉体に傾動装置を設けていて、溶
融運転を停止してから、炉体を傾動して、その出滓口か
ら溶湯をオーバーフローさせて溶融メタルを必要量だけ
排出している。

【０００５】また、定置式の炉体にあっては、開口機を
用いて炉の周面に穴を穿ち、この穴を通じて溶融メタル
を必要量だけ排出している。この場合、溶融メタルを必
要量だけ排出したら、マットガン（あるいは耐火物挿入
機、閉口機）を用いて、開けた穴に耐火物を詰めてこれ
を閉塞する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
灰溶融炉における溶湯の排出方式では、次のような問題
がある。（１）傾動式の灰溶融炉の場合、炉体の傾動により、溶
融メタルを溶融スラグの出滓口から流し出すため、溶融
メタルを排出する前にまず溶融スラグを全て抜き出す必
要があり、作業効率が悪く、溶融メタルの排出に多くの
時間を必要とする。また、灰溶融運転上、溶融メタル層
上に常に一定量の溶融スラグを浮遊させておく必要があ
り、本来、溶融スラグを全て抜き出すことは好ましくな
い。また、溶融メタルの排出中は、焼却灰を溶融できな
いため、灰溶融炉の運転を長時間に亘り停止する必要が
ある。（２）傾動式の灰溶融炉の場合、炉体の傾動により、溶
融メタルを溶融スラグの出滓口から流し出すため、溶融
メタルがスラグ水砕層に排出され、その排出速度によっ
ては水蒸気爆発が発生する虞があり、作業上、十分な注
意が必要になっている。また、炉底に用いられている耐
火物の点検や補修など灰溶融炉のメンテナンスが数ヶ月
毎に定期的に行われるが、このときに溶湯をすべて排出
する必要がある。この場合、炉体の傾動により、溶湯を
出滓口から流し出すため、溶湯を全量排出するために
は、炉体を少なくとも２０度乃至３０度以上、大きく傾
動させなければならない。ところが、炉体には集塵ダク
ト、灰装入コンベア、スラグ排出カバーなどが接続され
ていて、炉体を大きく傾動させるためには、これらの周
辺装置を炉体から切り離し、又はフレキシブルに接続す
ることが必要で、このため設備全体の構造が複雑化し、
その作業が容易ではなく、多くの時間を必要としてい
る。（３）定置式の灰溶融炉の場合、開口機を用いて炉体に
穴を開ける方法は、溶融運転を停止することなく溶融メ
タルのみを排出することができる利点があるものの、開
口機で穴を穿つ作業、併せてマットガンで穴を塞ぐ作業
は大きな騒音と激しい振動を伴い、また、開口中又は閉
口中に穴から溶湯が飛散する虞があり、作業性、安全性
の点で改善が望まれる。そこで、本発明は、傾動式の溶
融炉に起因する従来の問題を解決し、炉体を傾動させる
ことなく、溶融炉の運転中に漸次増加する溶融メタルを
確実、かつ円滑に排出して、常に溶融メタル層上に焼却
灰の溶融に必要な一定量の溶融スラグを保つことができ
るとともに、炉体のメンテナンスなど必要に応じて炉内
の全量の溶湯を容易にかつ、短時間に排出することがで
き、さらに、定置式の溶融炉に起因する従来の問題を解
決し、溶融炉の運転中に漸次増加する溶融メタルを排出
する場合でも、また炉体のメンテナンスなど必要に応じ
て炉内の全量の溶湯を排出する場合でも、騒音、振動を
伴う穴を穿つ作業や穴を塞ぐ作業を不要にして、容易か
つ、安全に、しかも確実に溶湯を排出することのできる
溶融炉を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の溶融炉においては、炉体外部に管体により
形成し、一端を炉体内部の炉底側に貫装連結するととも
に、この連結端に対して上方に他端を配置して、その所
定の高さに開口を設け、炉体側の上下各層の溶湯の比重
及び各層の厚さに応じて炉体内部の溶湯から下層の溶湯
を炉体外部に誘導して連続的に取出可能な下層の溶湯排
出口と、下層の溶湯排出口内の溶湯を加熱可能な加熱手
段とを備え、炉体の出滓口から上層の溶湯がオーバーフ
ローにより取出されている間に、炉体内部で漸次増加す
る下層の溶湯を炉体外部の下層の溶湯排出口へ誘導し、
その所定の高さから、オーバーフローにより連続滴下す
る。また、炉体外部に管体により形成し、一端を炉体内
部の炉底側に貫装連結するとともに、この連結端に対し
て下方に他端を配置し、開口を設け、炉体側の溶湯を誘
導してその全量を出湯可能な出湯口と、出湯口を開閉可
能な閉塞部材と、出湯口内の溶湯を加熱可能な加熱手段
とを備え、出湯口の開放により、この出湯口を通じて炉
体内部の溶湯を抜き出す。このようにして、炉体を傾動
させることなしに、溶融炉の運転中に漸次増加する溶融
メタルを確実、かつ円滑に排出して、常に溶融メタル層
上に焼却灰の溶融に必要な一定量の溶融スラグを保つこ
とができるとともに、炉体のメンテナンスなど必要に応
じて炉内の全量の溶湯を容易にかつ、短時間に排出する
ことができる。また、溶融炉の運転中に漸次増加する溶
融メタルを排出する場合でも、あるいは炉体のメンテナ
ンスなど必要に応じて炉内の全量の溶湯を排出する場合
でも、騒音、振動を伴う穴を穿つ作業や穴を塞ぐ作業を
不要にして、容易かつ、安全に、しかも確実に溶湯を排
出することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の溶融炉
は、炉体外部に管体により形成され、一端を炉体内部の
炉底側に貫装連結されるとともに、この連結端に対して
上方に他端を配置され、その所定の高さに開口が設けら
れて、炉体側の上下各層の溶湯の比重及び各層の厚さに
応じて炉体内部の溶湯から下層の溶湯を炉体外部に誘導
して連続的に取出可能な下層の溶湯排出口と、下層の溶
湯排出口内の溶湯を加熱可能な加熱手段とを備えたもの
である。本発明の請求項２に記載の溶融炉は、請求項１
の構成において、下層の溶湯排出口は、略Ｌ字形に形成
され、炉体に連結されて略水平方向に配置された第１の
管と、第１の管に略垂直方向に向けて連接された第２の
管とを備え、第２の管の所定の高さに開口を備えるもの
である。本発明の請求項３に記載の溶融炉は、請求項１
の構成において、下層の溶湯排出口は、略Ｌ字形に形成
され、炉体に連結されて略水平方向に配置された第１の
管と、第１の管に略垂直方向に向けて連接された第２の
管とを備え、第２の管の所定の高さに開口に代えて下方
に向けて折り返し経路が形成されて、その先端に開口を
備えるものである。本発明の請求項４に記載の溶融炉
は、請求項１乃至３のいずれかの構成において、所定の
高さは、炉体側の上層の溶湯取出レベルに対して下がっ
た位置に設定され、所定の高さをｈ３、炉体内部の上層
の溶湯の比重をγ１、その層の厚さをｈ１、下層の溶湯
の比重をγ２、その層の厚さをｈ２とした場合、次式（γ１×ｈ１）＋（γ２×ｈ２）＝γ２×ｈ３から算出されるものである。上記各構成から、炉体内部
へ被溶融物が投入され、加熱溶融される工程の繰り返し
により、溶湯がその成分の比重差により上下に分離され
ながら湯面を上昇し、炉体に形成された出滓口から上層
の溶湯がオーバーフローにより取出されるとともに、炉
体内部で下層の溶湯が漸次増加していき、これが炉体側
の上下各層の溶湯の比重及び各層の厚さに応じて炉体外
部の下層の溶湯排出口へ誘導されて、この溶湯排出口を
所定の高さへ上昇され、オーバーフローにより連続滴下
される。この下層の溶湯排出口に誘導された溶湯は加熱
手段により加熱されていて、溶湯が溶湯排出口を上昇し
ている間に固化することなく、円滑に排出される。した
がって、灰溶融炉に適用した場合、炉体側の溶湯から、
漸次増加する下層の溶融メタルを必要量だけ連続的に排
出することができ、上層に一定量の溶融スラグを保持す
ることができる。本発明の請求項５に記載の溶融炉は、
炉体外部に管体により形成され、一端を炉体内部の炉底
側に貫装連結されるとともに、この連結端に対して下方
に他端、開口を配置されて、炉体内部の溶湯を誘導して
その全量を出湯可能な出湯口と、出湯口を開閉可能な閉
塞部材と、出湯口内の溶湯を加熱可能な加熱手段とを備
えたものである。本発明の請求項６に記載の溶融炉は、
請求項５の構成において、出湯口は、略逆Ｌ字形に形成
され、炉体に連結されて略水平方向に配置された第１の
管と、第１の管に略垂直方向に向けて連接された第２の
管とを備え、閉塞部材は、第２の管内部に装填可能な耐
火物と、第２の管の下部開口をその外側で開閉可能な蓋
機構とを備えるものである。上記各構成から、出湯口の
開放により、この出湯口を通じて炉体内部の溶湯が誘導
され、抜き出される。この出湯口に誘導された溶湯は加
熱手段により加熱されていて、溶湯が出湯口を下降して
いる間に固化することなく、円滑に排出される。したが
って、灰溶融炉に適用した場合、焼却灰の溶湯を全量排
出することができる。本発明の請求項７に記載の溶融炉
は、請求項６の構成において、第２の管内で突き部材を
昇降駆動し、第２の管内部の付着物を除去する付着物除
去機構を備えるものである。上記構成から、出湯口を開
放する場合に、その途中に溶融メタルの固化層などの付
着物があっても、付着物除去装置の突き部材の突き動作
により溶融メタルの固化層を突き破り、出湯口を有効に
穿通することができる。したがって、灰溶融炉に適用し
た場合、焼却灰の溶湯を全量、確実に排出することがで
きる。本発明の請求項８に記載の溶融炉は、炉体外部に
管体により形成され、一端を炉体内部の炉底側に貫装連
結されるとともに、この連結端に対して上方に他端を配
置され、その所定の高さに開口が設けられて、炉体側の
上下各層の溶湯の比重及び各層の厚さに応じて炉体内部
の溶湯から下層の溶湯を炉体外部に誘導して連続的に取
出可能な下層の溶湯排出口と、炉体外部に管体により形
成され、一端を炉体内部の炉底側に貫装連結されるとと
もに、この連結端に対して下方に他端、開口を配置され
て、炉体側の溶湯を誘導してその全量を出湯可能な出湯
口と、出湯口を開閉可能な閉塞部材と、下層の溶湯排出
口内及び出湯口内の溶湯を加熱可能な加熱手段とを備え
たものである。本発明の請求項９に記載の溶融炉は、請
求項８の構成において、下層の溶湯排出口と出湯口と
を、炉体に連結されて略水平方向に配置された共通の第
１の管と、第１の管に略垂直方向に向けて連接された共
通の第２の管とにより一体的に構成され、第２の管の所
定の高さに下層の溶湯排出口の開口を備え、第２の管の
下部に出湯口の開口を備えるものである。上記各構成か
ら、炉体の出滓口から上層の溶湯がオーバーフローによ
り取出されている間に、炉体内部で下層の溶湯が漸次増
加していき、これが炉体側の上下各層の溶湯の比重及び
各層の厚さに応じて炉体外部の下層の溶湯排出口へ誘導
され、この溶湯排出口を所定の高さへ上昇され、オーバ
ーフローにより連続滴下される。この下層の溶湯排出口
に誘導された溶湯は加熱手段により加熱されていて、溶
湯が溶湯排出口を上昇している間に固化することなく、
円滑に排出される。したがって、灰溶融炉に適用した場
合、炉体側の溶湯から、漸次増加する下層の溶融メタル
を必要量だけ連続的に排出することができ、上層に一定
量の溶融スラグを保持することができる。また、出湯口
の開放により、この出湯口を通じて炉体内部の溶湯が抜
き出される。出湯口に誘導された溶湯は加熱手段により
加熱されていて、溶湯が出湯口を下降している間に固化
することなく、円滑に排出される。したがって、灰溶融
炉に適用した場合、焼却灰の溶湯を全量排出することが
できる。本発明の請求項１０に記載の溶融炉は、請求項
８の構成において、第２の管の所定の高さに開口に代え
て下方に向けて折り返し経路が形成されて、その先端に
溶湯排出口の開口を出湯口の開口に近接して備えるもの
である。上記構成から、出湯に際し、炉体内部から出湯
口を通じて抜き出された溶湯を炉体外部において下層の
溶湯排出口と共通の位置で排出処理することができ、溶
湯を効率的に排出することができる。本発明の請求項１
１に記載の溶融炉は、請求項１乃至１０のいずれかの構
成において、下層の溶湯排出口又は出湯口の管体は導電
体により形成され、加熱手段に、下層の溶湯排出口及び
／又は出湯口の管体を誘導加熱する手段を備えるもので
ある。上記構成から、加熱手段の誘導加熱により、下層
の溶湯排出口及び／又は出湯口内の溶湯を加熱すること
ができる。したがって、灰溶融炉に適用した場合、溶湯
が溶湯排出口又は出湯口を上昇又は下降している間に固
化することなく、円滑に排出することができる。

【０００９】以下、本発明の実施例について図を用いて
説明する。図１乃至図３は本発明の第１の実施例におけ
る灰溶融炉を示し、図１はその断面図であり、図２はそ
の平面図であり、図３はその要部拡大断面図である。（実施例１）図１、図２において、灰溶融炉１はプラズ
マ方式の電気炉として構成され、電極（負極側）３を設
置された炉体２と、電極（正極側）４を垂下された天壁
５とを備える。炉体２には、その周壁２０に炉底２１か
ら所定の高さに溶湯の出滓口２２が形成されている。灰
溶融炉１の運転により、焼却灰が加熱溶融されるととも
に、その溶湯の湯面が上昇され、この出滓口２２からオ
ーバーフローすることにより、溶湯６上層の溶融スラグ
６１が連続滴下により取出される。

【００１０】炉体２の周壁２０にはまた、出滓口２２と
は別に、出湯装置１０が設けられている。この出湯装置
１０の場合、炉体２内部の溶融メタル６２を連続的に排
出するための下層の溶湯排出口１０１と、炉体内部の全
量の溶湯を抜き出すための出湯口１０２とを一体に備え
た構造になっている。

【００１１】出湯装置１０は、炉体２外部に形成され、
第１、第２の管１１、１２と、加熱装置１９とを備え
る。第１、第２の管１１，１２は導電体である黒鉛によ
り略中空円筒状に形成されている。なお、これらの管１
１，１２は、溶湯の高熱（１５５０℃〜１６００℃）に
対して長期間の使用に耐え得るように、炭化珪素などで
内面処理が施されている。第１の管１１は、一端が炉体
２の周壁２０下部から炉体２内部の炉底２１に貫装連結
されて、略水平方向に配置されている。第２の管１２
は、第１の管１１の他端に略垂直方向に向けて一体に連
接され、連通されている。この第２の管１２には、その
所定の高さに開口１３が形成されていて、その下部に開
口１４が形成されている。

【００１２】この第１、第２の管１１，１２の略L字形
をなす部分に下層の溶湯排出口１０１が構成されてい
る。すなわち、図３に示すように、下層の溶湯排出口１
０１は、炉体２に連結され、略水平方向に配置された第
１の管１１と、第１の管１１に略垂直方向に向けて連接
された第２の管１２とにより、略Ｌ字形に形成されて、
炉体２に連結された一端（連結端）に対して他端が上方
に配置され、その所定の高さに開口１３が設けられてい
る。ここでいう所定の高さは、炉体２側の上層の溶湯取
出レベル（出滓口２２レベル）に対して下がった位置に
設定されていて、図１に示すように、この所定の高さを
ｈ３、炉体２内部の上層の溶湯６（溶融スラグ６１）の
比重をγ１、その層の厚さをｈ１、下層の溶湯６（溶融
メタル６２）の比重をγ２、その層の厚さをｈ２とした
場合、次式から算出される。（γ１×ｈ１）＋（γ２×
ｈ２）＝γ２×ｈ３このようにして、炉体２側の上下各
層の溶湯６の比重及び各層の厚さに応じて炉体２内部の
溶湯６から下層の溶融メタル６２を炉体２外部の下層の
溶湯排出口１０１へ誘導し、漸次増加する溶融メタル６
２を連続的に取出可能にしている。

【００１３】また、第１、第２の管１１，１２の略逆L
字形をなす部分に出湯口１０２が構成されている。すな
わち、図３に示すように、出湯口１０２は、炉体２に連
結され、略水平方向に配置された第１の管１１と、第１
の管１１に略垂直方向に向けて連接された第２の管１２
とにより、略逆Ｌ字形に形成されて、炉体２に連結され
た一端（連結端）に対して他端が下方に配置され、その
下端に開口１４が設けられている。このようにして炉体
２内部の溶湯６を炉体２外部の出湯口１０２へ誘導し、
その全量を排出可能にしている。

【００１４】この出湯口１０２に、開口１４を開閉可能
に閉塞する閉塞部材１５が設けられている。ここで閉塞
部材１５は、図３に示すように、耐火物１６と、開閉蓋
１７とを備える。耐火物１６には流動性を有する耐火材
料として砂が用いられ、出湯口１０２内に装填される。
ここでは、特に図示していないが、この砂１６の装填に
筒形の砂入器が用いられている。砂入器は昇降装置によ
り支持されて、第２の管１２上に昇降可能に配置されて
いる。砂１６の装填に際して、砂入器が第２の管１２に
接続され、この砂入器を通して予め計量された砂１６が
第２の管１２内に落とされ、第１の管１１に対して下部
側に詰められる。なお、砂１６を装填する場合、溶融メ
タル６２の砂１６への浸透を防止するために、砂１６の
上面にモルタルなどを詰めて固化層を形成してもよい。
開閉蓋１７は、出湯口１０２の外側に開口１４に対して
開閉可能に配置され、図示されないアクチュエータによ
り駆動される。なお、ここでアクチュエータに油圧シリ
ンダなどが用いられ、開閉蓋１７は出湯口１０２の開口
１４を閉じる閉位置と開口１４を開ける開位置との間を
スライド可能に取り付けられている。

【００１５】この出湯口１０２にさらに、第２の管１２
の中空上に形成された固化層など付着物を除去可能な付
着物除去機構１８が併設されている。この付着物除去機
構１８は、図３に示すように、第２の管１２内を昇降可
能に配置された突き棒１８１と、炉体２の外部に設置さ
れ、突き棒１８１を昇降駆動する駆動部１８２とにより
構成される。

【００１６】第１、第２の管１１、１２に加熱装置１９
を備え、下層の溶湯排出口１０１及び出湯口１０２に誘
導する溶湯６を加熱して、溶湯６の固化を防止してい
る。ここで加熱装置１９に、溶湯６を直接加熱するので
はなく、第１、第２の管１１、１２自体を発熱させる間
接誘導加熱方式を採用し、図示されない交流電源に接続
した加熱コイル１９０を用いる。なお、この加熱コイル
１９０を構成する導体に水冷銅管が使用されている。図
３に示すように、加熱コイル１９０は第１、第２の管１
１、１２の周囲に巻かれ、加熱コイル１９０の中に第
１、第２の管１１、１２が配置されている。この加熱コ
イル１９０により、第１、第２の管１１、１２を１５５
０℃〜１６００℃に加熱する。

【００１７】なお、図１において、７は焼却灰供給装置
であり、灰溶融炉１の近傍に設置され、その供給口７１
が炉体２の天壁５又は周壁２０に連結されている。この
焼却灰供給装置７により一定量の焼却灰が炉体２内に連
続投入可能である。また、特に図示していないが、炉体
２の周囲で、出湯装置１０の第２の管１２の下方に溶湯
排出設備が設置されていて、溶湯排出口１０１、出湯口
１０２から排出された溶湯６が処理される。

【００１８】次に、この灰溶融炉１の出湯方式について
図１及び図３、さらに図４乃至図７を用いて説明する。
通常、図３に示すように、出湯口１０２を耐火物（砂）
１６と開閉蓋１７とにより閉塞された状態で、灰溶融炉
１が運転される。また、出湯装置１０の加熱装置１９が
作動され、加熱コイル１９０に加熱電流が流される。図
１において、焼却灰供給装置７から焼却灰が連続的に炉
体２内部に投入され、加熱溶融されて、その溶湯６が上
層の溶融スラグ６１と下層の溶融メタル６２とに分離さ
れながら、湯面を徐々に上昇していく。溶湯６の湯面が
出滓口２２まで上がり、オーバーフローすると、上層の
溶湯６、すなわち溶融スラグ６１が出滓口２２から連続
滴下により取出されていく。

【００１９】この焼却灰の連続溶融とともに、溶湯６が
出湯装置１０の下層の溶湯排出口１０１（第１の管１
１、第２の管１２）へ誘導されていく。このとき、第
１、第２の管１１、１２は予め加熱装置１９により溶湯
６の高熱と略同じ温度に加熱維持されていて、第１、第
２の管１１、１２内を溶湯６は固化することなしに、円
滑に進入していく。炉体２内部で溶融メタル６２層が漸
次増加し、そのレベルが上昇していくとともに、炉体２
内部から下層の溶融メタル６２が下層の溶湯排出口１０
１の第１の管１１へ漸次流入し、第２の管１２を上昇し
ていく。炉体２内部で溶湯６の湯面が出滓口２２レベル
に上がり、第２の管１２の溶融メタル６２が開口１３レ
ベルに達して、両者が均衡する。図４に示すように、引
き続き炉体２内部で溶融メタル６２が増加されると、こ
れに応じて下層の溶湯排出口１０１の第２の管１２（開
口１３）から溶融メタル６２が連続的に滴下される。こ
れにより炉体２内部の溶融メタル６２の量が調整され
る。

【００２０】また、炉底２１に用いている耐火物の点検
や補修を行うなど灰溶融炉１のメンテナンスを実施する
ため、炉体２から全量の溶湯６を排出する場合、図５に
示すように、出湯口１０２外側の開閉蓋１７がアクチュ
エータにより開動され、その開口１４が開かれる。これ
により、出湯口１０２に装填されている砂１６がこの開
口１４から流出され、これに続いて全開の出湯口１０２
を通じて炉体２側の溶湯６が排出されて、図示されない
溶湯排出設備に収容される。なお、前述しているよう
に、第１、第２の管１１、１２は加熱装置１９により高
熱に加熱維持されているので、出湯口１０２を流れる溶
湯６は固化することなく、円滑に排出される。

【００２１】出湯口１０２の開閉蓋１７の開動により、
開口１４が開かれて、出湯口１０２に装填されている砂
１６が流出されても、この開口１４が開放されるまで溶
融メタル６２が上面側の砂１６の中に浸透しているた
め、その固化により固化層が形成されていて、この固化
層により出湯口１０２が遮断され、溶湯６が排出されな
い場合がある。この場合、図６に示すように、付着物除
去装置１８の作動により、突き棒１８１がその駆動部１
８２により下降され、第２の管１２にその上部から挿入
されて、固化層を突き破る。続いて、図７に示すよう
に、突き棒１８１がその駆動部１８２により上昇され
て、出湯口１０２が全開され、炉体２側の溶湯６が排出
される。なお、砂１６の上面に予めモルタルなどを詰め
て固化層を形成している場合、この固化層も突き棒１８
１で同様に除去できる。

【００２２】なお、溶湯６の排出が終了すると、開閉蓋
１７がアクチュエータにより閉動され、出湯口１０２の
開口１４が閉じられる。続いて、前述したように、砂入
器を用いて一定量の砂１６が出湯口１０２に装填され
る。

【００２３】このように上記第１の実施例によれば、炉
体２の出滓口２２と別に、炉体２外部に第１、第２の管
１１、１２により略L字形に形成して、炉体２側の上下
各層の溶湯６の比重及び各層の厚さに応じて炉体２内部
の溶湯６から下層の溶湯６を炉体２外部に誘導し、連続
的に排出する下層の溶湯排出口１０１を設け、この溶湯
排出口１０１に誘導する溶湯を加熱する加熱装置１９を
併設して、灰溶融炉１の運転中、溶融スラグ６１を出滓
口２２から取出する間、炉体２内部で漸次増加する溶融
メタル６２を固化させることなしに排出するようにして
いるので、炉体２内部の溶融メタル６２の量を調整し
て、溶融メタル６２上層に一定量の溶融スラグ６１を保
持することができる。

【００２４】また、炉体２外部に第１、第２の管１１、
１２により略逆L字形に形成して、炉体２側の溶湯６を
誘導、排出する出湯口１０２を設け、この出湯口１０２
に誘導する溶湯６を加熱する加熱装置１９を併せて設
け、炉体２から溶湯を固化することなしに排出するよう
にしているので、炉体２内部の全量の溶湯６を排出する
ことができ、炉底２１の点検、補修など灰溶融炉１のメ
ンテナンスを行う場合に、炉体２内部の全量の溶湯６を
短時間に排出することができる。また特に、第２の管１
２内で突き棒１８１を昇降駆動する付着物除去機構１８
を備えているので、出湯口１０２を開放する場合に、出
湯口１０２内部に溶融メタル６２の固化層など付着物が
あっても、これを突き棒１８１の突き動作により突き破
り、出湯口１０２を有効に穿通することができ、全量の
溶湯６を確実に排出することができる。

【００２５】また、下層の溶湯排出口１０１と出湯口１
０２とを、共通の第１の管１１と、共通の第２の管１２
とにより一体的に構成しているので、部品点数を減少し
てコストの低減を図ることができる。

【００２６】図８は本発明の第２の実施例における灰溶
融炉に備えた出湯装置の要部拡大断面図である。（実施例２）第２の実施例では、第２の管の構成に第１
の実施例と異なる部分があり、他の構成は第１の実施例
と同じなので、ここでは第２の管の異なる部分について
新たな説明を加え、他の部分については第１の実施例と
同じ符号を付してその重複した説明を省略する。図８に
おいて、第２の管１２０は２重構造になっていて、第２
の管１２０の所定の高さに開口に代えて、その所定の高
さから下方に向けて折り返し経路１２１が形成され、そ
の先端に溶湯排出口１０１の開口１３０が出湯口１０２
の開口１４０に近接して（ここでは特に隣接して）備え
ている。

【００２７】このようにすると、漸次増加する溶融メタ
ル６２の排出と、炉体２内部の全量の溶湯６の排出と
を、炉体２外部において炉体２の周囲の略共通の位置で
行え、溶湯６の排出処理を効率的に行うことができる。

【００２８】なお、上記第１、第２の実施例では、下層
の溶湯排出口１０１と出湯口１０２とを共通の第１、第
２の管１１、１２、１２０により一体化しているが、下
層の溶湯排出口１０１と出湯口１０２とをそれぞれ、別
体の第１、第２の管で形成することができ、別体化して
も上記実施例と同様の作用効果を得ることができる。ま
た、定置式あるいは傾動式の灰溶融炉に備える既存の出
湯方式に加えて、上記下層の溶湯排出口１０１又は出湯
口１０２を選択的に設けることができ、上記下層の溶湯
排出口１０１又は出湯口１０２と同様の作用効果を得る
ことができる。また、下層の排出口１０１又は出湯口１
０２又はこれらを一体化した出湯装置１０（以下、出湯
装置１０等と省略する。）と炉体２との連結位置を、炉
体２の周壁２０下部又は底壁から任意に選定することが
でき、出湯装置１０等を溶融炉の周辺機器に干渉するこ
となしに備えることができる。出湯装置１０等を炉体２
の底壁に設ける場合は、略Ｌ字形又は略逆Ｌ字形をなす
管体の一部が若干変形され得る。

【００２９】

【発明の効果】本発明は、上記各実施例から明らかなよ
うに、炉体の出滓口から上層の溶湯がオーバーフローに
より取出されている間に、炉体内部で漸次増加していく
下層の溶湯を、炉体側の上下各層の溶湯の比重及び各層
の厚さに応じて、炉体外部の下層の溶湯排出口へ誘導
し、その所定の高さへ上昇させ、オーバーフローにより
連続滴下させるので、従来の傾動式の溶融炉と異なり、
炉体を傾動させることなしに、溶融炉の運転中に漸次増
加する溶融メタルを連続的に、確実、かつ円滑に排出し
て、常に溶融メタル層上に焼却灰の溶融に必要な一定量
の溶融スラグを保持することができる。また、出湯口を
開放することにより、この出湯口を通じて炉体内部の溶
湯を誘導して抜き出すようにしているので、メンテナン
スなど必要に応じて炉内の全量の溶湯を容易、かつ短時
間に排出することができる。なお、炉体を傾動させるこ
とがないことから、集塵ダクト、灰装入コンベア、スラ
グ排出カバーなど炉体の付帯設備の接続が容易になり、
コストの低減と灰溶融炉全体の信頼性の向上を図ること
ができる。さらに、溶融炉の運転中に漸次増加する溶融
メタルを排出する場合でも、また、炉体のメンテナンス
など必要に応じて炉内の全量の溶湯を排出する場合で
も、従来の定置式の溶融炉と異なり、騒音、振動を伴う
穴を穿つ作業や穴を塞ぐ作業を不要にして、容易かつ、
安全に、しかも確実に溶湯を排出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における溶融炉の断面図

【図２】同溶融炉の平面図

【図３】同溶融炉に備えた下層の溶湯排出口及び出湯口
の拡大断面図

【図４】同溶融炉の溶融運転中の通常の態様を示し、出
湯口が閉塞部材により閉塞されていて、炉体側から下層
の溶湯が下層の溶湯排出口を通じて排出されている態様
の断面図

【図５】同溶融炉から全量の溶湯の排出を開始する動作
を示し、出湯口で開閉蓋が開動され、耐火物が排出され
ているが、出湯口の途中に固化された溶融メタルの付着
物により、出湯口が完全に開放されていない態様の断面
図

【図６】同溶融炉から全量の溶湯の排出を開始する動作
を示し、出湯口が開閉蓋の開動と耐火物の排出により開
放され、さらに出湯口の途中に固化された溶融メタルの
付着物が突き棒により突き破られている態様の断面図

【図７】同灰溶融炉から全量の溶湯を排出する動作を示
し、全開された出湯口から溶湯が排出されている態様の
断面図

【図８】本発明の第２の実施例における溶融炉に備えた
下層の溶湯排出口及び出湯口の拡大断面図

【符号の説明】

１灰溶融炉２炉体２０周壁２１炉底２２出滓口３電極（負極側）４電極（正極側）５天壁６溶湯６１溶融スラグ６２溶融メタル７焼却灰供給装置７１供給口１０出湯装置１０１下層の溶湯排出口１０２出湯口１１第１の管１２、１２０第２の管１２１折り返し経路１３、１３０開口１４、１４０開口１５閉塞部材１６耐火物（砂）１７開閉蓋１８付着物除去機構１８１突き棒１８２駆動部１９加熱装置１９０加熱コイル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ２７Ｂ 3/08 Ｆ２７Ｄ 3/14 Ｂ 3/19 Ｂ０９Ｂ 3/00 ＺＡＢＦ２７Ｄ 3/14 ３０３Ｌ (72)発明者田浦健治東京都港区西新橋１丁目18番17号日精株式会社内 (72)発明者菊地亨東京都千代田区内幸町２丁目２番３号川崎製鉄株式会社内Ｆターム(参考） 3K061 NB02 NB21 NB24 NB27 4D004 AA36 AC04 BA02 CA12 CA29 CB31 CB33 CB43 DA03 4K045 AA04 BA07 CA08 RB02 RC12 RC16 4K055 AA03 BA05 JA11 JA18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】炉体内部へ被溶融物が投入され、加熱溶
融される工程の繰り返しにより、溶湯がその成分の比重
差により上下に分離されながら湯面を上昇し、炉体に形
成された出滓口から上層の溶湯をオーバーフローにより
取出する溶融炉において、炉体外部に管体により形成され、一端を炉体内部の炉底
側に貫装連結されるとともに、この連結端に対して上方
に他端を配置され、その所定の高さに開口が設けられ
て、炉体側の上下各層の溶湯の比重及び各層の厚さに応
じて炉体内部の溶湯から下層の溶湯を炉体外部に誘導し
て連続的に取出可能な下層の溶湯排出口と、下層の溶湯排出口内の溶湯を加熱可能な加熱手段とを備
えたことを特徴とする溶融炉。
【請求項２】下層の溶湯排出口は、略Ｌ字形に形成さ
れ、炉体に連結されて略水平方向に配置された第１の管
と、第１の管に略垂直方向に向けて連接された第２の管
とを備え、第２の管の所定の高さに開口を備える請求項
１に記載の溶融炉。
【請求項３】下層の溶湯排出口は、略Ｌ字形に形成さ
れ、炉体に連結されて略水平方向に配置された第１の管
と、第１の管に略垂直方向に向けて連接された第２の管
とを備え、第２の管の所定の高さに開口に代えて下方に
向けて折り返し経路が形成されて、その先端に開口を備
える請求項１に記載の溶融炉。
【請求項４】所定の高さは、炉体側の上層の溶湯取出
レベルに対して下がった位置に設定され、所定の高さを
ｈ３、炉体内部の上層の溶湯の比重をγ１、その層の厚
さをｈ１、下層の溶湯の比重をγ２、その層の厚さをｈ
２とした場合、次式（γ１×ｈ１）＋（γ２×ｈ２）＝γ２×ｈ３から算出される請求項１乃至３のいずれかに記載の溶融
炉。
【請求項５】炉体内部へ被溶融物が投入され、加熱溶
融される工程の繰り返しにより、溶湯がその成分の比重
差により上下に分離されながら湯面を上昇し、炉体に形
成された出滓口から上層の溶湯をオーバーフローにより
取出する溶融炉において、炉体外部に管体により形成され、一端を炉体内部の炉底
側に貫装連結されるとともに、この連結端に対して下方
に他端、開口を配置されて、炉体内部の溶湯を誘導して
その全量を出湯可能な出湯口と、出湯口を開閉可能な閉塞部材と、出湯口内の溶湯を加熱可能な加熱手段とを備えたことを
特徴とする溶融炉。
【請求項６】出湯口は、略逆Ｌ字形に形成され、炉体
に連結されて略水平方向に配置された第１の管と、第１
の管に略垂直方向に向けて連接された第２の管とを備
え、閉塞部材は、第２の管内部に装填可能な耐火物と、
第２の管の下部開口をその外側で開閉可能な蓋機構とを
備える請求項５に記載の溶融炉。
【請求項７】第２の管内で突き部材を昇降駆動し、第
２の管内部の付着物を除去する付着物除去機構を備える
請求項６に記載の溶融炉。
【請求項８】炉体内部へ被溶融物が投入され、加熱溶
融される工程の繰り返しにより、溶湯がその成分の比重
差により上下に分離されながら湯面を上昇し、炉体に形
成された出滓口から上層の溶湯をオーバーフローにより
取出する溶融炉において、炉体外部に管体により形成され、一端を炉体内部の炉底
側に貫装連結されるとともに、この連結端に対して上方
に他端を配置され、その所定の高さに開口が設けられ
て、炉体側の上下各層の溶湯の比重及び各層の厚さに応
じて炉体内部の溶湯から下層の溶湯を炉体外部に誘導し
て連続的に取出可能な下層の溶湯排出口と、炉体外部に管体により形成され、一端を炉体内部の炉底
側に貫装連結されるとともに、この連結端に対して下方
に他端、開口を配置されて、炉体側の溶湯を誘導してそ
の全量を出湯可能な出湯口と、出湯口を開閉可能な閉塞部材と、下層の溶湯排出口内及び出湯口内の溶湯を加熱可能な加
熱手段とを備えたことを特徴とする溶融炉。
【請求項９】下層の溶湯排出口と出湯口とを、炉体に
連結されて略水平方向に配置された共通の第１の管と、
第１の管に略垂直方向に向けて連接された共通の第２の
管とにより一体的に構成され、第２の管の所定の高さに
下層の溶湯排出口の開口を備え、第２の管の下部に出湯
口の開口を備える請求項８に記載の溶融炉。
【請求項１０】第２の管の所定の高さに開口に代えて
下方に向けて折り返し経路が形成されて、その先端に溶
湯排出口の開口を出湯口の開口に近接して備える請求項
８に記載の溶融炉。
【請求項１１】下層の溶湯排出口又は出湯口の管体は
導電体により形成され、加熱手段に、下層の溶湯排出口
及び／又は出湯口の管体を誘導加熱する手段を備える請
求項１乃至１０のいずれかに記載の溶融炉。