JP2001263620A - Plasma arc melting furnace - Google Patents

Plasma arc melting furnace

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JP2001263620A
JP2001263620A JP2000077480A JP2000077480A JP2001263620A JP 2001263620 A JP2001263620 A JP 2001263620A JP 2000077480 A JP2000077480 A JP 2000077480A JP 2000077480 A JP2000077480 A JP 2000077480A JP 2001263620 A JP2001263620 A JP 2001263620A
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furnace
melting furnace
cooling
wall
plasma arc
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JP2000077480A
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Inventor
Keita Inoue
敬太 井上
Akio Deguchi
明雄 出口
Naoyuki Ito
直行 伊藤
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plasma arc melting furnace in which local deterioration is suppressed effectively so that the joint part and brick have an equivalent deterioration strength and durability of brick constituting the inside of the melting furnace can be enhanced by avoiding replacement and repair of refractories themselves due to local deterioration. SOLUTION: Inner wall of a furnace is surrounded entirely or partially by regular refractories being a plurality of bricks, and a cooling jacket is provided on the outside thereof. In such a plasma arc melting furnace, a cooling member connected with the cooling jacket is provided along the vertical joint of the furnace for combining the bricks while touching each other. Alternatively, the vertical joint for combining the bricks while touching each other has a nonlinear structure from the core toward the outer wall of the furnace.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、炉内壁に定型耐火
物であるレンガを用いたプラズマアーク式溶融炉に関
し、さらに詳しくは、下水汚泥、都市ごみ及び産業廃棄
物などの焼却灰及び事業用火力発電プラント等の燃焼炉
から排出される焼却灰を、電気プラズマにより溶融する
プラズマアーク式溶融炉に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma arc melting furnace using a brick as a fixed refractory on the inner wall of a furnace, and more particularly to incineration ash for sewage sludge, municipal solid waste and industrial waste, and for industrial use. The present invention relates to a plasma arc type melting furnace for melting incineration ash discharged from a combustion furnace such as a thermal power plant by electric plasma.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、下水汚泥、都市ごみ及び産業
廃棄物などの焼却灰(粉体無機物)は、その資源化、減
容化及び無害化を図るために、例えば、図5に示すよう
なプラズマアーク式溶融炉11によって溶融され、スラ
グとして取り出されている。このような溶融炉11を使
用して炉本体内で焼却灰を溶融するには、ごみ焼却炉か
ら排出された焼却灰を乾式灰出装置よりスクリーン、磁
選器、焼却灰サイロ、計量器及び灰供給コンベヤ等の前
処理系を経て、灰供給ホッパー12から炉本体内に投入
し、投入された焼却灰を高温プラズマ20で溶融する。
この際、上記焼却炉から排出される焼却灰には、同様に
焼却炉から排出される飛灰を、飛灰サイロや計量器を経
て混合し、灰供給コンベアから供給する。
2. Description of the Related Art Conventionally, incinerated ash (powder inorganic substance) such as sewage sludge, municipal solid waste and industrial waste has been used as shown in FIG. It is melted by a simple plasma arc melting furnace 11 and taken out as slag. In order to melt the incineration ash in the furnace body using such a melting furnace 11, the incineration ash discharged from the refuse incinerator is screened by a dry ash extraction device, a magnetic separator, an incineration ash silo, a measuring device, and an ash. After passing through a pretreatment system such as a supply conveyor, the ash is supplied from the ash supply hopper 12 into the furnace body, and the supplied incinerated ash is melted by the high-temperature plasma 20.
At this time, fly ash similarly discharged from the incinerator is mixed with the incinerated ash discharged from the incinerator via a fly ash silo or a measuring instrument and supplied from an ash supply conveyor.

【0003】溶融炉11内で発生した溶融スラグ21
は、出滓口23から出滓樋24を通って乾式出滓装置に
排出され、スラグコンベヤを介してスラグ排出系に導か
れ、種々の利用に供される。炉本体11の上下部には、
直流電源装置13に接続されるプラズマ電極の主電極1
8及び電極が配設され、炉本体の上部には窒素ガス発生
装置から窒素ガスが送給されるようになっている。ま
た、プラズマアーク式溶融炉11の炉本体は、主に耐火
物とその外側を覆う水冷ジャケット(冷却構造15)の
鉄皮とによって構成されている。なお、通常、ごみ焼却
炉はバグフィルタを介して煙突に連通され、一方、溶融
炉本体11内で発生した排ガスは出滓口カバー26で覆
われる二次燃焼室を経て、バグフィルタ、湿式洗煙塔お
よび煙突等からなる排ガス処理系に導かれようになって
いる。そして、二次燃焼室には燃焼空気ファンより空気
が送給され、バグフィルタは溶融飛灰処理装置等に接続
されている。
[0003] The molten slag 21 generated in the melting furnace 11
Is discharged from a slag port 23 through a slag gutter 24 to a dry slag apparatus, guided to a slag discharge system via a slag conveyor, and used for various uses. At the top and bottom of the furnace body 11,
Main electrode 1 of plasma electrode connected to DC power supply 13
8 and electrodes are provided, and nitrogen gas is supplied from the nitrogen gas generator to the upper part of the furnace main body. Further, the furnace main body of the plasma arc type melting furnace 11 is mainly composed of a refractory and a shell of a water cooling jacket (cooling structure 15) covering the outside thereof. Normally, the refuse incinerator is communicated with the chimney via a bag filter, while the exhaust gas generated in the melting furnace main body 11 passes through a secondary combustion chamber covered with a slag outlet cover 26, and then passes through a bag filter and a wet washing. It is being led to an exhaust gas treatment system consisting of a smoke tower and a chimney. Air is supplied from a combustion air fan to the secondary combustion chamber, and the bag filter is connected to a molten fly ash treatment device or the like.

【0004】ところで、通常、溶融炉内においては図4
に示すように、垂直方向に積み上げられるレンガ2は、
上下で目地が合わないように、目地をずらして積まれて
いる。溶融炉の最も外側の外壁5には、冷却構造である
冷却ジャケット4が設けられており、その冷却ジャケッ
ト4とレンガ2との間には、弾力性がある耐火材による
スタンプ層7が設けられている。レンガ2は、炉の外側
から中心部に向かって幅(厚さ)が薄くなる形状のもの
を外壁に沿って円形に並べてあり、レンガ2相互が内側
には動かないような形状(アーチ形状)に組まれてい
る。このような従来の溶融炉では、冷却ジャケット4内
を流通する水等の冷却作用によって、耐火材であるレン
ガ2の外壁側5からのみ冷却が行われていた。
[0004] By the way, usually, in a melting furnace, FIG.
As shown in the figure, the bricks 2 stacked vertically are
The joints are shifted so that the joints do not match up and down. A cooling jacket 4 as a cooling structure is provided on the outermost outer wall 5 of the melting furnace, and a stamp layer 7 made of an elastic refractory material is provided between the cooling jacket 4 and the brick 2. ing. The bricks 2 have a shape in which the width (thickness) becomes thinner from the outside of the furnace toward the center, and are arranged in a circle along the outer wall, so that the bricks 2 do not move inward (arch shape). It is organized in. In such a conventional melting furnace, cooling is performed only from the outer wall side 5 of the brick 2 which is a refractory material by a cooling action of water or the like flowing in the cooling jacket 4.

【0005】しかしながら、従来の溶融炉耐火物の冷却
方法による場合、気孔率が高く、熱伝導率の低いモルタ
ル目地部3が局所的に表面温度が上昇するため、耐食性
が著しく劣っていた。つまり、レンガ2同士のつなぎ目
(目地3)にはモルタルが用いられており、モルタルは
レンガと同様な材料であるが、骨材の粒子が細かく、水
分が多くて軟らかい。このモルタルを用いた目地3部分
は、レンガと比較して強度が低く、水分含有量も多いの
で、気孔も大きい。よって、溶融炉の運転を長時間行っ
ていくと、目地部から耐火物の浸食が始まってしまい、
レンガ2が目地部を中心にして角が丸くなってしまう
程、劣化してしまう問題があった。
However, in the case of the conventional method for cooling a refractory in a melting furnace, the mortar joint 3 having a high porosity and a low thermal conductivity locally increases the surface temperature, so that the corrosion resistance is remarkably inferior. In other words, mortar is used for the joint (joint 3) between the bricks 2 and the mortar is a material similar to the brick, but the aggregate particles are fine, the moisture is large, and the mortar is soft. The joints 3 using this mortar have low strength and high moisture content as compared with bricks, and therefore have large pores. Therefore, if the operation of the melting furnace is performed for a long time, the erosion of the refractory starts from the joints,
There is a problem that the more round the corner of the brick 2 around the joint, the more the brick 2 deteriorates.

【0006】また、目地部3の劣化がさらに進行した場
合、炉の中心部から外壁5へのレンガ2の厚さ方向が全
て浸食されてしまうこともあり、その際には、水冷ジャ
ケット7の深さまで浸食が到達する以前に、炉内の補修
によってレンガ2の交換を行わなければならなかった。
上記のようなことから、溶融炉内を構成する耐火物の耐
久性に関しては、この目地部3の劣化から始まる浸食に
よって、大幅にレンガ2の寿命が短くなっていた。それ
によって、長期間の安定した溶融炉の運転が困難にな
り、耐火材の補修点検を頻繁に行わなければならない問
題や、補修・交換の際にかかるコスト負担の問題などが
生じていた。
If the joints 3 are further deteriorated, the thickness direction of the bricks 2 from the center of the furnace to the outer wall 5 may be completely eroded. Brick 2 had to be replaced by repair in the furnace before the erosion reached depth.
From the above, regarding the durability of the refractory constituting the interior of the melting furnace, the erosion that starts from the deterioration of the joints 3 greatly shortens the life of the brick 2. This has made it difficult to operate the melting furnace stably for a long period of time, causing problems such as frequent maintenance and inspection of refractory materials and a problem of cost burden for repair and replacement.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上記問
題点に鑑み、溶融炉内壁のうち特にモルタル目地部の局
所的な劣化を効果的に抑制し、目地部とレンガとが同等
の劣化強度を有するようにするとともに、局所的な劣化
による耐火物自体の交換・補修等を回避して、耐火物の
耐久性向上を可能とするプラズマアーク式溶融炉を開発
すべく、鋭意検討した。その結果、本発明者らは、気孔
率が高く、熱伝導率の低い目地部の浸食劣化を防止する
ため、溶融炉の外側から冷却する冷却構造を、モルタル
目地部分にも冷却部材として取り付けて冷却を強化する
こと、あるいは、モルタル目地を非直線的な複雑形状に
成形して冷却の均一化を図ること等によって、上記問題
点が解決されることを見い出した。本発明は、かかる見
地より完成されたものである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION In view of the above-mentioned problems, the present inventors have effectively suppressed local deterioration, particularly of a mortar joint portion of the inner wall of a melting furnace, so that the joint portion and the brick are equivalent. In order to develop a plasma-arc-type melting furnace that can improve the durability of refractories while avoiding the replacement and repair of the refractories themselves due to local deterioration, while maintaining the deterioration strength . As a result, the present inventors have attached a cooling structure for cooling from the outside of the melting furnace to the mortar joint as a cooling member in order to prevent erosion deterioration of joints having high porosity and low thermal conductivity. It has been found that the above problems can be solved by strengthening the cooling, or by forming the mortar joint into a non-linear complex shape to achieve uniform cooling. The present invention has been completed from such a viewpoint.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、炉
内壁の全部もしくは一部が定型耐火物である複数のレン
ガによって囲われており、その外側に冷却ジャケットを
設けて冷却されているプラズマアーク式溶融炉であっ
て、該レンガ同士を接触させて組み合わせる炉の垂直方
向の目地に沿って、該冷却ジャケットと接続している冷
却部材が備えられているプラズマアーク式溶融炉を提供
するものである。ここで、前記冷却部材は炉内壁面には
達していない態様が好適である。また、本発明は、炉内
壁の全部もしくは一部が定型耐火物である複数のレンガ
によって囲われており、その外側に冷却ジャケットを設
けて冷却しているプラズマアーク式溶融炉であって、該
レンガ同士を接触させて組み合わせる垂直方向の目地
が、炉芯から炉外壁に向けて非直線構造であるプラズマ
アーク式溶融炉を提供するものである。
That is, according to the present invention, there is provided a plasma in which a whole or a part of a furnace inner wall is surrounded by a plurality of bricks which are a standard refractory, and a cooling jacket is provided outside the furnace to cool the furnace. An arc melting furnace, comprising: a plasma arc melting furnace provided with a cooling member connected to the cooling jacket along a vertical joint of the furnace in which the bricks are brought into contact with each other and combined. It is. Here, it is preferable that the cooling member does not reach the furnace inner wall surface. Further, the present invention is a plasma arc type melting furnace in which all or part of the furnace inner wall is surrounded by a plurality of bricks that are a standard refractory, and a cooling jacket is provided outside the furnace to cool the furnace. An object of the present invention is to provide a plasma arc type melting furnace in which vertical joints in which bricks are brought into contact with each other and have a non-linear structure from the furnace core toward the furnace outer wall.

【0009】本発明の溶融炉を用いれば、目地部の局所
的な劣化を効果的に抑制し、目地部とレンガとが同等の
劣化強度を有するようにでき、局所的な劣化による耐火
物自体の交換・補修等を回避して、溶融炉内部を構成す
るレンガの耐久性を向上させることができる。ここで、
本発明では、炉内部の耐火物全体を冷却するのではな
く、溶融スラグの液面とは垂直方向の目地部を冷却す
る。このため、炉の垂直方向に設けられている目地を冷
却するために、縦方向に冷却部材(冷却フィン)を設け
たものである。
[0009] By using the melting furnace of the present invention, local deterioration of joints can be effectively suppressed, and the joints and bricks can have the same deterioration strength. It is possible to improve the durability of the brick constituting the inside of the melting furnace by avoiding replacement and repair of the brick. here,
In the present invention, instead of cooling the entire refractory inside the furnace, the joints in the direction perpendicular to the liquid level of the molten slag are cooled. For this reason, a cooling member (cooling fin) is provided in the vertical direction in order to cool joints provided in the vertical direction of the furnace.

【0010】一般に溶融炉内においては、図4のように
垂直方向および水平方向に目地が設けられている。これ
ら目地部分のうち、一番の劣化箇所は、垂直方向の断面
図である図3に示すように、溶融スラグのオーバーフロ
ーする上面部分(スラグライン)に接する箇所6であ
る。これは、この箇所6がガス層8および溶融スラグ層
9の両方に接触しているからであり、これら両成分から
の接触に耐えられることが必要である。そして通常、ス
ラグラインでは、溶融スラグ層9に接するのでレンガ等
の耐火物によって炉内壁が構成されるものの、一方のガ
ス層8中には僅かに酸素も含まれているので、レンガ
(SiC成分等)は酸化されやすく劣化しやすいのであ
る。一方、同じ目地部であっても、水平方向の目地部は
スラグ又はガス等の同一層内に接しているので、スラグ
ラインに接する箇所6のような劣化には至らない。ま
た、スラグラインから上部に位置する炉内壁は、ガス層
8にのみ接するので、例えばアルミナ等を含む材料から
構成されていても良い。本発明の溶融炉における冷却構
造は、特にこのような劣化の激しい垂直方向の目地部を
過冷却することによって、耐火物の耐久性を向上させる
ものである。
Generally, in a melting furnace, joints are provided in a vertical direction and a horizontal direction as shown in FIG. Among these joint portions, the most deteriorated portion is a portion 6 which is in contact with the upper surface portion (slag line) where the molten slag overflows, as shown in FIG. 3 which is a vertical sectional view. This is because the portion 6 is in contact with both the gas layer 8 and the molten slag layer 9 and it is necessary that the portion 6 can withstand contact from both components. Usually, in the slag line, the inner wall of the furnace is constituted by a refractory such as a brick because it is in contact with the molten slag layer 9, but since one of the gas layers 8 contains a little oxygen, the brick (SiC component) Are easily oxidized and easily deteriorated. On the other hand, even if the joints are the same, the joints in the horizontal direction are in contact with the same layer of slag, gas, or the like, and therefore, the joints in the horizontal direction do not deteriorate as in the portion 6 in contact with the slag line. Further, since the furnace inner wall located above the slag line contacts only the gas layer 8, it may be made of a material containing, for example, alumina. The cooling structure in the melting furnace of the present invention is to improve the durability of the refractory by supercooling particularly such vertical joints where deterioration is severe.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示した実施の形
態に基づいて詳細に説明する。実施の形態(その1) 図1は、本発明の一実施の形態に係る溶融炉の外壁およ
び耐火物の構造を示す図であり、冷却部材として冷却フ
ィン1が備えられている。本実施の形態のプラズマアー
ク式溶融炉は、図5に示す如く、有底円筒状に形成され
た炉本体11を有しており、該炉本体2下部側面には、
溶融されたスラグ及び排ガスを抜き出す出滓口23が設
けられている。また、炉本体11の上部には、直流電源
装置に接続されるプラズマ電極の主電極18が内部に垂
下して配設されていると共に、主電極には窒素ガス発生
装置から窒素ガスが送給されるように構成されており、
投入された廃棄物の焼却灰を高温プラズマ20で加熱し
て溶融するようになっている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail based on illustrated embodiments. Embodiment (No. 1) FIG. 1 is a view showing a structure of an outer wall and a refractory of a melting furnace according to an embodiment of the present invention, in which a cooling fin 1 is provided as a cooling member. As shown in FIG. 5, the plasma arc type melting furnace of the present embodiment has a furnace body 11 formed in a cylindrical shape with a bottom.
A slag port 23 for extracting molten slag and exhaust gas is provided. In addition, a main electrode 18 of a plasma electrode connected to a DC power supply device is provided at an upper portion of the furnace main body 11 so as to hang therefrom. Nitrogen gas is supplied to the main electrode from a nitrogen gas generator. It is configured to be
The input waste incineration ash is heated and melted by the high-temperature plasma 20.

【0012】上記溶融炉11は、耐火物16と、耐火物
の外側を覆う冷却ジャケットによる冷却構造15とによ
って構成されており、冷却ジャケットは鉄皮(鉄板)で
閉断面形状に形成されている。溶融炉2内の内壁面を構
成する耐火物には、SiC系レンガおよびカーボン系レ
ンガ等の非酸化物系レンガが広く用いられる。また、溶
融炉11の上部中央には、主電極の貫通部(貫通孔)が
穿設されており、貫通部には絶縁スリーブ及びシールガ
ス(窒素ガス)の吹き込みノズル(風箱)が設けられて
いる。付随する出滓樋24からは、スラグを排出する場
合にはオーバーフローして順次排出される。
The melting furnace 11 includes a refractory 16 and a cooling structure 15 including a cooling jacket that covers the outside of the refractory, and the cooling jacket is formed of a steel shell (iron plate) and has a closed cross section. . Non-oxide bricks such as SiC bricks and carbon bricks are widely used as refractories constituting the inner wall surface in the melting furnace 2. A through-hole (through-hole) for the main electrode is formed in the upper center of the melting furnace 11, and an insulating sleeve and a nozzle (wind box) for blowing a sealing gas (nitrogen gas) are provided in the through-hole. ing. When the slag is discharged from the accompanying slag gutter 24, the slag overflows and is sequentially discharged.

【0013】本実施の形態における炉内部の構造は、炉
芯から外壁5に向かい、スラグ層9の表面に対し垂直方
向の目地に沿って、冷却ジャケット4より冷却フィン1
を取り付け、その両側にモルタルが塗布されている。冷
却フィン1によって、スタンプ層7は貫通されている。
冷却フィン1内では、冷却ジャケット4の冷却構造と同
様に、水冷等の冷却がなされるので、モルタルの目地部
も冷却される。このように、冷却フィン1によりモルタ
ルからなる目地部を過冷却することによって、モルタル
の耐久性とレンガ部分の耐久性とを同程度にして、目地
部の局部的な劣化を防止することができる。そして、レ
ンガ2自体の耐久性も向上するさせることができる。
The internal structure of the furnace according to the present embodiment is such that the cooling fins 1 extend from the cooling jacket 4 along joints perpendicular to the surface of the slag layer 9 from the furnace core to the outer wall 5.
And mortar is applied on both sides. The stamp layer 7 is penetrated by the cooling fin 1.
Since cooling such as water cooling is performed in the cooling fin 1 similarly to the cooling structure of the cooling jacket 4, the joint portion of the mortar is also cooled. As described above, by supercooling the joint portion made of mortar by the cooling fins 1, the durability of the mortar and the durability of the brick portion can be made substantially the same, and local deterioration of the joint portion can be prevented. . And the durability of the brick 2 itself can also be improved.

【0014】ここで、冷却フィン1の炉芯方向への長さ
については特に限定されるものではなく、冷却フィン1
が炉内壁のレンガ壁の一部に出るようにレンガおよびス
タンプ層の合計の厚さと同じ程度であっても良いし、図
1に示すように炉内壁にまで達せずにレンガ内に埋め込
まれているような構造であっても良い。但し、冷却フィ
ン1の材料を直接、高温の溶融スラグ等に接触させない
観点からは、冷却フィンが炉内壁まで達しない構造が好
ましい。冷却フィン1の厚さは特に限定されるものでは
ないが、目地3自体の厚さが通常2〜3mm程度である
ことから、それよりも厚い範囲、例えば2〜10mm程
度が好ましい。また、冷却フィン1の材料としては、例
えば鉄や銅などの熱伝導率の優れた材質によって構成さ
れる。
Here, the length of the cooling fin 1 in the direction of the core is not particularly limited.
May be about the same as the total thickness of the brick and stamp layers so that it comes out of a part of the brick wall of the furnace inner wall, or may be embedded in the brick without reaching the furnace inner wall as shown in FIG. Such a structure may be used. However, from the viewpoint that the material of the cooling fin 1 does not directly contact the high-temperature molten slag or the like, a structure in which the cooling fin does not reach the inner wall of the furnace is preferable. Although the thickness of the cooling fin 1 is not particularly limited, the thickness of the joint 3 itself is usually about 2 to 3 mm, and therefore, a range larger than that, for example, about 2 to 10 mm is preferable. The cooling fin 1 is made of a material having excellent thermal conductivity, such as iron or copper.

【0015】冷却フィン1を設ける箇所は特に限定され
ず、炉内の垂直方向の目地部であれば広く用いることが
できるが、上述した理由から特にスラグラインと接する
レンガ2を繋げている目地部に設けられていることが好
ましい。但し、スラグライン自体がある程度上下するた
め(約±50mm程度)、垂直方向に一定範囲で複数段
の冷却フィンを設ける構造も好ましい。本発明の溶融炉
では、冷却フィン1によって目地、モルタル部分の冷却
が直接的に強化されて、レンガ等からなる耐火材の耐久
性が向上する。また、冷却フィン1を設けることによ
り、目地部が直線的ではなくなるので、浸食に要する時
間が長くなり、その点でも耐火材の耐久性が向上する。
これは、冷却フィン1が炉内壁には達していない場合の
更なる効果であり、目地部の浸食を冷却フィンの箇所で
止める役割を有する。
The location where the cooling fins 1 are provided is not particularly limited, and can be widely used as long as it is a vertical joint in the furnace. For the reasons described above, the joints connecting the bricks 2 in contact with the slag line are particularly preferred. Is preferably provided. However, since the slag line itself rises and falls to some extent (about ± 50 mm), a structure in which a plurality of cooling fins are provided in a certain range in the vertical direction is also preferable. In the melting furnace of the present invention, the cooling of the joints and the mortar portion is directly enhanced by the cooling fins 1, and the durability of the refractory material made of brick or the like is improved. In addition, the provision of the cooling fins 1 makes the joints non-linear, so that the time required for erosion is lengthened, and in that respect, the durability of the refractory material is improved.
This is a further effect when the cooling fin 1 does not reach the inner wall of the furnace, and has a role of stopping the erosion of the joint at the location of the cooling fin.

【0016】実施の形態(その2) 図2は本発明の一実施の形態に係る溶融炉の外壁および
耐火物の構造を示す図であり、目地部3は炉芯から外壁
に向かい折れ曲がった構造を有している。本実施の形態
では、炉内壁の一部を定型耐火物であるレンガで囲って
おり、その外側に冷却ジャケットを設けて冷却している
が、レンガ同士を接触させて組み合わせる垂直方向の目
地が、炉芯から炉外壁に向けて非直線構造である。ここ
で非直線構造とは、図2のように折れ曲がった構造の
他、凹凸型や階段型等のように直線部分に複数の段差を
設けた種々の形状などが含まれる。但し、単なる曲線状
等では劣化の浸食を防止するのに十分ではないので、好
ましくない。このように目地部3を複雑形状(非直線形
状)にすることで、冷却効果を均一化すること、スラグ
の局所的な侵入を防止することができる。
Embodiment (No. 2) FIG. 2 is a view showing a structure of an outer wall and a refractory of a melting furnace according to an embodiment of the present invention, and a joint 3 is bent from a furnace core to an outer wall. have. In the present embodiment, a part of the furnace inner wall is surrounded by a brick that is a standard refractory, and cooling is provided by providing a cooling jacket on the outside thereof. It has a non-linear structure from the furnace core to the furnace outer wall. Here, the non-linear structure includes not only a bent structure as shown in FIG. 2 but also various shapes having a plurality of steps in a linear portion, such as an uneven shape or a step shape. However, a simple curved shape is not preferable because it is not enough to prevent deterioration from erosion. By thus forming the joint portion 3 in a complicated shape (non-linear shape), the cooling effect can be made uniform, and local intrusion of slag can be prevented.

【0017】なお、一般にプラズマアーク式溶融炉で
は、通常の焼却によって生じた主灰、および ガスの中
に残った塵などの飛灰を混合して、灰供給ホッパから投
入する。ホッパの下部にはスクリューが設けられてい
て、そこから灰投入口を経て溶融炉内に供給され、炉内
は約1000℃程度の窒素雰囲気になっている。炉内に
は、主灰と飛灰とが溶けた溶融スラグ層9があり、供給
された灰もその上に堆積する。溶融スラグの温度は、約
1600℃程度である。溶けた灰は、出滓口から排出さ
れる。灰を溶解させる際には、炉内の主電極(上部)が
マイナス、下部にプラス極が配置されており、電流が流
れてプラズマが発生し、溶融メタルやスラグにも電流が
流れる(移送式プラズマ)。プラズマの温度は約1万℃
程度であり、電極内は空洞になっている。
In general, in a plasma arc type melting furnace, main ash generated by ordinary incineration and fly ash such as dust remaining in the gas are mixed and thrown in from an ash supply hopper. A screw is provided at the lower part of the hopper, and is supplied from the screw through the ash inlet into the melting furnace. The furnace is in a nitrogen atmosphere at about 1000 ° C. In the furnace, there is a molten slag layer 9 in which main ash and fly ash are melted, and the supplied ash is also deposited thereon. The temperature of the molten slag is about 1600 ° C. The melted ash is discharged from the slag port. When dissolving the ash, the main electrode (upper) in the furnace is minus and the plus electrode is located below, so that current flows and plasma is generated, and current also flows to molten metal and slag (transfer type) plasma). Plasma temperature is about 10,000 ℃
And the inside of the electrode is hollow.

【0018】溶融炉内は内壁を定型耐火物であるレンガ
等で囲っており、その外側に水冷ジャケットを設けて、
冷却している。一般的に、炉の内壁に溶融スラグ層が接
する部分(スラグ部)はレンガを用いているが、ガス層
が接する部分は不定型耐火物(例えばセメント)を用い
る。これら耐火物の境目は、溶融スラグの液面(スラグ
ライン)より少し上部に配置される。通常、スラグ部の
上部さらに一段分ぐらいは、レンガ等の耐火物を用い
る。以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明
は既述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明
の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び変更
を加え得るものである。
The inside of the melting furnace is surrounded by a brick or the like which is a standard refractory, and a water cooling jacket is provided on the outside thereof,
Cooling. Generally, bricks are used for a portion (slag portion) where the molten slag layer contacts the inner wall of the furnace, but an irregular refractory (for example, cement) is used for a portion where the gas layer contacts. The boundary between these refractories is located slightly above the liquid level (slag line) of the molten slag. Normally, a refractory such as a brick is used in the upper portion of the slag portion and for one more stage. Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and changes can be made without departing from the spirit of the present invention. is there.

【0019】[0019]

【発明の効果】本発明のプラズマアーク式溶融炉によれ
ば、溶融炉内壁のうち特にモルタル目地部の局所的な劣
化を効果的に抑制し、目地部とレンガとが同等の劣化強
度を有するようにできる。そして、局所的な劣化による
耐火材自体の交換・補修等を回避して、溶融炉内部を構
成するレンガの耐久性を向上させることができる。ま
た、プラズマアーク式溶融炉内の溶融処理を、長期間に
わたり連続的かつ安定して実施することが可能となる。
According to the plasma arc type melting furnace of the present invention, the local deterioration of the mortar joint, particularly the inner wall of the melting furnace, is effectively suppressed, and the joint and the brick have the same deterioration strength. I can do it. In addition, it is possible to avoid the replacement or repair of the refractory material itself due to local deterioration, and to improve the durability of the brick constituting the inside of the melting furnace. Further, the melting process in the plasma arc type melting furnace can be performed continuously and stably over a long period of time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る溶融炉の耐火物および外壁構造の
一例を示した図である。
FIG. 1 is a diagram showing an example of a refractory and an outer wall structure of a melting furnace according to the present invention.

【図2】本発明に係る溶融炉の耐火物および外壁構造の
他の一例を示した図である。
FIG. 2 is a diagram showing another example of the refractory and outer wall structure of the melting furnace according to the present invention.

【図3】プラズマアーク式溶融炉内部の断面図である。FIG. 3 is a sectional view of the inside of a plasma arc type melting furnace.

【図4】従来の耐火物および外壁構造の一例を示した図
である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a conventional refractory and outer wall structure.

【図5】プラズマアーク式溶融炉およびそれに付随する
システムの概略を示す構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram schematically showing a plasma arc type melting furnace and a system associated therewith.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 冷却フィン(冷却部材) 2 耐火物(レンガ) 3 目地 4 冷却ジャケット 5 炉外壁 6 浸食箇所(スラグラインの浸食箇所) 7 スタンプ層 8 ガス層 9 スラグ層 10 メタル層 11 溶融炉 12 灰ホッパ 13 電源 14 灰投入口 15 冷却構造 16 耐火物 17 スリーブ 18 主電極 20 プラズマアーク 21 溶融スラグ 22 溶融メタル 23 出滓口 24 出滓樋 25 出滓口クリーナ 26 出滓口カバー DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cooling fin (cooling member) 2 Refractory (brick) 3 Joint 4 Cooling jacket 5 Furnace outer wall 6 Erosion location (erosion location of slag line) 7 Stamp layer 8 Gas layer 9 Slag layer 10 Metal layer 11 Melting furnace 12 Ash hopper 13 Power supply 14 Ash inlet 15 Cooling structure 16 Refractory 17 Sleeve 18 Main electrode 20 Plasma arc 21 Molten slag 22 Molten metal 23 Outlet 24 Outlet gutter 25 Outlet cleaner 26 Outlet cover

───────────────────────────────────────────────────── 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 3/14 F27B 3/24 3/24 F27D 1/00 K F27D 1/00 1/12 A 1/12 B09B 3/00 303L (72)発明者 伊藤 直行 神奈川県横浜市金沢区幸浦一丁目8番地1 三菱重工業株式会社横浜研究所内 Fターム(参考) 3K061 AA18 AA23 AB03 AC01 AC02 AC03 CA14 DA13 DB12 DB19 DB20 NB02 NB13 NB24 NB27 NB28 3K065 AA18 AA23 AB03 AC01 AC02 AC03 FA03 FA15 FB02 FC02 4D004 AA36 CA08 CA09 CA29 CA32 CA43 CB31 4K045 AA04 BA10 RA06 RA16 RB02 4K051 AA05 AB03 BD07 HA04 HA06──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F27B 3/14 F27B 3/24 3/24 F27D 1/00 K F27D 1/00 1/12 A 1/12 B09B 3/00 303L (72) Inventor Naoyuki Ito 1-8-1 Koura, Kanazawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture F-term in Yokohama Research Laboratory, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. 3K061 AA18 AA23 AB03 AC01 AC02 AC03 CA14 DA13 DB12 DB19 DB20 NB02 NB13 NB24 NB27 NB28 3K065 AA18 AA23 AB03 AC01 AC02 AC03 FA03 FA15 FB02 FC02 4D004 AA36 CA08 CA09 CA29 CA32 CA43 CB31 4K045 AA04 BA10 RA06 RA16 RB02 4K051 AA05 AB03 BD07 HA04 HA06

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 炉内壁の全部もしくは一部が定型耐火物
である複数のレンガで囲われており、その外側に冷却ジ
ャケットを設けて冷却されているプラズマアーク式溶融
炉であって、該レンガ同士を接触させて組み合わせる炉
の垂直方向の目地に沿って、該冷却ジャケットと接続し
ている冷却部材が備えられていることを特徴とするプラ
ズマアーク式溶融炉。
1. A plasma arc melting furnace in which a whole or a part of a furnace inner wall is surrounded by a plurality of bricks which are a fixed refractory, and a cooling jacket is provided outside the furnace to be cooled. A plasma arc melting furnace, comprising: a cooling member connected to the cooling jacket along a vertical joint of the furnace in which the furnaces are brought into contact with each other.
【請求項2】 前記冷却部材が、炉内壁面には達してい
ないことを特徴とする請求項1記載のプラズマアーク式
溶融炉。
2. The plasma arc melting furnace according to claim 1, wherein the cooling member does not reach the inner wall surface of the furnace.
【請求項3】 炉内壁の全部もしくは一部が定型耐火物
である複数のレンガで囲われており、その外側に冷却ジ
ャケットを設けて冷却されているプラズマアーク式溶融
炉であって、該レンガ同士を接触させて組み合わせる垂
直方向の目地が、炉芯から炉外壁に向けて非直線構造で
あることを特徴とするプラズマアーク式溶融炉。
3. A plasma arc melting furnace in which a whole or a part of a furnace inner wall is surrounded by a plurality of bricks which are a standard refractory, and is cooled by providing a cooling jacket on the outside thereof. A plasma arc melting furnace characterized in that vertical joints to be brought into contact with each other have a non-linear structure from the furnace core toward the furnace outer wall.
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