JP2003048796A - Thermit reactive composition and method for manufacturing the same - Google Patents
Thermit reactive composition and method for manufacturing the sameInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明が属する技術分野】本発明は、溶鉱炉や各種産業
廃棄物を焼却する焼却炉（以下、これらを総称して燃焼
炉という）内の燃焼温度を、テルミット反応を利用して
約１，５００℃から３，０００℃の温度に高温化するテ
ルミット反応組成物及びその製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a combustion temperature in a blast furnace or an incinerator for incinerating various industrial wastes (hereinafter collectively referred to as a combustion furnace) at about 1,500 by utilizing a thermite reaction. The present invention relates to a thermite reaction composition that is heated to a temperature of 3,000 to 3,000 ° C. and a method for producing the same.
【０００２】[0002]
【発明が解決しようとする課題】上記した各種の燃焼炉
においては、燃焼時にアルミニウム粉末（Ａｌ）及び酸
化鉄粉末（Ｆｅ2Ｏ3）のテルミット反応剤を投入してテ
ルミット反応（Ｆｅ2Ｏ3＋２Ａｌ→２Ｆｅ＋Ａｌ2Ｏ3＋
反応熱）する際に放出される反応熱により炉温度を約
１，５００〜３，０００℃に高温化して燃焼効率を上げ
ると共に電気や燃料（重油）等のエネルギーコストを低
減している。In various combustion furnaces described above for [SUMMARY OF THE INVENTION], the thermite reaction agent aluminum powder (Al) and iron oxide powder (Fe 2 O 3) was charged thermite reaction during combustion (Fe 2 O 3 + 2Al → 2Fe + Al 2 O 3 +
The reaction heat released during the reaction heat raises the furnace temperature to about 1,500 to 3,000 ° C. to improve combustion efficiency and reduce energy costs such as electricity and fuel (heavy oil).
【０００３】特に、産業廃棄物を燃焼する際には、ダイ
オキシンの発生を抑制したり、重金属を含んだ焼却灰を
完全にスラグ化する必要から上記した高温にする必要が
あり、エネルギーコストが増大していた。In particular, when burning industrial waste, it is necessary to suppress the generation of dioxins and to completely slag the incineration ash containing heavy metals, so it is necessary to raise the temperature to the above-mentioned temperature, which increases energy costs. Was.
【０００４】上記したテルミット反応剤を燃焼炉内に供
給するには、アルミニウム粉末と酸化鉄粉末の混合剤を
袋詰めして投入したり、夫々を単独で袋詰めしたものを
投入しているが、混合剤にあっては投入に伴って飛散し
て別々に燃焼するのみで、有効にテルミット反応させる
ことができなかった。また、別々に袋詰めした場合にお
いても同様であった。In order to supply the above-mentioned thermite reaction agent into the combustion furnace, a mixture of aluminum powder and iron oxide powder is packed and charged, or each is individually packed and charged. With the mixed agent, the thermite reaction could not be effectively carried out because the mixed agent only scattered and burned separately when charged. Further, the same was true when the bags were separately packed.
【０００５】特に、燃焼炉内の所望箇所を高温化する必
要がある場合にあっては、テルミット反応剤が該箇所に
到達するように供給する必要があるが、従来のテルミッ
ト反応組成物では所望の箇所に到達するまでにそれぞれ
が燃焼して到達させることができず、所望箇所にて有効
にテルミット反応させることができなかった。In particular, when it is necessary to raise the temperature of a desired portion in the combustion furnace, it is necessary to supply the thermite reactant so as to reach the desired portion. However, in the conventional thermite reaction composition, it is desirable. Each of them could not be burnt and reached by the time they reached the point, and the thermite reaction could not be effectively performed at the desired point.
【０００６】本発明は、上記した従来の欠点を解決する
ために発明されたもので、その課題とする処は、テルミ
ット反応剤が単独で反応（燃焼）するのを防止して炉内
の所望箇所にて有効にテルミット反応させて高温化する
ことができるテルミット反応組成物及びその製造方法を
提供することにある。The present invention was invented in order to solve the above-mentioned conventional drawbacks, and its object is to prevent the thermite reaction agent from reacting (burning) alone to obtain a desired content in the furnace. It is an object of the present invention to provide a thermite reaction composition capable of effectively performing a thermite reaction at a location to raise the temperature and a method for producing the same.
【０００７】また、本発明の他の課題は、テルミット反
応剤が燃焼炉内の所望箇所に到達するまでに反応（燃
焼）し尽くすのを防止して所望箇所を有効に高温化させ
ることができるテルミット反応組成物及びその製造方法
を提供することにある。Another object of the present invention is to prevent the thermite reaction agent from completely reacting (burning) by the time it reaches a desired location in the combustion furnace, thereby effectively raising the temperature of the desired location. It is intended to provide a thermite reaction composition and a method for producing the same.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は、アルミニウム
粉末及びに酸化鉄粉末をシリカセメントにより結合して
所望の形状に成形して固化したことを特徴とする。The present invention is characterized in that aluminum powder and iron oxide powder are combined with silica cement and molded into a desired shape and solidified.
【０００９】[0009]
【発明の実施形態】以下に実施形態を示す図に従って本
発明を説明する。図１及び図２において、テルミット反
応組成物１を組成するアルミニウム粉末（Ａｌ）と酸化
鉄粉末（Ｆｅ2Ｏ3）は重量比約１：１（体積比では約
２：１）からなり、これらアルミニウム粉末及び酸化鉄
粉末は必要に応じて所望の平均粒径に調整される。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described below with reference to the drawings showing the embodiments. 1 and 2, the aluminum powder (Al) and the iron oxide powder (Fe 2 O 3 ) forming the thermite reaction composition 1 have a weight ratio of about 1: 1 (volume ratio of about 2: 1). The aluminum powder and the iron oxide powder are adjusted to have a desired average particle size as needed.
【００１０】これらアルミニウム粉末と酸化鉄粉末を上
記割合で混合した後、バインダーとしてシリカセメント
ゲルを添加して混練する。該シリカセメントゲルはＣａ
（ＯＨ）2と反応し易い形態のシリカ（ＳｉＯ2）を約６
０％以上含んだシリカ物質を混合したセメントで、ゲル
状に調整されている。バインダーとしては、上記したシ
リカセメントゲルの他に水溶性アルカリ金属珪酸塩を主
成分とする、所謂水ガラスであってもよい。After mixing the aluminum powder and the iron oxide powder in the above proportions, silica cement gel is added as a binder and kneaded. The silica cement gel is Ca
Approximately 6 parts of silica (SiO 2 ) in a form that easily reacts with (OH) 2
Cement mixed with 0% or more of silica material and prepared in gel form. The binder may be so-called water glass containing a water-soluble alkali metal silicate as a main component in addition to the above-mentioned silica cement gel.
【００１１】そしてバインダーであるシリカセメントゲ
ルを介して結合したアルミニウム粉末及び酸化鉄粉末
を、例えば球状（真球または偏心球）、円柱（棒状）に
成形する。Then, the aluminum powder and the iron oxide powder bonded through the silica cement gel as the binder are molded into, for example, a spherical shape (a true sphere or an eccentric sphere) or a columnar shape (rod shape).
【００１２】上記混練及び成形作業時には、アルミニウ
ム粉末及び酸化鉄粉末の酸化を防止する必要がある。こ
のため、上記作業を被包ガス中で行う。該被包ガスとし
ては、不燃性で、空気中の酸素（Ｏ2）や窒素（Ｎ2）と
反応しない条件を満たす必要があり、この条件を満たす
ガスとして炭酸ガス（Ｃｏ2）と六弗化硫黄（ＳＦ6）の
混合ガス（ＣＯ2：ＳＦ6=６５〜７０％：３５〜３０
％）、アルゴンガス（Ａｒ）、ヘリウムガス（Ｈｅ）が
使用可能であるが、経済性から上記したＣＯ2＋ＳＦ6の
混合ガスが適している。During the above kneading and molding operations, it is necessary to prevent oxidation of the aluminum powder and iron oxide powder. Therefore, the above work is performed in the enveloped gas. The encapsulating gas must meet the conditions that it is nonflammable and does not react with oxygen (O 2 ) or nitrogen (N 2 ) in the air, and carbon dioxide (Co 2 ) and hexafluorocarbon can be used as the conditions. of a mixed gas of sulfur (SF 6) (CO 2: SF 6 = 65~70%: 35~30
%), Argon gas (Ar), and helium gas (He) can be used, but the mixed gas of CO 2 + SF 6 described above is suitable from the economical viewpoint.
【００１３】なお、被包ガスを使用して作業する領域
は、少なくともアルミニウム粉末及び酸化鉄粉末の酸化
を防止する必要から混練領域、成形領域とするのが望ま
しいが、成形領域のみに限定してもよい。The region for working with the encapsulating gas is preferably a kneading region or a molding region in order to prevent at least oxidation of the aluminum powder and iron oxide powder, but is limited to the molding region only. Good.
【００１４】そしてバインダーとしてのシリカセメント
ゲルは、被包ガスとして使用されるＣＯ2を吸収して硬
化してアルミニウム粉末及び酸化鉄粉末を所望の形状に
固形化させる。The silica cement gel as a binder absorbs CO 2 used as an encapsulating gas and hardens to solidify the aluminum powder and iron oxide powder into a desired shape.
【００１５】上記のように製造されたテルミット反応組
成物１は、以下のようにして燃焼炉内に投入される。The thermite reaction composition 1 produced as described above is charged into a combustion furnace as follows.
【００１６】即ち、燃焼炉外にセットされた圧縮空気を
利用した発射装置の発射筒内に、要求される温度に応じ
た個数のテルミット反応組成物１をセットした後に、発
射筒を焼却炉内の所望箇所、例えば炉中心部に向けてテ
ルミット反応組成物１を発射する。That is, after the number of thermite reaction composition 1 corresponding to the required temperature is set in the launch tube of a launcher using compressed air set outside the combustion furnace, the launch tube is placed in the incinerator. Of the thermite reaction composition 1 is fired at a desired position of the furnace, for example, toward the center of the furnace.
【００１７】テルミット反応組成物１が目的とする箇所
に到達するまでは、それぞれに分散することなく、また
テルミット反応に必要な着火温度（約１，０００℃）以
上に上昇するのを回避することができる。Until the thermite reaction composition 1 reaches the intended location, do not disperse in each and avoid increasing above the ignition temperature (about 1,000 ° C.) necessary for the thermite reaction. You can
【００１８】そして目的とする箇所に到達した際にはテ
ルミット反応組成物１がテルミット反応に要求される着
火温度以上に加熱されてアルミニウム粉末と酸化鉄粉末
とが反応し、その際の反応熱により炉内の所望箇所を約
１，５００〜３，０００℃に加熱させる。When the desired location is reached, the thermite reaction composition 1 is heated above the ignition temperature required for the thermite reaction to react the aluminum powder with the iron oxide powder, and the reaction heat at that time causes the reaction. The desired location in the furnace is heated to about 1,500-3,000 ° C.
【００１９】なお、アルミニウム粉末と酸化鉄粉末を結
合するバインダーとしてのシリカセメントは高温により
気化して排出される。Silica cement as a binder for binding the aluminum powder and the iron oxide powder is vaporized and discharged at a high temperature.
【００２０】[0020]
【発明の効果】本発明は、テルミット反応剤が単独で反
応（燃焼）するのを防止して炉内の所望箇所にて有効に
テルミット反応させて高温化することができる。また、
テルミット反応剤が燃焼炉内の所望箇所に到達するまで
に反応（燃焼）し尽くすのを防止して所望箇所を有効に
高温化させることができる。INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, the thermite reaction agent can be prevented from reacting (burning) alone, and the thermite reaction can be effectively performed at a desired position in the furnace to raise the temperature. Also,
It is possible to prevent the thermite reaction agent from completely reacting (burning) by the time it reaches the desired location in the combustion furnace, and effectively raise the temperature of the desired location.
【図１】テルミット反応組成物の製造概略を示す説明図
である。FIG. 1 is an explanatory view showing an outline of production of a thermite reaction composition.
【図２】テルミット反応組成物の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a thermite reaction composition.
１−テルミット反応組成物 1-thermit reaction composition
Claims (6)
カセメントにより結合して所望の形状に成形して固化し
たテルミット反応組成物。1. A thermite reaction composition in which aluminum powder and iron oxide powder are combined with silica cement, molded into a desired shape and solidified.
カセメントゲルを攪拌混合して不活性ガス雰囲気中にて
所望の形状に成形するテルミット反応組成物の製造方
法。2. A method for producing a thermite reaction composition, which comprises mixing aluminum powder and iron oxide powder and silica cement gel with stirring to form a desired shape in an inert gas atmosphere.
混合ガスからなる請求項２のテルミット反応組成物の製
造方法3. The method for producing a thermite reaction composition according to claim 2, wherein the inert gas comprises a mixed gas of carbon dioxide gas and sulfur hexafluoride gas.
ット反応組成物の製造方法。4. A method for producing a thermite reaction composition, wherein the inert gas is argon gas.
ット反応組成物の製造方法。5. A method for producing a thermite reaction composition in which the inert gas is helium gas.
比約１：１とした請求項１又は２のテルミット反応組成
物及びその製造方法。6. The thermite reaction composition according to claim 1, wherein the weight ratio of the aluminum powder and the iron oxide powder is about 1: 1, and the method for producing the same.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2001236018A JP2003048796A (en) | 2001-08-03 | 2001-08-03 | Thermit reactive composition and method for manufacturing the same |
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|---|---|
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100344777C (en) * | 2005-09-29 | 2007-10-24 | 东北大学 | Preparation of copper-chromium alloy contact material by aluminothermal reduction-electromagnetic casting process |
| KR101469678B1 (en) * | 2009-03-02 | 2014-12-05 | 신화메탈 주식회사 | Low carbon-metal manganese and low carbon-ferromanganese manufacturing method by using continuous thermit reaction |
| RU2658682C1 (en) * | 2017-04-14 | 2018-06-22 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения и металлургии Дальневосточного отделения Российской академии наук | Device for producing iron-carbon-alloy castings |
| RU2706402C1 (en) * | 2019-03-13 | 2019-11-18 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения и металлургии Дальневосточного отделения Российской академии наук | Method of producing a refractory article during aluminothermite reduction of a metal |
| RU2820681C1 (en) * | 2023-06-01 | 2024-06-07 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Хабаровский Федеральный исследовательский центр Дальневосточного отделения Российской академии наук | Method of producing melt from thermite mixture and crucible for its implementation |
-
2001
- 2001-08-03 JP JP2001236018A patent/JP2003048796A/en active Pending
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