JP2003247702A - 炉壁の修復方法 - Google Patents

炉壁の修復方法

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JP2003247702A
JP2003247702A JP2002372082A JP2002372082A JP2003247702A JP 2003247702 A JP2003247702 A JP 2003247702A JP 2002372082 A JP2002372082 A JP 2002372082A JP 2002372082 A JP2002372082 A JP 2002372082A JP 2003247702 A JP2003247702 A JP 2003247702A
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furnace wall
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incinerator
stud
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Takashi Sumiyoshi
隆 住吉
Hiroshi Nagai
汎 永井
Takashi Ogiya
尚 扇谷
Keisuke Hashimoto
圭介 橋本
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OSE KK
Nichiro Kogyo Co Ltd
Nippon Stud Welding Co Ltd
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OSE KK
Nichiro Kogyo Co Ltd
Nippon Stud Welding Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 長期間の使用により変質、損耗した炉壁保護
層の解体、修復を、炉壁等を損傷することなく、簡易に
行うことができるようにした炉壁の修復方法を提供する
こと。 【解決手段】 焼却炉の炉壁1の内周面に形成した耐火
性の炉壁保護層3を、サンドブラスト工法により解体す
ることにより、炉壁1の内周面に溶接したスタッドピン
2を露出させ、新しい炉壁保護層34を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、炉壁の修復方法に
関し、特に、長期間の使用により変質、損耗した炉壁保
護層の解体、修復を、炉壁等を損傷することなく、簡易
に行うことができるようにした炉壁の修復方法に関する
ものである。 【0002】 【従来の技術】従来、ごみ等を焼却するために用いられ
る焼却炉は、その炉壁が、ごみ等の焼却によって発生す
る高温及び燃焼ガスに常に晒されることとなるが、この
高温及び燃焼ガスから炉壁を保護し、一定の温度に保持
するため、炉壁に沿って冷却水が流通するボイラーチュ
ーブを配設するとともに、ボイラーチューブの表面を含
む炉壁の内周面に耐火性の炉壁保護層を形成するように
している。 【0003】ところで、この炉壁保護層は、例えば、ア
ルミナ又は炭化珪素系のキャスタブル材、プラスチック
材等によって構成されるが、ごみ等の焼却によって発生
する高温及び燃焼ガスに常に晒されることとなるため、
劣化、変質し、さらに、溶損、剥離等により損耗するた
め、その耐用年数は、焼却炉の使用状況等によっても異
なるが、通常、2〜5年といわれている。 【0004】この場合、長期間使用された耐火性の炉壁
保護層は、高温及び燃焼ガスに常に晒されて劣化、変質
した表面変質層、その下層の不純物が浸入している浸潤
変質層、さらに、その下層の所定の品質が確保されてい
る正常層によって構成されるようになるが、ボイラーチ
ューブを含む炉壁に高温及び燃焼ガスの影響が及ぶこと
を防止する正常層が存在する間に炉壁保護層を更新する
ようにしている。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】ところで、この炉壁保
護層の更新は、作業者がエアーピック等の工具を使用し
て、手作業で、古い炉壁保護層を削った後、新たな炉壁
保護層を形成することにより行われるが、この更新作業
には、次のような問題点があった。 古い炉壁保護層を削る場合、正常層を含む古い炉壁
保護層全部を削る際に、ボイラーチューブを含む炉壁及
びその内周面に溶接したスタッドピンが損傷を受けやす
く、その修理に時間と費用がかかる。 古い炉壁保護層を削る作業に時間がかかり、作業者
が、粉塵、ダイオキシン等の有害物質の存在劣悪な作業
環境下に長時間晒されることになる。 【0006】本発明は、上記従来の炉壁保護層の更新に
伴う問題点に鑑み、長期間の使用により変質、損耗した
炉壁保護層の解体、修復を、炉壁等を損傷することな
く、簡易に行うことができるようにした炉壁の修復方法
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、本発明の炉壁の修復方法は、焼却炉の炉壁の内周面
に形成した耐火性の炉壁保護層を、サンドブラスト工法
により解体することにより、炉壁の内周面に溶接したス
タッドピンを露出させ、新しい炉壁保護層を形成するよ
うにしたことを特徴とする。 【0008】この炉壁の修復方法は、焼却炉の炉壁の内
周面に形成した耐火性の炉壁保護層を、サンドブラスト
工法により解体することにより、炉壁の内周面に溶接し
たスタッドピンを露出させ、新しい炉壁保護層を形成す
るようにしているので、長期間の使用により変質、損耗
した炉壁保護層の解体、修復を、炉壁等を損傷すること
なく、簡易に行うことができる。 【0009】 【発明の実施の形態】以下、本発明の炉壁の修復方法の
実施の形態を図面に基づいて説明する。 【0010】図4(a)に示すように、ごみ等を焼却す
るために用いられる水管式焼却炉は、ごみ等の焼却によ
って発生する高温及び燃焼ガスから炉壁1を保護し、一
定の温度に保持するため、炉壁1に沿って冷却水が流通
するボイラーチューブ10を配設するとともに、ボイラ
ーチューブ10の表面を含む炉壁1の内周面に、例え
ば、アルミナ又は炭化珪素系のキャスタブル材、プラス
チック材等によって構成される耐火性の炉壁保護層3を
形成するようにしている。この炉壁保護層3の厚さD
は、焼却炉の使用状況等によっても異なるが、通常、5
0〜80mmの厚さに形成される。この場合、炉壁1と
炉壁保護層3の十分な接着強度を確保することができる
ように、ボイラーチューブ10の表面を含む炉壁1の内
周面(本実施例においては、ボイラーチューブ10の表
面のみ)にスタッドピン2を、例えば、330本/m
程度の割合で溶接し、その上から、炉壁保護層3を形成
するようにしている。なお、燃焼室側壁等の特に高温に
晒される箇所においては、スタッドピン2の溶損による
損耗を防止するため、図4(b)に示すように、スタッ
ドピン2に、耐火性材料で以て形成したキャップ2Aを
被せるようにすることができる。 【0011】ところで、焼却炉の炉壁保護層3は、ごみ
等の焼却によって発生する高温及び燃焼ガスに常に晒さ
れることとなるため、劣化、変質し、さらに、溶損、剥
離等により損耗する。このようにして、長期間使用され
た耐火性の炉壁保護層3は、図1(1)に示すように、
高温及び燃焼ガスに常に晒されて劣化、変質した表面変
質層31、その下層の不純物が浸入している浸潤変質層
32、さらに、その下層の所定の品質が確保されている
正常層33によって構成されるようになるが、ボイラー
チューブ10を含む炉壁1に高温及び燃焼ガスの影響が
及ぶことを防止する正常層33が存在する間に炉壁保護
層3を更新する必要がある。 【0012】炉壁保護層3を更新するに当たって、ここ
では、従来の作業者がエアーピック等の工具を使用し
て、手作業で、古い炉壁保護層を削ることに代えて、サ
ンドブラスト工法により、図1(2)に示すように、焼
却炉の炉壁1の内周面に形成した耐火性の炉壁保護層3
のうち、数十mm程度の厚さを有する正常層33を残す
ようにして、表面の変質層、具体的には、表面変質層3
1及び浸潤変質層32を解体し、これにより、ボイラー
チューブ10の表面を含む炉壁1の内周面に溶接したス
タッドピン2の先端部を露出させるようにする。そし
て、残存する古い炉壁保護層である正常層33(層の厚
さ:D2)の上に、必要に応じて、バインダー液の吹き
付け等、適宜の表面処理を施した後、図1(3)に示す
ように、新しい炉壁保護層34(層の厚さ:D1)を、
流し込み(キャスティング)や吹き付けにより形成する
ことにより、全体として、層の厚さDが50〜80mm
の炉壁保護層3を形成するようにする。 【0013】この場合、サンドブラスト工法に用いるブ
ラスト材としては、ブラスト材として一般に用いられる
珪砂を用いることもできるが、炉壁保護層3が、アルミ
ナ又は炭化珪素系のキャスタブル材、プラスチック材等
の高硬度の材料で以て構成されており、これが、高温に
晒されてさらに硬化していることに鑑み、アルミナ(ブ
ラウンアルミナ)又は炭化珪素系の高硬度の平均粒径
0.5〜3mm程度のブラスト材を用いることが、作業
効率(珪砂を用いた場合と比較して、解体速度を5倍程
度に向上することができる。)の点で望ましい。 【0014】なお、燃焼室側壁等で、保護用炉材3が極
めて硬い表層部を有している場合には、表層部のみを、
エアーピック等の工具を使用して削り、その後、サンド
ブラスト工法に切り替えて、炉壁保護層3のうち、正常
層33を残すようにして、古い炉壁保護層3を解体する
ことができる。 【0015】このように、炉壁保護層の更新に、サンド
ブラスト工法を適用することにより、次のような利点が
ある。 古い炉壁保護層を削る場合、炉壁保護層の表層部か
ら深層部へと順次解体を進めることができることから、
変質層31、32のみを正確に削ることができ(外観を
目視により確認することができる。)、このため、正常
層33を残して古い炉壁保護層を削ることができ(正常
層33が存在しない場合等には、古い炉壁保護層のすべ
てを削ることもできる。)、所定の品質が確保されてい
る正常層33を活用することができ、新たな炉壁保護層
34を形成するために必要となる炉壁保護材の使用量及
び古い炉壁保護層を解体した解体屑の発生量が減少し、
炉壁保護材自体の費用及び解体屑の処理費用を低減でき
る。 正常層33を残して古い炉壁保護層を削ることがで
きるため、ボイラーチューブ10を含む炉壁1を露出せ
ず、ボイラーチューブ10を含む炉壁1及びその内周面
に溶接したスタッドピン2が損傷を受けにくく、その修
理に要する時間と費用を低減できる。 古い炉壁保護層を削る作業を効率的に行うことがで
き、作業者が、粉塵、ダイオキシン等の有害物質の存在
劣悪な作業環境下に長時間晒されることを防止でき、さ
らに、必要に応じて、ロボット等を用いて機械化するこ
とにより作業を自動化することも容易にでき、これによ
り、粉塵、ダイオキシン等の有害物質の作業者への影響
を一層軽減することができる。 残存する古い炉壁保護層である正常層33の表面が
粗面となるため、新旧の炉壁保護層33、34間の十分
な接着強度を容易に確保することができるものとなる。 【0016】この場合において、炉壁保護層を解体した
解体屑を、篩にかけること等により、ブラスト材を回収
し、回収したブラスト材を循環使用するようにすること
ができる。これにより、ブラスト材の使用量を低減し
て、炉壁保護層の更新に要する費用を軽減することがで
きるとともに、解体屑の発生量が減少し、解体屑の処理
に要する費用を軽減することができるものとなる。 【0017】また、炉壁保護層を解体した解体屑は、回
収せずに焼却炉内に残留(灰ピットに落下)したままと
し、この状態で焼却炉の運転を再開するようにすること
ができる。これにより、ダイオキシン等により汚染され
た解体屑を含む炉壁保護層を解体した解体屑は、ごみ等
を焼却したときに発生する焼却灰やスラグと共に、無害
化されて排出され、解体屑の処理に要する手間及び費用
が不要となるだけでなく、解体屑を安全に処理すること
ができる。 【0018】ところで、ボイラーチューブ10の表面を
含む炉壁1の内周面(本実施例においては、ボイラーチ
ューブ10の表面のみ)に溶接されているスタッドピン
2は、炉壁保護層3と同様、炉壁保護層3を介してごみ
等の焼却によって発生する高温及び燃焼ガスに常に晒さ
れることとなるため、溶損により損耗していることが多
い。このような場合には、新しい炉壁保護層34を形成
する前に、図2(2)に示すように、損耗したスタッド
ピン2の先端を、少なくとも1mm程度露出させ(これ
は、サンドブラスト工法を実施することにより特に困難
なく行うことができ、後工程のための露出したスタッド
ピン2の前加工も不要である。)、この損耗したスタッ
ドピン2に、補修用スタッドピン4を溶接することによ
り継ぎ足し、その後、新しい炉壁保護層34を形成する
ようにすることができる。これにより、スタッドピンを
炉壁の内周面に新たに溶接する場合と比較して、ボイラ
ーチューブ10を含む炉壁1に負荷を与えることがな
く、また、炉壁1と新たな炉壁保護層34の十分な接着
強度を容易に確保することができるものとなる。 【0019】この損耗したスタッドピン2に、補修用ス
タッドピン4を溶接する方法の一例を、図3に示す。ま
ず、図3(1)に示すように、損耗したスタッドピン2
の外周囲を囲むように、スタッド溶接機(図示省略)に
装着したスパークシールドSを設置する。次に、図3
(2)及び図3(3)に示すように、スタッド溶接機に
装填した補修用スタッドピン4を、損耗したスタッドピ
ン2の先端に当接、押圧するとともに、スパークシール
ドS内に、アルゴンガス、炭酸ガス等の不活性シールド
ガスを噴射しながら、スタッド溶接機から溶接電流を流
すことにより、図3(4)に示すように、損耗したスタ
ッドピン2に補修用スタッドピン4をスタッド溶接(S
CG溶接工法(特許第2777778号公報参照))す
ることができる。このSCG溶接工法は、アークスタッ
ド(フェルール)溶接工法とコンデンサ溶接工法(CD
溶接工法)の利点を生かした溶接工法で、フェルールを
用いる代わりにスパークシールドS内に不活性シールド
ガスを噴射することにより、溶接強度を確保しつつ、溶
接精度を向上させることができるものである。 【0020】以上、本発明の炉壁の修復方法について、
実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記
載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱
しない範囲において適宜その構成を変更することができ
るものである。 【0021】 【発明の効果】本発明の炉壁の修復方法によれば、焼却
炉の炉壁の内周面に形成した耐火性の炉壁保護層を、サ
ンドブラスト工法により解体することにより、炉壁の内
周面に溶接したスタッドピンを露出させ、新しい炉壁保
護層を形成するようにしているので、長期間の使用によ
り変質、損耗した炉壁保護層の解体、修復を、炉壁等を
損傷することなく、簡易に行うことができ、炉壁保護層
の更新に伴う問題点を解消することができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の炉壁の修復方法の第1実施例の施工順
序を示す説明図である。 【図2】本発明の炉壁の修復方法の第2実施例の施工順
序を示す説明図である。 【図3】補修用スタッドピンの溶接方法を示す説明図で
ある。 【図4】水管式焼却炉の炉壁の断面図である。 【符号の説明】 1 炉壁 10 ボイラーチューブ 2 スタッドピン 2A キャップ 3 古い炉壁保護層 31 表面変質層 32 浸潤変質層 33 正常層 34 新しい炉壁保護層 4 補修用スタッドピン
───────────────────────────────────────────────────── 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) F23M 5/04 F23M 5/04 F27D 1/16 ZAB F27D 1/16 ZABT // F23M 5/08 F23M 5/08 A (72)発明者 住吉 隆 大阪府吹田市江坂町5−13−4 日本スタ ッドウェルディング株式会社大阪営業所内 (72)発明者 永井 汎 大阪府大阪市中央区北浜2−6−17 オ ー・エス・イー株式会社大阪支社内 (72)発明者 扇谷 尚 京都府京田辺市山手南4−15−6 (72)発明者 橋本 圭介 大阪府大阪市都島区都島南通2丁目1番7 −507 Fターム(参考) 3K065 AA24 AB01 AC01 FA06 FB01 4K051 AA03 AB03 LH00 LJ00

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 焼却炉の炉壁の内周面に形成した耐火性
    の炉壁保護層を、サンドブラスト工法により解体するこ
    とにより、炉壁の内周面に溶接したスタッドピンを露出
    させ、新しい炉壁保護層を形成するようにしたことを特
    徴とする炉壁の修復方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011127817A (ja) * 2009-12-17 2011-06-30 Ihi Corp 流動層ボイラの炉壁構造
CN103537849A (zh) * 2013-10-31 2014-01-29 武汉锅炉集团超顺锅炉设备制造有限公司 一种气化炉炉内销钉修复的方法
WO2018025286A3 (en) * 2016-08-04 2018-03-22 Periotto Bruno Method and device for welding anchor supports for refractory linings

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