JP2004152674A

JP2004152674A - 灰溶融炉の主電極

Info

Publication number: JP2004152674A
Application number: JP2002318245A
Authority: JP
Inventors: Hideki Iwata; 英樹岩田
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2002-10-31
Filing date: 2002-10-31
Publication date: 2004-05-27

Abstract

【課題】灰溶融炉における位置決め作業時に下端部が折損することを防止できるようにする。
【解決手段】両端部内周面に雌ねじ部２３を設けた円筒形状の電極棒２４をカーボン材により製造する。両端部に雄ねじ部２５を設けたニップル２４をカーボン材により製造する。電極棒２２を軸心方向に複数個並べて配置し、各電極棒２２の隣接する雌ねじ部２３に、ニップル２４両端部の雄ねじ部２５をそれぞれ螺合させることにより、電極棒２２を連結して主電極４ａを形成する。主電極４ａを灰溶融炉に装着した状態において、灰溶融処理に伴って主電極４ａの下端側が損耗しても、従来のように中心部が下方へ細長く延びた形状となることはない。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般廃棄物や産業廃棄物の焼却灰や飛灰を溶融処理する灰溶融炉の主電極に関するもので、特に、下端の位置決め作業時における折損を防止できるようにした灰溶融炉の主電極に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、廃棄物の焼却灰や飛灰等に含まれるダイオキシン類の分解という観点、及び、上記焼却灰や飛灰等の減容化、資源化を図るという観点から、灰溶融炉による灰溶融処理が広く普及している。
【０００３】
この種の灰溶融炉のうち、電気式（直流電気抵抗式）のものは、図３にその一例の概略を示す如く、上部を電極ホルダ３にて昇降可能に保持させると共に、炉蓋２の中心部にスライド自在に貫通させて下端部を炉体１内の溶融スラグ１３内に挿入するようにした主電極４と、炉底に設けた炉底電極５との間に、溶融スラグ１３を通して電流を流すことにより、頂部の灰投入口６より炉体１内に投入された焼却灰や飛灰等の灰７を、順次ジュール熱により１４５０℃程度まで加熱して溶融させ、溶融スラグ１３を炉体１側壁部に設けた出滓口８より回収するようにしてあり、炉体１内で発生した溶融排ガス９は炉体１上部の排ガス管１０を通して外部へ取り出すようにしてある。
【０００４】
又、上記灰７に混入していた金属類は、灰７の溶融処理と同時に溶融させると共に、溶融スラグ１３と比重分離させて炉底に溶融メタル１１の層を形成させるようにしてあり、この溶融メタル１１は、灰７の連続溶融処理に伴って増加することから、炉体１の下部側壁部に設けてある出銑口１２を、所要の頻度で開口させることにより、炉体１外へ取り出すことができるようにしてある。
【０００５】
図３における符号１４は、電極ホルダ３を介在して主電極４と、炉底電極５と間に直流電流を供給するための電源を示す。
【０００６】
上記主電極４は、カーボン材により製造されるが、炉体１内に酸素が存在すること、及び、溶融スラグ１３から高温条件が作用することに伴って、下端側から徐々に溶けて消耗されて徐々に短くなる。
【０００７】
そのため従来は、図４（イ）に示す如く、軸心方向に所要の長さ寸法を有する中実の円柱形状とし、且つ両端面の中心部に、内周面に雌ねじ部１７を刻設した凹部１６をそれぞれ設けた構成としてなる電極棒１５を、軸心方向に複数本並べて配列し、軸心方向に隣接する該各電極棒１５同士を、両端部に上記電極棒１５の雌ねじ部１７に螺合する雄ねじ部１９を有してなるニップル１８を介して連結することにより長尺の主電極４を形成して、該主電極４の下端側が損耗した場合には、電極ホルダ３にて昇降可能に保持されている上記主電極４の位置を、下端側の損耗した長さ寸法に見合う分だけ下降させると共に、上端側に新たな電極棒１５を順次継ぎ足すようにしている。
【０００８】
なお、上記主電極４の損耗を低減させるための一手法として、図５に示す如く、図３に示したと同様な構成としてある灰溶融炉における炉蓋２の主電極４挿入部に、内径が主電極４の外径よりも大きく且つ上端に内方に突出した鍔２０ａを有する耐火材の円筒状部材２０を、下端が灰溶融炉内の溶融スラグ１３層の内に没入するように嵌装し、且つ灰溶融時に、上記円筒状部材２０内に窒素ガス等の不活性ガス２１を封入するようにするシール装置を設けることも提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００９】
ところで、灰溶融炉の運用時に、炉体１内にて主電極４が所定位置に配置されるよう位置決めを行う場合には、該主電極４を、下端が炉底に接触するまで一旦下げた後、所定量引き上げることにより、上記主電極４の下端の位置を定めるようにしている。
【００１０】
【特許文献１】
特開平９−３２４９８８号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記特許文献１に示されている如き手法により主電極４の損耗の低減を図ったとしても、主電極４の下端側の損耗を完全に防止できるものではなく、したがって、上記主電極４は、上記特許文献１に示されている如きシール装置の有無にかかわらず徐々に損耗させられる。この際、該主電極４の損耗は、下端側及び外周側から進行することから、主電極４は損耗の進行に伴い、図４（ロ）に示す如く、下端部が下方へ向けて先細る形状となる。
【００１２】
このため上記主電極４の位置決め作業を行うべく該主電極４の位置を一旦下げて下端を炉底に接触させると、先細り形状となっていることに起因して上記主電極４の下端部が折れる虞があり、このように主電極４の下端部が折れた場合には、折れた部分が炉体１壁に付着して該付着物に電気が流れてしまうという問題が生じる。
【００１３】
そこで、本発明は、下端側が損耗した場合であっても位置合わせ作業時に下端部が折損する虞を解消できる灰溶融炉の主電極を提供しようとするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、端部同士を連結して継ぎ足しできるようにしてある円筒形状の電極棒を、軸心方向に連結してなる構成とする。
【００１５】
上記構成としてある主電極を灰溶融炉に装着した状態にて、炉体内に灰を投入して溶融処理を実施すると、上記主電極は下端側から徐々に損耗させられる。この際、上記主電極の主な構成部材である電極棒は、円筒形状、すなわち、中空構造としてあるため、下端側及び外周側から損耗が進行しても、中心部が下方へ細長く延びた形状となることはない。
【００１６】
又、一端の閉塞した円筒形状とすると共に、一端面の中心部に、軸心方向に突出する連結部を設け、且つ他端部内周面に、上記連結部と連結するための連結部を設けてなる電極棒を、軸心方向に連結してなる構成とすることにより、灰溶融炉に装着しての位置決め作業時に、下端部の折損を防止することができ、更に、構成部材の点数の削減を図ることが可能になる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１８】
図１（イ）（ロ）は本発明の灰溶融炉の主電極の実施の一形態を示すもので、所要長さの円筒形状とすると共に、両端部に連結部としての雌ねじ部２３を内周面に刻設してなる構造の電極棒２２をカーボン材により製造し、又、両端部に上記電極棒２２の雌ねじ部２３に螺着し得る雄ねじ部２５を設けてなる中実構造のニップル２４を、上記電極棒２２と同様のカーボン材により製造しておき、全長が灰溶融炉に装着する主電極に所望される長さとなるよう上記電極棒２２を軸心方向に複数個継ぎ足して主電極４ａとする。すなわち、電極棒２２を軸心方向に並べて、軸心方向に隣接する電極棒２２端部の雌ねじ部２３に、上記ニップル２４両端部の雄ねじ部２５をそれぞれ螺合して、上記各電極棒２２をニップル２４を介し連結して主電極４ａを形成する。
【００１９】
なお、上記円筒形状の電極棒２２の内径、外径及び周壁部の厚み寸法は、上記主電極４ａを装着して用いる灰溶融炉にて灰溶融処理を行うときに、炉底電極との間で流すべき電流量に応じてそれぞれ設定するようにする。
【００２０】
上記構成としてある主電極４ａを、図３に示したと同様な灰溶融炉に装着した状態において、炉体１内に灰７を投入してその溶融処理を行うと、炉体１内に酸素が存在しており且つ上記灰溶融処理時にジュール熱で加熱される溶融スラグより高温が作用するようになるため、上記主電極４ａは、下端側が損耗させられる。この際、上記主電極４ａの主な構成部材である各電極棒２２は、円筒形状、すなわち、中空構造としてあるため、下端側及び外周側から損耗が進行すると、図１（ロ）に示す如く、下端部における周壁部が径方向に比較的均一に減耗させられるようになり、したがって、従来の中実構造の主電極４のように中心部が下方へ細長く延びた形状となることはない。
【００２１】
なお、下端側からの減耗が進行して主電極４ａが短くなる場合には、従来と同様に、該主電極４ａの位置を下げると共に、主電極４ａの上端部に、新たなニップル２４を介して新たな電極棒２２を継ぎ足すようにすればよい。
【００２２】
このように、本発明の灰溶融炉の主電極４ａによれば、灰溶融炉に装着して灰の溶融処理を行うことにより下端側が減耗しても、下端部が下方へ細長く延びた先細り形状となることはないため、上記灰溶融炉における主電極４ａの位置決め作業を行うときに、該主電極４ａの下端を炉底に接触させても、主電極４ａの下端部の折損が生じる虞を防止することができる。
【００２３】
次に、図２は本発明の実施の他の形態を示すもので、一端の閉塞した所要長さの円筒形状とすると共に、一端面の中心部に、軸心方向に突出する連結部としての雄ねじ部２５を設け、且つ他端部内周面に、上記雄ねじ部２５に螺合し得る連結部としての雌ねじ部２３を刻設してなる構造の電極棒２６を、カーボン材により製造しておき、全長が灰溶融炉に装着する主電極に所望される長さとなるよう上記電極棒２６を軸心方向に複数個並べて、軸心方向に隣接する電極棒２６同士の雌ねじ部２３と雄ねじ部２５をそれぞれ螺合して連結してなる主電極４ａを形成する。
【００２４】
なお、上記電極棒２６における円筒部分の内径、外径及び周壁部の厚み寸法は、図１（イ）（ロ）に示した実施の形態における電極棒２２と同様に、上記主電極４ａを装着した灰溶融炉にて灰溶融処理を行うときに、炉底電極との間で流すべき電流量に応じてそれぞれ設定するようにする。
【００２５】
本実施の形態によっても、主電極４ａの構成部材である各電極棒２６は、一端部のみを除いて中空の円筒形状としてあるため、灰溶融処理時に下端側からの損耗が進行しても、従来の中実構造の主電極４のように中心部が下方へ細長く延びた形状となることはなく、したがって、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。更に、主電極４ａを形成させるべく電極棒２６同士を連結するときに、別体構造のニップル２４を不要とすることができることから、構成部材の点数の削減を図ることが可能になると共に、上記電極棒２６同士の連結作業に要する手間及び時間の削減を図ることが可能になる。
【００２６】
なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、雌ねじ部２３及び雄ねじ部２５はそれぞれテーパ状のものとして示したが、ストレート状としてもよいこと、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００２７】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明の灰溶融炉の主電極によれば、以下の如き優れた効果を発揮する。
（１）端部同士を連結して継ぎ足しできるようにしてある円筒形状の電極棒を、軸心方向に連結してなる構成としてあるので、灰溶融炉における灰溶融処理に伴って下端側から減耗しても、従来の主電極の如く中心部が下方へ細長く延びた形状となることを防止でき、したがって、灰溶融炉に装着しての位置決め作業時に、下端部の折損を防止することができる。
（２）一端の閉塞した円筒形状とすると共に、一端面の中心部に、軸心方向に突出する連結部を設け、且つ他端部内周面に、上記連結部と連結するための連結部を設けてなる電極棒を、軸心方向に連結してなる構成とすることにより、上記と同様の効果を得ることができ、更に、構成部材の点数の削減を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の灰溶融炉の主電極の実施の一形態を示すもので、（イ）は切断概略側面図、（ロ）は下端側が損耗した状態を示す概略側面図である。
【図２】本発明の実施の他の形態を示す切断概略側面図である。
【図３】灰溶融炉の一例の概略を示す切断側面図である。
【図４】従来用いられている主電極を示すもので、（イ）は一部切断概略側面図、（ロ）は下端側が損耗した状態を示す概略側面図である。
【図５】主電極の損耗を低減させるために従来提案されているシール装置を示す切断概略側面図である。
【符号の説明】
４，４ａ主電極
２２電極棒
２３雌ねじ部（連結部）
２４ニップル
２５雄ねじ部（連結部）
２６電極棒

Claims

端部同士を連結して継ぎ足しできるようにしてある円筒形状の電極棒を、軸心方向に連結してなる構成を有することを特徴とする灰溶融炉の主電極。
一端の閉塞した円筒形状とすると共に、一端面の中心部に、軸心方向に突出する連結部を設け、且つ他端部内周面に、上記連結部と連結するための連結部を設けてなる電極棒を、軸心方向に連結してなる構成を有することを特徴とする灰溶融炉の主電極。