JP2005288453A - 固形状テルミット剤及び固形状テルミット剤製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】テルミット剤による加熱効率の向上を図ることにある。
【解決手段】酸化鉄含有粉末材とアルミニウム含有粉末材とを水分を含ませた状態で混合してなるテルミット原料を圧縮して固形状に形成した固形状テルミット剤を用いることにより加熱効率の向上を図っている。また、この固形状テルミット剤の製造に適する装置は、上記テルミット原料を製造する攪拌機３と、攪拌機３で製造されたテルミット原料を蓄える原料ホッパ４と、原料ホッパ４に蓄えられたテルミット原料を計量する計量機５と、計量機５で計量されたテルミット原料を圧縮して固形状テルミット剤１を成形する成形機６とを備えた構成になっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、灰溶融炉内に投入することによって当該灰溶融炉内における溶融対象物の加熱に用いる固形状テルミット剤及び固形状テルミット剤製造装置に関する。

都市ごみ等の一般廃棄物や産業廃棄物は、これまで埋立処理されていたものでも、埋立地の枯渇や環境破壊等の問題から、次第に焼却処理されるようになってきている。しかし、焼却処理を行っても、例えばストーカ炉や流動床炉等の焼却炉の炉底から排出される主灰（焼却灰）や、当該焼却炉の排ガス等からフィルタ等で捕集される飛灰（これらの主灰および飛灰を焼却残渣（溶融対象物）と定義する）に、重金属類やダイオキシン類等の含まれる率が高いため、これらをそのまま埋立処理するには問題がある。

このため、近年、焼却残渣を灰溶融炉に投入し、高温雰囲気下において溶融処理することにより、ダイオキシン類等の有害物質の無害化を図るとともに、焼却残渣の減容化を図ることが行われている。

このような灰溶融炉の一つとして、化石燃料（例えば灯油）の燃焼によって加熱する方式のバーナ（加熱手段）を備え、かつ補助加熱手段としてテルミット剤を投入することによって、焼却残渣を内外から効率よく加熱して溶融処理する灰溶融炉が開発されている（例えば、特許文献１参照）。

上記テルミット剤は、テルミット反応に適した量の酸化鉄の粉末とアルミニウムの粉末とを可燃性の袋に詰めたもので構成されている。

ところが、上記のようなテルミット剤を使用した場合には、上記袋が焼却残渣等に押されて破れるようなことがあると、酸化鉄やアルミニウムの粉末が焼却残渣中に散在し、テルミット反応を生じることが極めて困難になる。このため、加熱効率が低下することが想定されていた。
特開２００３−２７１２０号公報

この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、テルミット反応を確実に発生させることにより加熱効率の向上を図ることのできる固形状テルミット剤及び固形状テルミット剤製造装置を提供することを課題としている。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明の固形状テルミット剤は、灰溶融炉内における溶融対象物の加熱に用いるテルミット剤であって、酸化鉄含有粉末材とアルミニウム含有粉末材とを水分を含ませた状態で混合してなるテルミット原料を圧縮して固形状に形成したことを特徴としている。

なお、テルミット剤とは、粉末状の酸化鉄と、粉末状のアルミニウムとを一定の割合（酸化鉄とアルミニウムとのモル比が１：２となる割合）で混合したものであり、所定の高温（１０５０〜１１００℃）に加熱することにより、下記の式（１）に示すテルミット反応による発熱を生じるものである。テルミット反応式は下記の通りである。
Ｆｅ₂Ｏ₃＋２Ａｌ＝２Ｆｅ＋Ａｌ_２Ｏ_３＋１９８．３kcal …（１）
このテルミット反応においては、酸化鉄１モルと、アルミニウム２モルから、１９８．３kcalの反応熱を得ることができる。

請求項２に記載の発明の固形状テルミット剤は、請求項１に記載の発明において、上記水分の含有率は、上記テルミット原料の５〜２０質量％であることを特徴としている。

請求項３に記載の発明の固形状テルミット剤は、請求項１又は２に記載の発明において、上記酸化鉄含有粉末材及び上記アルミニウム含有粉末材は、酸化鉄が１モル、アルミニウムが２モルとなるように配合されていることを特徴としている。

請求項４に記載の発明の固形状テルミット剤は、請求項１〜３の何れかに記載の発明において、厚さ／直径の比が１／２．５〜１／１の円板状に形成されていることを特徴としている。

請求項５に記載の発明の固形状テルミット剤は、請求項４に記載の発明において、軸線方向の一方の端面と他方の端面との間の周面は、前記軸線に対するテーパ角度が１〜５度のテーパ状に形成されていることを特徴としている。

請求項６に記載の発明の固形状テルミット剤製造装置は、請求項１〜５の何れかに記載の固形状テルミット剤を製造する固形状テルミット剤製造装置であって、上記酸化鉄含有粉末材と上記アルミニウム含有粉末材とを上記水分を含ませた状態で混合することにより上記テルミット原料を製造する攪拌機と、この攪拌機で製造されたテルミット原料を蓄える原料ホッパと、この原料ホッパに蓄えられたテルミット原料を計量する計量機と、この計量機で計量されたテルミット原料を圧縮して上記固形状テルミット剤を成形する成形機とを備えていることを特徴としている。

請求項７に記載の発明の固形状テルミット剤製造装置は、請求項６に記載の発明において、上記攪拌機は、当該攪拌機に投入される上記酸化鉄含有粉末材、上記アルミニウム含有粉末材及び上記水のそれぞれの投入量の検出が可能な投入量検出手段を備えていることを特徴としている。

請求項８に記載の発明の固形状テルミット剤製造装置は、請求項６又は７に記載の発明において、上記攪拌機の下方に上記原料ホッパを配置し、上記攪拌機の下端部に形成された投入口部から上記テルミット原料を上記原料ホッパに投入するように構成すると共に、上記投入口部をスライドゲートで開閉するように構成したことを特徴としている。

請求項９に記載の発明の固形状テルミット剤製造装置は、請求項８に記載の発明において、上記投入口部の開放の際に、上記攪拌機の外方に突出した状態となる上記スライドゲートの下方に、当該スライドゲートと共に排出される上記テルミット原料を回収するための原料回収部を設けたことを特徴としている。

請求項１０に記載の発明の固形状テルミット剤製造装置は、請求項９に記載の発明において、上記原料回収部には、上記テルミット原料の回収箱が着脱自在に設けられていることを特徴としている。

請求項１１に記載の発明の固形状テルミット剤製造装置は、請求項６〜１０の何れかに記載の発明において、上記計量機は、上記原料ホッパの底板部の上面に沿って旋回自在に設けられ、当該底板部上の上記テルミット原料を当該底板部に形成された開口部に連続的に掻き移動する旋回ブレードと、一部が上記底板部の下面に沿って少なくとも上記開口部を通過すべく移動自在に設けられ、上記開口部に掻き出されたテルミット原料を一定量収容する計量孔を有する計量プレートと、この計量プレートの下面を上記計量孔の下端を閉塞するようにして摺動自在に支持し、上記開口部から間隔をおいた位置に上記計量孔に収容された上記テルミット原料を上記成形機側に供給可能とする原料供給孔を有する計量用テーブルとを備えていることを特徴としている。

請求項１２に記載の発明の固形状テルミット剤製造装置は、請求項１１に記載の発明において、上記旋回ブレードは、上記原料ホッパの上記底板部の上面に摺動する下端から上端に向けて漸次旋回方向の先方に位置するように傾いた傾斜下面を有していることを特徴としている。

請求項１３に記載の発明の固形状テルミット剤製造装置は、請求項１１又は１２に記載の発明において、上記旋回ブレードには、当該旋回ブレードと共に上記原料ホッパの内周面に沿って旋回移動するブリッジ防止手段が設けられていることを特徴としている。

請求項１４に記載の発明の固形状テルミット剤製造装置は、請求項１１〜１３の何れかに記載の発明において、上記計量用テーブルにおける上記原料供給孔の上方には、当該原料供給孔に対応する位置に移動してきた上記計量プレートの計量孔内に突出して、当該計量孔に詰まった上記テルミット原料を上記成形機側に排出させる閉塞防止ロッドが備えられていることを特徴としている。

請求項１５に記載の発明の固形状テルミット剤製造装置は、請求項６〜１４の何れかに記載の発明において、上記成形機は、上記計量機から供給される一定量のテルミット原料を受け入れる成形空孔を有する成形型と、上記テルミット原料が収容された上記成形空孔内に挿入して、テルミット原料を上記固形状テルミット剤に圧縮成形する成形プランジャと、上記固形状テルミット剤が収容された上記成形空孔内に挿入して当該固形状テルミット剤を成形空孔から排出するエジェクタと、上記成形空孔を、上記計量機からのテルミット原料の供給位置、上記成形プランジャの位置及び上記エジェクタの位置のそれぞれに移動すべく、上記成形型の下面を上記成形空孔の下端を閉塞するようにして摺動自在に支持し、上記エジェクタに対応する位置に上記固形状テルミット剤を排出可能とする製品排出口を有する成形用テーブルとを備えていることを特徴としている。

請求項１６に記載の発明の固形状テルミット剤製造装置は、請求項１５に記載の発明において、上記成形型と分離された状態で当該成形型の上方を覆うように設けられ、上記成形プランジャ及び上記エジェクタの挿入が可能な貫通孔を有するカバーと、このカバーに設けられ、上記成形型の上面に飛散したテルミット原料を掻き集めて回収するスクレーパとを備えていることを特徴としている。

請求項１７に記載の発明の固形状テルミット剤製造装置は、請求項１５又は１６に記載の発明において、上記成形型は、上記成形空孔を有するシリンダブロックを複数連結したもので構成され、上記成形型の上面は、上記各シリンダブロックの上面及び各シリンダブロックの間を覆う平板部材の上面によって構成されており、上記成形型には、上記成形用テーブルの上面に飛散したテルミット原料を掻き集めて回収する第２スクレーパが上記シリンダブロックの間に配置されていることを特徴としている。

請求項１８に記載の発明の固形状テルミット剤製造装置は、請求項１５〜１７の何れかに記載の発明において、上記成形用テーブルの上面には、上記成形プランジャによる成形部位を超えた位置から上記成形空孔が製品排出口に向かって移動する軌跡に沿って、上記成形空孔の直径とほぼ同一の幅の面圧軽減溝が形成されていることを特徴としている。

請求項１９に記載の発明の固形状テルミット剤製造装置は、請求項１５〜１８の何れかに記載の発明において、上記エジェクタは、複数の成形空孔のそれぞれに挿入して、当該各成形空孔から一度に上記固形状テルミット剤を排出すべく複数設けられており、上記各エジェクタは、時期をずらして上記各成形空孔に挿入されるように構成されていることを特徴としている。

請求項２０に記載の発明の固形状テルミット剤製造装置は、請求項１５〜１９の何れかに記載の発明において、上記成形機は、上記成形空孔が上記成形プランジャに対して位置ずれを生じ、上記成形プランジャが上記成形空孔に挿入不能となっていることを検知する位置ずれ検知手段を備えていることを特徴としている。

請求項２１に記載の発明の固形状テルミット剤製造装置は、請求項２０に記載の発明において、上記位置ずれ検知手段は、上記成形型における上記成形空孔の側方に形成された位置検出孔と、上記成形プランジャと一体的に移動するブラケットと、上記成形プランジャの軸線方向と平行な方向に移動自在に上記ブラケットに設けられていると共に、上記成形プランジャが上記成形空孔に挿入可能である場合に限り上記位置検出孔に挿入可能となるように上記ブラケットに設けられ、かつ上記成形プランジャが上記成形空孔に入るより先に上記位置検出孔に入るように構成された位置ずれ検出ロッドとを備えていることを特徴としている。

以上説明したように、上記請求項１〜５に記載の固形状テルミット剤によれば、酸化鉄含有粉末材とアルミニウム含有粉末材とを水分を含ませた状態で混合して圧縮することにより、特殊なバインダ（例えば、メチルセルロース系やポリビニルブチラール系）を使用することなく固形状に成形することができる。従って、取り扱いが極めて簡単であると共に、極めて安価に製造することができる。

また、灰溶融炉内において、例えば焼却残渣に押されて割れ、小さな断片状になったとしても、その断片は酸化鉄及びアルミニウムを含有するものであるので、必ずテルミット反応を生じさせることができる。従って、加熱効率の向上を図ることができる。

そして、この加熱効率の向上によって、灰溶融炉へ投入するテルミット剤の量を低減することができると共に、従来使用していたテルミット剤を収容するための袋が不要になるので、溶融対象物を溶融処理するためのコストを低減することができる。

請求項２に記載の固形状テルミット剤によれば、水分の含有率がテルミット原料の５〜２０質量％であるので、当該テルミット原料を適度な粘性のもとで混合することができると共に、圧縮により固形状に確実に成形することができる。

なお、水分の含有率をテルミット原料の５〜２０質量％に設定したのは、５質量％未満であると、水分の不足により、固形状に形成した後の強度が充分に得られないためであり、２０質量％を超えると、粘性が増加した状態になるため、混合が困難になると共に、圧縮して固形状に形成するために例えば成形型に供給することが困難になるためである。

請求項３に記載の固形状テルミット剤によれば、上記酸化鉄含有粉末材及び上記アルミニウム含有粉末材を、酸化鉄が１モル、アルミニウムが２モルとなるような割合で配合しているので、上述したテルミット反応を確実に生じさせることができる。

請求項４に記載の固形状テルミット剤によれば、厚さ／直径の比が１／２．５〜１／１の円板状に形成されているので、十分な強度が得られると共に、深部まで短時間で加熱することができる。

なお、厚さ／直径の比を１／２．５〜１／１に設定したのは、１／２．５未満では、厚さの低下に伴って強度が低下することになるからである。また、１／１超では、一方の端面を下にして置いた際に転倒しやすくなると共に、転倒した後に転がりやすくなり、これらの転倒や転がりによって、折損や欠け等が生じやすくなるので、結局、強度が低下したのと同様の結果になるためである。

請求項５に記載の固形状テルミット剤によれば、周面を、テーパ角度が１〜５度のテーパ状に形成しているので、圧縮して固形状に形成する例えば成形型から容易に抜き出すことができる。しかも、角部が鋭角に鋭く尖るのを充分抑えることができるので、その角部が欠けやすくなるのを防止することができる。

なお、テーパ角度を１〜５度に設定したのは、１度未満では、圧縮して固形状に形成した後の例えば成形型からの抜けが悪くなるからであり、５度超では、面積の大きな一方の端面と周面とからなる角部がより小さな鋭角状に尖って欠けやすくなるからである。なお、上記テーパ角度は、上述した理由から、１．５〜３度に設定することがより好ましい。

一方、請求項６〜２１に記載の固形状テルミット剤製造装置によれば、原料ホッパに蓄えたテルミット原料を計量機を介して成形機に供給するように構成されているので、原料ホッパ内に残留するテルミット原料の量を一定の範囲に制御することにより、間断なく固形状テルミット剤を成形することができる。従って、灰溶融炉に投入すべき固形状テルミット剤の量を最適な状態に維持することができる。

請求項７に記載の固形状テルミット剤製造装置によれば、攪拌機に投入量検出手段が備えられているので、当該攪拌機において、酸化鉄含有粉末材、アルミニウム含有粉末材及び水の各量を最適な値に調整することができる。そして、当該投入量検出手段に相当する装置を酸化鉄含有粉末材やアルミニウム含有粉末材や水を供給する側に個々に設置する場合に比較して、コストの低減及び装置のコンパクト化を図ることができる。

請求項８に記載の固形状テルミット剤製造装置によれば、攪拌機の下方に原料ホッパを配置し、攪拌機の下端部に形成された投入口部からテルミット原料を原料ホッパに投入するように構成しているので、攪拌機で製造したテルミット原料を重力を利用して効率よく原料ホッパに供給することができる。

しかも、投入口部をスライドゲートで開閉するように構成しているので、投入口部を大きな開口面積のもので構成しても、当該投入口部を確実に開閉することができる。従ってこの点からも、攪拌機から原料ホッパへのテルミット原料の投入効率の向上を図ることができる。

請求項９に記載の固形状テルミット剤製造装置によれば、投入口部の開放の際に、攪拌機の外方に突出した状態となるスライドゲートの下方に、当該スライドゲートと共に排出されるテルミット原料を回収するための原料回収部を設けているので、テルミット原料が攪拌機の周囲に飛散するのを防止することができる。従って、作業環境の向上を図ることができる。

請求項１０に記載の固形状テルミット剤製造装置によれば、原料回収部に、テルミット原料の回収箱を着脱自在に設けているので、原料回収部で回収したテルミット原料を当該原料回収部から容易に取り出すことができる。従って、このように排出されたテルミット原料を簡単に再利用することができる。

請求項１１に記載の固形状テルミット剤製造装置によれば、原料ホッパの底板部の上面に沿って旋回ブレードが設けられているので、先に原料ホッパに蓄えられた下方のテルミット原料から順に、計量プレート側に払い出されることになる。従って、原料ホッパに古いテルミット原料が滞留した状態になるのを防止することができる。

また、底板部の下面に沿ってテルミット原料を収容する計量孔を有する計量プレートが設けられているので、テルミット原料を原料ホッパから計量孔に重力を利用して効率よく供給することができる。

更に、計量プレートの下面全体を摺動自在に支持し、原料ホッパの底板部に形成した開口部から間隔をおいた位置に計量孔に収容されたテルミット原料を成形機側に供給可能とする原料供給孔を有する計量用テーブルを備えているので、計量プレートを摺動させることによって計量孔を原料供給孔の位置に移動するだけで、一定量のテルミット原料を重力を利用して効率よく成形機側に供給することができる。

請求項１２に記載の固形状テルミット剤製造装置によれば、旋回ブレードが原料ホッパの底板部の上面に摺動する下端から上端に向けて漸次旋回方向の先方に位置するように傾いた傾斜下面を有しているので、当該傾斜下面によってテルミット原料を下方に押圧する力が生じる。従って、下方に位置する計量プレートの計量孔に、テルミット原料を隙間なく一定の密度で供給することができ、当該計量孔によるテルミット原料の計量精度の向上を図ることができる。

請求項１３に記載の固形状テルミット剤製造装置によれば、旋回ブレードと共に原料ホッパの内周面に沿って旋回移動するブリッジ防止手段が設けられているので、テルミット原料が原料ホッパの内周面を支点にして当該原料ホッパの内方まで連続的につながった状態になるいわゆるブリッジが生じるのを確実に防止することができる。従って、原料ホッパに投入されたテルミット原料を当該原料ホッパの下方に連続的に供給することができる。

請求項１４に記載の固形状テルミット剤製造装置によれば、計量用テーブルにおける原料供給孔の上方に、当該原料供給孔に対応する位置に移動してきた上記計量プレートの計量孔内に突出して、当該計量孔に詰まった上記テルミット原料を成形機側に排出させる閉塞防止ロッドが備えられているので、上述したブリッジ等によってテルミット原料が計量孔に詰まるのを確実に防止することができる。従って、計量孔で正確に計量した後のテルミット原料を成形機側に安定的に供給することができる。

請求項１５に記載の固形状テルミット剤製造装置によれば、計量機から供給された一定量のテルミット原料を成形型の成形空孔で受け取ることができ、このテルミット原料を成形型及び成形プランジャを用いて圧縮成形することにより、一定の質量の固形状テルミット剤を得ることができ、成形空孔内に形成された固形状テルミット剤をエジェクタによって容易に排出させることができる。

そして、成形空孔を、計量機からのテルミット原料の供給位置、成形プランジャの位置及びエジェクタの位置のそれぞれに移動させることができるので、計量機から供給されるテルミット原料に基づいて、固形状テルミット剤を連続的に生産することができる。

また、成形型を、成形空孔の形状の異なるものに交換することにより、種々の形状の固形状テルミット剤を得ることができる。

請求項１６に記載の固形状テルミット剤製造装置によれば、成形型の上方を覆うように設けられ、成形プランジャ及び上記エジェクタの挿入が可能な貫通孔を有するカバーを備えているので、成形プランジャが成形空孔内に挿入する際に、当該成形空孔内のテルミット原料が成形型の上方に飛び出すことがあっても、この飛び出したテルミット原料が成形型の周囲に飛散するのを防止することができる。

しかも、成形型と分離された状態の上記カバーに設けられ、成形型の上面に飛散したテルミット原料を掻き集めて回収するスクレーパを備えているので、成形型の移動に伴って、当該成形型上に飛散したテルミット剤をスクレーパによって掻き集めて回収することができる。

そして、掻き集めたテルミット原料は、成形型の動きに応じて、成形空孔に再び投入することによって回収することが好ましい。この場合、これから成形プランジャに向かう位置にある成形空孔に掻き集めたテルミット原料を投入した場合でも、この掻き集めたテルミット原料の量が微小であることから、成形空孔のテルミット原料の計量精度にほとんど影響を与えることがない。また、掻き集めたテルミット原料を成形空孔から成形用テーブルの製品排出口を介して回収した場合には、当該テルミット原料を攪拌機等に送ることによって再利用することができる。

請求項１７に記載の固形状テルミット剤製造装置によれば、成形型が成形空孔を有するシリンダブロックを複数連結したもので構成されているので、不具合を生じたシリンダブロックのみを交換することができる。従って、ランニングコストの低減を図ることができる。

また、各シリンダブロックの上面及び各シリンダブロックの間を覆う平板部材を設けているので、成形型の上面に飛散したテルミット原料を上述したスクレーパによって回収することができる。

しかも、成形型には成形用テーブルの上面に飛散したテルミット原料を掻き集めて回収する第２スクレーパがシリンダブロックの間に配置されているので、当該成形型の移動によって、成形用テーブルの上面に飛散したテルミット原料を掻き集めて回収することができる。

そして、掻き集めたテルミット原料は、成形型の動きに応じて、成形用テーブルの製品排出口に投入することによって回収することが好ましい。この場合、製品排出口を介して回収したテルミット原料を攪拌機等に送ることによって再利用することができる。

請求項１８に記載の固形状テルミット剤製造装置によれば、成形用テーブルの上面に、成形プランジャによる成形部位を超えた位置から成形空孔が製品排出口に向かって移動する軌跡に沿って、成形空孔の直径とほぼ同一の幅の面圧軽減溝が形成されているので、成形空孔が成形部位から面圧軽減溝に移動することによって、固形状テルミット剤の成形用テーブルに対する面圧を急激に低下させることができる。従って、成形型を駆動するためのエネルギの低減を図ることができる。

請求項１９に記載の固形状テルミット剤製造装置によれば、複数の各エジェクタが時期をずらして各成形空孔に挿入されるように構成されているので、例えば一つの成形空孔内の固形状テルミット剤の排出が開始した後に、他の成形空孔内の固形状テルミット剤の排出が開始することになる。従って、固形状テルミット剤の排出開始時の大きな抵抗（特に静摩擦に起因して生じる大きな抵抗）が同時に発生するのを防止することができるので、エジェクタを駆動する装置の小型化、及び当該エジェクタを駆動するためのエネルギの低減を図ることができる。

請求項２０に記載の固形状テルミット剤製造装置によれば、成形空孔が成形プランジャに対して位置ずれを生じ、成形プランジャが成形空孔に挿入不能となっていることを検知する位置ずれ検知手段を備えているので、成形プランジャが成形空孔に入らずに成形型の頂面等に当たるのを防止することができる。従って、成形プランジャ及び成形型に変形や破損等が生じるのを未然に防止することができる。

請求項２１に記載の固形状テルミット剤製造装置によれば、成形プランジャが成形空孔に挿入不能な場合には位置ずれ検出ロッドが位置検出孔に挿入されることがなく、この場合、位置ずれ検出ロッドが成形型に先に当たって軸線方向に変位することになる。従って、この位置ずれ検出ロッドの軸線方向の変位を検出することにより、上記成形型の位置ずれを検出することができると共に、この検出結果に基づいて成形プランジャの移動を停止させることにより、成形プランジャ及び成形型の変形や破損等を確実に防止することができる。

以下、この発明の一実施の形態としての固形状テルミット剤及びこの固形状テルミット剤の生産に適した固形状テルミット剤製造装置について、図面を参照しながら説明する。

まず、この実施の形態で示す固形状テルミット剤１は、図１に示すように、灰溶融炉（図示せず）内における焼却残渣（溶融対象物）を例えば灯油（化石燃料）の燃焼熱によって加熱、溶融する際の補助加熱手段としてのテルミット剤であって、酸化鉄廃材粉末（酸化鉄含有粉末材）とアルミドロス粉末（アルミニウム含有粉末材）とを水分を含ませた状態で混合してなるテルミット原料を圧縮して固形状に形成した構成になっている。

なお、アルミドロスは、アルミニウムを溶解炉で溶融するときに、溶湯面上に生成されるアルミニウム、酸素及び窒素等を含む化合物である。

固形状テルミット剤１は、厚さ／直径の比が１／２．５〜１／１の円板状に形成されている。因みにこの実施の形態で示す固形状テルミット剤１は、厚さがほぼ２０ｍｍ、直径がほぼ４０ｍｍに（厚さ／直径の比がほぼ１／２）に形成にされている。

厚さ／直径の比を上記のように１／２．５〜１／１に設定したのは、１／２．５未満では、厚さの低下に伴って強度が低下することになるからである。また、１／１超では、一方の端面１ｂを下にして置いた際に転倒しやすくなると共に、転倒した後に転がりやすくなり、これらの転倒や転がりによって、折損や欠け等が生じる確率が高くなるので、結局、強度が低下したのと同様の結果となるためである。

軸線方向の一方の端面１ｂと他方の端面１ｃとの間の周面１ａは、軸線に対するテーパ角度αが１〜５度のテーパ状に形成されている。このようにテーパ角度αを１〜５度に設定したのは、１度未満では圧縮成形した後の成形空孔６１ａ（後述する）からの抜けが悪くなるからであり、５度超では、面積の大きな一方の端面１ｂと周面１ａとからなる角部がより小さな鋭角状に尖って欠けやすくなるからである。なお、上記テーパ角度αは、上述した理由から、１．５〜３度に設定することがより好ましい。

また、水分の含有率は、テルミット原料の５〜２０質量％に設定されている。このように設定したのは、５質量％未満であると、水分の不足により、圧縮して固形状に形成した後の強度が不足した状態になるためであり、２０質量％を超えると、粘性が増加した状態になるため、混合が困難になると共に、圧縮して固形状に形成するために例えば成形型に供給することも困難になるためである。

更に、酸化鉄廃材粉末及びアルミドロス粉末は、酸化鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）が１モル、アルミニウム（Ａｌ）が２モルとなるように配合されており、上述した式（１）で示すテルミット反応が生じるようになっている。

上記のように構成された固形状テルミット剤１によれば、酸化鉄廃材粉末とアルミドロス粉末とを水分を含ませた状態で混合して圧縮することにより、特殊なバインダ（例えば、メチルセルロース系やポリビニルブチラール系）を使用することなく固形状に成形することができる。従って、極めて簡単かつ安価に製造することができる。

また、灰溶融炉内において、例えば焼却残渣に押されて破断し、小さな断片状になったとしても、酸化鉄及びアルミニウムを上述の割合で含有したものとなるので、必ずテルミット反応を生じさせることができる。従って、加熱効率の向上を図ることができる。

しかも、加熱効率の向上に伴って、灰溶融炉へ投入する固形状テルミット剤１の低減を図ることができると共に、従来使用していたテルミット剤を収容するための袋が不要になるので、焼却残渣を溶融処理するためのコストを低減することができる。

固形状テルミット剤１の水分の含有率がテルミット原料の５〜２０質量％であるので、当該テルミット原料を適度な粘性のもとで混合することができると共に、圧縮により固形状に確実に成形することができる。

また、酸化鉄廃材粉末及びアルミドロス粉末は酸化鉄やアルミニウムのみによって構成されたものではないが、酸化鉄が１モル、アルミニウムが２モルとなるように配合しているので、式（１）で示すテルミット反応を確実に生じさせることができる。なお、テルミット剤は、１０５０〜１１００℃に加熱されることによって反応を開始し、３０００℃程度の高温になる。

更に、厚さ／直径の比が１／２．５〜１／１の円板状に形成されているので十分な強度が得られると共に、深部まで短時間で加熱することができる。しかも、周面１ａを、テーパ角度αが１〜５度のテーパ状に形成しているので、例えば成形型６１（後述する）から容易に抜き出すことができる。しかも、一方の端面１ｂと周面１ａとの角部が鋭角に鋭く尖るのを充分抑えることができるので、その角部が欠けやすくなるのを防止することができる。

次に、上記固形状テルミット剤１を製造するのに最適な固形状テルミット剤製造装置２について説明する。

この固形状テルミット剤製造装置２は、図２〜図４に示すように、上記酸化鉄廃材粉末と上記アルミドロス粉末とを上記水分を含ませた状態で混合して上記テルミット原料を製造する攪拌機３と、この攪拌機３で製造されたテルミット原料を蓄える原料ホッパ４と、この原料ホッパ４に蓄えられたテルミット原料を計量する計量機５と、この計量機５で計量されたテルミット原料を圧縮して上記固形状テルミット剤１を成形する成形機６とを備えている。なお、上記攪拌機３における混合は、酸化鉄廃材粉末とアルミドロス粉末と水とを供給した後に混合する場合と、これらを供給しながら混合する場合と、酸化鉄廃材粉末とアルミドロス粉末とを混合しながら更に水を供給しつつ混合する場合とを含む。

酸化鉄廃材粉末は、酸化鉄ホッパ７１に蓄えられると共に、当該酸化鉄ホッパ７１の底面部に設けられたスクリュフィーダ（他のフィーダでも可）７２を介して、攪拌機３の容器３１内に上方から供給されるようになっている。スクリュフィーダ７２は、酸化鉄ホッパ７１に蓄えられた酸化鉄廃材粉末を下方から順次排出するようになっている。また、酸化鉄ホッパ７１には、蓄積された酸化鉄廃材粉末の上面レベルを検出するレベル計７３が設けられている。

同様にして、アルミドロス粉末は、アルミホッパ７４に蓄えられると共に、当該アルミホッパ７４の底面部に設けられたスクリュフィーダ（他のフィーダでも可）７５を介して、攪拌機３の容器３１内に上方から供給されるようになっている。アルミホッパ７４には、レベル計７６が設けられている。上記スクリュフィーダ７５及びレベル計７６については、上記スクリュフィーダ７２及びレベル計７３と同様の構成になっている。

また、上記水分としての水は、ソレノイドエアバルブ７７を介して攪拌機３の容器３１内に上方から供給されるようになっている。

攪拌機３は、円筒状の周壁部３１ａを有する容器３１と、この容器３１の軸心部に設置された撹拌翼３２と、この撹拌翼３２を回転駆動するモータ３３とを備えている。容器３１は、周壁部３１ａの上端が天板３１ｂで覆われており、この天板３１ｂに開けられた各開口部を介して、酸化鉄廃材粉末、アルミドロス粉末及び水が供給されるようになっている。

ただし、スクリュフィーダ７２、７５と天板３１ｂとは蛇腹等の柔軟性を有する管材３１ｃによって連結されており、酸化鉄ホッパ７１やアルミホッパ７４の部材側から拘束力や荷重が攪拌機３に作用するのを極力防止するようになっている。同様にして、ソレノイドエアバルブ７７と天板３１ｂとは柔軟性を有するホースによって連結されており、ソレノイドエアバルブ７７側から拘束力や荷重が攪拌機３に作用するのも極力防止するようになっている。

また、周壁部３１ａの下端部の内周面は、そのままの径で下方に開口する投入口部３１ｄとなっている。

原料ホッパ４は、攪拌機３の下方に設けられており、当該攪拌機３の周壁部３１ａと同軸状に設置された円筒状の周壁部４１と、この周壁部４１の下端を覆う底板部４２とを備えている。

周壁部４１は、その内周面の径が上記周壁部３１ａの内周面の径以上の大きさに形成されており、上記投入口部３１ｄから原料ホッパ４内に投入されるテルミット原料が周壁部４１の上端に留まらないようになっている。

また、周壁部４１には、原料ホッパ４内に蓄えられたテルミット原料の下限及び上限を検知するリミットスイッチ４３が設けられている。

周壁部４１の上端部は、攪拌機３の周壁部３１ａの下端部と、蛇腹等の柔軟性を有する管材３１ｅによって連結されており、原料ホッパ４側から攪拌機３に、拘束力等が作用するのを極力防止するようになっている。

一方、上記攪拌機３における周壁部３１ａの下端部には、投入口部３１ｄを開閉するスライドゲート３４が設けられている。このスライドゲート３４は、図３に示すように、平板状に形成されたものであり、ソレノイドエアバルブ３５（図２参照）によって伸縮制御されるエアシリンダ３６により旋回駆動されるようになっている。

即ち、スライドゲート３４は、周壁部３１ａの下端部に軸線に直交する方向に形成されたスリット部３１ｆに挿入されることにより、投入口部３１ｄを閉塞し、スリット部３１ｆから周壁部３１ａの外方に突出されることにより、投入口部３１ｄを開放するようになっている。

そして、周壁部３１ａの外方に突出することになるスライドゲート３４の下方には、投入口部３１ｄの開放時にスライドゲート３４と共に排出されるテルミット原料を回収するための原料回収部３７が周壁部３１ａと一体的に設けられている。また、原料回収部３７には、スライドゲート３４に伴って排出されるテルミット原料を受け取る回収箱３７ａが着脱自在に設けられている。この回収箱３７ａは、原料回収部３７に、タンスなどの引き出し状に設けられている。

上記攪拌機３は、スライドゲート３４、原料回収部３７等を含む全体の重量がロードセル（投入量検出手段）３８によって測定されるようになっている。ロードセル３８は、後述するように、攪拌機３に投入すべき酸化鉄廃材粉末、アルミドロス粉末及び水の量を検出することが可能になっている。

上記計量機５は、図２及び図６〜図８に示すように、原料ホッパ４の底板部４２の上面に沿って旋回自在に設けられ、当該底板部４２上のテルミット原料を当該底板部４２に切り欠かれた開口部４２ａに連続的に掻き移動する旋回ブレード５１と、一部が底板部４２の下面に沿って少なくとも上記開口部４２ａを通過すべく旋回移動自在に設けられ、上記開口部４２ａに掻き出されたテルミット原料を一定量ずつ収容する複数の計量孔５２ａを有する計量プレート５２と、この計量プレート５２の下面を計量孔５２ａの下端を閉塞するようにして摺動自在に支持し、上記開口部４２ａから間隔をおいた位置に計量孔５２ａに収容された一定量のテルミット原料を成形機６側に供給すべく開けられた原料供給孔５３ａを有する計量用テーブル５３とを備えた構成になっている。

旋回ブレード５１は、図６及び図７に示すように、円形状の底板部４２の軸心部に配置されたボス部５１ｂの周方向に４等分する各位置から放射状に延在し、上記ボス部５１ｂを中心にして、モータ５１ａにより旋回駆動されるようになっている。また、各旋回ブレード５１は、ボス部５１ｂから延在する長尺の帯状の板によって形成されていると共に、その一方の面が図８に示すように、原料ホッパ４の底板部４２や計量プレート５２の上面に摺動する下端から上端に向けて漸次旋回方向の先方に位置するように傾いた傾斜下面５１ｃとなっている。

また、旋回ブレード５１には、当該旋回ブレード５１と共に原料ホッパ４の内周面に沿って旋回移動するブリッジ防止手段５５が設けられている。このブリッジ防止手段５５は、各旋回ブレード５１における先端部近傍（原料ホッパ４の周壁部４１の内周面の近傍）に立設された丸棒状のブリッジ防止バー５５ａと、これらのブリッジ防止バー５５ａを円環状に連結する補強部材５５ｂとを備えた構成になっている。

底板部４２の開口部４２ａは、計量プレート５２の上面を計量孔５２ａと共に原料ホッパ４内に露出させるように、底板部４２に大きく形成されている。しかも、開口部４２ａは、図６に示すように、計量プレート５２の上面を原料ホッパ４の底板部４２の上面と面一状にすべく、周壁部４１に食い込むように切り欠かれている。

計量プレート５２は、図６及び図７に示すように、円板状に形成されたものであり、その軸心部を中心にしてモータ５２ｂによって回転駆動されるようになっている。計量孔５２ａは、円筒孔状のものが計量プレート５２の半径方向に２つ並べて形成されていると共に、回転方向の複数の位置（この実施の形態では周方向に８等分した各位置）に形成されている。

計量用テーブル５３に形成された原料供給孔５３ａは、図６に示すように、半径方向に並べられた２つの計量孔５２ａに対応する位置に形成されている。また、原料供給孔５３ａは、計量孔５２ａより大きな円筒孔によって形成されている。計量用テーブル５３における各原料供給孔５３ａの位置には、当該各原料供給孔５３ａから排出されたテルミット原料を成形機６に案内するシュート５４が接続されている。

また、計量用テーブル５３における各原料供給孔５３ａの上方には、当該各原料供給孔５３ａに対応する位置に移動してきた計量プレート５２の各計量孔５２ａ内に突出して、当該計量孔５２ａに詰まったテルミット原料を原料供給孔５３ａから成形機６側に排出させる閉塞防止ロッド５３ｂが備えられている。

各閉塞防止ロッド５３ｂは、エアシリンダ５３ｃによって直線方向に駆動されるようになっており、エアシリンダ５３ｃは、計量用テーブル５３の周縁部に固定されたブラケット５３ｄによって保持されるようになっている。

上記成形機６は、図２、図４及び図５に示すように、計量機５からシュート５４を介して供給される一定量のテルミット原料を受け入れる成形空孔６１ａを有する成形型６１と、テルミット原料が収容された成形空孔６１ａ内に挿入して、テルミット原料を固形状テルミット剤１に圧縮成形する成形プランジャ６２と、固形状テルミット剤１が収容された成形空孔６１ａ内に挿入して当該固形状テルミット剤１を成形空孔６１ａから排出させるエジェクタ６３と、成形空孔６１ａを、シュート５４の位置（計量機５からのテルミット原料の供給位置）、成形プランジャ６２の位置及びエジェクタ６３の位置のそれぞれに移動すべく、成形型６１の下面を成形空孔６１ａの下端を閉塞した状態で摺動自在に支持し、エジェクタ６３に対応する位置に固形状テルミット剤１を排出可能とする製品排出口６４ａを有する成形用テーブル６４とを備えている。

成形型６１は、軸心部を中心にしてモータ６５により回転駆動されるようになっている。そして、この成形型６１は、上記成形空孔６１ａを有するシリンダブロックＣＢ１及び後述する位置検出孔６１ｄを有するシリンダブロックＣＢ２を図示しない連結手段を介して複数連結したもので構成されている。

そして、この成形型６１は、図４、図５及び図９に示すように、半径方向の内側から外側に向けて、シリンダブロックＣＢ２、ＣＢ１、ＣＢ１が順次連結されていると共に、これらの半径方向に延在するシリンダブロックＣＢ２、ＣＢ１、ＣＢ１が上記軸心部を中心にして周方向に６等分した位置に配置された状態となるように連結されている。

また、成形空孔６１ａは、図４及び図５に示すように、上端開口部に、断面視で直線状のＣ面取（円弧状のＲ面取でも可）６１ｂが形成されており、成形プランジャ６２を円滑に導き入れることが可能になっている。更に、成形空孔６１ａの下部が、上記固形状テルミット剤１を成形する成形空間部６１ｃとなっている。

即ち、成形空間部６１ｃは、一定量のテルミット原料が成形プランジャ６２によって圧縮されて固形状テルミット剤１となる位置に成形されている。この成形空間部６１ｃは、成形空孔６１ａとしての内周面が下面に向かってテーパ状に拡径するように形成されている。このテーパ角度αは、図１で示したテーパ角度αと同じであり、固形状テルミット剤１を成形空孔６１ａから排出するのを容易にするための抜き勾配となっている。

成形型６の上面は、各シリンダブロックＣＢ１、ＣＢ２の上面及び各シリンダブロックＣＢ１、ＣＢ２の間を同一面状に覆う平板部材Ｐの上面によって構成されている。

そして、成形型６１の周面及び上面がカバーＣＶによって所定の間隔をおいて覆われている。このカバーＣＶは、下端部が成形用テーブル６４の周縁部に固定されることによって、成形型６と分離された状態で当該成形型６の周面及び上面を覆うように構成されている。

また、カバーＣＶの上面部ＣＶ１には、図４及び図９に示すように、成形プランジャ６２が配置される成形工程部Ｍに対応する位置に、各成形プランジャ６２及び後述する位置ずれ検出ロッド６８ａのそれぞれが挿入可能な貫通孔Ｈ１、Ｈ１、Ｈ２が形成されている。

更に、カバーＣＶの上面部ＣＶ１には、図５及び図９に示すように、エジェクタ６３が配置される突出工程部Ｅに対応する位置に、各エジェクタ６３がそれぞれ挿入可能な貫通孔Ｈ３、Ｈ３が形成されている。

そして更に、カバーＣＶの上面部ＣＶ１には、図９に示すように、各シュータ５４の下端部にそれぞれ接続される貫通孔Ｈ４、Ｈ４が形成されている。テルミット原料は、各シュータ５４、各貫通孔Ｈ４、これらの各貫通孔Ｈ４に接続された図示しないガイド筒を介して、各シリンダブロックＣＢ１の成形空孔６１ａに供給されるようになっている。

また、上面部ＣＶ１の内面（下面）には、図４及び図９に示すように、突出工程部Ｅに対応する位置に、平板部材Ｐの上面に飛散したテルミット原料を掻き集めて回収するスクレーパＳ１が固定されている。このスクレーパＳ１は、平板部材Ｐ上のテルミット原料を掻き集めて、各成形空孔６１ａに投入されるようになっている。この投入されたテルミット原料は、各製品排出口６４ａ及び後述するシュート６４ｂ等を介して回収されると共に、図示しない搬送手段を介して攪拌機３に送られて再利用されるようになっている。

成形プランジャ６２は、図２及び図４に示すように、成形空孔６１ａに摺動自在に嵌合する径で円柱状に形成されたものであり、半径方向に２つ並べて配置された各成形空孔６１ａに同時に挿入させるべく、２つのものがブラケット６２ａを介して並列に設けられている。これらの成形プランジャ６２は、ブラケット６２ａと共に成形油圧シリンダ６６によって軸線方向に駆動されるようになっている。

エジェクタ６３は、図２及び図５に示すように、成形空孔６１ａに挿入可能な径で円柱状に形成されたものであり、２つ並べて配置された各成形空孔６１ａに同時に挿入させるべく、２つのものがブラケット６３ａを介して並列に設けられている。これらのエジェクタ６３は、ブラケット６３ａと共にエジェクタ油圧シリンダ６７によって軸線方向に駆動されるようになっている。

更に、各エジェクタ６３は、図５に示すように、２つの各成形空孔６１ａのそれぞれに挿入して、各成形空孔６１ａから一度に固形状テルミット剤１を排出すべく構成されているが、この実施の形態においては、軸長の異なるエジェクタ６３を用いることにより、各エジェクタ６３の下端面から各成形空孔６１ａの上端開口位置までの寸法を異なるように構成し、これにより各エジェクタ６３が時期をずらして各成形空孔６１ａに挿入するように構成している。

また、成形機６は、図４に示すように、成形空孔６１ａが成形プランジャ６２に対して位置ずれを生じ、各成形プランジャ６２が各成形空孔６１ａに挿入不能となっていることを検知する位置ずれ検知手段６８を備えている。

位置ずれ検知手段６８は、各シリンダブロックＣＢ１に対して半径方向の内側に配置されたシリンダブロックＣＢ２に形成された位置検出孔６１ｄと、成形プランジャ６２と一体的に移動する上述したブラケット６２ａと、成形プランジャ６２の軸線方向と平行な方向に移動自在にブラケット６２ａに設けられていると共に、成形空孔６１ａが成形プランジャ６２を挿入可能とする位置にある場合に限り上記位置検出孔６１ｄに挿入可能となるようにブラケット６２ａに設けられ、かつ成形プランジャ６２が成形空孔６１ａに入るより先に位置検出孔６１ｄに入るように構成された位置ずれ検出ロッド６８ａとを備えている。

位置検出孔６１ｄには、その上端開口部に、断面視で直線状のＣ面取（円弧状のＲ面取でも可）６１ｅが形成されており、位置ずれ検出ロッド６８ａを円滑に導き入れることが可能になっている。

位置ずれ検出ロッド６８ａは、ブラケット６２ａに設けられた無給油ブッシュ６８ｂによって軸方向に摺動自在に支持されている。無給油ブッシュ６８ｂは、ブラケット６２ａに固定された円筒状の軸受ホルダ６８ｃの内面に嵌合された状態で固定されている。

また、位置ずれ検出ロッド６８ａには、軸受ホルダ６８ｃの上端に当接して、軸線方向の下方（位置検出孔６１ｄ側）への移動を規制するフランジ６８ｄが一体に形成されている。そして、位置ずれ検出ロッド６８ａにおけるフランジ６８ｄの上方を囲むように、軸受ホルダ６８ｃあるいはブラケット６２ａに固定されたケーシング６８ｅが設けられており、このケーシング６８ｅ内には、フランジ６８ｄを軸受ホルダ６８ｃの上端に当接させるべく付勢するコイルスプリング６８ｆが設けられている。

更に、位置ずれ検出ロッド６８ａの上端外周には、上方に向かって漸次縮径するテーパ部６８ｇが形成されている。また、フランジ６８ｄが軸受ホルダ６８ｃの上端に当接した状態の位置ずれ検出ロッド６８ａのテーパ部６８の近傍には、位置ずれ検出ロッド６８ａが上方に移動することによって作動するリミットスイッチ６８ｈが設けられている。

即ち、リミットスイッチ６８ｈは、下方に付勢された位置ずれ検出ロッド６８ａが成形型６１の上面に当接して上方に移動した際に、成形プランジャ６２が成形型６１の上面に当たる前に、テーパ部６８ｇから力を受けて作動し、位置ずれによる電気信号を出力するようになっている。

また、上記成形型６１には、図１０に示すように、成形用テーブル６４の上面に飛散したテルミット原料を掻き集めて回収する第２スクレーパＳ２が上記シリンダブロックＣＢ１、ＣＢ２の所定の空隙部に配置されている。なお、図１０には、成形型６１を示していないが、第２スクレーパＳ２は、成形型６１と共に矢印Ｒの方向に旋回移動して、成形用テーブル６４上のテルミット原料を集めて製品排出口６４ａに投入して回収するようになっている。また、この第２スクレーパＳ２は、成形型６１における周方向に１８０度離れた各位置に設置されている。

製品排出口６４ａに投入されたテルミット原料は、後述するシュート６４ｂ等を介して回収され、図示しない搬送手段を介して攪拌機３に送られて再利用されるようになっている。

また、成形用テーブル６４の上面には、各成形プランジャ６２によって固形状テルミット剤１が成形される成形部位６４ｃを超えた位置から各成形空孔６１ａが製品排出口６４ａに向かって移動する軌跡に沿って、成形空孔６１ａの直径とほぼ同一の幅の面圧軽減溝６４ｄが形成されている。この面圧軽減溝６４ｄの深さは、例えば０．１〜２ｍｍ程度に形成されている。

なお、図４において、６８ｉはダストシールである。
また、図２において、６９は、成形油圧シリンダ６６及びエジェクタ油圧シリンダ６７に供給する作動油の圧力や流量等を制御する油圧制御装置であり、６４ｂは、成形空孔６１ａから排出された固形状テルミット剤１をコンベアＣに導くためのシュートである。コンベヤＣによって運ばれてきた固形状テルミット剤１は、焼却残渣と共に灰溶融炉に投入されることになる。

更に、図２において、８は、計量機５及び成形機６の周囲を囲む安全カバーである。この安全カバー８は、計量機５や成形機６等に人が触れて怪我をするのを防止すべく設けられていると共に、計量時や成形時にテルミット原料による粉塵が飛散するのを防止するようになっている。

また、安全カバー８には、計量機５や成形機６を調整するなどの作業のためにドア（図示せず）が設けられているが、このドアを開けた際には、計量機５や成形機６の作動が自動的に停止する安全装置が設けられている。このため、作業者が怪我をするのを確実に防止することができる。

更に、この固形状テルミット剤製造装置２は、上記安全カバー８を含めた全体が図示しないカバーで覆われており、更なる安全性の向上、粉塵の飛散防止が図られている。
また、モータ３３、５１ａ、５２ｂ、６５、スクリュフィーダ７２、７５の各モータ、コンベヤＣのモータ、ソレノイドエアバルブ３５、７７、ロードセル３８、リミットスイッチ４３、６８ｈ、油圧制御装置６９、レベル計７３、７６等は、制御装置Ｍによって一括して制御されるようになっている。

上記のように構成された固形状テルミット剤製造装置２においては、酸化鉄ホッパ７１、アルミホッパ７４及びソレノイドバルブ７７からそれぞれ酸化鉄廃材粉末、アルミドロス粉末及び水を時間をずらして供給する。この際、攪拌機３の重量をロードセル３８で測定することにより、酸化鉄が１モルとなるように酸化鉄廃材粉末の投入量を制御することができると共に、アルミニウムが２モルとなるようにアルミドロス粉末の投入量を制御することができ、かつ水分の含有率がテルミット原料の５〜２０質量％となるように水を投入することができる。なお、空気中の水分を吸収することによって、上述した範囲の含水率（例えば、５質量％近傍の含水率）が得られ、十分な強度の固形状テルミット剤１を成形することが可能な場合には、攪拌機３への水の投入を要しない場合もあり得る。

また、原料ホッパ４に蓄えたテルミット原料を計量機５を介して成形機６に供給するように構成されているので、原料ホッパ４内に残留するテルミット原料の量をリミットスイッチ４３によって一定の範囲に制御することにより、間断なく固形状テルミット剤１を成形することができる。従って、灰溶融炉に投入すべき固形状テルミット剤１の量を最適な状態に維持することができる。

なお、リミットスイッチ４３で、テルミット原料の下限を検知した場合には、攪拌機３内に準備されたテルミット原料が原料ホッパ４内に供給されることになる。また、テルミット原料の下限を検知した状態が長く続く場合には、例えば成形機６の作動を止めて、成形プランジャ６２による空打ちを防止することもできる。

また、上記空打ちに関しては、成形プランジャ６２のストロークを検出し、当該成形プランジャ６２が成形位置まで移動しているにもかかわらず、成形油圧シリンダ６６に供給する作動油の圧力が上昇しないことを検知することによって、検出することができる。

攪拌機３の下方に原料ホッパ４を配置し、攪拌機３の下端部に形成された投入口部３１ｄからテルミット原料を原料ホッパ４に投入するように構成しているので、攪拌機３で製造したテルミット原料を重力を利用して効率よく原料ホッパ４に供給することができる。

しかも、投入口部３１ｄをスライドゲート３４で開閉するように構成しているので、投入口部３１ｄが周壁部４１の内周面と同径の大きなものであっても、当該投入口部３１ｄを確実に開閉することができる。従って、この点からも、攪拌機３から原料ホッパ４へのテルミット原料の投入効率の向上を図ることができる。

また、投入口部３１ｄの開放の際に、攪拌機３の外方に突出した状態となるスライドゲート３４の下方に、当該スライドゲート３４と共に排出されるテルミット原料を回収するための原料回収部３７を設けているので、テルミット原料が攪拌機３の周囲に飛散するのを防止することができる。従って、作業環境の向上を図ることができる。

更に、原料回収部３７に、テルミット原料の回収箱３７ａを着脱自在に設けているので、原料回収部３７で回収したテルミット原料を当該原料回収部３７から容易に取り出すことができる。従って、このように排出されたテルミット原料を簡単に再利用することができる。

一方、原料ホッパ４の底板部４２の上面に旋回ブレード５１が設けられているので、先に原料ホッパ４に投入されたテルミット原料から順に、計量プレート５２側に払い出されることになる。従って、原料ホッパ４に古いテルミット原料が滞留するのを防止することができる。

また、底板部４２の下面に沿ってテルミット原料を収容する計量孔５２ａを有する計量プレート５２が設けられているので、テルミット原料を原料ホッパ４から計量孔５２ａに重力を利用して効率よく供給することができる。

更に、計量プレート５２の下面を摺動自在に支持し、開口部４２ａから間隔をおいた位置に計量孔５２ａに収容されたテルミット原料を成形機６側に供給可能とする原料供給孔５３ａを有する計量用テーブル５３を備えているので、一定量のテルミット原料を重力を利用して効率よく成形機６側に供給することができる。

成形機６では、計量機５から供給された一定量のテルミット原料を成形型６１及び成形プランジャ６２を用いて圧縮成形することにより、一定の質量の固形状テルミット剤１を得ることができ、成形空孔６１ａ内に形成された固形状テルミット剤１をエジェクタ６３によって容易に排出させることができる。

そして、成形空孔６１ａを、シュート５４の位置、成形プランジャ６２の位置及びエジェクタ６３の位置のそれぞれに移動させることができるので、計量機５から供給されるテルミット原料に基づいて、固形状テルミット剤１を連続的に生産することができる。

また、成形型６１を、成形空孔６１ａの形状の異なるものに交換することにより、種々の形状の固形状テルミット剤を成形することができる。

更に、成形空孔６１ａが成形プランジャ６２に対して位置ずれを生じ、成形プランジャ６２が成形空孔６１ａに挿入不能となっていることを検知する位置ずれ検知手段６８を備えているので、成形プランジャ６２が成形空孔６１ａに入らずに成形型６１の上面等に当たるのを防止することができる。従って、成形プランジャ６２及び成形型６１に変形や破損等が生じるのを未然に防止することができる。

また、攪拌機３にロードセル３８が備えられているので、当該攪拌機３において、酸化鉄含有粉末材、アルミドロス粉末及び水の各量を最適な値に調整することができる。そして、当該ロードセル３８に代表される投入量検出手段に相当する装置を酸化鉄含有粉末材やアルミドロス粉末や水を供給する側に個々に設置する場合に比較して、コストの低減及び装置のコンパクト化を図ることができる。

更に、旋回ブレード５１が原料ホッパ４の底板部４２の上面に摺動する下端から上端に向けて漸次旋回方向の先方に位置するように傾いた傾斜下面５１ｃを有しているので、当該傾斜下面５１ｃによってテルミット原料を下方に押圧する力が生じる。従って、下方に位置する計量プレート５２の計量孔５２ａに、テルミット原料を隙間なく一定の密度で供給することができ、当該計量孔５２ａによるテルミット原料の計量精度の向上を図ることができる。

しかも、旋回ブレード５１に、当該旋回ブレード５１と共に原料ホッパ４の周壁部４１の内周面に沿って旋回移動するブリッジ防止手段５５が設けられているので、テルミット原料が原料ホッパ４の内周面を支点にして当該原料ホッパ４の内方まで連続的につながった状態になるいわゆるブリッジが生じるのを確実に防止することができる。

この場合、ブリッジ防止手段５５におけるブリッジ防止バー５５ａによって上記ブリッジを効率よく崩壊することができる。また、円環状の補強部材５５ｂは、テルミット原料が原料ホッパ４内を上から下へ移動する妨げとなるのを極力防止しながら、各旋回ブレード５１に立設されたブリッジ防止バー５５ａを補強することができる利点がある。

従って、原料ホッパ４に投入されたテルミット原料を当該原料ホッパ４の下方に連続的に供給することができる。

また、計量用テーブル５３における原料供給孔５３ａの上方に、当該原料供給孔５３ａに対応する位置に移動してきた計量プレート５２の計量孔５２ａ内に突出して、当該計量孔５２ａに詰まったテルミット原料を成形型６１側に排出させる閉塞防止ロッド５３ｂが備えられているので、上述したブリッジ等によってテルミット原料が計量孔５２ａに詰まるのを確実に防止することができる。従って、計量孔５２ａで正確に計量した後のテルミット原料を成形機６側に安定的に供給することができる。

更に、成形型６１の上方を覆うように設けられたカバーＣＶを備えているので、成形プランジャ６２が成形空孔６１ａ内に挿入する際に、当該成形空孔６１ａ内のテルミット原料が成形型６１の上方に飛び出すことがあっても、この飛び出したテルミット原料が成形型６１の周囲に飛散するのを防止することができる。

しかも、成形型６１と分離された状態の上記カバーＣＶに、成形型６１の上面に飛散したテルミット原料を掻き集めて回収するスクレーパＳ１を備えているので、成形型６１の移動に伴って、当該成形型６１上に飛散したテルミット剤をスクレーパＳ１によって掻き集めて回収することができる。

そして、掻き集めたテルミット原料は、成形空孔６１ａに再び投入して、成形用テーブル６４の製品排出口６４ａから回収し、更に攪拌機３に送ることによって再利用することができる。従って、資源を有効に活用することができる。

なお、掻き集めたテルミット原料を、これから成形プランジャ６２に向かう位置にある成形空孔６１ａ（即ち、製品排出口６４ａを通過した後の成形空孔６１ａ）に投入してもよい。この場合でも、この掻き集めたテルミット原料の量が微小であることから、成形空孔６１ａ内に供給されるテルミット原料をほぼ一定に保持することができる。

更に、成形型６１が成形空孔６１ａを有するシリンダブロックＣＢ１や他のシリンダブロックＣＢ２を複数連結したもので構成されているので、不具合を生じたシリンダブロックのみを交換することができる。従って、ランニングコストの低減を図ることができる。

また、成形型６１をシリンダブロックＣＢ１、ＣＢ２を連結したもので構成した場合でも、各シリンダブロックＣＢ１、ＣＢ２の上面及び各シリンダブロックの間を覆う平板部材Ｐを設けているので、成形型６１の上面に飛散したテルミット原料を上述したスクレーパＳ１によって回収することができる。

しかも、成形型６１には成形用テーブル６４の上面に飛散したテルミット原料を掻き集めて回収する第２スクレーパＳ２がシリンダブロックＣＢ１、ＣＢ２の間に配置されているので、当該成形型６１の移動によって、成形用テーブル６４の上面に飛散したテルミット原料を掻き集めて回収することができる。

そして、ここで掻き集めたテルミット原料も、成形用テーブル６４の製品排出口６４ａから回収して、攪拌機３に投入することにより再利用することができる。

また、成形用テーブル６４の上面に、成形プランジャ６２による成形部位６４ｃを超えた位置から成形空孔６１ａが製品排出口６４ａに向かって移動する軌跡に沿って、成形空孔６１ａの直径とほぼ同一の幅の面圧軽減溝６４ｄが形成されているので、成形空孔６１ａが成形部位６４ｃから面圧軽減溝６４ｄに移動することによって、固形状テルミット剤１の成形用テーブル６４に対する面圧が高圧から低圧の状態に急激に低下することになる。従って、成形型６１が旋回移動する際のエネルギの低減を図ることができる。

更に、２つの各エジェクタ６３が時期をずらして各成形空孔６１ａに挿入されるように構成されているので、一方の成形空孔６１ａ内に成形された固形状テルミット剤１の排出移動が開始した後に、他方の成形空孔６１ａ内の固形状テルミット剤１の排出移動が開始することになる。従って、固形状テルミット剤１の移動を開始する際の大きな抵抗（特に静摩擦に起因する抵抗）が同時に発生することがないので、エジェクタ６３を駆動するエジェクタ油圧シリンダ６７等の装置の小型化、及び当該エジェクタ６３を駆動するためのエネルギの低減を図ることができる。

なお、成形油圧シリンダ６６及びジェクタ油圧シリンダ６７は、それぞれエアシリンダによって構成してもよい。

また、成形型６１において、位置合わせ用のシリンダブロックを別途設け、当該シリンダブロックに形成した円筒孔に、位置合わせロッドを挿入することにより、成形空孔６１ａの位置を成形プランジャ６２の位置に強制的に合わせるように構成してもよい。この場合、位置合わせロッドは、先端部をテーパ状に形成して上記円筒孔に容易に挿入可能とし、このテーパ部の基端側に上記円筒孔と精密に嵌合する平行部を形成する。そして、位置合わせロッドの基端側を例えばブラケット６２ａに固定し、成形プランジャ６２が成形空孔６１ａに挿入される前に、位置合わせロッドのテーパ部及び平行部が円筒孔に挿入するように構成することになる。

また、上記位置合わせロッドを位置ずれ検出ロッド６８ａに代えて設けてもよい。この場合には、成形空孔６１ａの位置を成形プランジャ６２の位置に強制的に合わせることができると共に、この強制的な位置合わせができなかった場合には、位置合わせロッドが上方に移動してリミットスイッチ６８ｈを作動させ、成形動作を停止させることができる。

この発明の固形状テルミット剤の一実施の形態として示した図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 この発明の固形状テルミット剤製造装置の一実施の形態として示した概念図である。 同固形状テルミット剤製造装置におけるスライドゲートの付近を示す図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。 同固形状テルミット剤製造装置における成形機の成形プランジャに対応する部分を示す要部拡大図である。 同固形状テルミット剤製造装置における成形機のエジェクタに対応する部分を示す要部拡大図である。 同固形状テルミット剤製造装置における計量機を示す断面図である。 同固形状テルミット剤製造装置における計量機を示す平面図である。 同固形状テルミット剤製造装置における旋回ブレード、計量プレート等を示す断面図である。 同固形状テルミット剤製造装置における成形機を示す図であって、図４のIX−IXに沿う断面図である。 同固形状テルミット剤製造装置における成形機を示す図であって、図４のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。

符号の説明

１ 固形状テルミット剤
１ａ 周面
１ｂ 一方の端面
１ｃ 他方の端面
２ 固形状テルミット剤製造装置
３ 攪拌機
４ 原料ホッパ
５ 計量機
６ 成形機
３１ｄ 投入口部
３４ スライドゲート
３７ 原料回収部
３７ａ 回収箱
３８ ロードセル（投入量検出手段）
４１ 周壁部
４２ 底板部
４２ａ 開口部
５１ 旋回ブレード
５１ｃ 傾斜下面
５２ 計量プレート
５２ａ 計量孔
５３ 計量用テーブル
５３ａ 原料供給孔
５３ｂ 閉塞防止ロッド
５５ ブリッジ防止手段
５５ａ ブリッジ防止バー
６１ 成形型
６１ａ 成形空孔
６１ｄ 位置検出孔
６２ 成形プランジャ
６２ａ ブラケット
６３ エジェクタ
６４ 成形用テーブル
６４ａ 製品排出口
６４ｃ 成形部位
６４ｄ 面圧軽減溝
６８ 位置ずれ検知手段
６８ａ 位置ずれ検出ロッド
ＣＢ１、ＣＢ２ シリンダブロック
ＣＶ カバー
Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３ 貫通孔
Ｐ 平板部材
Ｓ１ スクレーパ
Ｓ２ 第２スクレーパ
α テーパ角度

Claims (21)

1. 灰溶融炉内における溶融対象物の加熱に用いるテルミット剤であって、
   酸化鉄含有粉末材とアルミニウム含有粉末材とを水分を含ませた状態で混合してなるテルミット原料を圧縮して固形状に形成したことを特徴とする固形状テルミット剤。
2. 上記水分の含有率は、上記テルミット原料の５〜２０質量％であることを特徴とする請求項１に記載の固形状テルミット剤。
3. 上記酸化鉄含有粉末材及び上記アルミニウム含有粉末材は、酸化鉄が１モル、アルミニウムが２モルとなるように配合されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の固形状テルミット剤。
4. 厚さ／直径の比が１／２．５〜１／１の円板状に形成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の固形状テルミット剤。
5. 軸線方向の一方の端面と他方の端面との間の周面は、前記軸線に対するテーパ角度が１〜５度のテーパ状に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の固形状テルミット剤。
6. 請求項１〜５の何れかに記載の固形状テルミット剤を製造する固形状テルミット剤製造装置であって、
   上記酸化鉄含有粉末材と上記アルミニウム含有粉末材とを上記水分を含ませた状態で混合することにより上記テルミット原料を製造する攪拌機と、
   この攪拌機で製造されたテルミット原料を蓄える原料ホッパと、
   この原料ホッパに蓄えられたテルミット原料を計量する計量機と、
   この計量機で計量されたテルミット原料を圧縮して上記固形状テルミット剤を成形する成形機とを備えていることを特徴とする固形状テルミット剤製造装置。
7. 上記攪拌機は、当該攪拌機に投入される上記酸化鉄含有粉末材、上記アルミニウム含有粉末材及び上記水のそれぞれの投入量の検出が可能な投入量検出手段を備えていることを特徴とする請求項６に記載の固形状テルミット剤製造装置。
8. 上記攪拌機の下方に上記原料ホッパを配置し、上記攪拌機の下端部に形成された投入口部から上記テルミット原料を上記原料ホッパに投入するように構成すると共に、上記投入口部をスライドゲートで開閉するように構成したことを特徴とする請求項６又は７に記載の固形状テルミット剤製造装置。
9. 上記投入口部の開放の際に、上記攪拌機の外方に突出した状態となる上記スライドゲートの下方に、当該スライドゲートと共に排出される上記テルミット原料を回収するための原料回収部を設けたことを特徴とする請求項８に記載の固形状テルミット剤製造装置。
10. 上記原料回収部には、上記テルミット原料の回収箱が着脱自在に設けられていることを特徴とする請求項９に記載の固形状テルミット剤製造装置。
11. 上記計量機は、
    上記原料ホッパの底板部の上面に沿って旋回自在に設けられ、当該底板部上の上記テルミット原料を当該底板部に形成された開口部に連続的に掻き移動する旋回ブレードと、
    一部が上記底板部の下面に沿って少なくとも上記開口部を通過すべく移動自在に設けられ、上記開口部に掻き出されたテルミット原料を一定量収容する計量孔を有する計量プレートと、
    この計量プレートの下面を上記計量孔の下端を閉塞するようにして摺動自在に支持し、上記開口部から間隔をおいた位置に上記計量孔に収容された上記テルミット原料を上記成形機側に供給可能とする原料供給孔を有する計量用テーブルとを備えていることを特徴とする請求項６〜１０の何れかに記載の固形状テルミット剤製造装置。
12. 上記旋回ブレードは、上記原料ホッパの上記底板部の上面に摺動する下端から上端に向けて漸次旋回方向の先方に位置するように傾いた傾斜下面を有していることを特徴とする請求項１１に記載の固形状テルミット剤製造装置。
13. 上記旋回ブレードには、当該旋回ブレードと共に上記原料ホッパの内周面に沿って旋回移動するブリッジ防止手段が設けられていることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の固形状テルミット剤製造装置。
14. 上記計量用テーブルにおける上記原料供給孔の上方には、当該原料供給孔に対応する位置に移動してきた上記計量プレートの計量孔内に突出して、当該計量孔に詰まった上記テルミット原料を上記成形機側に排出させる閉塞防止ロッドが備えられていることを特徴とする請求項１１〜１３の何れかに記載の固形状テルミット剤製造装置。
15. 上記成形機は、
    上記計量機から供給される一定量のテルミット原料を受け入れる成形空孔を有する成形型と、
    上記テルミット原料が収容された上記成形空孔内に挿入して、テルミット原料を上記固形状テルミット剤に圧縮成形する成形プランジャと、
    上記固形状テルミット剤が収容された上記成形空孔内に挿入して当該固形状テルミット剤を成形空孔から排出するエジェクタと、
    上記成形空孔を、上記計量機からのテルミット原料の供給位置、上記成形プランジャの位置及び上記エジェクタの位置のそれぞれに移動すべく、上記成形型の下面を上記成形空孔の下端を閉塞するようにして摺動自在に支持し、上記エジェクタに対応する位置に上記固形状テルミット剤を排出可能とする製品排出口を有する成形用テーブルとを備えていることを特徴とする請求項６〜１４の何れかに記載の固形状テルミット剤製造装置。
16. 上記成形型と分離された状態で当該成形型の上方を覆うように設けられ、上記成形プランジャ及び上記エジェクタの挿入が可能な貫通孔を有するカバーと、
    このカバーに設けられ、上記成形型の上面に飛散したテルミット原料を掻き集めて回収するスクレーパとを備えていることを特徴とする請求項１５に記載の固形状テルミット剤製造装置。
17. 上記成形型は、上記成形空孔を有するシリンダブロックを複数連結したもので構成され、上記成形型の上面は、上記各シリンダブロックの上面及び各シリンダブロックの間を覆う平板部材の上面によって構成されており、
    上記成形型には、上記成形用テーブルの上面に飛散したテルミット原料を掻き集めて回収する第２スクレーパが上記シリンダブロックの間に配置されていることを特徴とする請求項１５又は１６に記載の固形状テルミット剤製造装置。
18. 上記成形用テーブルの上面には、上記成形プランジャによる成形部位を超えた位置から上記成形空孔が製品排出口に向かって移動する軌跡に沿って、上記成形空孔の直径とほぼ同一の幅の面圧軽減溝が形成されていることを特徴とする請求項１５〜１７の何れかに記載の固形状テルミット剤製造装置。
19. 上記エジェクタは、複数の成形空孔のそれぞれに挿入して、当該各成形空孔から一度に上記固形状テルミット剤を排出すべく複数設けられており、
    上記各エジェクタは、時期をずらして上記各成形空孔に挿入されるように構成されていることを特徴とする請求項１５〜１８の何れかに記載の固形状テルミット剤製造装置。
20. 上記成形機は、上記成形空孔が上記成形プランジャに対して位置ずれを生じ、上記成形プランジャが上記成形空孔に挿入不能となっていることを検知する位置ずれ検知手段を備えていることを特徴とする請求項１５〜１９の何れかに記載の固形状テルミット剤製造装置。
21. 上記位置ずれ検知手段は、
    上記成形型における上記成形空孔の側方に形成された位置検出孔と、
    上記成形プランジャと一体的に移動するブラケットと、
    上記成形プランジャの軸線方向と平行な方向に移動自在に上記ブラケットに設けられていると共に、上記成形プランジャが上記成形空孔に挿入可能である場合に限り上記位置検出孔に挿入可能となるように上記ブラケットに設けられ、かつ上記成形プランジャが上記成形空孔に入るより先に上記位置検出孔に入るように構成された位置ずれ検出ロッドとを備えていることを特徴とする請求項２０に記載の固形状テルミット剤製造装置。

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