JP2006064313A - アンカー構造およびその構造を用いた回転溶融炉の支持構造 - Google Patents

Abstract

【課題】炉内雰囲気温度が例えば１３００℃以上の高温度になり不定形耐火物が膨張した際にも、亀裂による不定形耐火物の脱落が生じない耐久性に富む不定形耐火物の支持構造を提供する。
【解決手段】不定形耐火物を支持するためのアンカーであって、三角錐の構造の三角錐アンカー１からなり、各辺３Ａ〜３Ｆが棒材で連結され、各辺３Ａ〜３Ｆ間は空間５で形成されていることを特徴とする。この三角錐アンカーを不定形耐火物に入れて支持することで不定形耐火物が膨張して割れても落ちなずに保持できる。
【選択図】図１

Description

この発明は、特に炉内雰囲気温度が例えば１３００℃以上の高温度における炉内の内張用の不定形耐火物を支持するためのアンカー構造およびその構造を用いた回転溶融炉の支持構造に関する。

従来、家庭から排出される一般廃棄物および産業廃棄物は回収された後、焼却炉にて燃焼し処理されている。しかし、これらの焼却灰を埋め立てる場所を確保すると共に有害物質の飛散を防止するため、灰の減容化と有害物質の安定化に優れた灰溶融炉の需要が益々拡大している。

前記灰の減容化および無害化を図るために、灰溶融炉例えば回転灰溶融炉にて例えば１３００〜１４００℃で溶融し、流下した灰を水砕スラグとして排出し、排ガスを集塵装置を経てから大気に放出することが行われている。

この灰溶融炉を含む炉壁材材料としては、定型煉瓦などの定形耐火物と、流動性の耐火物を枠の中に流し込み成形する不定形耐火物（キャスタブル）とがよく知られている。灰溶融炉の１つである回転溶融炉の炉本体１０１は、図４に示されているように、最外周に円弧形状の鉄皮１０３が設けられ、この鉄皮１０３の内側には充填材（ＳｉＣ）のスタンプ１０５が設けられている。さらに、このスタンプ１０５の内側には円弧形状の鉄皮１０７が設けられ、この鉄皮１０７の円周には適宜な間隔で炉本体１０１の中心へ向けて延伸されたＹ字形状のアンカー１０９とフラッドバー形状のアンカー１１１とが複数配置され、前記各アンカー１０９、１１１の一端が溶接などで一体化されている。これらのアンカー１０９、１１１の内側には例えば鉄製からなる内壁１１３が設けられている。そして、前記鉄皮１０７と内壁１１３との間には酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）からなる不定形耐火物１１５が流しこまれて固定して炉壁を構成している。そして、図４において、内壁１１３の下部には溶融されたスラグが排出される排出口（出湯庫）１１７が形成されている。

上記構成により、回転溶融炉の炉本体１０１で処理されたスラグが排出口（出湯庫）１１７より排出される。その時の回転溶融炉の炉本体１０１は例えば１３００〜１４００℃で加熱される。そのため、回転溶融炉の炉本体１０１の炉壁はこの高温に耐える必要がある。

図５（Ａ）に示した上述のＹ型形状のアンカー１０９の代わりに図５（Ｂ）、（Ｃ）に示したようなＬ型形状またはＴ型形状のアンカー１１９、１２１を不定形耐火物（キャスタブル）内に入れて補強する試みがなされている。また、特許文献１に示されているような従来のＹ型形状に似た形状でかつ材質がセラミックからなるアンカー構造のもの知られている。
特開平１１−１８３０４１号公報

ところで、上述した従来のアンカーの構造では、例えば１３００℃〜１４００℃の高温にさらされると、従来のアンカーで支持されている不定形耐火物（キャスタブル）１１５は膨張すると、図６に示されているように前記アンカー１１より亀裂（クラック）１２３が生じ、最終的には不定形耐火物（キャスタブル）１１５の一部が脱落してしまう。特に図４におけるスラグが排出口（出湯庫）１１７を挟んだ両側内においてこの脱落が多く、最終的には図４において矢印で示した範囲を再施工し直さなければならないという問題があり、再施工に費用がかかるといったことが発生する。

この発明は上述の課題を解決するためになされたものである。

上記発明が解決しようとする課題を達成するためにこの発明のアンカー構造は、不定形耐火物を支持するためのアンカーであって、三角錐の構造の三角錐アンカーからなり、各辺が棒材で連結され、各辺間は空間で形成されていることを特徴とするものである。

この発明のアンカー構造は、前記アンカー構造において、前記三角錐が正三角錐であることが好ましい。

この発明のアンカー構造は、前記アンカー構造において、前記棒材が金属製の丸棒からなっていることが好ましい。

この発明のアンカー構造は、前記アンカー構造において、前記棒材の径が８〜１２ｍｍφで、長さが５０〜１２０ｍｍであることが好ましい。

この発明の回転溶融炉の支持構造は、回転溶融炉における出湯庫の出口近傍が、外側の鉄被に複数のフラットバーを介して請求項１、２、３または４からなる複数のアンカー構造を不定形耐火物内に設けて前記不定形耐火物を支持せしめるようにしたことを特徴とするものである。

以上のごとき課題を解決するための手段の説明から理解されるように、この発明によれば、アンカー構造が三角錐の構造からなり、各辺が棒材で連結され、各辺間は空間で形成されているので、この三角錐アンカーを不定形耐火物内に入れて不定形耐火物を支持することで、炉内雰囲気温度が例えば１３００℃以上の高温度になっても、不定形耐火物が膨張した際に、不定形耐火物にかかる力は三角錐アンカー内の不定形耐火物に集中的にかかるようになり、もし、三角錐アンカー内の不定形耐火物が割れても落ちないように保持でき、従来よりも耐久性に富むことになって、長期間使用でき、再施工の回数を大幅に遅らせることができる。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１を参照するに、この実施の形態のアンカー構造は、三角錐としての例えば正三角錐形状の正三角錐アンカー１をしており、この正三角錐アンカー１の各辺が棒材３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅおよび３Ｆからなり、各辺３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅおよび３Ｆはたとえば溶接で連結されていたり、あるいは例えば棒材３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄが折り曲げられて連結され、さらに、棒材３Ａの一端と棒材３Ｄの他端が溶接で連結され、棒材３Ｅの両端が棒材３Ａと棒材３Ｄとの接合部、棒材３Ｂと棒材３Ｃとの接合部に溶接で連結され、棒材３Ｆの両端が棒材３Ａと棒材３Ｂとの接合部、棒材３Ｃと棒材３Ｄとの接合部に溶接で連結されている。そして、各辺間は空間５で形成されている。

前記棒材３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅおよび３Ｆは例えば１３００℃以上の高温に耐えられる例えばステンレスなどの金属製の丸棒からなっている。また、前記棒材の径は８〜１２ｍｍφ好ましくは１０ｍｍφで、長さは５０〜１２０ｍｍ好ましくは１００ｍｍからなっている。

図２および図３には灰溶融炉の１つである回転溶融炉の炉本体７が示されている。図２および図３において、最外周に円弧形状の鉄皮９が設けられ、この鉄皮９の内側には充填材（ＳｉＣ）のスタンプ１１が設けられている。さらに、このスタンプ１１の内側には円弧形状の鉄皮１３設けられている。この鉄皮１３の最内層側には例えば鉄製からなる内壁１５が設けられている。そして、図２において、内壁１５の下部には溶融されたスラグが排出される排出口（出湯庫）１７が形成されている。この排出口（出湯庫）１７を挟んで例えば前記両側に炉本体７の中心Ｏより例えばほぼ７０°の範囲Ａとこの範囲Ａ以外の範囲Ｂとで区画されており、範囲Ａは例えば１３００℃以上の高温にさらされる所であり、範囲Ｂは１３００℃未満の温度にさらされる。

前記範囲Ｂ内には前記鉄皮１３と内壁１５との間のほぼ中間の位置における円周には円弧状の例えばステンレスからなる棒材１９が設けられている。そして、前記鉄皮１３と棒材１９との間にはＹ字形状のアンカー２１が円周に適宜な間隔で設けられていて、各アンカー２１の一端（下端）が例えば溶接で前記鉄皮１３に一体化されている。また、前記鉄皮１３と内壁１５との間にはＹ字形状のアンカー２１より長いＹ字形状のアンカー２３が円周に適宜な間隔で設けられていて、各アンカー２３の一端（下端）が例えば溶接で前記鉄皮１３に一体化されていると共に各アンカー２３の他端（上端）が例えば溶接で前記内壁１５に一体化されている。

前記範囲Ａ内には前記鉄皮１３の円周に適宜な間隔で例えばステンレスからなるフラットバー２５の一端（下端）が例えば溶接で一体化されている。そして、このフラットバー２５の他端（上端）には円周方向へ上述した正三角錐アンカー１が複数本実施の形態では１１個が並んで設けられ、溶接で一体化されている。この層の正三角錐アンカー１の上層には複数本本実施の形態では８個ずつ正三角錐アンカー１が並んで設けられ、溶接で一体化されている。さらに、この層の正三角錐アンカー１の上層には複数本本実施の形態では３個ずつ正三角錐アンカー１が並んで設けられ、溶接で一体化されている。したがって、この例では３層の正三角錐アンカー１が積層されている。

前記範囲Ｂ内における前記鉄皮１３と棒材１９との間および棒材１９と内壁１５との間には酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）からなる不定形耐火物２７が流しこまれて固定して炉壁を構成していると共に前記範囲Ａ内における前記鉄皮１３と内壁１５との間には酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）からなる不定形耐火物２７が流しこまれて固定して炉壁を構成している。

上記構成により、回転溶融炉の炉本体１０１で処理されたスラグが排出口（出湯庫）１７より排出される。その時の回転溶融炉の炉本体１は例えば１３００〜１４００℃で加熱されるが、前記範囲Ｂ内の温度は１３００℃以上の温度にはならず、１３００℃未満の温度であるから、従来から使用されているＹ字形状のアンカー２１で不定形耐火物２７を支持していても膨張した際に割れることはない。また、排出口（出湯庫）１７の近傍における前記範囲Ａ内では３層の正三角錐アンカー１が積層されて不定形耐火物２７を支持しているから、前記各正三角錐アンカー１の各辺が棒材３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅおよび３Ｆで連結され、各辺間は空間５で形成されているので、この三角錐アンカー１を不定形耐火物２７内に入れて不定形耐火物２７を支持することで、炉内雰囲気温度が例えば１３００℃以上の高温度になっても、不定形耐火物２７が膨張した際に、不定形耐火物２７にかかる力は三角錐アンカー１内の不定形耐火物２７に集中的にかかるようになり、もし、三角錐アンカー１内の不定形耐火物２７が割れても落ちないように保持でき、従来よりも耐久性に富むことになって、長期間使用でき、再施工の回数を大幅に遅らせることができる。

この発明のアンカー構造を示す正三角錐アンカーの斜視図である。 回転溶融炉の炉本体の断面図である。 図２におけるIII−III線に沿った平面図である。 従来の回転溶融炉の炉本体の断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は従来のアンカー構造を示すＹ字形状、Ｌ字形状およびＴ字形状のアンカーの正面図である。 従来のＹ字形状のアンカーで不定形耐火物を支持した際の亀裂状況を示した図である。

符号の説明

１ 正三角錐アンカー
３Ａ〜３Ｆ 棒材
５ 空間
７ 炉本体
９ 鉄皮
１１ スタンプ
１３ 鉄皮
１５ 内壁
１７ 排出口（出湯庫）
１９ 棒材
２１ Ｙ字形状のアンカー
２３ Ｙ字形状のアンカー
２５ フラットバー
２７ 不定形耐火物

Claims (5)

1. 不定形耐火物を支持するためのアンカーであって、三角錐の構造の三角錐アンカーからなり、各辺が棒材で連結され、各辺間は空間で形成されていることを特徴とするアンカー構造。
2. 前記三角錐が正三角錐であることを特徴とする請求項１記載のアンカー構造。
3. 前記棒材が金属製の丸棒からなっていることを特徴とする請求項１または２記載のアンカー構造。
4. 前記棒材の径が８〜１２ｍｍφで、長さが５０〜１２０ｍｍであることを特徴とする請求項１、２または３記載のアンカー構造。
5. 回転溶融炉における出湯庫の出口近傍が、外側の鉄被に複数のフラットバーを介して請求項１、２、３または４からなる複数のアンカー構造を不定形耐火物内に設けて前記不定形耐火物を支持せしめるようにしたことを特徴とする回転溶融炉の支持構造。
   

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