JP2006317111A - 溶融メタル出湯時の安全対策システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 タップホール4を開孔機5で開孔して炉内の溶融メタルMを出湯して冷却水槽19内で水砕し、溶融メタルMの出湯後にタップホール4をマッドガン6で閉塞するようにした溶融炉に用いる溶融メタル出湯時の安全対策システムであって、安全対策システムは、冷却水槽19へメタル水砕水Wを供給するメタル水砕水供給ライン23に介設したメタル水砕水流量計25及びメタル水砕水温度計26と、メタル水砕水供給ライン23に接続した緊急水供給ライン27と、緊急水供給ライン27に接続した緊急水貯留タンク28と、緊急水供給ライン27に介設した緊急水弁29と、開孔機5及びマッドガン6への油圧送りライン11に接続したアキュムレータ30と、タップホール4を開閉する緊急ゲート31とから成る。
【選択図】 図1
Description
一方、溶融メタルは、電気式溶融炉の運転時間の経過と共に順次炉底に残留・堆積し、その厚みが増加してレベル(溶融メタルと溶融スラグの境界面)が上昇することになる。この溶融メタルのレベルが上昇すると、様々な問題を生じることになる。例えば、溶融スラグと溶融メタルが混合した状態で溶融スラグ出滓口から排出されてスラグの品質が低下したり、アークが不安定になったり、或いは短絡事故を引き起こすと云う問題がある。
この溶融メタルの出湯には、例えば、開孔機及びマッドガンを備えた装置(特許文献1参照)やスライディングゲートを備えた装置(特許文献2参照)、誘導加熱方式を採用した装置(特許文献3参照)等が用いられている。
又、開孔機及びマッドガンを使用して溶融メタルを出湯する場合、運転員は開孔作業及び閉塞作業の間、溶融メタルの出湯場所付近で作業を行うことになり、常に危険性を伴う作業となる。
従って、タップホールの開孔作業やタップホールの閉塞作業に於いては、メタル水砕水の温度、メタル水砕水量、油圧ポンプ等の各種機器の運転に必要な各種情報が得られるように開孔機及びマッドガン等を操作する操作盤付近に前記情報を表示するメーター類や計器類等が設けられており、警報や得られた各数値により、運転員が異常であると判断した場合、マッドガン等によりタップホールを閉塞するようにしている。
又、異常時に於けるタップホールの閉塞作業は、運転員により行われるため、運転員が直ぐに避難することができず、安全性に劣ると云う問題がある。
これらの問題は、運転員が豊富な経験を積んだ熟練者であれば、ある程度防げる問題である。
このように、本発明の溶融メタル出湯時の安全対策システムは、溶融メタルの出湯時等にメタル水砕水量の低下、メタル水砕水ポンプの故障、メタル水砕水温度の上昇、落雷等による停電、油圧ユニットの故障等により溶融メタルの出湯時の安全が損なわれるような緊急事態が発生した場合でも、緊急水の供給、マッドガンによるタップホールの閉塞、緊急ゲートによるタップホールの閉塞等を行えるため、溶融メタルの出湯時に於ける安全性を確保することができる。
又、本発明の溶融メタル出湯時の安全対策システムを用いれば、機器のトラブルや停電等の緊急時の対応が可能になるため、ハンドリング性等に優れた溶融メタルの水砕処理をタップホールを備えた溶融炉に採用することができる。
図1は本発明の実施の形態に係る溶融メタル出湯時の安全対策システムを用いた電気式溶融炉1の概略系統図を示し、当該電気式溶融炉1は、都市ごみや産業廃棄物等のごみ焼却炉から排出された焼却灰や飛灰を溶融処理して比重差により溶融スラグSと溶融メタルMに分離し、炉内の上方位置にある溶融スラグSを炉壁に設けた溶融スラグ出滓口(図示省略)からオーバーフローさせて連続的に排出すると共に、炉底に溜まった溶融メタルMを炉壁に設けたタップホール4から出湯して水砕処理するようにしたものであり、炉壁に焼却灰等の被溶融物供給口(図示省略)、溶融スラグ出滓口(図示省略)及びタップホール4を夫々形成した溶融炉本体2と、溶融炉本体2の天井壁に昇降自在に設けた主電極3等から構成されている。
又、マッドガン6は、図2及び図3に示す如く、マッド材充填室を形成したマッドガン本体6aと、マッド材充填室に充填されたマッド材を前方へ押し出してタップホール4へ圧入する油圧シリンダ(図示省略)と、マッドガン本体6a及び油圧シリンダを前後方向へ移動自在に支持する支持フレーム6bと、マッドガン本体6a及び油圧シリンダを前後方向へ移動させる油圧シリンダ6cとから構成されており、開孔機5と同様に油圧ユニット10に油圧送りライン11及び油圧戻りライン12を介して接続され、油圧送りライン11からマッドガン6の油圧シリンダ等の油圧機器へ圧油を供給することにより駆動されるようになっている。
又、移動装置17は、昇降フレーム16bの下面側に設けたレール17aと、レール17aに横方向へ水平移動自在に支持された移動フレーム17bと、レール17a側と移動フレーム17bとの間に介設した油圧シリンダ17cとから成り、油圧ユニット10から作動油を油圧シリンダへ供給し、油圧シリンダ17cを伸縮動作させることによって、移動フレーム17bが横方向へ水平移動するように構成されている。この移動装置17の移動フレーム17bの下面側に開孔機5及びマッドガン6が並列状に取り付けられている。
又、冷却水槽19には、メタル出湯樋18から冷却水槽19内に落下する溶融メタルMへメタル水砕水Wを噴射して溶融メタルMを水砕・冷却するメタル水砕ノズル20と、水砕・冷却されて固化したメタルを排出する水封式コンベヤ21とが夫々設けられている。
更に、メタル水砕ノズル20には、メタル水砕水ポンプ22及び予備メタル水砕水ポンプ22′を並列状に介設したメタル水砕水供給ライン23と、溶融メタルMを水砕するのに必要な水砕水量を確保したメタル水砕水槽24とが順次接続されており、メタル水砕水槽24内のメタル水砕水Wをメタル水砕ノズル20へ循環供給できるようになっている。
一方、溶融メタルMは、電気式溶融炉1の運転時間の経過と共に順次炉底に残留・堆積し、その厚みが増加してレベルL(溶融メタルMと溶融スラグSの境界面)が上昇することになる。この溶融メタルMのレベルLが上昇すると、溶融スラグSと溶融メタルMが混合した状態で溶融スラグ出滓口から排出されてスラグの品質が低下したり、アークが不安定になったり、或いは短絡事故を引き起こしたりするため、タップホール4を開孔してここから溶融メタルMを抜き出して水砕処理する。
又、溶融メタルMを水砕処理する場合、溶融メタルMが水蒸気爆発を引き起こす可能性のある物質であるため、メタル水砕ノズル20から噴射されるメタル水砕水Wの量及びメタル水砕水Wの温度を基準以上に保つようにする(メタル水砕水Wの量はメタル出湯量の30倍、メタル水砕水Wの温度は55℃以下が好ましい)。これらの値はメタル水砕水供給ライン23に設けたメタル水砕水流量計25及びメタル水砕水温度計26により常時検出されている。
尚、溶融メタルMの出湯から所定の時間が経過すると、移動装置17によりマッドガン6が閉塞位置へ移動してその位置で待機する。
このとき、緊急水貯留タンク28の緊急水W′は60秒間使用することが可能であり、この間に例え開孔機5によりタップホール4を開孔中であっても、マッドガン6によるタップホール4の閉塞を行える。
しかし、開孔機5及びマッドガン6のトラブル等から万が一60秒を経過してもマッドガン6によりタップホール4を閉塞できない場合には、緊急ゲート31が作動してタップホール4を閉塞する。この緊急ゲート31は、開孔機5が開孔開始位置より後に位置すると共に、マッドガン6が前進限の位置になく、且つマッドガン6による閉塞開始後60秒経過した後に作動するようになっている。但し、60秒以内にメタル水砕水ポンプ22が稼動し、所定量のメタル水砕水Wの量を確保することができれば、緊急ゲート31は作動しない。
又、メタル水砕水ポンプ22の停止時には、予備メタル水砕水ポンプ22′を稼動させてメタル水砕ノズル20へメタル水砕水Wを供給し、メタル水砕水Wの量が所定の流量を超えていれば、緊急水弁29を閉鎖するようにしても良い。
Claims (1)
- 炉壁に設けたタップホールを油圧駆動方式の開孔機により開孔し、炉底に溜まった溶融メタルを開孔したタップホールから出湯して冷却水槽内で水砕処理すると共に、溶融メタルの出湯後に油圧駆動方式のマッドガンによりタップホールにマッド材を充填してタップホールを閉塞するようにした溶融炉に用いる溶融メタル出湯時の安全対策システムであって、前記安全対策システムは、冷却水槽へメタル水砕水を供給するメタル水砕水供給ラインに介設されたメタル水砕水流量計及びメタル水砕水温度計と、メタル水砕水供給ラインに接続された緊急水供給ラインと、緊急水供給ラインに接続されて緊急水を貯留する緊急水貯留タンクと、緊急水供給ラインに介設された緊急水弁と、開孔機及びマッドガンと油圧ユニットとを接続する油圧送りラインに接続されて開孔機及びマッドガンへ圧油を供給し得るアキュムレータと、タップホール側に配設されてタップホールを閉塞する緊急ゲートとから構成されており、溶融メタルの出湯時に於けるメタル水砕水量の低下時、メタル水砕水ポンプの異常時、メタル水砕水温度の上昇時、停電時又は油圧ユニットの故障時に、少なくともマッドガンによるタップホールの閉塞又は緊急ゲートによるタップホールの閉塞を行えるようにしたことを特徴とする溶融メタル出湯時の安全対策システム。
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