JP2007051831A - Method and apparatus for tapping molten metal out of electric furnace type waste melting furnace - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、焼却灰や建設廃棄物などメタルを含有する廃棄物を電気炉式廃棄物溶融炉で溶融し、炉内に貯留される溶融メタルを出湯する電気炉式廃棄物溶融炉の溶融メタル出湯方法及び溶融メタル出湯装置に関する。 The present invention relates to a molten metal for an electric furnace type waste melting furnace that melts waste containing metal such as incineration ash and construction waste in an electric furnace type waste melting furnace and discharges molten metal stored in the furnace. The present invention relates to a hot water discharge method and a molten metal hot water discharge apparatus.
従来、一般廃棄物や産業廃棄物などを焼却炉で焼却して排出された焼却灰や建設廃棄物などのメタル含有廃棄物の減容化及び無害化を図るために、例えば、廃棄物を、アーク式やプラズマ式の電気エネルギーを利用する電気炉式廃棄物溶融炉に投入して溶融し、水砕する方法が知られている(特許文献1、2参照)。 Conventionally, in order to reduce the volume and detoxify metal-containing waste such as incineration ash and construction waste discharged from incineration of general waste and industrial waste in an incinerator, for example, There is known a method in which an electric furnace type waste melting furnace using electric energy of arc type or plasma type is charged, melted and granulated (see Patent Documents 1 and 2).
図5は従来の電気炉廃棄物溶融炉の概略を示す縦断面である。 FIG. 5 is a longitudinal section showing an outline of a conventional electric furnace waste melting furnace.
図5において、灰3を処理する電気炉式廃棄物溶融炉1には灰ホッパ2が接続されており、灰ホッパ2へは灰3が装入される。灰3は灰ホッパ2の下部に設置されたプッシャー4により連続的に電気炉式廃棄物溶融炉1の炉内に投入される。
In FIG. 5, an
電気炉式廃棄物溶融炉1の上部には電極5が挿入されており、電極間に通電して電気エネルギーにより発熱させて炉内の灰3を溶融する。電気炉式廃棄物溶融炉1の炉底部には溶融により貯留された溶融スラグ6と灰3中に含まれるメタルの溶融により貯留された溶融メタル7が層状に存在する。廃棄物溶融の処理が進むにつれ、溶融スラグ6は連続スラグ排出口8からオーバーフローして連続的に排出されて水砕ピット16内に貯留された水砕水15の中に投入され、ノズル12から排出される水流により分散、冷却、凝固して粒状の水砕スラグ10となる。
An electrode 5 is inserted in the upper part of the electric furnace type waste melting furnace 1, and the
連続スラグ排出口8の近傍には溶融スラグが固まらないようにバーナ20により昇温されている。連続スラグ排出口8の周囲は熱ガスが周囲に漏洩しないようにスラグカバー13により水封されている。
In the vicinity of the continuous slag discharge port 8, the temperature is raised by the
水砕ピット16内に溜まった水砕スラグ10はスクレーパコンベア17により掻き上げられて系外に排出され、磁選によりスラグとメタルを分離する。
The granulated
電気炉式廃棄物溶融炉では、投入された灰中にメタル分が混在しているため、比重差で炉内の底層に溶融メタルが貯留し、その上層に溶融スラグが分離して貯留されるが、操業が継続されるに従い、低層の溶融メタル量が増加してレベルが上昇する。この溶融メタルが連続スラグ排出口までに達すると溶融スラグ中にメタルが混じって排出されるため、一定期間ごとに炉内に貯留された溶融メタルを排出する必要が生じる。 In the electric furnace type waste melting furnace, metal is mixed in the ash charged, so molten metal is stored in the bottom layer of the furnace due to the difference in specific gravity, and molten slag is separated and stored in the upper layer. However, as the operation continues, the amount of low-level molten metal increases and the level rises. When the molten metal reaches the continuous slag discharge port, the molten slag is mixed and discharged, so that it is necessary to discharge the molten metal stored in the furnace every certain period.
図5に示す電気炉式廃棄物溶融炉では、廃棄物溶融が長期間連続操業されると、灰3中に含まれるメタル量が増大してレベルが上昇し、この溶融メタルが連続スラグ排出口8まで達するとスラグ中にメタルが混じって排出されるため、操業を中断し、炉全体を傾動装置14により傾動させて、定期的に炉内に貯留した溶融メタル7を排出する。
In the electric furnace type waste melting furnace shown in FIG. 5, when waste melting is operated continuously for a long period of time, the amount of metal contained in the
また、電気炉式廃棄物溶融炉1の傾動を可能とするために、電極5へのケーブルを可撓とする他、排ガス口9を傾動中心に配置してロータリーシール機構の採用等が行われている。 In addition, in order to allow the electric furnace type waste melting furnace 1 to be tilted, the cable to the electrode 5 is made flexible, and a rotary seal mechanism is adopted by arranging the exhaust gas port 9 at the tilt center. ing.
炉内の貯留メタルを排出する方法としては、前述の炉本体を傾動させる傾動式のほか、炉側壁部に開口機で開口してメタルを排出した後、閉塞機で閉塞するものなどが提案されている(特許文献2参照)。
特許文献1に示されている傾動式の電気炉式廃棄物溶融炉の場合、炉体の傾動によりメタルを全量排出するためには炉体を大きく傾動させなければならない。しかしながら、炉体には電極ケーブル、集じんダクト、スラグカバーなどが付属しており、炉体を大きく傾動させるためには、これらの付属装置を炉体から切り離すか、又はフレキシブルに接続すること等が必要となり、このため設備全体の構造が複雑となるという問題があった。 In the case of the tilting electric furnace type waste melting furnace shown in Patent Document 1, in order to discharge the entire amount of metal by tilting the furnace body, the furnace body must be tilted greatly. However, the furnace body comes with electrode cables, dust collection ducts, slag covers, etc., and in order to tilt the furnace body greatly, these auxiliary devices must be disconnected from the furnace body or connected flexibly. Therefore, there is a problem that the structure of the entire facility becomes complicated.
また、急激に炉体を傾動させて一時に大量の溶融メタルを水砕ピットに排出すると、水砕水の保有量が少なく且つノズルからの水量が少ない場合は溶融メタルの冷却能力が不足して、最悪の場合、水蒸気爆発を引き起こす可能性があるため、溶融メタルの排出時の傾動を数時間かけて非常にゆっくり行う必要があり、排出作業が効率的に実施できないという問題がある。 Also, if the furnace body is tilted suddenly and a large amount of molten metal is discharged into the granulation pit at a time, if the amount of granulated water is small and the amount of water from the nozzle is small, the cooling capacity of the molten metal is insufficient. In the worst case, there is a possibility of causing a steam explosion. Therefore, it is necessary to tilt the molten metal very slowly over several hours, and there is a problem that the discharging operation cannot be performed efficiently.
また、炉側壁部へ開口機で開口する方式では、大量のメタルが一気に排出されるため、取鍋で受ける場合は高熱ガスや粉じんが発生して作業環境が著しく悪くなり、あるいは水砕ピットに導く場合は水温上昇を抑えるために大量の貯流水が必要で大規模の装置となる問題があった。 Also, in the method of opening to the furnace side wall with an opening machine, a large amount of metal is discharged at once, so when receiving it with a ladle, hot gas and dust are generated and the working environment becomes significantly worse, or in the granulation pit In the case of guiding, there is a problem that a large-scale device is required because a large amount of stored water is required to suppress the rise in water temperature.
そこで本発明は、電気炉式廃棄物溶融炉の炉内の貯留メタルを排出する際に炉体を傾動させることなく且つ一時に大量のメタルを排出するのを回避して安全かつ効率よく出湯作業を行うことができる電気炉式廃棄物溶融炉の溶融メタル出湯方法及び溶融メタル出湯装置を提供するものである。 Therefore, the present invention provides a safe and efficient hot water discharge operation without tilting the furnace body and avoiding discharging a large amount of metal at a time when discharging the stored metal in the furnace of the electric furnace type waste melting furnace. The present invention provides a molten metal pouring method and a molten metal pouring device for an electric furnace type waste melting furnace capable of performing the above.
本発明の電気炉式廃棄物溶融炉の溶融メタル出湯方法は、メタルを含有する廃棄物を電気炉式廃棄物溶融炉にて溶融し、貯留された溶融スラグを連続スラグ排出口から排出し、溶融スラグの下に貯留された溶融メタルを出湯する電気炉式廃棄物溶融炉の溶融メタル出湯方法において、開口機で炉体側面に設けられている溶融メタル出湯口を開口し、開口レベルまでの溶融メタルを出湯した後、前記溶融メタル出湯口と別の位置の溶融メタル出湯口に順次開口レベルを下げて開口し、開口レベルまでの溶融メタルを出湯する工程を繰り返して貯留された溶融メタルを分割して出湯することを特徴とする。 The molten metal tapping method of the electric furnace type waste melting furnace of the present invention melts the metal-containing waste in the electric furnace type waste melting furnace, and discharges the stored molten slag from the continuous slag discharge port, In an electric furnace type waste melting furnace for discharging molten metal stored under molten slag, an opening machine opens a molten metal outlet provided on the side surface of the furnace body to open the opening level. After the molten metal is poured out, the opening level is sequentially lowered to the molten metal outlet at a position different from the molten metal outlet, and the process of discharging the molten metal up to the opening level is repeated to store the stored molten metal. The hot water is divided into hot water.
また、本発明の電気炉式廃棄物溶融炉の溶融メタル出湯装置は、メタルを含有する廃棄物を電気炉式廃棄物溶融炉にて溶融し、貯留された溶融スラグを連続スラグ排出口から排出し、溶融スラグの下に貯留された溶融メタルを出湯する電気炉式廃棄物溶融炉の溶融メタル出湯装置において、電気炉式廃棄物溶融炉の炉体側面に炉底方向に間隔をおいて複数の溶融メタル出湯口が設けられ、閉塞されている前記複数の溶融メタル出湯口を開口する開口機と、出湯後に溶融メタル出湯口をマッド材で閉塞する閉塞機が配設されていることを特徴とする。 Moreover, the molten metal hot water discharge apparatus of the electric furnace type waste melting furnace of the present invention melts the waste containing metal in the electric furnace type waste melting furnace and discharges the stored molten slag from the continuous slag discharge port. In a molten metal hot water discharge apparatus for an electric furnace type waste melting furnace that discharges molten metal stored under the molten slag, a plurality of the electric furnace type waste melting furnaces are spaced at intervals in the furnace bottom side. An opening machine that opens the plurality of molten metal outlets that are closed and a closing machine that closes the molten metal outlet with a mud material after the hot water is provided. And
本発明によれば、開口機で炉体側面を開口し、開口レベルまでの炉内のメタルを出湯した後、次いで、前回の出湯の開口位置より低いレベルに開口して出湯する作業を順次繰り返すことにより炉内のメタルを分割して排出できるので、炉体を傾動させる必要がなく、安全かつ効率よく出湯作業を行うことができるとともに、傾動のための傾動装置などが不要となるため設備を簡素化することができる。 According to the present invention, the side surface of the furnace body is opened by the opening machine, the metal in the furnace up to the opening level is poured out, and then the operation of opening to the level lower than the opening position of the previous tapping and discharging the hot water is sequentially repeated. Since the metal in the furnace can be divided and discharged, the furnace body does not need to be tilted, the hot water can be discharged safely and efficiently, and the tilting device for tilting is not necessary. It can be simplified.
また、水砕ピットの水砕水の容量は1回に排出されるスラグ・メタルの熱容量による水温上昇制約で決定されることから、仮に炉内の貯留メタルを、前回出湯時の水温上昇が冷却器により冷却して水温が元に戻ったのを確認しながら、十分な時間間隔をあけて、3回に分割して抜くことができれば、水砕ピットの水砕水容量は1/3にすることができ、設備がコンパクトとなり低廉な装置を供給できる。 In addition, since the volume of the granulated water in the granulation pit is determined by the restriction on the rise in water temperature due to the heat capacity of the slag metal that is discharged at one time, the rise in the water temperature at the time of the last tapping will cool the stored metal in the furnace. If it is possible to divide it into three times with sufficient time intervals while confirming that the water temperature has returned to the original temperature after cooling with a vessel, the granulated water capacity of the granulated pit is reduced to 1/3 The equipment can be made compact and inexpensive devices can be supplied.
また、溶融メタルを排出した後、その度ごとに閉塞機で開口を閉塞し、開口と閉塞を繰り返すことで、開口からの高温ガスの漏出を防止して、作業環境を良好に保つことが可能となる。 In addition, after the molten metal is discharged, the opening is closed with a closing machine each time, and the opening and closing are repeated to prevent leakage of high-temperature gas from the opening and maintain a good working environment. It becomes.
本発明を、廃棄物として焼却灰を溶融して出湯する例について図1〜図4を参照して説明する。 The present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4 with respect to an example in which incinerated ash is melted and discharged as waste.
図1は本発明による電気炉式廃棄物溶融炉の溶融メタル出湯装置の断面図、図2は同平面図、図3は同側面図、図4(a)は溶融メタル出湯口の一例を示す断面図、(b)はマッド材による閉塞状態を示す断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view of a molten metal pouring device of an electric furnace type waste melting furnace according to the present invention, FIG. 2 is a plan view thereof, FIG. 3 is a side view thereof, and FIG. Sectional drawing and (b) are sectional drawings which show the obstruction | occlusion state by a mud material.
焼却灰3を溶融する電気炉式廃棄物溶融炉1は、電気炉式廃棄物溶融炉1から排出する溶融スラグ6及び溶融メタル7を冷却し水砕する水砕ピット16、電気炉式廃棄物溶融炉1の炉体側面25を開口して貯留された溶融メタル7の溶融メタル出湯口22a〜22cを開口する開口機18、出湯後に開口された溶融メタル出湯口22a〜22cをマッド材23で閉塞する閉塞機19を備えている。
An electric furnace type waste melting furnace 1 for melting the incinerated
電気炉式廃棄物溶融炉1には灰ホッパ2が接続されており、灰ホッパ2へ装入された灰3は、灰ホッパ2の下部に設置されたプッシャー4により連続的に電気炉式廃棄物溶融炉1の炉内に投入される。
An
電気炉式廃棄物溶融炉1の上部には電極5が挿入されており、電極間に通電して、電気エネルギーにより発熱させて炉内の灰3を溶融する。電気炉式廃棄物溶融炉1の炉底部には溶融した溶融スラグ6と、灰3中に含まれるメタルが溶融して貯留される溶融メタル7が層状に存在する。廃棄物溶融の処理が進むにつれ、貯留スラグ6は連続スラグ排出口8からオーバーフローして排出されて水砕ピット16内に貯留された水砕水15の中に投入され、ノズル12から排出される水流により分散、冷却、凝固して粒状の水砕スラグ10となる。
An electrode 5 is inserted in the upper part of the electric furnace type waste melting furnace 1, and electricity is passed between the electrodes to generate heat by electric energy to melt the
連続スラグ排出口8の近傍にはスラグが固まらないようにバーナ20により昇温されている。連続スラグ排出口8の周囲は熱ガスが周囲に漏洩しないようにスラグカバー13により水封されている。
In the vicinity of the continuous slag discharge port 8, the temperature is raised by the
水砕ピット内に溜まった水砕スラグ10はスクレーパコンベア17により掻き上げられて系外に排出される。
The granulated
連続スラグ排出口8の約180度反対側の炉体側面25には、出湯の際に第1〜第3の溶融メタル出湯口22a〜22cから流れ落ちる溶融メタル7を受ける樋21が設置されている。第1〜第3の溶融メタル出湯口22a〜22cはメタルを分散させるための衝突板24が設置されている。
On the
電気炉式廃棄物溶融炉1の炉体側面25に対面して、炉体側面25を開口して溶融メタル出湯口22a〜22cを開口するする開口機18、及び出湯後の開口した溶融メタル出湯口22a〜22cにマッド材23を充填して閉塞する閉塞機19が台車26に載置されている。開口機18及び閉塞機19は、炉体側面25の上下方向に間隔をおいて設けられた第1〜第3の溶融メタル出湯口22a〜22cを開口するので、シリンダ29で昇降可能に設けられている。
Facing the furnace
図2に示すように、2基の電気炉式廃棄物溶融炉が設置されている場合には、開口機18及び閉塞機19が設けられた台車26は、レール27上を車輪で移動可能に配置される。
As shown in FIG. 2, when two electric furnace type waste melting furnaces are installed, the
次ぎに溶融メタルの出湯方法について説明する。 Next, a method for discharging molten metal will be described.
電気炉式廃棄物溶融炉1内に投入された灰3は溶融され、廃棄物溶融の処理が進むにつれ、溶融スラグ6は連続スラグ排出口8からオーバーフローして連続的に排出されて水砕ピット16内に貯留された水砕水15の中に投入され、ノズル12から排出される水流により分散、冷却、凝固して粒状の水砕スラグ10となる。
The
さらに廃棄物溶融の処理が進んで、貯留される溶融メタル7のレベルが上昇してきたら、開口機18を炉体側面25側に寄せて、炉体側面25の上部に位置する第1の溶融メタル出湯口22aを開口する。溶融メタル出湯口22aが開口すると、開口機18を後退させる。
When the waste melting process further progresses and the level of the molten metal 7 to be stored rises, the opening
第1の溶融メタル出湯口22aの位置より上方の溶融スラグ6及び溶融メタル7は第1の溶融メタル出湯口22aより排出され、樋21を通じて水砕ピット16に投入され、ノズル12からの水流により分散、冷却、凝固して水砕メタル11となる。図4(a)に示すように、溶融メタル出湯口22a内の下面は溶融メタル7が溶融メタル出湯口22a内に残らないで流れるように炉外側に下向きの傾斜面を形成することが望ましい。
The molten slag 6 and the molten metal 7 above the position of the first
出湯後、第1の貯留メタル出湯口22aからのガス噴出などを防止するために、閉塞機19でマッド材23を溶融メタル出湯口22aに充填して閉塞する。マッド材23は溶融メタル出湯口22a内のマッド材23表面に付着した溶融メタルの凝固層が形成されて開口機18により開口できなくなるのを防ぐため、図4(b)に示すように、マッド材23が炉内面から膨出させた状態にして付着したメタルの凝固層が炉内の溶融メタルの熱で溶けるようにする。
After the hot water is discharged, the
出湯された溶融メタル7の熱容量により水砕ピット16の水砕水15の水温は上昇するが、冷却装置28により、徐々に水温は低下してやがて元の温度(約20〜70℃)に戻る。
Although the water temperature of the
水温が元の温度に戻った時点で開口機18を下降させた後、再び炉体側面25側に走行させて、前回の第1の溶融メタル出湯口22aの位置より低い位置を開口し、第2のメタル出湯口22bを形成し、溶融メタル出湯口22b位置より上方に貯留された溶融メタル7を排出する。
After the
第2の溶融メタル出湯口22bの出湯後、同様に、再び、前回の第2の溶融メタル出湯口22bの位置より低い位置を開口し、第3のメタル出湯口22cを形成し、溶融メタル出湯口22c位置より上方に貯留された溶融メタル7を排出する。
Similarly, after pouring the second
このように、順次開口レベルを下げて開口した溶融メタル出湯口22a〜22cから出湯を繰り返すことで炉内の溶融メタル7を分割して排出する。
In this way, the molten metal 7 in the furnace is divided and discharged by repeating the hot water from the molten metal
1:電気炉式廃棄物溶融炉
2:灰ホッパー
3:灰
4:プッシャー
5:電極
6:溶融スラグ
7:溶融メタル
8:連続スラグ排出口
9:排ガス口
10:水砕スラグ
11:水砕メタル
12:ノズル
13:スラグカバー
14:傾動装置
15:水砕水
16:水砕ピット
17:スクレーパコンベア
18:開口機
19:閉塞機
20:バーナ
21:樋
22a,22b,22c:溶融メタル出湯口
23:マッド材
24:衝突板
25:炉体側面
26:台車
27:レール
28:冷却装置
29:シリンダ
1: Electric furnace type waste melting furnace
2: Ash hopper
3: Ashes
4: Pusher
5: Electrode 6: Molten slag 7: Molten metal 8: Continuous slag discharge port 9: Exhaust gas port 10: Granulated slag 11: Granulated metal 12: Nozzle 13: Slag cover 14: Tilt device 15: Granulated water 16: Water Crushing pit 17: scraper conveyor 18: opening machine 19: closing machine 20: burner 21:
Claims (8)
開口機で炉体側面に設けられている溶融メタル出湯口を開口し、開口レベルまでの溶融メタルを出湯した後、前記溶融メタル出湯口と別の位置の溶融メタル出湯口に順次開口レベルを下げて開口し、開口レベルまでの溶融メタルを出湯する工程を繰り返して貯留された溶融メタルを分割して出湯することを特徴とする電気炉式廃棄物溶融炉の溶融メタル出湯方法。 Electric furnace type waste that melts metal-containing waste in an electric furnace type waste melting furnace, discharges the stored molten slag from the continuous slag discharge port, and discharges the molten metal stored under the molten slag In the molten metal tapping method of the material melting furnace,
Open the molten metal outlet provided on the side of the furnace body with an opening machine, discharge the molten metal up to the opening level, and then lower the opening level to the molten metal outlet at a different position from the molten metal outlet. The molten metal pouring method for the electric furnace type waste melting furnace is characterized in that the molten metal stored in the electric furnace type waste melting furnace is divided and discharged by repeating the step of discharging the molten metal up to the opening level.
電気炉式廃棄物溶融炉の炉体側面に炉底方向に間隔をおいて複数の溶融メタル出湯口が設けられ、閉塞されている前記複数の溶融メタル出湯口を開口する開口機と、出湯後に溶融メタル出湯口をマッド材で閉塞する閉塞機が配設されていることを特徴とする電気炉式廃棄物溶融炉の溶融メタル出湯装置。 Electric furnace type waste that melts metal-containing waste in an electric furnace type waste melting furnace, discharges the stored molten slag from the continuous slag discharge port, and discharges the molten metal stored under the molten slag In the molten metal hot water supply equipment of the material melting furnace,
A plurality of molten metal outlets are provided on the side of the furnace body of the electric furnace type waste melting furnace at intervals in the furnace bottom, and an opening machine that opens the plurality of molten metal outlets closed, A molten metal hot water discharge apparatus for an electric furnace type waste melting furnace, wherein a closing machine for closing the molten metal hot water outlet with a mud material is provided.
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