JP2809572B2 - 耐火物の耐侵食性評価装置 - Google Patents

耐火物の耐侵食性評価装置

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JP2809572B2
JP2809572B2 JP1504993A JP1504993A JP2809572B2 JP 2809572 B2 JP2809572 B2 JP 2809572B2 JP 1504993 A JP1504993 A JP 1504993A JP 1504993 A JP1504993 A JP 1504993A JP 2809572 B2 JP2809572 B2 JP 2809572B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ごみ焼却炉の焼却灰を
加熱溶融する溶融炉に用いられる耐火物の、耐侵食性を
評価するための耐火物の耐侵食性評価装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の耐火物の耐侵食性評価装置は、耐
熱坩堝の内部に投入されて溶融した高温の鉄に耐火物を
浸漬させて、耐火物の耐侵食性を評価するものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の耐火物の耐
侵食性評価装置において、溶融スラグの代替として鉄を
用いており、また鉄の酸化防止のために評価装置の稼働
中に不活性ガスを導入する。
【0004】従って、耐侵食性評価を行う際の雰囲気
は、実際の耐火物の使用状態の雰囲気、すなわち酸化性
雰囲気ではなく、また溶融スラグを用いていないので、
耐火物の正確な耐侵食性評価ができにくいといった課題
がある。
【0005】そこで本発明は、上記課題を解決し得る耐
火物の耐侵食性評価装置の提供を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明における課題を解
決するための手段は、耐火物がホルダーに把持され、該
ホルダーを耐火物の軸芯周りに回転させるためのモータ
ーが設けられ、前記耐火物に、該耐火物を冷却するため
の冷却管が挿入され、前記耐火物を黒鉛坩堝内の溶融ス
ラグに浸漬するための浸漬装置が設けられ、前記黒鉛坩
堝を加熱するための高周波誘導加熱コイルが設けられた
ものである。
【0007】
【作用】上記構成において、黒鉛坩堝内にスラグを投入
し、高周波誘導加熱コイルに通電することにって黒鉛坩
堝を加熱してスラグを溶融し、浸漬装置を駆動してホル
ダーに把持した耐火物を黒鉛に浸漬し、冷却管に冷却媒
体を送りながら耐火物を内側から冷却するとともに、モ
ーターを駆動してホルダーに把持されている耐火物をそ
の軸芯周りに回転し、溶融スラグに流動状態を発生させ
て耐火物の耐侵食性評価を行う。
【0008】
【実施例】以下、本発明耐侵食性評価装置の一実施例を
図1の全体側面図および図2の耐火物の侵食量を表す資
料に基いて説明する。
【0009】本実施例における耐火物の耐侵食性評価装
置は、スラグ1が投入された坩堝装置2が、外側に配置
された耐熱坩堝3と、該耐熱坩堝3の内側に配置された
黒鉛坩堝4と、前記耐熱坩堝3を底面で保持するための
保持台5とから構成され、該保持台5は脚6に固定さ
れ、前記耐熱坩堝3の外側に、前記黒鉛坩堝4を加熱し
てスラグ1を溶融するとともに溶融した溶融スラグ1を
恒温維持するための高周波誘導加熱コイル7が巻かれて
いる。
【0010】前記坩堝装置2の上側に、該坩堝装置2に
向けて昇降自在に設けられた昇降板8が配置され、該昇
降板8の坩堝装置対向位置に開口8aが形成され、該開
口8aに上方からホルダー9が挿通され、該ホルダー9
の下側に棒状の耐火物10が把持固定されている。
【0011】前記ホルダー9の途中に回転軸23が外嵌
され、該回転軸23を冷却するための冷却槽24が外嵌
配置され、該冷却槽24に、冷却水22の送水管22a
と排出管22bとが接続され、この冷却槽24は、環状
の座体24aを介して昇降板8に支持されている。
【0012】前記耐火物10を、坩堝装置2の溶融スラ
グ1に向けて下降浸漬させたり上昇離脱するための浸漬
装置12が設けられ、該浸漬装置12は、前記昇降板8
の上下方向に設けられたラック13と、該ラック13に
噛合するピニオン14を有する昇降モーター15とから
構成されている。
【0013】前記ホルダー9および耐火物10の内部に
細長の冷却孔16が形成され、該冷却孔16に、冷却管
19が嵌入され、該冷却管19は、上端に耐火物10冷
却用の冷却媒体17の注入口18が形成されるととも
に、上部に配置された軸受け11により支持され、下端
が前記耐火物10の底部近傍まで挿入され、またこの冷
却管19の外径D1は、前記冷却孔16の径D2より小
さく形成されて、冷却管19の外周に、前記注入口18
から注入されて冷却管19の下端から出た冷却媒体17
を、前記ホルダー9の下方から上方に移動させるための
間隙20が形成され、前記軸受け11に冷却媒体17を
冷却孔16の外に放出するための放出孔21が形成され
ている。
【0014】前記ホルダー9を耐火物10の軸芯周りに
回転させるための回転装置25が設けられ、該回転装置
25は、前記ホルダー9の途中に外嵌固定されたタイミ
ングプーリー26と、前記昇降板8にブラケット27を
介して固定されて回転数が任意に設定可能なモーター2
8と、該モーター28のモータープーリー29および前
記タイミングプーリー26に巻回されたタイミングベル
ト30とから構成されている。
【0015】上記構成において、黒鉛坩堝4内にスラグ
1を投入し、高周波誘導加熱コイル7に通電して黒鉛坩
堝4を加熱し、スラグ1を1400℃〜1500℃に加
熱溶融する。また高周波誘導加熱コイル7への通電量を
調節して、溶融スラグ1を恒温維持する。
【0016】この状態で昇降モーター15を駆動して昇
降板8を下降させると、ホルダー9の下端に把持した耐
火物10が共に下降する。そして耐火物10を適宜量だ
け溶融スラグ1に浸漬させて昇降モーター15の駆動を
停止する。
【0017】またモーター28を駆動すると、この駆動
がタイミングベルト30を介して伝達されてホルダー9
が回転し、ホルダー9に把持されている耐火物10がそ
の軸芯周りに回転して溶融スラグ1に流動状態が発生す
る。
【0018】ところで耐火物10を溶融スラグ1に浸漬
して回転している間、冷却管19の注入口18から冷却
媒体17をコンプレッサーなどで注入する。そうすると
冷却媒体17が冷却管19を通過し、その下端から出て
間隙20へ至り、次に上昇して耐火物10を内側から冷
却しながら放出孔21から放出する。すなわち、耐火物
10を内側から冷却することにより、耐火物10が溶融
スラグ1に接触している接触面と、耐火物10の中心部
との間に温度差を付加するようにする。
【0019】また冷却槽24の送水管22aから冷却水
を送水22することにより、この冷却水22が冷却槽2
4に入って回転軸23を冷却し、排出管22bから排出
される。
【0020】ここで、耐火物10の侵食量についての具
体的実験結果を図2のグラフに示す。図2において、資
料番号1A,1B,1Cと資料番号2A,2B,2C
は、ともに耐火物10の回転数を34rpmとした。
【0021】資料番号2A,2B,2Cについてのみ、
空気を冷却媒体17として用いて、その流量を16m3
/hとし、上述したようにして耐火物10を浸漬中に内
側から冷却した。
【0022】この内の資料番号1A,2Aの溶融スラグ
1の成分は、CaO−SiO2 −Al2 3 −5%Fe
3 3 −3%Na2 Oで、溶融温度1450℃の条件
下、耐火物10の浸漬時間を2hとした。
【0023】資料番号1B,2Bの溶融スラグ1の成分
は、CaO−SiO2 −Al2 3 −10%Fe3 3
−3%Na2 Oで、溶融温度1450℃の条件下、耐火
物10の浸漬時間を2hとした。
【0024】資料番号1C,2Cの溶融スラグ1の成分
は、CaO−SiO2 −Al2 3 −10%Fe3 3
−3%Na2 Oで、溶融温度1450℃の条件下、耐火
物10の浸漬時間を4hとした。
【0025】そして図2から、耐火物10を溶融スラグ
1に浸漬中に内側から冷却したもの(資料番号2A,2
B,2C)の方が、冷却しないもの(資料番号1A,1
B,1C)より耐火物10の最大侵食量が小さくなるこ
とがよく分かる。この理由は、耐火物10を溶融スラグ
1に浸漬中に内側から冷却すると、耐火物10の表面に
溶融スラグ1自身のセルフライニング層が形成されるた
めであると考えられる。
【0026】上記のように、高周波誘導加熱コイル7に
よって黒鉛坩堝4を加熱し、スラグ1を溶融して耐火物
10を浸漬するようにすれば、浸漬中に不活性ガスを導
入する必要がなく、耐火物10を溶融スラグ1に浸漬し
て回転させ、冷却媒体17で耐火物10を浸漬中に内側
から冷却することにより、実際の大気中下での使用状態
に極めて近い状態で耐火物10の耐侵食性評価ができる
ので、耐侵食性評価の信頼度が向上する。
【0027】なお本装置においては、上記したように坩
堝装置2を回転させずに耐火物10をその軸芯周りに回
転するよう構成した。これは、坩堝装置2を回転するに
は大きな動力が必要になり、また大容積の坩堝装置2を
回転することは不安定であり、さらに高温の溶融した溶
融スラグ1が飛散したり落下したりする危険があるため
である。
【0028】本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、例えば、上記実施例においては昇降板8を下降さ
せることによって耐火物10を溶融スラグ1内に浸漬す
るよう構成したが、昇降板8を固定しておき、坩堝装置
2を上昇させて耐火物10を溶融スラグ1に浸漬するよ
うにしてもよいし、また昇降板8を下降させるとともに
坩堝装置2を上昇させるよう構成してもよく、この場合
でも上記実施例と同様の作用効果を奏し得る。
【0029】上記実施例では、浸漬装置12の一例とし
てラック13、ピニオン14による機構を示したが、こ
れに限定されるものではなく、例えばシリンダー装置を
用いて昇降板1を昇降するよう構成した浸漬装置12で
あってもよい。
【0030】
【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明
は、黒鉛坩堝内の溶融スラグにホルダーに支持された耐
火物を浸漬するとともにモーターにより耐火物をその軸
芯周りに回転し、耐火物を浸漬中に内側から冷却するよ
う構成したので、耐火物の浸漬中に不活性ガスを導入す
る必要がなく、実際の大気中下での使用状態に極めて近
い状態で耐火物の耐侵食性評価ができ、その信頼度を向
上することができるといった効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す耐侵食性評価装置の全
体側面図である。
【図2】同じく耐火物の侵食量を表すグラフである。
【符号の説明】
1 溶融スラグ 7 高周波誘導加熱コイル 8 昇降板 9 ホルダー 10 耐火物 11 冷却管軸受け 15 昇降モーター 17 冷却媒体 19 冷却管 20 間隙 21 放出孔 23 回転軸 24 冷却槽 30 タイミングベルト

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 耐火物がホルダーに把持され、該ホルダ
    ーを耐火物の軸芯周りに回転させるためのモーターが設
    けられ、前記耐火物に、該耐火物を冷却するための冷却
    管が挿入され、前記耐火物を黒鉛坩堝内の溶融スラグに
    浸漬するための浸漬装置が設けられ、前記黒鉛坩堝を加
    熱するための高周波誘導加熱コイルが設けられたことを
    特徴とする耐火物の耐侵食性評価装置。
JP1504993A 1993-02-02 1993-02-02 耐火物の耐侵食性評価装置 Expired - Lifetime JP2809572B2 (ja)

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