JP3729647B2 - 溶融炉の炉床部の耐火構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、灰溶融炉等の炉床部の耐火構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、焼却灰を溶融する灰溶融炉としては例えば図５に示すような溶融炉４０がある。この溶融炉４０の炉床部４１の表面には耐火材４２が設けられており、この耐火材４２は、熱伝導率の高い耐火用キャスタブル４３と熱伝導率の低い断熱用キャスタブル４４との二層で構成されている。このうち上記耐火用キャスタブル４３は、断熱用キャスタブル４４の内側に設けられて炉内面を形成している。また、上記炉床部４１の上方には、炉内４５に供給された灰４６を加熱して溶融させる溶融バーナ４７が設けられている。
【０００３】
これによると、炉内４５に供給された灰４６は溶融バーナ４７によって加熱溶融されるが、この際、炉内４５は非常に高温となるため、耐火用キャスタブル４３は炉床部４１を熱損傷から保護する役割を果たしている。さらに、断熱用キャスタブル４４は炉内４５の熱が溶融炉４０の外部へ過剰に放散することを防止する役割を果たし、これにより、炉内４５を高温に維持することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の従来形式では、断熱用キャスタブル４４の熱伝導率が耐火用キャスタブル４３の熱伝導率よりも低いため、耐火用キャスタブル４３から断熱用キャスタブル４４への熱の移動が少なくなり、その結果、耐火材４２からの抜熱効果が低下する。これにより、耐火用キャスタブル４３が高温となって、耐火用キャスタブル４３の熱溶損が激しくなり、耐火材４２の寿命が短くなるといった問題がある。
【０００５】
上記のような問題に対して、実開平２−９２４４７号公報に示されるように、耐火材の外側に冷却空気流路を形成し、この冷却空気流路に冷却空気を流して耐火材を強制的に冷却する構成が挙げられるが、冷却空気に奪われる熱が増大するため、炉内の温度が下がって溶融熱効率が低下してしまうといった問題や、一旦休止した溶融炉の立ち上げに長時間を要するといった問題が生じる。
【０００６】
本発明は、炉内を高温に維持して熱効率の低下を防止し、炉の立ち上げに要する時間を短縮し、さらに、耐火材からの抜熱効果を向上させることができる溶融炉の炉床部の耐火構造を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本第１発明における溶融炉の炉床部の耐火構造は、断熱用キャスタブルと耐火用キャスタブルとの二層で構成された耐火材が炉床部の表面に設けられ、上記断熱用キャスタブルは、耐火用キャスタブルよりも熱伝導率の低いものが用いられ、耐火用キャスタブルの内側に設けられて炉内面を形成し、上記耐火用キャスタブルの外側に、上記耐火材を冷却する冷却用流体が流れる冷却用流路が設けられ、上記冷却用流路側から耐火用キャスタブル内へ突入して上記耐火材の熱を冷却用流路側へ伝える突起部材が複数設けられているものである。
【０００８】
これによると、耐火材の熱は、突起部材を介して冷却用流路側へ伝えられ、冷却用流路内を流れる冷却用流体によって奪われる。これにより、耐火材からの抜熱効果が向上する。
【０００９】
また、耐火用キャスタブルよりも熱伝導率の低い断熱用キャスタブルが上記耐火用キャスタブルの内側に設けられて炉内面を形成しているため、炉内を高温に維持することができ、これにより、溶融熱効率の低下を防止することができ、さらに、一旦休止した溶融炉の立ち上げに要する時間を短縮することができる。
【００１０】
本第２発明における溶融炉の炉床部の耐火構造は、断熱用キャスタブルは酸化アルミニウムと酸化ケイ素の化合物から成り、耐火用キャスタブルは酸化アルミニウムと炭化ケイ素の化合物から成るものである。
【００１１】
本第３発明における溶融炉の炉床部の耐火構造は、冷却用流路は耐火用キャスタブルに沿って配設された冷却用配管内に形成され、
棒状の突起部材が上記冷却用配管に取付けられているものである。
【００１２】
これによると、耐火材の熱は、突起部材を介して冷却用配管側へ伝えられ、冷却用配管内を流れる冷却用流体によって奪われる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。
１は、ごみ焼却炉（図示せず）の後燃ストーカ（図示せず）の後に設けられた溶融炉であり、上記焼却炉から発生した灰２を加熱溶融するものである。
【００１４】
上記溶融炉１の上流端部には、上記焼却炉から発生した灰２を貯留する灰貯留ホッパ３と、灰貯留ホッパ３内の灰２を炉内４へ押し出す灰押出し装置５とが設けられている。また、炉内４は、予熱室４ａと、予熱室４ａの下流側に隣接する溶融室４ｂとに別れている。上記予熱室４ａの天井部には、排ガスを排出する排出通路８が設けられている。また、上記溶融室４ｂの天井部には、溶融室４ｂへ供給された灰２を加熱して溶融させる溶融バーナ６が設けられている。また、上記溶融室４ｂの下流端部には、溶融バーナ６で灰２を加熱溶融することによって生成されたスラグが排出されるスラグ排出口７が形成されている。尚、スラグ排出口７から排出されたスラグは、スラグ排出口７の下方に設けられた水槽（図示せず）内に落下して水砕スラグとなり、スラグコンベヤ（図示せず）で搬出される。
【００１５】
また、溶融室４ｂの炉床部１０の表面には、断熱用キャスタブル１１と耐火用キャスタブル１２との二層で構成された耐火材１３が設けられている。上記断熱用キャスタブル１１と耐火用キャスタブル１２との組成および熱伝導率を下記の表１に示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】
すなわち、上記表１のＡ欄に示すように、上記断熱用キャスタブル１１は酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）と酸化ケイ素（ＳｉＯ2）の化合物から成り、その重量比率はＡｌ2Ｏ3が５７％に対してＳｉＯ2が３５％であり、熱伝導率は０．５５（ｋｃａｌ／ｍ・ｈｒ・℃）である。
【００１８】
また、上記表１のＢ欄に示すように、上記耐火用キャスタブル１２は酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）と炭化ケイ素（ＳｉＣ）の化合物から成り、その重量比率はＡｌ2Ｏ3が５７％に対してＳｉＣが３５％であり、熱伝導率は４（ｋｃａｌ／ｍ・ｈｒ・℃）である。このように、上記断熱用キャスタブル１１の熱伝導率は耐火用キャスタブル１２の熱伝導率の約１／７の値となっている。
【００１９】
また、上記断熱用キャスタブル１１は、耐火用キャスタブル１２の内側に設けられて炉内面を形成している。また、耐火用キャスタブル１２の外側に沿って、複数の冷却用配管１４が並設され、これら冷却用配管１４の内部には、上記耐火材１３を冷却する冷却水１５（冷却用流体の一例）が流れる冷却用流路１６が形成されている。
【００２０】
上記各冷却用配管１４の外面には、耐火用キャスタブル１２の内部へ突入して耐火材１３の熱を冷却用流路１６側へ伝える棒状のスタッド１７（突起部材の一例）が複数本溶接されている。尚、上記冷却用配管１４とスタッド１７とは金属製である。
【００２１】
以下、上記構成における作用を説明する。
灰貯留ホッパ３内の灰２は、灰押出し装置５の作動によって炉内４へ押し出され、予熱室４ａ内で予熱された後、溶融室４ｂ内で溶融バーナ６によって表面から加熱溶融される。この際、スラグは、炉床部１０上の灰２の表面を流下してスラグ排出口７から排出され、水槽（図示せず）内に落下して水砕スラグとなり、スラグコンベヤ（図示せず）で搬出される。
【００２２】
このような灰２の加熱溶融時において、炉床部１０の耐火材１３の熱は、スタッド１７を介して冷却用流路１６側へ伝えられ、冷却用配管１４内を流れる冷却水１５によって奪われる。これにより、耐火材１３からの抜熱効果が向上する。
【００２３】
また、上記表１に示すように、断熱用キャスタブル１１は耐火用キャスタブル１２よりも熱伝導率が低く、その断熱用キャスタブル１１を耐火用キャスタブル１２の内側に設けて炉内面を形成しているため、溶融室４ｂを高温に維持することができ、これにより、溶融熱効率の低下を防止することができ、さらに、一旦休止した溶融炉１の立ち上げに要する時間を短縮することができる。
【００２４】
また、上記断熱用キャスタブル１１の溶融室４ｂ内に面した表面が高温により溶損して断熱用キャスタブル１１が減肉し、このような断熱用キャスタブル１１の初期溶損がある程度進行すると、断熱用キャスタブル１１の表面には上記初期溶損によって生成された溶融物のセルフコーティング層が形成され、熱的に平衡な状態となる。このような状態では、初期溶損後における断熱用キャスタブル１１の溶損速度が極めて小さくなり、断熱用キャスタブル１１の寿命が延長される。
【００２５】
上記実施の形態では、表１のＢ欄に示した組成の耐火用キャスタブル１２を用いているが、Ｂ欄の代りにＣ欄に示した組成の耐火用キャスタブル１２を用いてもよい。すなわち、Ｃ欄に示した耐火用キャスタブル１２は、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）と酸化ケイ素（ＳｉＯ2）と酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の化合物から成り、その重量比率はＡｌ2Ｏ3が８６％に対してＳｉＯ2が３％でさらにＭｇＯが６．５％であり、熱伝導率は４．８（ｋｃａｌ／ｍ・ｈｒ・℃）である。
【００２６】
上記実施の形態では、冷却用流体の一例として冷却水を用いているが、冷却空気を用いてもよい。また、突起部材の一例としてスタッド１７を用いているが、丸棒や角棒等を用いてもよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、耐火材の熱は、突起部材を介して冷却用流路側へ伝えられ、冷却用流路内を流れる冷却用流体によって奪われる。これにより、耐火材からの抜熱効果が向上する。
【００２８】
また、耐火用キャスタブルよりも熱伝導率の低い断熱用キャスタブルが上記耐火用キャスタブルの内側に設けられて炉内面を形成しているため、炉内を高温に維持することができ、これにより、溶融熱効率の低下を防止することができ、さらに、一旦休止した溶融炉の立ち上げに要する時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における溶融炉の炉床部の耐火構造を示す側面から見た断面図である。
【図２】同、溶融炉の炉床部の耐火構造を側面から見た拡大断面図である。
【図３】図２におけるＸ−Ｘ矢視図である。
【図４】同、溶融炉の構成を示す側面図である。
【図５】従来の溶融炉の炉床部の耐火構造を示す側面から見た断面図である。
【符号の説明】
１ 溶融炉
１０ 炉床部
１１ 断熱用キャスタブル
１２ 耐火用キャスタブル
１３ 耐火材
１４ 冷却用配管
１５ 冷却水（冷却用流体）
１６ 冷却用流路
１７ スタッド（突起部材）
【発明の属する技術分野】
本発明は、灰溶融炉等の炉床部の耐火構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、焼却灰を溶融する灰溶融炉としては例えば図５に示すような溶融炉４０がある。この溶融炉４０の炉床部４１の表面には耐火材４２が設けられており、この耐火材４２は、熱伝導率の高い耐火用キャスタブル４３と熱伝導率の低い断熱用キャスタブル４４との二層で構成されている。このうち上記耐火用キャスタブル４３は、断熱用キャスタブル４４の内側に設けられて炉内面を形成している。また、上記炉床部４１の上方には、炉内４５に供給された灰４６を加熱して溶融させる溶融バーナ４７が設けられている。
【０００３】
これによると、炉内４５に供給された灰４６は溶融バーナ４７によって加熱溶融されるが、この際、炉内４５は非常に高温となるため、耐火用キャスタブル４３は炉床部４１を熱損傷から保護する役割を果たしている。さらに、断熱用キャスタブル４４は炉内４５の熱が溶融炉４０の外部へ過剰に放散することを防止する役割を果たし、これにより、炉内４５を高温に維持することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の従来形式では、断熱用キャスタブル４４の熱伝導率が耐火用キャスタブル４３の熱伝導率よりも低いため、耐火用キャスタブル４３から断熱用キャスタブル４４への熱の移動が少なくなり、その結果、耐火材４２からの抜熱効果が低下する。これにより、耐火用キャスタブル４３が高温となって、耐火用キャスタブル４３の熱溶損が激しくなり、耐火材４２の寿命が短くなるといった問題がある。
【０００５】
上記のような問題に対して、実開平２−９２４４７号公報に示されるように、耐火材の外側に冷却空気流路を形成し、この冷却空気流路に冷却空気を流して耐火材を強制的に冷却する構成が挙げられるが、冷却空気に奪われる熱が増大するため、炉内の温度が下がって溶融熱効率が低下してしまうといった問題や、一旦休止した溶融炉の立ち上げに長時間を要するといった問題が生じる。
【０００６】
本発明は、炉内を高温に維持して熱効率の低下を防止し、炉の立ち上げに要する時間を短縮し、さらに、耐火材からの抜熱効果を向上させることができる溶融炉の炉床部の耐火構造を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本第１発明における溶融炉の炉床部の耐火構造は、断熱用キャスタブルと耐火用キャスタブルとの二層で構成された耐火材が炉床部の表面に設けられ、上記断熱用キャスタブルは、耐火用キャスタブルよりも熱伝導率の低いものが用いられ、耐火用キャスタブルの内側に設けられて炉内面を形成し、上記耐火用キャスタブルの外側に、上記耐火材を冷却する冷却用流体が流れる冷却用流路が設けられ、上記冷却用流路側から耐火用キャスタブル内へ突入して上記耐火材の熱を冷却用流路側へ伝える突起部材が複数設けられているものである。
【０００８】
これによると、耐火材の熱は、突起部材を介して冷却用流路側へ伝えられ、冷却用流路内を流れる冷却用流体によって奪われる。これにより、耐火材からの抜熱効果が向上する。
【０００９】
また、耐火用キャスタブルよりも熱伝導率の低い断熱用キャスタブルが上記耐火用キャスタブルの内側に設けられて炉内面を形成しているため、炉内を高温に維持することができ、これにより、溶融熱効率の低下を防止することができ、さらに、一旦休止した溶融炉の立ち上げに要する時間を短縮することができる。
【００１０】
本第２発明における溶融炉の炉床部の耐火構造は、断熱用キャスタブルは酸化アルミニウムと酸化ケイ素の化合物から成り、耐火用キャスタブルは酸化アルミニウムと炭化ケイ素の化合物から成るものである。
【００１１】
本第３発明における溶融炉の炉床部の耐火構造は、冷却用流路は耐火用キャスタブルに沿って配設された冷却用配管内に形成され、
棒状の突起部材が上記冷却用配管に取付けられているものである。
【００１２】
これによると、耐火材の熱は、突起部材を介して冷却用配管側へ伝えられ、冷却用配管内を流れる冷却用流体によって奪われる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。
１は、ごみ焼却炉（図示せず）の後燃ストーカ（図示せず）の後に設けられた溶融炉であり、上記焼却炉から発生した灰２を加熱溶融するものである。
【００１４】
上記溶融炉１の上流端部には、上記焼却炉から発生した灰２を貯留する灰貯留ホッパ３と、灰貯留ホッパ３内の灰２を炉内４へ押し出す灰押出し装置５とが設けられている。また、炉内４は、予熱室４ａと、予熱室４ａの下流側に隣接する溶融室４ｂとに別れている。上記予熱室４ａの天井部には、排ガスを排出する排出通路８が設けられている。また、上記溶融室４ｂの天井部には、溶融室４ｂへ供給された灰２を加熱して溶融させる溶融バーナ６が設けられている。また、上記溶融室４ｂの下流端部には、溶融バーナ６で灰２を加熱溶融することによって生成されたスラグが排出されるスラグ排出口７が形成されている。尚、スラグ排出口７から排出されたスラグは、スラグ排出口７の下方に設けられた水槽（図示せず）内に落下して水砕スラグとなり、スラグコンベヤ（図示せず）で搬出される。
【００１５】
また、溶融室４ｂの炉床部１０の表面には、断熱用キャスタブル１１と耐火用キャスタブル１２との二層で構成された耐火材１３が設けられている。上記断熱用キャスタブル１１と耐火用キャスタブル１２との組成および熱伝導率を下記の表１に示す。
【００１６】
【表１】
すなわち、上記表１のＡ欄に示すように、上記断熱用キャスタブル１１は酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）と酸化ケイ素（ＳｉＯ2）の化合物から成り、その重量比率はＡｌ2Ｏ3が５７％に対してＳｉＯ2が３５％であり、熱伝導率は０．５５（ｋｃａｌ／ｍ・ｈｒ・℃）である。
【００１８】
また、上記表１のＢ欄に示すように、上記耐火用キャスタブル１２は酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）と炭化ケイ素（ＳｉＣ）の化合物から成り、その重量比率はＡｌ2Ｏ3が５７％に対してＳｉＣが３５％であり、熱伝導率は４（ｋｃａｌ／ｍ・ｈｒ・℃）である。このように、上記断熱用キャスタブル１１の熱伝導率は耐火用キャスタブル１２の熱伝導率の約１／７の値となっている。
【００１９】
また、上記断熱用キャスタブル１１は、耐火用キャスタブル１２の内側に設けられて炉内面を形成している。また、耐火用キャスタブル１２の外側に沿って、複数の冷却用配管１４が並設され、これら冷却用配管１４の内部には、上記耐火材１３を冷却する冷却水１５（冷却用流体の一例）が流れる冷却用流路１６が形成されている。
【００２０】
上記各冷却用配管１４の外面には、耐火用キャスタブル１２の内部へ突入して耐火材１３の熱を冷却用流路１６側へ伝える棒状のスタッド１７（突起部材の一例）が複数本溶接されている。尚、上記冷却用配管１４とスタッド１７とは金属製である。
【００２１】
以下、上記構成における作用を説明する。
灰貯留ホッパ３内の灰２は、灰押出し装置５の作動によって炉内４へ押し出され、予熱室４ａ内で予熱された後、溶融室４ｂ内で溶融バーナ６によって表面から加熱溶融される。この際、スラグは、炉床部１０上の灰２の表面を流下してスラグ排出口７から排出され、水槽（図示せず）内に落下して水砕スラグとなり、スラグコンベヤ（図示せず）で搬出される。
【００２２】
このような灰２の加熱溶融時において、炉床部１０の耐火材１３の熱は、スタッド１７を介して冷却用流路１６側へ伝えられ、冷却用配管１４内を流れる冷却水１５によって奪われる。これにより、耐火材１３からの抜熱効果が向上する。
【００２３】
また、上記表１に示すように、断熱用キャスタブル１１は耐火用キャスタブル１２よりも熱伝導率が低く、その断熱用キャスタブル１１を耐火用キャスタブル１２の内側に設けて炉内面を形成しているため、溶融室４ｂを高温に維持することができ、これにより、溶融熱効率の低下を防止することができ、さらに、一旦休止した溶融炉１の立ち上げに要する時間を短縮することができる。
【００２４】
また、上記断熱用キャスタブル１１の溶融室４ｂ内に面した表面が高温により溶損して断熱用キャスタブル１１が減肉し、このような断熱用キャスタブル１１の初期溶損がある程度進行すると、断熱用キャスタブル１１の表面には上記初期溶損によって生成された溶融物のセルフコーティング層が形成され、熱的に平衡な状態となる。このような状態では、初期溶損後における断熱用キャスタブル１１の溶損速度が極めて小さくなり、断熱用キャスタブル１１の寿命が延長される。
【００２５】
上記実施の形態では、表１のＢ欄に示した組成の耐火用キャスタブル１２を用いているが、Ｂ欄の代りにＣ欄に示した組成の耐火用キャスタブル１２を用いてもよい。すなわち、Ｃ欄に示した耐火用キャスタブル１２は、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）と酸化ケイ素（ＳｉＯ2）と酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の化合物から成り、その重量比率はＡｌ2Ｏ3が８６％に対してＳｉＯ2が３％でさらにＭｇＯが６．５％であり、熱伝導率は４．８（ｋｃａｌ／ｍ・ｈｒ・℃）である。
【００２６】
上記実施の形態では、冷却用流体の一例として冷却水を用いているが、冷却空気を用いてもよい。また、突起部材の一例としてスタッド１７を用いているが、丸棒や角棒等を用いてもよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、耐火材の熱は、突起部材を介して冷却用流路側へ伝えられ、冷却用流路内を流れる冷却用流体によって奪われる。これにより、耐火材からの抜熱効果が向上する。
【００２８】
また、耐火用キャスタブルよりも熱伝導率の低い断熱用キャスタブルが上記耐火用キャスタブルの内側に設けられて炉内面を形成しているため、炉内を高温に維持することができ、これにより、溶融熱効率の低下を防止することができ、さらに、一旦休止した溶融炉の立ち上げに要する時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における溶融炉の炉床部の耐火構造を示す側面から見た断面図である。
【図２】同、溶融炉の炉床部の耐火構造を側面から見た拡大断面図である。
【図３】図２におけるＸ−Ｘ矢視図である。
【図４】同、溶融炉の構成を示す側面図である。
【図５】従来の溶融炉の炉床部の耐火構造を示す側面から見た断面図である。
【符号の説明】
１ 溶融炉
１０ 炉床部
１１ 断熱用キャスタブル
１２ 耐火用キャスタブル
１３ 耐火材
１４ 冷却用配管
１５ 冷却水（冷却用流体）
１６ 冷却用流路
１７ スタッド（突起部材）
Claims (3)
- 断熱用キャスタブルと耐火用キャスタブルとの二層で構成された耐火材が炉床部の表面に設けられ、
上記断熱用キャスタブルは、耐火用キャスタブルよりも熱伝導率の低いものが用いられ、耐火用キャスタブルの内側に設けられて炉内面を形成し、
上記耐火用キャスタブルの外側に、上記耐火材を冷却する冷却用流体が流れる冷却用流路が設けられ、
上記冷却用流路側から耐火用キャスタブル内へ突入して上記耐火材の熱を冷却用流路側へ伝える突起部材が複数設けられていることを特徴とする溶融炉の炉床部の耐火構造。 - 断熱用キャスタブルは酸化アルミニウムと酸化ケイ素の化合物から成り、耐火用キャスタブルは酸化アルミニウムと炭化ケイ素の化合物から成ることを特徴とする請求項１記載の溶融炉の炉床部の耐火構造。
- 冷却用流路は耐火用キャスタブルに沿って配設された冷却用配管内に形成され、
棒状の突起部材が上記冷却用配管に取付けられていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の溶融炉の炉床部の耐火構造。
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| JP19349898A JP3729647B2 (ja) | 1998-07-09 | 1998-07-09 | 溶融炉の炉床部の耐火構造 |
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| JP3814209B2 (ja) * | 2001-11-08 | 2006-08-23 | 三菱重工業株式会社 | 水管保護用耐火構造体及びその施工方法 |
-
1998
- 1998-07-09 JP JP19349898A patent/JP3729647B2/ja not_active Expired - Fee Related
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