JP3896494B2 - 耐食性高強度耐火物からなるキルンのリフター - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は産業廃棄物などを焼却、溶融するキルンのリフターに関する。
【０００２】
【従来の技術】
産業廃棄物を焼却、溶融するキルンを構成する耐火物には、通常、耐食性に優れたＣｒ２ Ｏ３ を３〜２０％含むＡｌ２ Ｏ３ ベースの耐火物が用いられている。Ｃｒ２ Ｏ３ は、その添加量に従って耐食性を増すが、その反面、熱衝撃に対する抵抗を低下させる。特にＣｒ２ Ｏ３ 添加量が２０％を越えた場合、その低下傾向は著しい。
【０００３】
産業廃棄物を焼却、溶融する場合においては、廃棄物組成が一定せず、かつ１３００〜１４００℃の高温を必要とするため、被処理物が均等に加熱されなければ未燃物が増加し、処理能力の低下を来たす。そこで、図４〜図６に示すように、キルン(21)の入口部付近の炉壁耐火物(22)に内方突状のリフター(23)と呼ばれる凸部を設け、それにより被処理物を攪拌することによって均一な加熱処理を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、リフターを設けたことによってその根元部に処理物が堆積し、そのためここに応力の集中が発生し、根元部より短時間で破壊が生じることがある。その際に、リフターの厚みが炉壁耐火物の厚みよりも薄くなってしまうと、被処理物による局部溶損が生じ、大きな問題となる。そのために、リフターには炉壁耐火物と比較して耐熱衝撃性に優れ、かつ、炉壁耐火物と比較してＣｒ２ Ｏ３ 添加量を減少させた耐火物を用いることが多い。しかし、その場合は、炉壁耐火物よりも溶損が進行し易いために、リフターが短時間で減少し、攪拌効果を長く維持できない。
【０００５】
本発明は、これらの問題を解決し、長時間にわたり十分な攪拌効果を得られるリフターを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、Ａｌ ２ Ｏ ３ を主成分とし、Ｃｒ ２ Ｏ ３ を重量比で３％以上２０％以下含有する耐火物の表面に高Ｃｒ ２ Ｏ ３ 濃度の耐食層を有する耐食性高強度耐火物からなるキルンのリフターである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を詳細に説明する。
【００１０】
平均粒径５０μｍのＡｌ２ Ｏ３ を所要量、Ｃｒ２ Ｏ３ を所要量、これらの総和１００重量部に対しバインダーとしてポリビニルアルコールを３重量部、水を所要量配合し、この配合物を２４時間ボールミルで粉砕した。その後、この粉砕物を乾燥器により１２０℃で２４時間乾燥した。こうして得られた粉末を３００ｋｇ／ｃｍ２ の圧力にて角柱状にプレス成形した後、大気中で１６００℃で２時間焼結させ、縦８０×横５０×長さ１５０ｍｍの角柱状焼結物を得た。この焼結物を表１に示す粒径のＣｒ２ Ｏ３ 粉末中に埋設し、表１に示す温度で表１に示す時間加熱した。こうして、Ｎｏ．５〜１７の試験片を得た。
【００１１】
表１においてＮｏ．１〜４の試験片は焼結物をＣｒ２ Ｏ３ 粉末中で１４００℃以上で焼成しなかったものである。
【００１２】
性能評価
ａ）耐食性試験（溶損速度）
この試験片を用いて図１に示す回転浸食試験装置を用いて溶損速度を測定することによって耐食性を調べた。図１中、(1) は試験器本体、(2) はその内部に収められた試験片、(8) はスラグ、(3) は試験片を加熱するバーナ、(4) (5) はバーナに接続されたプロパン導管と酸素導管でそれぞれ流量計を備えている。
【００１３】
試験方法は下記の通りである。
【００１４】
ｉ）バーナ(3) にプロパン／酸素（１／６）混合ガスを供給し、試験器(1) 内の試験片(2) の表面を１５００℃で６時間加熱する。
【００１５】
ii）試験片(2) の上にスラグ(8) を投入する。
【００１６】
iii）温度を１５００℃に２０分間保持し回転させる。
【００１７】
iv）スラグ(8) を排出し、新しいスラグを投入する。
【００１８】
ｖ）上記 iii）およびiv）の操作を１８回繰り返す（合計６時間加熱）。
【００１９】
vi）スラグ溶解時に温度を計測する。
【００２０】
vii）試験後に試験片の断面を観察し、その厚みの変化から溶損速度を算出する。
【００２１】
用いたスラグは、重量で、Ｎａ２ Ｏ：７％、Ａｌ２ Ｏ３ ：８％、ＳｉＯ２ ：３３．５％、ＣａＯ：３３．５％、Ｆｅ２ Ｏ３ ：１８％の塩基度１．０の組成を有するものである。
【００２２】
ｂ）耐熱衝撃性試験
耐熱衝撃性の評価は、図２に示すように、試験片(6) の片面を１０００℃の電気炉(7) で加熱し、３０分保持後、水冷する操作を繰り返し、試験片から剥離が生じる回数を計測することにより行った。
【００２３】
これらの試験の結果を表１に示す。
【００２４】
試験結果によると、焼結物をＣｒ２ Ｏ３ 粉末中に埋設し加熱する際の温度は好ましくは１４００℃以上である（Ｎｏ．５とＮｏ．８および９との比較）。また、埋設に用いるＣｒ２ Ｏ３ 粉末の粒径に関しては本試験では粒径５０〜１０００μｍの粉末を用いたが、粒径変化により特性は全く影響されなかった（Ｎｏ．１０〜１３）。さらに保持時間についても０．５時間以上であれば、長くなっても特性に影響は生じない。
【００２５】
以上の試験結果から、本発明を用いれば耐熱衝撃性は維持したままで耐食性を向上した耐食性高強度耐火物を得ることができ、これをキルンのリフターに適用することによって、耐久性の向上を図ることが可能であることがわかる。
【００２６】
【表１】
表１におけるＮｏ．８の配合からなる耐火物を用いて、内径４ｍ×長さ１０ｍの回転キルンのキルン入口部付近の炉壁耐火物にリフターを設け、その耐久性を調べた。炉壁耐火物としてＣｒ２ Ｏ３ を１０％含む煉瓦を用いた。
【００２７】
また、比較のために、リフター用の耐火物としては、Ｃｒ２ Ｏ３ を３％（Ｎｏ．１）および１０％（Ｎｏ．２）含む煉瓦２種類を用いた。これらは、Ｃｒ２ Ｏ３ 粉末中で１４００℃以上で焼成したものではない。炉内温度１３００℃、３回転／時間の条件で、塩基度０．７の廃棄物を１トンずつ３回処理した。運転終了後、徐冷し、炉内を点検した結果、Ｃｒ２ Ｏ３ 含有量３％の煉瓦には著しい溶損が生じ、またＣｒ２ Ｏ３ 含有量１０％の煉瓦にはクラックが発生した。これに対し、本発明品は全く健全であった。
【００２８】
表１におけるＮｏ．１０の配合からなる角柱状耐火物試験片（縦８０×横５０×長さ１５０ｍｍ）について、その縦方向（縦８０ｍｍ）の距離とＣｒ２ Ｏ３濃度との関係を螢光Ｘ線で調べた。この結果を図３に示す。これによれば、Ｃｒ２ Ｏ３ 濃度は試験片の表面部で高く、内部へ行くに連れて低下していることが判る。すなわち、試験片の表面部はＣｒ２ Ｏ３ 濃度が高くて耐食性に優れ、内部はＣｒ２ Ｏ３ 濃度が低く耐熱衝撃性に優れている。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば耐熱衝撃性の良好な低Ｃｒ２ Ｏ３ 材料に容易に耐食性を付与することができる。これによりキルンのリフターの割れ、溶損の発生を抑え、長時間に渡り良好な攪拌効果を持続させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 回転侵食テスト方法を示す概略図である。
【図２】 耐熱衝撃性試験方法を示す概略図である。
【図３】 試験片の縦方向の距離とＣｒ２ Ｏ３ 濃度との関係を示すグラフである。
【図４】 キルンの入口部付近におけるリフター設置状態を示す縦断面図である。
【図５】 図４中のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【図６】 図４中のVI−VI線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１：試験器本体
２：試験片
３：バーナ
４：プロパン導管
５：酸素導管
６：試験片
７：電気炉
２１：キルン
２２：炉壁耐火物
２３：リフター
【発明の属する技術分野】
本発明は産業廃棄物などを焼却、溶融するキルンのリフターに関する。
【０００２】
【従来の技術】
産業廃棄物を焼却、溶融するキルンを構成する耐火物には、通常、耐食性に優れたＣｒ２ Ｏ３ を３〜２０％含むＡｌ２ Ｏ３ ベースの耐火物が用いられている。Ｃｒ２ Ｏ３ は、その添加量に従って耐食性を増すが、その反面、熱衝撃に対する抵抗を低下させる。特にＣｒ２ Ｏ３ 添加量が２０％を越えた場合、その低下傾向は著しい。
【０００３】
産業廃棄物を焼却、溶融する場合においては、廃棄物組成が一定せず、かつ１３００〜１４００℃の高温を必要とするため、被処理物が均等に加熱されなければ未燃物が増加し、処理能力の低下を来たす。そこで、図４〜図６に示すように、キルン(21)の入口部付近の炉壁耐火物(22)に内方突状のリフター(23)と呼ばれる凸部を設け、それにより被処理物を攪拌することによって均一な加熱処理を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、リフターを設けたことによってその根元部に処理物が堆積し、そのためここに応力の集中が発生し、根元部より短時間で破壊が生じることがある。その際に、リフターの厚みが炉壁耐火物の厚みよりも薄くなってしまうと、被処理物による局部溶損が生じ、大きな問題となる。そのために、リフターには炉壁耐火物と比較して耐熱衝撃性に優れ、かつ、炉壁耐火物と比較してＣｒ２ Ｏ３ 添加量を減少させた耐火物を用いることが多い。しかし、その場合は、炉壁耐火物よりも溶損が進行し易いために、リフターが短時間で減少し、攪拌効果を長く維持できない。
【０００５】
本発明は、これらの問題を解決し、長時間にわたり十分な攪拌効果を得られるリフターを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、Ａｌ ２ Ｏ ３ を主成分とし、Ｃｒ ２ Ｏ ３ を重量比で３％以上２０％以下含有する耐火物の表面に高Ｃｒ ２ Ｏ ３ 濃度の耐食層を有する耐食性高強度耐火物からなるキルンのリフターである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を詳細に説明する。
【００１０】
平均粒径５０μｍのＡｌ２ Ｏ３ を所要量、Ｃｒ２ Ｏ３ を所要量、これらの総和１００重量部に対しバインダーとしてポリビニルアルコールを３重量部、水を所要量配合し、この配合物を２４時間ボールミルで粉砕した。その後、この粉砕物を乾燥器により１２０℃で２４時間乾燥した。こうして得られた粉末を３００ｋｇ／ｃｍ２ の圧力にて角柱状にプレス成形した後、大気中で１６００℃で２時間焼結させ、縦８０×横５０×長さ１５０ｍｍの角柱状焼結物を得た。この焼結物を表１に示す粒径のＣｒ２ Ｏ３ 粉末中に埋設し、表１に示す温度で表１に示す時間加熱した。こうして、Ｎｏ．５〜１７の試験片を得た。
【００１１】
表１においてＮｏ．１〜４の試験片は焼結物をＣｒ２ Ｏ３ 粉末中で１４００℃以上で焼成しなかったものである。
【００１２】
性能評価
ａ）耐食性試験（溶損速度）
この試験片を用いて図１に示す回転浸食試験装置を用いて溶損速度を測定することによって耐食性を調べた。図１中、(1) は試験器本体、(2) はその内部に収められた試験片、(8) はスラグ、(3) は試験片を加熱するバーナ、(4) (5) はバーナに接続されたプロパン導管と酸素導管でそれぞれ流量計を備えている。
【００１３】
試験方法は下記の通りである。
【００１４】
ｉ）バーナ(3) にプロパン／酸素（１／６）混合ガスを供給し、試験器(1) 内の試験片(2) の表面を１５００℃で６時間加熱する。
【００１５】
ii）試験片(2) の上にスラグ(8) を投入する。
【００１６】
iii）温度を１５００℃に２０分間保持し回転させる。
【００１７】
iv）スラグ(8) を排出し、新しいスラグを投入する。
【００１８】
ｖ）上記 iii）およびiv）の操作を１８回繰り返す（合計６時間加熱）。
【００１９】
vi）スラグ溶解時に温度を計測する。
【００２０】
vii）試験後に試験片の断面を観察し、その厚みの変化から溶損速度を算出する。
【００２１】
用いたスラグは、重量で、Ｎａ２ Ｏ：７％、Ａｌ２ Ｏ３ ：８％、ＳｉＯ２ ：３３．５％、ＣａＯ：３３．５％、Ｆｅ２ Ｏ３ ：１８％の塩基度１．０の組成を有するものである。
【００２２】
ｂ）耐熱衝撃性試験
耐熱衝撃性の評価は、図２に示すように、試験片(6) の片面を１０００℃の電気炉(7) で加熱し、３０分保持後、水冷する操作を繰り返し、試験片から剥離が生じる回数を計測することにより行った。
【００２３】
これらの試験の結果を表１に示す。
【００２４】
試験結果によると、焼結物をＣｒ２ Ｏ３ 粉末中に埋設し加熱する際の温度は好ましくは１４００℃以上である（Ｎｏ．５とＮｏ．８および９との比較）。また、埋設に用いるＣｒ２ Ｏ３ 粉末の粒径に関しては本試験では粒径５０〜１０００μｍの粉末を用いたが、粒径変化により特性は全く影響されなかった（Ｎｏ．１０〜１３）。さらに保持時間についても０．５時間以上であれば、長くなっても特性に影響は生じない。
【００２５】
以上の試験結果から、本発明を用いれば耐熱衝撃性は維持したままで耐食性を向上した耐食性高強度耐火物を得ることができ、これをキルンのリフターに適用することによって、耐久性の向上を図ることが可能であることがわかる。
【００２６】
【表１】
【００２７】
また、比較のために、リフター用の耐火物としては、Ｃｒ２ Ｏ３ を３％（Ｎｏ．１）および１０％（Ｎｏ．２）含む煉瓦２種類を用いた。これらは、Ｃｒ２ Ｏ３ 粉末中で１４００℃以上で焼成したものではない。炉内温度１３００℃、３回転／時間の条件で、塩基度０．７の廃棄物を１トンずつ３回処理した。運転終了後、徐冷し、炉内を点検した結果、Ｃｒ２ Ｏ３ 含有量３％の煉瓦には著しい溶損が生じ、またＣｒ２ Ｏ３ 含有量１０％の煉瓦にはクラックが発生した。これに対し、本発明品は全く健全であった。
【００２８】
表１におけるＮｏ．１０の配合からなる角柱状耐火物試験片（縦８０×横５０×長さ１５０ｍｍ）について、その縦方向（縦８０ｍｍ）の距離とＣｒ２ Ｏ３濃度との関係を螢光Ｘ線で調べた。この結果を図３に示す。これによれば、Ｃｒ２ Ｏ３ 濃度は試験片の表面部で高く、内部へ行くに連れて低下していることが判る。すなわち、試験片の表面部はＣｒ２ Ｏ３ 濃度が高くて耐食性に優れ、内部はＣｒ２ Ｏ３ 濃度が低く耐熱衝撃性に優れている。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば耐熱衝撃性の良好な低Ｃｒ２ Ｏ３ 材料に容易に耐食性を付与することができる。これによりキルンのリフターの割れ、溶損の発生を抑え、長時間に渡り良好な攪拌効果を持続させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 回転侵食テスト方法を示す概略図である。
【図２】 耐熱衝撃性試験方法を示す概略図である。
【図３】 試験片の縦方向の距離とＣｒ２ Ｏ３ 濃度との関係を示すグラフである。
【図４】 キルンの入口部付近におけるリフター設置状態を示す縦断面図である。
【図５】 図４中のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【図６】 図４中のVI−VI線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１：試験器本体
２：試験片
３：バーナ
４：プロパン導管
５：酸素導管
６：試験片
７：電気炉
２１：キルン
２２：炉壁耐火物
２３：リフター
Claims (1)
- Ａｌ ２ Ｏ ３ を主成分とし、Ｃｒ ２ Ｏ ３ を重量比で３％以上２０％以下含有する耐火物の表面に高Ｃｒ ２ Ｏ ３ 濃度の耐食層を有する耐食性高強度耐火物からなるキルンのリフター。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23224599A JP3896494B2 (ja) | 1999-08-19 | 1999-08-19 | 耐食性高強度耐火物からなるキルンのリフター |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23224599A JP3896494B2 (ja) | 1999-08-19 | 1999-08-19 | 耐食性高強度耐火物からなるキルンのリフター |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001058891A JP2001058891A (ja) | 2001-03-06 |
| JP3896494B2 true JP3896494B2 (ja) | 2007-03-22 |
Family
ID=16936258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23224599A Expired - Fee Related JP3896494B2 (ja) | 1999-08-19 | 1999-08-19 | 耐食性高強度耐火物からなるキルンのリフター |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3896494B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4561135B2 (ja) * | 2004-03-16 | 2010-10-13 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 耐火物被覆浸漬ランスおよびそれを備える溶銑処理装置 |
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1999
- 1999-08-19 JP JP23224599A patent/JP3896494B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2001058891A (ja) | 2001-03-06 |
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