JP6305803B2 - Surface melting furnace and method of operating surface melting furnace - Google Patents
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Description
本発明は、表面溶融炉及び表面溶融炉の運転方法に関する。 The present invention relates to a surface melting furnace and a method for operating the surface melting furnace.
表面溶融炉は、出滓口が形成された炉室と、前記炉室に向けて被処理物を供給する被処理物供給機構とを備え、前記被処理物供給機構により前記炉室に供給された被処理物が表面から溶融して前記出滓口に流下するように構成されている。 The surface melting furnace includes a furnace chamber in which an outlet is formed, and a workpiece supply mechanism that supplies a workpiece to the furnace chamber, and is supplied to the furnace chamber by the workpiece supply mechanism. The processed object is melted from the surface and flows down to the tap outlet.
表面溶融炉で溶融処理される被処理物が目標処理量となるように、被処理物供給機構による被処理物の供給量が調整される必要があり、そのために被処理物の供給量が事前に計量されるとともに溶融されたスラグ量が事後に計量され、数時間から半日程度の一定期間において、スラグ量の被処理物供給量に対する比率から供給不足か供給過剰を判断し、被処理物の供給量が目標処理量となるように供給量や溶融条件が調整されていた。 The supply amount of the object to be processed by the object supply mechanism needs to be adjusted so that the object to be processed to be melted in the surface melting furnace has a target processing amount. The amount of slag that is measured and melted is measured after the fact, and in a certain period of several hours to half a day, it is judged whether the supply is insufficient or excessive from the ratio of the slag amount to the supply amount of the treatment object. The supply amount and the melting conditions were adjusted so that the supply amount became the target processing amount.
しかし、溶融前に計量される被処理物の供給量と溶融後に計量されるスラグ量との間に数時間の時間遅れが生じるので、上述の判断には時間を要する。そのため、被処理物の溶融面プロファイルが出滓口から被処理物供給機構側に後退する供給不足状態と、被処理物の溶融面プロファイルが出滓口に前進して被処理物が厚く堆積する供給過剰状態の双方の判断が遅れ、適正な溶融面プロファイルが保てない状態が続く状況があった。 However, since the time delay of several hours occurs between the supply amount of the workpiece to be measured before melting and the slag amount measured after melting, the above-described determination takes time. Therefore, a supply shortage state in which the melt surface profile of the object to be processed retreats from the outlet to the object supply mechanism side, and the melt surface profile of the object to be processed advances to the outlet and the object to be processed accumulates thickly. There was a situation in which the judgment of both of the excessive supply states was delayed, and the state where an appropriate melting surface profile could not be maintained continued.
溶融面プロファイルが出滓口から後退すると炉底部等に設けられた耐火物の消耗が加速され、炉の耐火物の寿命が短くなるという問題があり、溶融面プロファイルが出滓口に前進すると、厚く堆積し出滓口に向けて形成される大きな勾配の傾斜面から未溶融の被処理物が転げ落ちるように出滓口に排出されるという不都合な事態が発生する。 When the melting surface profile moves backward from the tap, there is a problem that the consumption of the refractory provided at the bottom of the furnace is accelerated and the life of the refractory in the furnace is shortened. An inconvenient situation occurs in which the unmelted workpiece is discharged to the tap outlet so as to roll down from the inclined surface having a large slope and formed toward the tap outlet.
そこで、現状は未溶融の被処理物が出滓口から排出されないように、供給過剰状態よりもむしろ供給不足状態で目標処理量の被処理物が溶融できるように、十分に余裕のある溶融炉に設計され、運転されていた。 Therefore, at present, the melting furnace has a sufficient margin so that the target processing amount can be melted in an insufficient supply state rather than an excessive supply state so that unmelted workpieces are not discharged from the outlet. Was designed and operated.
特許文献1には、被処理物の溶融面を適正位置に維持することで安定した溶融処理を可能にするために、溶融炉内の所定強度以上の発光スペクトルの短波長端より発光波長が短波長の光ビームを被処理物の溶融面に照射し、溶融面上の光ビームのビームスポットの位置を検出可能な光センサで当該位置を検出し、その位置検出結果に基づいて、溶融面の位置が適正位置より前進していると判定した場合は、被処理物の溶融処理領域への単位時間当りの供給量を低減し、逆に、当該位置が後退していると判定した場合は、被処理物の溶融処理領域への単位時間当りの供給量を増加させる溶融面制御方法が開示されている。
In
しかし、特許文献1に開示された表面溶融炉は、非常に高価な紫外線領域の発光波長のレーザを光源に用いるものであったために、多数台設置することができず、広範囲に及ぶ溶融面のプロファイルを推定するのは困難であった。
However, since the surface melting furnace disclosed in
本発明の目的は、上述した問題点に鑑み、広範囲に及ぶ溶融面のプロファイルを推定可能な表面溶融炉及び表面溶融炉の運転方法を提供する点にある。 In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide a surface melting furnace and a method for operating the surface melting furnace capable of estimating a melting surface profile over a wide range.
上述の目的を達成するため、本発明による表面溶融炉の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の請求項1に記載した通り、出滓口が形成された炉室と、前記炉室に向けて被処理物を供給する被処理物供給機構とを備え、前記被処理物供給機構により前記炉室に供給された被処理物が表面から溶融して前記出滓口に流下するように構成されている表面溶融炉であって、被処理物の溶融面のプロファイルを推定するための、前記被処理物供給機構による被処理物の前記炉室への供給部上部の温度に基づいて被処理物の溶融面が後退局面であるか前進局面であるかを判断するための温度センサと、前記温度センサより出滓口側における被処理物の表面高さを測る被接触センサと、を備えている点にある。
In order to achieve the above-mentioned object, the first characteristic configuration of the surface melting furnace according to the present invention is as described in
被処理物の溶融面が後退すると炉室温度の影響を受けやすくなり供給部の温度が上昇し、被処理物の溶融面が前進すると炉室温度の影響を受け難くなり供給部の温度が低下する。従って、温度センサにより計測される供給部の温度情報に基づいて、溶融面が後退局面にあるのか前進局面にあるのかが判別でき、溶融面のプロファイルを推定する重要な計測情報となる。また、被接触センサにより検出された温度センサより出滓口側における被処理物の表面高さに基づいて、被処理物の溶融面が後退局面であるか前進局面であるかを判断できる。従って、温度センサにより検出された被処理物の炉室への供給部上部の温度と、被接触センサにより検出された温度センサより出滓口側における被処理物の表面高さに基づいて、被処理物の溶融面が後退局面であるか前進局面であるかに基づいて適切に溶融面のプロファイルが推定でき、これにより溶融面が適正な状態であるか否かが適正に判断できるようになる。 When the melt surface of the workpiece is retreated, the temperature of the supply section rises due to the influence of the furnace chamber temperature. To do. Therefore, based on the temperature information of the supply unit measured by the temperature sensor, it can be determined whether the molten surface is in the backward phase or the forward phase, which is important measurement information for estimating the profile of the molten surface. Moreover, it can be judged whether the molten surface of a to-be-processed object is a backward phase or a forward phase based on the surface height of the to-be-processed object in the spout opening side from the temperature sensor detected by the to-be-contacted sensor. Therefore, the temperature of the feed section the upper portion of the furnace chamber of the object detected by the temperature sensor, based on the surface height of the object at the tapping port side than the temperature sensor detected by the contact sensor, the The melting surface profile can be estimated appropriately based on whether the molten surface of the processed material is in the backward phase or the forward phase, and thereby it can be properly determined whether or not the molten surface is in an appropriate state. The
同第二の特徴構成は、同請求項2に記載した通り、上述の第一の特徴構成に加えて、前記温度センサ及び前記被接触センサの出力に基づいて推定した被処理物の溶融面のプロファイルに基づいて少なくとも前記被処理物供給機構により前記炉室に供給される被処理物の供給量を制御する被処理物供給制御部を備えている点にある。
The second feature structure, as described in the
前記温度センサ及び被接触センサの出力に基づいて被処理物供給制御部で被処理物の溶融面のプロファイルが推定され、溶融面が後退局面にあるのか前進局面にあるのかが判定される。溶融面が後退局面にあると判定されると、適正な溶融面プロファイルになるように定めた目標供給量となるように被処理物の供給量が増加するように調整され、溶融面が前進局面にあると判定されると、適正な溶融面プロファイルになるように定めた目標供給量となるように被処理物の供給量が減少するように調整される。 Wherein the temperature sensor and the estimated profile of the melt surface of the object with the object to be treated supply control unit on the basis of the output of the contact sensor, the melt surface whether in located in either the forward aspect the recession is determined. When it is determined that the molten surface is in a backward phase, the supply amount of the workpiece is adjusted to increase so that the target supply amount is determined so as to obtain an appropriate molten surface profile, and the molten surface is advanced. If it is determined that the supply amount of the object to be processed is reduced, the supply amount of the object to be processed is adjusted so that the target supply amount is determined to be an appropriate melt surface profile.
同第三の特徴構成は、同請求項3に記載した通り、上述の第一の特徴構成に加えて、前記温度センサ及び前記被接触センサの出力に基づいて推定した被処理物の溶融面のプロファイルに基づいて少なくとも前記被処理物供給機構により前記炉室に供給される被処理物の供給量が目標供給量になるように制御するとともに、所定期間の被処理物の累積供給量が目標累積供給量になるように前記目標供給量を補正する被処理物供給制御部を備えている点にある。
The third feature structure, as described in the
上述した第二の特徴構成では、溶融面プロファイルが適正になるように被処理物の供給量が調整されるが、その結果が表面溶融炉の目標処理量を達成することの保障が得られない。しかし、第三の特徴構成の被処理物供給制御部によれば、所定期間の被処理物の累積供給量が目標累積供給量になるように目標供給量が補正されるので、表面溶融炉の目標処理量が達成できるようになる。 In the second characteristic configuration described above, the supply amount of the object to be processed is adjusted so that the melting surface profile is appropriate, but it is not guaranteed that the result will achieve the target processing amount of the surface melting furnace. . However, according to the workpiece supply control unit of the third characteristic configuration, the target supply amount is corrected so that the cumulative supply amount of the workpiece for a predetermined period becomes the target cumulative supply amount. The target throughput can be achieved.
同第四の特徴構成は、同請求項4に記載した通り、上述の第一から第三の何れかの特徴構成に加えて、炉天井の周囲に一体に形成された内筒と前記炉底部の周囲に一体に形成された外筒とが同心円状に配置され、前記内筒と外筒との間隙に前記被処理物収容部が構成され、前記被処理物供給機構が前記内筒と外筒との相対回転により被処理物を前記炉室に供給するように構成されている点にある。
In the fourth feature configuration, as described in
内筒と外筒との相対回転により被処理物が炉室に円環状に供給される回転式表面溶融炉に対して被処理物の溶融面のプロファイルを推定するために異なる計測箇所を計測する複数のセンサが設けられていると、溶融炉が一回転する間に少なくとも一つのセンサで周方向に沿った計測データが複数得られ、三次元的な溶融面のプロファイルが推定でき、より正確に溶融面のプロファイルが推定できるようになる。 Measure different measurement points to estimate the profile of the melt surface of the workpiece for a rotary surface melting furnace in which the workpiece is fed into the furnace chamber in an annular shape by the relative rotation of the inner cylinder and outer cylinder When multiple sensors are provided, multiple measurement data along the circumferential direction can be obtained with at least one sensor during one revolution of the melting furnace, and a three-dimensional profile of the melt surface can be estimated. The melting surface profile can be estimated.
本発明による表面溶融炉の運転方法の特徴構成は、同請求項5に記載した通り、出滓口が形成された炉室と、前記炉室に向けて被処理物を供給する被処理物供給機構とを備え、前記被処理物供給機構により前記炉室に供給された被処理物が表面から溶融して前記出滓口に流下するように構成されている表面溶融炉の運転方法であって、前記被処理物供給機構による被処理物の前記炉室への供給部上部の温度に基づいて被処理物の溶融面が後退局面であるか前進局面であるかを判断するための温度センサと、前記温度センサより出滓口側における被処理物の表面高さを測る被接触センサの出力に基づいて被処理物の溶融面のプロファイルを推定し、その推定結果に基づいて少なくとも前記被処理物供給機構により前記炉室に供給される被処理物の供給量が目標供給量になるように制御するとともに、所定期間の被処理物の累積供給量が目標累積供給量になるように前記目標供給量を補正する点にある。
The characteristic configuration of the method of operating a surface melting furnace according to the present invention is as described in
所定期間の被処理物の累積供給量が目標累積供給量になるように目標供給量が補正されるので、溶融面のプロファイルが適正に調整されるとともに、表面溶融炉の目標処理量が達成できるようになる。 Since the target supply amount is corrected so that the cumulative supply amount of the object to be processed in the predetermined period becomes the target cumulative supply amount, the profile of the melting surface is appropriately adjusted and the target processing amount of the surface melting furnace can be achieved. It becomes like this.
以上説明した通り、本発明によれば、広範囲に及ぶ溶融面のプロファイルを推定可能な表面溶融炉及び表面溶融炉の運転方法を提供することができるようになった。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a surface melting furnace and a method for operating the surface melting furnace capable of estimating a melting surface profile over a wide range.
以下、本発明による表面溶融炉及び表面溶融炉の運転方法の実施形態を説明する。
図1には、表面溶融炉の一例である回転式表面溶融炉1が示されている。当該表面溶融炉1は焼却灰や下水汚泥等の廃棄物を溶融処理するための炉で、炉天井2の略中央部に空気供給機構11を備えた2本の燃焼バーナ10が設置されるとともに炉底部3に出滓口3aが形成された炉室4と、炉室4の周囲に設けられた被処理物収容部7と、被処理物収容部7から被処理物を炉室4に供給する被処理物供給機構8等を備えている。
Hereinafter, embodiments of the surface melting furnace and the method of operating the surface melting furnace according to the present invention will be described.
FIG. 1 shows a rotary
また、炉天井2の周囲に一体に形成された内筒5と炉底部3の周囲に一体に形成された外筒6とが同心円状に配置され、内筒5と外筒6との間に形成された空間が被処理物収容部7となるように構成されている。
Further, an
外筒6の下部に駆動機構13との連結部が設けられ、駆動機構13によって外筒6が回転することで内筒5と外筒6とが相対回転するように構成され、被処理物供給機構の構成要素である切出し羽根8が内筒5の下部に、周方向に沿って複数設けられている。切出し羽根8は、外筒6の回転によって被処理物が内筒5の下部で接線方向に移動する被処理物を炉室4に案内する板状の傾斜羽根で構成されており、内筒5と外筒6との相対回転によって、切出し羽根8により被処理物収容部7に収容された被処理物が炉室4に円環状に供給され、炉室内で被処理物はすり鉢状となる。
A connecting portion to the
内筒5上部から外筒6方向に延出したカバー体5aの縁部と外筒6との境界部が水封機構14で水封され、カバー体5aの上部に二重ダンパ機構15aを備えたホッパー15が配置され、スクリュウコンベア機構16によって、被処理物が被処理物収容部7に投入される。炉天井2、炉底部3、内筒5及び外筒6は耐火レンガ等が積層された耐火壁で構成され、炉天井2及び炉底部3の出滓口周辺には耐火壁を覆うように水冷ジャケットが配置されている。
A boundary between the edge of the
出滓口3aの下方には被処理物が溶融した溶融スラグを受け止める水槽が配置され、出滓口3aの直下には、横方向に煙道が延出形成され、煙道に沿って二次燃焼装置、排熱ボイラ、空気予熱器、減温塔、バグフィルタ、洗煙装置、白煙防止装置等の排ガス処理設備が配置され、浄化された排ガスが煙突から排気される。
A water tank for receiving the molten slag in which the object to be treated is melted is disposed below the
ごみ焼却炉の焼却残渣や焼却飛灰の他、下水汚泥、家畜糞尿、食品廃棄物等の動植物性残渣、粉砕処理された都市ごみ等の可燃性廃棄物が被処理物として溶融処理される。 In addition to incineration residues and incineration fly ash from waste incinerators, animal and plant residues such as sewage sludge, livestock manure, food waste, and combustible waste such as pulverized municipal waste are melt-treated as objects to be treated.
回転式表面溶融炉1の立上時には、燃焼バーナ10を点火して炉室4を1000℃以上に予熱した後に、駆動機構13を介して外筒6を回転させ、被処理物の溶融を開始する。この後、燃焼バーナ10は継続して燃焼され、炉室と溶融面は1300℃程度となる。被処理物が可燃性廃棄物である場合には、燃焼バーナ10を停止して、その後被処理物を自燃させて炉室を1300℃として溶融を継続する。
When the rotary
切出し羽根8により炉室4に投入された被処理物は、1300℃程度の温度で溶融し、出滓口3aに向けて流出する。燃焼ガスは煙道の下流側に備えた誘引送風機で煙突に向けて誘引され、上述した排ガス処理設備で減温、浄化処理されて煙突から排煙される。空気供給機構11から炉内に供給される燃焼用空気はボイラの温水や排ガスによる空気予熱器によって約200℃程度に予熱されている。
The object to be processed put into the
図1には溶融面プロファイルが適正な状態で溶融処理されている状態が示され、図2には溶融面プロファイルが後退した状態が示され、図3には溶融面プロファイルが前進した状態が示されている。図中、ハッチング部分が溶融面である。 FIG. 1 shows a state in which the melt surface profile is melted in an appropriate state, FIG. 2 shows a state in which the melt surface profile is retracted, and FIG. 3 shows a state in which the melt surface profile has been advanced. Has been. In the figure, the hatched portion is the melting surface.
溶融面プロファイルが出滓口3aから後退すると炉底3部等に設けられた耐火物の消耗が加速され、炉の耐火物の寿命が短くなる。また、溶融面プロファイルが出滓口3aに前進すると、厚く堆積し出滓口3aに向けて形成される大きな勾配の傾斜面から被処理物が転げ落ちるように出滓口に排出されるという不都合な事態が発生する。
When the melting surface profile is retracted from the
そこで、回転式表面溶融炉1には、被処理物の溶融面のプロファイルを推定するために異なる計測箇所を計測する複数のセンサTs,Hsを備え、複数のセンサTs,Hsで異なる計測箇所を計測することにより得られる情報に基づいて、適切に溶融面のプロファイルを推定し、これにより溶融面が適正な状態であるか否かが適正に判断し、被処理物の炉内への投入量を調整する被処理物供給制御部40を備えている。尚、複数のセンサは同じ種類のセンサであってもよいが、異なる種類のセンサを組み合わせることが好ましい。同じ種類のセンサとは検出原理が同じであるセンサを意味する。
Therefore, the rotary
センサの一つが、炉室4を覆う炉天井2を介して被処理物の表面高さを検知する非接触センサHsで構成されている。炉天井2から被処理物を臨むようにしてその溶融面高さhが非接触センサHsによって検知され、少なくとも溶融面の一点が直接計測できるようになる。溶融面高さhとは、炉底部3から被処理物の表面までの高さである。
One of the sensors includes a non-contact sensor Hs that detects the surface height of the workpiece through the
非接触センサHsとしてラッパ管状のアンテナからマイクロ波を被処理物に向けて照射し、その反射時間に基づいて溶融面高さhを計測する電磁波方式のセンサが好適に用いられる。尚、非接触センサHsとして他にレーザ光を被処理物に向けて照射し、その反射時間に基づいて溶融面高さhを計測する光センサを用いることも可能である。少なくとも測定用の光を変調しておけば、フィルタによって被処理物からの赤外線を除去することができるので、赤外域の波長でも計測可能になる。 As the non-contact sensor Hs, an electromagnetic wave type sensor that irradiates microwaves from a trumpet tubular antenna toward the object to be processed and measures the melt surface height h based on the reflection time is suitably used. In addition, as the non-contact sensor Hs, it is also possible to use an optical sensor that irradiates a workpiece with laser light and measures the melt surface height h based on the reflection time. If at least the light for measurement is modulated, the infrared rays from the object to be processed can be removed by the filter, so that it is possible to measure even wavelengths in the infrared region.
被処理物が可燃性廃棄物である場合には、切出し羽根8で炉内に切出された直後の溶融物の表面に測定波を照射することが好ましい。炉内の温度で熱分解が促進され、体積の変動が顕著となるため、その変化状態を監視しやすくなる。
When the object to be treated is combustible waste, it is preferable to irradiate the surface of the melt immediately after being cut into the furnace by the
図5に示すように、例えば、予め出滓口3aの縁部と内筒5の下端とを結ぶ仰角θのプロファイルを基準溶融面プロファイルと想定し、溶融面高さhが基準溶融面プロファイルに相当する溶融面高さh2であれば適正、それよりも低いh1であれば後退局面、高いh3であれば前進局面と判断する。さらに、その時の溶融面高さh2に対する差分値の大小により、その程度が把握される。
As shown in FIG. 5, for example, assuming that the profile of the elevation angle θ connecting the edge of the
センサの一つが、切出し羽根8による被処理物の炉室4への供給部の温度を検知する温度センサTsで構成されている。図2に示すように、被処理物の溶融面が後退すると炉室温度の影響を受けやすくなり供給部の温度が上昇し、図3に示すように、被処理物の溶融面が前進すると炉室温度の影響を受け難くなり供給部の温度が低下する。従って、被処理物の溶融面が前進局面を検知するのは困難であるが、後退局面は的確に検知することができる。温度センサとしてシースタイプの熱電対が内筒5の下縁であって、被処理物収容部7側の端部に設けられている。
One of the sensors is composed of a temperature sensor Ts that detects the temperature of the supply portion of the workpiece to the
つまり、温度センサTsにより計測される供給部の温度情報に基づいて、溶融面が後退局面に移行したのか前進局面にあるのかが判別でき、溶融面のプロファイルを推定する重要な計測情報となる。特に後退局面においては、供給部近傍の耐火物の損傷に関わる指標ともなり、重要な計測情報となる。 That is, based on the temperature information of the supply unit measured by the temperature sensor Ts, it can be determined whether the molten surface has shifted to the backward phase or the forward phase, which is important measurement information for estimating the profile of the molten surface. Especially in the receding phase, it becomes an index related to damage of the refractory near the supply section, and is important measurement information.
図4に示すように、非接触センサHsは、平面視円形の炉天井2の周縁部1箇所に設けられ、温度センサTsは周方向に均等に8箇所に設けられている。外筒6が1回転する度に非接触センサHsによって同一箇所の溶融面高さhが計測される。例えば、外筒6と炉底部3が1時間に1回転すると、1時間周期で各溶融面高さhが把握できる。その溶融面高さhと温度センサTsの検知温度に基づいて溶融面プロファイルが推定できる。
As shown in FIG. 4, the non-contact sensor Hs is provided at one peripheral portion of the
図4では、温度センサTsが8箇所に設けられているが、最低1箇所に1つの温度センサTsを設ければ、プロファイルを推定できる。つまり、8箇所に配置された温度センサTsの何れかが故障しても、精度は落ちるがプロファイルの推定は可能になる。また、非接触センサHsと温度センサTsは供給部から出滓口に到る半径方向に並んで配置されるのがプロファイルの推定には最適である。 In FIG. 4, the temperature sensor Ts is provided at eight locations, but the profile can be estimated if one temperature sensor Ts is provided at least at one location. In other words, even if any of the temperature sensors Ts disposed at eight locations fails, the accuracy can be estimated but the profile can be estimated. Further, the non-contact sensor Hs and the temperature sensor Ts are optimally arranged for estimating the profile if they are arranged side by side in the radial direction from the supply unit to the outlet.
被処理物供給制御部40は、複数のセンサHs,Tsの出力に基づいて被処理物の溶融面のプロファイルを推定し、その推定結果に基づいて少なくとも切出し羽根8により炉室に供給される被処理物の供給量が目標供給量になるように制御する。
The workpiece
例えば、溶融面が後退局面にあると判定されると、適正な溶融面プロファイルになるように定めた目標供給量となるように被処理物の供給量が増加するように調整され、溶融面が前進局面にあると判定されると、適正な溶融面プロファイルになるように定めた目標供給量となるように被処理物の供給量が減少するように調整される。 For example, if it is determined that the molten surface is in a receding phase, the supply amount of the workpiece is adjusted to increase so that the target supply amount is determined so as to obtain an appropriate molten surface profile. If it is determined that the vehicle is in the forward phase, the supply amount of the object to be processed is adjusted so as to be reduced so that the target supply amount is determined so as to obtain an appropriate melting surface profile.
図6には、センサHs,Tsの出力に基づいて、外筒6の回転数を制御し、被処理物の炉内への供給量を調整するためのテーブル情報が示されている。被処理物供給制御部40は、当該テーブルデータとセンサHs,Tsの出力に基づいて、駆動機構13を制御する。
FIG. 6 shows table information for controlling the rotational speed of the
例えば、溶融面レベルが上昇し、内筒5下部温度が低下すると溶融面プロファイルが前進局面であると判断して被処理物の供給量を低下する。また、溶融面レベルが低下し、内筒5下部温度が上昇すると溶融面プロファイルが後退局面であると判断して被処理物の供給量を増加する。この時の目標供給量は、予め基準供給量としてテーブルデータの区域毎に設定されている。尚、テーブルデータに設定された基準供給量は、運転中の溶融面の前進または後退局面で得られたデータに基づいて逐次修正されるように構成されていることが好ましい。
For example, when the melt surface level rises and the lower temperature of the
さらに、被処理物供給制御部40は、所定期間の被処理物の累積供給量が目標累積供給量になるように目標供給量を補正するように構成されている。例えば、上述の制御によって溶融面プロファイルが適正な状態に維持されている間に得られた被処理物供給量の計測情報に基づいて、被処理物の目標処理量よりも実際の処理量が少なければ目標供給量を増加補正し、被処理物の目標処理量よりも実際の処理量が多ければ目標供給量を減少補正する。
Furthermore, the workpiece
尚、被処理物の目標処理量よりも実際の処理量が少なければ、燃焼バーナ10による加熱量を上昇し、或いは燃焼用空気を増加して処理量を増加することも可能である。被処理物の目標処理量よりも実際の処理量が多ければ、燃焼バーナ10による加熱量を減少し、或いは燃焼用空気を減少して処理量を減少することも可能である。
If the actual processing amount is smaller than the target processing amount of the object to be processed, the heating amount by the
このように制御すれば、所定期間の被処理物の累積供給量が目標累積供給量になるように目標供給量が補正されるので、所定期間の表面溶融炉の目標処理量が達成できるようになる。 By controlling in this way, the target supply amount is corrected so that the cumulative supply amount of the object to be processed in the predetermined period becomes the target cumulative supply amount, so that the target processing amount of the surface melting furnace in the predetermined period can be achieved. Become.
つまり、複数のセンサHs,Tsにより、異なる計測箇所を計測することにより得られる情報に基づいて、適切に溶融面のプロファイルが推定でき、これにより溶融面が適正な状態であるか否かが適正に判断できるようになる。 In other words, the profile of the molten surface can be appropriately estimated based on information obtained by measuring different measurement locations by the plurality of sensors Hs and Ts, and whether or not the molten surface is in an appropriate state is appropriate. Will be able to judge.
即ち、本発明による表面溶融炉の運転方法は、表面溶融炉1に設置された複数のセンサHs,Tsの出力に基づいて被処理物の溶融面のプロファイルを推定し、その推定されたプロファイルに基づいて少なくとも被処理物供給機構8により炉室4に供給される被処理物の供給量を制御して、プロファイルを修正するとともに、目標供給量になるように制御する。さらに、所定期間の被処理物の累積供給量が目標累積供給量、つまり所定期間の処理量が目標を達成するように目標供給量を補正するように構成されている。
That is, the method for operating the surface melting furnace according to the present invention estimates the profile of the molten surface of the workpiece based on the outputs of the plurality of sensors Hs and Ts installed in the
図7に示すように、非接触センサHsが複数で構成され、被処理物供給機構8による被処理物の炉室4への供給部から出滓口3aに到る経路に沿って異なる位置に配置されていることが好ましく、供給部から出滓口3aに到る経路に沿って計測された溶融面の複数点が直接計測されるので、供給部から出滓口に到る溶融面のより正確なプロファイルが推定でき、溶融面が前進しているのか後退しているのかを適切に把握できるようになる。
As shown in FIG. 7, a plurality of non-contact sensors Hs are configured, and at different positions along the path from the supply part to the
図8には、複数の非接触センサHsが炉天井2の周方向に沿って異なる位置に配置され、各非接触センサHsの径方向位置が異なるように設置された例が示されている。このように構成すれば、ある時点で径方向外側で計測された溶融面高さが、その後出滓口3aに向けてどの程度変化するのかが、溶融面が1回転するまでの途中で把握できるようになる。
FIG. 8 shows an example in which a plurality of non-contact sensors Hs are arranged at different positions along the circumferential direction of the
図9には、温度センサTsが複数設置された例が示されている。内筒5下部のうち、被処理物収容部7側に配置された第1の温度センサTsaと、炉室4側に配置された第2の温度センサTsbを備えている。第2の温度センサTsa,Tsbを備えることにより、溶融面プロファイルが前進側に移行した場合の第1の温度センサTsaによる不感域を補うことができる。この場合も図4と同様、周方向に複数組が所定間隔で設置されている。
FIG. 9 shows an example in which a plurality of temperature sensors Ts are installed. A first temperature sensor Tsa disposed on the
さらに、炉底部3を構成する耐火物内に第3の温度センサTsc及び第4の温度センサTsdを設置して、出滓口3aから径方向に沿った領域の温度分布を計測することにより、溶融面の状態を把握するように構成してもよい。この時の温度センサも径方向に複数設置するとともに、周方向に複数組を所定間隔で設置すればよい。
Furthermore, by installing the third temperature sensor Tsc and the fourth temperature sensor Tsd in the refractory that constitutes the
温度センサを径方向に複数設置することで、非接触センサが故障した場合や設置されていない場合でも、精度は下がるが溶融面のプロファイルを判断することができる。尚、温度センサと非接触センサの組合せは、異なる種類のセンサの組合せとなるため、同じ条件でも同時に故障が発生する可能性が低く、少なくとも一方のセンサが適正に機能することで、最低限のプロファイルを推定可能なより良い組合せとなる。 By installing a plurality of temperature sensors in the radial direction, the profile of the molten surface can be determined even if the non-contact sensor fails or is not installed, although the accuracy is lowered. Note that the combination of temperature sensor and non-contact sensor is a combination of different types of sensors, so there is a low possibility that a failure will occur at the same time even under the same conditions. This is a better combination that can estimate the profile.
図10は、さらに別の態様の非接触センサHsが示されている。光源Lから出射された測定光が第1ミラーM1で回転走査され、さらに炉天井周縁部に配置された複数の第2反射ミラーM2で溶融面に向けて反射されるように構成されている。光源Lに反射光を検知する受光素子を備えておくことにより、光源から溶融面までの距離が計測できる。炉底部3に対する距離が予め計測されているので、それらの差分によって溶融面高さが求まる。
FIG. 10 shows still another aspect of the non-contact sensor Hs. The measurement light emitted from the light source L is rotationally scanned by the first mirror M1, and is further reflected by the plurality of second reflection mirrors M2 disposed on the periphery of the furnace ceiling toward the melting surface. By providing the light source L with a light receiving element that detects reflected light, the distance from the light source to the melting surface can be measured. Since the distance with respect to the
上述の構成によれば、単一の光源Lと受光素子で複数個所の溶融面高さが計測できるようになる。さらに、径方向距離を異ならせた第3反射ミラーM3を光路から出退可能に構成すれば、径方向に沿って異なる領域の溶融面高さを複数点計測することも可能になる。 According to the above-described configuration, the melted surface heights at a plurality of locations can be measured with the single light source L and the light receiving element. Furthermore, if the third reflecting mirror M3 having different radial distances is configured to be able to move out and out of the optical path, it is possible to measure a plurality of melting surface heights in different regions along the radial direction.
図10は光センサに適用した構成が示されているが、同様の構成をマイクロ波による距離センサに適用することも可能である。電磁波を伝播する導波管を中心点にある周りに放射状に複数本配置し、中心点で第1ミラーに相当する金属反射板を回転させて各導波管内を伝播させ、さらに第2ミラーに相当する金属反射板によって溶融面に電磁波を照射するように構成してもよい。尚、導波管に代えて、ラッパ管状の複数のアンテナに同軸ケーブルを接続し、同軸ケーブルによる経路をスイッチで切り替えるように構成してもよい。 Although FIG. 10 shows a configuration applied to an optical sensor, a similar configuration can also be applied to a microwave distance sensor. A plurality of waveguides that propagate electromagnetic waves are arranged radially around the center point, and a metal reflector corresponding to the first mirror is rotated at the center point to propagate through each waveguide, and further to the second mirror You may comprise so that electromagnetic waves may be irradiated to a fusion | melting surface with a corresponding metal reflecting plate. In place of the waveguide, a coaxial cable may be connected to a plurality of trumpet-shaped antennas, and the path of the coaxial cable may be switched by a switch.
上述した実施形態では、被処理物供給機構に切出し羽根8を持つ構成を説明したが、被処理物に流動性がある場合には切出し羽根8がなくても、外筒6の回転により被処理物を供給することが可能であり、外筒6及び外筒6を回転させる駆動機構13等で被処理物供給機構が構成できる。
In the above-described embodiment, the configuration in which the workpiece supply mechanism has the
上述した実施形態では、表面溶融炉が回転式表面溶融炉1である場合を例に説明したが、本発明による表面溶融炉は、回転式表面溶融炉1に限定するものではなく、他のタイプの表面溶融炉にも適用できることは言うまでもない。
In the above-described embodiment, the case where the surface melting furnace is the rotary
例えば、図11(a)に示すように、炉底部3の中央部に出滓口3aが形成され、被処理物を投入する複数の押込み投入機構30を炉底部2の周囲に配置された表面溶融炉1に適用することも可能である。当該表面溶融炉は、炉底部3と一体に構成された外筒6と、炉天井2と一体に構成された内筒5の双方が固定され、押込み投入機構30によって炉室内に被処理物が供給されるタイプである。
For example, as shown in FIG. 11 (a), a surface in which a
また、図11(b)に示すように、炉底部3の端部に出滓口3aが形成され、対向側に被処理物を投入する複数の押込み投入機構30が配置された表面溶融炉1に適用することも可能である。何れの例も被処理物供給機構が押込み投入機構30となる。
Further, as shown in FIG. 11 (b), a
つまり、本発明は、被処理物の溶融面のプロファイルを推定するために異なる計測箇所を計測する複数のセンサを備えている表面溶融炉であればよい。 That is, the present invention may be a surface melting furnace provided with a plurality of sensors that measure different measurement locations in order to estimate the melting surface profile of the workpiece.
上述した各実施形態は、本発明の一例に過ぎず、各部の具体的構成は、本発明の作用効果が奏される範囲で適宜変更設計することが可能である。 Each embodiment mentioned above is only an example of the present invention, and the concrete composition of each part can be changed and designed suitably in the range where the operation effect of the present invention is produced.
1: 表面溶融炉
2:炉天井
3:炉底部
3a:出滓口
4:炉室
5:内筒
6:外筒
8:被処理物供給機構
40:被処理物供給制御部
Hs:非接触センサ
Ts:温度センサ
1: Surface melting furnace 2: Furnace ceiling 3:
Claims (5)
被処理物の溶融面のプロファイルを推定するための、
前記被処理物供給機構による被処理物の前記炉室への供給部上部の温度に基づいて被処理物の溶融面が後退局面であるか前進局面であるかを判断するための温度センサと、
前記温度センサより出滓口側における被処理物の表面高さを測る被接触センサと、
を備えている表面溶融炉。 A furnace chamber in which a spout is formed; and a workpiece supply mechanism for supplying the workpiece to the furnace chamber; and the workpiece supplied to the furnace chamber by the workpiece supply mechanism A surface melting furnace configured to melt from the surface and flow down to the tap outlet,
To estimate the melt surface profile of the workpiece ,
A temperature sensor for determining whether the melted surface of the workpiece is in the backward phase or the forward phase based on the temperature of the upper part of the supply to the furnace chamber of the workpiece by the workpiece supply mechanism;
A contact sensor that measures the surface height of the object to be processed on the outlet side from the temperature sensor;
A surface melting furnace.
前記被処理物供給機構による被処理物の前記炉室への供給部上部の温度に基づいて被処理物の溶融面が後退局面であるか前進局面であるかを判断するための温度センサと、前記温度センサより出滓口側における被処理物の表面高さを測る被接触センサの出力に基づいて被処理物の溶融面のプロファイルを推定し、その推定結果に基づいて少なくとも前記被処理物供給機構により前記炉室に供給される被処理物の供給量が目標供給量になるように制御するとともに、所定期間の被処理物の累積供給量が目標累積供給量になるように前記目標供給量を補正する表面溶融炉の運転方法。 A furnace chamber in which a spout is formed; and a workpiece supply mechanism for supplying the workpiece to the furnace chamber; and the workpiece supplied to the furnace chamber by the workpiece supply mechanism A method of operating a surface melting furnace configured to melt from the surface and flow down to the tap outlet,
A temperature sensor for determining whether the melted surface of the workpiece is in the backward phase or the forward phase based on the temperature of the upper part of the supply to the furnace chamber of the workpiece by the workpiece supply mechanism; Estimating the profile of the molten surface of the workpiece based on the output of the contact sensor that measures the surface height of the workpiece on the outlet side from the temperature sensor , and supplying at least the workpiece based on the estimation result The target supply amount is controlled so that the supply amount of the workpiece supplied to the furnace chamber by the mechanism becomes the target supply amount, and the cumulative supply amount of the workpiece for a predetermined period becomes the target cumulative supply amount. Method of surface melting furnace to correct
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