JPH0384394A

JPH0384394A - 溶融炉の攪拌方法

Info

Publication number: JPH0384394A
Application number: JP21942389A
Authority: JP
Inventors: Norifumi Teranishi; 寺西　法文
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1989-08-25
Filing date: 1989-08-25
Publication date: 1991-04-09

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明は溶融炉の撹拌方法に係り、特に、溶融炉の底部
に気泡を送り込んで撹拌する方法に関する。

「従来の技術」各種固体の混合物を溶融する場合、比重が小さい物質は
溶融物の表面付近に集まり、比重が太きい物質は溶融炉
の底部に堆積し易い。このため、これらを均一に分散さ
せるには撹拌することが必要になる。

従来、溶融炉内を撹拌する場合、例えば、撹拌機のスク
リューを溶融物内に挿入して回転させる方法、溶融物内
に管を挿入して該管から圧縮空気等を連続的に噴出させ
る方法、などが実施されている。

「発明が解決しようとする課題」しかしながら、いずれの技術においても撹拌のための駆
動源（モータ、コンプレッサー等）が必要であるととも
に、溶融物が高温（例えば１０００°Ｃ）になると、そ
の中に挿入される撹拌機や管に高い耐熱性が要求され、
断熱構造とする必要があるなど、装置が大型化し易い。

また、撹拌操作終了後に撹拌機等を溶融炉の外に取り出
す際に、溶融物が撹拌機等に付着して一緒に取り出され
てしまい、溶融炉周辺に飛散するという問題が生じ、こ
のため、溶融炉周辺および撹拌機等の洗浄等の後処理が
必要になる。特に、溶融物が放射性廃棄物を固化処理す
るためのガラス混合物である場合には、放射性物質の溶
融炉からの飛散が生じないようにしなければならない。

本発明は前記課題を有効に解決するもので、装置の大型
化等を伴うことなく、高温の溶融物を効率的に撹拌し得
るとともに、後処理を不要とした撹拌方法の提供を目的
とする。

「課題を解決するための手段」本発明の撹拌方法は、溶融炉内の溶融物中に、該溶融物
よりも比重が大きくかつ気泡を含有した粒状物を投入し
て溶融させつつ沈降させ、溶融炉の底部において粒状物
を気泡の膨張力によって破裂させることにより、その破
裂時の粒状物および気泡の圧力によって底部付近の溶融
物を撹拌することを特徴とする。

「作用」本発明の撹拌方法は、溶融物に粒状物を投入すると、該
粒状物は溶融物よりも比重が大きいから溶融炉の底部に
向けて沈降する。このとき、溶融物の熱を受けて粒状物
が徐々に溶融して厚さが薄くなるとともに、内部の気泡
の圧力が高められ、溶融炉の底部において粒状物の耐圧
性との均衡が崩れると、該粒状物が破裂する。そして、
気泡が溶融炉内に放出されて急激に膨張するとともに、
該気泡の膨張に伴い粒状物の破片が飛散し、これらの圧
力によって溶融炉底部を撹拌するものである。

「実施例」以下、本発明の撹拌方法の一実施例について図面を参照
しながら説明する。

予め溶融炉について説明しておくと、この溶融炉は、放
射性廃棄物のガラス固化処理等に使用される溶融炉を示
しており、ガラスの抵抗発熱を利用して溶融するもので
ある。

すなわち、耐火レンガ等により構成した炉本体１内の上
部に投入口２が設けられるとともに、両側壁部３に、一
対の主電極４が対向状態に配設され、ざらに底壁部５に
、主電極４との間に電位差を付与する下部電極６が設け
られている。また、該下部電極６と底壁部５とを貫通状
態に流下孔７が形成され、該流下孔７に連通ずるように
流下ノズル８が設けられた構成である。なお、底壁面５
ａは流下孔７に対して漏斗状をなすように傾斜させられ
ている。

そして、このような溶融炉に放射性廃棄物とガラス素材
とを投入して通電することにより、これらを溶融状態と
するのであるが、溶融炉の底壁面５ａから下部電極６に
かけてルテニウム、パラジウム、ロジウム等の白金族元
素を主成分とする堆積物Ａが生じ易い。

そこで、これら堆積物Ａを排除すべく次のようにして溶
融炉内を撹拌する。この場合、溶融物Ｂよりも比重が十
分大きく（溶融物Ｂの比重は放射性廃棄物とガラスの混
合物の場合的２．５）かつ融点が溶融物Ｂと同等かそれ
よりも低い鉛等によって、気泡Ｃを含有した粒状物（例
えば中空の球）Ｄを多数用意しておく。該粒状物りは、
例えば二つ割りの半球を銭形して、これらを球状に一体
化することにより製作される。

そして、このような粒状物りを投入口２から溶融炉内に
投入すると、該粒状物りは、溶融物Ｂよりも比重が大き
いことにより溶融物Ｂ内を矢印（イ）で示すように沈降
するとともに、その沈降中に溶融物Ｂの熱（例えば約ｉ
　ｏｏｏｏＣ）を受けて外側から徐々に溶融して厚さが
薄くなっていく。また、内部の気泡Ｃも熱により膨張し
ようとするが、粒状物りの外殻によって膨張が小さい範
囲内に抑えられ、圧力のみが温度上昇に比例して高めら
れる。

そして、粒状物りが溶融炉の底壁面５ａに達してその溶
融が進行し、内部の気泡Ｃの圧力と粒状物りの耐圧性と
の均衡が崩れると、その圧力によって粒状物りを破裂さ
せて気泡Ｃが溶融炉内に放出される。このとき、気泡Ｃ
が急激に膨張するとともに、粒状物Ｂの破片が気泡Ｃの
膨張に伴って矢印（ロ）で示すように飛散し、これらの
圧力によって底壁面５ａ上の堆積物Ａを飛散させて、溶
融物Ｂ内に混入させつつ撹拌するとともに、該溶融物Ｂ
と一緒に底壁面５ａに沿って流下孔７に移動させて排出
するものである。溶融物Ｂの温度が１０００’Ｃ程度で
あるとすると、気泡Ｃは数倍もの容積に膨張することに
なり、粒状物Ｂを破裂させたときに爆発に近い強大な膨
張力を発揮することができる。また、粒状物Ｂに鉛を適
用する場合は、該鉛が白金族元素を凝集吸着するから、
鉛の粒状物Ｂが破裂したときに、その破片とともにこれ
ら白金族元素を溶融物Ｂに有効に混入させることができ
る。

なお、粒状物の外径、肉厚等は、溶融炉の大きさ等に応
じて設定され、溶融炉の底部に達した後に破裂するよう
に余裕を持って設計しておけばよい。

「発明の効果」以上の説明から明らかなように、本発明の溶融炉の撹拌
方法によれば、溶融物より比重の大きい粒状物を溶融さ
せつつ沈降させて、溶融炉の底部で気泡の膨張力によっ
て破裂させ、該破裂時に急激に膨張する気泡と破裂した
粒状物との圧力によって溶融炉底部を有効に撹拌するこ
とができる。

そして、この場合に、粒状物を溶融炉内に投入するだけ
であるので、撹拌のための駆動源は必要ないとともに、
投入した粒状物は溶融して溶融物と一体化するのて、従
来例のような撹拌装置等を使用する技術とは異なり、溶
融炉から取り出す必要もなく、溶融物等の炉外への飛散
の問題は生じない。したかって、後処理も不要であるな
ど、極めて合理的であるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

′図面は本発明の撹拌方法の一実施例を説明する溶融炉
の縦断面図である。・・・・・炉本体、２・・・・・・投入口、３・・・・
・側壁部、・主電極、５・・・・底壁部、５ａ・・・・
底壁面、・・下部電極、７・・・・・・流下孔、８・・
・・・・流下ノズＡ・・・・・堆積物、Ｂ・・・・・・
溶融物、Ｃ・・・・・・気泡、・粒状物。

Claims

【特許請求の範囲】

溶融炉内の溶融物中に、該溶融物よりも比重が大きくか
つ気泡を含有した粒状物を投入して溶融させつつ沈降さ
せ、溶融炉の底部において粒状物を気泡の膨張力によっ
て破裂させることにより、その破裂時の粒状物および気
泡の圧力によって底部付近の溶融物を撹拌することを特
徴とする溶融炉の撹拌方法。