JPH04343786A - 無冷却式スメルトスパウト - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はソーダ回収ボイラのスメ
ルトスパウトに関する。

【０００２】

【従来の技術】製紙工程におけるソーダ回収工程を図８
によって説明する。木材チップ０１は木釜０２にて処理
された後、洗浄工程０３、精製工程０４、抄紙工程０５
に送られる。この洗浄工程０３で生じる使用済薬品（黒
液）０６はソーダ回収ボイラ０７にて処理再生される。 ソーダ回収ボイラ０７で処理された薬品はスメルト０８
と呼ばれ、約８５０℃の高温溶融状態で腐食性の極めて
高い物質である。

【０００３】ソーダ回収ボイラ０７の底部の断面図を図
９に示すが、底部に貯まったスメルト０８はスメルトス
パウト０９と呼ばれる流路にて炉外に放出される。なお
、図中、０１０は炉壁である。

【０００４】従来のスメルトスパウト０９は一般的に図
１０に示すような構造をもっている。すなわち、炭素鋼
又は低合金鋼あるいはそれらに１８Ｃｒ系材の肉盛溶接
を行ったものが使用され、冷却水０１１によりメタル温
度を低く保っている。なお、図中、０１２は冷却水入口
管、０１３は冷却水出口管である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のスメルトスパウ
トは下記するような諸問題を有している。 （１）水冷式であるため、冷却水の循環装置が必要であ
る。 （２）水冷式であるためスメルトスパウト内面の温度が
下がり、スメルト凝固によりスメルト流路の閉塞が頻繁
に発生する。 （３）使用材質が低級なため、耐食性が低く短寿命（水
蒸気爆発の危険有）である。

【０００６】なお従来スメルトスパウトの腐食事例から
、スメルトスパウト０９の腐食は図１１に示すようにス
メルト０８流れの境界域０１３で主に生じることが確認
されている。この現象は酸素の存在下で（酸化雰囲気）
で急激に腐食が進行することを示唆している。また同時
に腐食生成物をスメルト流れが剥ぎ取ることにより次々
に腐食が進行する、いわゆるエロージョン・コロージョ
ンが発生していることを示唆している。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は４０ｗｔ％以上
のＣｒ含有合金で構成された樋の内面を分割したセラミ
ックスで覆ってなることを特徴とするソーダ回収ボイラ
用無冷却式スメルトスパウトである。

【０００８】

【作用】本発明は上記構成を採っていることにより、下
記の作用が奏される。 （１）スパウト内面がセラミックスで覆われていて耐食
性、硬さとも優れている（後記表２参照）のでエロージ
ョン・コロージョンに強い。 （２）セラミックスはブロック状なので熱応力に強い。 （３）セラミックスブロックの隙間から、スメルトが浸
入し、スパウト本体に触れても酸素が遮断されているの
で腐食力は弱い。 （４）スパウト本体は耐食性の強い高Ｃｒ鋼なので腐食
は軽微である。

【０００９】本発明のスメルトスパウトは高Ｃｒ合金製
スパウト本体と、これに内張したブロック状セラミック
スの組合せにより大きな効果を発揮するが、無冷却式で
あるので水蒸気爆発の危険も回避することができる。

【００１０】

【実施例】本発明の一実施例を図１によって説明する。 図１は本発明の一実施例に係るスメルトスパウトの斜視
図である。

【００１１】金属製のスメルトスパウト本体９の内側に
、セラミックスブロック２０が内貼りされているセラミ
ックスブロック２０は２１で示すような凹凸でかみ合せ
、更におさえ板２２をボルト２３で本体９に締付けるこ
とにより本体９に取付けられている。

【００１２】スメルトスパウト本体９用の材料の腐食速
度を調べるため、表１の各種金属材料片を、実缶より採
取したスメルト中に１００時間侵漬した。その結果を表
１及び表１を図化した図２に示す。

【表１】

【表２】

【００１３】表１及び図２に示すように、Ｃｒ含有量が
４０ｗｔ％未満では急激に腐食速度が増大するため、８
００℃以上（スメルトスパウトの水冷却を止め空冷式に
するとスパウト本体の表面温度は８００℃以上になる。 ）の使用温度では実用に耐えず、Ｃｒ含有量４０ｗｔ％
以上になれば腐食速度１ｍｍ／年となり実用に供するこ
とができる。

【００１４】腐食性向上のために用いる高Ｃｒ系材料は
腐食を受けることにより、表面に腐食に対して保護性を
有する酸化皮膜（Ｃｒ２　Ｏ３　保護性皮膜）を形成し
易い。このＣｒ２　Ｏ３　保護性皮膜は腐食性の元素で
ある酸素、硫黄等の侵入（拡散）に対する防護膜として
作用するため合金の耐食性を向上させる。ただしＣｒ含
有量の低い合金ではＣｒ２Ｏ３　保護性皮膜の形成能力
が低く、厳しい腐食環境においては効果を生じない。

【００１５】更に、図１に示す本実施例の効果を評価す
るために、図３に示すような部分モデルによる検証を行
った。すなわち、４０Ｃｒ−５０Ｎｉの高Ｃｒ合金製ス
パウト本体２４の側面及び底面をセラミックスブロック
２５で覆った容器にスメルト８を入れ、その状態で電気
炉２６内で８５０℃に加熱後２時間保持する腐食試験を
５０回繰り返し行った。

【００１６】図３による部分モデルによる検証の結果、
図４に示すように、セラミックスブロック２５で覆った
４０Ｃｒ−５０Ｎｉの高Ｃｒ合金製スパウト本体２４で
はスメルト液面２７での腐食はほとんど生じなかったが
、図５に示すように、セラミックスブロックで被覆しな
かった４０Ｃｒ−５０Ｎｉの高Ｃｒ合金製スパウト本体
２４ではスメルト液面２７の位置で局部的腐食２８が生
じていた。この減肉量を測定した結果約３００μｍであ
った。

【００１７】また、内張りするセラミックスをブロック
状にすると、図６に示すようなスメルトスパウト本体９
の内外面温度差による変形があっても図７に示すように
、ブロック２０間の隙間で歪を吸収し、熱応力による割
れが生じない。

【００１８】また、ブロック２０同士をそれらに設けた
凹凸部２１でかみ合せ逆アーチ状のスメルトスパウト本
体９におさえ板２２で押圧しているため、ずれや脱落が
起らない。

【００１９】

【発明の効果】本発明によればスパウト本体の腐食速度
を大幅に小さくできるので、スパウトの使用温度を８０
０℃以上にすることが許容されるようになり、そのため
スパウトの水冷却が不要となった。

【００２０】従って、 （１）無冷却式採用により冷却水循環装置が不要となる
。 （２）無冷却式採用により水蒸気爆発の不安がなくなる
。 （３）無冷却式採用によりスメルト接触面の温度が上昇
し、スメルト固着がなくなる。（流路確保の作業が不要
となる）

【００２１】また、エロージョン・コロージョン対策と
して使用するセラミックスは硬度が大きく粒子等の衝突
や摩耗に対して欠損が少なく、かつ化学的に安定である
ため反応による変質が少ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスメルトスパウトの一実施例の斜視図

【図２】スメルトスパウト本体のＣｒ含有量と腐食速度
の関係を示す図表

【図３】本発明のスメルトスパウトのモデルを示す説明
図

【図４】本発明のスメルトスパウトの効果を示す説明図

【図５】比較例のスメルトスパウトの腐食の説明図

【図
６】本発明のスメルトスパウト本体の熱変形の説明図

【図７】本発明のスメルトスパウトのセラミックスブロ
ックの効果の説明図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　４０ｗｔ％以上のＣｒ含有合金で構成
   された樋の内面を分割したセラミックスで覆ってなるこ
   とを特徴とするソーダ回収ボイラ用無冷却式スメルトス
   パウト。