JPH08210778A - プラズマ炉の起動方法 - Google Patents

プラズマ炉の起動方法

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JPH08210778A
JPH08210778A JP1779595A JP1779595A JPH08210778A JP H08210778 A JPH08210778 A JP H08210778A JP 1779595 A JP1779595 A JP 1779595A JP 1779595 A JP1779595 A JP 1779595A JP H08210778 A JPH08210778 A JP H08210778A
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Shizuo Yasuda
静生 保田
Yoshimasa Kawami
佳正 川見
Yoshinori Terasawa
良則 寺沢
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 起動のための大きな装置を必要とせずに速や
かにプラズマ炉の起動を可能とする焼却灰をプラズマア
ークを熱源として溶融するためのプラズマ炉の起動方法
を提供する。 【構成】 スラグ層3の上で主電極1と起動電極2とを
接触させることによりプラズマアーク5を発生させたの
ち、このプラズマアーク5による加熱で生じたスラグ層
3の上面の溶融スラグ部分11に起動電極2を接触挿入
する。これによって主電極1で発生したプラズマアーク
5は溶融スラグ部分11に当たり溶融スラグ部分11に
接触挿入されている起動電極2を通して電流は電源装置
6に帰る。起動電極2はプラズマアーク5の放射熱によ
り曲がるのを防止するように回転クランプ部7により回
転される。また、可変抵抗器9によって抵抗を徐々に上
昇させ最終的には主電極1からの全電流が炉底電極4に
流れるようにされる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、都市ごみ焼却炉や産業
廃棄物焼却炉などの焼却炉より排出される焼却灰をプラ
ズマアークにより溶融しスラグとして排出するプラズマ
炉に関する。
【0002】
【従来の技術】都市ごみ焼却炉や産業廃棄物焼却炉など
の焼却炉から排出される焼却灰を溶融してスラグとする
ための溶融炉としてプラズマ炉が用いられる。このプラ
ズマ炉では、図4に示すように主電極1から炉底電極4
へ流れる電流により主電極1とスラグ層3の間にプラズ
マアーク5を発生させその熱で焼却灰を溶融する。
【0003】なお、図4において6は直流電源装置、1
3は炉底電極電流計、14は起動電極電流計、25は主
電極1と起動電極2へ供給される作動ガスを示してい
る。また、10は溶融炉壁である。
【0004】このプラズマ炉を起動するには、主電極1
とスラグ層3の下にある炉底電極4との間に通電させる
必要がある。しかしながらスラグは約700℃以下では
導電性を持たないため、プラズマ炉の起動には従来次の
ような方法が採用されている。
【0005】(1)方法A(鉄スクラップ投入法):炉
停止時に主電極1直下に鉄の大きなスクラップを投入し
スラグ層3内にあたかもスクラップの島のような物を形
成させ、スクラップの下部(根)が炉底電極4部と接触
導通を持ち、スクラップ上部がスラグ層3から頭を出し
主電極1との導通を確保する。起動時は、主電極1がこ
のスクラップ上部と接触しプラズマアーク5を発生させ
起動を可能とする。
【0006】(2)方法B(起動電極使用法):主電極
1の脇に起動電極2を挿入しスラグ層3の上面で主電極
1と起動電極2間でプラズマアーク5を発生させ主電極
1直下のスラグを導電性をもつ約700℃まで加熱す
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】以上説明した従来の起
動方法には下記のような問題点がある。
【0008】(1)方法A(鉄スクラップ投入方法):
この方法では、大きな鉄スクラップを炉内に投入する事
が必要であり、炉体上部にスクラップを投入するための
大きな設備が必要となる。投入したスクラップが主電極
1の直下を外れたり、炉底電極4との間にスラグを挟み
込んだりして、炉底電極4と主電極1の間に十分な導通
を確保できなかった場合は、炉を完全に冷却し、人が炉
内に入ってスラグ層3をはつりスラグ層3を撤去し炉底
電極4を表面に出す操作が必要となる。
【0009】(2)方法B(起動電極使用法):スラグ
層3上部で主電極1と起動電極2間で発生させたプラズ
マアークによる輻射伝熱等によりスラグ層3を加熱する
ため加熱に時間がかかる。また主電極1と起動電極2で
共に安定したプラズマアークを発生させるためには、起
動電極2にも作動ガス25を噴出させる装置が必要とな
る。
【0010】このように従来の起動方法Aは、鉄のスク
ラップを投入するための大きな装置を必要とする上に炉
内で作業環境の悪いスラグのはつり作業が必要となる恐
れがある。また、方法Bは、炉が起動するまでの必要時
間が比較的長くなり、起動電極にも作動ガスを供給する
設備が必要となる等の問題がある。
【0011】本発明は、従来の方法にみられたような起
動のための大きな装置を必要とせずに、しかも速やかに
プラズマ炉の起動を可能とする、焼却灰をプラズマアー
クを熱源として溶融するためのプラズマ炉の起動方法を
提供することを課題としている。
【0012】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、燃焼
炉より排出される焼却灰をプラズママークを熱源として
溶融するプラズマ炉をプラズマ炉内にスラグ層が存在す
る状態で起動する方法における前記課題を解決するた
め、次の起動方法を採用する。
【0013】すなわち、スラグ層の上で主電極と起動電
極との接触によりプラズマアークを発生させたのち、プ
ラズマアークによる加熱で生じたスラグ層上面の溶融ス
ラグ部分に起動電極を接触挿入し主電極で発生したプラ
ズマアークがその溶融スラグ部分に当たり同溶融スラグ
部分に接触挿入されている起動電極を通して電流が電源
装置に帰るようにする。
【0014】このようにして行われる本発明のプラズマ
炉起動方法によれば、プラズマ炉の起動時(スラグ層の
昇温時)に主電極からのプラズマアークが常にスラグ表
面を直接叩くのでスラグ層への熱の伝達が効率よく行わ
れる事により、熱効率の向上(電気効率の向上)、起動
時間の短縮が実現される。
【0015】なお、起動電極としては、鉄、ニッケル、
チタン、銅、黒鉛、ステンレス鋼などの合金製のものを
使ってよいが、鉄、ニッケル、チタン、銅、及びステン
レス鋼などの合金のような金属製の起動電極を使うとき
は、プラズマアークからの輻射熱によってその起動電極
が曲がる場合がある。
【0016】その場合、プラズマ炉の起動操作中に起動
電極を回転させると、主電極のプラズマアークからの輻
射熱によって起動電極が曲がるのを防止することができ
るので好ましい。
【0017】更にまた、他の本発明では、前記した起動
方法において、起動電極と電源装置の間に可変抵抗装置
を設け、起動操作開始後炉内スラグの温度が上がり主電
極から炉底電極に電流が流れ始めたらその可変抵抗器の
抵抗を徐々に上昇させて起動電極に流れる電流を減少さ
せ相対して炉底電極に流れる電流を徐々に増加させ最終
的とは主電極からの全電流が炉底電極に流れるようにす
る。
【0018】この起動方法によると、起動電極を溶融ス
ラグ層に接触挿入したままで炉底電極側に電流の流れを
移す事が出来るので、起動電極側にプラズマアークを発
生させる必要がなく、起動電極に作動ガスを供給する必
要がなくなり、また起動電極側のプラズマアークに起因
する電流の乱れを防止し起動時の安定運転性を向上でき
るので好ましい。
【0019】
【実施例】以下、本発明によるプラズマ炉起動方法の実
施の態様を図1〜図3により具体的に説明する。なお、
図1及び図2において、図4に示した装置と同じ部分に
は同一符号を付してあり、それらについての重複する説
明は省略する。図1及び図2において、7は起動電極2
の回転クランプ部、8は回転ジョイント部、9は可変抵
抗器、12は回転クランプ支持部を示しており、その他
の構成は図4に示した装置と実質同じである。
【0020】本発明による起動方法では前記したよう
に、スラグ層3の上で主電極1と起動電極2との接触に
よりプラズマアーク5を発生させたのち、プラズマアー
ク5による加熱で生じたスラグ層3上面の溶融スラグ部
分に起動電極2を接触挿入し主電極1で発生したプラズ
マアーク5が溶融スラグ部分に当たりその溶融スラグ部
分に接触挿入されている起動電極1を通して電流が電源
装置6に帰るようにする。
【0021】図1は、本発明の起動方法に基づき、まず
主電極と起動電極2を接触させてプラズマアーク5を発
生させた後、主電極1を少し上方に引き上げプラズマア
ーク5を長くしスラグ層3を加熱し始めた状態を示した
図である。プラズマアーク5の加熱によりスラグ層3の
表面に溶融スラグ層11が発生し始めている。
【0022】電流は、直流電源装置6で発生し主電極1
を通りプラズマアーク5を形成し起動電極2を流れ起動
電極2の回転ジョイント部8を経て可変抵抗器9を通過
して直流電源装置6に戻っている。この時点では可変抵
抗器9は抵抗をほとんど0に設定している。作動ガス2
5は主電極1の中心を通過しプラズマアーク5を形成す
る。
【0023】次に、図2は、図1に示す起動直後の状態
の後、プラズマアーク5による加熱により溶融スラグ1
1が形成され、その溶融スラグ11に前記した本発明の
起動方法に基づいて起動電極2を接触挿入する事(起動
電極の角度を変化させ接触挿入した)により主電極1で
発生するプラズマアーク5の全てが溶融スラグ11に直
接当たるようにした状態を示す図である。
【0024】このようにすることによってプラズマアー
ク5が全て直接溶融スラグ11層に当たるため伝熱効率
は極めて良い。起動電極2はこの時点でプラズマアーク
5の放射熱により曲がる事を防止するため起動電極2の
回転クランプ部7により回転している。
【0025】直流電源装置6からの電流は主電極1より
プラズマアーク5を形成し溶融スラグ11を介して起動
電極2を通り回転ジョイント部8を経て可変抵抗器9を
通過して直流電源装置6に戻っている。
【0026】その後、溶融スラグ11が十分大きくなっ
て主電極1からの電流が炉底電極4にも流れるようにな
ったら(炉底電極電流計13で確認する)、可変抵抗器
9の抵抗を上昇させ、主電極1からの電流が起動電極2
側でなく炉底電極4側に流れるようにする(起動電極電
流計14と炉底電極電流計13で確認する)。電流が全
て炉底電極側に流れるようになったら起動電極2を炉内
より引き出し炉の起動操作を終了する。
【0027】図3は図1,図2で使用している可変抵抗
器9の一例としての水冷スライダックの構成を示してい
る。図3に示すように、起動電極回転ジョイント部8か
らの電線15が水槽22内に浸漬された抵抗線16につ
ながっている。この抵抗線16上を接触移動するスライ
ドジョイント部17は電線18によって直流電源装置6
につながっている。
【0028】この可変抵抗器9の抵抗はスライドジョイ
ント部17の上下により設定するようになっている(本
図では、スライドジョイント部17が上方にあるときが
抵抗が低い)。スライドジョイント部17の上下は滑車
19を介して重り20とウインチ21にて調整する。水
槽22の水位はフロート弁24にて補給水23を入れ調
整する。
【0029】以上、本発明を図示した実施例に基づいて
具体的に説明したが、本発明がこれらの実施例に限定さ
れず特許請求の範囲に示す本発明の範囲内で、種々の変
更を加えてよいことはいうまでもない。
【0030】例えば、上記実施例では、可変抵抗器とし
て水冷式スライダックを用いているが、空冷式スライダ
ック等、種々の可変抵抗器を用いてよい。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の起動方法
によれば次の利点が得られる。
【0032】(1)炉の起動時(スラグ層の昇温時)に
主電極からのプラズマアークが常にスラグ表面を直接叩
くのでスラグ層への熱の伝達が効率よく行われる事によ
り、熱効率の向上(電気効率の向上)、起動時間の短縮
が実現される。
【0033】(2)起動操作中に起動電極を回転させる
やり方を採用すれば、主電極のプラズマアークからの輻
射熱によって起動電極が曲がるのを防止する事が出来
る。
【0034】(3)また、起動電極と電源装置の間に可
変抵抗装置を設け、起動操作開始後炉内スラグの温度が
上がり主電極から炉底電極に電流が流れ始めると可変抵
抗器の抵抗を徐々に上昇させ最終的には主電極からの全
電流が炉底電極に流れるようにすれば、次の効果が得ら
れる。
【0035】すなわち、この方法によれば起動電極を溶
融スラグ層に接触挿入したままで炉底電極側に電流の流
れを移す事が出来るので、起動電極側にプラズマアーク
を発生させる必要がなく、起動電極に作動ガスを供給す
る必要がなくなり、また起動電極側のプラズマアークに
起因する電流の乱れを防止し起動時の安定運転性を向上
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のプラズマ炉起動方法による起動直後の
プラズマ炉下部の状態を示す断面図。
【図2】図1の状態より暫く経過した後のプラズマ炉下
部の状態を示す断面図。
【図3】図1及び図2で用いられている可変抵抗器の構
成を示す説明図。
【図4】従来の溶融炉の起動方法を説明するための溶融
炉の断面図。
【符号の説明】
1 主電極 2 起動電極 3 スラグ層 4 炉底電極 5 プラズマアーク 6 直流電源装置 7 起動電極の回転クランプ部 8 回転ジョイント部 9 可変抵抗器 10 溶融炉壁 11 溶融スラグ 12 回転クランプ支持部 13 炉底電極電流計 14 起動電極電流計 15 電線 16 抵抗線 17 スライドジョイント部 18 電線 19 滑車 20 重り 21 ウインチ 22 水槽 23 補給水 24 フロート弁 25 作動ガス
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成7年2月21日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項1
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0012
【補正方法】変更
【補正内容】
【0012】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、燃焼
炉より排出される焼却灰をプラズマークを熱源として
溶融するプラズマ炉をプラズマ炉内にスラグ層が存在す
る状態で起動する方法における前記課題を解決するた
め、次の起動方法を採用する。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃焼炉より排出される焼却灰をプラズマ
    マークを熱源として溶融するプラズマ炉を同プラズマ炉
    内にスラグ層が存在する状態で起動する方法において、
    同スラグ層の上で主電極と起動電極との接触によりプラ
    ズマアークを発生させたのち、同プラズマアークによる
    加熱で生じたスラグ層上面の溶融スラグ部分に前記起動
    電極を接触挿入し前記主電極で発生したプラズマアーク
    が前記溶融スラグ部分に当たり同溶融スラグ部分に接触
    挿入されている前記起動電極を通して電流が電源装置に
    帰るようにすることを特徴とするプラズマ炉の起動方
    法。
  2. 【請求項2】 前記起動電極を回転させることを特徴と
    する請求項1記載のプラズマ炉の起動方法。
  3. 【請求項3】 前記起動電極と電源装置の間に可変抵抗
    装置を設け、起動操作開始後炉内スラグの温度が上がり
    前記主電極から炉底電極に電流が流れ始めると、前記可
    変抵抗器の抵抗を徐々に上昇させて前記起動電極に流れ
    る電流を減少させ相対して前記炉底電極に流れる電流を
    徐々に増加させ最終的には前記主電極からの全電流が前
    記炉底電極に流れるようにすることを特徴とする請求項
    1記載のプラズマ炉の起動方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004257631A (ja) * 2003-02-25 2004-09-16 Central Res Inst Of Electric Power Ind 廃棄物処理用プラズマ溶融処理装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004257631A (ja) * 2003-02-25 2004-09-16 Central Res Inst Of Electric Power Ind 廃棄物処理用プラズマ溶融処理装置

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