JPH11141850A - 灰溶融炉のベースメタル排出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 運転を中断せずに溶融メタルを排出し、運転
効率を向上させる。 【解決手段】 入口２１ａが溶融ベースメタルＭを収容
する炉本体１の底部に臨んで開口され、この入口２１ａ
から斜め上方外方に延び、出口２１ｂがベースメタルＭ
の湯面より上方に開口されるメタル排出通路２１を形成
し、このメタル排出通路２１の出口近傍に、電流供給手
段と磁界発生手段とを具備して溶融メタルを出口側に送
り出す電磁力を発生する電磁排出装置２５を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アークやプラズ
マ、ジュール熱を利用して、都市ごみや産業廃棄物の焼
却灰を加熱溶融して減容化および無害化を図る電気式灰
溶融炉において、導電体として炉底部に収容される溶融
ベースメタルを排出するための灰溶融炉のメタル排出装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】焼却炉から排出される焼却灰をプラズマ
式やアーク式、ジュール加熱式の灰溶融炉で溶融処理す
る場合、炉底部にメタル溶融層（ベースメタルという）
を形成して導電体および熱媒体として利用しており、こ
のベースメタル上で焼却灰を加熱溶融して溶融スラグ層
を形成し、オーバーフロー形式で出滓口から取り出して
いる。その時、焼却灰に含まれる金属類がベースメタル
に溶け込み、ベースメタルの湯面レベルが処理量の増加
とともに上昇してくる。ベースメタルが上昇すると、溶
融スラグ層が薄くなり、外乱による溶融スラグ表面の変
動で、電気抵抗が大きく変化してアークやプラズマの安
定した運転が困難になる。

【０００３】そのため、従来ではベースメタルの湯面レ
ベルが高くなると、定期的に炉の運転を停止して炉を傾
斜させ、スラグ排出口から溶融スラグを排出した後、下
層のベースメタルを排出するメタル排出作業を行い、溶
融スラグ層の層高が約７０ｍｍ程度以上になるように保
持していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記メタル排
出作業は、．灰溶融炉の運転を停止する必要があり、
再起動するまでに時間がかかり、運転効率が低くくな
る。また安定した定常運転に達するまでに時間がかか
る、．溶融スラグを大量に排出するため、スラグ層が
薄くなり、再スタートが難しい、．溶融メタルと溶融
スラグが混合して排出されるため、リサイクルには、後
工程で分離作業が必要となる、という問題があった。

【０００５】本発明のうち請求項１記載の発明は、上記
問題点を解決して、運転を停止せずにベースメタルのみ
を排出することができる灰溶融炉のベースメタル排出装
置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】上記目的を達成するため
に本発明の請求項１記載の発明は、入口が溶融メタルを
収容する炉本体の底部に臨んで開口され、この入口から
斜め上方外方に延び、出口が溶融メタルの湯面より上方
に開口されるメタル排出通路を形成し、このメタル排出
通路の出口近傍に、電流供給手段と磁界発生手段とを具
備して溶融メタルを出口側に送り出す電磁力を発生する
電磁排出装置を設けたものである。

【０００７】上記構成によれば、灰に混入する金属がベ
ースメタル中に溶け込んで運転中に溶融メタルが増加す
ると、メタル排出通路内の溶融メタルに電磁排出装置に
より電流と磁界とが印加され、その作用で溶融メタルに
電磁力が発生して出口側に送られ排出されるので、炉の
運転を中止することなく溶融メタルを排出することがで
きる。したがって、従来のように炉の運転を停止するこ
とがないので、運転効率を向上させることができ、また
溶融スラグもほとんど排出されることがなく、排出され
たメタルとスラグの分離作業も不要となる。

【０００８】

【発明の実施の形態】ここで、本発明に係るメタル排出
装置を備えたプラズマ式灰溶融炉の実施の形態を図１〜
図５に基づいて説明する。

【０００９】図１，図２において、１は底部に溶融した
ベースメタル（溶融メタル）Ｍを収容する溶融室２が形
成された炉本体で、前側壁１ａに灰投入口３が形成され
て灰ホッパ４と灰プッシャー５が設けられており、後側
壁１ｂに溶融スラグＭＳを排出する排滓口６が形成され
ている。またこの炉本体１の天壁１ｅに形成された一対
のトーチ挿入孔７Ａ，７Ｂには、プラズマトーチである
陰電極トーチ８Ａと陽電極トーチ８Ｂがトーチ昇降装置
（図示せず）を介してそれぞれ垂下されており、これら
電極トーチ８Ａ，８Ｂに直流電源装置９が接続されてい
る。また図示しない炉壁のガス供給口と各電極トーチ８
Ａ，８Ｂのガス供給孔から溶融室２内に作動ガス（たと
えば窒素ガス）が供給されてベースメタルとの間にプラ
ズマアークを形成するように構成される。１０は左側壁
１ｃに形成された排ガス排出口である。

【００１０】前記排滓口６には、排滓溝１１ａが形成さ
れたスラグ排出堰１１が設けられるとともに、スラグ排
出堰１１に対向してスラグの凝固を防止する予熱バーナ
ー１２が配置されている。そして、排滓口６の下部に
は、溶融スラグＭＳを水冷して水砕スラグを形成する冷
却水槽１３ａとスラグ排出コンベヤ１３ｂからなるスラ
グ冷却装置１３が配置されている。

【００１１】炉本体１の右側壁１ｄには、ベースメタル
Ｍを収容する底部に臨んでメタル排出通路２１の入口２
１ａが開口されている。このメタル排出通路２１は図３
〜図５に示すように、入口２１ａから右側壁１ｄ内を斜
め上方外方に沿って形成されて排出ノズル２２に連通さ
れ、排出ノズル２２上端のメタル排出通路２１の出口２
１ｂが溶融ベースメタルＭの湯面より上方に開口されて
いる。

【００１２】この排出ノズル２２の出口２１ｂ近傍に
は、電流供給手段である一対の電極２３Ａ，２３Ｂと、
磁界発生手段で磁界発生装置にあるＮＳ一対の永久磁石
（電磁石でもよい）２４Ａ，２４Ｂとを具備し、溶融ベ
ースメタルＭを出口２１ｂ側に送り出す電磁力Ｆを発生
する電磁排出装置２５が設けられている。

【００１３】すなわち、この電磁排出装置２５は、矩形
断面の排出ノズル２２の対向する下部壁体２２ａ内およ
び上部壁体２２ｂ内に永久磁石２４Ａ，２４Ｂがそれぞ
れ埋め込まれ、また左右壁体２２ｃ，２２ｄの内面に、
直流電源２３Ｃに接続された＋−一対の電極２３Ａ，２
３Ｂが配設される。

【００１４】上記構成において、直流電源装置９から両
電極トーチ８Ａ，８Ｂに電圧が印加されて電極トーチ８
Ａ，８Ｂとベースメタルとの間にプラズマアークが発生
され、灰ホッパ４の灰Ａが灰プッシャー５により溶融室
２に所定量ずつ投入されて加熱溶融される。そしてベー
スメタルＭ上に溶融スラグＭＳ層が形成され、スラグ排
出堰１１の排滓溝１１ａのレベルを超えると、オーバー
フローして排滓口６からスラグ冷却装置１３の冷却水槽
１３ａに滴下排出されて水砕スラグＷＳが生成される。

【００１５】所定量の灰Ａが溶融されて灰に含まれる金
属がベースメタルＭ中に溶け込み、溶融スラグＭＳの層
厚が、プラズマアークの形成が不安定となる７０ｍｍ前
後になると、メタル排出通路２１内のベースメタルＭの
湯面レベルも、電極２３Ａ，２３Ｂに十分に接触する位
置に達し、ベースメタルＭ中に電流が流れる。この電流
Ｉと、永久磁石２４Ａ，２４Ｂにより形成されてベース
メタルＭ中を通過する磁界Ｂにより、ベースメタルＭに
出口２１ｂ側への電磁力Ｆが発生し、メタル排出通路２
１内のベースメタルＭが順次排出される。

【００１６】上記実施の形態によれば、運転中であって
も、電磁排出装置２５の作用によりメタル排出通路２１
からベースメタルＭを排出することができるので、灰溶
融炉の運転を停止する必要がなくなり、定常運転を連続
して実施できて運転効率が向上される。また。溶融スラ
グを一度に大量に排出することがないため、運転を安定
させることができる。さらに最初にのみ僅かに溶融スラ
グが排出されるのみで、排出ノズル２２内に存在する溶
融スラグが無くなれば、溶融スラグとベースメタルＭと
が混合して排出されることがない。

【００１７】

【発明の効果】以上に述べたごとく本発明の請求項１記
載の発明によれば、灰に混入する金属がベースメタル中
に溶け込んで運転中に溶融メタルが増加すると、メタル
排出通路内の溶融メタルに電磁排出装置により電流と磁
界とが印加され、その作用で溶融メタルに電磁力が発生
して出口側に送られ排出されるので、炉の運転を中止す
ることなく溶融メタルを排出することができる。したが
って、従来のように炉の運転を停止することがないの
で、運転効率を向上させることができ、また溶融スラグ
もほとんど排出されることがなく、排出されたメタルと
スラグの分離作業も不要となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るプラズマ式灰溶融炉の実施の形態
を示す縦断面図である。

【図２】同プラズマ式灰溶融炉の平面断面図である。

【図３】同プラズマ式灰溶融炉の横断面図である。

【図４】同プラズマ式灰溶融炉の電磁排出装置を示すメ
タル排出通路の横断面図である。

【図５】同電磁排出装置を示すメタル排出通路の縦断面
図である。

【符号の説明】

１ 炉本体 ２ 溶融室 ８Ａ 陽極トーチ ８Ｂ 陰極トーチ ２１ メタル排出通路 ２１ａ 入口 ２１ｂ 出口 ２２ 排出ノズル ２３Ａ，２３Ｂ 電極 ２３Ｃ 直流電源 ２４ 永久磁石 ２５ 電磁排出装置 Ｍ ベースメタル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入口が溶融メタルを収容する炉本体の底
   部に臨んで開口され、この入口から斜め上方外方に延
   び、出口が溶融メタルの湯面より上方に開口されるメタ
   ル排出通路を形成し、このメタル排出通路の出口近傍
   に、電流供給手段と磁界発生手段とを具備して溶融メタ
   ルを出口側に送り出す電磁力を発生する電磁排出装置を
   設けたことを特徴とする灰溶融炉のベースメタル排出装
   置。
2. 【請求項２】 磁界発生手段は、メタル排出通路を形成
   する排出ノズルの対向する壁体内に埋め込まれた一対の
   磁石により構成されるとともに、 電流供給手段は、前記磁界発生装置を有する壁体と直交
   する壁体にそれぞれ配置された一対の電極により構成さ
   れたことを特徴とする請求項１記載の灰溶融炉のベース
   メタル排出装置。