JPH1123164A - Method for detecting damage on wall of plasma melting furnace - Google Patents

Method for detecting damage on wall of plasma melting furnace

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JPH1123164A
JPH1123164A JP17974397A JP17974397A JPH1123164A JP H1123164 A JPH1123164 A JP H1123164A JP 17974397 A JP17974397 A JP 17974397A JP 17974397 A JP17974397 A JP 17974397A JP H1123164 A JPH1123164 A JP H1123164A
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outer peripheral
electrode
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隆裕 吉井
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for detecting damage on the wall of a plasma melting furnace due to corrosion at a refractory wall structure part surely in the early stage without stopping operation of the plasma melting furnace. SOLUTION: The refractory wall structure part 110 of the wall of a furnace comprises an inner circumferential layer 111 of refractory material touching a molten slug 31, and an outer circumferential layer 112 of conductive refractory material surrounding the inner circumferential layer 111 while being insulated electrically therefrom. Damage due to corrosion at the refractory wall structure part 111 is detected by sensing the conducting state of the molten slug 31 interposed between a main electrode and the outer circumferential layer 112. An electrode 140 is embedded in the outer circumferential layer 112 and a current indicator 142 is provided at the earth part 141 thereof. When a corroded part 114 reaches the outer circumferential layer 112, the current indicator 142 senses the conducting state between the main electrode and the outer circumferential layer 112.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ごみ(都市ごみ,
産業廃棄物等)の焼却残渣である焼却灰や飛灰を溶融処
理するプラズマ溶融炉において、その炉壁の耐火壁構造
部分の侵食による損傷を検知するための方法に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to waste (municipal waste,
The present invention relates to a method for detecting damage caused by erosion of a refractory wall structure portion of a furnace wall in a plasma melting furnace for melting and processing incineration ash and fly ash, which are incineration residues of industrial wastes.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、ごみ焼却炉から排出される焼却残
渣たる焼却灰や飛灰(以下「灰」と略称する)の減容化
及び無害化を図るため、灰の溶融固化処理法が注目さ
れ、現実に実用に供されている。灰は溶融固化すること
により、その容積を1/2〜1/3に減らすことができ
ると共に、重金属等の有害物質の溶出防止や溶融スラグ
の再利用、最終埋立処分場の延命等が可能になるからで
ある。
2. Description of the Related Art In recent years, in order to reduce incineration ash and fly ash (hereinafter abbreviated as "ash") as incineration residues discharged from refuse incinerators and to make them harmless, attention has been paid to ash melting and solidification. And is in practical use. By melting and solidifying the ash, the volume can be reduced to 1/2 to 1/3, while preventing the elution of harmful substances such as heavy metals, reusing molten slag, and extending the life of the final landfill site. Because it becomes.

【0003】ところで、灰の溶融固化処理方法として
は、例えば、アーク溶融炉,プラズマアーク炉,電気抵
抗炉等を使用し、電気エネルギーによって灰を溶融固化
する方法と、表面溶融炉,旋回溶融炉,コークスベッド
炉等を使用し、燃料の燃焼エネルギーによって灰を溶融
固化する方法とが実用されている。一般に、ごみ焼却設
備に発電設備が併置されている場合には前者の電気エネ
ルギーを用いる方法が採用されており、発電設備が併置
されていない場合には後者の燃焼エネルギーを用いる方
法が採用されている。
[0003] As a method of melting and solidifying ash, for example, an arc melting furnace, a plasma arc furnace, an electric resistance furnace or the like is used, and ash is melted and solidified by electric energy; And a method in which ash is melted and solidified by the combustion energy of fuel using a coke bed furnace or the like. In general, when the power generation equipment is co-located with the refuse incineration equipment, the former method using electric energy is adopted, and when the power generation equipment is not co-located, the latter method using combustion energy is adopted. I have.

【0004】図8はごみ焼却処理設備に併置した直流ア
ーク放電黒鉛電極式のプラズマ溶融炉の一例を示したも
のであるが、このプラズマ溶融炉1には、灰30が灰供
給装置2により灰ホッパ3から連続的に供給される。炉
1には、−電極として機能する黒鉛製の主電極4を炉頂
部から垂下させると共に、+極として機能する炉底電極
6を炉底部に配して設けてある。両電極4,6間に直流
電源装置8により供給された600〜1000KW(灰
1t当たり)の直流電気によってプラズマが発生し、そ
れによって炉1内に供給された灰30は1400〜16
00℃に加熱されて、溶融状態のスラグ(以下「溶融ス
ラグ」という)31となる。炉1の始動時には、溶融前
の灰30が導電性を有しないため、スタート電極5を炉
1内へ挿入してこれを+極となし、主電極4との間でス
クラップ鋼材を介して通電し、灰30が溶融するのを待
ち、灰30が溶融すると、その溶融スラグ31は導電性
を有するため、+極をスタート電極5から炉底電極6へ
と切り換える。なお、炉1内には、これを還元性雰囲気
とするために、窒素ガス供給装置9から窒素ガスが供給
される。窒素ガスの炉1内への供給は、中空筒状をなす
主電極4及びスタート電極5を通して行なわれる。ま
た、炉底においては、炉底冷却ファン7により、炉底電
極6及びその周辺部分が空冷されるようになっている。
FIG. 8 shows an example of a plasma melting furnace of a direct current arc discharge graphite electrode type which is juxtaposed with a refuse incineration facility. It is continuously supplied from the hopper 3. In the furnace 1, a graphite main electrode 4 functioning as a negative electrode is hung down from the furnace top, and a furnace bottom electrode 6 functioning as a positive electrode is provided on the furnace bottom. Plasma is generated by the DC power of 600 to 1000 KW (per ton of ash) supplied between the electrodes 4 and 6 by the DC power supply device 8, whereby the ash 30 supplied into the furnace 1 becomes 1400 to 16
The slag is heated to 00 ° C. and becomes a molten slag (hereinafter referred to as “melted slag”) 31. When the furnace 1 is started, since the ash 30 before melting has no conductivity, the start electrode 5 is inserted into the furnace 1 to form a positive electrode, and electricity is supplied to the main electrode 4 via a scrap steel material. Then, after the ash 30 is melted, when the ash 30 is melted, the molten slag 31 has conductivity, so that the positive electrode is switched from the start electrode 5 to the furnace bottom electrode 6. Note that nitrogen gas is supplied from the nitrogen gas supply device 9 into the furnace 1 in order to make the atmosphere a reducing atmosphere. The supply of the nitrogen gas into the furnace 1 is performed through a hollow cylindrical main electrode 4 and a start electrode 5. Further, in the furnace bottom, the furnace bottom electrode 6 and its peripheral portion are air-cooled by the furnace bottom cooling fan 7.

【0005】そして、灰30の溶融が開始されると、灰
30に含まれている揮発成分や炭素成分はその一部が酸
化した一酸化炭素を含むガス体34となる。このガス体
34は、炉1の周壁たる炉壁1aに設けた溶融スラグ流
出口10から燃焼室12に排出されて、燃焼室12にお
いて燃焼空気ファン13による燃焼用空気の供給により
完全燃焼された上、排ガス冷却ファン14からの冷却空
気によって冷却され、バグフィルタ15を経て誘引通風
機16により煙突17から排出される。なお、バグフィ
ルタ15で捕捉された溶融飛灰32は、溶融飛灰コンベ
ア18により飛灰溜め19に送られる。一方、灰30に
含まれている不燃性成分(鉄等の金属やガラス,砂等)
は溶融状態となり、その溶融スラグ31は、溶融スラグ
流出口10から連続的に溢出し、水を満したスラグ水冷
槽20内に落下して水砕スラグ33となり、スラグ搬出
コンベア21によってスラグ溜め22に送られる。な
お、溶融炉1の停止時には、炉1内の溶融スラグ31が
冷却して固化しまうのを防止するために、溶融スラグ3
1の底部レベルに対応して炉壁1aに設けたタップホー
ル11により湯抜きを行い、炉1内を空にする。
[0005] When the melting of the ash 30 is started, the volatile component and the carbon component contained in the ash 30 become a gas body 34 containing carbon monoxide partially oxidized. The gas body 34 was discharged from the molten slag outlet 10 provided on the furnace wall 1 a, which is the peripheral wall of the furnace 1, into the combustion chamber 12, and was completely burned in the combustion chamber 12 by the supply of combustion air by the combustion air fan 13. Above, it is cooled by the cooling air from the exhaust gas cooling fan 14, and is discharged from the chimney 17 through the bag filter 15 by the induction ventilator 16. The molten fly ash 32 captured by the bag filter 15 is sent to the fly ash reservoir 19 by the molten fly ash conveyor 18. On the other hand, non-combustible components contained in the ash 30 (metals such as iron, glass, sand, etc.)
Is in a molten state, and the molten slag 31 continuously overflows from the molten slag outflow port 10 and falls into a slag water cooling tank 20 filled with water to become granulated slag 33, and the slag storage 22 by the slag unloading conveyor 21. Sent to When the melting furnace 1 is stopped, the molten slag 31 is cooled in order to prevent the molten slag 31 in the furnace 1 from cooling and solidifying.
Hot water is removed by tap holes 11 provided in the furnace wall 1a corresponding to the bottom level of the furnace 1, and the furnace 1 is emptied.

【0006】このようなプラズマ溶融炉1の周壁たる炉
壁1aは、一般に、溶融スラグ31に接触する耐火壁構
造部分110の外周面を水冷ジャケット120により
(又は水スプレー手段や空冷手段等により)冷却するよ
うに構成してなるが、従来の代表的な炉壁構造として
は、図9(A)に示す如く、耐火壁構造部分110を1
600℃程度の高温に耐え得る耐火材(例えば、カーボ
ン系,C−SiC系,SiC系,クロム系の耐火材)で
構成すると共に、これを囲繞する水冷ジャケット120
を鋼板製のジャケット121内に冷却水122を供給す
る構造のものとなし、更に耐火壁構造部分110とジャ
ケット121との間に電気絶縁性の断熱材層130を介
在させたもの(以下「従来炉壁」という)が周知であ
る。
The furnace wall 1a, which is the peripheral wall of the plasma melting furnace 1, generally has a water cooling jacket 120 (or a water spray means, an air cooling means, or the like) on the outer peripheral surface of the refractory wall structure portion 110 in contact with the molten slag 31. Although it is configured to cool, as a conventional typical furnace wall structure, as shown in FIG.
A refractory material (for example, a carbon-based, C-SiC-based, SiC-based, or chromium-based refractory material) capable of withstanding a high temperature of about 600 ° C. and a water-cooling jacket 120 surrounding the refractory material.
With a structure in which cooling water 122 is supplied into a steel plate jacket 121, and further, an electrically insulating heat insulating material layer 130 is interposed between the fire-resistant wall structure portion 110 and the jacket 121 (hereinafter referred to as “conventional”). Furnace walls) are well known.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来炉壁1aにあっては、耐火壁構造部分110の侵食に
よる損傷が問題となっている。
However, in such a conventional furnace wall 1a, there is a problem that the fire wall structure 110 is damaged by erosion.

【0008】すなわち、耐火壁構造部分110は、上記
した如く炉1内の高温に充分耐え得る耐火材で構成され
ているが、高温に晒されると共に腐食性を有する溶融ス
ラグ31が接触することから、図9(B)に示す如く、
局部的に侵食され易い。かかる侵食による損傷は、特
に、溶融スラグ31の液面(以下「湯面」という)に対
応する高さ部分であって溶融スラグ流出口10の周辺部
分において著しい。
That is, the refractory wall structure portion 110 is made of a refractory material capable of sufficiently withstanding the high temperature in the furnace 1 as described above, but is exposed to the high temperature and comes into contact with the corrosive molten slag 31. , As shown in FIG.
Easily eroded locally. The damage due to such erosion is particularly remarkable in a portion corresponding to a liquid level of the molten slag 31 (hereinafter, referred to as a “metal surface”) and a peripheral portion of the molten slag outlet 10.

【0009】そして、このような耐火壁構造部分110
の侵食による損傷部分(以下「侵食部分」という)11
4を放置したまま運転を継続すると、侵食が進行して、
その侵食深さが耐火壁構造部分110の厚みを超えて、
溶融炉1全体の熱破壊を起こしたり、ジャケット121
が破損して、その内部水122が洩れて爆発する等の極
めて危険な事態を誘発する原因となる(図9(B)鎖線
参照)。したがって、耐火壁構造部分110の侵食はこ
れを可及的に早期に発見して、その侵食部分114を、
その侵食深さが耐火壁構造部分110の厚みにまで達し
ない段階で、補修することが必要である。
Then, such a fire-resistant wall structure portion 110
Damaged portion due to erosion (hereinafter referred to as “eroded portion”) 11
If operation is continued with 4 left unattended, erosion will progress,
The erosion depth exceeds the thickness of the fire wall structure part 110,
Thermal destruction of the entire melting furnace 1 may occur, or the jacket 121 may be damaged.
May be damaged, causing an extremely dangerous situation such as the internal water 122 leaking and exploding (see the chain line in FIG. 9B). Therefore, the erosion of the refractory wall structure part 110 detects this as early as possible, and
Repair is necessary at a stage where the erosion depth does not reach the thickness of the fire-resistant wall structure portion 110.

【0010】しかし、従来では、耐火壁構造部分110
の侵食による損傷を運転中に検知する術がないため、炉
壁損傷の確認は炉1の運転を停止して行なう他ないのが
実情である。したがって、炉壁損傷を早期に発見するた
めには頻繁に運転を停止せざるを得ず、長期に亘る連続
運転を行うことができなくなり、どうしても灰30の溶
融処理効率が低下するといった問題が生じる。しかも、
耐火壁構造部分110の表面(内周面)を視認する等に
よっては、耐火壁構造部分110の侵食程度を的確に判
断することが困難であり、ややもすれば、侵食程度の判
断を誤って適正な補修時期を逸してしまい易い。
However, conventionally, the fire wall structure 110
Since there is no way to detect damage due to erosion during operation, there is no other way than to confirm the furnace wall damage by stopping the operation of the furnace 1. Therefore, in order to detect furnace wall damage early, the operation must be stopped frequently, and continuous operation cannot be performed for a long period of time. . Moreover,
It is difficult to accurately determine the degree of erosion of the refractory wall structure portion 110 depending on the surface (inner peripheral surface) of the refractory wall structure portion 110, etc. It is easy to miss the time.

【0011】本発明は、このような点に鑑みてなされた
もので、プラズマ溶融炉の運転を停止させることなく、
炉壁における耐火壁構造部分の侵食による損傷を早期の
段階で的確に検知することができる炉壁損傷検知方法を
提供することを目的とするものである。
[0011] The present invention has been made in view of such a point, without stopping the operation of the plasma melting furnace,
An object of the present invention is to provide a furnace wall damage detection method capable of accurately detecting damage caused by erosion of a fire-resistant wall structure portion in a furnace wall at an early stage.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】この課題を解決した本発
明のプラズマ溶融炉の炉壁損傷検知方法は、炉壁の耐火
壁構造部分を、溶融スラグに接触する耐火材製の内周層
とこれを電気的に絶縁された状態で囲繞する導電性耐火
材製の外周層とで構成して、主電極と外周層との間にお
ける溶融スラグを介しての通電状態を感知することによ
り、耐火壁構造部分の侵食による損傷を検知するように
したものである。かかる通電状態の感知は、例えば、外
周層にアースされた電極を埋設して、そのアース部に設
けた電流指示計により行なうことができる。また、外周
層に埋設した導線に電圧をかけておき、この導線に設け
た電流指示計により行なうこともできる。さらには、内
外周層を共に導電性耐火材で構成すると共に、内外周層
間を電気絶縁体で電気的に絶縁して、内周層と電気絶縁
体との間に電圧をかけ、その電流変化を検知することに
より、通電状態を感知するようにすることもできる。
According to the present invention, there is provided a method for detecting damage to a furnace wall of a plasma melting furnace, comprising the steps of: forming a refractory wall structure portion of a furnace wall with an inner peripheral layer made of a refractory material in contact with molten slag; It is composed of an outer peripheral layer made of a conductive refractory material surrounding it in an electrically insulated state, and by detecting an energized state through a molten slag between the main electrode and the outer peripheral layer, the refractory This is to detect damage due to erosion of the wall structure. The detection of such a current-carrying state can be performed, for example, by burying a grounded electrode in the outer peripheral layer and using a current indicator provided in the ground portion. Alternatively, a voltage may be applied to a conductor buried in the outer peripheral layer, and the measurement may be performed by a current indicator provided on the conductor. Furthermore, both the inner and outer layers are made of a conductive refractory material, and the inner and outer layers are electrically insulated with an electric insulator, and a voltage is applied between the inner and outer layers to change the current. , The energized state can be sensed.

【0013】すなわち、耐火壁構造部分が侵食による損
傷され、その侵食深さが内周層の厚みを超えて、溶融ス
ラグが侵食部分から侵入して外周層に接触する事態が発
生すると、溶融スラグが導電性を有することから、主電
極と導電性を有する外周層との間が溶融スラグを介して
通電状態となる。一方、かかる通電状態となっているか
否かは、上記した如き適宜の手法により、炉運転を停止
させずとも容易に確認,検知することができる。したが
って、侵食が内周層の厚みを超えて外周層に達した段階
で、耐火壁構造部分の損傷を的確に検知することがで
き、補修時期を逸するようなことがなく、連続運転を安
全に行なうことができる。
In other words, when the fire wall structure is damaged by erosion, the erosion depth exceeds the thickness of the inner peripheral layer, and the molten slag enters from the eroded part and comes into contact with the outer peripheral layer, the molten slag is damaged. Has conductivity, a current flows between the main electrode and the conductive outer peripheral layer via the molten slag. On the other hand, it is possible to easily confirm and detect whether or not the energized state is established without stopping the furnace operation by an appropriate method as described above. Therefore, when the erosion exceeds the thickness of the inner layer and reaches the outer layer, damage to the fire-resistant wall structure can be accurately detected, so that the repair time is not missed and continuous operation is safe. Can be performed.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図1
〜図3又は図4〜図6に基づいて詳細に説明する。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
3 or 4 to 6 will be described in detail.

【0015】図1〜図3は第1の実施の形態を、図4〜
図6は第2の実施の形態を、夫々示したものであり、各
実施の形態は、本発明を図8に示すプラズマ溶融炉1の
炉壁1aに適用した例に係るものである。
FIGS. 1 to 3 show a first embodiment, and FIGS.
FIG. 6 shows the second embodiment, and each embodiment relates to an example in which the present invention is applied to the furnace wall 1a of the plasma melting furnace 1 shown in FIG.

【0016】すなわち、第1の実施の形態にあっては、
図1及び図2に示す如く、プラズマ溶融炉1の周壁であ
る炉壁1aが耐火壁構造部分110の外周面を水冷ジャ
ケット120で被覆してなる円筒形状に構成されている
が、図9に示す従来炉壁と異なって、耐火壁構造部分1
10を、溶融スラグ31に接触する内周層111とこれ
を囲繞する外周層112と両層111,112間に介在
された電気絶縁体113とからなる3層構造物に構成し
てある。
That is, in the first embodiment,
As shown in FIGS. 1 and 2, the furnace wall 1 a, which is the peripheral wall of the plasma melting furnace 1, is formed in a cylindrical shape in which the outer peripheral surface of the fire-resistant wall structure portion 110 is covered with a water-cooling jacket 120. Unlike the conventional furnace wall shown in FIG.
10 has a three-layer structure including an inner peripheral layer 111 in contact with the molten slag 31, an outer peripheral layer 112 surrounding the same, and an electric insulator 113 interposed between the two layers 111 and 112.

【0017】内周層111は、従来炉壁に使用されるも
のと同様の耐火材で円筒状に構成されている。耐火材と
しては、炉1内の高温雰囲気に対して充分な耐熱性を有
するもの、例えば、1600℃程度の高温に耐え得るカ
ーボン系,C−SiC系,SiC系,マグネシアクロム
系のものが使用される。なお、内周層111と外周層1
12との間には後述する如く電気絶縁体113が介在さ
れることから、内周層111の構成材としては導電性の
耐火材(例えば、カーボン系の耐火材)が使用されてい
る。
The inner peripheral layer 111 is made of a refractory material similar to that used for a conventional furnace wall and has a cylindrical shape. As the refractory material, a material having sufficient heat resistance to a high-temperature atmosphere in the furnace 1, for example, a carbon-based, C-SiC-based, SiC-based, or magnesia-chromium-based material capable of withstanding a high temperature of about 1600 ° C. is used. Is done. The inner peripheral layer 111 and the outer peripheral layer 1
Since an electrical insulator 113 is interposed between the inner peripheral layer 111 and the inner peripheral layer 111, a conductive refractory material (for example, a carbon-based refractory material) is used as a constituent material of the inner peripheral layer 111.

【0018】外周層112は、導電性に優れた耐火材、
例えばC−SiC系,カーボン系の耐火材で円筒状に構
成されており、電気絶縁体33の介在により電気的に絶
縁された状態で内周層111を囲繞している。電気絶縁
体33は、スピネル,Si34 等の耐熱性に優れた電
気絶縁材料からなる。
The outer layer 112 is made of a refractory material having excellent conductivity,
For example, it is made of a C-SiC-based or carbon-based refractory material in a cylindrical shape, and surrounds the inner peripheral layer 111 in a state of being electrically insulated by the electric insulator 33 interposed therebetween. The electric insulator 33 is made of an electric insulating material having excellent heat resistance such as spinel and Si 3 N 4 .

【0019】ところで、内周層111と外周層112と
で構成される耐火壁構造部分110の厚みは、該部分1
10を単一耐火材層で構成する場合と同様に、炉条件
(炉の形状,大きさ等)に応じて設定されるが、内周層
111の厚みTaと外周層112の厚みTbとは、通
常、Ta:Tb=1〜3:1の割合となるように設定し
ておくことが好ましい。例えば、耐火壁構造部分110
の厚みが270mmである場合には、Ta=135〜2
00mm,Tb=70〜135mmとしておくことが好
ましい。
Incidentally, the thickness of the fire-resistant wall structure portion 110 composed of the inner peripheral layer 111 and the outer peripheral layer 112 is
Similarly to the case where 10 is composed of a single refractory material layer, it is set according to furnace conditions (furnace shape, size, etc.), but the thickness Ta of the inner peripheral layer 111 and the thickness Tb of the outer peripheral layer 112 are different from each other. Usually, it is preferable to set the ratio so that Ta: Tb = 1 to 3: 1. For example, fire wall structure 110
Is 270 mm, Ta = 135-2
It is preferable to set 00 mm and Tb = 70 to 135 mm.

【0020】また、外周層112の外周面は、従来炉壁
と同様に、電気絶縁性を有する断熱層130を介在した
状態で水冷ジャケット120により被覆されている。す
なわち、外周層112は、その厚み方向における両側に
配置された内周層111及び水冷ジャケット120の何
れに対しても電気的に絶縁された状態にある。なお、水
冷ジャケット120は、従来炉壁と同様に、鋼板製のジ
ャケット121内に冷却水122を供給させる構造とさ
れている。
The outer peripheral surface of the outer peripheral layer 112 is covered with a water-cooling jacket 120 with a heat insulating layer 130 having electrical insulation interposed therebetween, similarly to the conventional furnace wall. That is, the outer peripheral layer 112 is in a state of being electrically insulated from both the inner peripheral layer 111 and the water cooling jacket 120 arranged on both sides in the thickness direction. The water cooling jacket 120 has a structure in which cooling water 122 is supplied into a jacket 121 made of a steel plate, similarly to a conventional furnace wall.

【0021】そして、外周層112には、図1及び図2
に示す如く、電気絶縁体113との境界部分に配して、
これに水平に沿って湾曲する棒状の電極140が埋設さ
れている。この電極140はアースされており、そのア
ース部には電流指示計142が設けられている。すなわ
ち、電極140には電流指示計142を取り付けたアー
ス線141が接続されていて、後述する如く、直流電源
装置8の陰極に接続された主電極4と導電性の外周層1
12との間が溶融スラグ31を介して通電状態となった
ときにおいて、電極140を流れる電流により電流指示
計142が作動されるようになっている。なお、この例
では、電流指示計142が作動されると、電極140を
電流が流れたこと(つまり主電極4と外周層112との
間が通電状態となったこと)を電流計指針により確認で
きる他、適当な安全措置が採られるようになっている。
具体的には、例えば、警報が発せられると共にプラズマ
溶融炉1の運転が緊急停止されるようになっている。
1 and FIG.
As shown in the figure, it is arranged at the boundary with the electric insulator 113,
A rod-shaped electrode 140 that is curved along the horizontal is embedded therein. The electrode 140 is grounded, and a current indicator 142 is provided at the ground portion. That is, a ground wire 141 to which a current indicator 142 is attached is connected to the electrode 140, and as described later, the main electrode 4 connected to the cathode of the DC power supply 8 and the conductive outer layer 1
The current indicator 142 is actuated by the current flowing through the electrode 140 when a current flows between the electrodes 12 and 12 via the molten slag 31. In this example, when the current indicator 142 is actuated, it is confirmed by the ammeter pointer that a current has flowed through the electrode 140 (that is, a current is flowing between the main electrode 4 and the outer peripheral layer 112). Yes, and appropriate safety measures are in place.
Specifically, for example, an alarm is issued, and the operation of the plasma melting furnace 1 is urgently stopped.

【0022】而して、第1の実施の形態にあっては、本
発明の方法により炉壁1aの耐火壁構造部分110の侵
食による損傷が次のように検知される。
Thus, in the first embodiment, damage by erosion of the refractory wall structure portion 110 of the furnace wall 1a is detected by the method of the present invention as follows.

【0023】すなわち、耐火壁構造部分110の内周部
つまり内周層111は、炉1内の高温雰囲気に晒される
と共に腐食性の溶融スラグ31に接触することから、主
として、湯面に対応する高さ部分であって溶融スラグ流
出口10の周辺部分において、局部的に侵食されるが、
その侵食部分114の深さが内周層111の厚みTaを
超えない状態では、主電極4と外周層140及びこれに
埋設された電極140との間は通電状態とならず、電流
指示計142は作動しない(図3(A)参照)。
That is, the inner peripheral portion of the fire-resistant wall structure portion 110, that is, the inner peripheral layer 111 is exposed to the high-temperature atmosphere in the furnace 1 and comes into contact with the corrosive molten slag 31, so that it mainly corresponds to the molten metal surface. Although it is locally eroded in the height portion and in the peripheral portion of the molten slag outlet 10,
In a state where the depth of the eroded portion 114 does not exceed the thickness Ta of the inner peripheral layer 111, the current is not supplied between the main electrode 4 and the outer peripheral layer 140 and the electrode 140 embedded therein, and the current indicator 142 Does not work (see FIG. 3A).

【0024】しかし、炉運転を継続することにより、侵
食が進行して、侵食部分114の深さが内周層111の
厚みTaを超えて、内外周層111,112間の電気絶
縁体140をも侵食,破壊する状態となると、導電性を
有する溶融スラグ31が侵食部分114に侵入して、外
周層112に接触することなり、主電極4と外周層14
0及びこれに埋設された電極140との間が溶融スラグ
31を介して通電状態となる(図3(B)参照)。その
結果、かかる通電状態を適当な検知手段により検知する
ことにより、侵食程度つまり侵食部分114の深さが内
周層111の厚みTa(より正確には、内周層111と
電気絶縁体113との合計厚み)に相当する寸法に達し
たことを的確に把握することができ、適当な安全措置を
とることができる。この例では、検知手段として設けら
れた電流指示計142が作動し、安全措置として、警報
が発せられると共にプラズマ溶融炉1が緊急停止され
る。そして、運転停止後は、炉1内を点検し、浸食部分
114を補修する。このとき、外周層112は浸食され
ておらず、耐火壁構造部分110の一部である内周層1
11(及び電気絶縁体113)を補修するだけであるか
ら、補修を経済的に且つ容易に行うことができる。
However, by continuing the furnace operation, the erosion progresses, the depth of the eroded portion 114 exceeds the thickness Ta of the inner peripheral layer 111, and the electric insulator 140 between the inner and outer peripheral layers 111 and 112 is removed. When the slag 31 also erodes and breaks, the molten slag 31 having conductivity invades the eroded portion 114 and comes into contact with the outer peripheral layer 112, so that the main electrode 4 and the outer peripheral layer 14 are in contact with each other.
0 and the electrode 140 embedded therein are energized via the molten slag 31 (see FIG. 3B). As a result, the degree of erosion, that is, the depth of the eroded portion 114 is changed to the thickness Ta of the inner peripheral layer 111 (more precisely, the inner peripheral layer 111 and the electrical insulator 113) by detecting such an energized state by an appropriate detecting means. (Total thickness) can be accurately grasped, and appropriate safety measures can be taken. In this example, the current indicator 142 provided as a detecting means is operated, and as a safety measure, an alarm is issued and the plasma melting furnace 1 is emergency stopped. After the operation is stopped, the inside of the furnace 1 is inspected, and the eroded portion 114 is repaired. At this time, the outer peripheral layer 112 is not eroded, and the inner peripheral layer 1 which is a part of the fire wall structure portion 110 is not eroded.
11 (and the electrical insulator 113) can be repaired economically and easily.

【0025】このように、本発明の方法によれば、プラ
ズマ溶融炉の運転中において、耐火壁構造部分110の
侵食程度を的確に把握することができ、つまり侵食部分
114が一定深さに達しているか否かを的確に把握する
ことができ、侵食がさほど進行していない段階で侵食確
認のために不必要に炉運転を停止したり或いは侵食が危
険な事態を誘発する段階まで進行しているにも拘わらず
炉運転を継続したりするといった問題を生じることな
く、プラズマ溶融炉1の長期に亘る安全な連続運転並び
に的確な補修時期の決定による適正な保守を確保するこ
とができる。
As described above, according to the method of the present invention, the degree of erosion of the refractory wall structure portion 110 can be accurately grasped during the operation of the plasma melting furnace, that is, the eroded portion 114 reaches a certain depth. It is possible to accurately grasp whether or not the erosion is in progress, and if the erosion is not progressing so much, stop the furnace operation unnecessarily to confirm the erosion or proceed to the stage where the erosion induces a dangerous situation Therefore, it is possible to ensure the safe continuous operation of the plasma melting furnace 1 for a long period of time and the appropriate maintenance based on the determination of the appropriate repair time without causing the problem of continuing the furnace operation despite the above.

【0026】また、第2の実施の形態にあっては、図4
及び図5に示す如く、内周層111を非導電性の耐火材
(例えば、クロム系耐火材)で構成することによって、
両層111,112間に上記した電気絶縁体113を介
在させることなく、導電性の耐火材からなる外周層11
2を内周層111から電気的に絶縁させてある。また、
電極140を外周層112の厚み方向における略中央部
に埋設してある。これらの点、つまり内周層111を非
導電性の耐火材で構成した点、両層111,112を電
気絶縁体113を介在させることなく接触させた点及び
電極140を外周層112の厚み方向における略中央部
に埋設した点を除いて、炉壁1aを第1の実施の形態に
おけると同一構造となしている。なお、内周層111の
厚みTaと外周層112の厚みTbとの割合も、第1の
実施の形態におけると同一である。
Also, in the second embodiment, FIG.
As shown in FIG. 5, by forming the inner peripheral layer 111 from a non-conductive refractory material (for example, a chromium-based refractory material),
The outer peripheral layer 11 made of a conductive refractory material without interposing the electric insulator 113 between the two layers 111 and 112.
2 is electrically insulated from the inner peripheral layer 111. Also,
The electrode 140 is buried in a substantially central portion of the outer peripheral layer 112 in the thickness direction. These points, namely, the point that the inner peripheral layer 111 is made of a non-conductive refractory material, the point that both layers 111 and 112 are brought into contact without the interposition of the electric insulator 113, and the electrode 140 is the thickness direction of the outer layer 112 The furnace wall 1a has the same structure as that of the first embodiment except that the furnace wall 1a is buried in a substantially central portion of the furnace wall 1a. The ratio between the thickness Ta of the inner peripheral layer 111 and the thickness Tb of the outer peripheral layer 112 is also the same as in the first embodiment.

【0027】而して、第2の実施の形態にあっても、本
発明の方法により炉壁1aの耐火壁構造部分110の侵
食による損傷が、第1の実施の形態における場合と同様
に検知される。
Thus, even in the second embodiment, damage due to erosion of the refractory wall structure portion 110 of the furnace wall 1a is detected by the method of the present invention in the same manner as in the first embodiment. Is done.

【0028】すなわち、侵食部分114の深さが内周層
111の厚みTaを超えない状態では、主電極4と外周
層140及びこれに埋設された電極140との間は通電
状態とならず、電流指示計142は作動しない(図6
(A)参照)。しかし、侵食が進行して侵食部分114
の深さが内周層111の厚みTaを超えると、導電性を
有する溶融スラグ31が侵食部分114に侵入して、外
周層112に接触することなり、主電極4と外周層14
0及びこれに埋設された電極140との間が溶融スラグ
31を介して通電状態となり、電流指示計142が作動
して、警報が発せられると共にプラズマ溶融炉1が緊急
停止される(図6(B)参照)。
That is, in a state where the depth of the eroded portion 114 does not exceed the thickness Ta of the inner peripheral layer 111, a current is not conducted between the main electrode 4 and the outer peripheral layer 140 and the electrode 140 embedded therein. The current indicator 142 does not operate (FIG. 6)
(A)). However, the erosion progresses and the erosion portion 114
If the depth exceeds the thickness Ta of the inner peripheral layer 111, the molten slag 31 having conductivity penetrates into the eroded portion 114 and comes into contact with the outer peripheral layer 112, so that the main electrode 4 and the outer peripheral layer 14.
0 and the electrode 140 buried therein are energized via the molten slag 31, the current indicator 142 is activated, an alarm is issued, and the plasma melting furnace 1 is stopped immediately (FIG. 6 ( B)).

【0029】なお、本発明は上記した各実施の形態に限
定されるものではなく、本発明の基本原理を逸脱しない
範囲において、適宜に改良,変更することができる。特
に、主電極4と外周層112との間が通電状態にあるこ
とを感知する手段は任意であり、電極140の形状及び
外周層112における埋設位置も任意である。要は、浸
食部分114が外周層112の内周面に達して主電極4
と外周層112との間が溶融スラグ31を介して通電状
態となったことを感知できるものであればよい。例え
ば、耐火壁構造部分110を第1の実施の形態における
如く構成した場合において、図7に示す如く、外周層1
12に埋設した導線144に電圧をかけておき、その変
化を電流指示計143により検知することによって、通
電状態を感知するようにしてもよい。或いは、導電性の
内周層111と電気絶縁体113との間に電圧をかけて
おき、その電流変化を検知することにより通電状態を感
知するようにしてもよい。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately improved and changed without departing from the basic principle of the present invention. In particular, any means may be used to detect that the current is flowing between the main electrode 4 and the outer peripheral layer 112, and the shape of the electrode 140 and the embedding position in the outer peripheral layer 112 are also arbitrary. In short, the eroded portion 114 reaches the inner peripheral surface of the outer layer 112 and the main electrode 4
Any material can be used as long as it can be detected that the state between the outer peripheral layer 112 and the outer peripheral layer 112 is energized via the molten slag 31. For example, when the fire-resistant wall structure portion 110 is configured as in the first embodiment, as shown in FIG.
A current may be sensed by applying a voltage to the conductor 144 embedded in the wire 12 and detecting the change with the current indicator 143. Alternatively, a voltage may be applied between the conductive inner peripheral layer 111 and the electrical insulator 113, and a current change may be detected to detect an energized state.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上の説明から容易に理解されるよう
に、本発明によれば、炉運転を停止することなく、耐火
壁構造部分がどの程度浸食されたかを的確に検知するこ
とができ、浸食が一定以上(内周層の厚み(又は内周層
及び電気絶縁体の合計厚み)以上)に進行するのを確実
に防止することができる。したがって、浸食が耐火壁構
造部分を超えるような危険を未然に防止しつつ、炉運転
を長期に亘って安全に行うことができ、灰の溶融処理を
効率よく行うことができる。しかも、耐火壁構造部分の
一部(内周層又は内周層及び電気絶縁体)を補修するだ
けでよく、外周層を含む耐火壁構造部分全体を補修する
場合に比して、補修を極めて経済的に且つ容易に行うこ
とができる。
As can be easily understood from the above description, according to the present invention, it is possible to accurately detect the degree of erosion of the refractory wall structure without stopping the furnace operation. It is possible to reliably prevent erosion from progressing to a certain degree or more (more than the thickness of the inner peripheral layer (or the total thickness of the inner peripheral layer and the electrical insulator)). Therefore, the furnace can be operated safely for a long period of time while preventing the danger that the erosion exceeds the fire wall structure portion, and the ash melting process can be performed efficiently. In addition, it is only necessary to repair a part of the fire-resistant wall structure (the inner circumferential layer or the inner circumferential layer and the electrical insulator), and the repair is extremely difficult as compared with the case where the entire fire-resistant wall structure including the outer circumferential layer is repaired. It can be performed economically and easily.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る方法が適用される炉壁構造の第1
例を示す要部の縦断側面図である。
FIG. 1 shows a first example of a furnace wall structure to which the method according to the present invention is applied.
It is a vertical side view of the principal part which shows an example.

【図2】図1のII−II線に沿う横断平面図である。FIG. 2 is a cross-sectional plan view taken along the line II-II of FIG.

【図3】耐火壁構造部分の浸食状態を示す図1相当の縦
断側面図である。
FIG. 3 is a longitudinal sectional side view corresponding to FIG. 1 showing an eroded state of a fire-resistant wall structure portion.

【図4】本発明に係る方法が適用される炉壁構造の第2
例を示す要部の縦断側面図である。
FIG. 4 shows a second example of the furnace wall structure to which the method according to the present invention is applied.
It is a vertical side view of the principal part which shows an example.

【図5】図4のV−V線に沿う横断平面図である。FIG. 5 is a cross-sectional plan view taken along the line VV of FIG. 4;

【図6】耐火壁構造部分の浸食状態を示す図4相当の縦
断側面図である。
FIG. 6 is a longitudinal sectional side view corresponding to FIG. 4, showing an eroded state of a fire-resistant wall structure portion.

【図7】通電状態感知手段の変形例を示す図1対応の縦
断側面図である。
FIG. 7 is a vertical sectional side view corresponding to FIG. 1 showing a modification of the energization state sensing means.

【図8】プラズマ溶融炉の一例を示す縦断側面図であ
る。
FIG. 8 is a vertical sectional side view showing an example of a plasma melting furnace.

【図9】従来の炉壁構造を示す要部の縦断側面図であ
る。
FIG. 9 is a vertical sectional side view of a main part showing a conventional furnace wall structure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…プラズマ溶融炉、1a…炉壁、4…主電極、30…
灰、31…溶融スラグ、110…耐火壁構造部分、11
1…内周層、112…外周層、113…電気絶縁体、1
14…浸食部分、120…水冷ジャケット、130…電
気絶縁断熱材層、140…電極、141…アース線(ア
ース部)、142…電流指示計。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Plasma melting furnace, 1a ... Furnace wall, 4 ... Main electrode, 30 ...
Ash, 31: molten slag, 110: fire-resistant wall structure, 11
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Inner peripheral layer, 112 ... Outer peripheral layer, 113 ... Electric insulator, 1
14: eroded portion, 120: water-cooled jacket, 130: electrically insulating and heat-insulating material layer, 140: electrode, 141: ground wire (ground portion), 142: current indicator.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 炉壁の耐火壁構造部分を、溶融スラグに
接触する耐火材製の内周層とこれを電気的に絶縁された
状態で囲繞する導電性耐火材製の外周層とで構成して、
主電極と外周層との間における溶融スラグを介しての通
電状態を感知することにより、耐火壁構造部分の侵食に
よる損傷を検知するようにしたことを特徴とするプラズ
マ溶融炉の炉壁損傷検知方法。
A refractory wall structure portion of a furnace wall is constituted by an inner peripheral layer made of a refractory material in contact with molten slag and an outer peripheral layer made of a conductive refractory material surrounding the inner layer in an electrically insulated state. do it,
Wall damage detection of a plasma melting furnace characterized by detecting damage caused by erosion of a fire-resistant wall structure part by detecting an energized state through a molten slag between a main electrode and an outer peripheral layer. Method.
【請求項2】 外周層にアースされた電極を埋設して、
そのアース部に設けた電流指示計により、主電極と外周
層との間における通電状態を感知するようにしたことを
特徴とする、請求項1に記載するプラズマ溶融炉の炉壁
損傷検知方法。
2. An earthed electrode is buried in the outer peripheral layer,
2. The method according to claim 1, wherein a current indicator provided at the ground portion detects an energized state between the main electrode and the outer peripheral layer.
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