JP3854451B2

JP3854451B2 - Emergency shut-off device for molten metal outlet

Info

Publication number: JP3854451B2
Application number: JP2000269845A
Authority: JP
Inventors: 直樹樋口; 義人福間
Original assignee: Takuma KK
Current assignee: Takuma KK
Priority date: 2000-09-06
Filing date: 2000-09-06
Publication date: 2006-12-06
Anticipated expiration: 2020-09-06
Also published as: JP2002081632A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、都市ごみや産業廃棄物等の焼却炉から排出された焼却残渣や飛灰等の被溶融物を溶融処理すると共に、炉底に溜まった溶融メタルを炉壁に設けた溶融メタル出湯口（タップホール）から抜き出して冷却水により水砕するようにした溶融炉に用いられるものであり、溶融メタルの出湯中に不測の事態によって、溶融メタルの水砕・冷却に必要な水量を確保できないときや溶融メタル出湯口を自動で閉塞するマッド充填装置を使用できないときに、溶融メタルの出湯を強制的に停止させることができるようにした溶融メタル出湯口の緊急遮断装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、都市ごみ等の焼却炉から排出される焼却残渣や飛灰（以下被溶融物と云う）の減容化及び無害化を図る為、被溶融物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。何故なら、被溶融物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、最終埋立て処分場の延命等が可能になるからである。
【０００３】
而して、前記被溶融物の溶融固化処理方法には、プラズマ溶融炉やアーク溶融炉、電気抵抗炉等の電気式溶融炉を使用し、電気エネルギーによって被溶融物を溶融した後、これを水冷若しくは空冷により固化する方法と、表面溶融炉や旋回溶融炉、コークスベッド炉等の燃焼式溶融炉を使用し、燃料の燃焼エネルギーによって被溶融物を溶融した後、これを水冷若しくは空冷により固化する方法とが多く利用されて居り、ごみ焼却処理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、又、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夫々多く採用されている。
【０００４】
図４はごみ焼却処理設備に併置した電気式溶融炉の一例を示すものであり、図４に於いて、２０は溶融炉、２１は溶融炉２０の炉壁に形成した溶融メタル出湯口（タップホール）、２２は溶融メタル出湯口２１に連続して設けられた下り傾斜状のメタル出湯樋、２３はメタル出湯樋２２に接続された冷却水Ｗを貯留する冷却水槽、２４は冷却水槽２３に設けられ、メタル出湯樋２２から冷却水槽２３内に落下する溶融メタルＭへ冷却水Ｗを噴射して溶融メタルＭを水砕・冷却するメタル水砕ノズル、２５はメタル水砕ノズル２４及び冷却水槽２３へ冷却水Ｗを供給する水砕水ポンプ、２６は冷却水槽２３に配設された水封式コンベヤ、２７は溶融メタル出湯口２１内に充填した粘土等のマッド材を掘削除去して溶融メタル出湯口２１を開孔する開孔機を搭載していると共に、開孔した溶融メタル出湯口２１に粘土等のマッド材を充填して溶融メタル出湯口２１を閉塞するマッド充填装置である。
【０００５】
前記溶融炉２０内へ供給された被溶融物は、電気エネルギーにより溶融点を越える温度にまで加熱され、高温液体状の溶融物となる。この溶融物は、被溶融物中に鉄を始めとする金属類やシリカを始めとするスラグ成分が多く含まれているため、比重差によって上方に位置する溶融スラグＳと溶融スラグＳの下方に位置して炉底に溜まる溶融メタルＭとに分離される。
【０００６】
前記溶融スラグＳは、溶融炉２０の炉壁に設けた溶融スラグ流出口（図示省略）から連続的に溢れ出し、冷却水を満したスラグ冷却水槽（図示省略）内へ落下して水砕スラグとなった後、水封式のスラグ搬出コンベア（図示省略）により排出される。
一方、溶融メタルＭは、溶融炉２０の運転時間の経過と共に順次炉底に残留・堆積し、溶融メタルＭの液面が上昇してその厚さが増加することになる。この溶融メタルＭの液面が上昇すると、様々な問題が生じることになる。例えば、溶融メタルＭの液面が上昇して溶融スラグＳのオーバーフローレベルまで達すると、溶融スラグＳに溶融メタルＭが混合して排出されることがあり、この場合にはスラグの品質が低下する等の問題が発生する。
【０００７】
その為、従来の溶融炉２０に於いては、溶融炉２０の炉壁下部に設けた溶融メタル出湯口２１を間欠的に開孔し、ここから溶融メタルＭを抜き出して溶融メタルＭの層の厚さが所定の厚さを超えないようにしている。
又、溶融炉２０の運転を停止する際にも、溶融メタルＭ等が炉内で冷却固化してしまうのを防止するため、溶融炉２０の炉壁下部に設けた溶融メタル出湯口２１を開孔して溶融メタルＭ等を抜き出し、溶融炉２０内を空の状態にするようにしている。
【０００８】
而して、溶融炉２０の炉底に溜まった溶融メタルＭを抜き出すには、マッド充填装置２７に搭載した開孔機により溶融メタル出湯口２１内に充填しているマッド材を掘削除去して溶融メタル出湯口２１を開孔する。これにより、溶融炉２０の炉底に溜まっている溶融メタルＭは、溶融メタル出湯口２１を通ってメタル出湯樋２２へ出湯される。
出湯された溶融メタルＭは、メタル出湯樋２２内を流下してメタル出湯樋２２から冷却水槽２３内に落下し、メタル水砕ノズル２４から噴射される冷却水Ｗにより水砕・冷却された後、冷却水槽２３内で完全冷却されて水封式コンベヤ２６により搬出される。
一方、溶融メタルＭの抜き出しが完了すると、マッド充填装置２７により開孔された溶融メタル出湯口２１内にマッド材が充填され、溶融メタル出湯口２１が閉塞される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の溶融炉２０に於いては、マッド充填装置２７によりマッド材を溶融メタル出湯口２１内に充填することによって、強制的に溶融メタルＭの出湯を停止させるようにしていたが、この場合には次のような問題があった。
即ち、溶融メタルＭの出湯中に停電した場合、水砕水ポンプ２５が停止して冷却水Ｗを供給できなくなるため、冷却水槽２３内の冷却水Ｗの温度が上昇し、水蒸気爆発を引き起こす危険があった。然も、マッド充填装置２７も使用できなくなるため、溶融メタルＭの出湯を強制的に停止させることができず、溶融メタルＭが引き続き冷却水槽２３内に落下し、危険性が増すことになる。
又、停電時以外であっても、マッド充填装置２７が故障した場合、溶融メタルＭの出湯を強制的に停止させることができないと云う問題がある。
【００１０】
本発明は、このような問題点に鑑みて為されたものであり、その目的は溶融メタルの出湯中に不測の事態によって、溶融メタルの水砕・冷却に必要な水量を確保できないときや溶融メタル出湯口を自動で閉塞するマッド充填装置を使用できないときに、溶融メタルの出湯を強制的に停止させることができるようにした溶融メタル出湯口の緊急遮断装置を提供するにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する為に、本発明の請求項１の発明は、炉底に溜まった溶融メタルを炉壁に設けた溶融メタル出湯口から抜き出して冷却水により水砕するようにした溶融炉の溶融メタル出湯口出口側に設けた緊急遮断装置であって、当該緊急遮断装置は、溶融メタル出湯口から出湯された溶融メタルを流下させるメタル出湯樋の上方位置に配置された下方が開放状態のゲートカバーと、ゲートカバー内に昇降自在に収納され、メタル出湯樋のメタル排出路を開閉するゲートと、ゲートを磁力により上方位置に保持してメタル排出路を開放する電磁石と、ゲートカバーとゲートとの間に収納された冷却効果のある充填材とを備えた駆動方式が電磁石方式のメタル遮断ゲートから成り、電磁石の励磁状態が解除されることによって、ゲートが自重により下降してメタル排出路を閉塞し、又、ゲートの下降に伴ってゲートカバー内の充填材がゲートの上流側位置に放出され、放出された充填材によりゲートとメタル排出路との隙間から溶融メタルが漏れるのを防止すると共に、塞き止められたメタル排出路内の溶融メタルを冷却するように構成されていることに特徴がある。
【００１２】
本発明の請求項２の発明は、緊急遮断装置が、メタル出湯樋のメタル排出路を開閉する請求項１に記載の電磁石方式のメタル遮断ゲートと、溶融メタル出湯口の出口側を開閉する駆動方式がシリンダ方式のメタル遮断ゲートとから成り、各メタル遮断ゲートのゲートがメタル排出路及び溶融メタル出湯口の出口側を夫々閉塞するように構成されていることに特徴がある。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の実施の形態に係る緊急遮断装置Ａを設けた溶融炉１を示し、当該溶融炉１は、炉底に溜まった溶融メタルＭを炉壁下部に設けた溶融メタル出湯口２（タップホール）から抜き出して冷却水Ｗにより水砕するようにしたものであり、溶融メタル出湯口２の出口側に駆動方式の異なるメタル遮断ゲートＡ１，Ａ２を併設したものである。
【００１５】
前記溶融炉１は、都市ごみや産業廃棄物等の焼却炉から排出された焼却残渣や飛灰等の被溶融物を電気エネルギーにより溶融処理するものであり、従来公知のものと同様構造に構成されている。この溶融炉１の炉壁には、焼却残渣や飛灰等の被溶融物を炉内へ供給するための被溶融物供給口（図示省略）と、炉内の溶融スラグＳをオーバーフローさせるための溶融スラグ流出口（図示省略）と、炉底に溜まった溶融メタルＭを抜き出すための溶融メタル出湯口２（タップホール）とが夫々設けられている。
【００１６】
而して、前記溶融炉１に於いては、溶融メタルＭの液面が設定値に達したときや溶融炉１の運転を停止したときにマッド充填装置３に搭載した開孔機により溶融メタル出湯口２を開孔し、炉底に溜まった溶融メタルＭを抜き出すようにしている。又、溶融メタルＭの抜き出しが終了すると、マッド充填装置３により溶融メタル出湯口２を閉塞するようにしている。
【００１７】
前記マッド充填装置３は、溶融炉１の近傍に設けたフレーム４に支持されて溶融炉１の溶融メタル出湯口２に対向するように配置されており、溶融メタルＭの液面が設定値に達したときや溶融炉１の運転を停止したときに溶融メタル出湯口２を開孔すると共に、溶融メタルＭの抜き出しを終了したときに溶融メタル出湯口２を閉塞するものである。
このマッド充填装置３は、溶融メタル出湯口２内に充填した粘土等のマッド材を掘削除去して溶融メタル出湯口２を開孔する開孔機を搭載していると共に、開孔した溶融メタル出湯口２に粘土等のマッド材を充填して溶融メタル出湯口２を閉塞するマッドガンを備えており、従来公知のものと同様構造に構成されている。
【００１８】
前記溶融炉１の溶融メタル出湯口２の下方には、溶融メタル出湯口２から出湯された溶融メタルＭを円滑に下方へ流下させるための下り傾斜状のメタル出湯樋５が溶融メタル出湯口２に連続する状態で設けられている。このメタル出湯樋５は、断面形状が凹状の鋼板製のシュートに耐火物を内張りすることにより形成されており、凹状の部分が溶融メタルＭのメタル排出路５ａとなっている。
又、メタル出湯樋５の下方位置には、所定量の冷却水Ｗを貯留した冷却水槽６が設けられている。この冷却水槽６には、メタル出湯樋５から冷却水槽６内に落下する溶融メタルＭへ冷却水Ｗを噴射して溶融メタルＭを水砕・冷却するメタル水砕ノズル７と、水砕・冷却されて固化したメタルを搬出する水封式コンベヤ８とが夫々設けられており、これらは何れも従来公知のものと同様構造に構成されている。
更に、メタル水砕ノズル７には、メタル水砕ノズル７及び冷却水槽６へ冷却水Ｗを供給する水砕水ポンプ９が冷却水供給管１０を介して接続されている。
【００１９】
そして、本発明の実施の形態に係る緊急遮断装置Ａは、メタル出湯樋５のメタル排出路５ａを開閉する駆動方式が電磁石方式のメタル遮断ゲートＡ１と、溶融メタル出湯口２の出口側を開閉する駆動方式がシリンダ方式のメタル遮断ゲートＡ２とから成り、溶融メタルＭの出湯中に不測の事態によって、溶融メタルＭの水砕・冷却に必要な水量を確保できないときや溶融メタル出湯口２を自動で閉塞するマッド充填装置３を使用できないときに、溶融メタルＭの出湯を強制的に停止させるものである。
【００２０】
具体的には、電磁石方式のメタル遮断ゲートＡ１は、図１及び図２に示す如く、フレーム４に支持されてメタル出湯樋５の上方位置に配置された下方が開放状態の鋼板製のゲートカバー１１と、ゲートカバー１１内に昇降自在に収納され、メタル排出路５ａを開閉する鋼材製のゲート１２と、ゲートカバー１１の上端部に設けられ、ゲート１２を磁気力により上方位置に保持してメタル排出路５ａを開放する電磁石１３と、ゲートカバー１１とゲート１２との間に収納された冷却効果のある多数の鋼球製の充填材１４とから成り、電磁石１３の励磁状態が解除されることによって、ゲート１２が自重により下降してメタル排出路５ａを閉塞するように構成されている。
又、このメタル遮断ゲートＡ１は、ゲート１２の下降に伴ってゲートカバー１１内の充填材１４がゲートカバー１１の下端部に形成した放出口１１ａからゲート１１の上流側位置に放出され、放出された充填材１４によりゲート１１とメタル排出路５ａとの隙間から溶融メタルＭが漏れるのを防止すると共に、メタル排出路５ａ内の溶融メタルＭを冷却するように構成されている。
【００２１】
一方、シリンダ方式のメタル遮断ゲートＡ２は、図１及び図２に示す如く、溶融メタル出湯口２の出口側上方位置に配置されたガイドレール１５と、ガイドレール１５に昇降自在に支持され、溶融メタル出湯口２の出口側を開閉する鋼材製のゲート１６と、ガイドレール１５の上方位置に設けられ、ゲート１６を昇降させるエアシリンダ１７とから成り、エアシリンダ１７に作動流体を供給する作動流体供給管（図示省略）に介設した電磁弁（図示省略）の励磁状態が解除されることによって、ゲート１６が自重により下降して溶融メタル出湯口２の出口側を閉塞するように構成されている。
【００２２】
而して、上述した緊急遮断装置Ａを設けた溶融炉１に於いて、溶融炉１内へ供給された焼却残渣や飛灰等の被溶融物は、電気エネルギーにより溶融点を越える温度にまで加熱され、高温液体状の溶融物となる。この溶融物は、被溶融物中に鉄を始めとする金属類やシリカを始めとするスラグ成分が多く含まれているため、比重差によって上方に位置する溶融スラグＳと溶融スラグＳの下方に位置して炉底に溜まる溶融メタルＭとに分離される。
【００２３】
分離された溶融スラグＳは、溶融炉１の炉壁に設けた溶融スラグ流出口（図示省略）から連続的に溢れ出し、水を満したスラグ冷却水槽６（図示省略）内へ落下して水砕スラグとなった後、水封式のスラグ搬出コンベヤ８（図示省略）により排出される。
【００２４】
一方、溶融メタルＭは、溶融炉１の運転時間の経過と共に順次炉底に残留・堆積し、溶融メタルＭの液面が上昇してその厚さが増加することになる。この溶融メタルＭの液面が上昇すると、様々な問題を生じるため、溶融メタル出湯口２を開孔して溶融メタルＭを抜き出す。又、溶融炉１の運転を停止する際にも、溶融メタル出湯口２を開孔して炉底に溜まった溶融メタルＭを抜き出す。
【００２５】
而して、溶融炉１の炉底に溜まった溶融メタルＭを抜き出すには、マッド充填装置３に搭載した開孔機により溶融メタル出湯口２内に充填しているマッド材を掘削除去して溶融メタル出湯口２を開孔する。これにより、溶融炉１の炉底に溜まっている溶融メタルＭは、溶融メタル出湯口２を通ってメタル出湯樋５へ出湯される。このとき、各メタル遮断ゲートＡ１，Ａ２のゲート１２，１６は、電磁石１３及びエアシリンダ１７により上方ヘ持ち上げられてメタル出湯樋５のメタル排出路５ａを開放状態にしている。
出湯された溶融メタルＭは、メタル出湯樋５内を流下してメタル出湯樋５から冷却水槽６内に落下し、メタル水砕ノズル７から噴射される冷却水Ｗにより水砕・冷却された後、冷却水槽６内で完全冷却されて水封式コンベヤ８により搬出される。
溶融メタルＭの抜き出しが完了すると、マッド充填装置３により開孔された溶融メタル出湯口２内にマッド材が充填され、溶融メタル出湯口２が閉塞される。
【００２６】
ところで、緊急遮断装置Ａを設けた溶融炉１に於いては、溶融メタルＭの出湯中に停電が発生した場合、電磁石方式のメタル遮断ゲートＡ１の電磁石１３とシリンダ方式のメタル遮断ゲートＡ２の電磁弁の励磁状態が解除される。
即ち、電磁石方式のメタル遮断ゲートＡ１の電磁石１３の励磁状態が解除されると、ゲート１２が自重により下降してメタル排出路５ａを閉塞すると共に、ゲート１２の下降に伴ってゲートカバー１１内の充填材１４がゲートカバー１１の放出口１１ａからゲート１２の上流側位置で且つメタル排出路５ａ内に放出される。メタル排出路５ａ内に放出された充填材１４は、ゲート１２とメタル排出路５ａとの隙間から溶融メタルＭが漏れるのを防止すると共に、塞き止められたメタル排出路５ａ内の溶融メタルＭを冷却する。特に、この充填材１４は、図３に示す如く、固化したメタルＭ′により底面に凹凸が生じているメタル出湯樋５とゲート１２の下端面との間に生じる隙間を埋めて溶融メタルＭが漏れるのを防止する。
又、シリンダ方式のメタル遮断ゲートＡ２の電磁弁の励磁状態が解除されると、ゲート１６が自重により下降して溶融メタル出湯口２の出口側を閉塞する。
従って、緊急遮断装置Ａを設けた溶融炉１に於いては、各メタル遮断ゲートＡ１，Ａ２が作動することによりメタル排出路５ａ及び溶融メタル出湯口２の出口側を閉塞し、溶融メタルＭの出湯を確実に停止させることができる。
【００２７】
一方、溶融メタルＭの出湯中にマッド充填装置３が故障して使用できなくなった場合でも、作業員が手動操作によって電磁石方式のメタル遮断ゲートＡ１の電磁石１３とシリンダ方式のメタル遮断ゲートＡ２の電磁弁の励磁状態を解除することにより、各ゲート１２，１６が下降してメタル排出路５ａ及び溶融メタル出湯口２の出口側を閉塞し、溶融メタルＭの出湯を確実に停止させることができる。
【００２８】
このように、緊急遮断装置Ａを設けた溶融炉１に於いては、溶融メタルＭの出湯中に停電が発生して溶融メタルＭの水砕・冷却に必要な水量を確保できない場合でも、メタル遮断ゲートＡ１，Ａ２により溶融メタルＭの出湯を確実に停止させることができるため、水蒸気爆発の危険を確実に回避することができる。又、停電時以外にマッド充填装置３が故障して溶融メタル出湯口２を閉塞できない場合でも、メタル遮断ゲートＡ１，Ａ２により溶融メタルＭの出湯を強制的に停止させることができる。
【００２９】
尚、上記実施の形態に於いては、電磁石方式のメタル遮断ゲートＡ１の上流側位置にシリンダ方式のメタル遮断ゲートＡ２を設け、このメタル遮断ゲートＡ２のゲート１６をエアシリンダ１７により上方ヘ持ち上げるようにしたが、他の実施の形態に於いては、上流側のメタル遮断ゲートＡ２のゲート１６を電磁石１３により上方ヘ持ち上げるようにしても良い。
【００３０】
又、上記実施の形態に於いては、電磁石方式のメタル遮断ゲートＡ１とシリンダ方式のメタル遮断ゲートＡ２を併設して溶融メタルＭの出湯を停止させるようにしたが、他の実施の形態に於いては、電磁石方式のメタル遮断ゲートＡ１のみで溶融メタルＭの出湯を停止させるようにしても良く、或いは電磁石式のメタル遮断ゲートＡ１の上流側位置及び下流側位置の両方に別のメタル遮断ゲート（図示省略）を夫々設けて溶融メタルＭの出湯を停止させるようにしても良い。
【００３１】
更に、上記実施の形態に於いては、溶融メタルＭを水砕するようにした溶融炉１に緊急遮断装置Ａを設けるようにしたが、他の実施の形態に於いては、溶融メタルＭを空冷するようにした溶融炉（図示省略）に緊急遮断装置Ａを設けるようにしても良い。この場合にも、溶融メタルＭを水砕する場合と同様の効果が得られる。
【００３２】
【発明の効果】
上述の通り、本発明の請求項１の発明は、溶融メタル出湯口の出口側に電磁石方式のメタル遮断ゲートを設け、電磁石の励磁状態が解除されることによって、ゲートが自重により下降してメタル排出路を閉塞するようにしているため、溶融メタルの出湯中に停電した場合に溶融メタルの出湯を強制的に停止させることができる。その結果、溶融メタルの出湯中に停電して溶融メタルの水砕・冷却に必要な水量を確保できない場合でも、メタル遮断装置により溶融メタルの出湯を確実に停止させることができるため、水蒸気爆発の危険を確実に回避することができる。又、停電時以外にマッド充填装置が故障して溶融メタル出湯口を閉塞できない場合でも、メタル遮断ゲートにより溶融メタルの出湯を強制的に停止させることができるので至極便利である。然も、メタル遮断ゲートは、ゲートが下降してメタル排出路を閉塞するようにしているため、短時間で溶融メタルの出湯を停止させることができる。
更に、本発明の請求項１の発明は、ゲートの下降に伴ってゲートの上流側位置に冷却効果のある充填材が放出されるようにしているため、放出された充填材によりゲートとメタル排出路との隙間から溶融メタルが漏れるのを防止することができると共に、塞き止められたメタル排出路内の溶融メタルを冷却することができる。その結果、溶融メタルの出湯をより確実に停止させることができる。
【００３３】
本発明の請求項２の発明は、上記効果に加えて更に次のような効果を奏することができる。
即ち、本発明の請求項２の発明は、溶融メタル出湯口の出口側に複数のメタル遮断ゲートを配設し、各メタル遮断ゲートのゲートがメタル排出路を閉塞するようにしているため、溶融メタルの出湯をより確実に停止させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に実施の形態に係る緊急遮断装置を設けた溶融炉の概略縦断面図である。
【図２】本発明に実施の形態に係る緊急遮断装置を示し、（Ａ）はメタル遮断ゲートの開放状態を示し、（Ｂ）はメタル遮断ゲートの閉塞状態を示す概略縦断面図である。
【図３】図２（Ｂ）のＩ−Ｉ線断面図である。
【図４】従前の溶融炉の概略縦断面図である。
【符号の簡単な説明】
Ａは緊急遮断装置、Ａ１，Ａ２はメタル遮断ゲート、Ｍは溶融メタル、Ｗは冷却水、１は溶融炉、２は溶融メタル出湯口、５ａはメタル排出路、１１はゲートカバー、１２はゲート、１３は電磁石、１４は充填材、１６はゲート、１７はエアシリンダ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention melts incineration residues discharged from incinerators such as municipal waste and industrial waste and melted materials such as fly ash, and at the same time, provides molten metal collected on the furnace wall with molten metal collected at the furnace bottom. Used in melting furnaces that are extracted from the tap (tap hole) and crushed with cooling water, ensuring the amount of water required for pulverizing and cooling molten metal due to unforeseen circumstances during molten metal tapping. The present invention relates to an emergency shutoff device for a molten metal hot water outlet that can forcibly stop the molten metal hot water outlet when the mud filling device that automatically closes the molten metal hot water outlet cannot be used.
[0002]
[Prior art]
In recent years, in order to reduce the volume and detoxify incineration residue and fly ash (hereinafter referred to as melted material) discharged from incinerators such as municipal waste, melting and solidifying treatment methods of melted materials have attracted attention. It is used for practical use. Because the melted material can be melted and solidified, its volume can be reduced to 1/2 to 1/3, and the elution of hazardous substances such as heavy metals, reuse of molten slag, and final landfill site This is because it is possible to prolong life.
[0003]
Thus, in the melting and solidifying method of the melt, an electrical melting furnace such as a plasma melting furnace, an arc melting furnace, or an electric resistance furnace is used, and after melting the melt with electric energy, this is performed. Using a method of solidification by water cooling or air cooling, and a combustion melting furnace such as a surface melting furnace, a swirl melting furnace, a coke bed furnace, etc., melt the material to be melted by the combustion energy of the fuel, and then solidify it by water cooling or air cooling If the power generation equipment is juxtaposed with the waste incineration facility, the former method using electric energy is used. If the power generation equipment is not juxtaposed, the latter method is used. Many methods using combustion energy are employed.
[0004]
FIG. 4 shows an example of an electric melting furnace installed in the waste incineration equipment. In FIG. 4, 20 is a melting furnace, 21 is a molten metal outlet (tap) formed on the furnace wall of the melting furnace 20. Hole), 22 is a downwardly inclined metal hot water tap provided continuously to the molten metal hot water outlet 21, 23 is a cooling water tank for storing cooling water W connected to the metal hot water tap 22, and 24 is a cooling water tank 23. A metal granulation nozzle provided to spray and cool the molten metal M from the metal tap 22 to the molten metal M falling into the cooling water tank 23, and 25 is a metal granulation nozzle 24 and a cooling water tank. A granulated water pump for supplying cooling water W to 23, 26 is a water-sealed conveyor disposed in the cooling water tank 23, 27 is excavated and removed from the mud material such as clay filled in the molten metal outlet 21 and melted. Open metal outlet 21 Together they are equipped with perforator, a mud filling device for closing the molten metal tap hole 21 is filled with a mud material clay such as molten metal tap hole 21 which is opening.
[0005]
The material to be melted supplied into the melting furnace 20 is heated to a temperature exceeding the melting point by electric energy to become a high-temperature liquid melt. Since this melt contains a lot of slag components such as metals including iron and silica in the melt, the melt slag S and the melt slag S located above due to the specific gravity difference are located below. It is separated into molten metal M located at the bottom of the furnace.
[0006]
The molten slag S continuously overflows from a molten slag outlet (not shown) provided on the furnace wall of the melting furnace 20, falls into a slag cooling water tank (not shown) filled with cooling water, and granulated slag After that, it is discharged by a water-sealed slag carry-out conveyor (not shown).
On the other hand, the molten metal M remains and accumulates on the bottom of the furnace sequentially as the operation time of the melting furnace 20 elapses, and the liquid level of the molten metal M rises and its thickness increases. When the liquid level of the molten metal M rises, various problems occur. For example, when the liquid level of the molten metal M rises and reaches the overflow level of the molten slag S, the molten metal M may be mixed with the molten slag S and discharged. In this case, the quality of the slag decreases. Problems occur.
[0007]
Therefore, in the conventional melting furnace 20, the molten metal outlet 21 provided in the lower part of the furnace wall of the melting furnace 20 is opened intermittently, and the molten metal M is extracted from the molten metal M to form a layer of the molten metal M. The thickness does not exceed a predetermined thickness.
Further, when the operation of the melting furnace 20 is stopped, in order to prevent the molten metal M and the like from being cooled and solidified in the furnace, the molten metal outlet 21 provided at the lower part of the furnace wall of the melting furnace 20 is opened. The molten metal M and the like are extracted through holes to make the inside of the melting furnace 20 empty.
[0008]
Thus, in order to extract the molten metal M accumulated at the bottom of the melting furnace 20, the mud material filled in the molten metal outlet 21 is excavated and removed by an opening machine mounted on the mud filling device 27. The molten metal outlet 21 is opened. As a result, the molten metal M accumulated in the bottom of the melting furnace 20 is discharged into the metal outlet 22 through the molten metal outlet 21.
After the discharged molten metal M flows down in the metal tap 22, falls from the metal tap 22 into the cooling water tank 23, and is granulated and cooled by the cooling water W sprayed from the metal granulating nozzle 24. Then, it is completely cooled in the cooling water tank 23 and carried out by the water-sealed conveyor 26.
On the other hand, when the extraction of the molten metal M is completed, the mud material is filled in the molten metal outlet 21 opened by the mud filling device 27, and the molten metal outlet 21 is closed.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the conventional melting furnace 20, the mud filling device 27 is filled with the mud material in the molten metal hot water outlet 21 to forcibly stop the molten metal M. In the case, there were the following problems.
That is, when a power failure occurs while the molten metal M is being tapped, the granulated water pump 25 is stopped and the cooling water W cannot be supplied, so that the temperature of the cooling water W in the cooling water tank 23 rises, causing a steam explosion. was there. However, since the mud filling device 27 can no longer be used, the hot water of the molten metal M cannot be forcibly stopped, and the molten metal M continues to fall into the cooling water tank 23, increasing the danger.
Further, there is a problem that even when the mud filling device 27 is out of order even at times other than a power failure, it is impossible to forcibly stop the molten metal M.
[0010]
The present invention has been made in view of such problems, and the purpose thereof is when the amount of water required for the granulation / cooling of the molten metal cannot be ensured due to an unexpected situation during the tapping of the molten metal or when the molten metal is melted. An object of the present invention is to provide an emergency shut-off device for a molten metal hot water outlet that can forcibly stop the molten metal hot water when a mud filling device that automatically closes the metal hot water outlet cannot be used.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention of claim 1 of the present invention is a melting furnace in which the molten metal accumulated in the furnace bottom is extracted from a molten metal outlet provided on the furnace wall and is granulated with cooling water. An emergency shut-off device provided on the molten metal tap outlet side, wherein the emergency shut-off device is disposed at an upper position of a metal tap that allows the molten metal discharged from the molten metal tap to flow down. A gate cover, a gate that is housed in the gate cover so as to be movable up and down, opens and closes a metal discharge path of the metal tap, an electromagnet that holds the gate in an upper position by magnetic force and opens the metal discharge path, a gate cover and a gate The drive system with a cooling material housed in between is composed of an electromagnet type metal shut-off gate. The metal discharge passage is further lowered to close the metal discharge path, and as the gate is lowered, the filler in the gate cover is discharged to the upstream position of the gate, and the discharged filler fills the gap between the gate and the metal discharge path. It is characterized by being configured to cool the molten metal in the blocked metal discharge passage while preventing the molten metal from leaking .
[0012]
The invention according to claim 2 of the present invention is such that the emergency shut-off device opens and closes the metal discharge gate of the metal tap and opens and closes the outlet side of the molten metal tap. The system is composed of cylinder-type metal shut-off gates, and the gates of the respective metal shut-off gates are configured to block the metal discharge passage and the outlet side of the molten metal outlet .
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a melting furnace 1 provided with an emergency shut-off device A according to an embodiment of the present invention. The melting furnace 1 includes a molten metal outlet 2 provided with a molten metal M accumulated at the bottom of the furnace at the lower part of the furnace wall. It is extracted from the (tap hole) and crushed with the cooling water W, and the metal shut-off gates A1 and A2 having different driving systems are provided on the outlet side of the molten metal tap 2.
[0015]
The melting furnace 1 melts incineration residues discharged from incinerators such as municipal waste and industrial waste, and to-be-melted objects such as fly ash by electric energy, and has a structure similar to that of conventionally known ones. Has been. On the furnace wall of the melting furnace 1, an object supply port (not shown) for supplying an object to be melted such as incineration residue or fly ash into the furnace, and an overflow of the molten slag S in the furnace are provided. A molten slag outlet (not shown) and a molten metal outlet 2 (tap hole) for extracting the molten metal M accumulated at the furnace bottom are provided.
[0016]
Thus, in the melting furnace 1, when the liquid level of the molten metal M reaches the set value or when the operation of the melting furnace 1 is stopped, the molten metal is moved by the hole opening machine mounted on the mud filling device 3. The hot water outlet 2 is opened so that the molten metal M accumulated at the bottom of the furnace is extracted. When the extraction of the molten metal M is completed, the molten metal outlet 2 is closed by the mud filling device 3.
[0017]
The mud filling device 3 is supported by a frame 4 provided in the vicinity of the melting furnace 1 so as to face the molten metal outlet 2 of the melting furnace 1, and the liquid level of the molten metal M is set to a set value. When it reaches or when the operation of the melting furnace 1 is stopped, the molten metal outlet 2 is opened, and when the extraction of the molten metal M is completed, the molten metal outlet 2 is closed.
The mud filling device 3 is equipped with an opening machine for excavating and removing mud material such as clay filled in the molten metal outlet 2 to open the molten metal outlet 2, and the molten metal having been opened. A mud gun for closing the molten metal hot water outlet 2 by filling the hot water outlet 2 with a mud material such as clay is provided and has a structure similar to that of a conventionally known one.
[0018]
Below the molten metal outlet 2 of the melting furnace 1, there is a downwardly inclined metal outlet 5 for smoothly flowing down the molten metal M discharged from the molten metal outlet 2. Are provided in a continuous state. The metal tap 5 is formed by lining a refractory material on a chute made of a steel plate having a concave cross-sectional shape, and the concave portion serves as a metal discharge path 5a for molten metal M.
A cooling water tank 6 that stores a predetermined amount of cooling water W is provided at a position below the metal tap 5. The cooling water tank 6 includes a metal granulating nozzle 7 that sprays the cooling water W onto the molten metal M that falls into the cooling water tank 6 from the metal hot water trough 5, and granulates and cools the molten metal M. A water-sealed conveyor 8 for carrying out the solidified metal is provided, and each of them has the same structure as a conventionally known one.
Furthermore, a granulated water pump 9 that supplies cooling water W to the metal granulated nozzle 7 and the cooling water tank 6 is connected to the metal granulated nozzle 7 via a cooling water supply pipe 10.
[0019]
The emergency shut-off device A according to the embodiment of the present invention opens and closes the metal shut-off gate A1 whose drive system for opening and closing the metal discharge passage 5a of the metal tap 5 and the outlet side of the molten metal tap 2 is open. The drive system is made up of a cylinder type metal shut-off gate A2, and when the molten metal M is discharged from an unforeseen situation, the amount of water required for the water crushing / cooling of the molten metal M cannot be secured or the molten metal tap 2 is opened. When the mud filling device 3 that automatically closes cannot be used, the hot water of the molten metal M is forcibly stopped.
[0020]
Specifically, as shown in FIGS. 1 and 2, the electromagnet-type metal cutoff gate A1 is supported by the frame 4 and disposed at the upper position of the metal tap 5 and the lower side is an open steel gate cover. 11, a gate 12 made of steel that can be moved up and down in the gate cover 11 and opens and closes the metal discharge passage 5a, and an upper end portion of the gate cover 11, and holds the gate 12 at an upper position by magnetic force. The electromagnet 13 that opens the metal discharge path 5a and a large number of steel ball fillers 14 that are accommodated between the gate cover 11 and the gate 12 and have a cooling effect are released. Thus, the gate 12 is configured to descend by its own weight and close the metal discharge path 5a.
Further, as the gate 12 is lowered, the metal blocking gate A1 is discharged from the discharge port 11a formed in the lower end portion of the gate cover 11 to the upstream side of the gate 11 and the filler 14 in the gate cover 11 is discharged. The filler 14 prevents the molten metal M from leaking from the gap between the gate 11 and the metal discharge path 5a, and cools the molten metal M in the metal discharge path 5a.
[0021]
On the other hand, as shown in FIGS. 1 and 2, the cylinder-type metal shut-off gate A2 is supported by a guide rail 15 disposed at an upper position on the outlet side of the molten metal outlet 2 and the guide rail 15 so as to be movable up and down. A working fluid that includes a steel gate 16 that opens and closes the outlet side of the metal tap 2 and an air cylinder 17 that is provided above the guide rail 15 and that raises and lowers the gate 16 and supplies the working fluid to the air cylinder 17. The solenoid valve (not shown) interposed in the supply pipe (not shown) is released from the excited state, so that the gate 16 descends by its own weight and closes the outlet side of the molten metal tap 2. Yes.
[0022]
Thus, in the melting furnace 1 provided with the emergency shut-off device A described above, the incineration residue and fly ash to be melted supplied into the melting furnace 1 reach a temperature exceeding the melting point by electric energy. It is heated to become a high-temperature liquid melt. Since this melt contains a lot of slag components such as metals including iron and silica in the melt, the melt slag S and the melt slag S located above due to the specific gravity difference are located below. It is separated into molten metal M located at the bottom of the furnace.
[0023]
The separated molten slag S continuously overflows from a molten slag outlet (not shown) provided on the furnace wall of the melting furnace 1 and falls into a water-filled slag cooling water tank 6 (not shown). After becoming crushed slag, it is discharged by a water-sealed slag carry-out conveyor 8 (not shown).
[0024]
On the other hand, the molten metal M remains and accumulates on the bottom of the furnace sequentially as the operation time of the melting furnace 1 elapses, and the liquid level of the molten metal M rises and its thickness increases. When the liquid level of the molten metal M rises, various problems occur. Therefore, the molten metal outlet 2 is opened to extract the molten metal M. Further, when the operation of the melting furnace 1 is stopped, the molten metal outlet 2 is opened to extract the molten metal M accumulated at the bottom of the furnace.
[0025]
Thus, in order to extract the molten metal M accumulated in the bottom of the melting furnace 1, the mud material filled in the molten metal outlet 2 is excavated and removed by an opening machine installed in the mud filling device 3. The molten metal outlet 2 is opened. Thereby, the molten metal M collected at the furnace bottom of the melting furnace 1 passes through the molten metal outlet 2 and is discharged to the metal outlet 5. At this time, the gates 12 and 16 of the metal cutoff gates A1 and A2 are lifted upward by the electromagnet 13 and the air cylinder 17 to open the metal discharge path 5a of the metal tap 5.
The discharged molten metal M flows down in the metal tap 5 and falls from the metal tap 5 into the cooling water tank 6, and after being granulated and cooled by the cooling water W sprayed from the metal granulating nozzle 7. Then, it is completely cooled in the cooling water tank 6 and carried out by the water-sealed conveyor 8.
When the extraction of the molten metal M is completed, the mud material is filled in the molten metal outlet 2 opened by the mud filling device 3, and the molten metal outlet 2 is closed.
[0026]
By the way, in the melting furnace 1 provided with the emergency shut-off device A, when a power failure occurs while the molten metal M is discharged, the electromagnet 13 of the electromagnet-type metal shut-off gate A1 and the electromagnetic of the cylinder-type metal shut-off gate A2 are used. The excited state of the valve is released.
That is, when the excitation state of the electromagnet 13 of the electromagnet-type metal cutoff gate A1 is released, the gate 12 descends due to its own weight and closes the metal discharge path 5a, and as the gate 12 descends, The filler 14 is discharged from the discharge port 11a of the gate cover 11 to the upstream side of the gate 12 and into the metal discharge path 5a. The filler 14 discharged into the metal discharge path 5a prevents the molten metal M from leaking through the gap between the gate 12 and the metal discharge path 5a, and at the same time the molten metal M in the blocked metal discharge path 5a. Cool down. In particular, as shown in FIG. 3, the filler 14 fills the gap formed between the metal tap 5 where the bottom surface is uneven due to the solidified metal M ′ and the lower end surface of the gate 12, Prevent leakage.
When the excitation state of the solenoid valve of the cylinder type metal shut-off gate A2 is released, the gate 16 descends by its own weight and closes the outlet side of the molten metal tap 2.
Accordingly, in the melting furnace 1 provided with the emergency shut-off device A, the metal discharge gate 5a and the outlet side of the molten metal tap 2 are closed by operating the metal shut-off gates A1 and A2, and the molten metal M The hot water can be stopped reliably.
[0027]
On the other hand, even when the mud filling device 3 breaks down while the molten metal M is discharged, the operator manually operates the electromagnet 13 of the electromagnet-type metal cutoff gate A1 and the electromagnetic of the cylinder-type metal cutoff gate A2. By releasing the excitation state of the valve, the gates 12 and 16 are lowered to close the metal discharge passage 5a and the outlet side of the molten metal hot water outlet 2, and the hot water of the molten metal M can be stopped reliably.
[0028]
As described above, in the melting furnace 1 provided with the emergency shut-off device A, even if a power failure occurs during the tapping of the molten metal M and the amount of water necessary for the water crushing and cooling of the molten metal M cannot be secured, the metal Since the hot water of the molten metal M can be reliably stopped by the shut-off gates A1 and A2, the danger of steam explosion can be reliably avoided. In addition, even when the mud filling device 3 fails and the molten metal outlet 2 cannot be closed except during a power failure, the molten metal M can be forcibly stopped by the metal cutoff gates A1 and A2.
[0029]
In the above-described embodiment, a cylinder type metal cutoff gate A2 is provided upstream of the electromagnet type metal cutoff gate A1, and the gate 16 of the metal cutoff gate A2 is lifted upward by the air cylinder 17. However, in another embodiment, the gate 16 of the upstream metal blocking gate A2 may be lifted upward by the electromagnet 13.
[0030]
In the above-described embodiment, the electrometal-type metal shut-off gate A1 and the cylinder-type metal shut-off gate A2 are provided side by side to stop the molten metal M. However, in other embodiments, In this case, the molten metal M may be stopped only by the electromagnet type metal cutoff gate A1, or another metal cutoff gate is provided at both the upstream side position and the downstream side position of the electromagnet type metal cutoff gate A1. (Not shown) may be provided to stop the molten metal M from being discharged.
[0031]
Furthermore, in the above-described embodiment, the emergency shut-off device A is provided in the melting furnace 1 in which the molten metal M is water-crushed. The emergency shutoff device A may be provided in a melting furnace (not shown) that is air-cooled. Also in this case, the same effect as the case where the molten metal M is granulated is obtained.
[0032]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, an electromagnet-type metal cutoff gate is provided on the outlet side of the molten metal outlet, and the gate is lowered by its own weight by releasing the excitation state of the electromagnet. Since the discharge path is closed, the molten metal can be forcibly stopped when a power failure occurs during the molten metal. As a result, even if there is a power outage during molten metal tapping and the amount of water required for molten metal crushing / cooling cannot be secured, the metal shutoff device can reliably stop molten metal tapping. The danger can be avoided reliably. Even when the mud filling device fails and the molten metal outlet cannot be closed except during a power failure, the molten metal outlet can be forcibly stopped by the metal shut-off gate, which is extremely convenient. However, since the metal shut-off gate lowers the metal discharge path by lowering the gate, it is possible to stop the molten metal hot water in a short time.
Further, according to the first aspect of the present invention, since the filler having a cooling effect is discharged to the upstream side position of the gate as the gate is lowered, the gate and the metal are discharged by the discharged filler. It is possible to prevent the molten metal from leaking from the gap with the path, and to cool the molten metal in the blocked metal discharge path. As a result, the molten metal tapping can be stopped more reliably.
[0033]
The invention according to claim 2 of the present invention can further provide the following effects in addition to the above effects.
That is, in the invention of claim 2 of the present invention , a plurality of metal cutoff gates are disposed on the outlet side of the molten metal outlet, and the gate of each metal cutoff gate closes the metal discharge passage. The metal hot water can be stopped more reliably.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of a melting furnace provided with an emergency shut-off device according to an embodiment of the present invention.
2A and 2B are schematic longitudinal sectional views showing an emergency cutoff device according to an embodiment of the present invention, in which FIG. 2A shows an open state of a metal cutoff gate and FIG. 2B shows a closed state of the metal cutoff gate.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line II of FIG.
FIG. 4 is a schematic longitudinal sectional view of a conventional melting furnace.
[Brief description of symbols]
A is an emergency shut-off device, A1 and A2 are metal shut-off gates, M is molten metal, W is cooling water, 1 is a melting furnace, 2 is a molten metal outlet, 5a is a metal discharge passage, 11 is a gate cover, and 12 is a gate. , 13 is an electromagnet, 14 is a filler, 16 is a gate, and 17 is an air cylinder.

Claims

炉底に溜まった溶融メタルを炉壁に設けた溶融メタル出湯口から抜き出して冷却水により水砕するようにした溶融炉の溶融メタル出湯口出口側に設けた緊急遮断装置であって、当該緊急遮断装置は、溶融メタル出湯口から出湯された溶融メタルを流下させるメタル出湯樋の上方位置に配置された下方が開放状態のゲートカバーと、ゲートカバー内に昇降自在に収納され、メタル出湯樋のメタル排出路を開閉するゲートと、ゲートを磁力により上方位置に保持してメタル排出路を開放する電磁石と、ゲートカバーとゲートとの間に収納された冷却効果のある充填材とを備えた駆動方式が電磁石方式のメタル遮断ゲートから成り、電磁石の励磁状態が解除されることによって、ゲートが自重により下降してメタル排出路を閉塞し、又、ゲートの下降に伴ってゲートカバー内の充填材がゲートの上流側位置に放出され、放出された充填材によりゲートとメタル排出路との隙間から溶融メタルが漏れるのを防止すると共に、塞き止められたメタル排出路内の溶融メタルを冷却するように構成されていることを特徴とする溶融メタル出湯口の緊急遮断装置。An emergency shut-off device provided on the molten metal outlet outlet side of a melting furnace in which the molten metal accumulated in the furnace bottom is extracted from the molten metal outlet provided on the furnace wall and granulated with cooling water. The shut-off device is located at the upper position of the metal tap that allows the molten metal discharged from the molten metal outlet to flow down, and the lower part is opened in the gate cover so that it can be moved up and down in the gate cover. Drive with a gate that opens and closes the metal discharge path, an electromagnet that holds the gate in the upper position by magnetic force and opens the metal discharge path, and a cooling material that is housed between the gate cover and the gate The system consists of an electromagnet-type metal interrupting gate, and when the electromagnet excitation state is released, the gate descends due to its own weight and closes the metal discharge path. As a result, the filling material in the gate cover is discharged to the upstream position of the gate, and the discharged filling material prevents the molten metal from leaking from the gap between the gate and the metal discharge path, and the blocked metal. An emergency shut-off device for a molten metal outlet, characterized in that the molten metal in the discharge passage is cooled .

緊急遮断装置が、メタル出湯樋のメタル排出路を開閉する請求項１に記載の電磁石方式のメタル遮断ゲートと、溶融メタル出湯口の出口側を開閉する駆動方式がシリンダ方式のメタル遮断ゲートとから成り、各メタル遮断ゲートのゲートがメタル排出路及び溶融メタル出湯口の出口側を夫々閉塞するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の溶融メタル出湯口の緊急遮断装置。 The emergency shut-off device opens and closes the metal discharge passage of the metal tap, and the drive type that opens and closes the outlet side of the molten metal tap opens from the cylinder-type metal shut-off gate. 2. The emergency shutoff device for a molten metal tap according to claim 1 , wherein the gate of each metal shutoff gate is configured to block the metal discharge passage and the exit side of the molten metal tap.