JPH06249584A - ア−ク炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ア−ク炉におけるホツトスポツトによる炉壁
の損傷を低減化する。 【構成】 下端部が炉蓋５に取付けられて上下方向に延
びる炉体２と同心の支柱１３を、昇降自在かつ中心軸線
１３ａのまわりに旋回自在に基台２１に支持する。炉蓋
５を貫通する電極７を把持する電極把持器３１を、支柱
１３に昇降自在に支持し、支柱１３を昇降および旋回駆
動する支柱駆動装置と、電極７を昇降駆動する昇降駆動
機３７とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はア−ク炉に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に金属材料の溶融や精錬、都市ごみ
焼却灰等の廃棄物の溶融などをおこなうア−ク炉におい
ては、炉体の側方に３本の支柱を昇降自在に立設し、こ
の支柱に基端部を固定した片持式の電極支腕の先端部に
それぞれ電極把持器を設けて、３角配列した電極の把持
をおこなつている。

【０００３】ところが上記ア−ク炉においては、各相ア
−ク電力の不平衡により電極に近い炉壁部分（電極裏
壁）に、局部損傷が著しいホツトスポツト部が生じる。
このホツトスポツト対策としては、高品質煉瓦や水冷ボ
ツクスの採用がおこなわれているが、前者は炉壁補修工
事を繰返す必要があり炉の稼動率が低く、炉の寿命も短
い。また後者の水冷ボツクスは、多量の熱交換をおこな
うため炉の熱効率が劣るうえ湯面よりかなり上の部分に
しか適用できないという問題がある。

【０００４】また上記ア−ク炉においては、一般に溶融
に供する小型形状の主材料および成分調整用の合金や添
加材などの副材料は、いずれも電極群より炉壁寄りの位
置において炉蓋に設けた装入口から、炉内に装入してい
たので、電極からの熱が効率よく伝達される炉内中央部
への材料供給が困難で、この点においても炉の熱効率が
劣るものであつた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上記従来の
問題点を解決するもので、ホツトスポツトによる炉体の
損傷を低減化できるア−ク炉を提供しようとするもので
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明のア−ク炉は、
下端部が炉蓋に取付けられて上下方向に延びる炉体と同
心の支柱を、昇降自在かつ中心軸線のまわりに旋回自在
に基台に支持するとともに、前記炉蓋を貫通する電極を
把持する電極把持器を、前記支柱に昇降自在に支持し、
前記支柱を昇降および旋回駆動する支柱駆動装置と、前
記電極把持器を昇降駆動する昇降駆動機とを具備したこ
とを特徴とする。

【０００７】この発明において、炉蓋と炉体間をシ−ル
するシ−ル装置を設けると、炉蓋が支柱と共に上昇し炉
体から離間している状態においても炉内を気密シ−ルで
き、低温空気の吸込等による熱損失が少なく、炉内雰囲
気の変動や周囲環境の悪化をひきおこすこともないの
で、好ましい。

【０００８】またこの発明において、支柱を、内部に投
入路をそなえた管体で構成し、この投入路の上端部を材
料供給装置に、下端部を炉蓋に設けた装入口に、それぞ
れ接続した構成とすれば、材料を炉内中央部へ投入して
ア−ク熱により効率よく加熱できるので、好ましい。

【０００９】

【作用】この発明のア−ク炉においては、各電極を把持
する電極把持器は、炉蓋に連結された共通の１本の支柱
に沿つて昇降駆動される。従来の炉体側方への支柱の設
置は不要で、ア−ク炉設置スペ−スは小さくてすむ。

【００１０】支柱駆動装置により支柱およびそれと一体
の電極と炉蓋を、支柱の中心軸線のまわりに旋回させれ
ば、電極の位置が変りホツトスポツト発生位置が変わる
ので、ホツトスポツトによる炉壁の局部的な損傷が低減
化される。この電極位置変更は、ア−ク炉の操業ごとに
おこなつてもよいが、特に１回の操業中において複数回
おこなえば、炉壁の局部的損傷防止効果が大きいうえ
に、炉内の材料も局所的に過熱されることなく均等加熱
に近づくので、操業時間の短縮と熱効率の向上がはかれ
る。

【００１１】

【実施例】以下図１乃至図３によりこの発明の一実施例
を説明する。図中、１は都市ごみ焼却灰溶解用のア−ク
炉で、２は炉体、２ａはその炉壁、２ｂはこの炉壁２ａ
上に固定した環状の天井壁であり、３は溶融スラグ４の
排出口である。５は炉蓋で、天井壁２ｂの中央開口部６
を閉鎖する大きさを有し、電極７挿通用の電極貫通穴８
と、材料装入用の装入口９をそなえている。１０は天井
壁２ｂと炉蓋５との間に全周にわたつて設けた、両者間
の気密シ−ル用のサンドシ−ル形式のシ−ル装置であ
る。１１は炉体２を支持する基礎である。

【００１２】一方１３は上下方向に延びる支柱で、その
中心軸線１３ａは炉体２の中心線２ｃと同心の位置にあ
る。支柱１３の下端部は炉蓋５に固定取付され、上端部
は、そのフランジ部１３ｂを支承する軸受１４によつ
て、支台１５に中心軸線１３ａのまわりに旋回自在に支
持されている。１６は支柱１３を旋回駆動する旋回駆動
機で、支台１５上に固定した竪形の電動機１７の出力軸
にピニオン１８を固着して成り、このピニオン１８は、
支柱１３のフランジ部１３ｂに固着した大歯車１９に噛
合つている。

【００１３】支台１５は、建物の床である基台２１上
に、昇降駆動機である油圧シリンダ２２によつて小距離
昇降自在に支持されている。２３は下降時の支台１５を
支承するストツパで、基台２１上に固設され、このスト
ツパ２３上に支台１５が載つたとき、炉蓋５と炉体の天
井壁２ｂとの間は、僅少量のすきまが残るほぼ閉鎖状態
となる。（なおストツパ２３を用いずに、炉蓋５を天井
壁２ｂ上に当接する迄下降させて、炉体２により支柱１
３や電極７等の自重を受けるようにすることも可能であ
る。）

【００１４】そしてこの実施例では、支柱１３は鋼管製
で、その内部に投入路１３ｃが形成され、この投入路１
３ｃの下端部は、炉蓋５の装入口９に接続されている。
また投入路１３ｃの上端部は、都市ごみ焼却灰から成る
材料２５供給用のホツパ（図示しない）に至る材料供給
シユ−ト２６に、可撓ダクト２７を介して接続されてい
る。２８は可撓ダクト２７の下端部に設けたスリツプリ
ングで、支柱１３のフランジ部１３ｂの上面に摺接して
いる。

【００１５】また３１は、電極７を把持する電極把持器
で、エアシリンダ３２により駆動されるクランプシユ−
３３をそなえており、図示しないケ−ブルにより、電力
供給源に接続されている。３４は電極把持器３１の側端
部に電気絶縁板３５を介して取付けたガイドシユ−で、
このガイドシユ−３４は、支柱１３の外周部に固着した
上下方向に延びるガイドレ−ル３６に沿つて昇降自在に
ガイドされている。

【００１６】３７は電極７を昇降駆動する昇降駆動機
で、支柱１３の側部に固設した台３８上に取付けた電動
機３９の出力軸に、ワイヤロ−プ４０を巻取る巻胴４１
を取付けて成り、ワイヤロ−プ４０の先端は電極把持器
３１に接続されている。４２は電極把持器３１の下部と
電極貫通穴８とを接続する可撓式のシ−ル装置である。

【００１７】上記構成のア−ク炉１においては、材料２
５を投入路１３ｃを経て炉体２内に供給し、電極７に通
電し、電極電流の検出値等に応じて公知の制御法により
電動機３９を制御して電極把持器３１を昇降させ、電極
７のア−ク放電により材料２５の溶融処理をおこない、
溶融スラグ４は排出口３から取出す。材料２５はア−ク
加熱を効率よく受ける炉体２中央部に供給され、高い熱
効率が得られる。

【００１８】上記溶融工程中において、油圧シリンダ２
２により支台１５を上昇させ、旋回駆動機１６により支
柱１３を所定角度、たとえば６０度旋回させたのち支台
１５を降下させれば、電極７は鎖線４５で示す位置へ移
動する。これによつて炉壁２ａ部分に発生するホツトス
ポツトの位置が移動し、炉壁２ａの特定箇所の局部的な
溶損が進行する前に電極７を移動させることにより、炉
壁２ａの損傷を低減化できると共に、材料２５の局部過
熱も防止される。その後適当な時点で、電極７をもとの
位置へ復帰させるか、途中位置まで戻す等して、操業を
おこなう。なお支柱１３の旋回駆動中は、必要に応じて
ア−ク放電は中断すればよい。

【００１９】この発明は上記実施例に限定されるもので
はなく、たとえば被溶融金属材料などの主材料の投入の
みを投入路１３ｃからおこない、成分調整用合金材料な
どの副材料の投入は炉蓋５に別途設けた装入口からおこ
なうようにしてもよいし、さらに支柱１３は電極および
炉蓋支持専用のものとして、炉体２内への材料２５の供
給は支柱１３内を介さずに、炉蓋５に別途設けた装入口
からおこなうようにしてもよい。

【００２０】また支柱１３を昇降および旋回自在に支持
する支持機構および昇降・旋回駆動機は、上記以外の形
式のものとしてもよく、また電極把持器３１やその昇降
ガイド機構、昇降駆動機３７なども、他の形式のものと
してもよい。さらに支台１５は、炉体２を支持する基礎
１１を基台として、この上に、図示しない支脚および昇
降駆動機等を介して支持させてもよい。

【００２１】また上記実施例では、炉蓋５を天井壁２ｂ
よりも小直径のものとしたので、支柱１３にかかる重量
が小さくてすむが、小型の炉など、場合によつては天井
壁２ｂを有しない炉体２の上面を覆う１枚の炉蓋として
もよい。また炉蓋と炉体間のシ−ル装置は、可撓性石綿
シ−ル材や水封装置など、サンドシ−ル式以外のものと
してもよいし、炉蓋の上昇距離や炉内圧等によつてはシ
−ル装置を省略してもよい。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
電極を炉蓋とともに旋回してその位置を変えることがで
きるので、ホツトスポツトによる炉壁の局部損傷を低減
化でき、炉補修回数の低減化とそれに伴う炉稼動率の向
上、および炉寿命の延長をはかることができる。

【００２３】また請求項３に記載の発明によれば、支柱
は材料投入用のシユ−トとしても機能し、材料を炉内中
央部へ投入してア−ク熱により効率よく加熱できるの
で、炉の熱効率向上をはかることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示すア−ク炉の縦断面図
（図２のＢ−Ｂ線断面図）である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】図１のＣ−Ｃ線断面図である。

【符号の説明】

１…ア−ク炉、２…炉体、５…炉蓋、７…電極、８…電
極貫通穴、９…装入口、１０…シ−ル装置、１３…支
柱、１３ａ…中心軸線、１３ｃ…投入路、１４…軸受、
１５…支台、１６…旋回駆動機、１７…電動機、１８…
ピニオン、１９…大歯車、２１…基台、２２…油圧シリ
ンダ、２６…材料供給シユ−ト、３１…電極把持器、３
４…ガイドシユ−、３６…ガイドレ−ル、３７…昇降駆
動機、３８…台、３９…電動機、４０…ワイヤロ−プ、
４１…巻胴。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下端部が炉蓋に取付けられて上下方向に
   延びる炉体と同心の支柱を、昇降自在かつ中心軸線のま
   わりに旋回自在に基台に支持するとともに、前記炉蓋を
   貫通する電極を把持する電極把持器を、前記支柱に昇降
   自在に支持し、前記支柱を昇降および旋回駆動する支柱
   駆動装置と、前記電極把持器を昇降駆動する昇降駆動機
   とを具備したことを特徴とするア−ク炉。
2. 【請求項２】 炉蓋と炉体間をシ−ルするシ−ル装置を
   具備した請求項１記載のア−ク炉。
3. 【請求項３】 支柱が、内部に投入路をそなえた管体か
   ら成り、この投入路の上端部を材料供給装置に、下端部
   を炉蓋に設けた装入口に、それぞれ接続した請求項１ま
   たは２記載のア−ク炉。