KR101242575B1 - The melting furnace which comprises a cooling equipment for slag discharging hole - Google Patents
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Abstract
본 발명은 소각로에서 도시쓰레기를 소각시 발생하는 소각재를 플라즈마를 이용하여 용융처리하는 용융로에서 용융 후 배출되는 슬래그를 배출하는 슬래그 배출장치의 내구성을 향상시키기 위한 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 종래, 슬래그 배출구 주변에서 슬래그가 외부 공기와 접촉하여 쉽게 응고됨으로써 슬래그 배출이 원활하게 진행되지 못하였고, 또한, 배출구 주위 벽면이 고온의 분위기에 의해 쉽게 붕괴되어 버리는 문제를 해결하여, 용융 후 발생하는 배출가스는 슬래그 배출구 상부를 통과하여 가스청정장치에서 더스트 및 유해성분들을 제거하여 청정가스로 대기중으로 배출하고, 슬래그는 슬래그 배출장치를 통하여 냉각수조 등을 통해 수냉되거나 또는 공냉하여 외부로 배출하며, 이때, 슬래그 배출구 주위에 냉각장치를 설치하여 슬래그 배출구가 슬래그 배출에 의해 붕괴되지 않고 장시간 견고하게 유지되도록 함으로써, 용융로의 연속운전이 가능하고 작업자의 안전을 도모할 수 있도록 구성된 용융로의 슬래그 배출구 냉각장치가 제공된다. The present invention relates to an apparatus for improving the durability of the slag discharge device for discharging the slag discharged after melting in the melting furnace for melting the incineration ash generated by incineration ash generated in the incinerator using plasma, according to the present invention, Conventionally, since slag is easily solidified by contacting with outside air around the slag outlet, the slag discharge does not proceed smoothly, and the wall surface around the outlet is easily collapsed by a high temperature atmosphere. Exhaust gas passes through the upper part of the slag outlet, removes dust and harmful components from the gas purifier, and discharges it into the atmosphere as clean gas.Slag is discharged to the outside through water cooling or air cooling through the slag discharge device. At this time, install a cooling device around the slag outlet W slag outlet by the so firmly hold a long period of time without being collapsed by the slag discharge, the possible continuous operation of the furnace and the slag discharge port of a cooling furnace configured to promote the safety of workers is provided.
Description
본 발명은 슬래그 배출구 냉각장치를 구비한 용융로에 관한 것으로, 더 상세하게는, 소각로에서 도시쓰레기를 소각시 발생하는 소각재를 플라즈마를 이용하여 용융처리하는 용융로에 있어서, 용융 후 배출되는 슬래그를 배출하는 슬래그 배출장치의 내구성을 향상시키기 위하여 슬래그 배출구 냉각장치를 구비한 용융로에 관한 것이다. The present invention relates to a melting furnace having a slag outlet cooling device, and more particularly, to a slag discharged after melting in a melting furnace that melts an incineration material generated by incineration of municipal waste in an incinerator using plasma. The present invention relates to a melting furnace equipped with a slag outlet cooling device in order to improve durability of the slag discharge device.
최근, 소각재 처리방법에 있어서는. 철강산업에서 활용되고 있는 용융기술을 도입하여 소각재를 슬래그화시켜 재활용하는 공정이 개발되고 있다. Recently, in the incineration ash treatment method. Incorporating the melting technology used in the steel industry, a process of slag-incineration ash recycling is being developed.
이러한 용융로의 운전은, 입자의 크기, 용융 온도에 영향을 주는 염기도, 수분 함량, 철분 함량 등에 의해 직접 영향을 받는다. Operation of this furnace is directly affected by the particle size, basicity affecting the melting temperature, moisture content, iron content and the like.
또한, 용융로의 종류는, 열원에 따라서 탄소의 연소열을 이용하는 것과, 전기를 이용하는 것으로 나눌 수 있다. Moreover, the kind of melting furnace can be divided into using combustion heat of carbon according to a heat source, and using electricity.
먼저, 탄소를 이용하는 용융장치는, 열원으로서 탄소를 이용하게 되므로, 용융로에서 배출되는 배기가스의 양이 많아지게 되어 에너지효율이 낮아지는 단점이 있다. First, since the melting apparatus using carbon uses carbon as a heat source, the amount of exhaust gas discharged from the melting furnace is increased, resulting in lower energy efficiency.
이에 비해, 플라즈마로와 같이 전기를 열원으로 사용하는 용융장치는, 상기한 바와 같은 탄소를 이용하는 용융장치에 비하여 에너지효율이 높고 운전하기가 매우 용이한 장점들을 가지고 있다. In contrast, a melting apparatus using electricity as a heat source, such as a plasma furnace, has advantages of high energy efficiency and very easy operation compared to a melting apparatus using carbon as described above.
상기한 바와 같은 종래의 용융장치들의 예로서는, 예를 들면, 1989년 11월 25일자로 일본 특허청에 출원된 일본특허출원 제1989-305740호에 기재된 바와 같은 "용탕과 슬래그의 연속배출방법과 장치"가 있다. Examples of conventional melting apparatuses as described above are, for example, "continuous discharge method and apparatus of molten metal and slag" as described in Japanese Patent Application No. 1989-305740 filed with the Japanese Patent Office on November 25, 1989. There is.
더 상세하게는, 상기한 일본특허 제1989-305740호의 "용탕과 슬래그의 연속배출방법과 장치"는, 용탕이 높은 온도에서 로로부터 직접 배출되는 종래의 방법에 있어서, 높은 온도에서 배출이 행해질 때 일어나는 증기의 발생을 막기 위해 용탕의 온도를 낮추면 슬래그의 유동성이 나쁘게 되어 용탕과 슬래그의 원만한 배출이 방해되는 문제점을 극복하기 위해, 용탕과 슬래그를 연속적으로 배출할 수 있는 용탕과 슬래그의 연속배출방법 및 장치를 제공하고자 하는 것이다. More specifically, Japanese Patent No. 1989-305740, "Method and apparatus for continuously discharging molten metal and slag", is a conventional method in which the molten metal is directly discharged from a furnace at a high temperature. Lowering the temperature of the molten metal in order to prevent the generation of steam occurs, the flowability of the slag becomes worse, to overcome the problem that the smooth discharge of the molten metal and slag is interrupted, the continuous discharge method of the molten metal and slag that can discharge the molten metal and slag continuously And to provide a device.
이를 위해, 상기한 일본특허 제1989-305740호의 "용탕과 슬래그의 연속배출방법과 장치"에 따르면, 용탕과 슬래그를 수용하며 측벽 상부에 배출구가 형성된 주로와, 주로에 결합되고 배출구를 통해 주로의 내부와 연결되는 보조로와, 보조로에 설치되고 용탕을 배출하기 위해 배출구에 대하여 소정의 높이를 가지는 방출둑으로 구성되는 용탕과 슬래그의 연속배출장치에 있어서, 상기 보조로의 방출둑의 상류에 설치되어 슬래그의 흐름을 막고, 상기 용탕을 그 아래로 통과하도록 하여 상기 방출둑에서 배출되도록 하는 분리둑과, 상기 분리둑의 상류에 배출구에 대하여 소정의 레벨로 설치되어 분리둑에 의해 막힌 슬래그를 배출하는 배출통으로 구성되고, 주로 내의 용탕과 슬래그의 레벨을 배출구의 레벨보다 높게 유지하여 용탕과 슬래그에 의하여 배출구를 계속하여 실링하면서 주로에 공급되는 원료에 의해 생성되는 용탕과 슬래그의 증가량이 배출구를 통하여 주로로부터 상기 보조로로 함께 연속적으로 흐르게 하고, 보조로에서 각각 방출둑과 배출통을 통하여 자동적으로 배출되도록 구성된 용탕과 슬래그의 연속배출장치가 제공된다. To this end, according to the above-described Japanese Patent No. 1989-305740 "Method and apparatus for continuously discharging molten metal and slag", the molten iron and slag are accommodated in the main and the main is formed on the sidewall and the main is coupled to the main through In the continuous discharge device of the molten metal and slag composed of a discharge path connected to the inside and the discharge bank installed in the auxiliary passage and having a predetermined height relative to the discharge port for discharging the molten metal, upstream of the discharge bank to the auxiliary path It is installed to block the flow of slag, and to pass through the melt below the discharge bank to discharge from the discharge bank, and the slag clogged by the separation bank installed at a predetermined level with respect to the discharge port upstream of the separation bank It is composed of a discharge vessel which discharges, and mainly maintains the level of the molten metal and slag higher than the level of the discharge port and discharged by the molten metal and the slag Continued sealing of the sphere allows the increase in the molten metal and slag produced by the feed to the main stream to flow continuously from the main to the auxiliary passage through the discharge port, and automatically discharges through the discharge bank and the discharge bin respectively in the auxiliary path. A continuous discharge device of molten metal and slag is provided.
또한, 상기한 바와 같은 종래기술의 다른 예로서, 예를 들면, 한국 등록특허 제10-0334439호(2002.04.15. 등록)에 기재된 바와 같은 "플라즈마 용융로 슬래그 배출장치"가 있다. Further, as another example of the prior art as described above, there is a "plasma melting furnace slag discharge device" as described, for example, in Korean Patent No. 10-0334439 (registered on April 15, 2002).
더 상세하게는, 상기한 등록특허 제10-0334439호의 "플라즈마 용융로 슬래그 배출장치"는, 종래, 토치에 의해 가열된 용융 슬래그는 배출구 및 출탕로의 낮은 온도 분위기로 인해 배출과정에서 급격히 냉각, 고화되며, 초기의 급격한 온도 구배로 인해 슬래그의 점도를 급상승시켜 연속배출 조업과 같은 낮은 유속의 슬래그 배출 조업시에는 연속 배출이 불가능하게 되고, 이를 위하여 버너식 가열기를 적용하면, 버너의 강력한 분사력으로 인해 슬래그 배출 흐름이 방해받고 용융 슬래그가 튀는 현상을 초래하여 배출이 불안정한 문제점을 해결하기 위해, 플라즈마 용융로의 배출구 및 출탕로 부분에서의 슬래그 고화 및 배출구 막힘 현상을 해결하고자 하는 것이다. More specifically, the above-mentioned "plasma melting furnace slag discharge device" of Patent No. 10-0334439, conventionally, the molten slag heated by the torch is rapidly cooled and solidified during the discharge process due to the low temperature atmosphere of the discharge port and the tapping furnace. Due to the rapid temperature gradient in the early stage, the viscosity of the slag rises rapidly, so that the continuous discharge is impossible in the low flow rate slag discharge operation such as continuous discharge operation. In order to solve the problem that the slag discharge flow is disturbed and the molten slag is splashed and the discharge is unstable, it is intended to solve the slag solidification and blockage of the slag at the outlet and tapping part of the plasma melting furnace.
이를 위해, 상기한 등록특허 제10-0334439호의 "플라즈마 용융로 슬래그 배출장치"는, 플라즈마 용융로의 출탕구 측에는 플라즈마 용융로의 출탕구와 출탕로의 양 측면 및 전면측에 발열체를 형성함과 동시에 전면에는 투시창을 형성한 발열체와, 상기한 발열체의 하방에 상기 발열체를 거친 슬래그가 배출되는 통로상에 연통하는 냉각통로를 형성한 플라즈마 용융로 슬래그 배출장치를 개시하고 있다. To this end, the "plasma melting furnace slag discharge device" of the Patent No. 10-0334439 described above, on the front side of the plasma melting furnace and the heating element is formed on both sides and the front side of the hot water outlet and the tapping furnace of the plasma melting furnace. Disclosed is a plasma melting furnace slag discharge device in which a heating element having a see-through window and a cooling passage communicating with a passage through which the slag passing through the heating element is discharged below the heating element are formed.
그러나 상기한 바와 같은 종래의 용융설비들에는 다음과 같은 문제점들이 있는 것이었다. However, the conventional melting facilities as described above had the following problems.
즉, 상기한 바와 같이 플라즈마 용융로를 이용하는 종래의 용융장치는, 플라즈마 용융로를 이용하여 폐기물을 용융처리시, 용융로 내에 메탈층과 슬래그층이 형성되며, 폐기물 장입량이 늘어날수록 용융로 내에는 슬래그의 양이 증가하게 되고, 용융이 완료되면 증가된 슬래그가 슬래그 배출구의 하부벽으로부터 넘쳐 흘러내리게 된다. That is, in the conventional melting apparatus using the plasma melting furnace as described above, when the waste is melted using the plasma melting furnace, a metal layer and a slag layer are formed in the melting furnace, and as the amount of waste charged increases, the amount of slag in the melting furnace increases. When the melting is complete, the increased slag will overflow from the bottom wall of the slag outlet.
이때, 슬래그 배출구는, 외부로 관통되어 있어 외부공기가 유입되므로 슬래그 배출구의 온도는 낮아지게 된다. At this time, the slag outlet is penetrated to the outside, so that the outside air flows in, the temperature of the slag outlet is lowered.
따라서 배출구에서 흘러넘치는 슬래그가 응고하게 되며, 이와 같이 응고된 슬래그에 의해 배출구의 하부벽은 더욱 높아지게 된다. Accordingly, the slag overflowing from the outlet solidifies, and the lower wall of the outlet becomes higher due to the solidified slag.
이러한 현상이 계속됨에 따라, 용융로 내에 형성된 용융 슬래그가 완전하게 배출되지 못하고 용융로 내에 계속 잔존하게 된다. As this phenomenon continues, the molten slag formed in the furnace is not completely discharged and remains in the furnace.
그럼에도 불구하고 계속해서 폐기물을 투입하게 되면, 슬래그층이 더욱 높아지게 되어 결국에는 안정된 운전을 할 수가 없게 된다. Nevertheless, if the waste is continuously added, the slag layer becomes higher, and thus, the stable operation cannot be performed eventually.
따라서 상기한 바와 같이, 대상 물질을 용융처리하는 종래의 용융설비는 슬래그가 배출되는 슬래그 배출구 주변에서 슬래그가 상온의 외부공기와 직접 접촉함으로써 쉽게 응고하여 슬래그 배출이 불가능하게 되는 문제점이 있는 것이었다. Therefore, as described above, the conventional melting equipment for melting the target material has a problem that the slag is easily solidified by direct contact with the outside air at room temperature around the slag discharge port from which the slag is discharged, thereby making it impossible to discharge the slag.
또한, 상기한 바와 같이 슬래그 배출구 주변에서 슬래그가 외부공기와 직접 접촉하여 응고함으로써 슬래그 배출이 불가능하게 되는 문제를 해결하기 위해, 슬래그 배출이 원활하게 진행되도록 배출구 주변의 온도를 올리게 되면, 배출구 주위 벽면이 고온의 분위기에 의해 쉽게 붕괴되어 버리는 문제가 발생하게 된다. In addition, in order to solve the problem that slag is impossible to be discharged by slag being directly contacted with external air and solidifying around the slag outlet as described above, when the temperature around the outlet is raised to smoothly discharge the slag, the wall around the outlet The problem of being easily collapsed by this high temperature atmosphere occurs.
따라서 상기한 바와 같은 종래의 용융설비의 문제점들을 해결하여, 슬래그 배출구 주변에서 슬래그가 응고하지 않아 슬래그 배출이 원활하게 진행되는 동시에, 배출구 주위 벽면이 고온의 분위기에 의해 쉽게 붕괴되어 버리는 문제가 발생하지 않도록 하는 슬래그 배출구 냉각장치를 구비한 용융로를 제공하는 것이 바람직하나, 아직까지 그러한 요구를 모두 만족시키는 슬래그 배출구 냉각장치를 구비한 용융로는 제공되지 못하고 있는 실정이다. Therefore, by solving the problems of the conventional melting equipment as described above, the slag is not solidified around the slag outlet, the slag discharge proceeds smoothly, and the problem that the wall around the outlet is easily collapsed by the high temperature atmosphere does not occur. It is desirable to provide a melting furnace with a slag outlet cooling device that prevents it, but it is still not possible to provide a melting furnace with a slag outlet cooling device that satisfies all such requirements.
본 발명은, 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 따라서 본 발명의 목적은, 슬래그 배출구 주변에서 슬래그가 응고하지 않아 슬래그 배출이 원활하게 진행되는 동시에, 배출구 주위 벽면이 고온의 분위기에 의해 쉽게 붕괴되어 버리는 문제가 발생하지 않도록 하는 슬래그 배출구 냉각장치를 구비한 용융로를 제공하고자 하는 것이다. The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, and the object of the present invention is that the slag does not solidify around the slag discharge port, the slag discharge proceeds smoothly, It is an object of the present invention to provide a melting furnace having a slag outlet cooling device that does not cause a problem of being easily collapsed by the slag.
즉, 본 발명은, 배출가스를 배출구 상부로 통과하도록 하여 슬래그 배출구로부터 슬래그 배출이 원활하게 하고, 아울러, 배출구 하부 벽면을 냉각함으로써 배출구 주위 벽면이 고온의 분위기에 의해 붕괴되는 것을 방지하는 슬래그 배출구 냉각장치를 구비한 용융로를 제공하고자 하는 것이다. That is, according to the present invention, the slag discharge is cooled by allowing the discharge gas to pass through the upper portion of the discharge port, thereby smoothly discharging the slag from the slag discharge port, and cooling the lower wall of the discharge port to prevent the surrounding wall of the discharge port from being collapsed by a high temperature atmosphere. It is to provide a melting furnace with an apparatus.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따르면, 폐기물과 같은 소각재를 용융처리하는 플라즈마 용융로에 있어서, 상기 용융로는, 폐기물을 상기 용융로로 투입하는 장입장치와, 장입된 폐기물을 용융하는 용융실과, 용융을 위해 열에너지를 공급하는 플라즈마 토치와, 상기 토치에 전기를 공급하는 전원장치와, 용융된 슬래그를 외부로 배출하는 슬래그 배출구와, 용융시 발생하는 산성가스 및 분진을 제거하는 가스 청정 처리장치를 포함하여 구성되고, 상기 슬래그 배출구는, 폐기물 및 대상물질의 투입이 계속되어 내부에 슬래그가 증가하면 상기 슬래그가 상기 용융실의 한쪽 벽면으로 흘러넘치도록 구성되며, 상기 용융로는, 용융시 발생하는 배출가스가 상기 배출구 상부 쪽을 통과하여 상기 가스 청정 처리장치로 들어가도록 형성함으로써, 상기 배출구의 하부 벽면에서 흘러넘치는 고온의 용융 슬래그가 응고하지 않고 유동성을 유지하여 원활하게 배출될 수 있도록 구성되며, 또한, 상기 용융로는, 상기 배출구의 하부 벽과 상기 하부 벽의 앞쪽 턱 및 아래쪽 턱이 고온에 의해 연화되어 붕괴되는 것을 방지하기 위해, 상기 배출구 하부벽 부위의 내부에 적어도 하나 이상의 냉각수 파이프를 설치하여 냉각수가 흐르도록 함으로써, 고온의 용융 슬래그로부터의 열이 벽 내부로 전달되지 못하게 차단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 슬래그 배출구 냉각장치를 구비한 용융로가 제공된다. In order to achieve the object as described above, according to the present invention, in the plasma melting furnace for melting the incineration ash, such as waste, the melting furnace, the charging device for introducing the waste into the melting furnace, and the melting of the charged waste A seal, a plasma torch for supplying thermal energy for melting, a power supply for supplying electricity to the torch, a slag outlet for discharging molten slag to the outside, and a gas cleaning treatment to remove acid gas and dust generated during melting And the slag outlet is configured such that the slag flows to one wall of the melting chamber as the slag increases as the waste and the target material continue to be introduced, and the melting furnace is generated during melting. It is formed so that the discharge gas passes through the upper side of the discharge port to enter the gas clean processing device As such, the molten hot slag overflowing from the lower wall surface of the discharge port is configured to be smoothly discharged without solidifying and maintaining fluidity. The melting furnace further includes a lower wall of the discharge port and a front jaw of the lower wall. In order to prevent the lower jaw from softening and collapsing due to high temperature, at least one cooling water pipe is installed inside the outlet bottom wall portion to allow the cooling water to flow so that heat from the hot molten slag is not transferred into the wall. Provided is a smelting furnace having a slag outlet cooling device, characterized in that it is configured to block it.
여기서, 상기 슬래그 배출구는, 상기 슬래그가 한쪽 벽 전체가 아니라 일부에서만 흘러넘치도록 구성되며, 상기 슬래그가 흘러 넘쳤을 때 상기 배출구의 하부 벽면을 타고 흐르지 않도록, 배출부위의 앞쪽 및 아래쪽의 양쪽에 돌출되도록 두껍게 턱을 형성하게 구성된 것을 특징으로 한다. Here, the slag outlet is configured such that the slag overflows only a part of the wall, not the entire one, and protrudes on both the front and the bottom of the discharge portion so that the slag does not flow through the lower wall of the outlet when the slag overflows Characterized in that to form the jaw as thick as possible.
또한, 상기 용융실의 내부는, 장축 2000mm, 단축 1200mm, 깊이 600mm의 타원형 구조로 형성되며, 용융시 상기 용융로 상부에는 용융 슬래그의 층이 형성되고 하부에는 메탈층이 형성되도록 구성된 것을 특징으로 한다. In addition, the inside of the melting chamber is formed in an elliptical structure having a long axis of 2000mm, a short axis of 1200mm, a depth of 600mm, when melting the molten slag layer is formed on the top of the melting furnace is characterized in that the metal layer is formed on the bottom.
아울러, 상기 용융로는, 슬래그에 대한 내침식성과 내부식성이 강하고 내스폴링(Spalling)성이 우수한 MgO-Cr2O3 내화물을 이용하여 구성되고, 상기 슬래그 배출구는, 고알루미나(Alumina) 내화물을 이용하도록 구성된 것을 특징으로 한다. In addition, the melting furnace is composed of MgO-Cr 2 O 3 refractory to the slag corrosion resistance and corrosion resistance and excellent spalling resistance (slag), the slag outlet, using a high alumina (Alumina) refractory It is characterized in that configured to.
여기서, 상기 슬래그 배출구의 하부 벽은 내화벽돌로 형성하며, 상기 내화벽돌을 축조시, 상기 내화벽돌에 의한 틈이 생기지 않도록 시공하여 상기 배출구 하부 벽이 장기간 유지되도록 구성된 것을 특징으로 한다. Here, the lower wall of the slag outlet is formed of a refractory brick, and when the refractory brick is built, it is constructed so as not to create a gap by the refractory brick is characterized in that configured to maintain the outlet bottom wall for a long time.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 슬래그 배출구 주변에서 슬래그가 외부공기와 직접 접촉하여 응고함으로써 슬래그 배출이 불가능하게 되며, 슬래그 배출이 원활하게 진행되도록 배출구 주변의 온도를 올리게 되면 배출구 주위 벽면이 고온의 분위기에 의해 쉽게 붕괴되어 버리는 종래의 용융설비의 문제점들을 해결하여, 배출가스를 배출구 상부로 통과하도록 하여 슬래그 배출구로부터 슬래그 배출이 원활하게 하는 동시에, 배출구 하부 벽면을 냉각함으로써 배출구 주위 벽면이 고온의 분위기에 의해 붕괴되는 것을 방지할 수 있는 슬래그 배출구 냉각장치를 구비한 용융로를 제공할 수 있다. As described above, according to the present invention, the slag discharged by the slag directly in contact with the external air in the vicinity of the slag outlet is impossible to discharge, and if the temperature around the outlet to increase the temperature of the outlet so that the slag discharge proceeds smoothly, the wall around the outlet is hot It solves the problems of the conventional melting equipment, which is easily collapsed by the atmosphere of the gas, and allows the slag discharge from the slag discharge port to be smoothly flowed through the discharge gas to the upper part of the discharge port. The melting furnace provided with the slag outlet cooling apparatus which can be prevented from collapsing by the atmosphere can be provided.
따라서 본 발명에 따르면, 용융처리시 용융실에서 슬래그 배출구를 통해 슬래그가 배출될 때 슬래그가 유동성을 유지하면서 원활하게 배출되도록 하며, 배출구 및 배출구 하부면이 파손되지 않고 견고하게 유지되도록 함으로써, 장기간 설비운전, 경제성 있는 내화물 유지 및 보수, 작업자의 안전 등을 확보할 수 있다. Therefore, according to the present invention, when the slag is discharged through the slag outlet in the molten chamber during the melt treatment, the slag is smoothly discharged while maintaining the fluidity, and the outlet and the outlet bottom surface is maintained firmly, without damage, for a long time installation Operation, economical refractory maintenance and repair, worker safety can be secured.
도 1은 본 발명에 따른 슬래그 배출구 냉각장치를 구비한 용융로의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 슬래그 배출구 냉각장치를 구비한 용융로의 조감도이다.
도 3은 본 발명에 따른 슬래그 배출구 냉각장치를 구비한 용융로에서 슬래그 배출구의 내부 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 슬래그 배출구 냉각장치를 구비한 용융로의 외부 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 1 is a view schematically showing the overall configuration of a melting furnace equipped with a slag outlet cooling apparatus according to the present invention.
2 is a bird's eye view of a melting furnace equipped with a slag outlet cooling apparatus according to the present invention.
3 is a view schematically showing the internal configuration of the slag outlet in the melting furnace having a slag outlet cooling apparatus according to the present invention.
4 is a view schematically showing an external configuration of a melting furnace having a slag outlet cooling device according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 슬래그 배출구 냉각장치를 구비한 용융로의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described a specific embodiment of the melting furnace having a slag outlet cooling apparatus according to the present invention.
여기서, 이하에 설명하는 내용은 본 발명을 실시하기 위한 실시예일 뿐이며, 본 발명은 이하에 설명하는 실시예의 내용으로만 한정되는 것은 아니라는 사실에 유념해야 한다. Here, it should be noted that the contents described below are only examples for carrying out the present invention, and the present invention is not limited to the contents of the embodiments described below.
즉, 본 발명에 따른 슬래그 배출구 냉각장치를 구비한 용융로는, 후술하는 바와 같이, 폐기물 및 대상물질을 용융처리하는 용융로의 용융실에서 폐기물 및 대상물질의 투입이 계속되어 용융로 내에 슬래그가 많아짐에 따라 슬래그가 용융실의 한쪽 벽면으로 흘러넘치도록 구성된 슬래그 배출구를 포함하는 것이다. That is, the melting furnace with a slag outlet cooling apparatus according to the present invention, as will be described later, as the input of the waste and the target material continues in the melting chamber of the melting furnace for melting the waste and the target material as the slag increases in the furnace It includes a slag outlet configured to flow the slag to one wall surface of the melting chamber.
즉, 더 상세하게는, 상기한 슬래그 배출구는, 슬래그가 한쪽 벽 전체가 아니라 일부에서만 흘러넘치도록 하며, 슬래그가 배출구에서 흘러 넘쳤을 때 하부 벽면을 타고 흐르지 않도록, 앞쪽 및 아래쪽의 양쪽이 돌출되도록 배출부위를 두껍게 하여 턱을 형성하는 것을 특징으로 한다. More specifically, the slag outlet described above allows the slag to flow over only part of the wall, not just one wall, and to protrude both the front and the bottom so that the slag does not flow down the lower wall when the slag overflows from the outlet. It is characterized by forming a jaw by thickening the discharge part.
또한, 본 발명은, 배출구 하부벽에 다수의 냉각용 파이프들을 설치함으로써 고온의 용융 슬래그가 배출구로 흘러넘칠 때 고온의 슬래그에 의해 가열된 배출구 하부 벽면이 붕괴되지 않도록 냉각하는 것을 특징으로 한다. In addition, the present invention is characterized by cooling the outlet lower wall surface heated by the hot slag when the hot molten slag flows into the outlet by installing a plurality of cooling pipes in the outlet lower wall.
아울러, 본 발명은, 슬래그가 흘러 넘치는 배출구 하부벽에 내화벽돌 축조시, 내화벽돌에 의한 틈이 생기지 않도록 시공하여 용융실의 배출구 하부 벽면이 장기간 유지되도록 한다. In addition, the present invention, when constructing the refractory brick in the outlet lower wall overflowing the slag, the construction so as not to create a gap by the refractory brick to maintain the outlet lower wall surface of the melting chamber for a long time.
더욱이, 본 발명은, 용융로에서 발생한 배출가스가 슬래그 배출구의 상부를 통과하도록 함으로써, 용융 슬래그의 온도를 유지하여 하부 벽면을 흘러넘치는 고온의 용융 슬래그가 응고하지 않고 유동성을 유지하여 원활하게 배출되도록 구성된 것을 특징으로 하는 것이다. Furthermore, the present invention is configured to allow the exhaust gas generated in the melting furnace to pass through the upper portion of the slag outlet port so that the high temperature molten slag flowing over the lower wall surface by maintaining the temperature of the molten slag does not solidify and maintains fluidity so as to discharge smoothly. It is characterized by.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 슬래그 배출구 냉각장치를 구비한 용융로의 상세한 구성에 대하여 설명한다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, with reference to drawings, the detailed structure of the melting furnace provided with the slag outlet cooling apparatus which concerns on this invention is demonstrated.
먼저, 도 1 및 도 2를 참조하면, 도 1은 본 발명에 따른 슬래그 배출구 냉각장치를 구비한 용융로가 설치된 플라즈마 용융설비(10)의 전체적인 구성을 나타내는 도면이다. First, referring to Figures 1 and 2, Figure 1 is a view showing the overall configuration of the
또한, 도 2는 도 1에 나타낸 플라즈마 용융설비(10)에서 용융로(11)의 구성을 개략적으로 나타내는 조감도이다. 2 is a bird's-eye view which shows schematically the structure of the
즉, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 소각재를 용융처리하는 플라즈마 용융설비(10)의 전체적인 구성은, 소각재를 용융하는 플라즈마 용융로(11)와, 폐기물을 플라즈마 용융로(11)로 투입하는 장입장치(미도시)와, 장입된 폐기물을 용융하는 용융실(12)과, 용융을 위해 열에너지를 공급하는 플라즈마 토치(13)와, 상기 토치(13)에 전기를 공급하는 전원장치(미도시)와, 용융된 슬래그를 용융로 외부로 배출하는 슬래그 배출장치(미도시)와, 용융시 발생하는 산성가스 및 분진을 제거하는 가스 청정 처리장치(미도시) 등을 포함하여 구성되어 있다. That is, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, the whole structure of the
여기서, 플라즈마 용융로(11)는, 소각재를 용융하는 설비로서, 전기에너지를 열에너지로 교환하여 열원을 공급하는 토치(13)와, 토치(13)에 전기에너지를 안정적으로 공급하기 위한 파워서플라이(Power Supply)(미도시)를 포함하여 구성되어 있다. Here, the
또한, 용융실(12)의 내부는, 예를 들면, 장축 2000mm, 단축 1200mm, 깊이 600mm의 타원형 구조로 형성되며, 용융시 용융로(11) 상부에는 용융 슬래그(14)의 층이 형성되고 하부에는 메탈층(15)이 형성되도록 구성된다. In addition, the inside of the
아울러, 용융로(11)의 내구 수명을 좌우하는 내화물에는, 슬래그에 대한 내침식성과 내부식성이 강하고 내스폴링(Spalling)성이 우수한 MgO-Cr2O3 내화물을 채택하였고, 가장 심하게 침식이 발생하는 슬래그 배출구(16)에는 고알루미나(Alumina) 내화물을 채택하였다. In addition, MgO-Cr 2 O 3 refractory, which has a strong corrosion resistance against slag and excellent spattering, is adopted as a refractory material that determines the durability of the melting
여기서, 슬래그 배출구(16)에서 슬래그가 흘러넘치는 배출구 하부 벽(17)에 내화벽돌 축조시, 내화벽돌에 의한 틈이 생기지 않도록 시공하여 용융실의 배출구 하부 벽(17)이 장기간 유지되도록 하는 것이 바람직하다. Here, when constructing a refractory brick in the outlet
계속해서, 상기한 바와 같이 하여 구성된 용융로(11)에서 소각재를 용융하여 슬래그를 만들기 위한 공정을 살펴보면 다음과 같다. Subsequently, the process for melting the incineration ash in the
먼저, 1차적으로 용융실(12) 바닥에 선철을 깔고 주위에 Fe-Si 합금철과 전로 슬래그를 장입하고 용해하여 초기 슬래그를 제조한다. First, pig iron is first placed on the bottom of the
이때, 선철의 산화방지와 열원 확보를 위해 코크스를 장입한다. At this time, coke is charged to prevent oxidation of pig iron and to secure a heat source.
또한, 슬래그의 용융온도는 1400±50℃ 범위에서 용융되는데, 토치(13)에서 발생하는 고온의 에너지에 의해 초기 풀(pool)이 형성되면 슬래그의 염기도에 따라 바닥재 또는 전로 슬래그를 투입하여 용융 풀(pool)을 더욱 확대시킨다. In addition, the melting temperature of the slag is melted in the range of 1400 ± 50 ℃, when the initial pool (pool) is formed by the high-temperature energy generated by the
용융 풀의 염기도, 즉, CaO/SiO2의 비는 1.0이 목표치이며, 슬래그를 건축자재로 사용하기 위한 슬래그의 강도를 나타내는 지수 CaO+MgO/SiO2의 비는 0.8~1.2가 목표치가 된다. The basicity of the molten pool, that is, the ratio of CaO / SiO 2 is 1.0, and the ratio of index CaO + MgO / SiO 2 representing the strength of slag for using slag as a building material is 0.8 to 1.2.
이상과 같이 형성된 메탈층(15) 위에 형성된 용융 슬래그(14)는 폐기물이 계속 장입됨에 따라 용융실(12) 내에 그 양이 점점 늘어나게 되며, 이때 형성되는 용융 풀이 점차 확대되면서 슬래그 배출구(16)에서 배출구의 하부벽(17)을 통해 흘러넘치게 된다. The amount of
여기서, 슬래그 배출구(16)는 외부 대기와 연결되어 있으므로, 용융로(11)에 있어서는 상대적으로 온도가 낮은 구역이 된다. Here, since the
따라서 배출구 하부벽(17)에서 흘러넘치는 오버플로우(overflow) 슬래그(18)는 쉽게 냉각되므로, 배출구 하부벽(17)을 넘지못하고 응고하거나, 또는, 범람하다가 흘러넘치는 양이 감소할 때 액상의 온도를 보존하기 어려우므로 하부벽(17)에서 응고하는 현상이 발생하게 된다. Thus, the
이를 방지하기 위해서는, 용융시 발생하는 배출가스를 슬래그가 배출되는 배출구 상부(19) 쪽으로 통과하도록 하여 가스 청정장치로 들어가도록 구조를 형성하면 용융 슬래그(14)가 원활하게 배출될 수 있게 된다. In order to prevent this, the
그러나 상기한 바와 같이 하여 슬래그의 배출이 용이하게 되면, 배출구 하부 벽(17)과 하부벽(17)의 앞쪽 턱(20) 및 아래쪽 턱(21)들은 배출구의 고온에 의해 연화되어 내화물의 결합력이 약화되므로 쉽게 파손되어 붕괴가 일어나게 된다. However, when the slag is easily discharged as described above, the
따라서 이를 방지하기 위해, 도 3에 나타낸 바와 같이, 배출구 하부벽(17) 부위의 내부에 냉각수 파이프(pipe)(30)를 3개를 설치하여 냉각수가 흐르도록 함으로써, 고온의 용융 슬래그(14)가 함유한 열량이 벽 내부로 전달되지 못하게 차단하도록 구성한다. Therefore, in order to prevent this, as shown in Figure 3, by installing three coolant pipes (30) in the interior of the lower portion of the outlet wall (17) to let the coolant flow, the hot
도 4는 상기한 바와 같이 하여 구성된 본 발명에 따른 슬래그 배출구 냉각장치가 설치된 용융로의 외부 구성도를 나타내고 있다. 4 shows an external configuration diagram of a melting furnace in which a slag outlet cooling apparatus according to the present invention configured as described above is installed.
따라서 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기한 바와 같은 구성을 통하여 본 발명에 따른 슬래그 배출구 냉각장치를 구비한 용융로를 이용하여 소각재를 용융처리하는 플라즈마 용융설비를 구성할 수 있다. Therefore, as shown in Figure 4, it is possible to configure a plasma melting facility for melting the incineration ash using a melting furnace having a slag outlet cooling apparatus according to the present invention through the configuration as described above.
또한, 그것에 의해, 슬래그 배출구 주변에서 슬래그가 외부공기와 직접 접촉하여 응고함으로써 슬래그 배출이 불가능하게 되거나, 배출구 주위 벽면이 고온의 분위기에 의해 쉽게 붕괴되어 버리는 종래의 용융설비의 문제점들을 해결할 수 있다. In addition, it is possible to solve the problems of the conventional melting equipment, in which slag discharge is impossible by slag being directly contacted with external air and solidified around the slag outlet, or the wall around the outlet is easily collapsed by a high temperature atmosphere.
즉, 상기한 바와 같은 본 발명의 구성에 따르면, 배출가스를 배출구 상부로 통과하도록 하여 슬래그 배출구로부터 슬래그 배출이 원활하게 하는 동시에, 슬래그 배출구 냉각장치를 설치하여 배출구 하부 벽면을 냉각함으로써 배출구 주위 벽면이 고온의 분위기에 의해 붕괴되는 것을 방지할 수 있다. That is, according to the configuration of the present invention as described above, the slag discharge from the slag discharge port to facilitate the discharge gas to pass through the discharge port at the same time, while the slag discharge port cooling device is installed to cool the discharge outlet lower wall surface wall around the discharge port Disintegration by a high temperature atmosphere can be prevented.
따라서 본 발명에 따르면, 슬래그 배출구를 통해 슬래그가 배출될 때 슬래그가 유동성을 유지하면서 원활하게 배출되도록 하는 동시에, 배출구 및 배출구 하부면이 파손되지 않고 견고하게 유지되도록 함으로써, 장기간 설비운전, 경제성 있는 내화물 유지 및 보수, 작업자의 안전 등을 확보할 수 있다. Therefore, according to the present invention, when the slag is discharged through the slag outlet, the slag is smoothly discharged while maintaining fluidity, and at the same time, the outlet and the outlet bottom surface are maintained firmly without breakage, thereby ensuring long term operation and economical refractory. Maintenance and repair and worker safety can be secured.
이상, 상기한 바와 같은 본 발명의 실시예를 통하여 본 발명에 따른 슬래그 배출구 냉각장치를 구비한 용융로의 상세한 내용에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 기재된 내용으로만 한정되는 것은 아니며, 따라서 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 설계상의 필요 및 기타 다양한 요인에 따라 여러 가지 수정, 변경, 결합 및 대체 등이 가능한 것임은 당연한 일이라 하겠다. As described above, the details of the melting furnace equipped with the slag outlet cooling apparatus according to the present invention through the embodiments of the present invention as described above, but the present invention is not limited to the contents described in the above embodiments, Therefore, it is a matter of course that various modifications, changes, combinations and substitutions may be made by those skilled in the art according to design needs and various other factors by those skilled in the art.
10. 용융설비 11. 용융로
12. 용융실 13. 플라즈마 토치
14. 용융 슬래그 15. 메탈층
16. 슬래그 배출구 17. 슬래그 배출구의 하부 벽
18. 오버플로우 슬래그 19. 배출구 상부
20. 배출구 벽면에서 앞쪽 턱 21. 배출구 벽면에서 아래쪽 턱
30. 냉각수 파이프 10.
12. Melting
14.
16.
18.
20. Front jaw at
30. Coolant Pipe
Claims (5)
폐기물을 상기 용융로로 투입하는 장입장치;
장입된 폐기물을 용융하는 용융실;
용융을 위해 열에너지를 공급하는 플라즈마 토치;
상기 토치에 전기를 공급하는 전원장치;
폐기물 및 대상물질의 투입이 계속되어 내부에 슬래그가 증가하면 상기 슬래그가 상기 용융실의 한쪽 벽면의 일부에서만 흘러넘치도록 구성되고, 상기 슬래그가 흘러 넘쳤을 때 하부의 벽면을 타고 흐르지 않도록 배출부위의 앞쪽 및 아래쪽의 양쪽에 돌출되도록 턱이 형성되어 용융된 슬래그를 외부로 배출하는 슬래그 배출구;
용융시 발생하는 산성가스 및 분진을 제거하기 위해, 용융시 발생하는 배출가스가 상기 슬래그 배출구의 상부 쪽을 통과하여 유입됨으로써 상기 슬래그 배출구의 하부 벽면에서 흘러넘치는 고온의 용융 슬래그가 응고하지 않고 유동성을 유지하여 원활하게 배출될 수 있도록 구성되는 가스 청정 처리장치; 및
상기 슬래그 배출구의 하부 벽과 상기 하부 벽의 앞쪽 턱 및 아래쪽 턱이 고온에 의해 연화되어 붕괴되는 것을 방지하기 위해, 상기 배출구 하부벽 부위의 내부에 설치되어 냉각수가 흐르도록 함으로써 고온의 용융 슬래그로부터의 열이 벽 내부로 전달되는 것을 차단하기 위한 적어도 하나 이상의 냉각수 파이프를 포함하여 구성되고,
상기 용융로는, MgO-Cr2O3 내화물을 이용하여 구성되며,
상기 슬래그 배출구는, 고알루미나(Alumina) 내화물을 이용하여 구성되고,
상기 슬래그 배출구의 하부 벽은 내화벽돌로 형성되는 것을 특징으로 하는 슬래그 배출구 냉각장치를 구비한 용융로.
In the plasma melting furnace for melting the incineration ash containing waste,
A charging device for injecting waste into the melting furnace;
A melting chamber for melting charged waste;
A plasma torch for supplying thermal energy for melting;
A power supply for supplying electricity to the torch;
If the slag increases inside the waste and the target materials, the slag flows only on a part of one wall surface of the melting chamber, and when the slag overflows, the slag does not flow on the lower wall surface. A slag discharge port configured to protrude on both the front and the bottom thereof to discharge molten slag to the outside;
In order to remove the acid gas and dust generated during melting, the exhaust gas generated during melting flows through the upper side of the slag outlet so that the hot molten slag flowing from the lower wall of the slag outlet does not solidify and flows. A gas clean processing device configured to maintain and discharge smoothly; And
In order to prevent the lower wall of the slag outlet and the front jaw and the lower jaw of the lower wall from softening and collapsing due to high temperature, they are installed inside the outlet lower wall portion to allow cooling water to flow from the hot molten slag. At least one coolant pipe for preventing heat from being transferred into the wall,
The melting furnace is composed of MgO-Cr 2 O 3 refractory,
The slag outlet is composed of a high alumina (Alumina) refractory,
And a lower wall of the slag outlet is formed of a refractory brick.
상기 용융실의 내부는, 장축 2000mm, 단축 1200mm, 깊이 600mm의 타원형 구조로 형성되며, 용융시 상기 용융로 상부에는 용융 슬래그의 층이 형성되고 하부에는 메탈층이 형성되도록 구성된 것을 특징으로 하는 슬래그 배출구 냉각장치를 구비한 용융로. The method of claim 1,
The inside of the melting chamber is formed of an oval structure having a long axis of 2000mm, a short axis of 1200mm, a depth of 600mm, during melting, the slag outlet cooling is characterized in that a layer of molten slag is formed on the top of the melting furnace and a metal layer is formed on the bottom Melting furnace with a device.
상기 내화벽돌로 축조시, 상기 내화벽돌에 의한 틈이 생기지 않도록 시공하여 상기 배출구 하부 벽이 장기간 유지되도록 구성된 것을 특징으로 하는 슬래그 배출구 냉각장치를 구비한 용융로.
The method of claim 1,
Melting furnace equipped with a slag outlet cooling device, characterized in that when the construction of the refractory brick is constructed so as not to create a gap by the refractory brick to maintain the outlet lower wall for a long time.
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