(57)【要約】【課題】  より容易に施工が出来、天井部の落下のない、安価な天井部を形成できる天上部構造を提供する。【解決手段】  鉄枠に不定形耐火物を埋め込んだものを１３００°Ｃ以上、例えば１４００°Ｃから１５００°Ｃの雰囲気に位置する天井部に配置し、落下が無く、寿命の長い天井部を形成する炉の天井部構造。この天井部構造を、例えば反射炉内や産業廃棄物中間処理に使用される炉内に設けることができる。例えば、鉄枠に不定形耐火物を埋め込んだものを横に６〜１２列、縦に１〜４列配置する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄枠に不定形耐火物を埋め込んだものを１３００°Ｃ以上の雰囲気に位置する天井部に配置し、落下が無く、寿命の長い天井部を形成することを特徴とする炉の天井部構造。
【請求項２】
請求項１の雰囲気が１４００°Ｃから１５００°Ｃの炉であることを特徴とする炉の天井部構造。
【請求項３】
請求項１〜２記載の天井部構造が反射炉内に設けられていることを特徴とする炉の天井部構造。
【請求項４】
請求項１〜３記載の天井部構造が、産業廃棄物中間処理に使用される炉内に設けられていることを特徴とする炉の天井部構造。
【請求項５】
請求項１〜４記載の天井部構造において、鉄枠に不定形耐火物を埋め込んだものを横に６〜１２列、縦に１〜４列配置することを特徴とする炉の天井部構造。
【請求項６】
請求項１から５の何れか一項記載の天井部構造を有する炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は炉の天井部構造に関し、より詳細には、簡便に設置でき、寿命の長い構造を実現する技術に関する。特に、本発明は産業廃棄物処理用の反射炉に於いて好適に利用されるものである。
【背景技術】
【０００２】
通常炉に於いて、天井部は、耐火物により形成される。耐火物は、通常耐火レンガを出来るだけ大きく使用し、耐火物の目地部の比率を減少せしめる。
この天井構造であると一定日数経過した時点で天井部が落下し、炉の操業が継続して行えない問題が生じていた。
【０００３】
又更に別の態様としては、例えば特許第２７８１３５３号公報「工業窯炉用プレハブブロックの施工方法および装置」（特許文献１）の如く、反射炉等の天井部を不定形ブロックにより施行している。しかしながら前記ブロックは、内壁部は、セラミックファイバベニアリングを用い、天上部は、鉄皮としている態様である。
【０００４】
上記の態様では、コストがかかるばかりでなく、セラミックベニアリングを施行する分煩雑な施工となっている。
【０００５】
【特許文献１】特許第２７８１３５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明者等は、より容易に施工が出来、天井部の落下のない、安価な天井部を形成できる天上部構造を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記課題を解決するために、以下のように構成される。
（１）鉄枠に不定形耐火物を埋め込んだものを１３００°Ｃ以上の雰囲気に位置する天井部に配置し、落下が無く、寿命の長い天井部を形成する炉の天井部構造。
（２）上記（１）の雰囲気が１４００°Ｃから１５００°Ｃ炉である炉の天井部構造。
【０００８】
（３）上記（１）〜（２）記載の天井部構造が反射炉内に設けられている炉の天井部構造。
（４）上記（１）〜（３）記載の天井部構造が産業廃棄物中間処理に使用される炉内に設けられている炉の天井部構造。
（５）上記（１）〜（４）記載の炉の天井部構造において、鉄枠に不定形耐火物を埋め込んだものを横に６〜１２列、縦に１〜４列配置する炉の天井部構造。
（６）上記（１）〜（５）記載の天井部構造を有する炉。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように本発明を実施することにより、以下の効果を得ることが出来る。
（１）鉄枠に不定形耐火物を埋め込んだものを使用したことにより１３００°Ｃ以上の温度により鉄が耐火物に含浸し、さらに揮発物が接着剤となり鉄枠同士の接着性が高まり、天井落下の無い天井構造を得ることが出来
る。
【００１０】
（２）耐火物レンガに比べ大きい断面積を得ることが出来、目地が少なく天井落下の少ない天井構造えることができる。
【００１１】
（３）鉄枠同士の目地の部分を塞ぐことなく開放状態にしているため揮発物が鉄枠の目地に入りやすく、接着性を高める要因になる。このため落下の少ない天井構造を形成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の対象となる炉は、１３００°Ｃ以上の高温（例えば１４００°Ｃから１５００°Ｃ）を有する雰囲気を有する炉に適用される。高温部を有することで、天井部の耐火物が膨張し、天井部の一部が落下し易くなるためである。また、高温であると鉄製枠の鉄が不定形耐火物に含浸し、接着性が高まり、天井落下防止に繋がるため好ましい。
【００１３】
更に揮発物の多く発生する炉において、より好ましく適用される。揮発物の量は、例えば５０〜１００ｇ／ｍ３分位であることが好ましい。揮発物の多い炉であると該揮発物や揮発後酸化したものが反応し更に化合物を生成することにより接着剤的機能を有し、鉄枠同士を接着し、固着する現象を見出したためである。
【００１４】
炉は例えば、産業廃棄物処理炉の反射炉、製錬炉等である。
揮発物は、塩化物例えば塩化亜鉛、塩化鉛、塩化ナトリウム、塩化鉄、塩化銅、塩化バリウム、塩化カルシウム等、フッ化物例えばフッ化亜鉛、フッ化カルシウム、フッ化鉛、フッ化ナトリウム、フッ化カルシウム、フッ化カリウム、フッ化銅等である。塩素及びフッ素は加熱によりガス化し、残った酸化物が反応し固着していると考える。
例えば、塩化鉄は高温で塩素が揮発し酸化鉄が残る。この酸化物が炉内から飛散して付着した珪酸や酸化カルシウムと混合溶融することもある。
【００１５】
耐火物は、不定形耐火物を使用する。これは、容易に成形可能だからである。不定形耐火物の組成は特に限定しないが、例えば主成分は酸化アルミニウム、酸化ケイ素、炭化珪素、酸化クロムである。不定形耐火物は、鉄枠に埋め込まれる。
【００１６】
鉄枠は、縦３００〜５００ｍｍ、横６００〜８００ｍｍ、高さ（厚さ）２００〜４００ｍｍの大きさに形成される。余り大きすぎても施工し難いためである。又余りに小さすぎても運搬回数等が増えるばかりとなり、好ましくないためである。ただ、耐火煉瓦に比較すると約１５〜２０枚分と多くの枚数を扱うことなく施工が簡便である。
【００１７】
また、耐火物レンガに比べると目地の１／５〜１／３に減少できる。目地が少ないほど耐火物の多面加熱を抑制でき、落下の危険性が少なく好ましい。鉄枠の鉄板は、ＳＳ等である。鉄板の厚さは、2〜3ｍｍが好ましい。これは、ある程度の強度が必要のためである。
【００１８】
不定形耐火物は、一つの鉄枠内に３〜６本の鉄製の吊棒を配置し、埋め込められる。該吊棒により所定の個所に吊られ、天井部が形成される。また単に吊るすのみである為容易に施工が出来る。鉄棒は、１０〜２０ｍｍ直径のものが好ましい。ある程度の強度が必要のためである。
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１（Ａ）に、本発明を適用した反射炉の平面図を示す。また図１（Ｂ）には、前記炉の断面図を示す。入口側１から廃棄物を投入し、排ガスが天井部２を経由し、出口側３に排出される。天井部２に、図２Ａ、２Ｂに示す本発明の鉄枠ボックス１０に不定形耐火物３０を埋め込んだブロック状の天上部構造を配置している。
【００２１】
天上部２は、１４００°Ｃの高温の雰囲気にさらされる。また、廃棄物から揮発された塩化亜鉛、塩化鉛等揮発物に曝される。この揮発物が、鉄枠ボックス１０の相接する部分に侵入し、鉄枠同士の接着効果をもたらす。これにより天井の落下防止に寄与することになる。
廃棄物は、排水汚泥、中和残渣、焼却灰、煤塵、ガラス・陶磁器屑、鉱滓等であり、投入比率は排水汚泥、中和残渣60vol％、焼却灰、煤塵２５vol％、ガラス・陶磁器屑、鉱滓１5vol％等である。
ここでの揮発物量は、８０ｇ／Ｎｍ３であった。主な組成の比率は、塩化亜鉛30mass%、塩化鉛25mass%であった。
【００２２】
また、天上部２は、上述したように高温に曝されるため鉄枠が、不定形耐火物に含浸し、不定形耐火物３０と鉄枠の接着性が高まり天井落下を防止する効果を有する。
【００２３】
不定形耐火物３０を収容する鉄枠ボックス１０は、ＳＳを使用した。前記ＳＳ板は、２．２ｍｍの物を使用した。鉄枠は、縦４５０ｍｍ、横７２０ｍｍ、高さ３００ｍｍの物を作成し、不定形耐火物３０を埋め込んだ。３０個の鉄枠ボックス１０に埋め込んだ不定形耐火物３０を、炉の上部に配置された鉄枠１０に固定された複数の吊り棒２０を用いて吊り下げ配置した。上記鉄枠ボックス１０は例えば横に６〜１２列、縦に１〜４列配置される。
【００２４】
不定形耐火物３０は、（株）ウタイ製の物を用いた。主な組成は、Ａｌ２Ｏ３  ９４mass％、ＳｉＯ２１mass％、Ｃｒ２Ｏ３３mass％である。
【００２５】
図２Ａに示すように、鉄枠ボックス１０には吊り棒２０を６本配置し、不定形耐火物３０を埋め込んだ。埋め込まれた状態を図２Ｂに示す。吊り棒２０の直径は１４ｍｍの物を使用した。
【００２６】
操業を６ヶ月継続したが、落下しやすかった天井部２の部分は、全く落下することなく却って、強固に鉄枠同士および不定形耐火物３０と鉄枠１０が強固に接着された状態であった。その状態を図３に示す。
【００２７】
これにより、従来３ヶ月連続操業により天井部が落下するレンガ施工に比べ遥かに安定操業が可能となった。
【００２８】
従来の操業に於いて、天井部が落下した後の状態を図４に示す。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】（Ａ）本発明を適用した反射炉の平面図、（Ｂ）本発明を適用した反射炉の断面図である。
【図２Ａ】本発明の不定形耐火物用の鉄板ボックスを示す図である。
【図２Ｂ】本発明の不定形耐火物を鉄板ボックスに埋め込んだ状態を示す図である。
【図３】本発明の不定形耐火物を鉄板ボックスに埋め込んだものを６ヶ月使用した後の状態を示す。
【図４】従来のレンガ製天井部の３ヶ月使用した後の状態を示す。
【符号の説明】
【００３０】
１  反射炉の入口部
２  鉄枠ボックスを吊り下げた天井部
３  反射炉の出口部
１０  鉄枠
２０  吊り棒
３０  不燃耐火物
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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