(57)【要約】      （修正有）【課題】スラグ層上層の空隙、受容器フランジ部、モールドの上面・上部内面に付着した固化物を確実に除去して、受容器をモールドから容易に抜き出すことを可能にする前処理装置を提供する。【解決手段】  加振力によりスラグ層を平坦にするスラグノッカ１と、モールド上面に付着した固化物を剥離するモールド上面ノッカ２と、モールド上部内面、受容器フランジ面・胴部内面に倣って移動させることにより、機械的衝撃によりモールド上部内面、受容器フランジ面・胴部内面に付着した固化物を破砕・剥離・除去するモールド内面衝撃クリーナ３と、モールド上面ノッカ２で剥離させた固化物を除去する電動回転ブラシからなるモールド上面クリーナ４と、モールド内面衝撃クリーナー３で破砕した受容器上面の固化物を除去する電動回転ブラシからなる受容器上面クリーナ５とを組み合わせた溶融固化体の抜き取り前処理装置。【選択図】図１
2008215850.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モールド内に設置された受容器内に炉から排出された溶融物を導入し冷却固化させた後、受容器と一体となった固化体をモールドから抜き取る際に用いられる溶融固化体の抜き取り前処理装置であって、
加振力により溶融固化体スラグ層上部の空隙を押し潰して、スラグ層を平坦にするスラグノッカ（１）と、
先端に突起の付いた治具を回転カムにより加振させて、モールド上面に付着した固化物を剥離するモールド上面ノッカ（２）と、
先端に複数のチェーン、ワイヤー等を取り付けた軸を回転させながら、モールド上部内面、受容器フランジ面・胴部内面に倣って移動させることにより、機械的衝撃によりモールド上部内面、受容器フランジ面・胴部内面に付着した固化物を破砕・剥離・除去するモールド内面衝撃クリーナ（３）と、
モールド上面ノッカ（２）で剥離させた固化物を除去する電動回転ブラシからなるモールド上面クリーナ（４）と、
モールド内面衝撃クリーナー（３）で破砕した受容器上面の固化物を除去する電動回転ブラシからなる受容器上面クリーナ（５）
とを組み合わせた溶融固化体の抜き取り前処理装置。
【請求項２】
溶融物が放射性雑固体廃棄物を含むものである請求項１記載の溶融固化体の抜き取り前処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融炉から排出された高温の溶融物をモールド（鋳型）内に導入して冷却固化させた固化体（本願ではこれを「溶融固化体」と称す）を、モールドから抜き取る際の前処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種の無機物、金属及び有機物を含む廃棄物、例えば原子力発電所などから発生する放射性雑固体廃棄物の最終処理法（減容処理）として焼却溶融処理が行われる。このような目的の放射性雑固体廃棄物の焼却溶融処理装置としては各種のものが知られている。何れの処理装置においても、加熱による溶融処理後、炉本体の底部に形成された排出口より、溶融物を自重により排出して容器に払い出すのが一般的である。このような溶融物を払い出す際、高温の溶融物をモールド（鋳型）に直接導入すると溶融物がモールドと融合固着して溶融固化体の抜き取りが難しい。また、抜き取ることが出きても抜き取りの際にスラグ層が破損したり、スラグ層と金属層との界面が分断したりするため、取扱いが困難になるという欠点がある。このため、モールド内に受容器を設置し、その中に溶融物を導入し冷却固化させた後、受容器と一体となった固化体をモールドから抜き取ることが一般に行われている（特許文献１、２）。従来、このようにして作成された固化体は、抜き取り前に特別な処理はせずに受容器ごとモールドから抜き取るのが一般的であった。
【０００３】
一方、溶融物を排出する時に、溶融物が受容器の容積を超えて設備周囲に溢れる（オーバーフロー）トラブルを避けるために、モールドは受容器より上部に溢れた溶融物を保持する空間を設けたもの（つまりモールドの深さは受容器の高さより深いもの）とする必要がある。
【０００４】
受容器内に導入された溶融物（溶湯）は、密度差によって下部の金属層、上部のスラグ層に分離するが、冷却される過程で溶融処理中に高温の溶融金属中に溶け込んでいた窒素ガスが溶解度の低下に伴って放出される。その結果、放出された窒素ガスは、金属層中を上昇してスラグ層に達し、スラグ層を盛り上がらせ、内部に気泡が残存した状態でスラグ層が凝固したり、溶融物が受容器から溢れて受容器フランジ部、モールドの上面・上部内面に付着してしまう現象が発生することがある（特許文献３、非特許文献１、２）。
【０００５】
更に、溶融物をモールド内に設置された受容器に導入する際、排出時の特性（排出最終段階で流量が低減し環状の排出流になると溶湯の表面張力により周方向に溶湯が引かれて周囲に飛散したり、あるいは排出ノズルを伝わって溶湯が飛散することがある）により、あるいは排出機構の特性（回転炉の回転制御により溶融物の排出制御を行う炉形式では、排出される溶融物に炉の回転による遠心力が働き周囲に飛散する）により、溶融物が受容器内に全量排出されず、溶融物の一部が飛散して受容器フランジ部、モールドの上面・上部内面に付着してしまうことがある。また、受容器内に排出された溶融物でも受容器の底或いは先に受容器に排出された溶融物に衝突して跳ね返り、飛沫となって受容器フランジ部、モールドの上面・上部内面に付着することがある。
【０００６】
これらの現象により内部に気泡が残存した状態でスラグ層が凝固することでスラグ層の見掛け密度が低下し、減容効果が低下する。また、受容器フランジ部、モールドの上面・上部内面にスラグが付着した状態は、受容器をモールドから抜き出す際の障害となり、ひどい場合には抜き出すことが実質的に困難となることもあった。
【特許文献１】特開２００１−２２８２９４号公報
【特許文献２】特開平９−９００９６号公報
【特許文献３】特開２００４−１８４３５８号公報
【非特許文献１】「充填固化体の標準的な製作方法」、平成１７年３月改訂３、北海道電力外９社
【非特許文献２】「プラズマ溶融固化体に係る廃棄確認方法について」、JNES-SSレポート、４０５、２００５年４月、独立行政法人原子力安全基盤機構規格基準部
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のようなスラグ層内部に気泡が残存する問題については、特許文献３にて気泡生成阻止剤を添加することが提案されているが、その効果は必ずしも十分とはいえなかった。また、溶融物をモールド内に設置された受容器に導入する際の飛散の問題については、溶融物の排出経路にガイドを設置したりすることが考えられるが、完全に飛散の防止を図るのは困難である。従って、付着し固化した固化物（スラグ・金属等）は、人力等により除去することが考えられるが、効率良く完全に除去するのは困難である。また、原子力発電所などから発生する放射性雑固体廃棄物を溶融処理する場合には、溶融物や固化物に放射性物質含まれるため、人力で作業をすることは、放射線被ばくを避ける観点から好ましくない。
【０００８】
本発明はかかる問題を解決し、スラグ層上層の空隙、受容器フランジ部、モールドの上面・上部内面に付着した固化物を確実に除去して、受容器をモールドから容易に抜き出すことを可能にする前処理装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、特定のノッカとクリーナーを複数組み合わせた前処理装置により、自動的且つ確実にスラグ層上層の空隙と付着した固化物を除去することが可能であり、長期にわたり受容器をモールドから容易に抜き出すことを可能にできることを見出し、本発明を完成した。
【００１０】
即ち本発明は、モールド内に設置された受容器内に炉から排出された溶融物を導入し冷却固化させた後、受容器と一体となった固化体をモールドから抜き取る際に用いられる溶融固化体の抜き取り前処理装置であって、
加振力により溶融固化体スラグ層上部の空隙を押し潰して、スラグ層を平坦にするスラグノッカ（１）と、
先端に突起の付いた治具を回転カムにより加振させて、モールド上面に付着した固化物を剥離するモールド上面ノッカ（２）と、
先端に複数のチェーン、ワイヤー等を取り付けた軸を回転させながら、モールド上部内面、受容器フランジ面・胴部内面に倣って移動させることにより、機械的衝撃によりモールド上部内面、受容器フランジ面・胴部内面に付着した固化物を破砕・剥離・除去するモールド内面衝撃クリーナ（３）と、
モールド上面ノッカ（２）で剥離させた固化物を除去する電動回転ブラシからなるモールド上面クリーナ（４）と、
モールド内面衝撃クリーナー（３）で破砕した受容器上面の固化物を除去する電動回転ブラシからなる受容器上面クリーナ（５）
とを組み合わせた溶融固化体の抜き取り前処理装置である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施の形態を図１〜３に基づいて以下に説明する。
【００１２】
図３は、モールド内に設置された受容器内に炉から排出された溶融物を導入し冷却固化させる状態を示す略示断面図である。
【００１３】
前述の通り、受容器６内に導入された溶融物（溶湯）は、密度差によって下部の金属層７、上部のスラグ層８に分離するが、冷却される過程で溶融処理中に高温の溶融金属中に溶け込んでいた窒素ガスが溶解度の低下に伴って放出され、スラグ層を盛り上がらせ、内部に気泡９が残存した状態でスラグ層が凝固したり、溶融物が受容器から溢れて受容器フランジ部１０、モールド１１の上面１２・上部内面１３に付着してしまうことがある。
【００１４】
更に、溶融物をモールド内に設置された受容器に導入する際の飛散により、溶融物が受容器フランジ部、モールドの上面・上部内面に付着してしまうことがある。
【００１５】
スラグ層内部に気泡が残存する問題については、気泡生成阻止剤を添加する方法等により改善することは可能であるが、完全な発生防止は困難である。
【００１６】
また、溶融物をモールド内に設置された受容器に導入する際の飛散については、完全に飛散の防止を図るのは困難である。
【００１７】
従って、スラグ層上層の空隙と付着したスラグは、人力あるいは処理装置等により除去することが考えられるが、効率良く完全に除去するのは困難である。即ち、飛散した溶融物・スラグには酸化鉄等が含まれ、硬く固結しているため、人力では適当な治具を用いても非常に手間がかかる。更に、飛散物の付着形態は、場所により厚く付着する部分やそうでない部分、硬く付着する部分やそうでない部分など様々であり、通常考えられるカッターのようなものでの除去は付着部分での状態変化に対応することができず、上手く機能しない（完全に除去できなかったり、噛み込んで機能停止するなど）。
【００１８】
本発明はこのような問題を解決し、自動的且つ確実に付着した固化物を除去するものである。
【００１９】
本発明の抜き取り前処理装置は、スラグノッカ（１）、モールド上面ノッカ（２）、モールド内面衝撃クリーナ（３）、モールド上面クリーナ（４）、受容器上面クリーナ（５）とから構成される。
【００２０】
本発明による処理の手順は特に限定されないが、（１）〜（５）の順に行うのが作業効率の点で好ましい。即ち、スラグノッカ（１）で溶融固化体スラグ層の空隙を潰し、モールド上面ノッカ（２）とモールド内面衝撃クリーナ（３）で、モールド上面、モールド上部内面（通常はコニカル形状である）、受容器フランジ面・胴部内面の固化を剥離し、最後にモールド上面クリーナ（４）と受容器上面クリーナ（５）で、モールド上面、モールド上部内面、受容器フランジ面・胴部内面に残った剥離片を除去する（剥離片を受容器に落とす）のが望ましい。
【００２１】
（１）〜（５）の処理では、モールドを低速（0.1〜10rpm程度、好ましくは0.3〜３rpm程度）で回転させながら行うのが好ましい。モールドを回転させることにより、（１）〜（５）のノッカ、クリーナは周方向に移動させなくてよい。
【００２２】
図２は、スラグノッカ（１）とモールド内面衝撃クリーナ（３）の稼働状況を示す図、図３は、モールド上面ノッカ（２）とモールド上面クリーナ（４）と受容器上面クリーナ（５）の稼働状況を示す図である。
【００２３】
図２に示すように、スラグノッカ（１）は加振力により溶融固化体スラグ層上部の空隙を押し潰し平坦にする機能を有するものであり、例えば、適当な円板状治具等を上下させ、空隙を押し潰す機構を有するものであれば、特に装置構成は制限されない。また、モールド内面衝撃クリーナ（３）は、先端に複数のチェーン、ワイヤー（３−１）等を取り付けた軸（３−２）を回転させながら、モールド上部内面、受容器フランジ面・胴部内面に倣って移動させることにより、機械的衝撃によりモールド上部内面、受容器フランジ面・胴部内面に付着したスラグ、金属を破砕・剥離・除去するものである。モールド上部内面、受容器フランジ面・胴部内面の固化物は、つらら状になったり、厚く付着したり薄く付着する箇所があるなど、その付着状態は千差万別であり、前述の通り、カッター等による一律な除去は困難である。本発明では、このようなチェーン、ワイヤー等の回転による機械的衝撃により固化物を破砕・剥離するものである。
【００２４】
モールド内面衝撃クリーナ（３）は、適当な長さを有する複数のチェーンを取り付けた軸を、比較的高速（500〜5000rpm程度、好ましくは1000〜1200rpm程度）で回転させ、チェーン、ワイヤー等の打撃による衝撃で固化物の破砕・剥離を図るものである。
【００２５】
次に、図３に示すように、モールド上面ノッカ（２）は、先端に設けられる突起の付いた治具（２−１）を回転カムにより加振させて、モールド上面に付着したスラグを剥離するものである。適当な加振力によりモールド上面に付着したスラグを剥離できる構造であれば、突起物の形状・大きさ等は特に制限されない。
【００２６】
モールド上面クリーナ（４）、受容器上面クリーナ（５）は、それぞれ適当な電動回転ブラシからなり、モールド上面クリーナー（４）はモールド上面ノッカ（２）で剥離させた固化物を、受容器上面クリーナー（５）はモールド内面衝撃クリーナー（３）で破砕した受容器上面の固化物を除去（残った剥離片を受容器に落とす）する機能を有するものである。
【００２７】
（１）〜（５）のノッカ、クリーナを移動させるには、エアシリンダ、電動シリンダ等の公知の手段を用いることができる。
【００２８】
（１）〜（５）を用いた処理工程は、通常２０分程度で完了する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】スラグノッカ（１）とモールド内面衝撃クリーナ（３）の稼働状況を示す図である。
【図２】モールド上面ノッカ（２）とモールド上面クリーナ（４）と受容器上面クリーナ（５）の稼働状況を示す図である。
【図３】モールド内に設置された受容器内に炉から排出された溶融物を導入し冷却固化させる状態を示す略示断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１    スラグノッカ
２    モールド上面ノッカ
３    モールド内面衝撃クリーナ
４    モールド上面クリーナ
５    受容器上面クリーナ
６    受容器
７    金属層
８    スラグ層
９    空隙（気泡）
１０  受容器フランジ部
１１  モールド
１２  モールドの上面
１３  モールドの上部内面
【図１】
2008215850.tif 000003
【図２】
2008215850.tif 000004
【図３】
2008215850.tif 000005