(57)【要約】【課題】被溶融物を確実に溶融させ、かつ溶融スラグを能率良く排出することにある。【解決手段】内部を加熱するバーナ（加熱手段）５１を設け、炉床面２１の基端側に被溶融物Ａを投入する投入口３１を設けるとともに先端側に溶融スラグＢの排出口７を設けてなり、炉床面２１を、下方への傾斜角度が基端部から先端部に向けて漸次または段階的に大きくなるように構成したものである。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を加熱する加熱手段が設けられ、炉床面の基端側に焼却灰を主体とする被溶融物が投入される投入口が設けられているとともに先端側に溶融スラグの排出口が設けられた溶融炉であって、
上記炉床面は、下方への傾斜角度が基端部から先端部に向けて漸次または段階的に大きくなるように形成されていることを特徴とする溶融炉。
【請求項２】
上記炉床面は、基端部から先端部に向けて順次配置された第１傾斜平面部および第２傾斜平面部を備えており、
上記第１傾斜平面部は、水平方向に対して５〜１５度の何れかの傾斜角度に形成され、
上記第２傾斜平面部は、水平方向に対して１７〜３０度の何れかの傾斜角度に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の溶融炉。
【請求項３】
上記炉床面は、基端部から先端部に向かう方向の両側の側部に対してその側部間の中央部が低く形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の溶融炉。
【請求項４】
上記炉床面の先端部には、上記溶融スラグを上記排出口に排出する湯口部が設けられており、
上記湯口部の基端部は、上記炉床面の先端部に対して高く突出してなる堰を構成し、
上記湯口部の上面は、基端部から先端部に向けて漸次低く形成され、かつ基端部から先端部に向かう方向の両側の側部に対してその側部間の中央部が低く形成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の溶融炉。
【請求項５】
上記湯口部の下面は、先端部が基端部に対して低く形成され、かつ基端部から先端部に向かう方向の両側の側部に対してその側部間の中央部が低く形成されていることを特徴とする請求項４に記載の溶融炉。
【請求項６】
上記投入口は、当該投入口を介して上記被溶融物を上記炉床面側に押し込むプッシャの上方に１００〜３００ｍｍの大きさの開口を有していることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の溶融炉。
【請求項７】
上記炉床面の基端部に設けられた上記投入口を有する基端壁の内面と、上記炉床面の側部に設けられた側壁の内面とが交わる隅部であって、当該隅部に沿う上記投入口の縁部より上記側壁側の角隅部に、上記被溶融物の滞留を防止する滞留防止壁部を設けたことを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の溶融炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、焼却灰を主体とする被溶融物を溶融処理する溶融炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】
都市ごみ等の一般廃棄物や産業廃棄物は、これまで埋立処理されていたものでも、埋立地の枯渇や環境破壊等の問題から、次第に焼却処理されるようになってきている。しかし、焼却処理を行った場合でも、その処理生成物である焼却灰や、排ガスから捕集される飛灰に、重金属類やダイオキシン類等の含れる率が高いため、これらをそのまま埋立処理するには問題がある。
【０００３】
このため、近年、飛灰または飛灰含有焼却灰等の焼却灰を主体とする被溶融物を溶融炉に投入し、高温雰囲気下等において溶融状態になるまで加熱することにより、ダイオキシン類等の有害物質の無害化を図るとともに、被溶融物の減容化を図る各種の溶融方法が開発されている。
【０００４】
この溶融方法を実施するものとしては、例えば化石燃料の燃焼による熱を利用したものとして表面溶融炉がある。
この溶融炉は、天井部に化石燃料燃焼用のバーナが設けられ、一定の角度で傾斜する炉床面の上方に被溶融物を投入する投入口が設けられているとともに、下方に溶融スラグの排出口が設けられており、炉床面上に供給された被溶融物をバーナによる直火で加熱することにより、その表面部から順次溶融して排出口から排出するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の溶融炉においては、炉床面の傾斜角度が一定のもので構成されているので、炉床面の傾斜角度が大きいと、投入口から供給された被溶融物が炉床面上を転がり落ちて未溶融のまま排出口から排出されるおそれがあり、また炉床面の傾斜角度が小さいと、被溶融物の転がりを防止して当該被溶融物を十分に溶融させることができるものの、溶融スラグの流れが悪くなって、能率のよい排出ができないという欠点がある。
【０００６】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、被溶融物を確実に溶融させることができるとともに、溶融スラグを能率良く排出することのできる溶融炉を提供することを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、内部を加熱する加熱手段が設けられ、炉床面の基端側に焼却灰を主体とする被溶融物が投入される投入口が設けられているとともに先端側に溶融スラグの排出口が設けられた溶融炉であって、上記炉床面は、下方への傾斜角度が基端部から先端部に向けて漸次または段階的に大きくなるように形成されていることを特徴としている。
なお、炉床面は、滑らかな曲面によって形成しても、傾斜角度の異なる複数の平面によって形成しても、これらの曲面と平面とを組み合わせたもので形成してもよい。また、炉床面は、基端部において、傾斜角度が零の部分があってもよい。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、上記炉床面は、基端部から先端部に向けて順次配置された第１傾斜平面部および第２傾斜平面部を備えており、上記第１傾斜平面部は、水平方向に対して５〜１５度の何れかの傾斜角度に形成され、上記第２傾斜平面部は、水平方向に対して１７〜３０度の何れかの傾斜角度に形成されていることを特徴としている。
なお、上位置の第１傾斜平面部と下位置の第２傾斜平面部との間には、他の傾斜角度の傾斜平面部や曲面部が設けられていてもよい。また、第１傾斜平面部の基端側には、他の傾斜角度の傾斜平面部や曲面部あるいは傾斜角度が零の水平平面部が設けられていてもよい。さらに、第２傾斜平面部の下側には、他の傾斜角度の傾斜平面部や曲面部が設けられていてもよい。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、上記炉床面は、基端部から先端部に向かう方向の両側の側部に対してその側部間の中央部が低く形成されていることを特徴としている。
なお、炉床面は、斜面や曲面によって側部から中央部に向かって漸次低くなるように形成しても、複数の斜面によって側部から中央部に向かって段階的に低くなるように形成してもよい。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の発明において、上記炉床面の先端部には、上記溶融スラグを上記排出口に排出する湯口部が設けられており、上記湯口部の基端部は、上記炉床面の先端部に対して高く突出してなる堰を構成し、上記湯口部の上面は、基端部から先端部に向けて漸次低く形成され、かつ基端部から先端部に向かう方向の両側の側部に対してその側部間の中央部が低く形成されていることを特徴としている。
なお、湯口部の上面は、斜面や曲面によって側部から中央部に向かって漸次低くなるように形成しても、複数の斜面によって側部から中央部に向かって段階的に低くなるように形成してもよい。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、上記湯口部の下面は、先端部が基端部に対して低く形成され、かつ基端部から先端部に向かう方向の両側の側部に対してその側部間の中央部が低く形成されていることを特徴としている。
なお、湯口部の下面は、斜面や曲面によって基端から先端に向かって漸次低くなるように形成しても、複数の斜面によって基端から先端に向かって段階的に低くなるように形成してもよい。
また、湯口部の下面は、斜面や曲面によって側部から中央部に向かって漸次低くなるように形成しても、複数の斜面によって側部から中央部に向かって段階的に低くなるように形成してもよい。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の何れかに記載の発明において、上記投入口は、当該投入口を介して上記被溶融物を上記炉床面側に押し込むプッシャの上方に１００〜３００ｍｍの大きさの開口を有していることを特徴としている。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６の何れかに記載の発明において、上記炉床面の基端部に設けられた上記投入口を有する基端壁の内面と、上記炉床面の側部に設けられた側壁の内面とが交わる隅部であって、当該隅部に沿う上記投入口の縁部より上記側壁側の角隅部に、上記被溶融物の滞留を防止する滞留防止壁部を設けたことを特徴としている。
なお、滞留防止壁部の壁面は、炉内から見て、平面状に形成しても、上下方向を軸とする凸状の曲面状に形成しても、同じく上下方向を軸とする凹状の曲面状に形成してもよい。
【００１４】
上記請求項１〜７に記載の発明においては、炉床面の下方への傾斜角度が基端部から先端部に向けて漸次または段階的に大きくなるように形成されているので、投入口の近くでは傾斜角度が小さく、排出口の近くでは傾斜角度が大きくなる。
すなわち、投入口から炉床面に投入された被溶融物は当該炉床面の傾斜角度が小さいことから、炉床面上を先端部に向けて転がり落ちることがなく、十分に加熱を受けて確実に溶融しながら先端側に移動することになる。
また、先端側に向かうにしたがって、炉床面の傾斜角度が大きくなるので、基端側で溶融したスラグは、スムーズに流下して、排出口から排出されることになる。
したがって、被溶融物を確実に溶融することができるとともに、溶融スラグを能率良く排出することができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明においては、第１傾斜平面部が水平方向に対して５〜１５度の何れかの傾斜角度に形成されているので、被溶融物が第１傾斜平面部上を転がり落ちるのを確実に防止することができる。このため、第１傾斜平面部において、被溶融物を十分に加熱して確実に溶融することができる。
また、第２傾斜平面部では、水平方向に対して１７〜３０度の何れかの傾斜角度に形成されているので、第１傾斜平面部で溶融した後のスラグの排出速度の向上を図ることができる。
したがって、被溶融物をより確実に溶融することができるとともに、溶融スラグの排出速度の向上を図ることができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明においては、炉床面における中央部が側部より低く形成されているので、被溶融物も溶融スラグも炉床面の中央部に集まるようにして先端側に移動することになる。
このため、炉床面の側部に溶融スラグが付着するのを防止できるので、例えば炉床面の側部に付着した溶融スラグがスラグ塊からスラグ棚へと成長して、溶融スラグの通路を狭めてしまうのを防止することができる。
したがって、長期にわたって、能率良く溶融処理を行うことができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明においては、湯口部の基端部によって、炉床面の先端部に堰が構成されるので、万一、被溶融物が炉床面の先端部まで未溶融のまま転がり落ちたとしても、当該堰で受け止めて確実に溶融させることができる。
したがって、被溶融物が未溶融のまま排出口から排出されるのを確実に防止することができる。
【００１８】
また、湯口部の上面における中央部が側部より低く形成されているので、溶融スラグが太くまとまった状態で排出口へ流出することになる。したがって、排出口の下側の気流によって煽られるようなことがあっても、溶融スラグの一部が例えば排出口の下方に配置されたダクト等に付着するのを防止することができる。また、湯口部の上面における中央部が側部より低く形成されていることから、溶融スラグが側部に付着してスラグ塊からスラグ棚へと成長し、溶融スラグの流路を狭めてしまうのを防止することができるとともに、大きなスラグ棚が崩れて排出口から落下し、例えば排出口の下方に設けられたスラグ排出コンベア等を破損させてしまうなどの不具合が発生するのを防止することができる。
したがって、長期にわたって、能率良く溶融処理を行うことができるとともに、成長したスラグの落下によって種々の不具合が生じるのを防止することができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明においては、湯口部の下面における先端部が基端部より低く形成され、かつ当該下面における中央部が側部より低く形成されているので、湯口部から流れ落ちる溶融スラグが当該湯口部の下面を基端側や側部側に回り込んでスラグ塊となって成長するのを防止することができる。
【００２０】
請求項６に記載の発明においては、プッシャの上側に１００〜３００ｍｍの大きさの開口を有する投入口が設けられているので、新たに投入された被溶融物は既に投入された被溶融物の下方に入り込むことになる。
このため、既に投入されている被溶融物は、加熱手段によって、その表面部から常に加熱されて溶融し、排出口から排出されることになる。
したがって、被溶融物を連続して溶融することができるとともに、これによって生じた溶融スラグを排出口から連続して排出することができる。
また、例えばテルミット剤を混在させた被溶融物を溶融炉内に投入した場合には、上記テルミット剤が被溶融物の内部で発熱することになるので、テルミット剤の反応熱を被溶融物の溶融のために有効に利用することができる。
【００２１】
請求項７に記載の発明においては、基端壁の内面と側壁の内面とが交わる隅部であって、当該隅部に沿う投入口の縁部より側壁側の角隅部に、被溶融物の滞留を防止する滞留防止壁部を設けているので、投入口から投入された被溶融物が上記角隅部に滞留して焼結化し、加熱手段によっては容易に溶融し得ない状態になって蓄積されるのを防止することができる。
また、例えばプッシャによって被溶融物を投入する際に、当該プッシャの移動が上記焼結化した被溶融物によって妨げられるのを防止することができる。
したがって、被溶融物を炉床面側に安定的に投入することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態としての溶融炉について、図面を参照しながら説明する。
【００２３】
図１において、１は、テルミット式の溶融炉であり、この溶融炉１は、基端部から先端部に向かって斜め下方に延在する炉床２と、炉床２の基端側に配置された基端壁３と、炉床２における基端部と先端部とを結ぶ方向の両側の側部に配置された側壁４と、炉床２の上方に配置された天井部５とを備えている。
【００２４】
また、溶融炉１には、飛灰および飛灰含有焼却灰等の焼却灰を主体とする被溶融物Ａを貯留するホッパ６が基端壁３の外側に一体的に併設されており、基端壁３の下端部には、ホッパ６内の被溶融物Ａを炉内に投入する投入口３１が形成されている。
また、炉床２の先端側には、鉛直方向に開口する溶融スラグＢの排出口７が設けられている。
【００２５】
炉床２は、その上面である炉床面２１が基端部から先端部に向けて下方に傾斜しているとともに、その下方への傾斜角度が基端部から先端部に向けて段階的に大きくなるよう形成されている。すなわち、炉床面２１は、ホッパ６および投入口３１の共通の底面６ａから炉内に連続して延びる水平平面部２１ａと、この水平平面部２１ａの先端側に配置された第１傾斜平面部２１ｂと、この第１傾斜平面部２１ｂの先端側に配置された第２傾斜平面部２１ｃとを備えている。
【００２６】
水平平面部２１ａは、水平方向に形成され、第１傾斜平面部２１ｂは、水平方向に対して５〜１５度の何れかの傾斜角度α１に形成され、第２傾斜平面部２１ｃは、水平方向に対して１７〜３０度の何れかの傾斜角度α２に形成されている。なお、この実施の形態においては、傾斜角度α１は１０度、傾斜角度α２は２０度に設定されている。また、水平平面部２１ａは、炉床面２１における基端側の狭い範囲に設けられており、第１傾斜平面部２１ｂ及び第２傾斜平面部２１ｃは、水平平面部２１ａを除く炉床面２１の全体を、その基端部と先端部とを結ぶ方向にほぼ二等分するように設けられている。
【００２７】
また、炉床面２１は、図２および図４に示すように、両側の各側部に対してその側部間の中央部が所定の傾斜角度の側方傾斜平面部２１ｄを介して低く形成されている。そして、上記水平平面部２１ａ、第１傾斜平面部２１ｂ及び第２傾斜平面部２１ｃは、炉床面２１における上記中央部を構成するようになっている。
【００２８】
また、上記底面６ａは、水平平面部２１ａと面一状に形成されており、この底面６ａおよび／または水平平面部２１ａ上には３基のプッシャ８が投入口３１に対して進退する方向に摺動自在に設けられている。
【００２９】
各プッシャ８は、断面が扁平の四角形状に形成されており、その長辺に沿う一方の面を下面として底面６ａおよび／または水平平面部２１ａ上に摺動自在に設置されているとともに、その短辺に沿う側面を互いに隣接するようにして設置されている。ただし、３基のうちの両端に位置するプッシャ８については、図２および図３に示すように、その最外位置の側面が投入口３１およびホッパ６の共通の内側面６ｂに摺動自在に接する状態になっている。なお、内側面６ｂは、投入口３１およびホッパ６に連続して延びる鉛直方向の平面によって形成されている。
【００３０】
また、図１および図２において、８１は、各プッシャ８を直線駆動するシリンダのロッドである。
【００３１】
投入口３１は、上記底面６ａおよび左右の内側面６ｂと、天井面３１ａとによって四角形状に形成されているとともに、プッシャ８の上側に１００〜３００ｍｍの大きさの開口が生ずるように形成されている。すなわち、この実施の形態においては、プッシャ８の上面と天井面３１ａとの間の寸法が１００〜３００ｍｍの何れかの寸法に形成されている。
【００３２】
また、図２及び図３に示すように、基端壁３の内面と、側壁４の内面とが交わる隅部であって、基端壁３の内面における投入口３１の内側面６ｂに沿う縁部（隅部に沿う投入口の縁部）３１ｂより側壁４側の角隅部には、被溶融物Ａの滞留を防止する滞留防止壁部４１が設けられている。
そして、この滞留防止壁部４１の壁面は、基端壁３における投入口３１の縁部３１ｂから側壁４の内面の所定の位置まで斜めに延在する平面によって形成されている。
【００３３】
天井部５には、図１に示すように、灯油（化石燃料）の燃焼によって炉内を加熱するバーナ（加熱手段）５１が複数の位置に設けられている。また、図１および図３において、５ａは、バーナ５１から噴出する火炎を炉内に案内するための案内孔である。
【００３４】
一方、炉床面２１の先端部には、バーナ５１等によって被溶融物Ａを溶融した後の溶融スラグＢを排出口７に流出させる湯口部２２が設けられている。
湯口部２２の基端部は、炉床面２１における第２傾斜平面部２１ｃおよび側方傾斜平面部２１ｄの先端部に対して高く突出してなる堰２１ｅを構成するようになっている。
【００３５】
湯口部２２の上面２２ａは、図２、図５および図６に示すように、基端部から先端部に向けて漸次低く形成され、かつ基端部と先端部とを結ぶ方向の両側の側部に対してその側部間の中央部が低く形成されている。また、湯口部２２の先端中央部には、溶融スラグＢを排出口７に流出するための流出溝２２ｂが形成されている。
【００３６】
すなわち、湯口部２２の上面２２ａは、その中央部が基端部から先端部に向けて漸次低くなるように傾斜する傾斜平面部２２ｃによって形成されているとともに、側部から傾斜平面部２２ｃに係る部分がその側部から傾斜平面部２２ｃに漸次低くなるように傾斜する側方傾斜平面部２２ｄによって形成されている。また、傾斜平面部２２ｃの先端部の幅は、流出溝２２ｂの幅と一致している。なお、傾斜平面部２２ｃの下方への傾斜角度は、第２傾斜平面部２１ｃの傾斜角度α２と同一か、またはこの傾斜角度α２より大きくなっている。すなわち、傾斜平面部２２ｃは、第２傾斜平面部２１ｃの勾配と同一か、またはそれ以上の勾配に形成されている。
【００３７】
また、湯口部２２の下面２２ｅは、先端部が基端部に対して低く形成され、かつ基端部と先端部とを結ぶ方向の両側の側部に対してその側部間の中央部が低く形成されている。
すなわち、湯口部２２の下面２２ｅは、その中央部が基端部から先端部に向けて漸次低くなるように傾斜する傾斜平面部２２ｆによって形成されているとともに、側部から傾斜平面部２２ｆに係る部分がその側部から傾斜平面部２２ｆに漸次低くなるように傾斜する側方傾斜平面部２２ｇによって形成されている。
【００３８】
排出口７の下方には、当該排出口７から鉛直方向に連続的に延在するダクト７１が設けられており、このダクト７１の下方には、底部に水を蓄えた図示しないスラグ排出コンベヤが設置され、このコンベヤによって移送された水砕スラグが図示しないスラグバンカに蓄えられるようになっている。
【００３９】
また、ホッパ６には、粉砕、乾燥、磁選による鉄分等の磁性物の排除、篩い分けによる粗大物の排除等の前処理がなされた後の被溶融物Ａが投入されるようになっているとともに、テルミット剤Ｃが投入されるようになっている。
【００４０】
テルミット剤Ｃは、酸化鉄成分とアルミニウム成分とのモル比が１：２となるように配合された粉末状の酸化鉄含有廃棄物と粉末状のアルミニウム含有廃棄物とを所定量まとめて可燃性の袋に詰めたもので構成されている。なお、この実施の形態においては、酸化鉄含有廃棄物としていわゆる赤泥を用い、アルミニウム含有廃棄物としていわゆるアルミドロスを用いている。
【００４１】
テルミット剤Ｃは、約１１００℃に加熱されることによって、次の式（１）および（２）に示すテルミット反応を生じる。
Ｆｅ２　Ｏ３　＋２Ａｌ＝２Ｆｅ＋Ａｌ２　Ｏ３　＋８２９ｋＪ　…　（１）
２Ｆｅ＋３／２Ｏ２　＝Ｆｅ２　Ｏ３　＋８２３ｋＪ　　　　…　（２）
すなわち、酸化鉄１モルと、アルミニウム２モルから、８２９ｋＪ及び８２３ｋＪの反応熱を得ることができる。
【００４２】
また、テルミット剤Ｃは、被溶融物Ａに対して所定の重量割合となるように、ホッパ６に投入されるようになっており、上記反応によって、テルミット剤の周囲を１３００℃〜１５００℃の高温雰囲気にして、被溶融物Ａを溶融するようになっている。
【００４３】
上記のように構成された溶融炉１においては、炉床面２１の下方への傾斜角度が基端部から先端部に向けて段階的に大きくなるように形成されているので、投入口３１の近くでは傾斜角度が小さく、排出口７の近くでは傾斜角度が大きくなる。
すなわち、ホッパ６に投入された被溶融物Ａは、プッシャ８によって水平平面部２１ａから傾斜角度の小さい第１傾斜平面部２１ｂに送り出されることになるので、第１傾斜平面部２１ｂ上を先端側に転がり落ちることがなく、バーナ５１から十分に加熱を受けて、その表面から溶融しながら先端側に移動することになる。また、この際、テルミット反応温度に達したテルミット剤Ｃが高熱を発して、被溶融物Ａを内部から溶融することになる。
そして、先端側に向かうにしたがって、傾斜角度が大きな第２傾斜平面部２１ｃに移行することになるので、基端側の第１傾斜平面部２１ｂで溶融したスラグは、第２傾斜平面部２１ｃをスムーズに流下して、排出口７から排出されることになる。
【００４４】
特に、第１傾斜平面部２１ｂが５〜１５度の何れかの傾斜角度に形成されているので、当該第１傾斜平面部２１ｂにおいて被溶融物Ａが転がり落ちるのを確実に防止することができるとともに、被溶融物Ａをバーナ５１及びテルミット剤Ｃによって十分に加熱して確実に溶融することができる。
さらに、第２傾斜平面部が１７〜３０度の何れかの傾斜角度に形成されているので、第１傾斜平面部で溶融した溶融スラグＢの排出速度の向上を図ることができる。
したがって、被溶融物Ａを確実に溶融することができるとともに、溶融スラグＢの排出速度の向上を図ることができる。
【００４５】
また、炉床面２１における中央部が側部より低く形成されているので、被溶融物Ａも溶融スラグＢも炉床面２１の中央部に集まるようにして先端側に移動することになる。
このため、炉床面２１における側壁４に沿う部分、すなわち炉床面２１の側部に溶融スラグＢが付着するのを防止できるので、当該炉床面２１の側部に付着した溶融スラグＢがスラグ塊からスラグ棚へと成長して、溶融スラグＢの通路を狭めてしまうのを防止することができる。
したがって、長期にわたって、能率良く溶融処理を行うことができる。
【００４６】
さらに、湯口部２２の基端部によって、第２傾斜平面部２１ｃおよび側方傾斜平面部２１ｄの先端部に堰２１ｅが構成されているので、万一、被溶融物Ａが炉床面２１の先端部まで未溶融のまま転がり落ちたとしても、当該堰２１ｅで受け止めて確実に溶融させることができる。
したがって、被溶融物Ａが未溶融のまま排出口７から排出されるのを確実に防止することができる。
【００４７】
また、湯口部２２の上面２２ａにおける中央部が側部より低く形成されているとともに、湯口部２２の先端部に流出溝２２ｂが形成されているので、溶融スラグＢが太くまとまった状態で排出口７へ流出することになる。したがって、排出口７の下側へ導かれるバーナ５１の排ガス（気流）によって流下する溶融スラグＢが煽られるようなことがあっても、当該溶融スラグＢの一部が排出口７の下方に配置されたダクト７１に付着するのを防止することができる。
【００４８】
しかも、湯口部２２の上面２２ａにおける中央部が側部より低く形成されていることから、溶融スラグＢが側部に付着してスラグ塊からスラグ棚へと成長し、溶融スラグＢの流路を狭めてしまうのを防止することができるとともに、大きなスラグ棚が崩れて排出口７から落下し、排出口７の下方に設けられたスラグ排出コンベア等を破損させてしまうなどの不具合が発生するのを防止することができる。
したがって、長期にわたって、能率良く溶融処理を行うことができるとともに、成長したスラグの落下によって種々の不具合が生じるのを防止することができる。
【００４９】
また、湯口部２２の下面２２ｅにおける先端部が基端部より低く形成され、かつ当該下面２２ｅにおける中央部が側部より低く形成されているので、湯口部２２の流出溝２２ｂから流れ落ちる溶融スラグＢが当該湯口部２２の下面２２ｅを基端側や側部側に回り込んでスラグ塊となって成長するのを防止することができる。
【００５０】
また、プッシャ８の上側に１００〜３００ｍｍの開口を有する投入口３１が設けられているので、新たに投入された被溶融物Ａは既に投入された被溶融物Ａの下方に入り込むことになる。
このため、既に投入されている被溶融物Ａは、バーナ５１によって、その表面部から常に加熱されて溶融し、排出口７から排出されることになる。したがって、被溶融物Ａを連続して効率よく溶融することができるとともに、これによって生じた溶融スラグＢを排出口７から連続して排出することができる。
しかも、テルミット剤Ｃが被溶融物Ａの内部で発熱することになるので、テルミット剤の反応熱を被溶融物Ａの溶融のために有効に利用することができる。
【００５１】
さらに、基端壁３の内面と側壁４の内面とが交わる隅部であって、当該隅部に沿う投入口３１の縁部３１ｂより側壁４寄りの角隅部に、被溶融物Ａの滞留を防止する滞留防止壁部４１を設けているので、投入口３１から投入された被溶融物Ａが上記角隅部に滞留して焼結化し、バーナ５１からの火炎によっては容易に溶融し得ない状態になって蓄積されるのを防止することができる。
【００５２】
また、プッシャ８によって被溶融物Ａを炉内に投入する際に、当該プッシャ８の移動が上記焼結化した被溶融物Ａによって妨げられるのを防止することができる。
したがって、被溶融物Ａを炉内に安定的に投入することができる。
【００５３】
なお、上記実施の形態で示した炉床面２１は、傾斜角度が基端部から先端部に向けて段階的に大きくなるように形成したが、この炉床面は、滑らかな曲面によって、漸次傾斜角度が大きくなるように形成してもよい。
また、炉床面は、傾斜角度の異なる複数の傾斜平面部と曲面部とを組み合わせたもので形成してもよい。
【００５４】
すなわち、第１傾斜平面部２１ｂと第２傾斜平面部２１ｃとの間や、第１傾斜平面部２１ｂの基端側や、第２傾斜平面部２１ｃの先端側に、他の傾斜角度の傾斜平面部や曲面部を設けてもよい。
【００５５】
また、炉床面２１は側方傾斜平面部２１ｄによって側部から中央部に向かって漸次低くなるように形成したが、この炉床面は滑らかな凹状の曲面によって側部から中央部に向かって漸次低くなるように形成しても、複数の平面部によって側部から中央部に向かって段階的に低くなるように形成してもよい。
【００５６】
湯口部２２の上面２２ａおよび下面２２ｅについても、滑らかな凹状の曲面によって側部から中央部に向かって漸次低くなるように形成しても、複数の平面部によって側部から中央部に向かって段階的に低くなるように形成してもよい。
また、湯口部２２の下面２２ｅについては、曲面によって基端から先端に向かって漸次低くなるように形成しても、複数の平面部によって基端から先端に向かって段階的に低くなるように形成してもよい。
【００５７】
さらに、滞留防止壁部４１の壁面は、炉内から見て、上下方向を軸とする凸状の曲面によって形成しても、凹状の曲面によって形成してもよい。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１〜７に記載の発明によれば、投入口の近くでは炉床面の傾斜角度が小さく、排出口の近くでは炉床面の傾斜角度が大きくなるので、投入口から炉内に投入した被溶融物を十分に加熱して確実に溶融することができるとともに、溶融スラグをスムーズに流下させて、排出口から排出させることができる。
したがって、被溶融物を確実に溶融することができるとともに、溶融スラグを能率良く排出することができる。
【００５９】
請求項２に記載の発明によれば、第１傾斜平面部が水平方向に対して５〜１５度の何れかの傾斜角度に形成されているので、被溶融物が第１傾斜平面部上を転がり落ちるのを確実に防止することができる。このため、第１傾斜平面部において、被溶融物を十分に加熱して確実に溶融することができる。
また、第２傾斜平面部では、水平方向に対して１７〜３０度の何れかの傾斜角度に形成されているので、第１傾斜平面部で溶融した後のスラグの排出速度の向上を図ることができる。
したがって、被溶融物をより確実に溶融することができるとともに、溶融スラグの排出速度の向上を図ることができる。
【００６０】
請求項３に記載の発明によれば、炉床面における中央部が側部より低く形成されているので、被溶融物も溶融スラグも炉床面の中央部に集まるようにして先端側に移動することになる。
このため、炉床面の側部に溶融スラグが付着するのを防止できるので、例えば炉床面の側部に付着した溶融スラグがスラグ塊からスラグ棚へと成長して、溶融スラグの通路を狭めてしまうのを防止することができる。
したがって、長期にわたって、能率良く溶融処理を行うことができる。
【００６１】
請求項４に記載の発明によれば、湯口部の基端部によって、炉床面の先端部に堰が構成されるので、万一、被溶融物が炉床面の先端部まで未溶融のまま転がり落ちたとしても、当該堰で受け止めて確実に溶融させることができる。
したがって、被溶融物が未溶融のまま排出口から排出されるのを確実に防止することができる。
【００６２】
また、湯口部の上面における中央部が側部より低く形成されているので、溶融スラグが太くまとまった状態で排出口へ流出することになる。したがって、排出口の下側の気流によって煽られるようなことがあっても、溶融スラグの一部が例えば排出口の下方に配置されたダクト等に付着するのを防止することができる。
また、湯口部の上面における中央部が側部より低く形成されていることから、溶融スラグが側部に付着してスラグ塊からスラグ棚へと成長し、溶融スラグの流路を狭めてしまうのを防止することができるとともに、大きなスラグ棚が崩れて排出口から落下し、例えば排出口の下方に設けられたスラグ排出コンベア等を破損させてしまうなどの不具合が発生するのを防止することができる。
したがって、長期にわたって、能率良く溶融処理を行うことができるとともに、成長したスラグの落下によって種々の不具合が生じるのを防止することができる。
【００６３】
請求項５に記載の発明によれば、湯口部の下面における先端部が基端部より低く形成され、かつ当該下面における中央部が側部より低く形成されているので、湯口部から流れ落ちる溶融スラグが当該湯口部の下面を基端側や側部側に回り込んでスラグ塊となって成長するのを防止することができる。
【００６４】
請求項６に記載の発明によれば、プッシャの上側に１００〜３００ｍｍの大きさの開口を有する投入口が設けられているので、新たに投入された被溶融物は既に投入された被溶融物の下方に入り込むことになる。
このため、既に投入されている被溶融物は、加熱手段によって、その表面部から常に加熱されて溶融し、排出口から排出されることになる。
したがって、被溶融物を連続して溶融することができるとともに、これによって生じた溶融スラグを排出口から連続して排出することができる。
また、例えばテルミット剤を混在させた被溶融物を溶融炉内に投入した場合には、上記テルミット剤が被溶融物の内部で発熱することになるので、テルミット剤の反応熱を被溶融物の溶融のために有効に利用することができる。
【００６５】
請求項７に記載の発明によれば、基端壁の内面と側壁の内面とが交わる隅部であって、当該隅部に沿う投入口の縁部より側壁側の角隅部に、被溶融物の滞留を防止する滞留防止壁部を設けているので、投入口から投入された被溶融物が上記角隅部に滞留して焼結化し、加熱手段によっては容易に溶融し得ない状態になって蓄積されるのを防止することができる。
また、例えばプッシャによって被溶融物を投入する際に、当該プッシャの移動が上記焼結化した被溶融物によって妨げられるのを防止することができる。
したがって、被溶融物を炉床面側に安定的に投入することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態として示したテルミット式の溶融炉の断面説明図である。
【図２】同テルミット式の溶融炉の内部平面説明図である。
【図３】同テルミット式の溶融炉を示す図であって、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】同テルミット式の溶融炉を示す図であって、図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
【図５】同テルミット式の溶融炉の湯口部を示す断面図である。
【図６】同テルミット式の溶融炉を示す図であって、図５のＶＩ矢視図である。
【符号の説明】
１　溶融炉
３　基端壁
４　側壁
７　排出口
２１　炉床面
２１ａ　水平平面部
２１ｂ　第１傾斜平面部
２１ｃ　第２傾斜平面部
２１ｄ　側方傾斜平面部
２１ｅ　堰
２２　湯口部
２２ａ　上面
２２ｂ　流出溝
２２ｃ　傾斜平面部
２２ｄ　側方傾斜平面部
２２ｅ　下面
２２ｆ　傾斜平面部
２２ｇ　側方傾斜平面部
３１　投入口
３１ｂ　縁部
５１　バーナ（加熱手段）
Ａ　被溶融物
Ｂ　溶融スラグ
Ｃ　テルミット剤
α１、α２　傾斜角度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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