(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ごみ焼却灰等を還元溶融し金属分の分離された溶融スラグを生成する電気溶融炉の出滓口に連通して溶融スラグを一時的に貯留すると共に生成スラグを順次溢流させる前炉に採用され、貯留されている溶融スラグを電気抵抗熱によって保温する一対の電極棒において、
各電極棒は、溶融スラグに浸漬されるモリブデン製の電極と、溶融スラグの上方に位置する銅製の水冷ジャケットパイプと、これらを溶融スラグの上方部位で接続するカプラーとを備え、
前記電極の軸芯部には下方へ延びる有底孔が形成され、該有底孔には前記水冷ジャケットパイプを縦通するインサートパイプが挿入されて、水冷ジャケットパイプと電極の内部に二重空間が確保され、
前記インサートパイプは電極上部に設けられた給水口に接続されて内部が冷却水の往路を形成する一方、インサートパイプの外周は復路とされ、
前記インサートパイプには高圧水が供給されて前記復路に流され、前記有底孔の内壁面に発生する気泡を一掃できるようになっていることを特徴とする電気溶融炉に付設された前炉に使用されるモリブデン電極体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気溶融炉に付設された前炉に使用されるモリブデン電極体に係り、詳しくは、前炉に滞留する溶融スラグの保温を図るための電気抵抗熱を発生させる一対の電極が、高温に曝されることによる酸化で消耗するのを回避できるようにした冷却構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近では資源のリサイクル化が進み、各種廃棄物等の焼却灰や飛灰を溶融して生成されたスラグから建築資材等を再生する試みが多方面でなされるようになってきている。この場合、再生品には無害化処理が充分に施されていることが再資源化に欠かせない。
【０００３】
溶融スラグを生成する装置の代表例としては、電気溶融炉，旋回溶融炉，コークス燃焼還元溶融炉や表面溶融炉等がある。それらの炉のうち、本出願人は、電気抵抗の大きい粉粒体を溶融すると導電性が比較的高くなるという特性を利用しつつ、ジュール熱によって還元溶融するようにしたサブマージドアーク電気炉が好適であることを、特開平９−１９６５７３号公報において説明した。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、電気溶融炉には前炉を設けておくことが、溶融スラグを排出するうえで極めて好ましい。図２を参照して、電気溶融炉１の側部に溶融スラグ４を溜める器状の補助的な炉が前炉２７として設けられる。この炉は電気炉内の溶融スラグ４のレベルを一定に保たせ、還元溶融条件を常時同一にしておくこと、清澄な溶融スラグだけを排出させることができるようにすること、リサイクル品を製造するための次工程すなわちスラグを鋳造する設備等へ温度低下の極めて少ない溶融スラグを簡単に供給できるようにすることを大きな目的としている。
【０００５】
そのために、まず溶融スラグ４の出滓口９は、図示したごとく炉内に形成される溶融スラグ層の最下部近傍となるように設置されている。そして、この出滓口が可及的に簡単とした構造の前炉２７の底部に連通される。このように、前炉２７が溶融スラグ層の最下部近傍に設けた出滓口９と連通していると、溶融銑鉄３より少し上に滞留して時間をかけて還元溶融が完全になされた金属分を含まない鉱物質の溶融スラグを前炉に流出させることができる。
【０００６】
前炉の器部２７Ａの高さは電気炉１内の溶融スラグ４を所望高さに保っておくことができるように、すなわち所望高さを越えると溶融スラグ４を溢流させることができる高さに設定される。したがって、電気炉１で順次生成された溶融スラグに等しい量が前炉から連続して排出されることになる。
【０００７】
このようになっていると、コンクリート用の人工骨材等を製造する設備の連続運転が実現され、ここでは詳しく述べないが（例えば特開平１０−１６７７８３号公報を参照）、溶融スラグを連続的に鋳造すると共にその鋳造スラグを熱い状態で簡単に所望サイズに破砕することができる。しかも、その破砕においては冷却スラグを破砕するときのように大きい動力を要したり、ガラス破片のように尖ったものとならないようにしておくことができる。
【０００８】
なお、器部２７Ａには蓋体２７Ｂが被せられるが、これに一対の加熱用電極２８が設けられ、前炉２７に入った溶融スラグ４の降温を流出するまでの間に防止しておくことができるようになっている。二つの電極は蓋体２７Ｂに固定されるが、一方の電極２８Ａが蓋体２７Ｂに固定されてその下半部は溶融スラグに浸漬され、他方の電極２８Ｂは昇降可能であって加熱量を制御できるように配慮されている場合もある。
【０００９】
ところで、電極は３０センチメートル程度の深さで溶融スラグに浸漬される。金属製の電極は、溶融スラグの外に出た部分が溶融スラグからの輻射熱等によって昇温すると酸化が始まる。これでは電極としての電気伝導度が急激に低下するだけでなく、長期の使用に耐え得ないものとなる。そこで、タングステン電極を用いたり、電極の表面にモルタルを塗布して空気を遮断している例も見受けられる。しかし、前者は極めて高価であり、後者では溶融スラグの液面際のモルタルが溶融スラグの熱によって焼損し、酸化を防止するには至らない。
【００１０】
ちなみに、前炉の電極を電気溶融炉の電極と同様にカーボン質で形成する試みもあるが、カーボン棒は多孔質であって冷却水を流通させるような内部冷却は水漏れの発生により不可能である。それのみならず、カーボン電極を緻密に構成させることができたとしても極めて高価であって、冷却水用通路を形成するときの加工性も著しく劣る難点がある。
【００１１】
本発明は上記の問題に鑑みなされたもので、その目的は、溶融スラグに浸漬しても電極の酸化を防止すべき冷却構造を可能にすること、冷却水通路を設けた場合に、冷却水の蒸発による弊害が生じても冷却効果の低下を招かないようにしておくことができること、電極全体の低廉化が可能となることを実現する電気溶融炉に付設された前炉に使用されるモリブデン電極体を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ごみ焼却灰等を還元溶融し金属分の分離された溶融スラグを生成する電気溶融炉の出滓口に連通して溶融スラグを一時的に貯留すると共に生成スラグを順次溢流させる前炉に採用され、貯留されている溶融スラグを電気抵抗熱によって保温する一対の電極棒に適用される。その特徴とするところは、図１を参照して、各電極棒２８Ａ，２８Ｂは、溶融スラグに浸漬されるモリブデン製の電極３１と、溶融スラグの上方に位置する銅製の水冷ジャケットパイプ３２と、これらを溶融スラグの上方部位で接続するカプラー３３とを備える。モリブデン電極３１の軸芯部には下方へ延びる有底孔３４が形成され、その有底孔には水冷ジャケットパイプ３２を縦通するインサートパイプ３６が挿入されて、水冷ジャケットパイプとモリブデン電極の内部に二重空間が確保される。インサートパイプ３６は電極上部に設けられた給水口３７ａに接続されて内部が冷却水の往路３８を形成する一方、インサートパイプの外周は復路３９とされる。そして、インサートパイプ３６には高圧水が供給されて復路３９に流され、有底孔３４の内壁面に発生する気泡を一掃できるようになっていることである。
【００１３】
【発明の効果】
本発明によれば、前炉内の溶融スラグには金属酸化物が含まれていないので、溶融スラグが高温であるにもかかわらずモリブデン電極の浸漬部分は酸化することがない。一方、外気に曝されている部分は冷却水の流通により冷却されて８００℃以上になることはなく、したがって溶融スラグ外においても酸化が防止される。モリブデン電極内の有底孔内においては溶融スラグの熱により冷却水の一部が蒸発して気泡の発生することがあっても、高圧高速で流れる冷却水により一掃される。それゆえ気泡の発生によるモリブデン電極の冷却不足が解消され、電極としての稼働を長期にわたり可能にすることができる。しかも、モリブデン電極の大部分が溶融スラグに浸漬する一方、外気に曝される部分は銅製となっているので、高価なモリブデンの使用量を減らして電極自体の低廉化を図ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る電気溶融炉に付設された前炉に使用されるモリブデン電極体を、図面を参照して詳細に説明する。図２は、ごみや産業廃棄物等の焼却灰や下水汚泥乾燥粉等さらには各種飛灰を粉粒状原料とし、それを溶融させたスラグからコンクリート用人工骨材等のリサイクル品を製造するために使用される電気溶融炉の一例を示す断面図である。そして、モリブデン電極を採用した前炉２７が、還元溶融スラグ生成用サイドチャージ式直流電気溶融炉１に適用された例をもとにして詳細を述べる。
【００１５】
まず、電気溶融炉１は、コークスブリーズ等の還元剤の配合された粉粒状原料２から還元容易な金属酸化物を溶融還元しまた重金属類を溶融して溶融銑鉄３を生成すると共に、金属を可及的に含まない溶融スラグ４を生成し、それを溶融銑鉄３の上に滞留させるように機能するものである。
【００１６】
その炉体中央には、炉蓋５を通して昇降する垂直な一本の可動マイナス電極棒６が備えられている。炉底はカーボン質耐火物７で形成され、その炉底に広がるように埋設されて直流電力を供給する炉底プラス電極体８が、図３にも示されるように配置される。なお、溶融スラグ４を排出するための出滓口９が溶融銑鉄３を排出するための出銑口１０よりも高い位置の炉壁に設けられている。
【００１７】
炉底プラス電極体８は円板状の電極であって炉体の下方から給電される形式でよいが、炉底に略一様な電位レベルを形成させるために可能なかぎり面積の大きいものが好ましい。この炉底プラス電極体８は給電用の棒体２３を伴うが、円板状電極２４はカーボンスタンピング層７Ａや黒鉛ブロック７Ｂで覆われているので、炉底には広い導電性部分を形成しておくことができる。これによって、炉底の全体から可動マイナス電極棒６の先端部に向けて裾野の広い円錐状をなす電気の流れが形成され、円錐内およびその近傍のスラグや原料がジュール熱によって静かに溶融されるようになる。
【００１８】
このような電気溶融炉１の炉壁には、溶融スラグ４を覆うように形成されるフォーミングスラグ層１１上に原料２を炉側から可動マイナス電極棒６に向けて水平に押し込むためのサイドチャージ口１２が設けられる。このサイドチャージ口は、炉体の同一高さ位置の面内において等角度、すなわち例えば１８０度隔てて図４に示すように二か所設けられる。
【００１９】
このように炉をサイドチャージ式直流電気溶融炉としておけば、対向する二つのサイドチャージ口１２，１２から押し出されて扇状に広がる原料２の層厚が可動マイナス電極棒６の周囲で厚くなる一方、対向する粉粒体層の境界部分で薄くかつ不均一となり、還元反応により発生したＣＯガスをその薄層部１３から抜け出させやすくしておくことができる。
【００２０】
言うまでもなく、ＣＯガスが炉周縁部の薄層部１３やその周部から抜け出しやすくなると、可動マイナス電極棒６の周囲では原料２との接触が維持されるだけでなく、厚層部における粉粒体原料がＣＯガスの浮上によってかき乱されたり攪乱されることは抑制される。これによって比重の極めて低い粉粒状原料を静かな状態に維持して還元溶融することができる。
【００２１】
なお、図２中の１４は炉壁を水平に貫通する横に長い矩形状開口を有したステンレススティール製ボックス、１５はこのボックス内に設けられ空圧などの流体圧で駆動されるシリンダ式アクチュエータによって原料を押し出すプッシャである。１６は炉上ビン、１７は装入シュート、１８は原料量調整用ホッパ、１９はロータリフィーダ、２０は中間バルブである。２１はロータリフィーダ１９の下方に設けられプッシャにかかる押出し力の反力を検出する検出器であり、２２は原料切り出し速度を制御するコントローラである。
【００２２】
電気溶融炉１は以上のような構成でよいが、これに前炉を設けておくことが溶融スラグを排出するうえで極めて好ましい。従来技術の項においても述べたが、前炉２７は電気炉内の溶融スラグ４のレベルを一定に保って還元溶融条件を常時一定に維持させ、また清澄な溶融スラグだけを排出させ、そしてスラグを鋳造する設備等へ温度低下のない溶融スラグを供給するように機能するものである。
【００２３】
この前炉２７の構造や機能はすでに述べたとおりであるので、再度の記載は省く。ここでは、この前炉２７に使用される加熱用電極２８の構成について詳しく述べる。
【００２４】
加熱用電極２８はモリブデン製であり、上記したようにごみ焼却灰等を還元溶融し鉄系金属の分離された溶融スラグ４を生成する電気溶融炉１の出滓口９に連通した前炉２７に採用される。これは、溶融スラグを一時的に貯留すると共に生成スラグを順次溢流させる前炉２７内で、溶融スラグ４を電気抵抗熱によって保温するために一対設けられる。
【００２５】
各電極棒２８Ａ，２８Ｂは、溶融スラグに浸漬される図１に示したモリブデン電極３１と、溶融スラグの上方に位置する純銅製の水冷ジャケットパイプ３２とからなる。そして、これらが溶融スラグの上方部位で接続しておくべく筒状のカプラー３３が備えられており、全体の長さは例えば１メートルといったものになっている。なお、電極としてモリブデンが用いられているのは、銅よりも電気伝導度が少し低いが融点が極めて高く、溶融スラグの熱に耐えることができることに基づく。
【００２６】
モリブデン電極３１は、その軸芯部に長手方向である下方へ延びる長い有底孔３４が形成され、次に述べる冷却水通路を構成する。水冷ジャケットパイプ３２と電極３１とは本例において同じ外径とされており、カプラー３３による接続部位を形成する先端にはねじが刻設される。なお、ねじ止めされたカプラー３３における螺着部分には銀蝋が流し込まれ、水密性と優れた電気伝導性を確保するように配慮される。
【００２７】
上記した有底孔３４は水冷ジャケットパイプ３２の内径より小さくなっているが、カプラー３３内部の突き当て部に設けた連通孔３５は上方に広がるテーパをなし、有底孔３４と水冷ジャケットパイプ３２内とは滑らかに連らなるように配置される。その有底孔３４には水冷ジャケットパイプ３２を縦通する純銅製のインサートパイプ３６が挿入され、これによって水冷ジャケットパイプ３２とモリブデン電極３１との内部には二重空間が確保される。インサートパイプ３６は水冷ジャケットパイプ３２の上部に設けられたニップル３７の給水口３７ａに接続されて内部が冷却水の往路３８を形成する一方、インサートパイプの外周は復路３９とされる。
【００２８】
ところで、前炉２７に貯留された溶融スラグは１，３５０℃ないし１，４００℃となっているので、モリブデン電極３１は高熱に曝される。この熱が上方に伝導され溶融スラグ４の液面外に出でいる部分が８００℃を越えると、モリブデンは酸化しやすくなる。これを回避するために冷却水を流すようにしているが、内部で冷却水が沸騰して一部が水蒸気となり復路３９の壁面に気泡が発生する。この気泡は断熱作用を呈してモリブデン電極３１の冷却を阻害する。
【００２９】
したがって、冷却水には冷却作用と気泡の一掃作用が要求される。そこで、冷却水は２気圧ないし３気圧、場合によっては１０気圧といた圧力で電極３１内に供給されるが、気泡の発生する有底孔３４の内周壁においてはより一層高速な流れであることが望まれる。そこで、図１からも分かるように、モリブデン電極３１における復路３９は水冷ジャケットパイプ３２におけるそれよりも著しく狭く形成される。ちなみに、溶融スラグに浸漬される部分は約３０センチメートルであり、下から４０センチメートルあたりに設けられるカプラー３３を含んだ上の部分は外気に曝される。
【００３０】
水冷ジャケットパイプ３２は水冷キャップ４０で蓋をされると共に、そのキャップの側面にニップル４１が取りつけられ、これがインサートパイプ３６の壁面を貫いて排水口４１ａをなしている。なお、図中の４２は水冷ジャケットパイプ３２を介してモリブデン電極３１に電力を供給するキャブタイヤ４３の取りつけられる電極端子板であり、水冷ジャケットパイプ３２に銀蝋づけされている。また、４４は電極を吊るすための金具である。なお、インサートパイプ３６の先端には適度の間隔でスペーサ４５が取りつけられ、有底孔３４の底部とインサートパイプ３６の先端との間に所望する大きさの空隙４６を確保することができるように配慮される。
【００３１】
ちなみに、この前炉用の電極はモリブデンのみならず、外気に触れる箇所は電気伝導度の高い銅製の水冷ジャケットパイプを使用しているので、高価なモリブデンの大部分を溶融スラグに浸漬する箇所のみに適用して、電極の低廉化が図られている。
【００３２】
このような構成のモリブデン電極体を備えた前炉２７が付設されているサイドチャージ式直流電気溶融炉によれば、以下のようにして粉粒状原料を還元溶融して、リサイクル品として供することができる無害化されたスラグを生成し、次工程へ供給することができる。
【００３３】
図２を参照して、炉底プラス電極体８により、炉床に滞留する溶融銑鉄３とカーボン質耐火物７とによって、炉床に広い導電域が形成される。原料層を貫通する可動マイナス電極棒６の先端が溶融スラグ層に浸漬している状態で、炉床面に略一様な電位レベルが形成されると、電気の流れが図３中に破線で示すように円錐状となる。その円錐領域の内部や近傍にある原料がジュール熱によって溶解される。円錐領域内に存在する既に生成された溶融スラグ４も加熱され、その脱ガスも図られる。なお、可動マイナス電極棒６を上昇させて電圧を上げれば電力供給が増大するので、円錐状の電流分布を一層拡大させることができる。
【００３４】
原料２中に予め混入された粉コークスによる導電作用および電気伝導度の低い粉粒状原料の加熱溶融作用によって、比重の小さい原料が熱効率よくかつ均一に還元溶融される。還元反応により発生したＣＯガスにより、溶融体の表層部にフォーミングスラグ層１１が形成される。電極間に発生するアークは、原料２やフォーミングスラグ層に常時覆われた状態（サブマージド状態）となる。フォーミングスラグの生成によりアークが極めて少なくなるので、アークによる溶融体の攪乱も抑えられる。
【００３５】
フォーミングスラグ層１１の表面に集積された灼熱コークス３０に電気が流れるので、原料２で覆われるフォーミングスラグ層の表面で還元反応が静かにかつ大きく進行する。含有金属酸化物の大部分を占めるＦｅＯから還元された鉄や他の金属は、液滴となって炉床へ落ちる。このような溶融方式は、可動電極がプラスであり炉底電極がマイナスの「金属電解」方式とは異なるので、可動電極であるマイナス電極棒は細くてよい。しかも、電力伝達効率が向上し、電力消費も著しく節減される。本電気炉による溶融方式は、金属溶解や酸化性雰囲気での燃焼加熱ではなく、還元性雰囲気における電気抵抗加熱となる。
【００３６】
電気溶融炉は直流であり、かつ可動マイナス電極棒が一本である。これは粉粒状原料をサイドチャージ口から装入することを可能にする。すなわち、電極が三本設けられているような形式の炉であれば、サイドチャージした場合に原料が全部の電極棒の周囲にゆきわたらなくなるが、一本であるから原料粉粒層の厚みが電極棒近傍において不均一になることも可及的に少なくなる。
【００３７】
このようなサイドチャージ式のサブマージドアーク直流抵抗炉では原料２が溶融されることにより、溶融スラグ４が生成される。同時に、原料中のＦｅ系酸化物がフォーミングスラグ層において還元され、Ｃが３．０％以上、Ｓｉが４％ないし８％の溶融銑鉄３も生成される。原料に含まれる他の重金属類Ｃｒ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｍｎ，Ｍｏ等および還元可能なＰ2 Ｏ5 やＡｓ酸化物等を還元して生じた元素Ｐ，Ａｓ等は溶銑滴に溶け込む。
【００３８】
溶銑滴がフォーミングスラグ層や溶融スラグ層中を落下し、比重の大きい溶融銑鉄３が炉底に貯溜される。この溶融銑鉄は例えば鋳物用原料銑等として利用することができ、廃棄物からの金属資源の回収が実現される。なお、銑鉄中のＳｉが増えるとＣを析出させる性質があるので、高Ｓｉの溶融銑鉄は炉底のカーボン質耐火物７を侵蝕することもない。
【００３９】
比重の小さな溶融スラグ４は重金属類等を可及的に含まず、１，５００℃前後に維持されて溶融銑鉄３の上方に滞留する。その滞留時間を十分に確保すれば、溶融スラグ４が脱泡され、ガス含有率が極めて低くなる。この溶融スラグは純粋なスラグであるので、このスラグを凝固させれば、重金属類や有害物質が溶出することのない人工砂利等を得ることができる。
【００４０】
溶融スラグはその層高ヘッドを利用して出滓されるが、溶融スラグをスラグ凝固設備に移す際の降温を防止しておく必要のある場合が多い。また、効率のよい還元溶融作用を維持するためには、還元溶融炉内のスラグレベルを保っておくことが望ましい。加えて、より一層純粋なスラグを出滓するためには、溶融スラグ層の最下部からスラグを抜き出すことが好ましい。
【００４１】
上記の要求を満たすために前炉２７（図１を参照）が出滓口９に連なって設けられる。電気炉内の溶融スラグ４が増大すると、前炉２７内の溶融スラグが溢れ出る。出滓口９は溶融スラグ層の最下部に設けられるので、前炉２７へはガスを可及的に含まない純粋なスラグが導出される。そして、器部２７Ａ内の溶融スラグ４は加熱用電極によって保温される。
【００４２】
二本の電極２８Ａ，２８Ｂは同じ深さまで溶融スラグ４に浸漬され、交流により所定電圧が電極間に印加される。溶融スラグの上層部は大気に触れていて下層部よりはどうしても温度が低くなる。その結果、温度の高い下層部では電気抵抗が上層部に比べて低いので、モリブデン電極３１においては下方部で電流が流れやすくなる。それゆえ、下層部の溶融スラグはより一層加熱され、加温された溶融スラグは比重が小さく浮上する。
【００４３】
そのために比重の大きな上層部は沈降するが、このような挙動を繰り返すことによって前炉２７内では溶融スラグ４の対流が発生する。この現象によれば、前炉２７内の溶融スラグは溢流する時点でも高い温度を保持することになる。その温度は電気溶融炉内と同様に１，５００℃ないし１，３５０℃前後に保たれ、溶融スラグは共晶凝固するのに都合のよい状態に置かれる。
【００４４】
このような加熱の間にモリブデン電極３１は８００℃以上に昇温すると、外気に触れている上部は酸化しはじめるが、電極内を流通する冷却水によって電極の表面は５００℃ないし６００℃程度に抑えられる。有底孔３４内の冷却水が溶融スラグの熱を受けて沸騰し有底孔３４の復路３９の内壁に気泡が発生しても高圧高速で通過する冷却水によりそれらが一掃され、気泡の存在による冷却効果の低下が回避される。
【００４５】
溶融スラグの液面際では溶融スラグが水冷されているモリブデン電極３１によって冷却されることになり、電極の外面に溶融スラグが固化して付着し、電極のセルフライニングもおのずとなされる。したがって、酸化防止が図られ電極の消耗が軽減されるだけでなく、電気伝導度の低い付着物によって電流は溶融スラグに浸漬した部分のみを流れ、加熱効率が一層向上する。
【００４６】
電極体の接続箇所には銀蝋が流されており、水冷ジャケットパイプ３２とモリブデン電極３１との接触率が高められ、電流の供給も円滑となる。本発明においては、モリブデン電極３１が、ＦｅＯ等の鉄系酸化物や他の金属酸化物が可及的に含まれない溶融スラグに浸漬して使用されている。すなわち、金属酸化物が溶融スラグ中に存在すれば、溶融スラグ中の酸素がモリブデンと化合することになり、電極としての使用に耐え得なくなることになるが、本発明はモリブデン電極が還元溶融電気炉に付設された前炉２７に使用されている点に特に注目すべきである。
【００４７】
前炉２７からは連続してスラグが排出されるが、炉体の規模によってはそれを間歇的に出滓したい場合、図２中に仮想線で示した出滓栓９ａを出滓口９から、例えば３時間ごとに抜けばよい。なお、前炉２７に水冷壁（図示せず）を備えておけば、電気炉の鉄皮１ｎに簡単に取り付けることができるだけでなく、水冷壁に溶融スラグの一部を付着凝固させて、ライニングを自然に形成させることができる利点がある。
【００４８】
以上のような操業の間に原料が溶融してスラグ化すると、フォーミングスラグ層１１上の粉粒状原料２が減少する。そのために原料がサイドチャージ口１２から補給される。各サイドチャージ口から炉内に装入された原料は可動マイナス電極棒６に向かって略扇状に広がる。もちろん、原料はサラサラした粉粒状であるゆえに崩れて末広がりとなった先端部分では層厚が薄くなる。
【００４９】
なお電気溶融炉１の炉床に溜まった溶融銑鉄３は意図的に少量を残して、出銑口１０から一日または二日ごとに図示しない取鍋等に出湯される。還元溶融される原料はほとんど揮発分や水分を含まず、還元溶融時に多量の水蒸気を発生させることがなく、揮発性物質の燃焼による燃焼ガスが大量に発生することもない。したがって、静かな還元溶融が実現されること、粉粒状の原料が特に６５０℃ないし８５０℃に予熱されている場合には流動性が極めてよいことから、プッシャによるサイドチャージ方式よる適量の原料供給や前炉からの自動溢流とあいまって、炉操業の無人化や自動運転化が実現される。
【００５０】
出滓口９から前炉２７を経て溶融銑鉄３とは独立して出滓された溶融スラグ４は清澄なものであり、以後の固化操作さらには破砕や熱処理操作に適したように加工しやすくなり、それによって再生されたリサイクル品も金属類を含まない鉱物質となる。このように天然石や砂に極めて近い無害化の図られた人工岩石等を得ることができる。その一方で金属資源が回収され、廃棄物の利用度が著しく高められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るモリブデン電極体の全体縦断面図。
【図２】  モリブデン電極を設けた前炉を備え、還元溶融スラグを生成するサイドチャージ式直流電気溶融炉の断面図。
【図３】  図２の III−III 線矢視断面図。
【図４】  図２中のIV部矢視断面図。
【符号の説明】
１…電気溶融炉、４…溶融スラグ、９…出滓口、２７…前炉、２８Ａ，２８Ｂ…加熱用電極、３１…モリブデン電極、３２…水冷ジャケットパイプ、３３…カプラー、３４…有底孔、３６…インサートパイプ、３７ａ…給水口、３８…往路、３９…復路。
【図１】
0003871172.tif 000002
【図２】
0003871172.tif 000003
【図３】
0003871172.tif 000004
【図４】
0003871172.tif 000005