JPS5815050A - セメント粉末原料等の焼成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、セメント粉末原料等の焼成装置、特に仮焼炉
付予熱装置を持つロータリキルン焼成装置の改良に関す
る。

典型的な先行技術としてロータリキルン焼成装置の一例
を第１図に示す０本焼成装置は、ロータリキルン（ａ）
の窯前側にバーナ（ｂ）およびクリンカクーラ（＋１）
を備え、窯尻側に仮焼炉付予熱装置（ｄ）を備えている
。仮焼炉付予熱装置（ｄ）は複数の捕集器（ｆ）と連結
ダクト（ｇ）とを連接した浮遊式熱交換器と仮焼炉（・
）から構成されており、石灰石、粘土などのセメント粉
末原料は投入シュート（ｈ）を介して投入され、懸吊状
態でガスと熱交換予熱されながら降下し、独立したバー
ナ（１）を、１・ 袴つ仮焼炉（・）でほぼ完全に仮焼されて捕集器（ｊ３
およびシュー）　（ｋ）を経てロータリキルン（ａｌ内
に窯尻から投入される。仮焼原料は窯前に向って移行す
る間にバーナ（ｂ）からの熱ガスによ沙加熱部（ａｌ）
で更に加熱され焼成部（１２）で液相生成し、クリンカ
生成反応を完結して、クリンカはクリンカクーラ（ａ）
に移行する。

第２図はロータリキルン（１）の断面を示すが、キルン
内での伝熱は回転方向（Ｒ１寄ハに堆積する原料（１）
の表面に対する熱ガスからの放射伝熱り−よびキルンの
耐火物知）との接触伝熱であるため伝熱面積があまり大
きくない、したがって伝熱効率がよくない、とくに約８
４０℃の仮焼原料を液相成分生成開始温度まで昇温させ
る加熱部（ａｌ）においては熱ガス温度の低下も重なっ
て伝熱量が減少する。加熱部の伝熱を増大させるためバ
ーナ（ｂ）の焚量を多くすると、ロータリキルンにおけ
る焼成温度が高くなり焼成部（ａ２）に大きな熱負荷が
かかる。そのため耐火物の焼損が起り易く、また単位熱
負荷を低下させるためにキルン径を大にすると放熱面積
及び据付面積が大となるという欠点があった。

本発明は前記問題を解決し、ロータリキルン内の窯尻側
部に伝熱面積を効果的に増大することができる手段を備
えて、ロークリキルン内の伝熱効率を高めることを特徴
とする特に仮焼原料から液相成分が生成するまでの領域
において非常に大きな伝熱面積が得られるようにし伝熱
効率を向上させてキルンの小形化を図ることを目的とす
る。

これらの目的達成のため、本発明のセメント粉末原料等
の焼成装置は、ロータリキルンの窯尻側の加熱部と窯前
−側の焼成部との間において粉末原料掻き上げ手段（以
下リフタという）を設け、仮焼炉付予熱装置で脱炭駿を
殆んど完了した仮焼原料を加熱部の窯尻側からロータリ
キルン内に投入してロータリキルンの回転によって窯前
方向に移動させながら加熱し、す７タ設置領域に達し九
仮焼原−をリフタによって掻き上げてバーナ（３）の燃
焼排ガスに浮遊熱交換させ、更に燃焼排ガスに浮遊した
仮焼原料を加熱部で捕集して加熱部に適変に、滞留さ誓
ることにより液相成分生成温度以下までの昇温を効率的
に行ない、その後のクリンカ生成反応を焼成部で行なう
ようにし九ことを特徴としている。

以下、図面によって本発明実施例を説明する。

第８図は、本発明の第１実施例の全体的構成図である。

第４図にはそのロータリキルンおよび近傍部分の拡大縦
断面図を示す、なお、各図面においてクリシカなどの固
体の流れを実線矢符で示し、燃焼排ガスなどの気体の流
れを破線矢符で示す、後述するロータリキルン（１）に
対して、その窯前（２）側にはバーナ（３）が設けられ
またクリンカクーラ（４）が対置される。窯尻（５）側
には捕集器（６）が上下５段に配置され、各捕集器（６
）は連結ダクト（７）でそれぞれ連結され、独立したバ
ーナａカを備えた仮焼炉ａＱを持つ予熱装置（８）が設
けられている。予熱装置（８）の上部には石灰石、粘土
等のセメント原料粉末の投入シュート（９）を持ち、仮
焼炉軸にはクリンカクーラ（４）からの抽気ダクトｒ１
ｔＪが接続される。仮焼炉軸に接続した最下段の捕集器
（６１からの原料シュー）　（ＩＩＩはロータリキルン
の窯尻（５）に臨む投入管α４に接続される、　仮焼炉
αりの下部と窯尻（５）とを連結するダクトの途中には
排ガス中の粉末原料を分離してロータリキルンに戻すた
めの高温分離器ａｌが設けられている。ｔ、たロータリ
キルン（１）の窯尻（５）側から補助燃料として、例え
ば粗粒炭が炉内に供給されるようになっている。そのた
め投入ホッパ舖を神つ粗粒炭乾燥用気流式乾燥装置ａわ
が設けられている。この気流式乾燥装置ａηにはファン
舖ダクトａ１１を介してタリンカクーラ（４）からの比
較的高温の空気−が導かれ名、したがって投入ホラ／を
輛から投入された粗粒炭は気流式乾燥装置ａηで、前記
比較的高温の空気に浮遊しながら乾燥され、捕集サイク
ロン翰に専力為れる。乾嶽は右脚捕集サイクロン（至）
で捕集され化炭ホッｘ、ｅＤＫ貯留され、定量供給器０
１）によって切りノ出され、粗粒炭供給シーート（至）
を介して・−タリキルン（１）内に投入される。

一方、４６Ｐ程度のセメント原料粉末が予熱装置（８）
でロータリキルン（１）及び仮焼炉部からの排ガスと向
流懸吊状態で予熱されたのち仮焼炉（ＩＩでほぼ１００
％近く、まで仮焼され、仮焼原料となって最下段の捕集
器（６）で捕集され原料シュートα埠から８４０℃程７
度の温度でロータリキルン（１）内に投入される。仮焼
原料及び粗粒炭はロータリキルン（１）の回転に伴い窯
前（２）側に移行するが、その間に粗粒炭の比較的低温
の燃焼とバーナ（３）の燃焼ガスによって液相生成温度
以下（例えば１゜１００℃）まで効率良く加熱される。

その後頁に加熱され、液相を生成してクリンカ生成反応
を完結して造粒焼成される。かくしてロータリキルン（
１）内の窯尻（５）寄り社加熱部（２）となり、窯前（
２）寄りは焼成部（２）となる。

本発明は、加熱部（至）の窯前側の領域にリフタ（ハ）
を設置するものであり、本夾施何ではりフタ（ハ）設置
領域（至）より窯尻（５）寄り加熱部（ハ）の径を拡大
し、その径は窯前側焼成部（財）の径ｄ！に対し例えば
１．８〜１．４４の拡径部（財）とすることができる、
す７タ（ハ）は、第６図に示すようにキルン軸線方向２
段に、千鳥状に配列されている。（す７りの配置及び段
数はこれに限定したものではない、）またリフタ（２）
は、第６図に示すように、キルンの内張り煉瓦（至）中
に突出耐火物を組込んだものとし、す７テイング藺をキ
ルン回転方向俤）側へ傾斜させゐことにより、仮焼原料
の掻き上げ高さが大きくなるようにしている。掻き上げ
高さは前記傾きと半径方向寸法によって決まるが、半径
方向寸法には強度上の問題や熱的衝撃等の影響があるた
め、これら条件を考慮して傾きと半径方向寸法を決定す
ると良い。

前記のり焼原料は原料シュート側からロータリキルン（
１）内に窯尻（５）側から加熱部（至）に投入されロー
タリキルンの回１に伸ない窯前（２）方向に移動しなが
ら加熱される。補助燃料な使用する、場合、例えば１〜
２ｍｍ径の粗粒炭が粗粒炭供給′）ニート（２）を介し
てロータリキルン（１１内に投入される。粗粒炭の一部
社堆積状態で観加熱部（至）において燃焼し、仮焼原料
を加熱しながら窯前（２）側に移行する。

リフタ設置領域（２）に達し九仮焼原料の一部はりツタ
＠によって掻き上げられ、熱ガス流中に浮遊懸吊状態と
なって加熱される。この状態における伝熱は原料粒子細
々がガス流と遭遇してその表面で行なわれるため、伝熱
面積は通常のロータリキルンの堆積原料表面で行なわれ
るより非常に大きくなる。さらに喪抄の粗粒炭はバーナ
（３）の二次空気の過剰分によってこの段階で燃焼すゐ
ため非常に大きな加熱効果がこの領域で得られることに
々る。

このようにして浮遊させられた仮焼原料及び粗粒炭の一
部はガス流によって矢符（ａ）で示すように窯尻（５）
方向に運ばれる０本実施例では、加熱部（至）のりフタ
設置領域（２）より窯尻（５）寄りは拡径部（財）とさ
れており、この拡径部（２）ではガス流は拡大流れとま
る上、ガス温度が、仮焼原料上の熱交換によって低下し
て゛いるので、ガス流速が低下する。シ九がって流速低
下に伴って浮遊仮焼原料及び粗粒炭は加熱部（２）内に
沈降する。

残りの一部の浮遊仮焼原料はキルン排ガスと共に高温分
離器ａｓに導かれそこで捕集される。

このようにして、仮焼原料はロータリキルン＋１）の加
熱部（ハ）で循環するので、適度に増加された滞留時間
、気流式加熱及び粗粒炭の燃焼による加熱効果の増大に
よって液相生成温度以下（１，１００℃）まで効果的に
加熱される。

リフタ設置領域（至）を通過した原料は、焼成部ｒ２４
において通常のロータリキルンと同様にクリンカ生成反
応を行ない、造粒焼成される。クリンカ生成反応は発熱
反応であるために、焼成部（財）はクリンカ生成反応に
必要な時間だけ原料を滞留させるに足る例えば８０〜８
５ｍの長さを有すればよい。

リフタ設置領域（至）は本実施例では焼成部（財）の液
相成分が生成する領域よりも窯尻（５）側として発生し
ない範囲内であれば、リフタ設置領域（イ）が焼成部（
財）と見做される領域の一部に立入っていても差支えな
い。

また、本実施例では、窯尻（５）から燃料としての粗粒
炭（燃料として低品位炭を利用してもよい）をロータリ
キルン（１）内に投入し加熱部（ハ）での仮焼原料の昇
温効果を向上させ、それにより焼成部ｆ２４に対するバ
ーナ（３）からの燃料の焚量を低減させタリンカ焼成部
（財）の熱負荷を低減させるようになっている。粗粒炭
は本実施例では加熱部＠に仮焼原料とともに直接投入さ
れているが、第７図に示すように高温分離器α鴫とロー
タリキルン（１）との連結ダクトに設けられた粗粒炭供
給シュート（社）より投入してもよく、また最下位の捕
集器（６）からの原料シュートα壕から投入してもよい
、補助燃料として粗粒灰を使用する場合、その燃焼後の
灰分けそのままセメント原料の一部となるため、灰分処
理のための特別な設備を必要としない、また粗粒炭の燃
焼が加熱部＠内においてほぼ完了するためにアブターバ
ーニングによるトラブルは極力避けられる。

また本実施例ではガス流により搬送される浮遊懸吊仮焼
原料のうち加熱部で沈降できなかった分の捕集のため高
温分離器０！９を設置しているが、高温分離器を設けな
くても良い。

第７図は本発明の第２実施例のロータリキルンおよび近
傍部分の縦断面図を示し、他の実施例と対応する部分は
同一参照符で示し、説明の重複を省略する。　本実施例
は、キルンの加熱部（ハ）の窯前側に絞り部（至）を設
け、との縮怪部にリフタ（ハ）を設けたもので、このリ
フタ設置領域（ハ）においてガス流速の増加によ抄仮焼
原料の浮遊懸吊効果を高め伝熱効率を向上させることが
できる。

第８図は、本発明の第８実施例のキルン縦断面図を示し
、各実施例と対応する部分は同一参照符で示す、　本実
施例のキルンは径の拡細部の々い直胴型である。

第９図、第１０図は本発明の第４実施例のロータリキル
ンであり、各実施例に対応する部分は同一参照符で示す
、　本実施例では加熱部（ハ）の窯前側に絞り部（至）
を設けそこに内張抄煉瓦（２）に凹彩りフタ（至）を設
は凹部で仮焼原料の掻き上げを行なうものである。　本
実施例を第２実施例と較べてり７タ設置領域における圧
力損失は小さく々る。まなりフタが高温の燃焼ガス中に
突出する場合に比較してリフタ部分の焼損が極力避けら
れ、寿命が長くなる。凹彩り７タ（７）は第１１図に示
すようリフティング爾にキルン回転方向缶）側へ傾き（
θ）を与えることにより掻き上げ高さを高くすることが
できる。

第１２図は本発明の第５実施例のロータリキルンを示し
、各実施例と対応する部分は同一参照符で示す、　本実
施例は絞り部員を設けてリフタ設置領域（イ）とし絞り
部窯尻側に凸形リフタ（ハ）を設け、窯前側に凹形リッ
ク翰を設けたものである。　第１８図は本発明の第６実
施例のロータリキルンの変形凹形リフタ（８０Ａ）を示
し、凹部内に少なくとも１個の凸形リフタ部（２５Ａ）
を設置したものである。リフタ設置領域での圧力損失は
第４実施例と同様に小さく凸形リフタ部（２５Ａ）につ
いても焼損や摩耗が極力抑えられ寿命が長くなる。また
第１１図の凹形リフタ（至）に較べて凸形リフタ部（２
５Ａ）を設置した分だけ仮焼原料掻き上げ量は多くなり
、より多くの仮焼原料をガス流中に浮遊させることがで
きる。

第１４図、第１６図は本発明の第７実施例のロータリキ
ルンを示し、直胴形ロータリキルン（１）の焼成部（財
）より窯尻（５）側に環状凹部を設け、環状凹部内に凸
形り７り部（２５Ｂ）を列設したものである。第８およ
び第４実施例に較べて圧力損失が小さく、リックの焼損
、摩耗は極力抑えられる。また掻き上げ量は充分に大と
々る。

本発明の焼成装置は石灰石、アルミナ単体等得 の粉末原料の焼成にも用いる。

へ 上記本発明によると次の諸効果が得られる。

１）キルンの焼成部の長さは前記８０〜８５・ｍである
が加熱部は液相生成温度以下までの昇温が気流式を併用
することにより効果的に行なわれるため加熱部の長さを
短かくでき、それによりキルン全体が約２０〜８０％小
形化でき据付面積、放熱面積が小さく々る。また加熱部
の効率的々熱交換によりキルンの排ガス湿炭が低下する
ので、シール部分のトラブルが極力回避できる。

２）加熱部の効率的な気流式加熱効果督よび粗粒炭を併
用する場合の加熱効果の増大により、キルンの主バーナ
の燃料の焚量をその分低減させることができ、それによ
りキルンのタリン力焼成帯の熱負荷が小さくなり、耐火
物の焼損が極力抑えられる。また熱負荷を同一とすれば
キルン径を小さくすることができるので、耐火物の消耗
量が減少する。

８）キルンの小形化によって設備費を低減できる、４）
焼成部の燃料の焚量が減ることからＮｏ、の発生量が減
少する。

５）補助、燃料として微粉炭を使用するとガス流と共に
キルン外へ搬送され、そこで燃焼してトラブルを起す途
、粗粒炭を使用するのでこのような弊害を生じない、粗
粒炭であっても加熱部に十分子ｋ滞留時間があるので完
全に燃焼させることができる。また粗粒炭の使用により
、石炭の粉砕動力が低減される。

【図面の簡単な説明】

第１図は先行技術によるひ一タリキルン焼成装置の概略
構成を示す部分縦断面図、第２図は第１図中璽−１線の
ロータリキルン断面図である。　第８図は本発明の第１
実施例の構成、を示す部分縦断面図、第４図はそのロー
クリキルンおよび近傍部分の拡大縦断面図、第５図はそ
のり７り設置領域のり７タ装置図、第６図はそのリフタ
部の断面図である。　第７図は本発明の第２実施例のロ
ータリキルンおよび近傍部分の縦断面図、第８図は本５
発明の第８実施例のロータリキルン縦断面図、第９図は
本発明の第４実施例のロークリキルン縦断面図、第１０
図は鄭９図Ｘ−Ｘ断面図、第１１図はその変形凹形り７
り部の断面図、第１２図は本発明の第５実施例のロ−ク
リキルン縦断面図、第１８図は本発明の第６奥施例のロ
ータリキルンの他の凹形リフタ部の鹸面図、第１４図は
本発明の第７実施例のロータリキルン縦断面図、第１５
図は第４図１マーＸマ断藺図である。 （１）・・ロータリキルン、（２）・・窯前、（３）・
・バーナ、（４）・・クリンカクーラ、（５）・・窯尻
、（６）・・捕集器、（７）・・連結ダクト、（８）・
・予熱装置、（９）・・投入シュート、顛・・仮焼炉、
口０・・バーナ、（１３・・抽気ダクト、ａ［有］會・
原料シュート、収る・・投入管、ａＳ・・高温分離器、
（ＩＱ・・投入ホッパ、ａη・・気流式乾燥装置、６ｅ
・・ファン、（へ）・・ダクト、（１）・・石炭捕集サ
イクロン、ｃｌＤ・・乾炭ホッパー、四拳・粗粒炭供給
シュート、（ハ）・拳加熱部、Ｑ４・・焼成部、（ハ）
（２５Ａ）（２５Ｂ）・・凸形リフタ、（２）・・す７
タ装置領域、（財）・・拡径部、（至）・・内張り煉瓦
、翰・・絞り部、ｅｌｌ（８０Ａ）・・凹形リフタ、ａ
ｌｌ・・定量供給器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）ロータリキルンの窯尻側加熱部の窯前側部に粉末
   原料の掻き上げ手段を備え、゛仮焼された粉末原料を前
   記加熱部の窯尻側に投入し、ロータリキルンの回転によ
   って窯前方向に移動させ、前記掻き上げ手段設置域に達
   した粉末原料の少なくとも一部を前記掻き上げ手段によ
   って熱ガス中に浮遊させ、熱交換させた後前記加熱部内
   で捕集するようにし、更に前記ロータリキルンの窯前側
   焼成部において前記加熱部で加熱された粉末原料を焼成
   する様にしたセメント粉末原料等の焼成装置。 （２１前Ｅロークリキルンの加熱部において補助燃料を
   燃焼させる様にしたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のセメント粉末原料等の焼成装置。 （３）前記ロータリキルンの排ガスダクトに排ガス中の
   粉末原料を分離して前記加熱部に戻すための分離器を設
   けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２
   項記載のセメント粉末原料等の焼成装置。 （４）前記ロークリキルンにおｈて前記掻き上げ手段設
   置領域よりも窯尻側を拡大したことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項、第２項または、第８１１！記載のセメ
   ント粉末原料等の焼成装置。 （５）前記ロータリキルンにおいて、前記掻き上げ手段
   を設ける領域を縮径したことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項第２項または第８項記載のセメント粉末原料等
   の焼成装置。 （６１前記ロークリキルンにおいて前記掻き上げ手段を
   設ける領域を拡径にし、前記拡径部内に前記掻き上げ手
   段を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項、第
   ２項または第８項記載のセメント粉末原料等の焼成装置
   。 （７）前記口゛−タリキルンにおいて、掻き上げ手段を
   設ける領域の耐火物に凹部を設は念ことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項、第２項または第８項記戦のセメン
   ト粉末原料等の焼成装置。