JP2962892B2 - 粉体付着の少ない噴霧焙焼炉 - Google Patents

粉体付着の少ない噴霧焙焼炉

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健二 川人
辰則 砂川
清 有留
紀胤 津金
敏昭 栗原
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NITSUTETSU KAKOKI KK
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Nippon Steel Corp
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は金属塩化物を主成分とす
る3元系のフェライト粉体を得るための噴霧焙焼炉の構
造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、鉄鋼の塩酸酸洗で発生した塩化鉄
水溶液を焙焼して酸化鉄粉を製造する方法は、広く実施
されている。また、この塩化鉄水溶液を焙焼火炎中に直
接噴霧して熱分解焙焼する噴霧焙焼も知られている。こ
の例として特開昭63−40728号公報の如く、鉄鋼
の塩酸酸洗で発生した塩化鉄水溶液を焙焼して塩酸と酸
化鉄粉を回収するプロセスにおいて、塩化鉄水溶液をこ
のプロセスで発生する焙焼ガスと接触させて加熱濃縮し
て塩化鉄水溶液中のSi成分を不溶化させ、この不溶化
物を分別除去させた塩化鉄精製溶液を焙焼炉で焙焼する
方法で、この焙焼炉は炉頂から塩化鉄精製溶液が吹き込
まれ、熱ガスと高純度酸化鉄紛は同じく炉頂から回収す
るような構造となっている。一方、塩化鉄水溶液の焙焼
のみでなく、特開平1−192708号公報の如きは塩
化鉄、塩化マンガン、塩化亜鉛の3元系金属塩化物の混
合液を高温ガスを用い、水蒸気を含む酸化性雰囲気下に
おいて、高速ガス流と原料である金属塩化物の混合溶液
を噴霧ノズルから炉内に高速旋回流で高温ガス中に噴霧
され、急速に所定の焙焼温度に保つと共に原料並びに分
解生成物の流れを熱ガス流に並流的に同伴させつゝ金属
塩化物混合物の分解を行うことにより複合酸化物微粒子
を製造する方法が開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前述の特開昭63−4
0728号公報に示されている直接焙焼炉に塩酸酸洗廃
液を噴霧する方法は塩化鉄よりFe粉末を製造す
る方法であって、Fe,Zn,MnあるいはNi及びM
gから成る塩化物を主成分とする3元系ソフトフェライ
ト粉末を対象とした噴霧焙焼炉ではない。すなわちF
e,Zn,MnあるいはNi及びMgを主成分とする3
元素ソフトフェライト粉末は前述のように、従来から製
造されているFe粉末に比べ、微粉で極めて付着
力が強く、炉内壁やノズル周辺に粉末が堆積し、ノズル
詰まりや炉内ガス流の乱れに伴う反応への影響や最悪の
場合には、炉内閉塞が極めて生じ易い問題がある。しか
し、前述の公報に開示された処理方法は、Feのみの処
理であって、このような問題は生じない故、それに対す
る対策を何ら必要としない。また、特開平1−1927
08号公報にあっては、対象溶液はFe,Zn,Mnの
塩化物である3元系金属塩化物の混合液を対象としてい
るが前述本発明の課題に対しては何ら開示されていない
し、また、焙焼炉本体の構造が全く異なるものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような問題
を解消すべき、噴霧焙焼炉の頂部及び下部の炉体構造と
噴霧焙焼用ノズルの配置を特定した噴霧焙焼炉の炉構造
提供せんとするものである。本発明の要旨とするとこ
ろは、金属塩化物を主体とする3元系のフェライト粉体
を得るための噴霧焙焼炉の構造において、噴霧焙焼炉炉
頂部拡がり傾斜部角度θを、60°≧θ≧20°及
び該噴霧焙焼炉下部狭まり傾斜部角度θを80°≧θ
≧50°とし、かつ、該噴霧焙焼炉頂部に中央バーナ
ーを設け、該中央バーナーの円周方向に3個以上の液噴
霧用ノズルを配設する。さらに、該液噴霧用ノズルを炉
心より、ずらして噴霧するように設けた粉体付着の少な
い噴霧焙焼炉にある。
【0005】
【作用】以下、本発明について図面に従って詳細に説明
する。図1は本発明に係る複合酸化物フェライト粉体を
製造するための噴霧焙焼炉の概略断面図である。噴霧焙
焼炉1の炉頂部には中央バーナー2を設け、該中央バー
ナー2の円周方向に3個以上の液噴霧用ノズル3を配設
する。また、噴霧焙焼炉1を竪型とし、その炉頂部の拡
がり傾斜部の角度をθとするときのθの値を、60
°≧θ≧20°とする。この範囲とした理由は、θ
が20°未満と小さい場合には噴霧用ノズルから噴射さ
れたガスジェット流により拡がり部に負圧が生じ、粉体
を巻き込むことによって、付着物が炉壁に生じ、その付
着物が益々成長することになる。また、θが60°超
の大きい場合には付着は一応改善はされるが60°超と
大きくなっても付着状況は大きく変わらなくなる。逆に
液ノズル先端が高温にさらされ噴霧用ノズルに悪影響を
及ぼすことになる。それ故炉頂部拡がり傾斜部4の角度
θの範囲は20°〜60°の範囲と定めた。なお、好
ましくは40°〜60°の範囲である。
【0006】次に、噴霧焙焼炉下部狭まり傾斜部5の角
度をθとすると、そのθ80°≧θ ≧50°
範囲と定めた。この範囲とした理由は、θが安息角以
上になると、粉体は若干炉壁等に付着しても速やかに脱
落し、殆んど生成しないことが実験結果から判明した。
また、θが80°を超えると噴霧焙焼炉は円筒状に近
くなり、本発明竪型炉の目的とする構造から逸脱するこ
とになる。
【0007】図2(A)及び(B)は本発明に係る噴霧
焙焼用ノズル3の配置構造を示す平面断面図である。図
2(A)は竪型噴霧焙焼炉の平面方向を示す液噴霧用ノ
ズル配置図であって、中央バーナー2の円周方向に少な
くとも3個の液噴霧用ノズルを配設している状態を示し
ている。少なくとも3個以上とする理由は、噴霧液滴を
速やかに乾燥させるために、液滴径を小さくする必要が
ある。そのためには、小ノズルを多数本中央バーナー2
の円周方向に配置させて噴霧の均一性を図りつゝ、小滴
化を達成することから、本発明に係る溶液を噴霧焙焼す
るための竪型噴霧焙焼炉においては実験の結果本数が決
定されたものである。
【0008】次に、図2(B)は竪型噴霧焙焼炉の平面
方向における角度を示した液噴霧用ノズル配置図であっ
て、平面方向に対して中央バーナーの配設されている炉
心より、若干ずらして設置することにある。これによっ
噴霧したときの気液噴霧先端が中央バーナーの配置さ
れている炉心でお互いに直接衝突することがないような
配置を選定した。これは、もし仮に大容量で多数本の液
噴霧用ノズルを炉体の中央部の一点に集中噴霧するよう
に配置すると、焙焼すべき金属塩化物溶液が再凝固して
液滴径が大きくなり乾燥時間が長くなり、フェライト化
の終点が後方に移ると共に生じる粒子径が大きくなり、
回収粉の歩留まりが悪化することになる。このように液
滴径が大きくなるのを防止するために液噴霧用ノズルの
噴霧方向位置をお互いに軸心よりずらすことにより、液
滴径の粗大化を防止出来ることが判明した。この結果、
噴霧焙焼炉壁への未乾燥粒の付着は全く無く、乾燥時間
の短縮と安定したフェライト化のための焙焼並びに歩留
向上を図ることができた。
【0009】
【実施例】図1に示す竪型噴霧焙焼炉において、噴霧焙
焼炉頂部の拡がり傾斜部の角度θを60°、噴霧焙焼
炉下部狭まり傾斜部角度θを70°、中央バーナーの
円周方向に3個の液噴霧用ノズルを噴霧の方向位置を互
いに軸心よりずらして配設した構造の焙焼炉を用いて、
原料混合溶液として、FeCl、300g/l,Mn
Cl、80g/l,ZnCl、40g/lの濃度か
らなる水溶液を噴霧用空気(圧力5kg/cm・G)
80〜100μmの液滴を、30m/secの高速ガス
として竪型炉内に吹き込み焙焼温度800℃条件で反応
を行った、その結果の反応状況は、微粉で付着力の強い
3元系ソフトフェライト粉末にもかゝわらず、炉内壁や
ノズル周辺への粉体の堆積、またノズル詰りや炉内ガス
流の乱れは全くなく、極めて良好な安定した操業が出来
た。また、乾燥時間も極めて短縮され、安定したフェラ
イト化のための焙焼と歩留向上を図ることが出来た。
【0010】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の竪型噴霧焙
焼炉での炉頂部の拡がり傾斜部の角度、下部狭まり傾斜
部角度の特定下、液噴霧焙焼ノズルの方向配設等によ
り、微粉で付着力の強い3元系ソフトフェライト粉末の
製造にもかゝわらず、炉内壁やノズル周辺部への粉体の
堆積、及びノズル詰り並びに炉内ガス流の乱れは全くな
く、極めて安定した操業であり、かつ乾燥時間の短縮に
よる歩留向上を図ることが出来、工業上極めて有利な焙
焼炉構造にある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る噴霧焙焼炉の概略断面図、
【図2】(A)及び(B)は本発明に係る液噴霧用ノズ
ルの配置構造を示す図である。
【符号の説明】
1 噴霧焙焼炉、 2 中央バーナー、 3 液噴霧用ノズル、 4 炉頂部の拡がり傾斜部、 5 炉下部狭まり傾斜部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 砂川 辰則 千葉県富津市新富20−1 新日本製鐵株 式会社 技術開発本部内 (72)発明者 有留 清 千葉県富津市新富20−1 新日本製鐵株 式会社 技術開発本部内 (72)発明者 津金 紀胤 千葉県柏市新富町2−4−16 (72)発明者 栗原 敏昭 茨城県北相馬郡藤代町宮和田2848−5 (56)参考文献 特開 平1−192708(JP,A) 特開 平4−369806(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C01G 49/00 H01F 1/34

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属塩化物を主体とする3元系のフェラ
    イト粉体を得るための噴霧焙焼炉の構造において、噴霧
    焙焼炉炉頂部拡がり傾斜部角度θを、60°≧θ
    20°及び該噴霧焙焼炉下部狭まり傾斜部角度θを8
    0°≧θ≧50°とし、かつ、該噴霧焙焼炉頂部に中
    央バーナーを設け、該中央バーナーの円周方向に3個以
    上の液噴霧用ノズルを配設することを特徴とする粉体付
    着の少ない噴霧焙焼炉。
  2. 【請求項2】 液噴霧用ノズルを炉心より、ずらして噴
    霧するように設けた請求項1記載の粉体付着の少ない噴
    霧焙焼炉
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