JP3086450B1

JP3086450B1 - 外熱式ロータリーキルン

Info

Publication number: JP3086450B1
Application number: JP11102451A
Authority: JP
Inventors: 昇市谷; 三樹雄村尾
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 1999-04-09
Filing date: 1999-04-09
Publication date: 2000-09-11
Anticipated expiration: 2019-04-09
Also published as: JP2000292068A

Abstract

【要約】【課題】特定のパターンにしたがって処理物の加熱温
度やその温度での保持時間を厳密に管理することが可能
な外熱式ロータリーキルンを提供する。【解決手段】加熱炉１０を、仕切り壁１２・１３を介
して複数の加熱室１５・１６・１７に分割した。それら
の加熱室１５・１６・１７は炉芯管２０の長さ方向に並
べ、それぞれに加熱温度を調整できるようにした。ま
た、炉芯管２０内の処理物Ｍの温度を知るための温度計
測手段２５・２６・２７を、各加熱室１５・１６・１７
ごとに設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】請求項に係る発明は、石灰泥
を焼成して生石灰を得るなど固体の各種熱処理に使用す
る外熱式ロータリーキルンに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ロータリーキルンは、回転する円筒内に
供給した固体処理物を加熱等することにより、その処理
物に対し乾燥や焼成、乾留といった種々の熱処理を施す
装置である。円筒は、水平よりやや傾斜した状態に設け
られているため、円筒の回転につれてその内部を順次軸
長方向に処理物が移動する。円筒内に直接に火炎を吹き
込むなどして処理物を直接加熱する方式のものに加え、
最近では、円筒の外側から処理物を間接加熱する外熱式
ロータリーキルンも実用化されている。

【０００３】外熱式ロータリーキルンでは、たとえば図
４のように、炉芯管（回転円筒）２０’の外側に加熱炉
１０’があり、その加熱炉１０’によって炉芯管２０’
が外側から熱せられるようになっている。炉芯管２０’
は、回転ローラ３６’・３８’によって図４（ａ）中の
左方が下になるようわずかに傾斜した状態に支えられて
いて、一方の側のローラ３６’やモータ３７’等からな
る駆動手段３５’により回転駆動される。図中右側の供
給口３３’から供給される処理物Ｍは、炉芯管２０’の
その回転につれて炉芯管２０’内を徐々に下流側へ移動
し、回収器３１’から払い出される。炉芯管２０’を囲
む加熱炉１０’の内部には、図４（ａ）のように電気ヒ
ーター１２’が炉芯管１０’の直下に設けられ、または
他の加熱源１３’が壁面付近に設けられていて、炉芯管
２０’を加熱する。

【０００４】このような外熱式のキルンには、直接加熱
式のものとは異なるつぎのような利点がある。すなわ
ち、1)火炎や熱風が処理物に直接に当たる（当たらない
部分もある）ことによる温度ムラがほとんど生じないの
で、処理物に均一な熱処理を施すことができる、2)処理
物の加熱雰囲気を、加熱手段や燃焼ガスの種類にかかわ
らず自由に定めることができる−といった点である。

【０００５】そのような利点があるために、外熱式のキ
ルンは、加熱温度や加熱雰囲気に影響を受けやすい処理
物の熱処理に適しているが、処理物や熱処理の種類によ
っては、とくに、加熱温度やその温度での保持時間を厳
密に管理されねばならないことがある。たとえば、図３
のように、まず一定時間の予熱・乾燥過程Ａをとり、昇
温のための加熱過程Ｂを経たうえ一定温度・一定時間で
本来の熱処理過程Ｃをすませ、その後に所定の時間をか
けて冷却過程Ｄをとる場合である。

【０００６】図４に示す外熱式ロータリーキルン３’
は、特開平２−１２２１９３号公報に記載された構成を
有するもので、上記1)・2)の利点を有するだけでなく、
図３のような温度管理についても実現の可能性を期待さ
せる装置である。炉芯管２０’内の処理物Ｍを所望の処
理温度に正確に保つべく、電気ヒーター１２’を独立操
作のできる複数のヒーター１２Ａ’・１２Ｂ’・…とし
て加熱炉内に配置するとともに、各ヒーター１２Ａ’・
１２Ｂ’・…の位置に合わせて炉芯管２０’の内部に測
温手段２５Ａ’・２５Ｂ’・…を配置しているからであ
る。このキルン３’の主たる目的は、各測温手段２５
Ａ’・２５Ｂ’・…のデータに応じて各ヒーター１２
Ａ’・１２Ｂ’・…の熱量を制御することにより炉芯管
２０’内を所望の温度にして処理物Ｍに均一な熱処理を
施そうというものだが、各独立のヒーター１２Ａ’・１
２Ｂ’・…を適切に操作すれば、図３のような各過程Ａ
・Ｂ・…に合わせて炉芯管２０’内に複数の加熱ゾーン
を設ける（それら各ゾーン内に順に処理物Ｍを送る）こ
とも不可能ではなさそうに見える。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図４のような外熱式ロ
ータリーキルン３’は、独立して操作できる複数のヒー
ター１２Ａ’・１２Ｂ’・…からなる電気ヒーター１
２’を加熱炉１０’内に有しているとはいえ、図３など
にしたがって処理物Ｍを適切に温度管理することは実際
には困難である。テスト機を用いた試験においても、段
階的に温度の異なる複数の加熱ゾーンを炉芯管内に設け
ることは不可能であった。

【０００８】図４のキルン３’において適切な温度管理
を行うのが難しい理由は、電気ヒーター１２’の各ヒー
ター１２Ａ’・１２Ｂ’・…を独立に操作するとして
も、それぞれの発する熱が、炉芯管２０’のうち他のヒ
ーターに近い部分にも及んでしまうからだと考えられ
る。電気ヒーター１２’を炉芯管の直下に配置するとし
ても、各ヒーターの輻射熱は炉芯管２０’の長さ方向に
も広がるため、特定のゾーンのためのヒーターが他のゾ
ーンをも加熱することになり、結果として各ゾーンを独
立に温度管理することができないのである。ヒーター１
２’を設けた範囲の炉芯管のうち長さ方向中央付近にお
いて温度が高くなりがちであるため、実際には、図３の
全過程のうち熱処理過程Ｃとしてのゾーンのみを均一な
温度に保つことも容易ではない。また、輻射熱を発する
ヒーター１２’とは別に、図４（ｂ）のように他の加熱
源１３’を加熱炉１０’の壁面付近に設けた場合にも、
各加熱源１３’の独立した操作にかかわらず、炉芯管２
０’上の各ゾーンを独立に温度管理することは同様に困
難である。各加熱源１３’の発する熱が、他の加熱源１
３’によって加熱されるべき炉芯管２０’上の位置をも
加熱してしまうからである。

【０００９】請求項に係る発明は、たとえば図３のよう
なパターンにしたがって処理物の加熱温度やその温度で
の保持時間を厳密に管理することが可能な外熱式ロータ
リーキルンを提供しようとするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載した外熱
式ロータリーキルンは、加熱炉が、仕切り壁を介して複
数の加熱室に分割されていること、それらの加熱室が炉
芯管の長さ方向に並んでいてそれぞれに加熱温度（加熱
室内の温度）を調整できること、および、炉芯管内の処
理物の温度を知るための温度計測手段が各加熱室ごとに
（つまり、各加熱室に対応づけて）設けられているこ
と、ならびに、加熱室が、独自の加熱手段とともに、室
内の炉芯管の温度の均一化を図る温度調整用補助空気の
供給手段を備えていること−を特徴とする。なおこの
キルンは、プロセスのうち少なくとも一部において処理
物を加熱するものではあるが、その加熱が特定の温度範
囲に限られることはなく、また全過程で処理物が加熱さ
れねばならないわけでもない。したがって、「加熱室」
や「加熱温度」等についていう「加熱」には、常温前後
または常温をわずかに上回る程度に加温し、さらには冷
却することをも含む。

【００１１】この外熱式ロータリーキルンでは、複数の
加熱室が、各加熱室内にある炉芯管上の各部分を他の部
分とは独立に加熱（または加温・冷却。以下も同様）す
ることができる。各加熱室が仕切り壁を介して分割され
ていて、それぞれに加熱温度を調整できるからである。
各加熱室は炉芯管の長さ方向に並んでいて、炉芯管内を
移動する処理物はしたがってそれら各加熱室間を順次に
移動していくのであるから、各加熱室での加熱温度を所
定値に設定してそれぞれを独自の加熱ゾーンにしておけ
ば、処理物は、図３または他の温度−時間パターンにし
たがって好ましい温度管理を受け、最適の熱処理を施さ
れ得ることになる。分割された各加熱室ごとに温度を調
整でき、しかも、各加熱室ごとに温度計測手段が設けら
れていて処理物の温度を知ることができるため、各加熱
ゾーン、すなわち温度管理パターンにおける各過程での
温度は正確に定められる。

【００１２】なお、このキルンは外熱式のものであるた
め、前述したように、処理物に対し温度ムラのない均一
な熱処理を施すことができるうえ、処理物の加熱雰囲気
を自由に定めることができる。そのため、加熱中の温度
や雰囲気に対する感受性の高い処理物の熱処理に適して
おり、たとえば石灰泥（生石灰）・発泡性鉱物・セラミ
ックス原料粉等の乾燥・加熱・焼成、ゴム・プラスチッ
ク廃棄物等の熱分解、一般ゴミのガス化処理、下水処理
汚泥の熱処理、活性炭の乾留などに好適である。請求項
１のキルンは、上記のように温度の管理を適切に行える
ために、製造条件に対する感受性がとくに高いもの、た
とえば高純度・高品質の処理物を得るうえでメリットが
大きい。この発明のキルンでは、加熱室が、独自の加熱
手段とともに、室内の炉芯管の温度の均一化をはかる温
度調整用補助空気の供給手段を備えている。独自の加熱
手段の使用に合わせてこの補助空気の供給手段を使用す
れば、加熱室内の炉芯管のうち長さ方向中央付近に集中
しがちな熱量を分散し、または熱量が集中しがちな部分
の温度上昇を抑制することによって、各加熱室内での炉
芯管の（したがって処理物の）温度を均一にすることも
可能になる。

【００１３】請求項２に記載の外熱式ロータリーキルン
は、上記した独自の加熱手段が、加熱室の内壁面に配備
された電気ヒーターであることを特徴とする。加熱室の
内壁面に設けられた電気ヒーターを使用して炉芯管を加
熱する場合、炉芯管のうち長さ方向の中央付近が他の部
分よりも高温度に加熱されることが多く、一つの加熱室
内においても炉芯管内の処理物を均一な温度等にするこ
とがとくに困難である。電気ヒーターは輻射熱によって
炉芯管を加熱するが、電気ヒーターの各部分が発する輻
射熱は炉芯管の長さ方向にも広がるため、加熱室内の炉
芯管のうち長さ方向における中央付近に熱量が集中しが
ちになるからである。しかし、この発明のキルンでは、
電気ヒーターの使用に合わせて補助空気の供給手段を使
用することにより、上記のように集中しがちな熱量を分
散し、または熱量が集中しがちな部分の温度上昇を抑制
でき、もって各加熱室内での炉芯管の（したがって処理
物の）温度を均一にすることができる。なお、ここにい
う温度調整用補助空気の供給手段は、バーナー等の熱風
供給手段または電気ヒーターなど、独自の加熱（または
冷却）をなす手段であってもよく、他の加熱室を出た熱
風を導入（つまり再利用）するための経路であってもよ
い。

【００１４】請求項３に記載の外熱式ロータリーキルン
は、さらに、炉芯管の長さ方向に沿う各加熱室の長さ
が、当該加熱室ごとの所定の温度に処理物を移行させま
たは維持する時間（たとえば図３に示した各過程Ａ・Ｂ
・…の各時間）に比例して定められていることを特徴と
する。ロータリーキルンにおける処理物の移動速度は、
炉芯管（回転円筒）の傾斜角や直径、回転数、および処
理物の安息角によって決まるので、それらを変えること
によって変更することが可能である。しかし、処理物の
安息角はその物に固有の性質であり、また傾斜角や直
径、回転数を炉芯管の各部について自由に定めることも
通常は困難であるため、処理物の移動速度は、変更可能
であるとはいえ回転円筒の全域においてほぼ均一であ
る。そのため、各加熱室の長さを上記のように各加熱室
での温度移行時間または温度維持時間に比例して定めて
おくと、炉芯管のたとえば回転数を調整することによっ
てすべての加熱室において処理物を適切に温度移行また
は温度維持することが可能になる。

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【００１８】

【００１９】

【００２０】

【００２１】請求項４に記載の外熱式ロータリーキルン
は、以上の各点に加えて、上記の温度計測手段が、各加
熱室での処理物の温度分布を検知し得るものであり、炉
芯管の回転を駆動する手段が、検知したその温度分布に
応じて炉芯管の回転速度を変更し得るものであることを
特徴とする。

【００２２】ロータリーキルンにおいて処理物を適切に
熱処理するには、適正な温度（処理温度）で適正な時間
（処理時間）だけその熱処理を行うことが重要である。
そのため、処理温度を所定の目標温度にすることができ
るなら、処理時間は、その処理温度に対応した所定の値
になるように定めておけばよい。しかし、処理物によっ
ては、あるいは処理物が同じでもその純度や水分含有率
のばらつき等によっては、各加熱室での処理物の温度を
適正にすることができない場合がある。

【００２３】このキルンは、そのような事情で各加熱室
における処理物の温度を適正化できない場合にも、処理
物を適切に熱処理できるように構成したものである。す
なわち、請求項１について記載したように所定の加熱温
度調整を行ったのち、上記の温度計測手段が各加熱室で
の処理物の温度分布を知り、もしそれが最適のものでな
かった（つまり目標値との間に差があった）ときは、上
記した駆動する手段がその温度分布に応じて炉芯管の回
転速度を変更する。炉芯管の回転速度が変わると前記の
ようにその内部を移動する処理物の速度が変わるため、
当該加熱室の内部にあってその温度下におかれる時間が
変更される。こうしてこのキルンでは、処理物の実際の
処理温度に合わせて処理時間を調整し、それによって処
理物を適切に熱処理することが可能になる。

【００２４】

【発明の実施の形態】発明の実施に関する一形態を図１
に紹介する。図１（ａ）は、外熱式ロータリーキルン１
について全体を模式的に示す縦断面図、同（ｂ）は同
（ａ）におけるｂ−ｂ断面図である。図１に示すキルン
１は、請求項の発明には該当しないが、請求項の発明に
ついて実施を容易にするための参考例として紹介する。

【００２５】図１に示す外熱式ロータリーキルン１は、
石灰泥（主成分はＣａＣＯ₃）を焼成して生石灰（同Ｃ
ａＯ）を得るための設備である。煉瓦等の耐火壁で囲ま
れた加熱炉１０の内側に、当該加熱炉１０を長さ方向に
貫くように炉芯管２０が配置されている。炉芯管２０の
両端付近には環状の支持部材２１・２２が一体化されて
おり、炉芯管２０はこれらの部分でローラ（図示せず。
図４（ａ）のローラ３６’・３８’と同様）により支え
られ、駆動手段（図示せず。図４（ａ）の駆動手段３
５’と同様）によって回転駆動される。炉芯管２０は図
１（ａ）の左方が下になるようにわずかに傾斜（勾配は
１／１００〜３／１００）しているため、図中右方の供
給用コンベヤ３３から炉芯管２０内に投入される処理物
Ｍは、炉芯管２０の回転につれて徐々に左方へ移動す
る。その移動の間に、周囲の加熱炉１０から所定のパタ
ーン（温度−時間のパターン）にしたがって加熱等を受
けることにより、処理物Ｍは石灰泥から生石灰に変化
し、図中左方の回収器３１および切り出しバルブ３４を
経由して回収される。

【００２６】外熱式の設備であって処理物Ｍが温度ムラ
を生じにくく燃焼ガスの雰囲気にさらされることもない
ので、このロータリーキルン１では、品質の高い好まし
い生石灰を得ることができる。しかし、さらに品質上の
メリットを得るとともにエネルギー効率を高めることが
できるように、このキルン１は、以下のような点を含め
て構成している。

【００２７】まず、加熱炉１０の内部の空間を、三つの
独立した加熱室１５・１６・１７に分割した。つまり、
加熱炉１０の両端に長さ方向と直角な方向の広がりを有
する壁面１１・１４を形成することに加え、内部の二箇
所にも、内縁部が炉芯管２０の外周面に接近する（両者
間に５ｍｍ前後の隙間が存在する）ようにやはり長さ方
向と直角に広がる仕切り壁１２・１３を設け、これらに
よって加熱炉１０内を三つの加熱室１５・１６・１７に
仕切っている。これにより、炉芯管２０の回りには、そ
の長さ方向に加熱室１５・１６・１７が順に並んだこと
になる。

【００２８】このように加熱炉１０を分割したうえで、
独自に操作できるバーナー１５ａ・１６ａ・１７ａを加
熱手段として各加熱室１５・１６・１７に設け、それに
よって各加熱室１５・１６・１７ごとに加熱温度を独自
に調整できるようにした。加熱室１６・１５には、それ
ぞれ加熱室１７・１６の排気口１７ｂ・１６ｂから通じ
る経路１６ｃ・１５ｃを形成し、それらにより、加熱温
度の最も高い加熱室１７を出た排ガスを加熱室１６・１
５へ導入して順次再利用できるようにした。バーナー１
５ａ・１６ａ・１７ａは、こうした排ガスの再利用のみ
では各室の温度が不適当である場合に点火し、それぞれ
独自に加熱室１５・１６・１７内の加熱温度を調整す
る。

【００２９】加熱室１５・１６・１７のそれぞれは、処
理物Ｍの予熱・乾燥過程（図３の例では過程Ａ）、加熱
（昇温）過程（図３では過程Ｂ）、および本来の熱処理
過程（図３では過程Ｃ）にあてている。つまり、処理物
Ｍは、炉芯管２０内を移動するのにつれ、加熱室１５の
内側において予熱・乾燥を、加熱室１６の内側で加熱
（昇温）を、また加熱室１７の内側で本来の熱処理を受
ける。温度管理を正確に行って理想的な条件で熱処理を
行えば、品質の高い生石灰を得ることができる。処理物
Ｍの移動速度は炉芯管２０内でほぼ均一であるため、炉
芯管２０に沿った各加熱室１５・１６・１７の長さは、
各過程の時間的長さに比例するように定めている。予熱
・乾燥の際には処理物Ｍが３００℃前後で４０分程度保
持される必要があり、加熱（昇温）の際には約３００℃
から９００℃程度にまで約２０分で昇温され、それに続
く熱処理過程では約１時間、９００℃に保持されるのが
好ましい。そのため各加熱室１５・１６・１７には、バ
ーナー１５ａ・１６ａ・１７ａと上記の経路１５ｃ・１
６ｃとによってそれぞれ１１００℃、８００℃、６００
℃の熱風を吹き込むこととしている。

【００３０】なお、各加熱室１５・１６・１７は図１
（ｂ）のように円筒形状とし、バーナー１５ａ・１６ａ
・１７ａは水平に設けて各吹出し口をその円形断面の接
線方向に向けている。各加熱室１５・１６・１７の排気
口１５ｂ・１６ｂ・１７ｂは、図１（ａ）・（ｂ）のよ
うにバーナー１５ａ・１６ａ・１７ａとは加熱炉１０の
長さ方向に離れた位置で、円形断面の接線方向に上向き
に形成している。

【００３１】炉芯管２０の内部には温度計測手段である
熱電対２５・２６・２７を配置し、それぞれの先端が、
加熱室１５・１６・１７の内側において処理物Ｍに接す
るように位置させている。熱電対２５・２６・２７が検
知する各加熱室１５・１６・１７での処理物Ｍの温度に
応じてバーナー１５ａ・１６ａ・１７ａの火力を調整
し、それによって各加熱室１５・１６・１７内での処理
物Ｍの温度を最適化するのである。これらの熱電対２５
・２６・２７は、炉芯管２０の長さ方向に沿って移動可
能にすることにより、各加熱室１５・１６・１７内にあ
る処理物Ｍの温度分布を検知し得るようにしている。水
分含有量等のばらつきによって各加熱室での処理物Ｍの
温度分布は焼成のつど異なるのが一般であるが、当該温
度分布を検知し、それに合わせて炉芯管２０の回転速度
を変更し各加熱室１５・１６・１７内の滞留時間を調整
することによって、得られる処理物Ｍの品質をできるだ
け高めるのがそのねらいである。

【００３２】そのほか、回収器３１の送気口３１ａには
ガスの吹込み手段（図示せず）を接続し、それより炉芯
管２０の内部に向けて各種のキャリアガスを吹き込める
ようにしている。キルン１は外熱式のものであるため、
炉芯管２０の内部雰囲気はバーナー１５ａ・１６ａ・１
７ａの燃焼ガスに影響されることがないが、炉芯管２０
内にガスを吹き込むのは、当該雰囲気をより積極的に制
御しようとするものである。つまり、石灰泥を焼成する
際には、石灰泥から生石灰とともに発生する二酸化炭素
（ＣＯ₂）が炉芯管２０内に充満するのが一般である
が、そこに酸素や水素、窒素等のキャリアガスを吹き込
むことにより、生石灰の生成環境を酸化雰囲気や還元雰
囲気、または不活性雰囲気に変えるのである。生成環境
をそのように調整すれば、使用目的等に応じた一層好ま
しい品質の生石灰を得ることが可能になる。なお、吹き
込んだキャリアガスは、ガス排出器３２の排気口３２ａ
から排出される。

【００３３】以上に説明した図１の外熱式ロータリーキ
ルン１に関しては、たとえばつぎのように一部を改変し
て実施することもできる。もちろん、熱処理の対象（処
理物Ｍ）を上記と異なるものにすることも可能である。

【００３４】1) 図１の例では、加熱室１７のあとには
加熱室を設けていないため、炉芯管２０内の処理物Ｍは
加熱室１７を出たのち外気の作用で冷却されることにな
る。しかしこれに代えて、加熱室１７に隣接する後方位
置（図１の左方）に冷却用の加熱室を別に設けるのもよ
い。冷却用とするその加熱室には、他の加熱室１５等に
おけるバーナ１５ｃ等に代えて冷風（外気など）導入用
のファン等を設けるとよい。炉芯管２０の外周に流速の
高い冷風を流せば、炉芯管２０およびその内部の処理物
Ｍに対する冷却効果が高くなるので、熱処理のあとで急
冷をする必要がある場合には好適である。

【００３５】2) 各加熱室１５・１６・１７の加熱手段
としては、上の例のようにバーナー１５ａ・１６ａ・１
７ａを各室ごとに付設するのではなく、たとえば１台の
大型のバーナー（図示せず）を加熱炉１０と離れた位置
に設けるようにしてもよい。そのバーナーと各加熱室１
５・１６・１７とをつなぐ熱風の通路のうちに、開閉弁
（ダンパー等）や外気の混入口を設けて各室ごとに熱風
や外気の導入量を調整できるようにしておけば、各加熱
室１５・１６・１７についてそれぞれ独自に加熱温度を
調整できることになる。

【００３６】3) 熱処理を行う加熱室１７を、仕切り壁
１３などと平行な仕切り壁（図示せず）を用いて複数の
小室にさらに区分しておくのもよい。独立したバーナー
等を各室に配置してそれらを適切に使用すれば、熱処理
中の処理物Ｍの温度を一層精密にコントロールすること
が可能になる。

【００３７】4) 上記3)で述べた加熱室１７の部分のみ
でなく加熱炉１０の全域を、炉芯管２０の長さ方向に並
ぶ短い小室（加熱室）に区分しておくのもよい。予熱過
程や本来の熱処理過程等での各所要時間（の比率）に合
わせて、それら小室のうちから適当数を各過程に割り当
てて使用するのである。その場合、バーナー等の加熱手
段を各室に設けておくとともに各室に温度計測手段を設
け、さらには各室間を熱風の導入（再利用）経路でつな
ぐ（当該経路中に開閉バルブ等を設ける）などしておく
のがよい。

【００３８】図２には、発明の実施について第二の実施
形態を紹介すべく、外熱式ロータリーキルン２の全体を
模式的な縦断面図にて表している。外熱式であるため、
このキルン２でも、煉瓦等の耐火壁で囲まれた加熱炉４
０の内側に、当該加熱炉４０を長さ方向に貫くように炉
芯管５０が配置されている。炉芯管５０の両端付近に環
状の支持部材５１・５２が形成されていて、炉芯管５０
は回転可能な状態にこれらの部分で支えられ、図２の左
方が下になるようわずかに傾斜している。処理物Ｍは、
図１のキルン１における場合と同様に、図中右方のコン
ベヤ３３によって炉芯管５０内に投入され、その長さ方
向に図の左方へ移動しながら熱処理されて回収器３１お
よび切り出しバルブ３４から回収される。

【００３９】このキルン２においても、図１のキルン１
と同様、高品質の熱処理製品が得られるように種々の特
徴的な構成をとっている。図のように加熱炉４０内に仕
切り壁を設けて内部を複数の加熱室４５・４６・４７に
分割したこと、温度計測手段である熱電対５５・５６・
５７を炉芯管５０内に設けたうえ加熱室４５・４６・４
７の内側において各先端を処理物Ｍに接触させているこ
と、また、炉芯管５０内へのキャリアガスの吹込み手段
（図示せず）を回収器３１の送気口３１ａに接続したこ
となどは、目的および構成において図１のキルン１と差
異がない。

【００４０】しかし、図２のロータリーキルン２には、
図１のキルン１と相違するつぎのような構成も採用して
いる。すなわち、 a) 加熱室４５・４６においては、それぞれの内壁面に
電気ヒーター４５ｅ・４６ｅを張りめぐらせるととも
に、補助空気の導入手段４５ａ・４６ａを各壁面に付設
している。電気ヒーター４５ｅ・４６ｅは、加熱室４５
・４６のそれぞれを独自に加熱するための手段である。
しかし、ヒーター４５ｅ・４６ｅのみでは炉芯管５０の
うち各室の中央に近い部分が他の部分よりも高温度にな
りがちであるため、バーナー（図示せず）等にて加熱し
た熱風（または非加熱の空気）を、導入手段４５ａ・４
６ａを介し補助的に各加熱室４５・４６内に導入して、
各室内の炉芯管５０の温度の均一化をはかるのである。

【００４１】b) 加熱炉４０中の各加熱室４５・４６・
４７には、図１のキルン１における各加熱室１５・１６
・１７とはやや異なる役割を担わせている。すなわち、
炉芯管５０に沿った最も上流側の加熱室４５では処理物
Ｍを予熱および昇温させ、中央付近の加熱室４６では処
理物Ｍに本来の熱処理を施し、最も下流側の加熱室４７
では、処理物Ｍを徐冷する（ゆっくり冷やす）こととし
ている。処理物Ｍの特性から徐冷過程が必要だからであ
るが、徐冷のためには、予熱・昇温のための加熱室４５
の排気口４５ｂから出た補助ガス（約２００℃）を、経
路４７ｃを介し導入口４７ａから加熱室４７内に導いて
炉芯管５０に接触させたうえ排気口４７ｂから排出して
いる。なお、このように補助ガスを再利用するとエネル
ギーを有効利用することになるが、やはり同様のエネル
ギー利用の観点から、加熱室４６で使用されて排気口４
６ｂから出た補助空気を導入手段４５ａから加熱室４５
内へ導くことができるよう、必要な経路を設けている。

【００４２】

【発明の効果】請求項１に記載した外熱式ロータリーキ
ルンでは、複数の加熱室のそれぞれにおいて炉芯管上の
各部分を独自の温度に加熱等することができるため、処
理物を最適の温度パターンにしたがって熱処理すること
が可能である。そのため、外熱式のキルンであることの
利点と相まって、製造条件に対する感受性がとくに高い
高純度・高品質の処理物等を得るうえでメリットが大き
い。加熱室が独自の加熱手段とともに温度調整用補助空
気の供給手段を備えているため、集中しがちな熱量を分
散または抑制して、各加熱室内での炉芯管の（したがっ
て処理物の）温度を均一にすることもできる。請求項２
に記載の外熱式ロータリーキルンは、電気ヒーターを使
用するために加熱室内の炉芯管のうち中央の付近にとく
に熱量が集中しがちであるが、それにもかかわらず、そ
の熱量を分散または抑制して、各加熱室内での炉芯管の
（したがって処理物の）温度を均一にすることが可能で
ある。

【００４３】請求項３に記載の外熱式ロータリーキルン
なら、炉芯管の回転数等を調整することにより、処理物
が各加熱室内にある時間を適切にすることができる。

【００４４】

【００４５】

【００４６】請求項４のロータリーキルンでは、処理物
の純度や水分含有率のばらつき等によって各加熱室での
処理物の温度を最適化できない場合にも、各加熱室の滞
留時間を調整することによって処理物を適切に熱処理す
ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の実施に関する一形態（参考例）を示す図
であって、図１（ａ）は、外熱式ロータリーキルン１の
全体を模式的に示す縦断面図、同（ｂ）は同（ａ）にお
けるｂ−ｂ断面図である。

【図２】発明の実施に関する他の実施形態を示す図であ
って、外熱式ロータリーキルン２の全体を模式的に示す
縦断面図である。

【図３】ある処理物について管理すべき加熱温度やその
温度での保持時間の一例を示す線図である。

【図４】図４（ａ）は、従来の外熱式ロータリーキルン
３’を示す縦断面図、同（ｂ）はその横断面図（同
（ａ）におけるｂ−ｂ断面図）である。

【符号の説明】

１・２外熱式ロータリーキルン１０・４０加熱炉１５・１６・１７・４５・４６・４７加熱室１５ａ・１６ａ・１７ａバーナー（加熱手段）４５ｅ・４６ｅ電気ヒーター２０・５０炉芯管２５・２６・２７・５５・５６・５７熱電対（温度計
測手段）Ｍ処理物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平６−221765（ＪＰ，Ａ) 特開平10−141863（ＪＰ，Ａ) 特開平10−300356（ＪＰ，Ａ) 特開平８−219646（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F27B 7/00 - 7/42 F26B 1/00 - 7/00 C04B 2/10

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】傾斜した炉芯管の内部に供給され炉芯管
の回転につれて当該炉芯管の長さ方向に順次移動する処
理物を、当該炉芯管の外側にある加熱炉によって加熱す
る外熱式ロータリーキルンであって、加熱炉が、仕切り壁を介して複数の加熱室に分割されて
いること、それらの加熱室が炉芯管の長さ方向に並んで
いてそれぞれに加熱温度を調整できること、および、炉
芯管内の処理物の温度を知るための温度計測手段が各加
熱室ごとに設けられていること、ならびに、加熱室が、独自の加熱手段とともに、室内の
炉芯管の温度の均一化をはかる温度調整用補助空気の供
給手段を備えていることを特徴とする外熱式ロータリー
キルン。
【請求項２】上記した独自の加熱手段が、加熱室の内
壁面に配備された電気ヒーターであることを特徴とする
請求項１に記載の外熱式ロータリーキルン。
【請求項３】炉芯管の長さ方向に沿う各加熱室の長さ
が、当該加熱室ごとの所定の温度に処理物を移行させま
たは維持する時間に比例して定められていることを特徴
とする請求項１または２に記載の外熱式ロータリーキル
ン。
【請求項４】上記の温度計測手段が、各加熱室での処
理物の温度分布を検知し得るものであり、炉芯管の回転
を駆動する手段が、検知したその温度分布に応じて炉芯
管の回転速度を変更し得るものであることを特徴とする
請求項１〜３のいずれかに記載の外熱式ロータリーキル
ン。